电力电子技术总复习

精品文档 1欢迎下载 电力电子技术电力电子技术 综合复习资料综合复习资料 一 填空题一 填空题 1 开关型 DC DC 变换电路的 3 个基本元件是 和 2 逆变角 与控制角 之间的关系为 3 GTO 的全称是 4 直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有 斩波电路 斩波电路 斩波电路 5 变频电路从变频过程可分为 变频和 变频两大类 6 晶闸管的工作状态有正向 状态 正向 状态和反向 状态 7 只有当阳极电流小于 电流时 晶闸管才会由导通转为截止 8 从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为 角 9 GTR 的全称是 10 在电流型逆变器中 输出电压波形为 波 输出电流波形为 波 11 GTO 的关断是靠门极加 出现门极 来实现的 12 普通晶闸管的图形符号是 三个电极分别是 和 13 整流指的是把 能量转变成 能量 14 脉宽调制变频电路的基本原理是 控制逆变器开关元件的 和 时间比 即调节 来控制逆变电压的大小和频率 15 型号为 KP100 8 的元件表示 管 它的额定电压为 伏 额定电流为 安 16 在电力电子器件驱动电路的设计中要考虑强弱电隔离的问题 通常主要采取的隔离措施包括 和 二 判断题二 判断题 1 KP2 5 表示的是额定电压 200V 额定电流 500A 的普通型晶闸管 2 给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通 3 普通晶闸管外部有三个电极 分别是基极 发射极和集电极 4 逆变电路分为有源逆变电路和无源逆变电路两种 5 只要让加在晶闸管两端的电压减小为零 晶闸管就会关断 6 普通晶闸管内部有两个 PN 结 7 逆变失败 是因主电路元件出现损坏 触发脉冲丢失 电源缺相 或是逆变角太小造成的 8 应急电源中将直流电 变为交流电供灯照明 其电路中发生的 逆变 称有源逆变 精品文档 2欢迎下载 9 单相桥式可控整流电路中 晶闸管承受的最大反向电压为 2 2U 10 MOSFET 属于双极型器件 11 电压型逆变电路 为了反馈感性负载上的无功能量 必须在电力开关器件上反并联反馈二极管 12 在触发电路中采用脉冲变压器可保障人员和设备的安全 13 应急电源中将直流电变为交流电供灯照明 其电路中发生的 逆变 称有源逆变 14 普通晶闸管额定电流的定义 与其他电气元件一样 是用有效值来定义的 15 MOSFET 属于双极型器件 16 同一支可关断晶闸管的门极开通电流和关断电流是一样大的 17 无源逆变指的是把直流电能转换成交流电能送给交流电网 18 绝缘栅双极型晶体管具有电力场效应晶体管和电力晶体管的优点 三 选择题三 选择题 1 某型号为 KP100 10 的普通晶闸管工作在单相半波可控整流电路中 晶闸管能通过的电流有效值为 A 100A B 157A C 10A D 15 7A 2 单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差 A 180 B 60 C 360 D 120 3 三相半波可控整流电路在换相时 换相重叠角 的大小与哪几个参数有关 A Id XL U2 B Id C U2 D U2 XL 4 普通晶闸管的通态电流 额定电流 是用电流的 来表示的 A 有效值 B 最大值 C 平均值 5 普通的单相全控整流装置中一共用了 晶闸管 A 一只 B 二只 C 三只 D 四只 6 三相全控桥式整流电路带电阻负载 当触发角 0 时 输出的负载电压平均值为 A 0 45U2 B 0 9U2 C 1 17U2 D 2 34U2 7 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 负载 A 电阻性 B 电感性 C 反电动势 8 晶闸管可控整流电路中的控制角 减小 则输出的电压平均值会 A 不变 B 增大 C 减小 9 变流器工作在逆变状态时 控制角 必须在 A 0 90 B 30 120 C 60 150 D 90 150 精品文档 3欢迎下载 10 单相全控桥式整流电路带电阻负载 当触发角 0 时 输出的负载电压平均值为 A 0 45U2 B 0 9U2 C 1 17U2 D 2 34U2 11 三相半波可控整流电路的自然换相点是 A 交流相电压的过零点 B 本相相电压与相邻相电压的交点处 C 比三相不控整流电路的自然换相点超前 30 D 比三相不控整流电路的自然换相点滞后 60 12 在有源逆变电路中 逆变角 的移相范围应选 为最好 A 90 180 B 35 90 C 0 90 四 简答题四 简答题 1 晶闸管的导通条件和关断条件分别是什么 答 阳极和阴极加正向电压 门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导通 当晶闸管阳极电流小于维持电流 IH时 导通的晶闸管关断 2 全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么 答 其主要作用是抑制电力电子器件的内因过电压 du dt 或者过电流和 di dt 减少器件的开关损耗 3 什么是有源逆变 什么是无源逆变 答 有源逆变电路是把逆变电路的交流侧接到电网上 把直流电逆变成同频率的交流反送到电网去 无源逆变电路的交流侧直接接到负载 将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流供给负载 4 载波比 N 的定义是什么 什么是同步调制 什么是异步调制 答 载波比 N 定义为载波频率 c f 和调制波频率r f 之比 N c f r f 同步调制 取 N 为常数 在变频时 c f 和r f 同步变化 异步调制 c f 不变 r f 可变 使 N 变化的调制方式 5 单极性和双极性 PWM 调制有什么区别 答 单极性 PWM 控制方式在调制信号的正半个周期或负半个周期内 三角波载波是单极性输出的 所得的 r U PWM 波也是单极性范围内变化的 而双极性 PWM 控制方式中 三角波载波始终是有正有负 而输出的 PWM 波是双极性的 6 电力变流器的换流方式有哪几种 答 电网换流 负载换流 强迫换流 器件换流 精品文档 4欢迎下载 7 电压型逆变电路中反并联二极管的作用是什么 答 1 为交流侧向直流侧反馈能量提供通路 2 续流 8 关断缓冲电路与开通缓冲电路各自的功能是什么 答 关断缓冲电路是对 du dt 抑制的电路 用于抑制器件的关断过电压和换相过电压 抑制 du dt 减小关断损 耗 开通缓冲电路是对 di dt 抑制的电路 用于抑制器件开通时的电流过冲和 di dt 减小器件的开通损耗 9 单相或三相半控桥式或者带有续流二极管的整流电路不能实现有源逆变的根本原因是什么 答 单相或三相半控桥式或者带有续流二极管的整流电路不能实现有源逆变的根本原因是因为 Ud不能变负 也 不允许负载反电势变负 否则就成了顺向串联 10 单相桥式全控整流电路带大电感负载时 它与单相桥式半控整流电路中的续流二极管的作用是否相同 为什么 答 作用不同 全控整流电路电感性负载时 其输出电压波形出现负值 使输出电压平均值降低 因此 负载 两端接上续流二极管后 输出电压波形中不再有负值 可以提高输出平均电压 以满足负载的需要 半控桥电路电感性负载时 由于本身的自然续流作用 即使不接续流二极管 其输出电压波形也不会出现负值 但是一旦触发脉冲丢失 会使晶闸管失控 因此仍要在负载两端接上续流二极管 防止失控 11 某晶闸管型号规格为 KP200 8D 试问型号规格代表什么意义 答 KP 代表普通型晶闸管 200 代表其晶闸管的额定电流为 200A 8 代表晶闸管的正反向峰值电压为 800V D 代表通态平均压降为 VUV T 7 06 0 五 综合分析 计算题五 综合分析 计算题 1 单相桥式全控整流电路 大电感负载 交流侧电流有效值为 220V 负载电阻 Rd为 4 计算当 60 时 直 流输出电压平均值 d U 输出电流的平均值 d I 若在负载两端并接续流二极管 其 d U d I 又是多少 画出上述 两种情形下的电压电流波形 解 不接续流二极管时 由于是大电感负载 故 VUUd9960cos2209 0cos9 0 2 AA R U I d d d 8 24 4 99 精品文档 5欢迎下载 接续流二极管时 VUUd 5 148 2 5 01 2209 0 2 cos1 9 0 2 1 分 不接续流二极管时波形如图 a 所示 接续流二极管时波形如图 b 所示 2 一单相交流调压器 电源为工频 220V 阻感串联作为负载 其中电阻为 0 5 欧 感抗为 0 5 欧 试求 1 开通角 的变化范围 2 负载电流的最大有效值 3 最大输出功率及此时电源侧的功率因数 解 1 负载阻抗角 arctg arctg R L 5 0 5 0 4 能使电压可调的开通角的范围是 4 2 当 时 负载电流有效值最大 311A 4 o I Z U1 22 1 LR U 22 5 05 0 220 3 最大输出功率发生在 时 4 P cos 220 311 48 37KW 1 U o I 4 2 2 此时电源侧功率因数为 cos 0 707 4 3 有一开关频率为 50kHz 的 Buck 变换电路工作在电感电流连续的情况下 L 0 05mH 输入电压 Ud 15V 输出 电压 U0 10V 求 1 占空比 D 的大小 2 电感中电流的峰 峰值 IL 精品文档 6欢迎下载 解 1 DU Ud1 0 667 0 15 10 0 d U U D 2 0 2 d L UU TI L A fL DDU fLU UUU I d d OdO L 333 1 1005 0 1050 667 0 1 667 0 15 1 33 4 单相桥式全控整流电路 负载 R 2 L 值极大 反电势 E 60V 当 时 2 100UV 30 要求 作出 和的波形 d u d i 2 i 求整流输出平均电压 电流 变压器二次侧电流有效值 d U d I 2 I 解 和的波形如下图 d u d i 2 i 整流输出平均电压 电流 变压器二次测电流有效值分别为 d U d I 2 I 0 9U2cos O 9 100 cos 77 94 V d U 30 一 E R 77 94 一 60 2 8 97 A d I d U 8 97 A 2 I d I 5 三相全控桥 反电动势阻感负载 E 200V R 1 L 220V 2 U60 当 1 2 情况下分别求 的值 后者还应求的数值 0 B L 1 B LmH d U d I 精品文档 7欢迎下载 解 1 2 34cos 2 34 220 cos 257 4V d U 2 U 60 57 4A d I R EUd 1 200 4 257 2 6 50 0 001 0 3 d U 2 dBI mX d I d I 2 34cos 2 34 220 cos 257 4V d U 2 U 60 R E d U d U d U d I 联立上式得 244 2V 1 分 13 2V d U d U 44 15A 1 分 d I 又 cos cos 0 0513 do d U U 2 220 34 2 2 13 2 cos cos 0 0513 0 4487 60 3 63 3 3 6 三相半波可控整流电路 反电动势阻感负载 L 值极大 2 100UV 1R 1 B LmH 求当 30 时 的数值 50EV d U d I 解 3 50 0 001 0 15 d U 2 dBI mX d I d I 1 17cos 1 17 100 cos 101 3V d U 2 U 30 R E d U d U d U d I 联立上式得 94 6V d U 44 6A 1 分 6 69V d I d U 又 cos cos 0 1144 do d U U 2 100 17 1 69 6 2 cos cos 0 1144 0 7516 30 精品文档 8欢迎下载 3 41 3 11 7 有一开关频率为 50kHz 的 Buck 变换电路工作在电感电流连续的情况下 L 0 05mH 输入电压 Ud 15V 输出 电压 U0 10V 求 1 占空比 D 的大小 2 电感中电流的峰 峰值 IL 解 1 DU Ud1 0 667 0 15 10 0 d U U D 2 0 2 d L UU TI L A fL DDU fLU UUU I d d OdO L 333 1 1005 0 1050 667 0 1 667 0 15 1 33 8 三相半波可控整流电路 反电动势阻感负载 L 值极大 2 100UV 1R 1 B LmH 求当 30 时 的数值 50EV d U d I 解 3 50 0 001 0 15 d U 2 dBI mX d I d I 1 17cos 1 17 100 cos 101 3V d U 2 U 30 R E d U d U d U d I 联立上式得 94 6V d U 44 6A 6 69V d I d U 又 cos cos 0 1144 do d U U 2 100 17 1 69 6 2 cos cos 0 1144 0 7516 30 3 41 3 11 精品文档 9欢迎下载 参考答案 参考答案 一 填空题一 填空题 1 电感 电容