电力电子简答题

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电力电子简答题答案

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一、什么叫整流?什么叫逆变?什么叫有源逆变?什么叫无源逆变?答:把交流电变为直流电的过程叫整流;把直流电变为交流电的过程叫做逆变;将直流电变为和电网相同频率的交流电并反送到交流电网的过程称为有源逆变;将直流电变为交流电直接供给负载使用的过程叫无源逆变。

二、说出三相桥式全控整流电路的6种工作状态。

答:VT1VT6,VT1VT2,VT3VT2,VT3VT4,VT5VT4,VY5VT6三、与信息电子电路中的MOSFET相比,电力MOSFET具有怎样的结构特点才使得它具有耐受高电压电流的能力?答:1.电力MOSFET大都采用垂直导电结构,使得硅片中通过电流的有效面积增大,显著提高了二极管的通流能力。

2.电力MOSFET在P区和N区之间多了一层低掺杂N区也称漂移区。

低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体,由于掺杂浓度低,低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。

四、试分析IGBT和电力MOSFET在内部结构和开关特性上的相似与不同之处.答:IGBT比电力MOSFET在背面多一个P型层,IGBT开关速度高,开关消耗小,具有耐脉冲电流冲击的能力,通态压降较低,输入阻抗高,为电压驱动,驱动功率小。

五、多相多重斩波电路有何优点?答:多相多重斩波电路因在电源与负载间接入了多个结构相同的基本斩波电路,使得输入电源电流和输出负载电流的脉动次数增加、脉动幅度减小,对输入和输出电流滤波更容易,滤波电感减小。

六、KJ004脉冲输出引脚为哪两个引脚?输出脉冲之间的相位差为多少?答:1脚和15脚,相差180°七、电气工程是一个一级学科,它包含了哪五个二级学科?答:电气工程一级学科包括电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电气传动、电工理论与新技术五个二级学科八、单极性和双极性PWM调制有什么区别?三相桥式PWM型逆变电路中,输出相电压(输出端相对于直流电源中点的电压)和线电压SPWM波形各有几种电平?答:三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性,所得的PWM波形在半个周期中也只在单极性范围内变化,称为单极性PWM控制方式。

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雪崩击穿多发生在杂质浓度较低的二极管,一般需要比较高的电压(>6V),击穿电PN结空间电荷区中存在一个强电场,它能够破坏共价键将束缚电子分离出来造成电子—空穴对,形成较大的反向电流。发生齐纳击穿需要的电场强度约为2*105V/cm,这只有在杂质浓度特别大的PN结中才能达到,因为杂质浓度大,空间电荷区内电荷密度(即杂质离子)也大,因而空间电荷区很窄,电场强度就可能很高。一般整流二极管掺杂浓度没有这么高,它在电击穿中多数是雪崩击穿造成的。
2.一次击穿
晶体管的击穿分为一次击穿和二次击穿,一次击穿又称雪崩击穿。一次击穿是一种可恢复性击穿;二次击穿为不可恢复击穿,或称破坏性击穿。
一、雪崩击穿:
当PN结反向电压增加时,空间电荷区中的电场随着增强。通过空间电荷区的电子和空穴,在电场作用下获得的能量增大,在晶体中运动的电子和空穴,将不断地与晶体原子发生碰撞,当电子和空穴的能量足够大时,通过这样的碰撞,可使共价键中的电子激发形成自由电子—空穴对,这种现象称为碰撞电离。新产生的电子和空穴与原有的电子和空穴一样,在电场作用下,也向相反的方向运动,重新获得能量,又可通过碰撞,再产生电子—空穴对,这就是载流子的倍增效应。当反向电压增大到某一数值后,载流子的倍增情况就像在陡峻的积雪山坡上发生雪崩一样,载流子增加得多而快,使反向电流急剧增大,于是PN结就发生雪崩击穿。
(4)、产生一次击穿的原因是明确的。但产生二次击穿的原因尚未被我们完全掌握。
2、二次击穿和一次击穿的区别:
(1)、从功率开关的二次击穿特性曲线上就能看出,二次击穿后,集电极电压比一次击穿后的集电极电压低得多;
(2)、一次击穿是可逆的,二次击穿是不可逆的。
(3)、一次击穿取决于功率开关所加电压的高低,而二次击穿取决于给功率开关上所加的能量大小和积累时间的长短。

(完整版)电力电子技术简答题

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2、什么叫逆变失败?逆变失败的原因是什么?答:晶闸管变流器在逆变运行时,一旦不能正常换相,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路,或者使变流器输出的平均电压和直流电动势变成顺向串联,形成很大的短路电流,这种情况叫逆变失败,或叫逆变颠覆。

造成逆变失败的原因主要有:(2 分)触发电路工作不可靠。

例如脉冲丢失、脉冲延迟等。

晶闸管本身性能不好。

在应该阻断期间管子失去阻断能力,或在应该导通时不能导通。

交流电源故障。

例如突然断电、缺相或电压过低等。

换相的裕量角过小。

主要是对换相重叠角估计不足,使换相的裕量时间小于晶闸管的关断时间。

逆变失败后果会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流,损坏开关器件(4 分)防止逆变失败采用最小逆变角B min防止逆变失败、晶闸管实现导通的条件是什么?关断的条件及如何实现关断?答:在晶闸管阳极——阴极之间加正向电压,门极也加正向电压,产生足够的门极电流lg,则晶闸管导通,其导通过程叫触发。

关断条件:使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。

(3 分)实现关断的方式:1>减小阳极电压。

2>增大负载阻抗。

3>加反向电压。

3、为什么半控桥的负载侧并有续流管的电路不能实现有源逆变?( 5 分)答:由逆变可知,晶闸管半控桥式电路及具有续流二极管电路,它们不能输出负电压Ud 固不能实现有源逆变。

(5 分)2、电压型逆变电路的主要特点是什么?(8 分)(1)直流侧为电压源或并联大电容,直流侧电压基本无脉动;(2 分)(2)输出电压为矩形波,输出电流因负载阻抗不同而不同;(3 分)(3)阻感负载时需提供无功。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道,逆变桥各臂并联反馈二极管。

(3 分)3、逆变电路必须具备什么条件才能进行逆变工作?答:逆变电路必须同时具备下述两个条件才能产生有源逆变:(1)变流电路直流侧应具有能提供逆变能量的直流电源电势Ed,其极性应与晶闸管的导电电流方向一致。

(3 分)(2)变流电路输出的直流平均电压Ud 的极性必须为负(相对于整流时定义的极性) ,以保证与直流电源电势Ed 构成同极性相连,且满足Ud<Ed 。

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第二章要点1.晶闸管导通的条件是什么?如何使已导通的晶闸管关闭?(2015)+1答:导通条件是晶闸管承受正向电压,并在门极施加触发电流。

要使晶闸管由导通变为关断,可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以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。

2.维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?(2016)答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。

要使晶闸管由导通变为关断,可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以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。

3.通态平均电流(额定电流)。

1+1答:国标规定通态平均电流为晶闸管在环境温度为40℃和规定的冷却状态下,稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。

4.请说明什么是晶闸管的维持电流与擎住电流。

(2017)答:维持电流:指使晶闸管维持导通所必需的最小电流;(2.5分)擎住电流:指晶闸管刚才断态转入通态并移除触发信号后,能维持导通所需的最小电流。

(2.5分)5.GTR的二次击穿。

1+1+1答:当GTR发生一次击穿时如不有效地限制电流,Ic增大到某个临界点时会突然急剧上升,同时伴随电压的陡然下降,这种现象称为二次击穿。

二次击穿常常立即导致器件的永久损坏,或者工作特性明显衰减,因而对GTR危害极大。

6.简述电力MOSFET关断过程非常迅速的原因。

答:由于MOSFET只靠多子导电,不存在少子存储效应,因而其关断过程是非常迅速的。

第三章要点1.简述三相可控整流电路输入电感,包括变压器副边绕组漏感对晶闸管换流的影响。

答:①出现换相重叠角,整流输出电压平均值Ud降低。

②整流电路的工作状态增多。

③晶闸管的di/dt减小,有利于晶闸管的安全导通。

④换相时晶闸管电压出现缺口,产生正的du/dt,可能是晶闸管误导通,为此必须加吸收电路。

电力电子技术简答题汇总

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电力电子简答题汇总问题1:电力电子器件是如何定义和分类的?答:电力电子器件是指可直接用于处理电能的主电路中,实现电能变换或控制的电子器件。

电力电子器件的分类:按照器件能够被控制的程度分类:半控型、全控型、不控型按照驱动电路信号的性质分类:电流驱动型、电压驱动型按照内部导电机理:单极型、双极型、复合型根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间有效信号的波形,可分为脉冲触发型和电平控制型。

问题2:同处理信息的电子器件相比,电力电子器件的特点是什么?解答:①能处理电功率的大小,即承受电压和电流的能力,是最重要的参数。

其处理电功率的能力大多都远大于处理信息的电子器件。

②电力电子器件一般都工作在开关状态。

③由信息电子电路来控制,需要驱动电路。

问题3:使晶闸管导通的条件是什么?解答:两个条件缺一不可:(1)晶闸管阳极与阴极之间施加正向阳极电压。

(2)晶闸管门极和阴极之间必须加上适当的正向脉冲电压和电流。

问题4:维持晶闸管导通的条件是什么怎样才能使晶闸管由导通变为关断?解答:维持晶闸管导通的条件是流过晶闸管的电流大于维持电流。

欲使之关断,只需将流过晶间管的电流减小到其维持电流以下,可采用阳极电压反向、减小阳极电压或增大回路阻抗等方式。

问题5:GTO和普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能?解答:GTO能够通过门极关断的原因是其与普通晶闸管有如下区别:设计α2较大,使晶体管V2控制灵敏,易于关断GTO。

导通时α1+α2更接近1,导通时接近临界饱和,有利门极控制关断,但导通时管压降增大。

多元集成结构,使得P2基区横向电阻很小,能从门极抽出较大电流。

问题6:试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。

解答:GTR的容量中等,工作频率一般在10kHz以下,所需驱动功率较大,耐压高,电流大,开关特性好,。

GTO:容量大,但驱动复杂,速度低,电流关断增益很小,功耗达,效率较低。

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电力电子简答题电力电子技术试题电力电子技术问答分析题1、晶闸管两端并联R、C吸收回路的主要作用有哪些?其中电阻R的作用是什么?答:(1)R、C回路的作用是:吸收晶闸管瞬间过电压,限制电流上升率,动态均压作用。

(2)R的作用为:使L、C形成阻尼振荡,不会产生振荡过电压,减小晶闸管的开通电流上升率,降低开通损耗。

2、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件?答:(1)要有直流电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,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a>π/2,使Ud为负值。

7、为使晶闸管变流装置正常工作,触发电路必须满足什么要求?3、晶闸管触发的触发脉冲要满足哪几项基本要求?答:A:触发信号应有足够的功率。

?B:触发脉冲应有一定的宽度,脉冲前沿尽可能陡,使元件在触发导通后,阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。

?C:触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步,脉冲移相范围必须满足电路要求。

5、什么是逆变失败?逆变失败后有什么后果?形成的原因是什么答:指相控有源逆变电路逆变运行时,换流失败,外接电源通过晶闸管电路短路,或使电路的输出电压和直流电动势顺向连接,由于逆变电路内阻很小,形成很大的短路电流损坏器件。

(1)触发电路不可靠(2)晶闸管故障(3)电源缺相(4)β过小6、指出下图中①~⑦各保护元件及VD、Ld的名称和作用。

答:①星形接法的硒堆过电压保护;?②三角形接法的阻容过电压保护;?③桥臂上的快速熔断器过电流保护;?④晶闸管的并联阻容过电压保护;?⑤桥臂上的晶闸管串电感抑制电流上升率保护;?⑥直流侧的压敏电阻过电压保护;?⑦直流回路上过电流快速开关保护;?VD是电感性负载的续流二极管;?Ld 是电动机回路的平波电抗器;四、问答分析题1、PWM逆变电路的控制方法主要有哪几种?简述异步调制与同步调制各有哪些优点?答:(1)PWM逆变电路的常用控制方法有两种,一是计算法;二是调制法。

电力电子技术_简答题及答案

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1?晶闸管导通和关断条件是什么?当晶闸管上加有正向电压的同时,在门极施加适当的触发电压,晶闸管就正向导通;当晶闸管的阳极电流小于维持电流时,就关断,只要让晶闸管两端的阳极电压减小到零或让其反向,就可以让晶闸管关断。

2、有源逆变实现的条件是什么?①直流侧要有电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,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Uβ为负值;③主回路中不能有二极管存在。

3、什么是逆变失败,造成逆变失败的原因有哪些?如何防止逆变失败?答:1逆变运行时,一旦发生换流失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路,或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联,由于逆变电路内阻很小,形成很大的短路电流,称为逆变失败或逆变颠覆。

2逆变失败的原因3防止逆变失败的方法有:采用精确可靠的触发电路,使用性能良好的晶闸管,保证交流电源的质量,留出充足的换向裕量角β等。

4、电压型逆变器与电流型逆变器各有什么样的特点?答:按照逆变电路直流测电源性质分类,直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路,直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是:①直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源。

直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗。

②由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,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,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

电流型逆变电路的主要特点是:①直流侧串联有大电感,相当于电流源。

直流侧电流基本无脉动,直流回路呈现高阻抗。

②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径,因此交流侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。

电力电子简答题答案

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1.实现有源逆变的条件。

一.要有直流电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一直,其值应大于变流电路直流侧的平均电压。

二.要求晶闸管的控制角α>π/2,使Ud为负值。

2.交流调压电路和交流调功电路区别二者各运用于什么样的负载为什么交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同,二者的区别在于控制方式不同。

交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。

而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个波段,再断开几个周波,通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。

交流调压电路广泛应用于灯光控制及异步电动机的软起动,也用于异步电动机调速。

在供用电系统中还常用于对无功功率的连续调节。

此外,在高电压小电流或低电压大电流直流电源中,也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。

如采用晶闸管相控整流电路,高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联;同样,低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联。

这都是十分不合理的,采用交流调压电路在变压器一次侧调压,其电压电流值都不太大也不太小,在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。

这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。

交流调功电路常用于电路温度这样时间常数很大的控制对象。

由于控制对象的时间常数大,没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制。

3.交交变频电路的最高输出频率是多少制约输出频率提高的因素是什么构成交交变频电路的两组交流电路的脉波数越多,最高输出频率就越高。

当交交变频电路中采用常用的6脉波三相桥式整流电路时,最高输出频率不应高于电网频率的1/3-1/2,当电网频率为50Hz时交交变频电路输出的上限频率为20Hz左右。

当输出频率增高时输出电压一周期所包含的电网电压段数减少波形畸变严重,电压波形畸变和由此引发的电流波形畸变以及电动机的转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素。

4.交交变频电路的主要特点和不足是什么其主要用途是什么特点:只用一次变流,效率较高,可方便实现四象限工作,低频输出是的特性接近正弦波。

电力电子简答题

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1 有源逆变产生的条件是什么?答: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。

(3分)②要求晶闸管的控制角α〉π/2,使Ud为负值。

2 变压器漏感对整流电路有何影响?答:①出现换相重叠角,整流输出电压平均值dU降低;(2分)②整流电路的工作状态增多;(2分)③晶闸管的di/dt减少,有利于晶闸管的安全开通;(1分)④换相时晶闸管电压出现缺口,产生正的du/dt,可能是晶闸管误导通,为此必须加吸收电路(1分)⑤换相使电网电压出现缺口,成为干扰源。

3 导致逆变失败的原因是什么?答:1)触发电路工作不可靠(1分),2)晶闸管发生故障(2分),3)电源发生缺相或消失(1分),4)换相的裕量角不足(2分)。

4 常用的有哪几种换相(换流)方式?答:电网换流(1.5分)、器件换流(1.5分)、负载换流(1.5分)、强迫换流5 有源逆变产生的条件是什么?答: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。

(3分)②要求晶闸管的控制角α>π/2,使Ud为负值。

6 有源与无源逆变的区别?答:有源是交流侧和电网连接,无源是交流侧直接接到负载。

7 PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术(等幅不等宽)就是调节占空比.面积等效原理可以称之为PWM控制技术的重要理论基础8 开关过程中电压电流均不为零,出现重叠,会有显著的开关损耗,且电压电流变化速度快,波形出现明显的过冲,从而产生开关噪声成为硬开关。

电压电流降为零,消除重叠减少损耗,减少噪声。

称之为软开关软开关分为准谐振电路,零开关PWM电路,零转换PWM电路16. 普通晶闸管作为电力开关器件,如何控制其导通和关断?为什么说它是半控型器件?答:导通:施加正向阳极电压,给门极触发(2分);关断:施加反向阳极电压,使阳极电流为零(2分)。

只能控制它导通,不能控制它关断(2分)。

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3.简述 PWM 控制的基本原理 冲量相等而形状不同的窄脉 冲加在具有惯性的环节上, 其效果基本相同。冲量即指 窄脉冲的面积。上述原理称 之为面积等效原理。
4.逆变失败的原因 a.触发电路工作不可靠,不 能适时、准确地给各晶闸管 分配脉冲。 b..晶闸管发全故障。 c.在逆变工作时,交流电源 发生缺相或突然消失。 d.换相的裕量角不足,引起 换相失败。
17.为了保证晶闸管的反压 时间 Tβ大于 Tq 可能导致的 逆变失败应采取什么措施? a.采用自励的方式使工作的 频率能适应负载的变化而自 动的调整(存在启动问题) b.采用他励的方式,(解决启 动问题)一种是先用他励方 式,系统开始工作后转入自 励,另一种是附加预充电启 动电路,即预先给电容器充 电,启动时将电容能量释放
11.同步调制与异步调制 载波信息与调制信号不保持 同步的调制方式称为异步调 制。有采用异步调制时,采 用较高的载波频率,可以使 信号波频率较高时仍能保持 较大的载波比。载波比 N 等 于常数,并在变频时使载波 和信号波保持同步的方式称 为同步调制。采用同步调制 时,在逆变电路输出频率低 时,如果负载为电动机,会
9.简述针对晶闸管的换流方 式各自特点 电网换流:由电网提供换流 电压称为电网换流,不需器 件具有门极可关断能力,也 不需要为换流附加元件。负 载换流:由负载提供换流电 压称为负载换流。 强迫换流:设置附加的换流 电路,给欲关断的晶闸管强 迫施加反向电压或反向电流 的换流方式称为强迫换流。 强迫换流属于自换流,电网 换流和负载换流属于外部换 流。
24.驱动电路为什么采取隔离 措施?常用的驱动电路隔离 方法有哪些? 答:目的是降低主电路对控 制电路的影响;光隔离或磁 隔离
25.什么是交流调压电路 答;在每半个周波内通过对 晶闸管开通相位的控制,调 节输出电压有效值的电路。

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(完整版)电力电子技术简答题及答案-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One11•晶闸管导通和关断条件是什么?当晶闸管上加有正向电压的同时,在门极施加适当的触发电压,晶闸管就正向导通;当晶闸管的阳极电流小于维持电流时,就关断,只要让晶闸管两端的阳极电压减小到零或让其反向,就可以让晶闸管关断。

2、有源逆变实现的条件是什么?①直流侧要有电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,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Uβ为负值;③主回路中不能有二极管存在。

3、什么是逆变失败,造成逆变失败的原因有哪些如何防止逆变失败答:1逆变运行时,一旦发生换流失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路,或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联,由于逆变电路内阻很小,形成很大的短路电流,称为逆变失败或逆变颠覆。

2逆变失败的原因3防止逆变失败的方法有:采用精确可靠的触发电路,使用性能良好的晶闸管,保证交流电源的质量,留出充足的换向裕量角β等。

4、电压型逆变器与电流型逆变器各有什么样的特点?答:按照逆变电路直流测电源性质分类,直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路,直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是:①直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源。

直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗。

②由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,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,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

电流型逆变电路的主要特点是:①直流侧串联有大电感,相当于电流源。

直流侧电流基本无脉动,直流回路呈现高阻抗。

②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径,因此交流侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无关。

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2、什么叫逆变失败?逆变失败的原因是什么?答:晶闸管变流器在逆变运行时,一旦不能正常换相,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路,或者使变流器输出的平均电压和直流电动势变成顺向串联,形成很大的短路电流,这种情况叫逆变失败,或叫逆变颠覆。

造成逆变失败的原因主要有:(2分)触发电路工作不可靠。

例如脉冲丢失、脉冲延迟等。

晶闸管本身性能不好。

在应该阻断期间管子失去阻断能力,或在应该导通时不能导通。

交流电源故障。

例如突然断电、缺相或电压过低等。

估计不足,使换相的裕量时间小于晶闸管的关断时间。

换相的裕量角过小。

主要是对换相重叠角逆变失败后果会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流,损坏开关器件(4分)防止逆变失败采用最小逆变角βmin防止逆变失败、晶闸管实现导通的条件是什么?关断的条件及如何实现关断?答:在晶闸管阳极——阴极之间加正向电压,门极也加正向电压,产生足够的门极电流Ig,则晶闸管导通,其导通过程叫触发。

关断条件:使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。

(3分)实现关断的方式:1>减小阳极电压。

2>增大负载阻抗。

3>加反向电压。

3、为什么半控桥的负载侧并有续流管的电路不能实现有源逆变?(5分)答:由逆变可知,晶闸管半控桥式电路及具有续流二极管电路,它们不能输出负电压Ud固不能实现有源逆变。

(5分)2、电压型逆变电路的主要特点是什么?(8分)(1) 直流侧为电压源或并联大电容,直流侧电压基本无脉动;(2分)(2) 输出电压为矩形波,输出电流因负载阻抗不同而不同;(3分)(3) 阻感负载时需提供无功。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道,逆变桥各臂并联反馈二极管。

(3分)3、逆变电路必须具备什么条件才能进行逆变工作?答:逆变电路必须同时具备下述两个条件才能产生有源逆变:(1)变流电路直流侧应具有能提供逆变能量的直流电源电势Ed,其极性应与晶闸管的导电电流方向一致。

(3分)(2)变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须为负(相对于整流时定义的极性),以保证与直流电源电势Ed构成同极性相连,且满足Ud<Ed。

电力电子简答题

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什么是电力电子技术?答:用于电力领域的电子技术,即应用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。

电力变换通常包括那几类?答:电力变换通常分为四大类,即交流变直流(整流)、直流变交流(逆变)、直流变直流(直流斩波)和交流变交流。

其中交流变交流可以是电压或电力的变换,叫交流电力控制,也可以是和相数的变换。

什么是电力电子器件?答:电力电子器件是指直接应用于承担电能的变换或控制任务的主电路中,实现电能的变换或控制的电子器件。

目前,电力电子器件一般专指电力半导体器件。

电力电子器件如何分类?答:按照电力电子器件被控制信号所控制的程度,可分为以下三类:不可控器件、半控型器件和全控型器件(又叫自关断器件)。

根据器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况,电力电子器件又可分为:单极型器件、双极型器件和混合型器件。

按照控制信号的不同,还可将电力电子器件分为电流驱动型和电压驱动型,后者又叫场控器件或场效应器件。

什么是晶闸管?它主要有哪些应用?答:晶闸管是硅晶体闸流管的简称,它包括普通晶闸管和双向、可关断、逆导、快速等晶闸管。

普通型晶闸管(Thyristor)曾称为可控硅整流器,常用SCR(Silicon Controlled Rectifier)表示。

在实际应用中,如果没有特殊说明,皆指普通晶闸管而言。

晶闸管主要用来组成整流、逆变、斩波、交流调压、变频等变流装置和交流开关以及家用电器实用电路等。

晶闸管是如何导通的?答:在晶闸管阳极——阴极之间加正向电压,门极也加正向电压,产生足够的门极电流Ig,则晶闸管导通,其导通过程叫触发。

晶闸管参数主要有哪些?答:晶闸管参数都和结温有关,主要的参数有:(1)电压定额。

1)断态重复峰值电压UDRM。

指允许重复加在晶闸管阳极—阴极间的正向峰值电压,规定它的数值为断态不重复峰值电压,规定它的数值为断态不重复峰值电压UDRM 的90%。

2)反向重复峰值电压URRM。

指允许重复加在晶闸管阳极—阴极间的反向峰值电压,规定其值为反向不重复峰值电压URSM 的90%。

电力电子技术简答题+答案

电力电子技术简答题+答案

四、简答题1.晶闸管并联使用时需解决什么问题?如何解决?当晶闸管并联时就会分别因静态和动态特性参数的差异而存在电路分配不均匀的问题,均流不佳,有的器件电流不足,有的过载,有碍提高整个装置的输出,甚至造成器件和装置的损坏。

当需要同时串联和并联晶闸管时,通常采用先串后并的方法连接。

2.变压器漏感对整流电路有一些什么影响?(1)出现换相重叠角γ,整流输出电压平均值U d降低。

(2)整流电路的工作状态增多(3)晶闸管的di/dt减小,有利于晶闸管的安全开通。

有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。

(4)换相时晶闸管电压出现缺口,产生正的du/dt,可能使晶闸管误导通,为此必须加吸收电路。

(5)换相使电网电压出现缺口,成为干扰源3.交流调压电路和交流调功电路有什么区别?二者各运用于什么样的负载?交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同,二者的区别在于控制方式不同。

交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。

而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周波,再断开几个周波,通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。

交流调压电路广泛用于灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控制)及异步电动机的软起动,也用于异步电动机调速。

交流调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的控制对象。

由于控制对象的时间常数大,没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制。

4.无源逆变和有源逆变电路有何不同?两种电路的不同主要是:有源逆变电路的交流侧接电网,即交流侧接有电源。

而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。

5.说明PWM控制的基本原理。

PWM 控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。

即通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。

在采样控制理论中有一条重要的结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同,冲量即窄脉冲的面积。

效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。

电力电子简答题考试重点

电力电子简答题考试重点

1.电力电子器件的分类a.按照电力电子器件能被控制电路信号所控制的程度可分为三类:1不可控器件:不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件,因此不需要驱动电路,这就是电力二极管;只有两个端子,器件的导通和关断是由其在主电路中承受的电压和电流决定的;2半控型器件:通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件;晶闸管及其大部分派生器件,器件的关断是由其在主电路中所承受的电压和电流决定的;3全控型器件自关断器件:通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断的电力电子器件;常用的是电力场效应晶体管MOSFET、绝缘栅双极晶体管IGBT;GTO门极可关断晶闸管、GTR 电力晶体管b.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端间信号的性质分两类:1电流驱动型:通过从控制端注入或抽出电流来实现导通或者关断的控制;晶闸管、GTO、GTR2电压驱动型:通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或关断的控制;IGBT、MOSFETc.按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况可分三类:1单极型器件:由一种载流子参与导电的器件;电力MOSFET、功率SIT、肖特基二极管2双极型器件:由电子和空穴两种载流子参与导电的器件;电力二极管、晶闸管、GTO、GTR 3复合型器件:由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件;MCTMOS控制晶闸管、IGBT、SITHd.根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的有效信号波形分类:1脉冲触发型晶闸管及其派生器件2电平控制型全控型器件IGBT、GTO、MOSFET、GTR2、使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流脉冲;或:uAK>0且uGK>0; 维持晶闸管导通的条件是:使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流; 使晶闸管由导通变为关断:可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以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断;3.产生逆变的条件:a.要有直流电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流器直流侧的平均电压;b.要求晶闸管的控制角a>p/2,使Ud为负值;两者必须同时具备才能实现有源逆变;4.逆变失败逆变颠覆:逆变运行时,一旦发生换流失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路,或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联,由于逆变电路内阻很小,形成很大的短路电流;5.逆变失败的原因 :a.触发电路工作不可靠,不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲,如脉冲丢失、脉冲延时等,致使晶闸管不能正常换相;b.晶闸管发生故障,该断时不断,或该通时不通;c.交流电源缺相或突然消失;c.换相的裕量角不足,引起换相失败;6.防止逆变失败,不仅逆变角b不能等于零,而且不能太小,必须限制在某一允许的最小角度内; 防止逆变失败的方法有:采用精确可靠的触发电路,使用性能良好的晶闸管,保证交流电源的质量,留出充足的换向裕量角β等;最小逆变角'm inθγδβ++=,一般取30度到35度;7.换流方式各有那几种各有什么特点答:换流方式有4种:器件换流:利用全控器件的自关断能力进行换流;全控型器件采用此换流方式;电网换流:由电网提供换流电压,只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可;负载换流:由负载提供换流电压,当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时,可实现负载换流;强迫换流:设置附加换流电路,给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流;通常是利用附加电容上的能量实现,也称电容换流;晶闸管电路不能采用器件换流,根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流;8.电压型逆变电路和电流型逆变电路的概念和特点答:按照逆变电路直流测电源性质分类,直流侧是电压源的逆变电路称为电压型逆变电路,直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路;电压型逆变电路的主要持点是:①直流侧为电压源或并联有大电容,相当于电压源;直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗;②由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且与负载阻抗角无关;而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同;③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,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,逆变桥各臂都并联了反馈二极管;电流型逆变电路的主要特点是:①直流侧串联有大电感,相当于电流源;直流侧电流基本无脉动,直流回路呈现高阻抗;②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径,因此交流侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无关;而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同;③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流测电惑起缓冲无功能量的作用;因为反馈无功能量时直流电流并不反向,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;9、逆变电路多重化的目的如何实现串联多重和并联多重逆变电路各用于什么场合答:逆变电路多重化的目的:一是使总体上装置的功率等级提高,二是可以改善输出电压的波形;因为无论是电压型逆变电路输出的矩形电压波,还是电流型逆变电路输出的矩形电流波,都含有较多谐波,对负载有不利影响,采用多重逆变电路,可以把几个矩形波组合起来获得接近正弦波的波形; 逆变电路多重化就是把若干个逆变电路的输出按一定的相位差组合起来,使它们所含的某些主要谐波分量相互抵消,就可以得到较为接近正弦波的波形;组合方式有串联多重和并联多重两种方式;串联多重是把几个逆变电路的输出串联起来,并联多重是把几个逆变电路的输出并联起来; 串联多重逆变电路多用于电压型逆变电路的多重化;并联多重逆变电路多用于电流型逆变电路得多重化;10、多电平逆变电路的目的,主要有哪几种形式答:改进输出电压电流波形,减少谐波;中点钳位型逆变电路、飞跨电容型逆变电路、单元串联多电平逆变电路11.斩波电路有三种控制方式:a、脉冲宽度调制:保持开关周期T不变,调节开关导通时间ton;b、频率调制:保持开关导通时间ton不变,改变开关周期T;c、混合型:ton和T 都可调,改变占空比;12、采用这种结构电路的原因:◆输出端与输入端需要隔离;◆某些应用中需要相互隔离的多路输出;◆输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于1;◆交流环节采用较高的工作频率,可以减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和重量;13.单相交——交变频电路构成:由P组和N组反并联的晶闸管相控整流电路构成,和直流电动机可逆调速用的四象限变流电路完全相同;14.变压器漏感对整流电路的影响:a、出现换相重叠角g,整流输出电压平均值Ud降低;b、整流电路的工作状态增多;c、晶闸管的di/dt减小,有利于晶闸管的安全开通,有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt;d、换相时晶闸管电压出现缺口,产生正的du/dt,可能使晶闸管误导通,为此必须加吸收电路;e、换相使电网电压出现缺口,成为干扰源;15、电力电子器件的驱动电路的基本任务:按照控制目标的要求施加开通或关断的信号;对半控型器件只需提供开通控制信号;对全控型器件既要提供开通控制信号,又要提供关断控制信号;16、晶闸管触发电路满足的要求:a、触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通,比如对感性和反电动势负载的变流器应采用宽脉冲或脉冲列触发;b、触发脉冲应有足够的幅度,对户外寒冷场合,脉冲电流的幅度应增大为器件最大触发电流的3~5倍,脉冲前沿的陡度也需增加,一般需达1~2A/μ、触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额,且在门极伏安特性的可靠触发区域之内;d、应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离;17、电力电子器件的过电压保护、过电流保护主要方法过压保护:RC3和RCD为抑制内因过电压;抑制外因采用RC过电压抑制电路;对大容量的电力电子装置采用反向阻断式RC电路;雪崩二级管、压敏电阻、硒堆和转折二级管等非线性元器件来限制或吸收过电压也是较常用的措施;过流保护:快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器是较为常用的措施;18、缓冲电路的作用:抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流和di/dt,减小器件的开关损耗;19、三相电压型桥式逆变电路:◆基本工作方式是180°导电方式;◆同一相即同一半桥上下两臂交替导电,各相开始导电的角度差120 °,任一瞬间有三个桥臂同时导通;◆每次换流都是在同一相上下两臂之间进行,也称为纵向换流;三相电流型桥式逆变电路:◆基本工作方式是120°导电方式—-每个臂一周期内导电120 °;◆每个时刻上下桥臂组各有一个臂导通;◆换流方式为纵向换流;20.交流调压电路的常见应用:a、灯光控制如调光台灯和舞台灯光控制;b、异步电动机软起动;c、异步电动机调速;d、供用电系统对无功功率的连续调节;e、在高压小电流或低压大电流直流电源中,用于调节变压器一次电压;21.硬开关电路与软开关电路的各自特点软开关电路的分类答:开关损耗大;感性关断电尖峰大;容性开通电流尖峰大;电磁干扰严重;根据电路中主要的开关元件开通及关断时的电压电流状态,将软开关电路分为零电压电路、零电流电路;根据软开关技术发展的历程,将软开关电路分为准谐振电路,零开关PWM电路和零转换PWM电路;准谐振电路:准谐振电路中电压或电流的波形为正弦波,电路结构比较简单,但谐振电压或谐振电流很大,对器件要求高,只能采用脉冲频率调制控制方式;零开关PWM电路:这类电路中引入辅助开关来控制谐振的开始时刻,使谐振仅发生于开关过程前后,此电路的电压和电流基本上是方波,开关承受的电压明显降低,电路可以采用开关频率固定的PWM控制方式;零转换PWM电路:这类软开关电路还是采用辅助开关控制谐振的开始时刻,不同的是谐振电路是与主开关并联的,输入电压和负载电流对电路的谐振过程的影响很小,电路在很宽的输入电压范围内并从零负载到满负载都能工作在软开关状态,无功率的交换被消减到最小;。

电力电子简答题

电力电子简答题

【】晶闸管的导通条件?当晶闸管承受正向电压且在门极有触发电流时晶闸管能导通;【】使变流器工作在有源逆变状态的条件是什么?①直流侧要有电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,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。

【】衡量PWM控制方法优劣的三个基本标志?(1)输出波形中谐波的含量(2)直流电压利用率(3)器件开关次数【】为什么PWM逆变电路比方波(六拍阶梯波)逆变器输出波形更接近正弦波?因为PWM逆变器不存在不存在对电网的谐波污染;而方波它的正向最大值和负向最大值几乎同时产生,对负载和逆变器本身造成非常大的不稳定影响,所以它的波形质量差。

【】与信息电子电路中MOSFET相比,电力MOSFET具有怎样的结构特点才使它具有耐高压和大电流的能力?电力MOSFET的缺点是什么?结构特点:(1)垂直导电结构:发射极和集电极位于基区两侧,基区面积大,很薄,电流容量很大(2)N-飘逸区:集电区加入掺杂N-漂移区,提高耐压(3)集电极安装于硅片底部,设计方便,封装密度高,耐压特性好。

缺点:电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置【】三相桥式全控整流电路,其整流输出电压中包含有哪些次数的谐波?其中幅值最大的是那一次?变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪几次?三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有6k(k=1,2。

)次的谐波,其中增幅最大的是6次谐波。

变压器二次侧电流中含有6k±1(k=1,2。

)次的谐波,其中主要是5,7次谐波。

【】多相多重斩波电路有何优点?多相多重斩波电路因在电源与负载间接入了多个结构相同的基本斩波电路,使得输入电源电流和输出负载电流的脉动次数增加,脉动幅度减小,对输入和输出电流滤波更容易,滤波电感减小。

多相多重斩波电路还具有备用功能,各斩波单元之间互为备用,总体可靠性提高。

【】交交变频电路的最高输出频率是多少?制约输出频率提高的因素是什么?交-交变频电路的最高输出频率为你所用频率的1/3到1/2之间。

【电力电子技术期末考试】简答题

【电力电子技术期末考试】简答题

简答题:1、晶闸管的触发电路有哪些要求?1触发电路发U的触发信号应具有足够大的功率2不该触发时,触发电路因漏电流产生的漏电压应小于控制极不触发电压UGT 3触发脉冲信号应有足够的宽度,4触发脉冲前沿要陡5触发脉冲应与主回路同步,且有足够的移相范围。

导通:正向电压、触发电流半控:晶闸管全控:门极可关断晶、电力晶体管、电力场效应管,IGBT电流控门极可关断晶、电力晶体管、电压控电力场效应管,IGBT半控型器件有SCR(晶闸管),全控型器件有GTO、GTR、MOSFET、IGBT电流驱动器件有SCR、GTO、GTR 电压型驱动器件:MOSFET、IGBT☆半控器件:大电压大电流,即大功率场合☆全控器件:中小功率2、具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,问该变压器还有直流磁化问题吗?具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路中,因为变压器二次测绕组中,正负半周内上下绕组内电流的方向相反,波形对称,其一个周期内的平均电流为零,故不会有直流磁化的问题(变压器变流时双向流动的就没有磁化存在磁化的:单相半波整流、三相半波整流)3、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?在电压型逆变电路中,当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,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,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

当输出交流电压和电流的极性相同时,电流经电路中的可控开关器件流通,而当输出电压电流极性相反时,由反馈二极管提供电流通道。

在电流型逆变电路中,直流电流极性是一定的,无功能量由直流侧电感来缓冲。

当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时,电流并不反向,依然经电路中的可控开关器件流通,因此不需要并联反馈二极管。

电压型有电容器(电源侧),电流型一般串联大电感4、绘制直流升压斩波电路原理图。

1t t T U E E E t t β+===on off o off offRU I o o =直流降压斩波电路:Mb)t t U E E E t t Tα===+on on o on off RE U I m o o -=升降压:c)1n t t U E E E t T t αα===--on on o off o off on t t I I =215、电压型逆变电路的特点。

(完整版)电力电子技术简答题重点

(完整版)电力电子技术简答题重点

(完整版)电力电子技术简答题重点1. 晶闸管导通的条件是什么?关断的条件是什么?答: 晶闸管导通的条件: 应在晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压。

应在晶闸管的门极与阴极之间也加上正向电压和电流。

晶闸管关断的条件: 要关断晶闸管, 必须使其阳极电流减小到维持电流以下,或在阳极和阴极加反向电压。

晶闸管维持的条件要维持晶闸管, 必须使其晶闸管电流大于到维持电流。

2. 变压器漏感对整流电路的影响(1)出现换相重叠角r,整流输出电压平均值Ud降低。

( 2)整流电路的工作状态增多( 3)晶闸管的di/dt 减小,有利于晶闸管的开通。

( 4)换相时晶闸管电压出现缺口,产生正的du/dt, 可能使晶闸管误导通,为此必须加吸收电路.( 5)换相使电网电压出现缺口,成为干扰源。

3. 什么是谐波,什么是无功功率,们的危害. 为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率成为无功功率,电力电子装置消耗无功功率,对公用电网的不利影响:( 1 )无功功率会导致电流增大和视在功率增加,导致设备容量增加;( 2)无功功率增加,会使总电流增加,从而使设备和线路的损耗增加( 3)无功功率使线路压降增加,冲击性无功负载还会使电压剧烈波动。

谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量,电力电子装置产生谐波,对公用电网的危害:( 1)谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率,大量的三次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾;( 2)谐波影响各种电气设备的正常工作,使电机发生机械振动、噪声和过热,使变压器局部严重过热,使电容器、电缆等设备过热、使绝缘老化、寿命缩短以至损坏;(3)谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大会使危害大大增大,甚至引起严重事故;(4)谐波会导致继电保护和自动装置的误动作,并使电气测量仪表计量不准确;( 5)谐波会对领近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声,降低通信质量,重者导致信息丢失,使通信系统无法正常工作。

电力电子技术简答题全部汇总

电力电子技术简答题全部汇总

1.单相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有哪些次数的谐波?其中幅值最⼤的是哪⼀次?变压器⼆次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪⼏次?答:单相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有2k(k=1、2、3…)次谐波,其中幅值最⼤的是2次谐波。

变压器⼆次侧电流中含有2k+1(k=1、2、3……)次即奇次谐波,其中主要的有3次、5次谐波。

2.三相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有哪些次数的谐波?其中幅值最⼤的是哪⼀次?变压器⼆次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪⼏次?答:三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有6k(k=1、2、3……)次的谐波,其中幅值最⼤的是6次谐波。

变压器⼆次侧电流中含有6k±1(k=1、2、3……)次的谐波,其中主要的是5、7次谐波。

3.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相⽐有何主要异同?答:带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相⽐有以下异同点:①三相桥式电路是两组三相半波电路串联,⽽双反星形电路是两组三相半波电路并联,且后者需要⽤平衡电抗器;②当变压器⼆次电压有效值U2相等时,双反星形电路的整流电压平均值Ud是三相桥式电路的1/2,⽽整流电流平均值Id是三相桥式电路的2倍。

③在两种电路中,晶闸管的导通及触发脉冲的分配关系是⼀样的,整流电压ud和整流电流id 的波形形状⼀样。

4.整流电路多重化的主要⽬的是什么?答:整流电路多重化的⽬的主要包括两个⽅⾯,⼀是可以使装置总体的功率容量⼤,⼆是能够减少整流装置所产⽣的谐波和⽆功功率对电⽹的⼲扰。

5.12脉波、24脉波整流电路的整流输出电压和交流输⼊电流中各含哪些次数的谐波?答:12脉波电路整流电路的交流输⼊电流中含有11次、13次、23次、25次等即12k±1、(k=1,2,3···)次谐波,整流输出电压中含有12、24等即12k(k=1,2,3···)次谐波。

电力电子技术简答题

电力电子技术简答题

1.常见的电能变换有哪些类型?答:交流变直流,为整流AC-DC;直流变交流,为逆变DC-AC。

这是最常见的变换方式,用于直流输电。

交流变交流,为变频AC-AC,应用于稳压器、变频空调、变频微波炉等;直流变直流DC-DC,为直流斩波,应用于直流变换器等。

2.常用电力电子器件有哪些?答:IGBT MOSFET GTO3.晶闸管导通条件是什么?答:晶闸管承受正向阳极电压时,仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。

晶闸管在导通情况下,当主回路电压(或电流)减小到接近于零时,晶闸管关断。

晶闸管承受反向阳极电压时,不管门极承受何种电压,晶闸管都处于关断状态。

(晶闸管承受的正向电压且门极有触发电流。

)4.三相桥式全控整流电路特点?答:1)每个时刻均需要两个晶闸管同时导通,形成向负载供电的回路,其中一个晶闸管是共阴极组的,一个共阳极组的,且不能为同一相得晶闸管。

2)对触发脉冲的要求:六个晶闸管的脉冲按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序,相位一次差60 º;共阴极组VT1,VT3,VT5的脉冲依次差120 º,共阴极组VT4,VT6,VT2也依次差120 º;同一相得上下两个桥臂,即VT1与VT4,VT3与VT6,VT5与VT2,脉冲相差180º3)整流输出电压Ud一周期脉动六次,每次脉动的波形都一样,故该电路为六脉波整流电路。

4)在整流电路合闸启动过程种或电流断续时,为确保电路的正常工作,需保证导通的两个晶闸管均有脉冲。

为此可采用两种方法:一种是使脉冲宽度大于60º(一般取80~100º),称为宽脉冲触发;另一种方法是,在触发某个晶闸管的同时,给前一个晶闸管补发脉冲,即用两个窄脉冲代替宽脉冲,连个窄脉冲的前沿相差60º,脉宽一般为20~30 º,称为双脉冲触发。

5)α=0 º时晶闸管承受最大正、反向电压的关系是根号6Uα5.有源逆变产生条件是什么?答:1)要有直流电动势,其极性和晶闸管的到导通方向一致,其值应大于变流器直流侧的平均电压。

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答:高频化可以减小滤波器的参数,并使变压器小型化,从而有效的降低装置的体积和重量。使装置小型化,轻量化是高频化的意义所在。提高开关频率,周期变短,可使滤除开关频率中谐波的电感和电容的参数变小,从而减轻了滤波器的体积和重量;对于变压器来说,当输入电压为正弦波时,U=4.44.f.N.B.S,当频率f提高时,可减小N、S参数值,从而减小了变压器的体积和重量。
2.逆变成功条件:1,要有直流电动势,其极性须和晶闸管的道童方向一致,其值大于变流电路的直流侧平均电压。2,要求晶闸管的控制角@>pai/2,使Ud变为负值。 失败:换相的裕量角不足。
13.变频的工作原理:电路由P组和N组反并联的晶闸管变流电路构成,和直流电动机可逆调速用的四象限变流电路完全相同。为了使输出电压u0的波形接近正弦波,可以按正弦规律对@角进行调制,另外半个周期可对变流器N进行同样的控制。变流电路常采用6脉波的三相桥式电路或12脉波变流电路。
3.简述图3-1a所示的降压斩波电路工作原理。
答:降压斩波器的原理是:在一个控制周期中,让V导通一段时间ton,由电源E向L、R、M供电,在此期间,uo=E。然后使V关断一段时间toff,此时电感L通过二极管VD向R和M供电,uo=0。一个周期内的平均电压Uo=ton*E/(ton+toff) 。输出电压小于电源电压,起到降压的作用。
答:三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性,所得的PWM波形在半个周期中也只在单极性范围内变化,称为单极性PWM控制方式。
三角波载波始终是有正有负为双极性的,所得的PWM波形在半个周期中有正、有负,则称之为双极性PWM控制方式。
三相桥式PWM型逆变电路中,输出相电压有两种电平:0.5Ud和-0.5 Ud。输出线电压有三种电平Ud、0、- Ud。
比起自然采样法,规则采样法的计算非常简单,计算量大大减少,而效果接近自然采样法,得到的SPWM波形仍然很接近正弦波,克服了自然采样法难以在实时控制中在线计算,在工程中实际应用不多的缺点。
12.高频化的意义是什么?为什么提高开关频率可以减小滤波器的体积和重量?为什么提高关频率可以减小变压器的体积和重量?
14、软开关:在开关过程前后引入谐振过程,开关开通前电压先降为0,或关断前电流先降为零,就可以消除开关过程中电压、电流的重叠,降低它们的变化率,从而大大减小甚至消除损耗和开关噪声,这样的电路成为软开关电路,具有这样开关过程的开关称为软开关。
硬开关:开关过程中电压、电流不为零,出现了重叠,因此导致了开关损耗。而电压和电流的变化很快,波形出现了明显的过冲,这导致了开关噪声的产生。具有这样的开关过程的开关被成为硬开关。
在电流型逆变电路中,直流电流极性是一定的,无功能量由直流侧电感来缓冲。当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时,电流并不反向,依然经电路中的可控开关器件流通,因此不需要并联反馈二极管。
8. 单极性和双极性PWM调制有什么区别?三相桥式PWM型逆变电路中,输出相电压(输出端相对于直流电源中点的电压)和线电压SPWM波形各有几种电平?
10.试说明PWM控制的基本原理。控制法(计算法、调制法、规则采样法、特定谐波消去法)
答:PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。
在采样控制理论中有一条重要的结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同,冲量即窄脉冲的面积。效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。上述原理称为面积等效原理
电网换流:由电网提供换流电压,只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。
负载换流:由负载提供换流电压,当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时,可实现负载换流。
强迫换流:设置附加换流电路,给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。通常是利用附加电容上的能量实现,也称电容换流。
11.什么是SPWM 波形的规则化采样法?和自然采样法比规则采样法有什么优点?
答:规则采样法是一种在采用微机实现时实用的PWM波形生成方法。规则采样法是在自然采样法的基础上得出的。规则采样法的基本思路是:取三角波载波两个正峰值之间为一个采样周期。使每个PWM脉冲的中点和三角波一周期的中点(即负峰点)重合,在三角波的负峰时刻对正弦信号波采样而得到正弦波的值,用幅值与该正弦波值相等的一条水平直线近似代替正弦信号波,用该直线与三角波载波的交点代替正弦波与载波的交点,即可得出控制功率开关器件通断的时刻。
三种软开关电路:准谐振电路、零开关PWM电路、零转换PWM电路
以正弦PWM控制为例。把正弦半波分成N等份,就可把其看成是N个彼此相连的脉冲列所组成的波形。这些脉冲宽度相等,都等于π/N,但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线,各脉冲幅值按正弦规律变化。如果把上述脉冲列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替,使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合,且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积(冲量)相等,就得到PWM波形。各PWM脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。根据面积等效原理,PWM波形和正弦半波是等效的。对于正弦波的负半周,也可以用同样的方法得到PWM波形。可见,所得到的PWM波形和期望得到的正弦波等效。
4.简述图3-2a所示升压斩波电路的基本工作原理。
答:假设电路中电感L值很大,电容C值也很大。当V处于通态时,电源E向电感L充电,充电电流基本恒定为I1,同时电容C上的电压向负载R供电,因C值很大,基本保持输出电压为恒值Uo。设V处于通态的时间为ton,此阶段电感L上积蓄的能量为 。当V处于断态时E和L共同向电容C充电并向负载R提供能量。设V处于断态的时间为toff,则在此期间电感L释放的能量为(U0-E)I1*toff。当电路工作于稳态时,一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等,即:
1.IGBT(绝缘栅双极晶闸管)的擎住效应?MOSFET:|Ugs|<20v解决办法加稳压二极管。
答:J3结施加一个正向偏压,在额定集电极电流范围内,这个偏压很小,不足以使J3开通,然而一旦J3开通,栅极就会失去对集电极电流控制的作用,导致集电极电流增大,造成器件功耗过高而损坏。(电力二极管ak 晶闸管SCRakg 门极可关断晶闸管GTOakg 电力场效应管MOSFETgds- 电力晶体管GTRbce单 绝缘栅双极IGBTgce双 )
9.特定谐波消去法的基本原理是什么?设半个信号波周期内有10个开关时刻(不含0和pai时刻)可以控制,可以消去的谐波有几种?
答:首先尽量使波形具有对称性,为消去偶次谐波,应使波形正负两个半周期对称,为消去谐波中的余弦项,使波形在正半周期前后1/4周期以pai/2为轴线对称。
考虑到上述对称性,半周期内有5个开关时刻可以控制。利用其中的1个自由度控制基波的大小,剩余的4个自由度可用于消除4种频率的谐波。
晶闸管电路不能采用器件换流,根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。
7.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?
答:在电压型逆变电路中,当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,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,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。当输出交流电压和电流的极性相同时,电流经电路中的可控开关器件流通,而当输出电压电流极性相反时,由反馈二极管提供电流通道。
E*I1*ton=(U0-E)I1*toff
5.无源逆变电路和有源逆变电路有何不同?
答:两种电路的不同主要是:
有源逆变电路的交流侧接电网,即交流侧接有电源。而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。
6.换流方式各有那几种?各有什么特点?
答:换流方式有4种:
器件换流:利用全控器件的自关断能力进行换流。全控型器件采用此换流方式。
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