电力电子技术-研究生(A卷).docVIP

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. . 一、填空题(每空1分,共15分) 1、晶闸管导通的条件是 正向阳极电压 、 正向门极触发电流 。 2、电子器件据其能被控制信号所控制的程度,可分为三大类: 不控型 、 半控型 、全控型 。 3、擎住电流是指晶闸管刚从 断态 转入 通态 , 移除触发信号使元件保持导通所需最小阳极电流。 4、绝缘栅晶体管(IGBT)是 GTR(或电力晶体管) 和 MOSFET(或功率场效应管或电力场效应管) 的复合型器件。 5、根据无源逆变器直流输入端接入滤波器的不同,可分为 电压(或电压源) 型逆变器和 电流(或电流源) 型逆变器,按电子开关的工作规律分,无源逆变器的基本类型为 1800导电型 和 1200导电型 。 6、将一个 不可控 直流电压变换为 适合于负载要求的可控 直流电压的技术称为直流斩波技术。 二、简答题(每题5分,共30分) 1、全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么?试分析RCD缓冲电路各元件的作用? (1)抑制电力电子器件内因过电压,du/dt 或过电流和di/dt,减少器件的开关损耗。 (2) C限制关断时电压的上升,R限制电流的大小。D利用单向导电性, 关断时起作用。 2、简述电压型逆变器和电流型逆变器主电路中每一桥臂的结构,并分析二极管的作用。 (1)电压型逆变器每个桥臂由电子开关和一个反并联的二极管组成,二极管起续流作用。 (2)电流型逆变器每个桥臂由电子开关串联一个二极管组成,二极管确保每一个桥臂的电流单方向流动。 3、什么是逆变失败? 如何防止逆变失败? (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。 (2)防止逆变失败的方法: 采用精确可靠的触发电路,使用性能良好的晶闸管,保证交流电流的质量,留出充足的换向裕量角等。 4、什么是IGBT掣住效应?它有什么危害? (1)在额定集电极电流范围内,在NPN管的基极与发射极之间的体内短路电阻Rs上的偏压很小,对NPN管无影响。 (2)如果集电极电流大到一定程度,Rs上压降上升,相当于加一正偏电压,使NPN管导通,进而使NPN、PNP两晶体管同时处于饱和状态,造成寄生晶闸管开通IGBT栅极失去控制作用,这就是所谓的掣住效应。 (3)IGBT一旦发生掣住效应,器件将失控,集电极电流将增大,早成过高的功耗,将导致器件损坏。另外,它还关系着IGBT的安全工作区的大小,在实际应用中是需要引以重视的问题。 5、简要说明锯齿波垂直移相触发电路中,控制电压、偏移电压各有什么作用? (1)改变控制电压就可以改变触发脉冲产生的时刻,达到移相的目的。 (2)设置偏移电压的目的是确定控制电压的初始相位。 6、简述电力晶体管产生二次击穿的原因。 (1)当GTR的C、E极间施加的电压高于晶体管的电压的额定值时,GTR的电流雪崩式增加,呈现负阻特性,即出现一次击穿现象。 (2)若GTR出现一次击穿后继续增大外加反向电压uce,反向电流将继续增大,元件将会吸收足够的能量,其工作状态将以极快的速度移向负阻区,形成二次击穿,结果是在纳秒或微秒时间内器件永久性损坏。 三、计算题(每题15分,共30分) 1、单相桥式全控整流电路为阻感负载,变压器次级电压有效值为200V,,,。 (1) 求输出整流电压与电流平均值,晶闸管电流平均值与有效值。 (2) 绘制电路波形,,。 解: (1)输出电压的平均值为: =0.9×200×cos600=90 V 输出电流的平均值为: =4.5 A 流过晶闸管的电流的平均值为: =2.25 A 有效值为: =3.2 A (2)电路波形如图 2、三相半波可控整流电路为阻感负载,,若变压器次级相电压有效值为100V, ,。 (1 )计算输出整流电压与电流平均值。 (2) 选择晶闸管电压与电流定额。 (3) 绘制电路波形,。 解: (1)输出整流电压为:=58.5V 电流平均值=11.7A。 (2)在电路工作过程中,晶闸管承受的正、反向电压的最大值为=245V 考虑安全裕量,=V 流过晶闸管的电流的有效值为=6.8A 则晶闸管的电流定额为=A 可以选用KP10-8型晶闸管。 (3)波形如图。 四、论述题(10分) 试述实现有源逆变的条件,并说明有源逆变与无源逆变的异同。 实现有源逆变的条件可归纳如下: (1)负载侧要有一个提供直流电能的直流电动势,电动势极性对晶闸管而言为正向电压,在整流回路交流电源电压为负期间,提供使晶闸管维持导通的条件。 (2)交流装置必须工作在区间,使变流器输出电压极性为负,才能将直流功率逆变为交流功率反送电网。 (3)为了保证交流装置回路中的电流连续,逆变电路中一定要串联大电抗。 有源逆变是把工作在逆

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