1-1-1-机车电力电子技术复习题

一、填空题1．电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支，通常所说的模拟电子技术和数字电子技术就属于前者。2．请在正确的空格内标出下面元件的简称：GTR电力晶体管；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。3．电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。4．电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的，它是应用于电力领域的电子技术，是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。5．进行电力变换的技术称为变流技术，它通常可分为四大类，即交流变直流、直流变交流、直流变直流和交流变交流，其中，交流变直流称为整流，直流变交流称为逆变。6．电力MOSFET的通态电阻具有正温度系数，并联使用时具有电流自动均衡的能力。7．PWM控制电路中，载波频率与调制波频率之比称为载波比。8．在GTR、GTO、IGBT与MOSFET中，开关速度最快的是MOSFET，单管输出功率GTOIGBT最大的是，应用最为广泛的是。9．典型全控型电力电子器件有GTO、GTR、MOSFET与IGBT。10．SPWM有两种调制方式：单极性和双极性调制。11．晶闸管是一种既具有开关作用，又具有整流作用的大功率半导体器件12．晶闸管有三个电极，分别是阳极，阴极和门极。13．单相半控桥电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的目的是防止失控现象的产生。14．半控型电力电子器件控制极只能控制器件的导通，而不能控制器件的开关。15．SS4改型机车采用交直交型电流传感器。16．SS9改型电力机车选用型速度传感器。17．HXD3型机车用电源装置由两个完全相同的电源单元组成，采用元件。18．按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为电压驱动型和电流驱动型两类19．晶闸管的换相重叠角与电路的触发角、变压器漏抗、平均电流、电源相电压等到参数有关，对于三相半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使其输出电压平均值。20．控制角α与逆变角β之间的关系为β＝π－α。21．将直流电能转换为交流电能又馈送回交流电网的逆变电路称为有源逆变器。22．设电源相电压为U，则单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为222U2；三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为6U2。23．交流变直流称为整流，直流变交流称为逆变。24．在同步电压为锯齿波的触发电路中，锯齿波底宽可达240性度，实际使用中间的180度。度；考虑到线25．变流电路常用的换流方式有器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流四种。27．正弦脉宽调制（SPWM）技术运用于电压型逆变电路中，当改变调制比可改变逆变器输出电压幅值；改变_调制波频率可改变逆变器输出电压频率；改变载波频率可改变开关管的工作频率。30．按照器件能够被控制电路信号所控制的程度，可分为三类:半控型器件、全控型器件和不可控型器件。二、判断题1．晶闸管的门极既可以控制它的导通，也可以控制它的关断。2．给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。（×）（×）（×）（×）3．有源逆变装置是把逆变后的交流能量送回电网。4．变频器总是把直流电能变换成50Hz交流电能。5．交流调功电路和交流调压电路的电路形式完全相同，控制方式也相同。（×）6.触发普通晶闸管的触发脉冲，也能触发可关断晶闸管。三、单选题（×）1．直流斩波电路是一种（c）变换电路。A、AC/ACD、AC/DCB、DC/ACC、DC/DCA2．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（）度。A、180°B、60°C、360°D、120°A3．可实现有源逆变的电路为（）。A、三相半波可控整流电路B、三相半控桥整流桥电路C、单相全控桥接续流二极管电路D、单相半控桥整流电路4．三相全控桥式整流电路，控制角α为（）时，整流输出电压为最大值。A.0°B.90°C.120°D.180C5．交流调压电路是（）。A.改变交流电的频率和控制晶闸管的开通相位B.不改变交流电的频率只控制晶闸管的开通相位C.只改变交流电的频率而不控制晶闸管的开通相位D.以交流电的周期为单位控制晶闸管D的通断6、三相桥式全控整流电路，相邻序号晶闸管之间的控制脉冲时序相差为(B)。A、30°B、60°C、90°D、120°7.单相半波可控整流电路中，晶闸管可能承受的反向峰值电压为（B）2U22U6UD、2A、UB、C、2228.具有升降压调节功能的电路是（C）。A、BUCK电路B、BOOST电路C、CUK电路D、正激电路9.三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态，输出电压平均值U的表达式是（C）dA、U=-2.34UcosβB、U=1.17Ucosβd2dC、U=2.34UcosβD、U=-0.9Ucosβ2d2d210.若减小SPWM逆变器输出电压基波幅值，可采用的控制方法是（C）A、减小三角波频率B、减小三角波幅度C、减小输入正弦控制电压幅值D、减小输入正弦控制电压频率11．在整流电路的负载两端并联一个二极管，称为（）DA.稳压二极管B.电力二极管C.整流二极管D.续流二极管12.α为(B)度时，三相桥式全控整流电路，带电阻性负载，输出电压波形处于连续和断续的临界状态。A、0度B、60度C、30度D、120度。13.能够实现有源逆变的电路为(A)。A、三相半波可控整流电路接续流二极管电路D、单相桥式半控整流电路过晶闸管的电流(AA、减小至维电持流I以下B、减小至擎住电流I以下B、三相半控整流桥电路C、单相全控桥14.已经导通了的晶闸管可被关断的条件是流)HLC、减小至门极触发电流I以下D、减小至5A以下G15.单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是(D)A、90°B、120°C、150°D、180°16.在型号为KP10-12G中，数字12表示(C)。A、额定电压12VB、额定电流12AC、额定电压1200VD、额定电流1200A17.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为(B次击穿B、二次击穿C、临界饱和D、反向截止18.降压斩波电路中，已知电源电压U=16V,负载电压U=12V,斩波周期T=4ms，)A、一则开通时d0间T=(CabA、1msB、2msC、3msD、4ms)19.对同一晶闸管，维电持流I与擎住电流I在数值大小上有(C)。HLA、I大于IB、I小于IC、I等于ID、两者大小不一定L20.SPWM逆变电路中，HLHLH增加三角载波频率，输出正弦基波的频率(C)。A、增加B、减小C、不变D、不确定21.在一般可逆电路中，最小逆变角βmin选在下面那一种范围合理(A)。A、30º-35ºB、10º-15ºC、0º-10ºD、0º22.对同一晶闸管，维持电流I与擎住电流I在数值大小上有(A)。HLA、I大于IB、I小于IC、I等于ID、两者大小不一定LHLHLH23.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为(B)。A、一次击穿反向截止B、二次击穿C、临界饱和D、24.当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在(B)。A、导通状态定B、关断状态C、饱和状态D、不25.单相半控桥电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的目的是（D）A、增加晶闸管的导电能力B、抑制温漂C、增加输出电压稳定性D、防止失控现象的产生26.若增大SPWM逆变器的输出电压基波频率，可采用的控制方法是(C)。A、增大三角波幅度率B、增大三角波频C、增大正弦调制波频率D、增大正弦调制波幅度27.三相桥式全控整流电路，相邻序号晶闸管之间的控制脉冲时序相差为(B)。A、30°B、60°C、90°D、120°28.单相半波可控整流电路中，晶闸管可能承受的反向峰值电压为（B）2UC、22U6UD、A、UB、222229.具有升降压调节功能的电路是（C）。A、BUCK电路B、BOOST电路C、CUK电路D、正激电路30.三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态，输出电压平均值U的表达式是d（A）A、U=-2.34UcosβB、U=1.17Ucosβd2dC、U=2.34UcosβD、U=-0.9Ucosβ2d2d31.若减小SPWM逆变器输出电压基波幅值，可采用的控制方法是（）2ACA、减小三角波频率B、减小三角波幅度C、减小输入正弦控制电压幅值D、减小输入正弦控制电压频率四、简答1．普通晶闸管的图形符号普通晶闸管的图形符号是题，三个电极，晶闸管的导通和关断条件分别是？电极分别是阳极A，阴极K和门极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小于维持电流IH时，导通的晶闸管关断。2．电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？电压型逆变器当交流侧为阻感性负载时，需要向电源反馈无功功率。直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂开关器件都反并联了反馈二极管。3．简述SS9型电力机车微机控制柜的功能3．⑴晶闸管开通的条件是什么？承受正向门级处罚电流⑵晶闸管维持导通的条件是什么？当晶闸管阳极上加有正向电压的同时，⑶晶闸管关断的条件是什么？压减小为0或反向在门级上施加适当的出发电压晶闸管两端阳极电5.电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？（6分）当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管，同时反馈二极管也起着使负载电流连续的作用。在电流型逆变电路中，虽交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，但直流侧电感起到缓冲无功能量的作用，并且直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。五、综合题1．试绘出单相桥式不控整流电路的电路结构及工作波形图2．试绘出单相半波相控整流电路电感性负载的电路结构及工作波形图3．电力MOSFET是用栅极电压来控制漏极电流的，它的特点有？4.晶闸管的导通条件和关断条件分别是什么？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小于维持电流IH时，导通的晶闸管关断。5.逆变产生的条件及对可进行有源逆变的电路的要求？逆变产生的条件：①要有直流电动势，其极性须和晶闸管导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压。②要求晶闸管的控制角α〉π/2，使Ud为负值。6.在单相半波可控整流大电感负载有续流二极管的电路中，晶闸管的控制角a的最大移相范围是多少？晶闸管的导通角、续流二极管的导通与a关系如何？六、实操题1．三相桥式全控整流电路的5个特点分别是？2．根据对输出电压平均值进行控制的方法不同，直流斩波电路可有哪三种控制方式？并简述其控制原理。E30V。ME200VR10，L值极大，3.在图所示的降压斩波电路中，已知，20s时，计算制控制方式，当T50st采用脉宽调，on输出电压平均值U0、输出电流平均值I0。4.图4升压斩波电路中，已知E=50V，负载电阻R=20Ω，L值和C值极大，采用脉宽调制控制方式，当T=40µs，t=30µs时，⑴推导输出电压平均值U的表达式并计算on0U，⑵计算输出电流平均值I。(12分)00T40UTtEE403050200Von得0输出电压平均值为：EE44005500220000VVTTtt4030TTUU004030onon输出电流压平均值为：IU20010A图4升压斩波电路0R2005.在图示斩波电路中，已知E=50V，负载电阻R=20Ω，L值和C值极大，采用脉宽调制控制方式，当T=40µs，t=30µs时，计算输出电压平均值U，输出电流平均值I。(8分)on00T40UTtE403050200Von解：0IU20010A0R2006.三相桥式全控整流电路，U=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当a=60时，2计算输出平均电压U、输出电流I、晶闸管电流的平均值I和有效值I。(8分)dTddVT解：U＝2.34Ucosa＝2.34×100×cos60°＝117（V）d2I＝U∕R＝117∕5＝23.4（A）ddI＝I∕3＝23.4∕3＝7.8（A）dTd33I＝I∕＝23.4∕＝13.51（A）VTd7.单相桥式全控整流电路，U＝100V，负载中R＝2Ω，反电势E=60V，L值极大，当α＝230°时，要求：（1）作出u、i和i的波形；（6分）2dd（2）求整流输出平均电压U、输出电流I，变压器二次电流有效值I；（6分）2dd（3）考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流范围；（8分）（4）如果考虑变压器漏感L，如何求输