哈爾濱工業(yè)大學(xué)春季電力電子技術(shù)考試試題

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)2007年春季電 力電子技術(shù)考試試題哈爾濱工業(yè)大學(xué)2007年春季電力電子技術(shù)考試試題本題 得分（注：卷面80分，平時(shí)成績(jī)20分）一、填空題（11小題，每空0.5分，共22 分）1、電力電子學(xué)是和交叉而形成的邊緣學(xué)科。2、按照電力電子器件能夠被控制電路信號(hào)所控制的程度，可以將電力電子器件分為以下三 類；1） 的電力電子器件被稱為半控型器件，這類及其大器件主要是指 部分派生器件。2） 的電力電子器件被稱為全控型器件，這類器件品種很多，目前常用的3)的電力電子器件被稱為不可控器件, 如 O3、根據(jù)下面列出的電力電子器件參數(shù)的定義,在空格處填寫(xiě)該參數(shù)的名稱。參數(shù)定義參數(shù)名稱GTR集電極電

2、流與基極電流 之比使IGBT能實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)調(diào)制而導(dǎo) 通的最低柵射電壓維持晶閘管導(dǎo)通所必需的最 小陽(yáng)極電流4、在GTR、GTO、IGBT與MOSFET中，開(kāi)關(guān)速度最快的是，單管輸出功率最大的是,在中小功率領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的是。5、電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路一般應(yīng)具有 電路與 之間的電氣隔離環(huán)節(jié),般采用光隔離，例 如;或 磁隔離，例如6、緩沖電路又稱為吸收電路，緩沖電路可分為 關(guān)斷緩沖電路和開(kāi)通緩沖電路。其中 緩沖電路又稱為du / dt抑制電路，用于吸收器件的 過(guò)電壓。緩沖電路又稱為di/dt 抑制電路，用于抑制器件 時(shí)的電流過(guò)沖和di/dt,減小器件的損耗。7、單相半波可控整流電路、單相橋式全控整流電

3、路、三相半波可控整流電路和三相橋式全控整 流電路，當(dāng)負(fù)載分別為電阻負(fù)載和電感負(fù)載時(shí),晶閘管的控制角移相范圍分別是多少（用角度表示，如0°180° ) ?負(fù)載單相半波單相橋 式三相半 波三相橋 式電阻阻感（注：有續(xù)流 二極管）8、在單相全控橋式電阻-反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載電路中,當(dāng)控制角a大于停止導(dǎo)電角8時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通o當(dāng)控制角a小于停止導(dǎo)電角8時(shí)，且采用寬脈沖觸發(fā)，則晶閘管的導(dǎo)通角8 =o9、由于器件關(guān)斷過(guò)程比開(kāi)通過(guò)程復(fù)雜得多，因 此研究換流方式主要是研究器件的關(guān)斷方法。換 流方式可分以下四種：，10、正弦脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)運(yùn)用于電壓型逆 變電路中，改變可改變逆變器輸出電壓幅

4、值；改變 可改變逆變器輸出電壓頻率；改變可改變開(kāi)關(guān)管的工作頻率。11、在SPWM控制電路中，根據(jù)載波和信號(hào)波是否同步及載波比的變化情況，PWM調(diào)制可分 為 與 兩種類型，采用 調(diào)制可以綜合二本題 得分者的優(yōu)點(diǎn)。1>二、選擇題（5小題，每空0. 5分,共3分）晶閘管穩(wěn)定導(dǎo)通的條件（A、晶閘管陽(yáng)極電流大于晶閘管的擎住電B、晶閘管陽(yáng)極電流小于晶閘管的擎住電流C、晶閘管陽(yáng)極電流大于晶閘管的維持電D、晶閘管陽(yáng)極電流小于晶閘管的維持電流2、某晶閘管，若其斷態(tài)重復(fù)峰值電壓為500V,反向重復(fù)峰值電壓700V,則該晶閘管的額定電 壓是（500V600VC 700VD1200V3、（）存在二次擊穿問(wèn)題。A

5、. SCR B. GTOP. MOSFET E. IGBT4、下圖所示的是（ 信號(hào)波形。A. SCR B. GTOC. GTRD.）的理想驅(qū)動(dòng)C. GTRD.P. MOSFET E. IGBT5、IGBT 綜合了（）和（因而具有良好的特性。A. SCR B. GTO C GTR）的優(yōu)點(diǎn),D.P. MOSFETF.電力二極管本題三、計(jì)算題（4小題，共20分）得分1、單相橋式全控整流電路，U2=200V,負(fù)載中R=2Q, L值極大，反電勢(shì)E=120V。已知控制角的變化范圍是:0°30。，考慮安全裕量（按L 5倍計(jì)算），確定晶閘管的額定電壓和額定電 流。（4分）2、單相全控橋式變流電路工作

6、在有源逆變狀態(tài)下，已知U2=200V,電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)E=120V,負(fù)載 中R=2C, L極大?；卮鹣铝袉?wèn)題。（6分）（1）畫(huà)出變流電路的電路圖，并在圖中標(biāo)出在 有源逆變初期電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)的極性和變流電路 輸出直流電壓的極性。（2）逆變角B應(yīng)限制在什么范圍內(nèi)？畫(huà)出8 = 60°時(shí)的物和的波形。3、三相橋式全控整流電路，U2=100V,帶阻感負(fù)載，R=5Q, L值極大，當(dāng)a =60。時(shí)，回答下列問(wèn)題。（4分）（注：后面有提示）（1）變壓器二次側(cè)電流中含有哪些次數(shù)的諧波？其中主要的是哪幾次？（2）求電路的輸入功率因數(shù)。（提示：有關(guān)電流波形及其傅立葉級(jí)數(shù)）2J12/3 JI2JI04 ,1 .1

7、 .馬=-Z4(sin<»/ + -sin3d? + -sin 5czrf+ -) zr350 - -Zd(sin-sin7Z+-) 開(kāi)574、降壓斬波電路中，已知電源電壓E=16V,要求輸出負(fù)載電壓平均值Uo=12V,回答下列問(wèn)題:（6分）（1）畫(huà)出用IGBT構(gòu)成的降壓斬波器的主電路原 理圖，并推導(dǎo)出理想情況下輸入、輸出電壓的關(guān) 系表達(dá)式。2）若采用脈沖寬度調(diào)制方式,設(shè)斬波周期T=hns, 求開(kāi)通時(shí)間Ton?3）若采用脈沖頻率調(diào)制方式，設(shè)開(kāi)通時(shí)間 Ton=lms,求斬波周期T?U!本題 得分U作圖題（4小題，共28分）1、對(duì)于三相全控橋式整流電路，阻感負(fù)載，L極大，回答下列問(wèn)

8、題:（6分）1）畫(huà)出該電路帶阻感負(fù)載時(shí)的電路圖。/3時(shí)，在下圖中畫(huà)出整流輸出電壓為一個(gè)周期的波形（用陰影線表示）,并在波頭 上方標(biāo)出其余5個(gè)線電壓的名稱；若整流電路采用雙窄脈沖觸發(fā)，在圖中波形上方的對(duì)應(yīng)位置畫(huà)出觸發(fā)脈沖，并標(biāo)明所對(duì)應(yīng)的器件號(hào)?？?1） %52、由IGBT構(gòu)成的橋式可逆斬波電路，負(fù)載為直 流電動(dòng)機(jī)。電源電壓E=200V,電機(jī)為正向電動(dòng) 狀態(tài)，反電勢(shì)EM=100V,電機(jī)電樞電阻R=5Q, 電樞電流平直連續(xù)，平均值為2A, IGBT的開(kāi)關(guān) 頻率為lOKHz。完成下題：（9分）1）畫(huà)出該橋式可逆斬波電路的電路圖。2）采用單極同頻控制方式時(shí)，計(jì)算此時(shí)的控制占空比，器件的開(kāi)關(guān)周期，及每個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi) 導(dǎo)通的時(shí)間。3）根據(jù)前面計(jì)算得出的控制時(shí)間畫(huà)出VIV4驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形，負(fù)載上電壓和電流的波形； 3、下圖所示為一個(gè)三相橋式電壓型逆變電路。 當(dāng)該電路采用輸出為方波的180°導(dǎo)電方式時(shí), 試畫(huà)出V1-V6上驅(qū)動(dòng)電壓的波形及 UUN，、 UVNZ和UWN，的波形。（6分）4、圖1所示的單相全橋逆變電路工作于雙極性PWM模式。設(shè)載波比N=9要求:（7分）1）在圖2中畫(huà)出1個(gè)調(diào)制信號(hào)波周期內(nèi)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)波形和輸出電壓。的波形。2）分析為什么載波比N選擇為奇數(shù)而不