无标题文档

《电力电子变流技术》复习指导

综合练习

一、填空题

1. 晶闸管元件在工农业生产和民用方面的应用，按其变换功能，大致可分为五个方面：

、逆变与变频、、和无触点功率静态开关。

2. 晶闸管一旦被触发导通后，极完全失去控制作用。

3. 把晶闸管承受正向电压起到触发导通之间的电角度称为。

4. 元件从正向电流降为零到元件恢复正向阻断的时间称为。

5. 正向与的均压称为均压。

6. 逆变器换流主要有两种： 1) ， 2) 。

7. 当与负载电路并联时，这类逆变器称为并联逆变器，它是利用负载电路的

实现换流的。

8. 晶闸管可分五种工作状态，即正向阻断状态、、、

阻断能力恢复过程、。

9. 由直流逆变为交流的装置通常称为。

10. 简称 GTR ，通常指耗散功率（或输出功率）在 W 以上的晶体管。

11. 晶闸管整流供电的直流电动机，其机械特性可分为电流和两部分。

12. 晶闸管是一种大功率半导体元件，常用的有和两种。

13. 在选用晶闸管时，选用元件的额定电压值应比实际工作时的大 2 ~ 3 倍。

14. 光耦合器是一种将电信号转换为，又将转换为电信号的半导体器件。

15. 最小逆变角 β 的大小要考虑的因素有： 1 ），

2 ）， 3 ）。

16. 将直流电源的恒定直流电压、通过电子器件的开关作用，变换成可调直流电压的装置称

为。

17. 当与负载电路串联时，这类逆变器称为串联逆变器，它是利用负载电路的实

现换流的。

18. 三相半波可控整流电路的控制角 α 以对应的点为起算点，所以触发脉冲距对应的相电压的原点为。

19. 把三个晶闸管的阳极联在一起，而三个阴极分别接到三相交流电源，这种接法称为。

20. 是晶闸管装置中的控制环节。

21. 和是晶闸管变流装置的两种工作状态，在一定条件下可以互相转化。

22. 电力半导体器件是一系列固态开关器件，其应用技术的基本功能是对电能的整流、、、开关等控制。

23. 晶闸管阳极与阴极之间的电压与阳极电流的关系，称为元件的。

24. 晶闸管的正向伏安特性与十分接近，是一种比较理想的功率开关元件。

25. 改变控制角的大小即改变触发脉冲在每周期内出现的时刻称为。

26. 半控桥式整流电路会发生正在导通的晶闸管一直导通而两个轮流导通的现象。

27. 三相半波可控整流电路的控制角 α 以对应的点为起算点，所以触发脉冲距对应的相电压的原点为。

28. 晶闸管电路引起过电压的原因，主要是电路中电感元件当电流突变时产生的以及外界侵入的。

29. 单结晶体管自激振荡频率的表达式为。单结晶体管触发电路只能产生脉冲。

30. 固态开关是一种以晶闸管为基础构成的通断组件。

二、名词解释

1. 触发

2. 擎住电流

3. 共阳极接法

4. 有源逆变

5. 波形系数

6. 无源逆变

7. 关断时间

8. 直流斩波器

9. 维持电流

10.失控现象

11.均压

12.均流

13.光耦合器

14.逆变失败

三、简答题

1. 晶闸管组成的变流装置的优、缺点？

2. 为什么有源逆变工作时，变流器直流侧会出现负的直流电压？

3. 试简述晶闸管产生过电压的原因。对于不同的过电压，可采取哪些过电压保护措施？

4. 试述脉冲变压器主要用途，它与一般变压器的主要区别是什么？

5. 晶闸管的电流上升率产生的原因及抑制方法。

6. 晶闸管导通条件是什么？晶闸管关断的条件是什么，如何实现？

7. 试比较三相半控桥式整流电路与三相全控桥式整流电路的特点。

四、分析、计算题

1. 单相桥式半控整流电路，电阻负载，要求在 0 ~ 25 A 之间变化，如图所示，求： 1 ）整流变压器 TR 的变化（不考虑余量）。

2 ）如导线允许电流密度，求连接负载导线的截面积。

3 ）计算晶闸管电流、电压定额。

4 ）忽略变压器激磁功率，变压器应选多大容量？

5 ）计算负载电阻的功率。

6 ）计算电路最大功率因数。

2. 具有续流二极管的单相半波可控整流电路对大电感负载供电，其阻值Ｒ＝ 15 Ω，交流电源电压为 220V ，控制角α＝ 60 0 ，求此时输出电压、电流的平均值。晶闸管和续流二极管的电流平均值和有效值。

3. 试画出单相全波可控整流电路带电阻性负载和带电感性负载时输出电压和电流的波形。

( 假设控制角α＝ 60 0 )

4. 单相半波可控整流电路对电阻负载供电，交流电源电压 220V ，要求输出的直流平均电压为 50V ，最大输出平均电流为 20A 。计算晶闸管的控制角α，电流有效值 I ，负载的功率因素。

5. 试分别画出带电感性负载的全波可控整流电路α＝ 60 º ， 90 º ， 120 º时电流电压波形。（电路由图所示）

6. 试画出单相全波可控整流电路带电阻性负载和带电感性负载时输出电压和电流的波形。

7. 在三相半波整流电路中，如果 a 相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性和电感性负载下的整流电压波形。

参考答案：

一、填空

1. 可控整流交流调压直流斩波调压

2. 门

3. 控制角

4. 关断时间

5. 反向阻断状态静态

6. 负载换流强迫换流

7. 换流电容谐振原理

8. 开通过程导通状态反向阻断状态

9. 逆变器

10. 大功率晶体管 1

11. 连续断续

12.PNPN 四层螺栓式平板式

13.最大电压

14.光信号光信号

15.换相重叠角晶闸管关断时间电角度安全裕量角

16.直流斩波器

17.换流电容谐振原理

18.自然换流 30 ° +α

19.共阳极接法

20.触发电路

21.整流逆变

22.高电压大电流逆变斩波变频

23.伏安特性

24.理想开关特性、无触点

25.移相

26.二极管失控

27.自然换流 30 ° +α

28.感应电动势浪通电压

29.f=1/ReCln （ 1/ （ 1- η））

30.双向无触点

二、名词解释

1. 当晶闸管加上正向阳极电压后，门极加上适当的正向门极电压，使晶闸管导通的过程称

为触发。

2. 要保持元件维持导通所需要的最小阳极电流，称为掣住电流。

3. 把三个晶闸管的阳极联在一起，而三个阴极分别接到三相交流电源，这种接法称为共阳

极接法。

4. 将直流电变成和电网同频率的交流电并返送到交流电网去的过程称为有源逆变。

5. 某电流波形的有效值与平均值之比称为这个电流的波形系数。

6. 将直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电直接供给负载应用的过程称为无源逆变。

7. 元件从正向电流降为零到元件恢复正向阻断的时间称为关断时间。

8. 将直流电源的恒定直流电压、通过电子器件的开关作用，变换成可调直流电压的装置称为直流斩波器。

9. 当门极断开时，维持晶闸管导通所需要的最小阳极电流叫维持电流。

10. 半控桥式整流电路会发生正在导通的晶闸管一直导通而两个二极管轮流导通的失控现象。

11. 元件串联时，要保证每个串联元件所分担的正反向电压基本相等，称为均压。

12. 元件并联时，要保证每一路元件所分担的电流基本相等，称为均流。

13. 光耦合器是一种将电信号转换为光信号，又将光信号转换为电信号的半导体器件。

14. 晶闸管在逆变状态时，使电源瞬时电压与直流电源 E 顺极性串联，出现很大的短路电流流过晶闸管与负载，称为逆变失败。

三、简答题

1. 优点： 1 ）装置功率放大倍数大，可达 10 4 以上，与直流发电机组相比，要高三个数量级。 2 ）快速响应快，变流机组为妙级而晶闸管为毫秒级。 3 ）功耗低、效率高，节能效果显著。 4 ）它是静止式电子装置，体积小，重量轻，无噪声，无火花磨损，维护方便，可靠性高。缺点： 1 ）晶闸管元件的电压电流过载能力差，必须设置可靠的保护措施。 2 ）晶闸管采用移相触发时，出现非正铉电压与电流，使电网波形畸变产生高次谐波，导致电网质量下降。 3 ）移相控制在控制角大时，功率因数低。

2. 在可控整流时，电流 I d 只能由直流电压 U d 产生， u d 的波形必须正面积大于负面积，才能使平均电压 U d 大于 0 ，产生 I d 。现在的情况与整流不同，在变流器直流侧存在与 I d 同方向的电势 E ，当控制角α增大到大于 90 度时，尽管晶闸管的阳极电位处于交流电压大部分为负半周的时刻，但由于 E 的作用，晶闸管仍能承受正压而导通。因此，只有 E 在数值上大于 U d ，变流器在触发脉冲作用下，晶闸管仍能轮流导通 180 度，维持 I d 流通。 u d 波形由于负面积大于正面积，平均电压 U d 小于 0 。

3. 晶闸管产生过电压的原因是在变流回路中，电感性电路的开与关、整流变压器的合闸与分闸、快速熔断器的熔断以及电源侧侵入的浪涌电压等。晶闸管过电压保护措施 1 ）在交流进线中串联电抗器，或采用漏抗较大的变压器是限制短路电流以保护晶闸管的有效方法。 2 ）灵敏过电流继电器保护。 3 ）限流与脉冲移相保护。 4 ）直流快速开关保护。 5 ）快速熔断器保护。

4. 主要用途： 1 ）起阻抗匹配作用，降低脉冲电压值增大输出电流，更好触发晶闸管； 2 ）可改变脉冲正负极性或同时送出两组独立脉冲； 3 ）将低电压的触发电路与高电压的主电路在电气上加以隔离，有利与防干扰与安全，并且可使触发器之间在电气上隔离。

主要区别：一般变压器传递的是交流正弦电压，而脉冲变压器传递的是前沿陡削的单方向脉冲电压。

5. 原因：无论整流电路还是逆变电路，晶闸管从阻断到导通，均存在（ di/dt ）的问题。当桥路交流侧电抗较小或电路中阻容吸收中电容量过大，都可能引起电流上升率过大。

抑制方法： 1 ）在桥臂上串联电感。 2 ）阻容吸收电路采用整流式接法，使电容放电电流不经过晶闸管，对限制（ di/dt ）值也有好处。

6. 晶闸管导通条件是对晶闸管加上正向阳极电压的同时加以适量的正向门极电压。晶闸管关断的条件是必须使阳极电流小于维持电流，对于电阻负载，只要使晶闸管阳极电压降为零即可。

7. 见教材 p53 。

四、分析、计算题

• 1 ） , 对应时，。。（ 2 分）