电力电子期末试题.及其规范标准答案

/.晶闸管导通的条件是什么？导通后流过晶闸管的电流由什么打算？晶闸管的关断条件是什么？如何实现？晶闸管导通与阻断时其两端电压各为多少？解：适当的正向阳极电压。导通后流过晶闸管的电流由主电路电源电压和负载大小打算。晶闸管的关断条件是：阳极电流小于维持电流。关断晶闸管可以通过降低晶闸管阳极－阴极间电压或增大主电路中的电阻。晶闸管导通时两端电压为通态平均电压〔管压降打算。d 调试图所示晶闸管电路，在断开负载RU是否可调时，觉察电压表读数不正常，接上Rdd 2图解：当S断开时，由于电压表内阻很大，即使晶闸管门极加触发信号，此时流过晶闸电阻与电压表内阻的分压值，所以此读数不准。在S合上以后，Rd介入电路，晶闸管能正常导通，电压表的读数才能正确显示。1-35所示电路电阻Rd上的电压波形。1-353图解：/.说明晶闸管型号KP100-8E代表的意义。解：KP100-8E100A8级〔800VE〔0.7＜UT≤0.8〕一般晶闸管。晶闸管的额定电流和其他电气设备的额定电流有什么不同？40170°HKP100－3I＝3mA的晶闸管，使用在习题图所示的三个电路中是否合理？为什么〔不考虑电压、电流裕量〕？H6图H〔〕此题给定晶闸管的维持电流I＝3mA，那么擎住电流必定是十几毫安，而图中数据说明，晶闸管即使被触发导通，阳极电流为100V/50KΩ＝3mA，远小于擎住电流，晶闸管不行能导通，故不合理。H图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。300A100A311V，大于管子的额定电压，故不合理。图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。晶闸管可能通过的最大电流有效值为150A，小于晶闸管的额定电流有效值1.57×100＝157A，晶闸管可能承受的最大电压150V，小于晶闸管的额定电压300V，在不考虑电压、电流裕量的前提下，可以正常工作，故合理。/.RRMUDRM＝840V，U =980V，试确定此晶闸管的额定电压是多少？解：依据将UDRM和URRM中的较小值按百位取整后作为该晶闸管的额定值，将两者较RRM小的840V按教材表－2取整得800，该晶闸管的额定电压为8级800。有些晶闸管触发导通后，触发脉冲完毕时它又关断是什么缘由？解：电流渐渐上升到擎住电流后，去掉触发脉冲，则管子连续导通，知道电流升到负载电流后，连续导通而关断。双向晶闸管额定电流的定义和一般晶闸管额定电流的定义有何不同？额定电流为100A的两只一般晶闸管反并联可以用额定电流为多少的双向晶闸管代替？双向晶闸管的额定电流用有效值表示100A100A×π=314A，则双向晶闸管的额定电流为314/ 2=222A。双向晶闸管有哪几种触发方式？一般选用哪几种？解：双向晶闸管的触发方式有：I+触发：T1T2接负；门极GT2I-触发：T1T2GT2接正。Ⅲ+触发T1T2接正，门极GT2Ⅲ-触发T1T2GT2一般选用I+和Ⅲ-。说明图所示的电路，指出双向晶闸管的触发方式。11图解：S1：双向晶闸管得不到触发信号，不能导通，负载上无电压S2：正半周，双向晶闸管Ⅰ+触发方式导通。负半周，由于二极管VD反偏，双向晶闸管得不到触发信号，不能导通，负载上得到半波整流电压。S3：正半周，双向晶闸管Ⅰ+触发方式导通。负半周，双向晶闸管Ⅲ-触发方/.式导通，负载上得到近似单相沟通电压。可关断晶闸管GTO有哪些主要参数？其中哪些参数与一般晶闸管一样？哪些不同？解：可关断晶闸管GTO的主要参数有：断态重复峰值电压、断态不娼妇峰值电压、反管一样。与一般晶闸管不同的是：IATO。也是标称GTO定电流不同。电流关断增益

off

。定义为

off

IATOIGMGTO的维持电流和擎住电流的含义和一般晶闸管的含义根本一样。但是，由于GTO的多元集成构造，使得每个GTO远的维持电流和擎住电流不行能完全一样。因此把阳极电流减小到开头消灭某些GTO元不能再维持导通时的值称为整个GTO的维持电流；而规定全部GTO元都到达其擎住电流的阳极电流为GTO的擎住电流。名词解释掌握角〔移相角〕 导通角 移相 移相范围掌握角：掌握角也叫触发角或触发延迟角，是指晶闸管从承受正向电压开头到触发脉冲消灭之间的电角度。导通角θ：是指晶闸管在一周期内处于导通的电角度。移相：是指转变触发脉冲消灭的时刻，即转变掌握角的大小。移相范围：是指一个周期内触发脉冲的移动范围，它打算了输出电压的变化范围。有一单相半波可控整流电路，带电阻性负载Rd=10Ω，沟通电源直接从220V电网获得，试求：Ud的调整范围；计算晶闸管电压与电流并选择晶闸管。/.〔〕0~99V〔2〕KP20-7单相半波整流电路，如门极不加触发脉冲；晶闸管内部短路；晶闸管内部断开，试3种状况下晶闸管两端电压和负载两端电压波形。〔1〕15〔a〕所示。晶闸管内部短路，明显晶闸管两端电压为零，此时输出电压和晶闸管两端电压波15图b〕所示。晶闸管内部开路，输出电压和晶闸管两端电压波形如习题15〔c〕所示。15图d16．画出单相半波可控整流电路，当=60°时，以下三种状况的u 、i及u 的波形。dT T电阻性负载。大电感负载不接续流二极管。大电感负载接续流二极管。〔〕波形如图〔a〕电阻性负载波形图/.〔b〕电感性负载不接续流二极管〔c〕电感性负载接续流二极管中小型发电机承受的单相半波晶闸管自鼓励磁电路如图，L为励磁电感，发电机满220V40V2Ω，0.1H，试求满足励磁要求时，晶闸管的导通角及流过晶闸管与续流二极管的电流平均值和有效值。解：1〕先求掌握角

17图U 0.45U 1cosd 2 22 40cos 0.45 220得 ＝101°则 θT＝180°－101°＝79°θD＝180°+101°＝281°由于ωLd=2πfLd=2×3.14×50×0.1=31.4Ω，所以为大电感负载，各电量分别计算如下/./.UI dd Rd

402

20AI 180dT 360

I 180101204.4Ad 360I 180IT 360

9.4AI dD 360

I 1801012015.6Ad 360180180360D

17.6A2) U TM

2U 2U 2U 311VDM 23〕选择晶闸管和续流二极管得型号U (2~3)U (2~3)311V622~933VTn TMII (1.5~2)

T(AV)取U ＝700V，I

1.57 1.57＝10A；选择晶闸管型号为KP10－7。Tn T(AV)U (2~3)U (2~3)311V622~933VDn DMII (1.5~2)

D(AV)取U ＝700V，IDn

D(AV)

1.57 1.57＝20A；选择晶闸管型号为ZP20－7。4〕是续流二极管开路造成的。由于发电机励磁线圈为大电感负载，所以输出电压U4d始终为零或电压很低。d0～24VI＝30A220V沟通直接供电与用变压器降压到60V供电，都承受单相半波整流电路，是否都能满足要求？试比较率因数和对电源的容量的要求有何不同、两种方案哪种更合理〔考虑2倍裕量〕？d〔1〕承受220V电源直接供电，当=0°时d0 2U ＝0.45U=99Vd0 260V供电，当=0°时d0 2U ＝0.45U=27Vd0 2所以只要适当调整0～24V直流电压的要求。220V电源直流供电，由于Ud

0.45U2

1cos，其中在输出最大时，U2 2d ＝220V，U＝24V，则计算得≈121°，θ＝180°－121d 晶闸管承受的最大电压为U ＝TM

U＝311V222=2考虑2倍裕量，晶闸管额定电压U U=2U2U2Rπ 2π4π流过晶闸管的电流有效值是I＝

TM=622V

121UR d Id

2430

Td0.8TI＝84AT2倍裕量，则晶闸管额定电流应为T

I 842107ATT(AV)T

1.57 1.57因此，所选晶闸管的额定电压要大于622V，额定电流要大于107A。电源供给的有功功率PI2R 8420.85644.8Wd电源的视在功率:SUI UI2208418.48W22 2电源侧功率因数cos

PS0.305承受整流变压器降至60V供电，U

＝60V，U

＝24V，由U

0.45U

1cos2 dT计算得≈39°，θ＝180°－39°＝141°T

d 2 2/.晶闸管承受的最大电压为U ＝2 U＝84.9VTM 2=2考虑2倍裕量，晶闸管额定电压U U=2Tn

TM=169.8VUI＝2

πsin251.4AT R 2π 4πdI

51.422倍裕量，则晶闸管额定电流应为T

T 65.5AT(AV)

1.57 1.57因此，所选晶闸管的额定电压要大于169.8V65.5A。电源供给的有功功率:PI2R 51.420.82113.6Wd电源的视在功率:SUI UI6051.43.08W22 2电源侧功率因数cos

PS0.685定电压、额定电流都减小，而且对电源容量的要求减小，功率因数提高。所以，承受整流变压器降压的方案更合理。233．单相沟通调压电路如图，U＝220V，L=5.516mH，R＝1Ω，试求：2掌握角α的移相范围。负载电流最大有效值。最大输出功率和功率因数。34图解：1〕单相沟通调压电感性负载时，掌握角α的移相范围是~R

1所以掌握角α的移相范围是60°~π。因α=时，电流为连续状态，此时负载电流最大。/.2IU 220V 110A2Z 173)2最大功率PUIcosUIcos(220110cos60)W12.1kW2 2coscoscos600.51、请在正确的空格内标出下面元件的简称：电力晶体管GTR；可关断晶闸管GTO；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT ；IGBT是MOSFET和GTR的复合管。2要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。、多个晶闸管相并联时必需考虑的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。4正弦波，输出电流波形为方波。5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为100A。6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、下二不同桥臂上的元件之间进展的。7、当温度降低时，晶闸管的触发电流会增加、正反向漏电流会；当温、正反向漏电流会。2、由晶闸管构成的逆变器换流方式有换流和强迫〔脉冲〕换流。电力电子元件构成的逆变器可分为 有源 逆变器与无源 逆变器两大类。一晶闸管的型号为KK200－9，请说明KK 快速晶闸管 ；200表示表示 200A ，9表示 900V 。5、单结晶体管产生的触发脉冲是尖脉冲脉冲；主要用于驱动小功率的晶闸管；锯齿波同步触发电路产生的脉冲为强触发脉冲发大功率的晶闸管。/./.H1、一般晶闸管的图形符号是，三个电极分别是阳极A，阴极K和G晶闸管的导通条件是阳极加正电压，阴极接负电压，门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导通；关断条件是当晶闸管阳极电流H

时，导通的晶闸管关断 。6224、变流电路的换流方式有 器件换流、电网换流、负载换流、强迫622换流等四种。5减小触发角增加整流相数采用多组变流装置串联供电 、设置补偿电容。7、在电力晶闸管电路中，常用的过电流保护有快速熔断器；电路串电抗器；过流时快速移相；和 直流快速开关等几种。8、晶闸管的换相重叠角与电路的触发角α、变压器漏抗XB

、平均电流I、Ud 2

等参数有关。2、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为2 2U 。三相U2〕

U 〔电源相电压为3大于60º小于120º的宽脉冲 触发；二是用 脉冲前沿相差60º的双窄脉冲 触发。4、在同步电压为锯齿波的触发电路中，锯齿波底宽可达240º度；实际移相才能达0º-180º 度。6、软开关电路种类很多，大致可分成零电压 电路、零电流 电路两大类。8、逆变器环流指的是只流经、而不流经负载的电流，环流可在电路中加承受串联电抗器来限制。10作为栅极，以以电力晶体管集电极和放射极作为放射极与集电极复合而成。1、晶闸管的图形符号是 ，三个电极分别是阳极A、阴极K、和门极G双向晶闸管的图形符号是极T2、和门极G 。

第一阳极T1第3、晶闸管串联使用时，必需留意均流问题。〔×〕5、并联谐振逆变器必需是略呈电容性电路。〔√〕6、3、晶闸管串联使用时，必需留意均流问题。〔×〕5、并联谐振逆变器必需是略呈电容性电路。〔√〕6、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。〔×〕α表示。5240º度；正弦波触发电路的抱负移相范围可达180º150º。6、一般操作过电压都是瞬时引起的尖峰电压，常常使用的保护方法是阻容保护压敏电阻硒堆。7、沟通零触发开关电路就是利用 过零触发方式来掌握晶闸管导通与关断的。二、 推断题〔对√、错×〕2、在用两组反并联晶闸管的可逆系统，使直流电动机实现四象限运行时，其中一组逆变器工作在整流状态，那么另一组就工作在逆变状态。〔×〕7、有源逆变指的是把直流电能转变成沟通电能送给负载。〔〕10、变频调速实际上是转变电动机内旋转磁场的速度到达转变输出转速的目的。〔√〕1、两个以上晶闸管串联使用，是为了解决自身额定电压偏低，不能胜用电路电压要求，而实行的一种解决方法，但必需实行均压措施。〔√〕2、逆变失败，是因主电路元件消灭损坏，触发脉冲丧失，电源缺相，或是逆变角太小造成的。〔〕3〔√〕4、并联与串联谐振式逆变器属于负载换流方式，无需特地换流关断电路。〔√〕5、触发一般晶闸管的触发脉冲，也能触发可关断晶闸管。 〔×〕660º120º的宽脉冲触发，也不需60º120º的三组脉冲触发就能正常工作。〔〕7、变频调速装置是属于无源逆变的范畴。〔√〕8、有源逆变装置是把逆变后的沟通能量送回电网。〔√〕9、双向晶闸管额定电流的定义，与一般晶闸管的定义一样。 〔√〕10、用稳压管削波的梯形波给单结晶体管自激振荡电路供电，目的是为了使触发脉冲与晶闸管主电路实现同步。〔×〕1、半控