電力電子技術(shù)復習題30(已補答案)

1、一、填空題1、寫出下列電力電子器件的簡稱：電力晶體管  GTR ；可關(guān)斷晶閘管 GTO ；功率場效應晶體管 MOSFET ；絕緣柵雙極型晶體管 IGBT 。 2、雙向晶閘管的圖形符號是  ；3個電極分別是 第一陽極T1 ， 第二陽極T2 ， 門極G 。3、晶閘管在其陽極與陰極之間加上 正向 電壓的同時，門極上加上 觸發(fā) 電壓，晶閘管就導通。4、從晶閘管開始承受正向電壓起到晶閘管導通之間的電角度稱為 控制角 ，用 表示。5、普通晶閘管的圖形符號是      ，三個電極分別是   陽極A

2、  ，  陰極K 和   門極G 。 6、直流斬波電路在改變負載的直流電壓時，常用的控制方式有  等頻調(diào)寬控制 、  等寬調(diào)頻控制 、   脈寬與頻率同時控制     三種。7、在單相交流調(diào)壓電路中，負載為電阻性時移相范圍是  0   ，負載是阻感性時移相范圍是     。8、型號為KS100-8的元件表示   雙向晶閘管 &#

3、160;  、它的額定電壓為    800    伏、額定有效電流為 100 安。9、KP5-7E表示額定電流為  5  A，額定電壓為是  700  V的普通晶閘管。 10、只有當陽極電流小于 最小維特 電流時，晶閘管才會由導通轉(zhuǎn)為截止。11、整流是把 交流 電變換為 直流 電的過程；逆變是把 直流 電變換為 交流 電的過程。12、逆變電路分為 有源 逆變電路和 無源 逆變電路兩種。13、逆變角與控制角之間的關(guān)系為 =- 。14、三相

4、半波可控整流電路，輸出到負載的平均電壓波形脈動頻率為 150 HZ；三相全控橋整流電路，輸出到負載的平均電壓波形脈動頻率為  300 HZ。15、KP50-7表示額定電流為  50  A，額定電壓為是   700 V的普通晶閘管。 16、三相橋式全控整流電路是由一組共   陰  極三只晶閘管和一組共  陽  極的三只晶閘管串聯(lián)后構(gòu)成的，晶閘管的換相是在同一組內(nèi)的元件進行的。每隔60度換一次相，在電流連續(xù)時每只晶閘管導通  120

5、0; 度。要使電路工作正常，必須任何時刻要有兩只晶閘管同時導通，一個是共   陰  極的，另一個是共  陽   極的元件，且要求不是 在同一橋臂上  的兩個元件。17、請在正確的空格內(nèi)標出下面元件的簡稱：電力晶體管    ；可關(guān)斷晶閘管  ；功率場效應晶體管  ；絕緣柵雙極型晶體管  。（與第一題重復）二、判斷題1、雙向晶閘管和普通晶閘管一樣，額定電流也用通態(tài)電流平均值表示。 （ û ） 2、逆變失敗，是因主電路元件出現(xiàn)損壞，

6、觸發(fā)脈沖丟失，電源缺相，或是逆變角太小造成的。  （  ü  ）3、有源逆變指的是把直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能送給負載。 （   û ）4、變流裝置其功率因數(shù)的高低與電路負載阻抗的性質(zhì)，無直接關(guān)系。 （  ü ）5、KP25表示的是額定電壓200V，額定電流500A的普通型晶閘管。   （ û ）6、有源逆變指的是把直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能送給負載。    ( û ) 7、只要讓加在晶閘管兩端的電壓減小為零，晶閘

7、管就會關(guān)斷。 （  û  ）8、絕緣柵雙極型晶體管具有電力場效應晶體管和電力晶體管的優(yōu)點。 （   ü ） 9、給晶閘管加上正向陽極電壓它就會導通。    （  û ）10、增大晶閘管整流裝置的控制角，輸出直流電壓的平均值會增大。 （  û ）11、普通晶閘管外部有三個電極，分別是基極、發(fā)射極和集電極。 （  û  ）12、雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)與普通晶閘管不一樣，它是由五層半導體材料構(gòu)成的。（  ü

8、）13、普通晶閘管的通態(tài)電流（額定電流）是用電流的最大值來表示的。 （ û   ）14、直流斬波電路只能實現(xiàn)降低輸出直流電壓的作用。 （  û  ）15、絕緣柵雙極型晶體管具有電力場效應晶體管和電力晶體管的優(yōu)點。 （  ü  ）16、普通晶閘管外部有三個電極，分別是陽極、陰極和門極。 （  ü  ）17、KP55表示的是額定電壓500V，額定電流500A的普通型晶閘管。    （  û&

9、#160; ）18、雙向晶閘管的額定電流是用電流有效值來表示的。   （  ü  ）19、無源逆變指的是不需要逆變電源的逆變電路。 （  û  ）20、三相橋式全控整流電路，輸出電壓波形的脈動頻率是150HZ。 （  û  ）三、簡答題1、晶閘管與普通二極管、晶體管在控制上有什么區(qū)別？使晶閘管導通和關(guān)斷的條件是什么？晶閘管（也稱可控硅）與普通二極管的最大區(qū)別就是可控硅有一個控制極，在可控硅連接正向電壓后，控制極如果得到一個適合的導通電壓（一般是0

10、.6V左右），該可控硅就會導通并保持，控制極失去電壓后可控硅就會關(guān)斷。2、試說明IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET各自的優(yōu)缺點。答：IGBT開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小，具有耐脈沖電流沖擊的 能力，通態(tài)壓降較低，輸入阻抗高為電壓驅(qū)動，驅(qū)動功率 小。開關(guān)速度低于電力MOSFET,電壓，電流容量不及GTO。 GTR耐壓高，電流大，開關(guān)特性好，通流能力強，飽和壓降 低。開關(guān)速度低，為電流驅(qū)動，所需驅(qū)動功率大，驅(qū)動電 路復雜，存在二次擊穿問題。 GTO電壓、電流容量大，適用于大功率場合，具有電導調(diào)制 效應，其通流能力很強。電流關(guān)斷增益很小，關(guān)斷時門極 負脈沖電流大，開關(guān)速度低，驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復

11、雜， 開關(guān)頻率低。 電力MOSFET開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū) 動功率小且驅(qū)動電路簡單，工作頻率高，不存在二次擊穿 問題。電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過 10kW的電力電子裝置。 3、比較說明交-直-交變頻電路和交-交變頻電路的優(yōu)缺點及應用場合？ P1314、使變流器工作于有源逆變狀態(tài)的條件是什么？直流側(cè)要有電動勢，其極性須和晶閘管的導通方向一致，其值應大于變流電路直流側(cè)的平均電壓；要求晶閘管的控制角>/2，使Ud為負值。5、單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路中，當負載分別為電阻負載或電感負載時，要求的晶閘管移相范圍分別是多少？答：單相橋式全控整流電路

12、，當負載為電阻負載時，要求的晶閘管移相范圍是0  180°，當負載為電感負載時，要求的晶閘管移相范圍是0  90°。     三相橋式全控整流電路，當負載為電阻負載時，要求的晶閘管移相范圍是0  120°，當負載為電感負載時，要求的晶閘管移相范圍是0  90°。 6、維持晶閘管導通的條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導通變?yōu)殛P(guān)斷？答：維持晶閘管導通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導通的最小電流，即維持電流。

13、0;要使晶閘管由導通變?yōu)殛P(guān)斷，可利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下，即降到維持電流以下，便可使導通的晶閘管關(guān)斷。7、簡述說明斬波電路的3種電壓控制方式？1) 保持開關(guān)周期T不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導通時間ton不變，稱為脈沖寬度調(diào)制(PWM)。 2) 保持開關(guān)導通時間ton不變，改變開關(guān)周期T，稱為脈沖頻率調(diào)制(PFM)。 3) ton和T都可調(diào)，使占空比改變，稱為混合型。8、什么叫有源逆變？什么叫無源逆變？P549、簡述電壓源型變頻電路的主要特點。P13910、電力變換的種類有哪幾種？整流、逆變、斬波、變頻11、什么

14、是逆變失敗？如何防止逆變失??？逆變運行時，一旦發(fā)生換流失敗，外接的直流電源就會通過晶閘管電路形成短路，或者使變流器的輸出平均電壓和直流電動勢變?yōu)轫樝虼?lián)，由于逆變電路內(nèi)阻很小，形成很大的短路電流，稱為逆變失敗或逆變顛覆。防止逆變失敗的方法有：采用精確可靠的觸發(fā)電路，使用性能良好的晶閘管，保證交流電源的質(zhì)量，留出充足的換向裕量角等。12、對晶閘管的觸發(fā)電路有哪些要求？1、觸發(fā)電路輸出的脈沖必須具有足夠的功率2、觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的主電壓保持同步3、觸發(fā)脈沖能滿足主電路移相范圍的要求4、觸發(fā)脈沖要具有一定的寬度，前沿要陡13、試簡述Buck-Boost電路同Cuk電路的異同。答：這兩種電路都有升

15、降壓變換功能，其輸出電壓與輸入電壓極性相反，而且兩種電路的輸入、輸出關(guān)系式完全相同，Buck-Boost電路是在關(guān)斷期內(nèi)電感L給濾波電容C補充能量，輸出電流脈動很大，而Cuk電路中接入了傳送能量的耦合電容C1，若使C1足夠大，輸入輸出電流都是平滑的，有效的降低了紋波，降低了對濾波電路的要求。14、簡述電流源型變頻電路的主要特點。P14015、什么叫整流？什么叫逆變？交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能。直流電能轉(zhuǎn)換為交流電流。四、計算題下圖a）b）c）陰影部分為晶閘管處于通態(tài)區(qū)間的電流波形，各波形的電流最大值均為Im，試寫出各波形的電流平均值Id1、Id2、Id3與電流有效值I1、I2、I3的表達式。 五、

16、分析計算題1、（1）簡述下圖所示的降壓斬波電路工作原理。P101（2）上圖所示的降壓斬波電路中，已知E=200V，R=10，L值極大，EM=30V， T=50s,ton=20s,計算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io。2、單相全控橋式帶電阻負載時的電路，如圖所示，分析說明其控制過程，并畫出一個周期內(nèi)直流輸出電壓ud、晶閘管VT1，4電壓及變壓器二次側(cè)電流i2的波形。3、（1）簡述下圖所示的升壓斬波電路工作原理。P104（2）上圖所示的降壓斬波電路中，已知E=50V，L值和C值極大，R=20，當T=40s，ton=25s時，計算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io。4、單相半波可控整流電路如圖所示，分析說明其控制過程，并畫出一個周期內(nèi)觸發(fā)角為a時輸出直流電壓Ud和晶閘管VT的電壓波形。并求出當觸發(fā)角為a=60°時輸出電壓的平均值。5、一臺工業(yè)電爐（電阻性負載）原由額定電壓為單相交流220V供電，額定功率為10千瓦?，F(xiàn)改用