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 2016年05课程考试

《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。

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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

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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θ>180°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。

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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。

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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。

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iG

0 io I1 0

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。

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