电力电子技术简答题电力电子技术模拟试题

第第10页共22页电力电子技术简答题电力电子技术模拟试题2变流器在逆变运行时，一旦不能正常换相，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器输出的平均电压和直流电动势变成顺向串联，形成很大的短路电流，这种状况叫逆变失败，或叫逆变颠覆。造成逆变失败的缘由主要有：等。或在应当导通时不能导通。沟通电源故障。例如突然断电、缺相或电压过低等。的裕量时间小于晶闸管的关断时间。逆变失败后果会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件〔4〕βmin现关断？答：在晶闸管阳极——阴极之间加正向电压，门极也Ig，则晶闸管导通，其导通过程叫触发。关断条件：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。〔3〕实现关断的方式：1>减小阳极电压。2>增大负载阻抗。3>加反向电压。、为什么半控桥的负载侧并有续流管的电路不能实现有源逆变？〔5〕答：由逆变可知，晶闸管半控桥式电路及具有续流Ud〔5〕2、电压型逆变电路的主要特点是什么？〔8〕(1)〔2分〕(2)的无功供给通道，逆变桥各臂并联反响二极管。答：逆变电路必需同时具备下述两个条件才能产生有源逆变：变流电路直流侧应具有能供给逆变能量的直流电源电势Ed，其极性应与晶闸管的导电电流方向全都。〔3〕〔2〕UdEdUd<Ed。、少两种引起有源逆变失败的缘由哪些电路类型不能进展有源逆〔1〕外部条件：要有一个能供给逆变能量的直流电Ud；〔2β<90°区域，使直流端电压Ud的极性与整流状态时相反，才能把直流功率逆变成沟通功率返送回电网。这两个条件缺一不行。断、电源缺相等缘由都会发生逆变失败。当逆变角太小时，也会发生逆变失败。〔3〕不能实现有源逆变的电路有：半控桥电路，带续流3BOOSTLC〔7〕答：储存电能升压〔3〕；保持输出电压稳定〔4〕。1、试说明IGBT、GTR、GTOMOSFET〔12分〕器件优 点缺点IGBT开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的力量，通态压降较低，输入阻抗，为电压驱动，驱动功率小开关速度低于电力MOSFET,电压，电流容量不及GTOGTR耐压高，电流大，开关特性好，通流力量强，饱和压降低开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率大，驱动电路简单，存在二次击穿问题GTO电压、电流容量大，适用于大功率场合，具有电导调制效应，其通流力量很强电流关断增益很小，关断时门极负脉冲电流大，开关速度低，驱动功率大，驱动电路简单，开关频率低电 力MOSFET开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小且驱动电路简洁，工作频率高，不存在二次击穿问题电流容量小，耐压低，一般只适用于功的工作原理，并说明其局限性。答：图是带有泵升电压限制电路的电压型间接沟通V0能耗电阻R0组成的泵升电压限制电路。当泵升电压超过肯定数值R0〔5〕。其局限性是当负载为沟通电动机，并且要求电动机频繁快速加减速R0的能量都消耗在电阻上，不能得到利用〔5〕。3、软开关电路可以分为哪几类？各有什么特点？〔10〕关技术进展的历程可将软开关电路分为准谐振电路，零开关PWMPWM〔4〕。只能承受脉冲频率调制掌握方式〔2〕。PWM〔2〕。率的交换被消减到最小〔2〕。3、晶闸管变流装置中为什么在主电路上要参加整流变压器进展在一个适宜的电压上，可以使晶闸管的电压定额下降〔2〕，使晶闸管工作于小掌握角，这有利于削减波形系数，提高晶闸管的利用率，实际上也削减的晶闸管的电流定额由于掌握角小，这对变流装置的功率因素的提高也大为有利〔2〕。、单相电压型逆变电路中，电阻性负载和电感性负载对输出电压、电流有何影响？电路构造有哪些变化？〔7〕答：电阻性负载时，输出电压和输出电流同相位，波形相像，均为正负矩形波〔2〕。小〔3〕。续流二级管〔2〕。、简述对触发电路的三点要求。〔5分〕 1〕触发电路输出的脉冲应具有足够大的功率；〔1分〕 2〕触发电路必需满足主电路的移相要求；〔2分〕 3〕触发电路必需与主电路保持同步。冲宽度调制〔SPWM〕，什么是调制信号？什么是载波信号？何谓调制比？〔5分〕 弦脉冲宽度调制〔SPWM〕中，把期望输出的波形称作调制信号；〔2分〕而对它进展调制的三角波或锯齿波称为载波信号；〔2分〕载波频率fc与调制信号频率fr之比，N=fc/fr称为载波比。〔1分〕 1、什么是可控整流?它是利用晶闸管的哪些特性来实现的?〔5分〕 电通过电力电子器件变换成大小可以调整的直流电的过程称为可控整流。〔3分〕 要利用了晶闸管的单向可控导电特性。〔2分〕 4、电压源型变频器和电流源型变频器的区分是变频器的直流环节是电感器，而电压型变频器的直流环节是电容器。两端电压不能跃变。〔2分〕 半控桥式整流电路与三相全控桥式整流电路的特点。6半控桥式整流电路承受三只晶闸管和三只二极管构成；〔2〕三相全控桥可以工作在有源逆变状态，而三相半控桥只能工作在不会。间的典型值。答：1〕快速熔断器，在流过6倍额定电流时熔断时间小于20ms〔2分〕 时间只有2ms〔1分〕电流检测和过电流继电器，开关动作几百毫秒。时电动机的机械特性有哪些特点？答：在晶闸管可控整流电路的直流拖动中，当电流断续时，电动机的抱负空载转速将抬化。、在三相半波可控整流电路中，假设掌握脉冲消灭在自然换流点以前，可能会消灭什么状况？能否换相？ 、答：在三相半波可控整流电路中，假设每只晶闸管承受独立的触发电路，那么掌握脉冲消灭在自然换流点以前，电路将停顿工作；假设三只晶闸管承受同一个触发电路〔对共阴极连接〕，则掌握脉冲消灭在自然换流点以前，电路仍旧能正常换相，但此时的掌握角较大，输出电压较低。AV14承受电压波形的规律。答：共阳极组三只晶闸管轮番导通120 ，其挨次是当VT4导通时，两端电压为零；当VT6导通时，VT4两端电压为线电压uvu；当VT2导通时，VT4两端电压电压uwu。V12L1、C、V22各有什么作用？V11〔6〕答：〔1〕V12、C、V22路，CV22〔2〕〔3〕V11C、L和R〔2分〕 5、试说明功率晶体管(GTR)的安全工作区SOA由晶体管(GTR)的安全工作区SOA由以定：最高电压UceM、集电极最大电流IcM、最大耗散功率PcM以及二次击穿临界限。什么是晶闸管沟通开关？沟通调压器的晶闸管常用哪些方式掌握？答：假设令沟通调压器中的晶闸管在沟通电压自然过零时〔1〕。沟通调压器中的晶闸管有两种掌握方式：(1)相位掌握在电源电压的每一周期，在选定的时刻将负载与电源接通，转变选定的时刻即可到达调压的负载与电源接通假设干周波，然后再断开肯定的周波，通过转变通断的时间比到达调压的目的。有全周波连续式和全周波间隔式两种形式〔2〕。3、3、电压型逆变电路中反响二极管的作用是什么？为什么当沟通侧为阻感负载时需要供给无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给沟通侧向直流侧反响的无功能量供给通道，逆变桥各臂都并联了反响二极管。当输出沟通电压与电流的极性一样时，电流经电路中的可控开关器件流通，而当输出电压〔3〕。在电流型逆变电路中，直流电流极性是肯定的，无功能量由直流侧电感来缓冲。当需要从沟通侧向直流侧反响无功能量时，电流并不反向，照旧经电路中的控开关器件流通，因此不需要并联二极管〔2分〕。4、什么是组合变流电路？一般的开关电源是怎样组合的？为〔AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/DC〕组合起来，以实现肯定功能〕。开关电源通常承受交-直-交-直方式组合〔1分〕。由于开关电源承受了工作频率较高的沟通环节，变压器和滤波器都大大减小，因此同等功率条件下其体积和重量都远小于相控整流电源。除此之外，工作频率的提高还有利于掌握性能的提高。由于这些缘由，在数百KW以下的功率范围内，开关电源正渐渐取代相控整流电源〔2〕。4晶闸管的电流大大超过其正常工作电流时，称为过电流。产生的缘由有：直流侧短路；机械过载；可逆系统中产生环流或者逆变失败；电路中管子误导通及管子击穿短路等。、GTR、GTOMOSFET什么特点?。IGBT驱动电路的特点是:驱动电路具有较小的输出电阻,ⅠGBT是电压驱动型器件,IGBT的驱动多承受专用的混合集成驱动器。〔1〕GTR流有足够陡的前沿,并有肯定的过冲,这样可加速开通过程,减小开通损耗,关断时,驱动电路能供给幅值足够大的反向基极驱动电流,并加反偏截止电压,以加速关断速度。〔1分〕 要求其驱动电路供给的驱动电流的前沿应有足够的幅值和陡度,且一般需要在整个导通期间施加正门极电流,关断需施加负门极电流,幅值和陡度要求更高,其驱动电路通常包括开通驱动电路,关断驱动电路和门极反偏电路三局部。〔2分〕 电力MOSFET驱动电路的特点:要求驱动电路具有较小的输入电阻,驱动功率小且电路简洁。接大电感负载，负载两端并接续流二极管的作用是什么？两者的作用是否一样？〔2〕其负载两端并接续流二极管是为了使沟通电源电压进入负半周时，由续流二极管续流，使晶闸管关断，提高整流输出电压的平均值〔3〕单相桥式半控整流电路接大电感负载，负载两端并接续流二极管的作用是为了避开失控现象的发生，保证整流电路的安全运行4、变频器由那些根本局部构成？答：1)整流器。2)逆变器。3)中间直流环节。4)掌握电路。1а？导通角θ？为什么肯定要在晶闸管承〕答：〔1〕把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电度角称为掌握角。〔2〕〔2〕晶闸管一个周期内导通的电角度称为导通角。向压降触发导通，反向截止〔1〕4、用单结晶体管的触发电路,当移相到晶闸管到达某一导通角时,再连续调大导通角时,突然晶闸管变成全关断是何缘由?〔5〕答：单结晶体管导通后,假设由电源通过电位器加到放射极的电流超过谷点电流单结晶体管就关不了。这时，单结晶体管只产生一个脉冲，尚能保持晶闸管工作，但是假设进一步减小电位器电阻，加大放射极电流，那么在电，不能发出触发脉冲，晶闸管就全关断了。〔5〕1、单相可控整流电路供电给电阻负载或蓄电池充电〔反电势负载〕，在掌握角α一样，负载电流平均值相等的条〔6〕答：〔1〕反电动势负载电路中晶闸管的额定电流大一些。由于当αθ＝π-α。αδ时，θ＝π-2δ；αδθ＝π-α-δ。Kf1电动势负载时的晶闸管电流的有效值大于电阻性负载时的晶闸管电流的有效值。因此，反电动势负载晶闸管的额定电流大一些。的？〔5〕角度，称为换相重叠角。不能发生突变引起的换相重叠角。2、换流重叠角的产生给逆变电带来哪些不利影响？〔4〕由于变压器漏感和线路电感等因素的影响，晶闸管的换γ应的时间。〔2〕〔2〕假设逆变角β<γ，将使换相不能完成，造成逆变失败。波电抗器的意义是什么？平波电抗器电感量的选择原则是什么?晶闸管的导通时间。θ＝180°。〔2分〕 图为三相全控桥同步相控触发系统框图，试答复：统承受哪种掌握方式？图中的1A、1B、1C、F、E以及1D~6D的电路名称是什么?〔6分〕 向掌握原理。〔1〕〔2〕1A〔0.5〕〔3〕1B〔0.5〕〔4〕1C〔1〕〔5〕F6〔1〕〔6〕E〔0.5〕〔7〕1D~6DSPWM明单极性掌握方式在调制波ur的负半周的掌握方法和工作过程?〔6分〕 负向三角形载波，在半周，关断V31、V34、使V32始终受控导通，只掌握V33。在ur＜uc时，掌握V33导通，输出电压u0为－Ud，在ur<uc时，使V33关断，输出电压为OV。5、何谓斩波电路的直流调压和直流调功原理？分别写出降压U0Ud〔6〕U0负载上消耗功率的大小，这就是斩波电路的直流调压和调功原理。〔1〕〔2〕降压斩波电路。〔2〕〔3〕升压斩波电路。6、简述降压斩波电路的工作原理。(52、简3-1a所示的降压斩波电路工作原理。3、答：降压斩波器的原理是：在一个掌握周期中，让V导ton，由电源E向L、R、Muo＝Vtoff，此时电感LVD电压，起到降压的作用。、在三相交交变频电路中，承受梯形波输出掌握的好处是什么？为什么？答：可以改善输入功率因数。由于梯形波的主要谐波成分是三次谐波，在线电压中，三次谐波相互抵消，结果线电压仍为正弦波。在这种掌握方式中，由于桥式电路能够较长时间工作在高输出电压区域15%左右。〔3分〕 是什么？〔5分〕答：换流〔mutation〕指电力电子电路中支路间电流的转移。换流方式可分为：① 电网换流：换流电压取自沟通电网。②负载换流：换流电压取自呈容性的负载端电压。② 器件换流：利用全控型器件的自关断力量进展换流。③ 用附加电容上的能量实现，也称电容换流。〔1分〕④ 5、全桥和半桥电路对驱动电路有什么要求很大，电容C值也很大。当V处于通态为I1，同时电容C值很大，根本保持输出电压为恒值LVELCRtoffLTL能量相等，即：〔3〕压斩波电路。〔1分〕 2、．三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗？假设不是，它们在相位上差多少度？〔5分〕答：不是同一点。它们在相位上相差180°。〔5〕电路因在电源与负载间接入了多个构造一样的根本斩波电路，使得输入电源电流和输出负载电流的脉动次数增加、脉动幅度减小，对输入和输出电流滤波更简洁，滤波电感减小。互为备用，总体牢靠性提高。2PWM〔5〕答：它是把每一脉冲宽度均相PWM脉冲的宽度或占空比可以调压，承受适当掌握方法即可使电压PWMPWM掌握电流的目的。IGBT〔5〕3、IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，绝缘栅双极型晶体BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复MOSFETGTRGTR大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。1、如题图2-21所示的单相桥式半控整流电路中可能发生失控现象，何为失控，怎样抑制失控？〔5分〕 、当a突然发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮番导通的状况，这使ud成为正弦半波，其平均值保持恒定，称为失控。VDR的现象。续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗。3、交交变频电路的主要特点和缺乏是什么？其主要用途是什么？〔5〕效率较高〔一次变流〕、可便利地实现四象限工作、低频输出波形接近正弦波接线简单，承受三相桥式电路的三相交交变频器至少要用36只晶闸管。受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低。输入功率因数较低。输入电流谐波含量大，频谱简单。主要用于500kW或1000kW以上的大功率、低转速的沟通调速电路中。目前已在轧机主传动装置、鼓风机、矿石裂开机、球磨机、卷扬机等场合应用。既可用于异步电动机，也可用于同步电动机传动。、什么是异步调制？什么是同步调制？两者各有何特点？分段同步调制有什么优点？〔5〕载波信号和调制信号不同步的调制方式，是异步调制。载波信号和调制信号保持同步的调制方式，是同步调制。异步调制的特点是当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较frN一周期内的脉冲数削减，PWM同步调制的特点是使一相的PWM波正负半周镜对称，N为奇数。样把两者的优点结合起来，和分段同步方式效果接近。3、什么是软开关？承受软开关技术的目的是什么？〔5〕通过在电路中增加小电感、小电容等谐振元件，在开关过程中实现零电压开通，零电流关断，消退电压、电流的重叠。降低开关高开关频率和削减损耗。5、试说明SPWM〔5分〕 答：PWM掌握技术是掌握半导体开关元件的导通和关断时间比，即调整脉冲宽度的或周期来掌握输出电压的一种掌握技术。角波称为载波电压，当正弦基波与三角波相交时，通过比较二者之间的大小来掌握逆变器开关的通断，从而获得一系列等幅不等宽正比于正弦基波电压的矩形波，这就是正弦脉宽调制方法〔SPWM〕。〔3分〕 、试说明PWM掌握的根本原理。PWM掌握就是对脉冲的宽度进展调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进展调制来等效地获得所需要波形(含外形和幅值)。不同的窄脉冲加在具有惯蚌的环节上时,其效果根本一样,冲量即窄脉冲的面积。效果根本一样是指环节的输出响应波形根本一样。上述原理称为面积等效原理。〔1分〕以正弦pWM掌握为例。把正弦半波分成Ⅳ等份,就可把其看成是N个彼此相连的脉 冲列所组成的波形。这些脉冲宽度相等,都等于/n,但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线,各脉冲幅值按正弦规律变化。假设把上述脉冲列利用一样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替,使矩形脉冲的中点