最新电力电子技术复习资料大全(包括简答题、计算题、画图题、填空题等)练习题试题王兆安等教材

最新电力电子技术复习资料大全(包括简答题、计算题、画图题、填空题等)练习题试题王兆安等教材内容摘要：

晶闸管之间的换流不能瞬时完成，会出现参与换流的两个晶闸管同时导通的现象，同时导通的时间对应的电角度称为换相重叠角。 晶闸管的伏安特性：晶闸管阳极与阴极之间的电压 Ua与阳极电流 Ia的关系曲线。 1换相过电压：是指晶闸管与全控型器件反向并联的二极管在换相结束后不能立刻恢复阻断，因而有较大的反向电流流 过，当恢复了阻断能力时，该反向电流急剧减少，会由线路电感在器件两端感应出过电压。 1关断过电压：全控型器件关断时，正向电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。 1控制角：在单相相控整流电路中，定义晶闸管从承受正向电压起到触发导通之间的电角度称为控制角或触发角。 1导通角：晶闸管在一个周期内导通的电角度称为导通角。 1自然换相（流）点：是三相电路中各相晶闸管能被正常触发导通的最早时刻，在该点以前，对应的晶闸管因承受反压而不能触发导通，称为自然换流点。 四、简答题（每题 5分，共 15分） 简 述 GTR 基极驱动电路的功能：答：（ 1）提供合适的正反向基流以保证 GTR可靠导通与关断。 （ 2）实现主电路与控制电路的隔离。 （ 3）自动保护功能，以便在故障发生时快速自动切断驱动信号，避免损坏 GTR。 （ 4）电路尽可能简单，工作稳定可靠、抗干扰能力强。 简述 IGBT 的性能与参数特点：答：（ 1） IGBT 的开关特性好，开关速度快，其开关时间是同容量 GTR的 1/10。 （ 2） IGBT的通态压降低。 （ 3） IGBT的集电极电流最大值 ICM。 （ 4） IGBT的安全工作区比 GTR宽，且具有耐脉冲电流冲击的能力。 （ 5） IGBT的 输入阻 抗高，可达 109—1011数量级，呈纯电容性，驱动功率小。 （ 6）与 VDMOS和GTR相比， IGBT的耐压可以做的更高，最大允许电压可达 4500V以上。 IGBT的最高允许结温 TjM为 1500。 VDMOS的通态压降随结温升高而显著增加，而 IGBT的通压降在室温和最高结温之间变化很小，具有良好的温度特性。 简述晶闸管整流电路对触发脉冲的要求：答：（ 1）触发信号可为直流、交流或脉冲电压。 （ 2）触发信号应有足够的功率（触发电压和触发电流）。 （ 3）触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡，以使元件 在触发导通后，阳极电流迅速上升到掣住电流而维持导通。 （ 4）触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步。 简述晶闸管有源逆变的条件：答：（ 1）有直流电动势源，极性与晶闸管的导通方向一致，且数值稍大于变流器直流侧的平均电压。 （ 2）变流器工作在 α900范围。 （ 3）直流侧串接大电感。 简述无源逆变电路的分类：答：（ 1）根据输入直流电源特点分：电压型；电流型。 （ 2）根据电路的结构特点分：半桥式；全桥式；推挽式。 （ 3）根据换流方式分：负载换流型；脉冲换流型；自换流型。 （ 4）根据负载特点分：非谐振式；谐振式。 简述 逆导晶闸管在使用时应注意的问题。 答：（ 1）逆导晶闸管的反相击穿电压很低，只能适用于反向不需承受电压的场合。 （ 2）逆导晶闸管存在着晶闸管区和整流区之间的隔离区。 （ 3）逆导晶闸管的额定电流分别以晶闸管和整流管的额定电流表示。 1简述交－交变频的优缺点。 答：优点：（ 1）只有一次变流，且使用电网换相，提高了变流效率。 （ 2）可以很方便的实现四象限工作。 （ 3）低频时输出波形接近正弦波缺点： （ 1）接线复杂，使用的晶闸管数目多。 （ 2）受电网频率和交流电路各脉冲数的限制，输出频率低。 （ 3）采用相控方式，功率因数 较低。 1简述变频器的作用：答：（ 1）标准 50Hz 电源，用于人造卫星，大型计算机等特殊要求的电源设备，对其频率，电压波形与幅值及电网干扰等参数有很高的精度要求。 （ 2）不间断电源（ UPS），平时电网对蓄电池充电，当电网发生故障停电时将蓄电池的直流电逆变成 50Hz的交流电，对设备作临时供电。 （ 3）中频装置，用于金属熔炼，感应加热及机械零件淬火（ 4）变频调速，用于三相变频器产生频率、电压可调的三相变频电源，对三相感应电动机和同步电动机进行变频调速。 1简述防止误触发常用的措施。 答：（ 1）脉冲变压器初、次级 间加静电隔离。 （ 2）应尽量避免电感元件靠近控制电路。 （ 3）控制极回路导线采用金属屏蔽线，且金属屏蔽应接地。 （ 4）选用触发电流较大的晶闸管。 （ 5）在控制极和阴极间并接一个 —，可以有效的吸收高频干扰。 （ 6）在控制极和阴极间加反偏电压。 1简述逆变失败的原因。 答：（一）交流电源方面的原因：（ 1）电源缺相或一相熔丝熔断。 （ 2）电源突然断电。 （ 3）晶闸管快熔烧断。 （ 4）电压不稳，波动很大。 （二）触发电路的原因：（ 1）触发脉冲丢失。 （ 2）触发脉冲分布不均匀。 （ 3）逆变角太小。 （三）晶闸管 本身的原因。 1简述 PWM逆变电路的异步调制控制方式的特点。 答：在三相逆变电路中当载波比 N不是 3的整数倍时，载波与调制信号就存在不同步的调制称为异步三相 PWM 波形，在调制中通常 fc 固定不变，逆变输出电压频率的调节是通过改变 fr 的大小来实现的。 特点：（ 1）控制相对简单。 （ 2）在调制信号的半个周期内，输出脉冲的个数不固定，脉冲相位也不固定，正负半周的脉冲不对称，而且半周期前后 1/4周期的脉冲也不对称，输出的波形就偏离了正弦波。 （ 3）载波比 N越大，半周期内调制的 PWM 波形脉冲数越多，正负半周不对称和 半周内前后 1/4 周期脉冲不对称的影响就越小，输出波形愈接近正弦波。 1简述 “分段同步调制 ”的方法。 答：即（ 1）在输出为高频率段时，取较小的载波比，这样载波频率不致过高，能在功率开关器件所允许的频率范围。 （ 2）在输出频率为低频率段时，取较大的载波比，这样载波频率不致过低，谐波频率也较高且幅值也小，也易滤除，从而减小了对异步电动机的不利影响。 分析说明题（ 15分） 试以三相全控桥式反并联电路为例，分析 α＝ β工作制的主电路的工作原理。 答：（ 1）正转。 给 I组和 II组晶闸管触发信号， αI900， αII900，即 βII900且保证 αI＝ βII，此时第一组工作在整流状态，输出电压为 UdI=，电动机电枢得到右正左负的电压后运行，且产生反电动势 E。 第二组晶闸管由于触发脉冲 βII900，其输出电压为 UdII=，和 UdI大小相等，极性也为右正左负，由于此时 UdIIE，不满足逆变条件，二组晶闸管工作在待逆变状态。 （ 2）调速。 当需要速度升高时，使 αI减小， βII减小，输出电压增大，电流增大，电磁转矩增大，电动机转速升高，减速时相反。 （ 3）停机。 第一组晶闸管的触发脉冲移动到大于 900，在移相过程中，电枢电流迅速下降，电感将产生感应电动势，使一组晶闸管继续导通，工作在有源逆变状态，将电感中储存的能量逆变为交流电能回馈电网，称本桥逆变，由于电流下降很快，转速还来不及变化。 当电流下降到零时，将第二组晶闸管的触发脉冲移相到 βII900，使的IUdIIIE，二组进入它桥逆变，电枢电流反向，电动机发电制动，机械惯性能量回馈电网。 （ 4）反转。 当电动机停机完成后，再继续将二组晶闸管的脉冲由大于 900移到小于 900区域，一组进入待逆变状态，二 组进入整流状态，直流电压极性改变，电动机反转。 试分析反并联供电时逻辑控制无环流可逆电路的工作原理。 答：采用逻辑方 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????????????????????? 作于电动状态。 当 id 下降到零时，将第一组晶闸管封锁，电动机惯性运转 3－ 10ms 后，第二组晶闸管进入有源逆变状态，且使 Udβ在数值上随电动机 E 减小，以使电动机保持运行在发电制动状态，将系统的惯性能量逆变反送电网即他桥逆变，电动机的转速进一步下降，当转速下降到零时，将第二组晶闸管的触发脉冲继续移至到大于 900，第二组晶闸管进入整流状态，电动机反转。 试分析交－交变频工作过程的六个 阶段。 答：（ 1）、第一阶段：输出电压过零为正，由于电流滞后， io0。 因为整流器的输出电流具有单向性，负载负向电流必须由反组整流器输出，则此阶段为反组整流器工作，正组整流器被封锁。 由于 uo 为正，则反组整流器必须工作在有源逆变状态。 （ 2）、第二阶段：电流过零。 为无环流死区。 （ 3）、第三阶段： io0，uo0。 电流方向为正，此阶段正组整流器 工作，反组整流器被封锁。 由于 uo 为正，则正组整流器必须工作在整流状态。 （ 4）、第四阶段： io0， uo0。 由于电流方向没有改变 ，正组整流器工作，反组整流器仍被封锁，由于电压方向为负，则正组整流器工作在有源逆变状态。 （ 5）、第五阶段：电流为零，为无环流死区。 （ 6）第六阶段： io0， uo0。 电流方向为负，反组整流器工作，正组整流器被封锁。 此阶段反组整流器工作在整流状态。 试分析单相 PWM逆变电路的工作原理。 答：载波信号 uc 在信号波正半周为正极性的三角波，在负半周为负极性的三角波，调制信号 ur 和载波信号 uc 的交点时刻控制逆变器电力晶体管 T T4的通断。 在 ur 的正半周期， T1 保持导通， T4 交替通断。 当 uruc时，使 T4导通，负载电压 uo=Ud；当 uruc 时，使 T4关断，由于电感中的电流不能突变，负载电流将通过当 D3 续流，负载电压 uo=0。 在 ur 的负半周期， T2保持导通，T3 交替通断。 当 uruc 时，使 T3 导通，负载电压 uo=Ud；当 uruc 时，使 T3 关断，由于电感中的电。