电力电子技术试题及答案一.doc

电力电子技术试题(第一章）
一、 填空题
1、普通晶闸管内部有 PN结,，外部有三个电极，分别是 极 极和 极。
1、两个、阳极A、阴极K、门极G.
2、晶闸管在其阳极与阴极之间加上 电压的同时，门极上加上 电压,晶闸管就导通。
2、正向、触发.
3、、晶闸管的工作状态有正向 状态，正向 状态和反向 状态。
3、 阻断、导通、阻断。
4、某半导体器件的型号为KP50—7的,其中KP表示该器件的名称为 ,50表示 ,7表示 .
4、普通晶闸管、额定电流50A、额定电压100V。
5、只有当阳极电流小于 电流时，晶闸管才会由导通转为截止.
5、维持电流.
6、当增大晶闸管可控整流的控制角α，负载上得到的直流电压平均值 会 。
6、 减小。
7、按负载的性质不同，晶闸管可控整流电路的负载分为 性负载， 性负载和 负载三大类。
7、电阻、电感、反电动势。
8、当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时,负载两端的直流电压平均值会 ，解决的办法就是在负载的两端 接一个 .
8、 减小、并接、续流二极管。
9、工作于反电动势负载的晶闸管在每一个周期中的导通角 、电流波形不连续、呈 状、电流的平均值 .要求管子的额定电流值要 些.
9、小、脉冲、小、大。
10、单结晶体管的内部一共有 个PN结，外部一共有3个电极，它们分别是 极、 极和 极。
10、一个、发射极E、第一基极B1、第二基极B2.
11、当单结晶体管的发射极电压高于 电压时就导通；低于 电压时就截止。
11、峰点、谷点。
12、触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压 ，保证在管子阳极电压每个正半周内以相同的 被触发，才能得到稳定的直流电压。
12、同步、时刻。
13、晶体管触发电路的同步电压一般有 同步电压和 电压。
13、正弦波、锯齿波。
14、正弦波触发电路的同步移相一般都是采用 与一个或几个 的叠加,利用改变 的大小,来实现移相控制。
14、正弦波同步电压、控制电压、控制电压。
15、在晶闸管两端并联的RC回路是用来防止 损坏晶闸管的.
15、关断过电压.
16、为了防止雷电对晶闸管的损坏，可在整流变压器的一次线圈两端并接一个 或 。
16、硒堆、压敏电阻。
16、用来保护晶闸管过电流的熔断器叫 。
16、快速熔断器.
二、 判断题 对的用√表示、错的用×表示（每小题1分、共10分）
1、 普通晶闸管内部有两个PN结。 (×)
2、 普通晶闸管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极. （×）
3、 型号为KP50-7的半导体器件，是一个额定电流为50A的普通晶闸管。（）
4、 只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断. （×)
5、 只要给门极加上触发电压,晶闸管就导通. （×）
6、 晶闸管加上阳极电压后，不给门极加触发电压,晶闸管也会导通。（√）
7、 加在晶闸管门极上的触发电压,最高不得超过100V。 (×）
8、 单向半控桥可控整流电路中，两只晶闸管采用的是“共阳”接法。(×)
9、 晶闸管采用“共阴"接法或“共阳"接法都一样。 （×）
10、 增大晶闸管整流装置的控制角α，输出直流电压的平均值会增大。(×）
11、 在触发电路中采用脉冲变压器可保障人员和设备的安全。 （√）
12、 为防止“关断过电压”损坏晶闸管，可在管子两端并接压敏电阻。(×）
13、 雷击过电压可以用RC吸收回路来抑制. (×）
14、 硒堆发生过电压击穿后就不能再使用了。 (×)
15、 晶闸管串联使用须采取“均压措施”。 （√）
16、 为防止过电流，只须在晶闸管电路中接入快速熔断器即可。 （×）
17、 快速熔断器必须与其它过电流保护措施同时使用。 （√）
18、 晶闸管并联使用须采取“均压措施"。 (×）
22、在电路中接入单结晶体管时,若把b1、b2接反了，就会烧坏管子.（×)
23、单结晶体管组成的触发电路也可以用在双向晶闸管电路中. （√）
24、单结晶体管组成的触发电路输出的脉冲比较窄。 (√）
25、单结晶体管组成的触发电路不能很好地满足电感性或反电动势负载的要求。 （√）
三、单项选择题 把正确答案的番号填在括号内（每小题1分，共10分）
1、 晶闸管内部有（C )PN结。
A 一个, B 二个， C 三个, D 四个
2、 单结晶体管内部有（A）个PN结。
A 一个， B 二个， C 三个， D 四个
3、 晶闸管可控整流电路中的控制角α减小，则输出的电压平均值会（B).
A 不变, B 增大， C 减小。
4、 单相半波可控整流电路输出直流电压的平均值等于整流前交流电压的（ )倍。
A 1, B 0。5， C 0.45， D 0.9.
5、单相桥式可控整流电路输出直流电压的平均值等于整流前交流电压的( ）倍。
A 1, B 0。5， C 0.45, D 0.9。
7、为了让晶闸管可控整流电感性负载电路正常工作,应在电路中接入(B)。
A 三极管， B 续流二极管， C 保险丝。
8、晶闸管可整流电路中直流端的蓄电池或直流电动机应该属于（C)负载.
A 电阻性, B 电感性, C 反电动势。
9、直流电动机由晶闸管供电与由直流发电机供电相比较，其机械特性（C).
A 一样， B 要硬一些， C 要软一些。
10、带平衡电抗器的双反星型可控整流电路适用于（A）负载。
A 大电流， B 高电压， C 电动机.
11、晶闸管在电路中的门极正向偏压(B）愈好。
A 愈大， B 愈小， C 不变
12、晶闸管两端并联一个RC电路的作用是（C )。
A 分流， B 降压， C 过电压保护， D 过电流保护。
13、压敏电阻在晶闸管整流电路中主要是用来（C ）.
A 分流, B 降压， C 过电压保护, D 过电流保护.
14、变压器一次侧接入压敏电阻的目的是为了防止（C)对晶闸管的损坏。
A 关断过电压, B 交流侧操作过电压， C 交流侧浪涌.
15、晶闸管变流装置的功率因数比较（B ）.
A 高， B 低, C 好。
16、晶闸管变流器接直流电动机的拖动系统中，当电动机在轻载状况下，电枢电流较小时，变流器输出电流是(B）的。
A 连续， B 断续， C 不变.
18、普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的(C）来表示的。
A 有效值 B 最大赛值 C 平均值
20、普通的单相半控桥可整流装置中一共用了（A)晶闸管。
A 一只， B 二只, C 三只， D 四只。
四、问答题 (每小题6分，共计24分）
答:电力电子变流技术现在一般都应用在可控整流、有源逆变、交流调压、逆变器（变频器）、直流斩波和无触点功率静态开关等几个方面。
1、 晶闸管的正常导通条件是什么？晶闸管的关断条件是什么?如何实现?
答：当晶闸管阳极上加有正向电压的同时,在门极上施加适当的触发电压,晶闸管就正常导通;当晶闸管的阳极电流小于维持电流时，就关断。只要让加在晶闸管两端的阳极电压减小到零或让其反向，就可以让晶闸管关断。
2、 对晶闸管的触发电路有哪些要求?
答：为了让晶闸管变流器准确无误地工作要求触发电路送出的触发信号应有足够大的电压和功率；门极正向偏压愈小愈好；触发脉冲的前沿要陡、宽度应满足要求；要能满足主电路移相范围的要求；触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压取得同步。
3、 正确使用晶闸管应该注意哪些事项？
答：由于晶闸管的过电流、过电压承受能力比一般电机电器产品要小的多，使用中除了要采取必要的过电流、过电压等保护措施外，在选择晶闸管额定电压、电流时还应留有足够的安全余量。另外,使用中的晶闸管时还应严格遵守规定要求。此外，还要定期对设备进行维护,如清除灰尘、拧紧接触螺钉等。严禁用兆欧表检查晶闸管的绝缘情况。
4、 晶闸管整流电路中的脉冲变压器有什么作用？
答:在晶闸管的触发电路采用脉冲变压器输出,可降低脉冲电压，增大输出的触发电流，还可以使触发电路与主电路在电气上隔离,既安全又可防止干扰，而且还可以通过脉冲变压器多个二次绕组进行脉冲分配，达到同时触发多个晶闸管的目地。
5、 一般在电路中采用哪些措施来防止晶闸管产生误触发?
答:为了防止晶闸管误导通，①晶闸管门极回路的导线应采用金属屏蔽线，而且金属屏蔽层应接“地”；②控制电路的走线应远离主电路，同时尽可能避开会产生干扰的器件；③触发电路的电源应采用静电屏蔽变压器。同步变压器也应采用有静电屏蔽的，必要时在同步电压输入端加阻容滤波移相环节，以消除电网高频干扰；④应选用触发电流稍大的晶闸管；⑤在晶闸管的门极与阴极之间并接0.01μF～0。1μF的小电容,可以有效地吸收高频干扰；⑥采用触发电流大的晶闸管.
7、 晶闸管的过电流保护常用哪几种保护方式？其中哪一种保护通常是用来作为“最后一道保护”用？
答：晶闸管的过电流保护常用快速熔断器保护;过电流继电器保护；限流与脉冲移相保护和直流快速开关过电流保护等措施进行。其中快速熔断器过电流保护通常是用来作为“最后一道保护”用的。
8、 对晶闸管的触发电路有哪些要求？
计算题 （每小题10分，共计20分)
1、 单相半波可控整流电路，电阻性负载。要求输出的直流平均电压为50~92V之间连续可调，最大输出直流电流为30A,由交流220V供电，求①晶闸管控制角应有的调整范围为多少？②选择晶闸管的型号规格（安全余量取2倍，=1.66）。
解：① 单向半波可控整流电路的
UL=0.45U2
当UL=50V时
COSα=—1=—1≈0
则α=90°
当UL=92V时
COSα=-1=—1=0.87
则α=30°
∴控制角α的调整范围应为0~90°
②由=1.66知
I=1。66Id=1.66×30=50A 为最大值
∴ IT(AV)=2×=2×=64A 取100A
又 Uyn=2UTM=2××220=624V 取700V
晶闸管的型号为：KP100-7。
2、 一台由220V供电的自动恒温功率为1kW的电炉，采用单相半控桥整流电路。通过计算选择晶闸管和续流二极管的型号。
解:电炉电阻丝的电阻
Rd==≈48Ω
当α=0°时晶闸管与整流管的电流有效值才最大为
ITm=IDm===3。2A
选择晶闸管和整流管的型号
IT（AV）=(1.5～2）=(1.5～2)=34A
取5A（电流系列值)
UTn=(2~3）UTM=(2～3)×220=625～936V
所以，晶闸管的型号为KP5—8
同理,整流管的型号为ZP5—8
3、 单相半波可控整流电路中，已知变压器次级U2=220V,晶闸管控制角α=45°，负载RL=10Ω。计算负载两端的直流电压平均值、负载中电流平均值和每只晶闸管流过的电流平均值.
4、 某感性负载采用带续流二极管的单相半控桥整流电路，已知电感线圈的内电阻Rd=5Ω，输入交流电压U2=220V，控制角α=60°。试求晶闸管与续流二极管的电流平均值和有效值.
解:首先求整流使出电压的平均值
Ud=0.9=0.9×220×=149 V
再求负载电流
Id = Ud / Rd = （149 / 5) ≈ 30 A
晶闸管与续流二极管的电流平均值和有效值分别为
IdT = Id = = 10 A
IT = Id = ×30 = 17。3 A
IdD = Id = × 30 = 10 A
ID = Id = ×30 = 17。3 A
5、 某小型发电机采用的单相半波晶闸管自励励磁电路（见图）。L为励磁绕组，发电机满载时相电压为220V，要求励磁电压为45V，励磁绕组内阻为4Ω，电感量为0.2H。试求满足要求时，晶闸管的导通角及流过晶闸管、续流二极管的电流平均值和有效值。
解：
6、 单相半控桥式整流电路对恒温电炉供电，电炉电热丝电阻为34Ω。直接由220V输入，试选用晶闸管与计算电炉功率。
解：I = U / R = 220 / 34 = 6。47 A
IT = I / =6.47 / = 4.59 A
7、 单相全控桥式整流电路带大电感负载时,若已知U2=220V。负载电阻Rd=10Ω，求α=60°时，电源供给的有功功率、视在功率以及功率因数为多少?
（P=980.1W,S=2.178VA，cosφ=0.45） （P160)
解：
识、作图题 (10分）
1、 画一个有整流变压器的单结晶体管触发电路，并指出改变哪些元件的参数，就可以改变输出触发脉冲的相位角，通常是采用改变什么元件的参数来实现改变相位角的？
2、 画一个有整流变压器的单结晶体管触发电路，并分别画出①变压器二次绕组电压U2波形；②稳压管V1两端的波形;③电容C两端的波形；④该电路输出的电压波形（R1两端）。
串入平波电抗器;⑤反电动势负载串入平波电抗器还并接续流二极管。
9、画一个具有完整保护措施，能正常工作的单相全控桥式晶闸管可控整流带大电感负载的主电路。
3、要让图示电路能正常、可靠地工作,还应在电路中增设哪些元器件?(直接画在图中）
6、单相半波可控整流电路中，如：⑴晶闸管内部短路，⑵晶闸管内部短开，⑶晶闸管门极不加触发信号。画出上述三种情况晶闸管两端电压uT与负载两端电压ud的波形。
7、画出单相半控桥可控整流电路，并分析电路的工作过程.
8、画出单相半波可控整流电路控制角α=60°时，下列五种情况的u d、iT、uT波形。①电阻性负载；②大电感负载不接续流二极管;③大电感负载接续流二极管；④反电动势负载不