电力电子变流技术模拟题

中国地质大学（北京）继续教育学院2015年09课程考试第1页（共6页）《电力电子变流技术》模拟题（补）一．简答题1、晶闸管的导通条件是什么?导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定?2、晶闸管的串联的目的是什么？存在什么问题？3、晶闸管变流装置主电路对门极触发电路的要求是什么？4、过电流有几种情况?过流保护常采用什么方法？5、什么是整流？它与逆变有何区别？6、晶闸管的关断条件是什么?如何实现?晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?7、晶闸管的并联的目的是什么？存在什么问题？8、快熔对器件的保护方式有哪两种？分别说明用在什么场合。9、在单相交流调压电路中，当控制角小于负载功率因数角时为什么输出电压不可控？二、利用反馈控制做过流保护的原理图如下，说明工作原理，并指出这种保护的特点及常用于什么设备上？三、已知降压斩波电路图如下说明工作原理，并画出降压斩波电路的波形图。中国地质大学（北京）继续教育学院2015年09课程考试第2页（共6页）四、试分析两套变流装置反并联连接的可逆线路的工作原理，画出四象限工作图。五、已知升压斩波电路图如下说明工作原理，并画出升压斩波电路的波形图。参考答案：一、简答题1、晶闸管的导通条件是什么?导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定?答：晶闸管的导通条件是：晶闸管阳极和阳极间施加正向电压，并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定，负载上电压由输入阳极电压UA决定。2、晶闸管的串联的目的是什么？存在什么问题？当晶闸管的额定电压小于实际要求时，可以用两个以上的同型号器件相串联。由于串联各器件的正向阻断（或反向）特性不同，但却流过相同的漏电流，因而各器件所承受的电压是不相等的。目的：当晶闸管额定电压小于要求时，可以串联。问题：理想串联希望器件分压相等，但因特性差异，使器件电压分配不均匀。3、晶闸管变流装置主电路对门极触发电路的要求是什么？答：触发脉冲应有足够的功率，触发脉冲的电压和电流应大于晶闸管要求的数值，并留有一定的余量。触发脉冲的相位应能在规定范围内移动。触发脉冲于晶闸管主电路电源必须同步，两者频率应相同，而且要有固定的相位关系，使每一周期在同样的相位上触发。4、过电流有几种情况?过流保护常采用什么方法？过电流——过载和短路两种情况常用措施：快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器中国地质大学（北京）继续教育学院2015年09课程考试第3页（共6页）同时采用几种过电流保护措施，提高可靠性和合理性5、什么是整流？它与逆变有何区别？答：整流就是把交流电能转换成直流电能，而将直流转换为交流电能称为逆变，它是对应于整流的逆向过程。6、晶闸管的关断条件是什么?如何实现?晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答：晶闸管的关断条件是：要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态，可采用阳极电压反向使阳极电流IA减小，IA下降到维持电流IH以下时，晶闸管内部建立的正反馈无法进行。进而实现晶闸管的关断，其两端电压大小由电源电压UA决定。7、晶闸管的并联的目的是什么？存在什么问题？目的：多个器件并联来承担较大的电流问题：会分别因静态和动态特性参数的差异而使电流分配不均匀均流措施挑选特性参数尽量一致的器件采用均流电抗器用门极强脉冲触发也有助于动态均流当需要同时串联和并联晶闸管时常采用先串后并的方法联接。8、快熔对器件的保护方式有哪两种？分别说明用在什么场合。全保护和短路保护两种全保护：过载、短路均由快熔进行保护，适用于小功率装置或器件裕度较大的场合短路保护方式：快熔只在短路电流较大的区域起保护作用对重要的且易发生短路的晶闸管设备，或全控型器件（很难用快熔保护），需采用电子电路进行过电流保护常在全控型器件的驱动电路中设置电子电路过电流保护环节，响应最快9、在单相交流调压电路中，当控制角小于负载功率因数角时为什么输出电压不可控？答：当时电源接通，如果先触发T1，则T1的导通角θ180°如果采用窄脉冲触发，当下的电流下降为零，T2的门极脉冲已经消失而无法导通，然后T1重复第一周期的工作，这样导致先触发一只晶闸管导通，而另一只管子不能导通，因此出现失控。中国地质大学（北京）继续教育学院2015年09课程考试第4页（共6页）二、利用反馈控制做过流保护的原理图如下，说明工作原理，并指出这种保护的特点及常用于什么设备上？保护特点：动作速度比上述任何一种过流保护电器都快。常用于容易发生短路的设备如逆变器中。但内部发生短路时还得靠快熔来保护。正常情况下，电流信号小于过电流整定值，电压比较器输出使控制门开，由给定电压控制触发系统工作，晶闸管正常导通。当负载短路或过载时电压比较器输出关闭控制门，偏移电压预先整定在使控制角90º的位置，使整流电压下降，抑制了短路电流，由于电路处于逆变状态，释放电抗器中的能量，直到逆变电压降低到晶闸管阻断。三、已知降压斩波电路图如下，说明工作原理，并画出降压斩波电路的波形图。工作原理t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，负载电流io按指数曲线上升。t=t1时控制V关断，二极管VD续流，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。四、试分析两套变流装置反并联连接的可逆线路的工作原理，画出四象限工作图。中国地质大学（北京）继续教育学院2015年09课程考试第5页（共6页）第一象限-----正转，电动机作电动运行，1组桥工作在整流状态，α1＜π/2，EM＜Udα第二象限-----正转，电动机做发电运行，2组桥工作在逆变状态，β2＜π/2，EM＞Udβ第三象限-----反转，电动机作电动运行，2组桥工作在整流状态，α2＜π/2，EM＜Udα第四象限-----反转，电动机作发电运行，1组桥工作在逆变状态，β1＜π/2，EM＞Udβ直流可逆拖动系统，除了能方便实现正反向运转外，还能实现回馈制动，把电动机轴上的机械能（包括惯性能、位势能）变为电能回送到电网中去。此时电动机的电磁转矩变成制动转矩。（电动机在第一象限正转，电动机从一组桥取得电能。如果需要反转，先应使电动机迅速制动，就必须改变电枢电流的方向但对一组桥电流不能反向，需切换到二组桥工作，并要求二组桥以逆变状态工作，保证EM与Udβ同极性相接，使得电动机的制动电流Id=（EM－Udβ）/R∑限制在允许范围内。反并联可逆系统中，电动机从电动运行转变为发电制动运行，相应的变流器由整流转换为逆变，这一过程不能在同一组桥内实现。五、已知升压斩波电路图如下说明工作原理，并画出升压斩波电路的波形图。中国地质大学（北京）继续教育学院2015年09课程考试第6页（共6页）工作原理假设L和C值很大。V处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定I1，电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定。V处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量。0iGE0ioI1