电力电子技术期末复习题及其答案bsyn.docx

《电力电子技术期末复习题及其答案bsyn.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力电子技术期末复习题及其答案bsyn.docx（20页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一章复复习题1.使晶晶闸管导导通的条条件是什什么？答：当晶晶闸管承承受正向向电压时时，仅在在门极有有触发电电流的情情况下晶晶闸管才才能导通通。2维持持晶闸管管导通的的条件是是什么？怎样才才能使晶晶闸管由由导通变变为关断断？答：（11）维持持晶闸管管导通的的条件是是使晶闸闸管的电电流大于于能保持持晶闸管管导通的的最小电电流，即即维持电电流。 （22）若要要使已导导通的晶晶闸管关关断，只只能利用用外加电电压和外外电路的的作用使使流过晶晶闸管的的电流降降到接近近于零的的某一数数值以下下，即降降到维持持电流以以下，便便可使导导通的晶晶闸管关关断。3.GTTO和普普通晶闸闸管同为为PNPPN结构构，为

2、什什么GTTO能够够自关断断，而普普通晶闸闸管不能能？答：（11）GTTO在设设计时，aa2较大大，这样样晶体管管v2控控制灵敏敏，易于于GTOO关断； （22）GTTO导通通时a11+a22的更接接近于11，普通通晶闸管管a1+a21.55，而GGTO则则为约等等于1.05，GGTO的的饱和程程度不深深，接近近于临界界饱和，这这样为门门极控制制提供了了有利条条件； （33）多元元集成结结构每个个GTOO元阴极极面积很很小，门门极和阴阴极间的的距离大大为缩短短，使得得p2极极区所谓谓的横向向电阻很很小，从从而使从从门极抽抽出较大大的电流流成为可可能。4如何何防止电电力MOOSFEET因静静电感

3、应应引起的的损坏？答：（11）一般般在不用用时将其其三个电电极短接接； （22）装配配时人体体，工作作台，电电烙铁必必须接地地，测试试时所有有仪器外外壳必须须接地； （33）电路路中，栅栅，源极极间常并并联齐纳纳二极管管以防止止电压过过高。 （44）漏，源源极间也也要采取取缓冲电电路等措措施吸收收过电压压。5.IGGBT,GTRR,GTTO和电电力MOOSFEET的驱驱动电路路各有什什么特点点？答：IGGBT驱驱动电路路的特点点是：驱驱动电路路具有较较小的输输出电阻阻，IGGBT是是电压驱驱动型器器件，IIGBTT的驱动动多采用用专用的的混合集集成驱动动器。 GGTR驱驱动电路路的特点点是：驱

4、驱动电路路提供的的驱动电电流有足足够陡的的前沿，并并有一定定的过冲冲，这样样可加速速开通过过程，减减小开通通损耗，关关断时，驱驱动电路路能提供供幅值足足够大的的反向基基极驱动动电流，并并加反偏偏截止电电压，以以加速关关断速度度。 GGTO驱驱动电路路的特点点是：GGTO要要求其驱驱动电路路提供的的驱动电电流的前前沿应有有足够的的幅值和和陡度，且且一般需需要在整整个导通通期间施施加正门门极电流流，关断断需施加加负门极极电流，幅幅值和陡陡度要求求更高，其其驱动电电路通常常包括开开通驱动动电路，关关断驱动动电路和和门极反反偏电路路三部分分。 电电力MOOSFEET驱动动电路的的特点：要求驱驱动电路路

5、具有较较小的输输入电阻阻，驱动动功率小小且电路路简单。6.全控控型器件件的缓冲冲电路的的主要作作用是什什么？试试分析RRCD缓缓冲电路路中各元元件的作作用。答：全控控型器件件缓冲电电路的主主要作用用是抑制制器件的的内因过过电压，ddu/ddt或过过电流和和di/dt，减减小器件件的开关关损耗。RCD缓缓冲电路路中，各各元件的的作用是是：开通通时，CCs经RRs放电电，Rss起到限限制放电电电流的的作用；关断时时，负载载电流经经VDss从Css分流，使使du/dt减减小，抑抑制过电电压。7.试说说明IGGBT,GTRR,GTTO和电电力MOOSFEET各自自的优缺缺点。（第7题题答案）1、请在在

6、正确的的空格内内标出下下面元件件的简称称： 电电力晶体体管GGTR；可可关断晶晶闸管GGTO；功率率场效应应晶体管管MOOSFEET；绝缘栅栅双极型型晶体管管IGGBT ；IIGBTT是MOSSFETT 和GGTR的复复合管。 2、晶闸闸管对触触发脉冲冲的要求求是要有有足够的的驱动功功率 、触发发脉冲前前沿要陡陡幅值要要高和和触触发脉冲冲要与晶晶闸管阳阳极电压压同步。3、多个个晶闸管管相并联联时必须须考虑均流的问题题，解决决的方法法是串专专用均流流电抗器器。4、在电电力晶闸闸管电路路中，常常用的过过电流保保护措施施有快速熔熔断器 、 串进进线电抗抗器、 接入入直流快快速开关关 、过电流流继电器

7、器。（写出出四种即即可） 5、晶闸闸管是硅硅晶体闸闸流管的的简称，常常用的有有普通晶晶闸管与与门极可可断晶闸闸管。6、电力力电子器器件一般般都工作作在开关关 状状态。7、为了了保证晶晶闸管可可靠与迅迅速地关关断，通通常在管管子阳极极电压降降为0之之后，加加一段时时间 反向向 电压压。8、选用用晶闸管管的额定定电压值值应比实实际工作作时的最最大电压压大2-3 倍倍，使其其有一定定的电压压裕量。9、选用用晶闸管管的额定定电流时时，根据据实际最最大电流流计算后后至少还还要乘以以1.55-2 倍。10、在在螺栓式式晶闸管管上有螺螺栓的一一端是阳阳极 。11、普普通晶闸闸管的图图形符号号是： 三个个电极

8、分分别是阳阳极A 阴极KK 和门门极G 晶闸管管的导通通条件是是承受正正向电压压，仅在在门极有有触发电电流的情情况下，关断条件 利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值一下。12、可可关断晶晶闸管的的图形符符号是： 电力力场效应应管的图图形符号号是：绝缘栅双双极晶体体管的图图形符号号： 电电力晶体体管的图图形符号号是：13、绝绝缘栅双双极晶体体管是GG作为栅栅极E作为发发射极与与集电极极C复合而而成。14、11、双向向晶闸管管的图形形符号是是 ，三个个电极分分别是第一阳阳极T1，第二阳阳极T2 和门极G；双向晶晶闸管的的的触发发方式有有II+、I-、IIII+、III

9、I.。15、一一般操作作过电压压都是瞬瞬时引起起的尖峰峰电压，经经常使用用的保护护方法是是RC过过电压抑抑制电路路而对于于能量较较大的过过电压还还需要设设置非线线性电阻阻保护，目目前常用用的方法法有雪崩崩二极管管和金属氧氧化物压压敏电阻阻 。16、在在电力晶晶闸管电电路中，常用的过电流保护措施有快速熔断器 、 串进线电抗器、 接入直流快速开关 、过电流继电器。（写出四种即可）17、给给晶闸管管阳极加加上一定定的正向向电压在在门极加加上正向向电压，并并形成足足够的门门极电流流，晶体体管才能能导通。18、对对变流电电路实施施过电压压保护时时，过电电压保护护用到的的主要原原件有：电阻、电电容、二二极

10、管、电电感。第二章复复习题1、 双反星形形可控整整流电路路与三相相桥式全全控整流流电路相相比有何何主要不不同？答：双反反星形可可控整流流电路与与三相桥桥式全控控整流电电路相比比，在采采用相同同晶闸管管的条件件下，双双反星形形电路的的输出电电流可大大一倍。2、 指出造成成逆变失失败的几几种主要要原因？答：（11）触发发电路工工作不可可靠，不不能适时时、准确确地给各各晶体管管分配脉脉冲，如如脉冲丢丢失、脉脉冲延时时等，致致使晶闸闸管不能能正常换换相，使使交流电电源电压压和直流流电动势势顺向串串联，形形成短路路。（2）晶晶闸管发发生故障障，在应应该阻断断期间，器器件失去去阻断能能力，或或在应该该导通

11、期期间，器器件不能能导通，造造成逆变变失败。（3）在在逆变工工作时，交交流电源源发生缺缺相或突突然消失失，由于于直流电电动势EEm的存存在，晶晶闸管仍仍可导通通，此时时交流器器的交流流侧由于于失去了了同直流流电动势势极性相相反的交交流电压压，因此此直流电电动势将将通过晶晶闸管使使电路短短路。（4）换换相的裕裕量角不不足，引引起换相相失败，应应考虑变变压器漏漏抗引起起重叠角角对逆变变电路换换相的影影响。3、实现现有源逆逆变必须须满足哪哪两个必必不可少少的条件件？答：（11）要有有直流电电动势，其其极性须须和晶闸闸管的导导通方向向一致，其其值应大大于变流流电路直直流侧的的平均电电压。（2）要要求晶

12、闸闸管的控控制角aa/2，使使Ud为为负值。4、晶闸闸管触发发的触发发脉冲需需要满足足哪几项项基本要要求？答：、AA:触发发信号应应有足够够的功率率。B：触发发脉冲应应有一定定的宽度度，脉冲冲前沿尽尽可能陡陡，使元元件在触触发导通通后，阳阳极电流流能迅速速上升超超过掣住住电流而而维持导导通。C：触发发脉冲必必须与晶晶闸管的的阳极电电压同步步，脉冲冲移相范范围必须须满足电电路要求求。5、实现现正确触触发的同同步定相相的方法法步骤有有哪些？答：A：根据不不同触发发电路与与脉冲移移相范围围的要求求，确定定同步信信号电压压us与对对应晶闸闸管阳极极电压之之间的相相位关系系。 BB：根据据整流变变压器T

13、TS的接接法与钟钟点数，以以电网某某线电压压作参考考矢量，画画出整流流变压器器二次侧侧也就是是晶闸管管阳极电电压的矢矢量。再再根据AA确定同同步信号号US与晶闸闸管阳极极电压的的相位关关系，画画出对应应的同步步相电压压矢量和和同步线线电压的的矢量。 CC：根据据同步变变压器二二次线电电压矢量量位置，定定出同步步变压器器TS的的钟点数数和接法法。只需需把同步步变压器器二次电电压Ussu、UUsv、UUsw分分别接到到VT11，VTT3，VVT5管管的触发发电路；Us(-U)、Uss(-vv)、UUs(-w)分分别接到到VT44、VTT6、VVT2的的触发电电路，与与主电路路的各个个符号完完全对应

14、应，即能能保证触触发脉冲冲与主电电路同步步。6、单相相桥式半半控整流流电路，电电阻性负负载。当当控制角角=900时，画出：负负载电压压ud、晶闸闸管VTT1电压压uVT11、整流流二极管管VD22电压uVD22，在一一周期内内的电压压波形图图7、晶闸闸管对触触发电路路有哪些些要求？8、三相相半波整整流电路路，将整整流变压压器的二二次绕组组均分为为两段，每每段的电电动势相相同，接接成两折折接法，其其分段布布置及矢矢量图如如图所示示，问变变压器铁铁心是否否被直流流磁化，为为什么？解：三相相半波可可控整流流电路，当当变压器器二次绕绕组分成成两组，按按本题图图示曲折折接线，及及矢量图图所示。变变压器二

15、二次绕组组中，同同一相的的两个绕绕阻的电电流，方方向相反反大小相相等，因因而形成成的磁通通，方向向也相反反、磁通通量大小小也会相相等。这这样变压压器铁心心中就不不会存在在直流磁磁通，自自然就不不会被直直流磁化化了。9、什么么是逆变变失败？逆变失失败后有有什么后后果？形形成的原原因是什什么？解：逆变变失败指指的是：逆变过过程中因因某种原原因使换换流失败败，该关关断的器器件末关关断，该该导通的的器件末末导通。从从而使逆逆变桥进进入整流流状态，造造成两电电源顺向向联接，形形成短路路。逆变变失败后后果是严严重的，会会在逆变变桥与逆逆变电源源之间产产生强大大的环流流，损坏坏开关器器件。产产生逆变变失败的

16、的原因：一是逆逆变角太太小；二二是出现现触发脉脉冲丢失失；三是是主电路路器件损损坏；四四是电源源缺相等等。10、实实现有源源逆变必必须满足足哪些必必不可少少的条件件？（66分）答1、 实现现有源逆逆变必须须外接一一直流电电源，其其方向与与晶闸管管电流方方向相同同，其数数值要稍稍大于逆逆变桥电电压，才才能提供供逆变能能量。另另外变流流器必须须工作在在900）区域域，使UUdm所以输出出电流连连续。 此时输输出平均均电压为为Uo =255(V) 输出平平均电流流为Io =300(A) 输出电电流的最最大和最最小值瞬瞬时值分分别为Imaxx=30.19(A)Iminn=299.811(A)当tonn

17、=3s时，采采用同样样的方法法可以得得出：=00.00015 由于=0.1499m所以输出出电流仍仍然连续续。 此时输输出电压压、电流流的平均均值以及及输出电电流最大大、最小小瞬时值值分别为为：Uo =15(VV)Io =10(AA)Imaxx=10.13(A)Iminn=9.8733(A)4简述述图3-2a所所示升压压斩波电电路的基基本工作作原理。答：假设设电路中中电感LL值很大大，电容容C值也很很大。当当V处于于通态时时，电源源E向电感感L充电，充充电电流流基本恒恒定为II1，同时时电容CC上的电电压向负负载R供电，因因C值很大大，基本本保持输输出电压压为恒值值Uo。设VV处于通通态的时时

18、间为tton，此此阶段电电感L上积蓄蓄的能量量为。当当V处于于断态时时E和L共同向向电容CC充电并并向负载载R提供能能量。设设V处于于断态的的时间为为tofff，则在在此期间间电感LL释放的的能量为为。当电电路工作作于稳态态时，一一个周期期T中电感感L积蓄的的能量与与释放的的能量相相等，即即：化简得：式中的，输输出电压压高于电电源电压压，故称称该电路路为升压压斩波电电路。1、在电电流型逆逆变器中中，输出出电压波波形为正弦波波，输输出电流流波形为为方方波 。 2、1880导导电型三三相桥式式逆变电电路，晶晶闸管换换相是在在 同同一桥臂臂 上上的上、下下二个元元件之间间进行；而1220o导导电型三

19、三相桥式式逆变电电路，晶晶闸管换换相是在在不同同桥臂上上的元件件之间进进行的。3、 在有环环流逆变变系统中中，环流流指的是是只流经经逆变电电源、逆逆变桥而不不流经负载载的的电流。环环流可在在电路中中加电电抗器来来限制。为为了减小小环流一一般采控控用控制制角大大于 的工工作方式式。 4、通常常变流电电路实现现换流的的方式有有器器件换流流，电网网换流，负负载换流流，强迫迫换流，四种。5、 在有环环流逆变变系统中中，环流流指的是是只流经经逆变电电源、逆逆变桥而不不流经负载载的电电流。环环流可在在电路中中加电电抗器来来限制。为为了减小小环流一一般采控控用控制制角大于 的工作作方式。6、变频频电路常常用

20、的换换流方式式有负载谐谐振换流流、脉冲冲（强迫迫）换流流 两种种。7、逆变变器按直直流侧提提供的电电源的性性质来分分，可分分为型逆逆变器和和型逆变变器。电电压型逆逆变器直直流侧是是电压源源，通常常由可控控整流输输出在最最靠近逆逆变桥侧侧用器进进行滤波波，电压压型三相相桥式逆逆变电路路的换流流是在桥桥路的 原件之之间换流流，每只只晶闸管管导电的的角度是是度；而而电流型型逆变器器直流侧侧是电流流源，由由可控整整流输出出在最靠靠近逆变变桥侧是是由 滤波，电电流型三三相桥式式逆变电电路换流流是在原原件之间间换流，每每次晶闸闸管导电电的角度度是度。8、PWWM脉宽宽调制型型变频电电路的基基本原理理：对逆

21、逆变电路路中开关关器件的的通断进进行有规规律的调调剂，使使输出端端得到脉脉冲来等等效正弦弦波。9、直流流斩波电电路在改改变负载载的直流流电压时时，常用用控制方方式有 、 、 、三三种10、PPWM逆逆变电路路的控制制方式有有 、 、 、 、11、PPWM逆逆变电路路的控制制方法有有计算法法，调制制法，跟跟踪控制制法 三种种。其中中调制法法又可分分为异步调调控法，同同步调控控法 两种。13、114.PPWM逆逆变电路路的控制制方法主主要有哪哪几种？简述异异步调制制与同步步调制各各有哪些些优缺点点？解：PWWM逆变变电路的的常用控控制方法法有两种种，一是是计算法法；二是是调制法法。其中中调制法法又

22、可分分为两种种，一是是异步调调制法；二是同同步调制制法。通通常异步步调制法法是保持持载波频频率不变变，信号号频率根根据需要要而改变变时，载载波比是是变化的的。优点点是：信信号频率率较低时时载波比比较大，一一周期内内脉冲数数较多，输输出较接接近正弦弦波。缺缺点是：正负半半周脉冲冲数不相相等，对对称性差差。因此此，希望望采用较较高的载载波频率率，以克克服在信信号频率率较高时时仍能保保持较大大的载波波比。同同步调制制时，保保持载波波比为常常数，并并在变频频时使载载波和信信号波保保持同步步变化。优优点是：信号波波一周内内输出的的脉冲数数是固定定的，脉脉冲相位位也是固固定的，对对称性好好。缺点点是：当当

23、逆变频频率较低低时，载载波频率率也很低低，造成成调制谐谐波不易易滤除；逆变频频率较高高时，调调制载波波频率也也过高，使使开关器器件的开开关频率率过高而而难以承承受。15、电电压型逆逆变电路路中反馈馈二极管管的作用用是什么么？为什什么电流流型逆变变电路中中没有反反馈二极极管？（77分） 电压压型逆变变器当交交流侧为为阻感性性负载时时，需要要向电源源反馈无无功功率率。直流流侧电容容起缓冲冲无功能能量的作作用。为为了给交交流侧向向直流侧侧反馈的的无功能能量提供供通道，逆逆变桥各各臂开关关器件都都反并联联了反馈馈二极管管。而对电流流型逆变变器来说说，当交交流侧为为阻感负负载时，也也需要提提供无功功能量反反馈，但但直流侧侧电感起起缓冲无无功能量量的作用用，因反反馈无功功能量时时，直流流电流并并不反向向，因此此不必象象电压型型逆变器器那样要要给开关关器件反反并联二二极管。16、17、18、指指出下图图中各保护护元件及及VD、Ld的名名称和作作用。解：星形接接法的硒硒堆过电电压保护护；三角形形接法的的阻容过过电压保保护；桥臂上上的快速速熔断器器过电流流保护；晶闸管管的并联联阻容过过电压保保护；桥臂上上的晶闸闸管串电电感抑制制电流上上升率保保护；直流侧侧的压敏敏电阻过过电压保保护；直流回回路上过过电流快快速开关关保护；VD是电电感性负负载的续续流二极极管；Ld是电电动机回回路的平平波电抗抗器；