《電力電子技術(shù)》試卷3份答案.doc

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1、《電力電子技術(shù)》試卷1答案 一、填空（每空1分，36分） 1、請(qǐng)?jiān)谡_的空格內(nèi)標(biāo)出下面元件的簡稱： 電力晶體管GTR；可關(guān)斷晶閘管GTO；功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET；絕緣柵雙極型晶體管IGBT ；IGBT是MOSFET 和GTR的復(fù)合管。 2、晶閘管對(duì)觸發(fā)脈沖的要求是要有足夠的驅(qū)動(dòng)功率 、觸發(fā)脈沖前沿要陡幅值要高和觸發(fā)脈沖要與晶閘管陽極電壓同步。 3、多個(gè)晶閘管相并聯(lián)時(shí)必須考慮　均流的問題，解決的方法是串專用均流電抗器。 4、在電流型逆變器中，輸出電壓波形為正弦波，輸出電流波形為　方波? 。 5、型號(hào)為KS100-8的元件表示雙向晶閘管 晶閘管、它的額定電壓為 8

2、00V伏、額定有效電流為100A。 6、180導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在 同一橋臂 上的上、下二個(gè)元件之間進(jìn)行；而120o導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在不同橋臂上的元件之間進(jìn)行的。 7、當(dāng)溫度降低時(shí)，晶閘管的觸發(fā)電流會(huì)增加、正反向漏電流會(huì)下降；當(dāng)溫度升高時(shí)，晶閘管的觸發(fā)電流會(huì)下降、正反向漏電流會(huì)增加。 8、 在有環(huán)流逆變系統(tǒng)中，環(huán)流指的是只流經(jīng) ?逆變電源、逆變橋而不流經(jīng)負(fù)載的電流。環(huán)流可在電路中加電抗器來限制。為了減小環(huán)流一般采控用控制角α大于 β的工作方式。 9、常用的過電流保護(hù)措施有快速熔斷器 ?、 串進(jìn)線電抗器、 接入直流快速開關(guān) 、 控制快速移相使

3、輸出電壓下降。（寫出四種即可） 10、雙向晶閘管的觸發(fā)方式有Ⅰ+、Ⅰ-、 Ⅲ＋、 Ⅲ-四種 。 二、判斷題,（每題1分，10分）（對(duì)√、錯(cuò)） 1、 在半控橋整流帶大電感負(fù)載不加續(xù)流二極管電路中，電路出故障時(shí)會(huì)出現(xiàn)失控現(xiàn)象。（√） 2、 在用兩組反并聯(lián)晶閘管的可逆系統(tǒng)，使直流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行時(shí)，其中一組逆變器工作在整流狀態(tài)，那么另一組就工作在逆變狀態(tài)。（） 3、 晶閘管串聯(lián)使用時(shí)，必須注意均流問題。（） 4、 逆變角太大會(huì)造成逆變失敗。（ ） 5、 并聯(lián)諧振逆變器必須是略呈電容性電路。（√） 6、 給晶閘管加上正向陽極電壓它就會(huì)導(dǎo)通。（） 7、 有源逆變指

4、的是把直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能送給負(fù)載。（） 8、 在單相全控橋整流電路中，晶閘管的額定電壓應(yīng)取U2。（） 9、 在三相半波可控整流電路中，電路輸出電壓波形的脈動(dòng)頻率為300Hz。 （） 10、變頻調(diào)速實(shí)際上是改變電動(dòng)機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度達(dá)到改變輸出轉(zhuǎn)速的目的。? （√） 三、選擇題（每題3分，15分） 1、單相半控橋整流電路的兩只晶閘管的觸發(fā)脈沖依次應(yīng)相差A(yù) 度。 A、180， B、60， c、360， D、120 2、α為C 度時(shí)，三相半波可控整流電路，電阻性負(fù)載輸出的電壓波形，處于連續(xù)和斷續(xù)的臨界狀態(tài)。 A，0度， B，60度， C，30度， D，120度，

5、 3、晶閘管觸發(fā)電路中，若改變B 的大小，則輸出脈沖產(chǎn)生相位移動(dòng)，達(dá)到移相控制的目的。 A、同步電壓， B、控制電壓， C、脈沖變壓器變比。 4、可實(shí)現(xiàn)有源逆變的電路為A。 A、三相半波可控整流電路， B、三相半控橋整流橋電路， C、單相全控橋接續(xù)流二極管電路， D、單相半控橋整流電路。 5、在一般可逆電路中，最小逆變角βmin選在下面那一種范圍合理A。 A、30o-35o， B、10o-15o， C、0o-10o， D、0o。 四、問答分析題,(每題7分 21分) 1、 在晶閘管兩端并聯(lián)R、C吸收回路的主要作用有哪些？其中電阻R的作用是什么？ 2、

6、單結(jié)晶體管的特性曲線可以分為哪幾段？如果用一個(gè)二極管和兩個(gè)電阻接成如下方式，請(qǐng)按對(duì)單結(jié)晶體管特性曲線進(jìn)行研究的相同做法，設(shè)計(jì)試驗(yàn)電路，并作出它的Ie-Ue特性曲線。 1、R、C回路的作用是：吸收晶閘管瞬間過電壓，限制電流上升率， 動(dòng)態(tài)均壓作用。R的作用為：使L、C形成阻尼振蕩，不會(huì)產(chǎn)生振 蕩過電壓，減小晶閘管的開通電流上升率，降低開通損耗。、 2、單結(jié)晶體管特性曲線可分為：截止區(qū)、負(fù)阻區(qū)、飽和導(dǎo)通區(qū)。 3、由下面單結(jié)晶體管的觸發(fā)電路圖畫出各點(diǎn)波形。 五、計(jì)算題,(每題9分，18分) 1、一臺(tái)工業(yè)爐原由額定電壓為單相交流22

7、0∨供電，額定功率為10千瓦?，F(xiàn)改用雙向晶閘管組成的單相交流調(diào)壓電源供電，如果正常工作時(shí)負(fù)載只需要5千瓦。試問雙向晶閘管的觸發(fā)角α應(yīng)為多少度？試求此時(shí)的電流有效值，以及電源側(cè)的功率因數(shù)值。 π/2； 32.1A； 0.707； 2、 已知自耦變壓器基本繞組為1-0，調(diào)整繞組1-3與1-2之間的匝數(shù)是1-0的10％。試分析圖示兩組反并聯(lián)晶閘管組成的電路，是如何實(shí)現(xiàn)在輸入電壓波動(dòng)時(shí)，使輸出電壓∪0保持穩(wěn)定？ 通過對(duì)電壓檢測(cè)，實(shí)施對(duì)兩組反并聯(lián)晶閘管門極予以控制。例如：輸入電壓高于10%時(shí)，讓VT1、VT2這組反并聯(lián)的晶閘管的觸發(fā)脈沖移到180，使它不輸出電壓，

8、而讓VT3、VT4這組反并聯(lián)晶閘管的觸發(fā)脈沖移到0，使他們分別在正負(fù)半周全導(dǎo)通時(shí)輸出電壓降低；當(dāng)輸入電壓低于額定值10%時(shí)，讓VT1、VT2這組反并聯(lián)晶閘管的觸發(fā)脈沖移到0，使他們分別在正負(fù)半周全導(dǎo)通。讓VT3、VT4反并聯(lián)晶閘管的觸發(fā)脈沖移到180使他們截止，從而使輸出電壓提高10%，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。 《電力電子技術(shù)》試卷2答案 一、填空（每空1分，30分） 1、普通晶閘管的圖形符號(hào)是 三個(gè)電極分別是陽極A ， 陰極K ??和 門極G 晶閘管的導(dǎo)通條件是陽極加正電壓，陰極接負(fù)電壓，門極接正向電壓形成了足夠門極電流時(shí)晶閘管導(dǎo)通；關(guān)斷條件是當(dāng)晶閘管陽極電流小于維持電流

9、IH時(shí)，導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷 。 2、可關(guān)斷晶閘管的圖形符號(hào)是 ；電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管的圖形符號(hào)是 絕緣柵雙極晶體管的圖形符號(hào)是 ；電力晶體管的圖形符號(hào)是 。（如下圖） 3、單相交流調(diào)壓在電阻性負(fù)載電路的移相范圍在0—180變化，在阻感性負(fù)載時(shí)移相范圍在 φ—180o變化。 4、變流電路的換流方式有 器件換流、電網(wǎng)換流、負(fù)載換流、強(qiáng)迫換流 等四種。 5、提高變流置的功率因數(shù)的常用方法有減小觸發(fā)角、增加整流相數(shù)、采用多組變流裝置串聯(lián)供電 、設(shè)置補(bǔ)償電容。 6、絕緣柵雙極型晶體管是以電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管柵極為柵極 作為柵極，以以電力晶體管集電極和發(fā)射極作為發(fā)射極與集電極復(fù)合而成。

10、7、在電力晶閘管電路中，常用的過電流保護(hù)有快速熔斷器 ；電路串電抗器 ；過流時(shí)快速移相；和直流快速開關(guān) 等幾種。 8、晶閘管的換相重疊角與電路的觸發(fā)角α、變壓器漏抗XB 、平均電流Id 、電源相電壓U2等到參數(shù)有關(guān)。 二、判斷題,（20分）（對(duì)√、錯(cuò)） 1、半控橋整流電路，大電感負(fù)載不加續(xù)流二極管，電路出故障時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)失控現(xiàn)象。（√ ）. 2、采用兩組反并聯(lián)晶閘管變流橋的可逆系統(tǒng)，供直流電動(dòng)機(jī)四象限運(yùn)行時(shí)，其中一組逆變器工作在整流狀態(tài)，那么另一組就工作在逆變狀態(tài)。（ ） 3、晶閘管串聯(lián)使用時(shí)，必須注意均流問題。（ ） 4、逆變角太大會(huì)造成逆變失敗。（ ） 5、并聯(lián)

11、諧振負(fù)載的逆變器負(fù)載必須是呈電容性電路。（√ ） 6、給晶閘管加上正向陽極電壓它就會(huì)導(dǎo)通。（ ） 7、有源逆變指的是把直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能送給負(fù)載。（ ） 8、在單相全控橋電路中晶閘管的額定電壓選取相電壓U2。（ ） 9、在三相半波可控整流電路中，輸出電壓波形的脈動(dòng)頻率為300Hz。（ ） 10、變頻調(diào)速實(shí)際是改變電動(dòng)機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度，達(dá)到改變輸出轉(zhuǎn)速的目的。? （√ ） 三、選擇題（每題2分，10分） 1、三相半波帶電阻性負(fù)載時(shí)，α為（　C?。┒葧r(shí)，可控整流輸出的電壓波形處于連續(xù)和斷續(xù)的臨界狀態(tài)。 A、0度。B、60度。C、30度。D、120度。 2、

12、在晶閘管觸發(fā)電路中，改變(B )的大小，則輸出脈沖產(chǎn)生相位移動(dòng)，達(dá)到移相控制的目的。 A、 同步電壓，B、控制電壓，C、脈沖變壓器變比。 3、能夠?qū)崿F(xiàn)有源逆變的電路為(B )。 A、三相橋式全控整流電路， B、三相半控橋整流電路， C、單相全控橋接續(xù)流二極管電路， D、單相半控橋整流電路。 4、下面哪種功能不屬于變流的功能（　C?。? A、有源逆變　　　B、交流調(diào)壓　　　C、變壓器降壓　　D、直流斬波 5、三相半波可控整流電路的自然換相點(diǎn)是(B ) A、交流相電壓的過零點(diǎn)； B、本相相電壓與相鄰相電壓正、負(fù)半周的交點(diǎn)處； C、比三相不控整流電路的自然換相點(diǎn)

13、超前30； D、比三相不控整流電路的自然換相點(diǎn)滯后60。 四、問答題（每題10分，20分） 1、 三相半波整流電路，將整流變壓器的二次繞組均分為兩段，每段的電動(dòng)勢(shì)相同，接成曲折接法。其分段布置及矢量圖如圖所示，問變壓器鐵心是否被直流磁化，為什么？ 解：三相半波可控整流電路，當(dāng)變壓器二次繞組分成兩組，按本題圖示曲折接線，及矢量圖所示。變壓器二次繞組中，同一相的兩個(gè)繞阻的電流，方向相反大小相等，因而形成的磁通，方向也相反、磁通量大小也會(huì)相等。這樣變壓器鐵心中就不會(huì)存在直流磁通，自然就不會(huì)被直流磁化了。 2、PWM逆變電路的控制方法主要有哪幾種？簡述異步調(diào)制與同步調(diào)制各有哪些優(yōu)缺

14、點(diǎn)？ 解：PWM逆變電路的常用控制方法有兩種，一是計(jì)算法；二是調(diào)制法。其中調(diào)制法又可分為兩種，一是異步調(diào)制法；二是同步調(diào)制法。通常異步調(diào)制法是保持載波頻率不變，信號(hào)頻率根據(jù)需要而改變時(shí)，載波比是變化的。優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)頻率較低時(shí)載波比較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，輸出較接近正弦波。缺點(diǎn)是：正負(fù)半周脈沖數(shù)不相等，對(duì)稱性差。因此，希望采用較高的載波頻率，以克服在信號(hào)頻率較高時(shí)仍能保持較大的載波比。同步調(diào)制時(shí)，保持載波比為常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步變化。優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)波一周內(nèi)輸出的脈沖數(shù)是固定的，脈沖相位也是固定的，對(duì)稱性好。缺點(diǎn)是：當(dāng)逆變頻率較低時(shí)，載波頻率也很低，造成調(diào)制諧波不易濾除；逆變

15、頻率較高時(shí)，調(diào)制載波頻率也過高，使開關(guān)器件的開關(guān)頻率過高而難以承受。 3、什么是逆變失??？逆變失敗后有什么后果？形成的原因是什么 解：逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關(guān)斷的器件末關(guān)斷，該導(dǎo)通的器件末導(dǎo)通。從而使逆變橋進(jìn)入整流狀態(tài)，造成兩電源順向聯(lián)接，形成短路。逆變失敗后果是嚴(yán)重的，會(huì)在逆變橋與逆變電源之間產(chǎn)生強(qiáng)大的環(huán)流，損壞開關(guān)器件。產(chǎn)生逆變失敗的原因：一是逆變角太小；二是出現(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失；三是主電路器件損壞；四是電源缺相等。 五、綜合、計(jì)算題（每題10分，20分） 1、指出下圖中①～⑦各保護(hù)元件及VD、Ld的名稱和作用。 解： ①星形接法

16、的硒堆過電壓保護(hù)； ②三角形接法的阻容過電壓保護(hù)； ③橋臂上的快速熔斷器過電流保護(hù)； ④晶閘管的并聯(lián)阻容過電壓保護(hù)； ⑤橋臂上的晶閘管串電感抑制電流上升率保護(hù)； ⑥直流側(cè)的壓敏電阻過電壓保護(hù)； ⑦直流回路上過電流快速開關(guān)保護(hù)； VD是電感性負(fù)載的續(xù)流二極管； Ld是電動(dòng)機(jī)回路的平波電抗器； 2、三相橋式全控整流電路，Ld極大，Rd=4Ω，要求Ud從0—220V之間變化。試求： （1） 不考慮控制角裕量時(shí)，整流變壓器二次相電壓。 （2） 計(jì)算晶閘管電壓、電流平均值，如電壓、電流裕量取2倍，請(qǐng)選擇晶閘管型號(hào)。 （3） 變壓器二次電流有效值I2。

17、（4） 計(jì)算整流變壓器二次側(cè)容量S2 答案：U2φ=94V；KP50—5；I2=44。9A；S2=12。66KVA。 《電力電子技術(shù)》試卷3答案 一、填空（30分） 1、晶閘管的圖形符號(hào)是 ，三個(gè)電極分別是陽極A、陰極K 、和門極G，雙向晶閘管的圖形符號(hào)是 ，它的三個(gè)極分別是第一陽極T1、第二陽極T2、和門極G。 2、晶閘管的導(dǎo)通條件陽極加正電壓、門極加正向電壓；關(guān)斷條件是陽極電流大于掣住電流、陽極電流小于維持電流或加反向電壓 。 3、單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為√2U2 。三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為√

18、6 U2。（電源電壓為U2） 4、從晶閘管開始承受正向電壓起到晶閘管導(dǎo)通之間的電角度稱為控制角，用α 表示。 5、同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路鋸齒波底寬可達(dá)240o度；正弦波觸發(fā)電路的理想移相范圍可達(dá) 180o、度，實(shí)際移相范圍只有150o 。 6、一般操作過電壓都是瞬時(shí)引起的尖峰電壓，經(jīng)常使用的保護(hù)方法是阻容保護(hù) 而對(duì)于能量較大的過電壓，還需要設(shè)置非線性電阻保護(hù)，目前常用的方法有壓敏電阻和硒堆 。 7、交流零觸發(fā)開關(guān)電路就是利用過零觸發(fā) 方式來控制晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷的。 8、絕緣柵雙極型晶體管是以電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極 作為柵極，以電力晶體管的集電極和發(fā)射極作為發(fā)射極與集電極

19、復(fù)合而成。 9、晶閘管的過電流能力比較差，必須采用保護(hù)措施，常見的快速熔斷器、過流繼電器、直流快速開關(guān)、、限流與脈沖移相保護(hù) 。 10、型號(hào)為KP100-8的元件表示雙向晶閘 管、它的額定電壓為800伏、額定電流為100安。 11、單相交流調(diào)壓電阻性負(fù)載電路的移相范圍在0o-180o內(nèi)，在電感性負(fù)載時(shí)移相范圍在ф-180o內(nèi)。 12、變頻電路常用的換流方式有負(fù)載諧振換流、脈沖（強(qiáng)迫）換流 兩種。 13、逆變器環(huán)流指的是只流經(jīng)逆變電源、逆變橋晶閘管而不流經(jīng)負(fù)載 的電流，環(huán)流可在電路中加電抗器來限制。為了減小環(huán)流一般采用α大于β工作方式。 二、判斷題（9分）（對(duì)√、錯(cuò)）

20、 1、有源逆變指的是把直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能送給負(fù)載。（ ） 2、采用兩組反并聯(lián)晶閘管的可逆系統(tǒng)供直流電動(dòng)機(jī)四象限運(yùn)行時(shí)，其中一組逆變器工作在整流狀態(tài)，那么另一組就工作在逆變狀態(tài)。 （ ） 3、晶閘管串聯(lián)使用時(shí)，必須注意均流問題。（ ） 4、逆變角太小會(huì)造成逆變失敗。（√ ） 5、設(shè)置補(bǔ)償電容可以提高變流裝置的功率因數(shù)。（√ ） 6、給晶閘管加上正向陽極電壓它就會(huì)導(dǎo)通。（ ） 7、在半控橋整流電路中，大電感負(fù)載不加續(xù)流二極管，電路出故障時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)失控現(xiàn)象。 （√ ） 8、在單相全控橋電路中，晶閘管的額定電壓應(yīng)取U2。（ ） 9、在三相半波可控整流電路中，電路輸

21、出電壓的波形脈動(dòng)頻率為300Hz。 （ ） 三、選擇題（15分） 1、單相半控橋整流電路的二組觸發(fā)脈沖依次相差A(yù) 度。 A、180， B、60， c、360， D、120 2、α為C 度時(shí)，三相半波可控整流帶電阻性負(fù)載，輸出的電壓波形處于連續(xù)和斷續(xù)的臨界狀態(tài)。 A、0度， B，60度， C，30度， D，120度， 3、在晶閘管觸發(fā)電路中，若改變B 的大小，則輸出脈沖產(chǎn)生相位移動(dòng)，達(dá)到移相控制的目的。 A、 同步電壓， B、控制電壓， C、脈沖變壓器變比。 4、可實(shí)現(xiàn)有源逆變的電路為A 。 A、單相半波可控整流電路， B、三相半波可控整流橋帶續(xù)流二極管電路，

22、 C、單相全控橋接續(xù)流二極管電路， D、三相半控橋整流電路。 5、一般可逆電路中的βmin選A 合理。 A、30o-35o， B、10o-25o， C、0o-10o， D、0o。 四、問答分析題,(20分) 1、單相半波可控整流電路，如（1）晶閘管內(nèi)部短路，（2）晶閘管內(nèi)部開路，在下面的坐標(biāo)中畫出其直流輸出電壓Ud和晶閘管兩端電壓UT的波形。 2、雙向晶閘管有哪幾種觸發(fā)方式？用的最多的有哪兩種？ 答：I+ 觸發(fā)： T1接正電壓， T2接負(fù)；門極G接正，T2接負(fù)。 I- 觸發(fā)： T1接正，T2接負(fù)；門極G為負(fù)，T2 接正。 Ⅲ+ 觸發(fā)T1接

23、負(fù)，T2接正，門極G接正，T2接負(fù)。 Ⅲ- 觸發(fā)T1接負(fù)， T2接正；門極G接負(fù)，T2接正。 3、在下面兩圖中，一個(gè)工作在整流電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，另一個(gè)工作在逆變發(fā)電機(jī)狀態(tài)。 （1）、標(biāo)出Ud、ED及id的方向。 （2）、說明E與Ud的大小關(guān)系。 （3）、當(dāng)α與β的最小值均為30度時(shí)，控制角α的移向范圍為多少？ 答：整流電動(dòng)機(jī)狀態(tài)：電流方向從上到下，電壓方向上正下負(fù)，反電勢(shì)E方向上正下負(fù)，Ud大于E，控制角的移相范圍0~90。 逆變發(fā)電機(jī)狀態(tài)：電流方向從上到下，電壓Ud方向上負(fù)下正，發(fā)電機(jī)電勢(shì)E方向上負(fù)下正，Ud小于E，控制角的移相范圍90~150。 五、計(jì)算題,(15分) 1、用紅筆或用陰影面積標(biāo)出三相全控橋電路在α＝30時(shí)，電阻性負(fù)載的直流輸出電壓的波形圖，同時(shí)要對(duì)應(yīng)畫出其所用的雙窄脈沖（α＝30），并標(biāo)出序號(hào)。如V，計(jì)算此時(shí)的直流輸出電壓Ud。 Ud=445.8V