简答题
第１章
1．使晶闸管导通的条件是什么
答：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; 怎样才能使晶闸管由导通变为关断
答;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. 试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点;
解：对IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的优缺点的比较如下表：
器 件
优 点
缺 点
IGBT
结合了GTR和电力
MOSFET的优点,输入级采用MOSFET结构输出级采用GTR结构;开关速度高,开关损耗小,通态压降较低,输入阻抗高,为电压驱动,驱动功率小 开关速度低于电力易趴网MOSFET,
电压,电流容量不及GTO
GTR
耐压高,电流大,开关特性好,通流能力强,通态饱和压降低,导通损耗小
开关速度低,为电流驱动,所需驱动功率大,驱动电路复杂,存在二次击穿问题
电 力
MOSFET
为单极性电压驱动器件,开关速度快,工作频率高,输入阻抗高,电动车架所需驱动功率小且驱动电路简单,不存在二次击穿问题
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
第2章
3.说明单相全桥整流电路和单相全波整流电路各自的优缺点及应用场合;
全桥整流电路的优点是二极管断态时承受的电压仅为交流电压幅值,变压器绕组结构较为简单;
缺点：回路中任意时刻电感L的电流总要相继流过2个二极管,电流回路中存在2个二极管压降,损耗较大,而且电路中需要4个二极管,元件数较多;
全波整流电路的优点是任意时刻电感L的电流回路只存在一个二极管压降,损耗小,而且整流电路中只需要2个二极管,元件数较少;
缺点：二极管断态时承受的反压是2倍的交流电压幅值,对器件耐压要求较高,而且变压器二次侧绕组有中心抽头,给制造带来麻烦;
应用场合;根据两种电路各自不同的特点,在输出电压较低的情况下＜100V采用全波电路比较合适,在高压输出的情况下,采用全桥电路;
答：条件有二：
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;
5．什么是逆变失败如何防止逆变失败
答：逆变运行时,一旦发生换相失败,①外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路,②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;
防止逆变失败的方法有：①采用精确可靠的触发电路,②使用性能良好的晶闸管,③保证交流电源的质量④留出充足的换向裕量角β等;
6电流断续时不同α时反电动势电动机机械特性的特性曲线及电流断续时电动机机械特性特点
特点：①当电流断续时,电动机的理想空载转速将抬高
②在电流断续区内电动机的机械特性变软,即负载电流变化很小也可引起很大的转速变化
③随着α的增加,进入断续区的电流值加大
文具盒生产过程 第5章
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欲关断的晶闸管上即可;
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相位超前于负载电压时,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3种方式;
8．什么是电压型逆变电路什么是电流型逆变电路二者各有什么特点;
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：
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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,直流侧电感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;
第6章
9 . 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;
三角波载波始终是有正有负为双极性的,所得的键盘刷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,输出负载相电压有5种电平： Ud、 Ud、０;输出线电压有三种电平Ud、0、- Ud;
１０．什么是异步调制什么是同步调制两者各有何特点分段同步调制有什么优点
答：载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制;在异步调制方式中,通常保持载波频率fc 固定不变,因而当信号波频率fr变化时,载波比N是变化的;
异步调制的主要特点是：在信号波的半个周期内,PWM波的脉冲个数不固定,相位也不固定,正负半周期的脉冲不对称,半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称;
①当信号波频率较低时,载波比N较大,一周期内的脉冲数较多,正负半周期脉冲不对称和半周期内前后1/4周期脉冲不对称产生的不利影响都较小,PWM波形接近正弦波;
②而当信号波频率增高时,载波比N减小,一周期内的脉冲数减少,PWM脉冲不对称的影响就变大,有时信号波的微小变化还会产生PWM脉冲的跳动;这就使得输出PWM波和正弦波的差异变大;对于三相PWM型逆变电路来说,三相输出的对称性也变差;
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;
同步调制的主要特点是：在同步调制方式中,信号波频率变化时载波比N不变,信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的,脉冲相位也是固定的;
①当逆变电路输出频率很低时,同步调制时的载波频率fc也很低;fc过低时由调制带来的谐波不易滤除;当负载为电动机时也会带来较大的转矩脉动和噪声;
②当逆变电路输出频率很高时,同步调制时的载波频率fc会过高,使开关器件难以承受;
分段同步调制是把逆变电路的输出频率划分为若干段,布鞋套每个频段的载波比一定,不同频段采用不同的载波比;其优点主要是①在高频段采用较低的载波比,使载波频率不致过高,可限制在功率器件允许的范围内;②在低频段采用较高的载波比,以使载波频率不致过低而对负载产生不利影响;
１１．如何提高PWM逆变电路的直流电压利用率
答：采用梯形波控制方式,即用梯形波作为调制信号,可以有效地提高直流电压的利用率;
对于三相PWM逆变电路,还可以采用线电压控制方式,即在相电压调制信号中叠加3的倍数次谐波及直流分量等,同样可以有效地提高直流电压利用率;
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