电力电子技术复习题样本.doc

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《电力电子技术》复习题

一、 是非题
1、 表示各种电力半导体器件的额定电流, 都是以平均电流表示的。 ( ╳ )
2、 对于门极可关断晶闸管, 当门极上加正触发脉冲时可使晶闸管导通, 当门极加上足够的负触发脉冲时又可使导通着的晶闸管关断。 ( )
3、 晶闸管由正向阻断状态变为导通状态所需要的最小门极电流, 称为该管的维持电流。( ╳ )
4、 在规定条件下, 不论流过晶闸管的电流波形如何, 也不论晶闸管的导通角是多大, 只要经过管子的电流的有效值不超过该管额定电流的有效值, 管子的发热就是允许的。 ( )
5、 三相半波可控整流电路的最大移相范围是0°～180°。 ( ╳ )
6、 无源逆变是将直流电变换为某一频率或可变频率的交流电供给负载使用。 ( )
7、 正弦波脉宽调制( SPWM) 是指参考信号为正弦波的脉冲宽度调制方式。 ( )
8、 直流斩波器能够把直流电源的固定电压变为可调的直流电压输出。 ( )
9、 斩波器的定频调宽工作方式, 是指保持斩波器通端频率不变, 经过改变电压脉冲的宽度来使输出电压平均值改变。 ( )
10、 电流型逆变器抑制过电流能力比电压型逆变器强, 适用于经常要求起动、 制动与反转拖动装置。 ( )
11、 三相桥式全控整流大电感负载电路工作于整流状态时, 其触发延迟角a的最大移相范围为0°～90°。 ( 　 )
12、 额定电流为100A的双向晶闸管与额定电流为50A两只反并联的普通晶闸管, 两者的电流容量是相同的。 ( ╳ )

13晶闸管的正向阻断峰值电压, 即在门极断开和正向阻断条件下, 能够重复加于晶闸管的正向峰值电压, 其值低于转折电压。 ( )

14、 在SPWM调制方式的逆变器中, 只要改变参考信号正弦波的幅值, 就能够调节逆变器输出交流电压的大小。 ( )

15在SPWM调制方式的逆变器中, 只要改变载波信号的频率, 就能够改变逆变器输出交流电压的频率 ( ╳ )

16、 若加到晶闸管两端电压的上升率过大, 就可能造成晶闸管误导通。 ( )

二、 选择题

1、 双极型晶体管和场效应晶体管的驱动信号 D 。
A.均为电压控制 B.均为电流控制
C.双极性晶体管为电压控制, 场效应晶体管为电流控制
D.双极性晶体管为电流控制, 场
效应晶体管为电压控制

2、 GTR的主要缺点之一是 D 。
A.开关时间长
B.高频特性差
C.通态压降大
D、 有二次击穿现象

3、 当阳极和阴极之间加上正向电压而门极不加任何信号时, 晶闸管处于 B 。
A.导通状态 B.关断状态 C.不确定状态
4、 晶闸管触发导通后, 其门极对电路 B 。
A.仍有控制作用
B.失去控制作用
C.有时仍有控制作用
5、 对于一个确定的晶闸管来说, 允许经过它的电流平均值随导电角的减小而 B 。
A.增加 B.减小 C.不变

6、 如果对可控整流电路的输出电流波形质量要求较高, 最好采用 A 滤波。
A.串平波电抗器
B.并大电容
C.串大电阻

7、 晶闸管整流电路中”同步”的概念是指 C 。
A.触发脉冲与主电路电源电压同时到来, 同时消失
B.触发脉冲与电源电压频率相同
C.触发脉冲与主点路电源电压频有
8、 带续流二极管的单相半控桥式整流大电感负载电路, 当触发延迟角a等于 C 时, 流过续流二极管电流的平均值等于流过晶闸管电流的平均值。
A.120° B.90° C.60°
9、 三相半波可控整流电路带电阻负载时, 每只晶闸管的最大导通角为 D 。
A.60° B.150°
C.90° D.120°
10、 三相半波可控整流电路带阻性负载时, 当触发延迟角大于 A 时, 输出电流开始断续。
A.30° B.60° C.90

11、 在三相半波可控整流电路中, 当负载为电感性时, 在一定范围内若负载电感量越大, 则 D 。
A.输出电压越高
B.输出电压越低
C.导通角q越小
D.导通角q越大

12、 带感性负载的可控整流电路加入续流二极管后, 晶闸管的导通角比没有二极管前减小了, 此时电路的功率因数 A 。
A.提高了 B.减小了
C.并不变化

13、 在需要直流电压较低、 电流较大的场合, 宜采用 D 整流电源。
A.单相桥式可控
B.三相桥式可控
C.三相桥式全控
D.带平衡电抗器三相双反星形可控

14、 带平衡电抗器三相双反星形可控整流电路中, 每只晶闸管流过的平均电流是负载电流的 D 。
A.1/2倍 B.1/3倍
C.1/4倍 D.1/6倍

15、 三相桥式半控整流电路中, 每只晶闸管流过的平均电流是负载电流的 C 。
A.1倍 B.1/2倍 C.1/3倍 D.1/6倍

16、 三相全控桥式整流电阻性负载电路中, 整流变压器二次相电压的有效值为U2j, 当触发延迟角a的变化范围在30°～60°之间时, 其输出平均电压为Ud= B 。
A. 1.17U2jcosa B. 2.34U2jcosa
C. Ud=2.34U2j[1+cos (60°+ a)] D. 2.34U2jsina

17、 晶闸管三相串联二极管式电流型逆变器是属于 A 导通型。
A.120° B.150° C.180
18、 要想使正向导通着的普通晶闸管关断, 只要 C 即可。
A.断开门极 B.给门极加反压 C.使经过晶闸管的电流小于维持电流
19、 三相半波可控整流电路带电阻负载时, 其触发延迟角a的移动范围是 B 。
A.0°～120°
B. 0°～150° C. 0°～180°

20、 三相桥式半控整流电路中, 每只晶闸管承受的最高正反向电压为变压器二次相电压的 C 。
A.√‾2 倍 B.√‾‾3 倍 C.√‾2 X √‾3 倍
D.2√‾3 倍

21、 带平衡电抗器三相双反星形可控整流电路中, 平衡电抗器的作用是使两组三相半波可控整流电路 D 。
A.相串联
B.相并联
C.单独输出
D.以180°相位差相并联

三、 简答题 :
1. 电力晶体管( GTR) 有哪些特点?
答: 电力晶体管( GTR) 是一种双极型大功率晶体管, 属于电流控制型器件。由于大电流时, GTR会产生大电流效应, 导致放大倍数减小, 因此在结构上常采用达林顿结构。其特点是: 导通压降低, 所需的驱动电流大, 使用在感性负载或开关频率较高时必须设置缓冲电路, 且过载能力差, 易发生二次击穿。

2. 电力场效应晶体管( MOSFET) 有哪些特点?
答: 电力场效应管( MOSFET) 是一种单极型大功率晶体管, 属于电压控制型器件。其主要优点是基本上无二次击穿现象, 驱动功率小, 开关频率高, 输入阻抗大, 易于并联和保护。缺点是导通压降较大, 限制了其电流容量的提高。

3. 为什么选用了较高电压、 电流等级的晶闸管还要采用过电压、 过电流保护?

答: 因为电路发生短路故障时的短路电流一般都很大, 而且电路中各种过电压的峰值可达到电源电压幅值的好几倍, 因此电路中一定要设置过电流、 过电压保护环节。另外, 大电流, 高电压的晶闸管比较昂贵, 也需要提供必要的保护。

4. 在晶闸管交流调压调速电路中, 采用相位控制和通断控制各有何优缺点?
答: 在晶闸管交流调压调速电路中, 采用相位控制时, 输出电压较为精确、 调速精度较高, 快速性好, 低速时转速脉动较小, 但会产生谐波, 对电网造成污染。采用同断控制时, 不会产生谐波污染, 但电动机端电压变化剧烈, 转速脉动较大。

5．实现有源逆变的条件是什么?
答: 实现有源逆变的条件时: ( 1) 变流电路直流侧必须有直流电源Eg, 且其值要略大于Ud,为逆变提供能量; ( 2) 变流电路必须工作在β﹤90o( 即α﹥90o) 区域, 使Ud﹤0, 才能把直流电能逆变为交流电能。上述两个条件, 缺一不可, 同时逆变电路需要串联平波电抗器。

5. 绝缘栅双极晶体管( IGBT) 有哪些特点?
答: 结缘栅双极型晶体管( IGBT) 是一种由单极性的MOSFET和双极型晶体管复合而成的器件。它兼有MOSFET和GTR二者的优点, 属于电压型驱动器件。其特点是: 输入阻抗高, 驱动功率小; 工作频率高, 导通压降低, 功耗小。IGBT是一种很有发展前途的新型电力半导体器件, 在中、 小容量的电力电子应用方面大有取代其它全控型器件的趋势

6. 电力场效应晶体管( MOSFET) 有哪些特点?
答: 电力场效应管( MOSFET) 是一种单极型大功率晶体管, 属于电压控制型器件。其主要优点是基本上无二次击穿现象, 驱动功率小, 开关频率高, 输入阻抗大, 易于并联和保护。缺点是导通压降较大, 限制了其电流容量的提高。

7. 额定电流为100A的双向晶闸管, 能够用两只普通晶闸管反并联来代替, 若使其电流容量相等, 普通晶闸管的额定电流应是多大?
答: 双向晶闸管的额定电流与普通晶闸管不同, 是以最大允许有效电流来定义的。额定电流100A的双向晶闸管, 其峰值为141A, , 而普通晶闸管的额定电流是以正弦半波平均值表示, 因此, 峰值为141A的正弦半波, 它的平均值为。因此一个100A的双向晶闸管能够用两个45A的普通晶闸管来代替。
8. 在脉冲宽度调制( PWM) 技术中, 脉冲宽度能够经过何种电路来实现调制?
答: 在脉宽调制( PWM) 技术中, 脉冲宽度能够提高一个比较器来实现, 即用一个三角波( 调制信号) 与一个直流控制电压( 参考信号) 进行比较, 比较器输出电压的极性由这两个比较电压的差值的正负来决定。这样改变控制电压的大小, 即能够改变两个电压的交点位置, 也就是改变输出电压极性的位置, 从而改变正、 负脉冲的宽度

9. 电流型逆变器有何特点?
答: 电流型逆变器的直流电源经大电感滤波, 直流侧可近似的看成恒压源。逆变器输出的电流波形为矩型波, 电压波形为近似的正弦波, 该逆变器抑制过电流的能力很强, 特别适用于频繁启动和加、 减速的电动机负载。

四、 计算题 :
1、 单相半控桥式整流电路带电阻性负载, 已知U1=220V, Rd=4W, 要求整流电路的直流输出电流Id在0～25A之间变化, 求
( 1) 变压器的电压比;
( 2) 若导线允许电流密度J=5A, 求连接负载导线的截面积;
( 3) 若考虑晶闸管电压、 电流取2倍的裕量, 选择晶闸管型号;
( 4) 忽略变压器励磁功率, 求变压器的容量;
( 5) 计算负载电阻Rd的功率;
( 6) 计算电路的功率因数。
1. 解: ( 1)

(2)当α＝0时, 整流电路的输出最大。

(3) 取
取
因此选择晶闸管的型号为: KP30－4
( 4) 取
(5)
(6) ( 当α＝0时)

2、 三相全控桥式整流电路带大电感负载, 已知三相整流变压器的二次绕组接成星形, 整流电路输出Ud可从0～220V之间变化, 负载的Ld=0.2H, Rd=4W, 试计算
( 1) 整流变压器的二次线电压U2l;
( 2) 晶闸管电流的平均值IT(AV)、 有效值IT及晶闸管可能承受的最大电压UTM;
( 3) 选择晶闸管型号 ( 晶闸管电压、 电流裕量取2倍) 。

1、 解: ( 1) 当α＝0时, 整流电路的输出最大, Ud=220V。此时U2=2.34U2φ=1.35U2l
故
(2)

( 3) 晶闸管的额定值选择如下:
取
取
因此, 选择晶闸管的型号为 KP50－5

3、 如图所示为可控整流电路中的各种保护环节, 指出图中～‡各保护元件的名称及作用。

答: ( 1) 为交流侧硒堆。用于吸收交流电网持续时间较长、 能量较大的过电压; ( 2) 为交流侧阻容过电压吸收。用于吸收持续时间短、 能量小的尖峰过电压; ( 3) 为桥臂快速熔断器, 用于在过流时保护晶闸管, 防止晶闸管因过流而烧坏; ( 4) 为晶闸管的阻容吸收, 用于吸收晶闸管两端可能出现的尖峰过电压, 限制du/dt的值, 防止晶闸管过电压击穿或误导通; ( 5) 为桥臂空芯电抗器, 用于限制桥臂出现过大的di/dt, 以免晶闸管因局部过热而损坏, 同时也起到晶闸管的电压上升率du/dt的作用, 防止晶闸管误导通; ( 6) 为直流侧压敏电阻, 主要吸收直流侧过电压; ( 7) 直流侧过电流继电器, 当直流电流超过设定值时, 继电器动作, 切断电源以保护晶闸管。