電力電子技術試題20套答案

1、20套答案20套答案第一套題答案!一、填空題（共8小題，每空1分，共20分）信息電1、空1子技術2、空1開關；空2開關3、空1載波比；空2同步；空3分段同步4、空1沖量；空2形狀5、空1MOSFET空2GTO;空3IGBT6、空1打2;?空2°7、空1&空1VD1;空2V1;空3VD2;空4V2;空5VD1有源；空2無源分，共14分）1、（ B）2、（D）（D）6、（ A）7、（ C）（B）二、簡答題（共3小題，1、選擇題（共10小題，前4題每題2分，其余每題13、（04、（C）5、&（B）9、（A10、共22分）1、（7分）晶閘管導通的條件是：陽極承受正向電壓，處于

2、阻斷狀態(tài)的晶閘管，只有在門極加正向觸發(fā)電壓，才能使其導通。門極所加正向觸發(fā)脈沖的最小寬度，應能使陽極電流達到維持通態(tài)所需要的最小陽極電流，即擎住電流IL以上。導通后的晶閘管管壓降很小。（3分）使導通了的晶閘管關斷的條件是：使流過晶閘管的電流減小至某個小的數(shù)值一維持電流IH以下。其方法有（ 1） 減小正向陽極電壓至某一最小值以下，或加反向陽極電壓；（2分）（ 2） 增加負載回路中的電阻。（2分）2、（8分）（ 1） 直流側為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側電壓基本無脈動；（2分）（ 2） 輸出電壓為矩形波，輸出電流因負載阻抗不同而不同；（3分）（ 3） 阻感負載時需提供無功。為了給交流側向直流側反饋的

3、無功提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。（3分）3、（7分）（1）外部條件：要有一個能提供逆變能量的直流電源，且極性必須與直流電流方向一致，其電壓值要稍大于Ud；（2分）（2）內(nèi)部條件：變流電路必須工作于3<90區(qū)域，使直流端電壓Ud的極性與整流狀態(tài)時相反，才能把直流功率逆變成交流功率返送回電網(wǎng)。這兩個條件缺一不可。（2分）當出現(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失、晶閘管損壞或快速熔斷器燒斷、電源缺相等原因都會發(fā)生逆變失敗。當逆變角太小時，也會發(fā)生逆變失敗。（3分）四、作圖題（共2小題，每題12分，共24分）1、（12分）同步變壓器的鐘點數(shù)為Y/Y-10,4晶閘管VT1VT2VT3VT4VT5VT6主電路電壓

4、+Uu-Uw+Uv-Uu+Uw-Uv同步電壓UsU-UsWUsV-UsUUsW-UsV2、（12分）五、計算題（共1小題，20分）1、（1）（a）Ud=0.9U2cosa=0.9X220Xcos600=99分）ld=Ud/R=99/4=24.75A（1分）l2=ld=24.75A（1分）ldVT=1800/3600XI=24.75/2=13.38A（1分）IVT='''一：訂-1（2分）（b）波形如圖1所示（3分）（2）（a）Ud=0.9U2（1+cosa）/2=0.9X20X（1+cos600）/2=148.5V（1分）Id=Ud/R=148.5/4=37.13AId

5、VT=（1800-a）/3600Xl=1800-600）/3600X7.13=12.38A（1分）;二尸T叮一心（2分）ldVD=2a/3600XId=2X600/3600X37.13=（213分A（2分）圖1波形圖波形圖試卷參考答案及評分標準（2卷）一、填空題：（本題共6小題，每空1分，共15分）1、空1GTR;空2IGBT2、空1基波電流相移；空2電流波形畸變3、空1均壓4、空1 245、空1交流變直流；空2直流變交流；空3直流變直流;空4交流變交流6、空1V1;空2VD1;空3V2;空4VD2;空5第2：、選擇題：（本題共11小題，9,10,11小題每題2分,其余每題1分，共14分）1、

6、（D）2、（A）3、（B）4、（C）5、（D）6、（B）7、（C）8、（C）9、（D）10、B）11、（C）三、簡答題：（本題共4小題，共30分）1、（7分）答：（1）直流側為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側電壓基本無脈動；（2分）（ 2） 輸出電壓為矩形波，輸出電流因負載阻抗不同而不同；（3分）（ 3） 阻感負載時需提供無功。為了給交流側向直流側反饋的無功提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。（2分）2、（8分）答：圖a不合理（1分），電流小于維持電流（2分）圖b不合理（1分），最高電壓大于額定電壓（1分）圖c合理（1分），電流為150A小于100X1.57（2分）3、（7分）答：儲存電能升壓（3分

7、）；保持輸出電壓穩(wěn)定（4分）。4、（8分）答：出現(xiàn)換相重疊角，整流輸出電壓平均值Ud降低；整流電路的工作狀態(tài)增多；（2分）晶閘管的di/dt減小，有利于晶閘管的安全開通；（2分）有時人為串入進線電抗器以抑制晶閘管的di/dt;換相時晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的du/dt,可能使晶閘管誤導通，為此必須加吸收電路（2分）；換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。（2分）四、作圖題：（本題共3小題，共26分）1、（8分）2、（12分）3、（6分）控 制 電 路=檢測匚電路驅動C電路五、計算題：（本題共1小題，共15分）解：I、：wL=2nfL=62.8>10R=10?此為大電感負載，負載端電流波形

8、平直。（3分）Ud=2.34U2cosa=117V（3分）ld=Ud/R=117A（3分）I2=J=175.5A。（3分）波形繪制分）試卷參考答案及評分標準（3卷）課程名稱：電力電子技術適用專業(yè)選課課號：/年級：考試方式：閉卷抽（命）題人：閉卷卷面總分：100分一填空題（本題共7小題，每空1分，共20分）1 、空1GTR空2GTO空3MOSFET空4IGBT;空5MOSFET空6GTR。2 空1要有足夠的驅動功率;空2觸發(fā)脈沖前沿要陡幅值要高;空3觸發(fā)脈沖要與晶閘管陽極電壓同步。3 空1均流;空2串專用均流電抗器。4 空1正弦波;空2方波。5 空1180。6 空1增加;空2下降。7、 空1快速

9、熔斷器;空2串進線電抗器;空3接入直流快速開關;空4控制快速移相使輸出電壓下降。二、選擇題（本題共10小題，每小題1分，共10分）1、（A）2、（C）3、（B）4、（A）5、（A）6、（D）7、（C）8（C）9、（B）10、（D）三、判斷題（本題共10小題，每小題1分，共10分）1、（“2、（%3、（4、（%5、（v）6、（%7、（8、（9、（%10、（V）四、簡答題（本題共3小題，共32分）1、（12分）答：對IGB不GTRGTOJ口電力MOSFE的優(yōu)缺點的比較如下表：（每格1.5分）優(yōu)點缺點器件IGBT開關速度低于電力MOSFET壓，電 流容量不及GTO開關速度高，開關損耗小,具有耐脈沖電

10、流沖擊的能力，通態(tài)壓降較低，輸入阻抗高，為電壓驅動，驅動功率小GT耐壓高，電流大，開關特 性 好，通流能力強，飽和壓降 低開關速度低，為電流 驅動，所需驅動功率 大，驅動電路復雜， 存在二次擊穿問題GT電壓、電流容量大，適用于 大功率場合，具有電導 調(diào)制 效應，其通流能力很強電流關斷增益很小， 關斷時門極負 脈沖電 流大，開關速度低， 驅動功率大，驅動電 路復雜，開關頻率低MOSFE開關速度快，輸入阻抗高， 熱穩(wěn)定性好，所需驅動功率 小且驅動電路簡 單，工作頻 率高，不存在二次擊穿問題電流容量小，耐壓低, 一般只適用于功率不 超過10kW的電力電 子裝置路，它V0和2、（10分）答：圖是帶有泵

11、升電壓限制電路的電壓型間接交流變流電在中間直流電容兩端并聯(lián)一個由電力晶體管能耗電阻R0組成的泵升電壓限制電路。當泵升電壓超過一定數(shù)值時，使V0導通，把從負載反饋的能量消耗在R0上（5分）。其局限性是當負載為交流電動機，并且要求電動機頻繁快速加減速時，電路中消耗的能量較多，能耗電阻R0也需要較大功率，反饋的能量都消耗在電阻上，不能得到利用（5分）。3、（10分）答：根據(jù)電路中主要的開關元件開通及關斷時的電壓電流狀態(tài)，可將軟開關電路分為零電壓電路和零電流電路兩大類；根據(jù)軟開關技術發(fā)展的歷程可將軟開關電路分為準諧振電路，零開關PWMft路和零轉換PWMft路（4分）。準諧振電路：準諧振電路中電壓或電

12、流的波形為正弦波，電路結構比較簡單，但諧振電壓或諧振電流很大，對器件要求高，只能采用脈沖頻率調(diào)制控制方式（2分）。零開關PWMfe路：這類電路中引入輔助開關來控制諧振的開始時刻，使諧振僅發(fā)生于開關過程前后，此電路的電壓和電流基本上是方波，開關承受的電壓明顯降低，電路可以采用開關頻率固定的PWM空制方式（2分）。零轉換PWMfe路：這類軟開關電路還是采用輔助開關控制諧振的開始時刻，所不同的是，諧振電路是與主開關并聯(lián)的，輸入電壓和負載電流對電路的諧振過程的影響很小，電路在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)并從零負載到滿負載都能工作在軟開關狀態(tài)，無功率的交換被消減到最小（2分）。五、作圖題（本題共1小題，共16分

13、）每圖4分a=!5II*IIIAIItIICII&Iil l11 / I V H i/11X / 苗就； h臨：治3怦gl ；呼言主六、計算題（本題共1小題，共12分）2也Zm1cost/=0.91002"=33J5AR試卷參考答案及評分標準（4卷）課程名稱：電力電子技術適用專業(yè)/年級：選課課號：考試方式：閉卷抽（命）題人：分一、填空（本題共5小題，每空1分，卷面總分：100共20分）1、空11.57;空2157;空31.52;2、空1陰；空2陽；空360度；空4120;空5兩；空6陰；空7陽；空8不在同一橋臂上；3、空1零電壓電路；空2零電流電路；4、空1減小觸發(fā)角；空2增

14、加整流相數(shù)；空3采用多組變流裝置串聯(lián)供電；空4設置補償電容；5、空100-1500;空20o-120o;空300-1800;二、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分）1、（V）2、（X）3、（X）4、（X）5、（V）；6、D7、（“）8、（”）9、（X）10、（X）三、選擇題本題共10小題，每題1分，共10分）1、（D）2、（C）3、（A）4、（A）5、（B）6、（D）7、（D）8、（C）9、（C）10、（B）四、簡答題（本題共4小題，共28分）1、（8分）答：逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關斷的器件末關斷，該導通的器件末導通。從而使逆變橋進入整流狀態(tài)，造成兩電源順向

15、聯(lián)接，形成短路。逆變失敗后果是嚴重的，會在逆變橋與逆變電源之間產(chǎn)生強大的環(huán)流，損壞開關器件（4分）。產(chǎn)生逆變失敗的原因：一是逆變角太??；二是出現(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失；三是主電路器件損壞；四是電源缺相等（4分）。2、（6分）答：儲存電能升壓（3分）；保持輸出電壓穩(wěn)定（3分）。3、（7分）答：采用整流變壓器降壓后可以使晶閘管工作在一個合適的電壓上，可以使晶閘管的電壓定額下降（2分），還可以使晶閘管工作于小控制角，這有利于減少波形系數(shù)，提高晶閘管的利用率，實際上也減少的晶閘管的電流定額（3分），另外由于控制角小，這對變流裝置的功率因素的提高也大為有利（2分）。4、（7分）答：電阻性負載時，輸出電壓和輸出電流

16、同相位，波形相似，均為正負矩形波（2分）。電感性負載時，輸出電壓為正負矩形波，輸出電流近似為正弦波，相位滯后于輸出電壓，滯后的角度取決于負載中電感的大小（3分）。在電路結構上，電感性負載電路，每個開關管必須反向并聯(lián)續(xù)流二級管（2分）。五、作圖題（本題共2小題，共14分）1、（8分）V2保持接通，V3交替處于接通、斷開狀態(tài)，形成一個提供負壓的降壓斬波電路，使電動機工作于反轉電動工作狀態(tài)（2分）。兩條電流通路各3分。F、（6分）I%，。K%0b*%六、計算題(本題共1小題，共18分)1、(18分)解：L2fL23.14500.262.8(Q),而Rd=4(Q),所以,3L>>Rd按大電

17、感負載情況計算，三相全控橋式整流電路，相當于最小控制角amin=0°計算？整流變壓器次級相電壓U2(3分)Ud=2.34U2,貝UU2=2202.34?94(V)(2).計算晶閘管電壓、電流值，如果電壓、電流按裕量系數(shù)2計算，選擇晶閘管(8分)晶閘管承受的最大峰電壓為UV1m - 6U2230.35(八V)按裕量系數(shù)2計算，則U=230.25X2=460.5(V),選額定電壓500V晶閘管。(2分)3dIdUd220"R4 55(A )1V1AR3ld50 16.7(A) (3 分)I V131.75(A)1V1Aviear1.5731.75 T57 20.2A( 3 分)

18、按裕量系數(shù)2計算，則20.2X2=40.4(A),選額定通態(tài)平均電流為50A的晶閘管(處計算變壓器次級電流有效值24分)(A)(4).計算整流變壓器次級容量S2(3分)S2=3U2I2=3X94X44.9=12661.8(VA)?12.66(KVA)試卷參考答案及評分標準（5卷）課程名稱：電力電子技術適用專業(yè)/年級：選課課號：考試方式：閉卷抽（命）題人：100分卷面總分：一、填空題：（本題共17小題，每空1分，共20分）1、空1螺栓型；空2平板型。2、空11.5?2。3、空1陽極和門極同時承受正向電壓。4、空1小于。5、空1單向可控導電性。6、空1控制角。7、空1雙窄脈沖。8、空1三相半波。9

19、、空1大于300。10、1900。11、空1降低。12 、空 1 電網(wǎng)13 、空 1 反極性。 14 、空1300?35015、空1fc/fr。16、空1阻容電路。17、空1脈沖寬度調(diào)制；空2頻率調(diào)制；空3混合調(diào)制。二、選擇題：（本題共10小題，每小題1分，共10分）1、（C）2、（B）3、（D）4、（A）5、（D）6、（A）7、（A）8、（B）9、（C）10、（C）三、問答題：（本題共5小題，共25分）1 、（5分）答：（1）維持晶閘管導通的條件是陽極電流大于維持電流IH。（2分）（2）要使晶閘管關斷，必須去掉陽極正向電壓，或者給陽極加反壓，或者降低正向陽極電壓，使通過晶閘管的電流小于維持電

20、流IH。（3分）2、（5分）答：1）有與通流方向一致的直流電源，電路工作在逆變狀態(tài)。（3分）2）不能實現(xiàn)有源逆變的電路有：半控橋電路，帶續(xù)流二極管的電路。（2分）3、 （5分）答：直流斬波電路是將直流電源的恒定直流電壓通過電力電子器件的開關作用變換為可調(diào)直流電壓的裝置。（3分）降壓斬波電路的表達式為±Uf（1分）tofftoff升壓斬波電路的表達式為：（1分）4、 （5分）答：1）觸發(fā)電路輸出的脈沖應具有足夠大的功率；（1分）2）觸發(fā)電路必須滿足主電路的移相要求；（2分）3）觸發(fā)電路必須與主電路保持同步。（2分）5、 （5分）答：在正弦脈沖寬度調(diào)制（SPWM中，把希望輸出的波形稱作調(diào)

21、制信號；（2分）而對它進行調(diào)制的三角波或鋸齒波稱為載波信號；（2分）載波頻率fc與調(diào)制信號頻率fr之比，n=fc/fr稱為載波比。（1分）四、作圖題：（本題共2小題，每小題10分，共20分）。，五、v計算題：皿（本題共dT小題，共15分）解：?.?Ld3140.210662.8>>4Q?負載為大電感，流過負載的電流可看為直線（1分）1VT1穩(wěn)定導通如圖a,iT仁iA,C1短路，C4充電至電1）當a=0時，輸出電壓平均值為220VUd220由式Ud2.34U2COS知U22.34COS234（2分）? ?dI55A1 分）I T（av） 2 上 40.45A 57（ 1因此，選取晶閘

22、管的型號為500V （ 1 分）It I d 31.75A3（1分）故取額定電流50A （ 1 分）KP50-5 （ 1 分）12J12Id0.8165544.9A/八、1 分）3） 3（S23U2I239444.912.66KV.A（分）4） ?.?PdUI2205512100Wcos巴空00.956八、S212660（1分）5）當觸發(fā)脈沖距對應二次相電壓波形原點1200電度角時，Ud已為0。（2分）六、分析題：（本題共1小題，共10分）答：U相橋臂VT1、VT4之間的換流過程如下圖示2）觸發(fā)VT4換流開始，C4通過L4、VT4放電。如圖b（1分）3）UC1由零逐漸升到Ud如圖c（1分）4）

23、換流過程結束，如圖d（1分）主要特點：1）每橋臂導電180°,同一相上下兩臂交替導電，各相開始導電的角度差120°（2分）2）任一瞬間有三個橋臂同時導通（2分）3）每次換流都是在同一相上下兩臂之間進行，也稱為縱向換流（2分）試卷參考答案及評分標準（6卷）抽（命）題人：卷面總分:課程名稱：電力電子技術選課課號:適用專業(yè)/年級：考試方式：閉卷100分,、填空題：（本題共17小題，每空1分，共20分）1、空1三；空2四；空3三。2、空1陽極。3、空1陽極電流下降到維持電流以下。4、空1141.4A。5、空1阻斷。6、空1換相重疊角。7、空11800。8、空1小于300o9、空1高

24、。10、空1并。11、空14.5V。12、空1負載。13、空1電網(wǎng)。14、空1反并聯(lián)；空2交叉連接。15、空1輔助電路。16、空1平均。17、空1移相控制二、選擇題：（本題共10小題，每小題1分，共10分）1、（A）2、（D）3、（B）4、（B）5、（C）6、（B）7、（D）8、（C）9、（A）10、（A）三、問答題：（本題共5小題，共25分）1、（5分）答：將交流電通過電力電子器件變換成大小可以調(diào)節(jié)的直流電的過程稱為可控整流。（3分）可控整流主要利用了晶閘管的單向可控導電特性。（2分）2、（5分）答：1）在逆變電路中，使電源瞬時電壓與直流電源E順極性串聯(lián)，出現(xiàn)很大的短路電流流過晶閘管與負載，

25、稱為逆變失敗或逆變顛覆。（3分）2）逆變失敗的原因主要有：晶閘管損壞；觸發(fā)電路不可靠或快速熔斷器燒斷；電源缺相以及逆變角過小。（2分）3、（5分）答：輸出電壓可調(diào)范圍：01.17U2（2分）最大移相范圍：900（1分）整流輸出平均值UEscos（2分）4、 （5分）答：電流型變頻器的直流環(huán)節(jié)是電感器，而電壓型變頻器的直流環(huán)節(jié)是電容器。（3分）電壓型變頻器不能工作于再生制動狀態(tài)，因為電容兩端電壓不能躍變。（2分）5、 （5分）答：PW雕制技術是控制半導體開關元件的導通和關斷時間比，即調(diào)節(jié)脈沖寬度的或周期來控制輸出電壓的一種控制技術。（2分）用正弦基波電壓作為調(diào)制電壓，對它進行調(diào)制的三角波稱為載波

26、電壓，當正弦基波與三角波相交時，通過比較二者之間的大小來控制逆變器開關的通斷，從而獲得一系列等幅不等寬正比于正弦基波電壓的矩形波，這就是正弦脈寬調(diào)制方法（SPWM。（3分）四、作圖題：（本題共2小題，每小題10分，共20分）五、計算題：（本題共1小題，共15分）解.1）U2.34U2COS2.34X100X0.5117V（2分）117A（1分）Id2 3 6 U 1078 1616V（1分）故取額定電2）由題知，U"壓1200V （1 分）1T 11d 67.5A3八（2 分）？|t （av） 1.52 _L 64.5 86.5A57（2分）故取額定電流100A（1分）因此，選取晶閘

27、管的型號為KP100-12（2分）3）12'.3Id0.816117955A（3分）六、分析題：（本題共1小題，共10分）答：如圖所示為從VT1到VT3之間的換流過程V sTV d.TVw D ,i-T V uv立DV$322聯(lián)二極管（1分（ 4） 電流型逆變電路中，采用半控型器件的電路仍應用較多（1分（ 5） 換流方式有負載換流、強迫換流（1分（ 6） 基本工作方式是120°導電方式，即每個臂一周期內(nèi)導電120°每時刻上下橋臂組各有一個臂導通，橫向換流。（1分試卷參考答案及評分標準（7卷）課程名稱：電力電子技術選課課號:適用專業(yè)/年級：抽（命）題人：考試方式：閉卷

28、卷面總分：100分一、填空題：（本題共14小題，每空1分，共20分）1、控制極2、通態(tài)平均3、反向4、大于5、額定電流、額定電壓等級6、控制角7、單寬脈沖、雙窄脈沖&共陰極組、共陽極組9、正10、2U211、大于12、觸發(fā)電路、晶閘管、電源、300?35013、電容14、均壓二、選擇題：（本題共10小題，每小題1分，共10分）1、B2、B3、D4、B5、A6、A7、D8、C9、A10、C三、問答題：（本題共5小題，共25分）1、答：三相全控橋式整流電路采用6只晶閘管構成，而三相半控橋式整流電路采用三只晶閘管和三只二極管構成；（2分）三相全控橋可以工作在有源逆變狀態(tài)，而三相半控橋只能工作

29、在整流狀態(tài)；（2分）三相半控橋可能會出現(xiàn)失控現(xiàn)象，而全控橋不會。（1分）2、答：輸出電壓可調(diào)范圍：01.17U2（2分）最大移相范圍：900（1分）整流輸出平均值Ud1.17U2COS（2分）3、答：1）快速熔斷器，在流過6倍額定電流時熔斷時間小于20ms（2分）2）直流快速開關，動作時間只有2ms（1分）3）電流檢測和過電流繼電器，開關動作幾百毫秒。（2分）4、答：同步變壓器接法為Y5接法。（5分）5、答：在正弦脈沖寬度調(diào)制（SPWM中，把希望輸出的波形稱作調(diào)制信號，而對它進行調(diào)制的三角波或鋸齒波稱為載波信號。（3分）載波頻率fc與調(diào)制信號頻率fr之比，N=fc/fr稱為載波比。（2分）四、

30、作圖題：（本題共2小題，每小題10分，共20分）五、計算題：（本題共1小題，共15分）角軍：1)ud2.34u2COS2.34X220X0.5257.4VId %64.35A（164.3521.45A2）為 3715AIt分）0.816 64.3552.54A3）S2 3u 2|（1分）220 52.54 35.98KV.A （2分）六、分析題：（本題共1小題,共10分）答：由180導電型逆變器的工作原理可知，產(chǎn)生相序為U、v、W勺三相平衡輸出電壓，品閘管應的觸發(fā)導通順序應按 VT VT2 VTa VT4 VTSVT6 的順序;（5分）若使相序反向，則觸發(fā)導通順序相反，為VT6 VTS VT4 VTa VT2 VT。（5分）試卷參考答案及評分標準 （ 8 卷 ）課程名稱： 電力電子技術適用專業(yè) / 年級：考試方式： 閉卷100 分一、 填空題：（本題共14 小題，每空1、陽極、陰極、控制極（門極）極電壓、 正向 4、 70.7A選課課號：抽（命）題人 :卷面總分 :1 分，共 20 分）2、 2? 33、陽5、導通角（導電角）6、 2U27、 600&小于6009、減小12、電容換流、電感換流10、有源11、順向13、均壓14、同步環(huán)節(jié)、移相控制環(huán)節(jié)、脈沖形成與放大環(huán)節(jié)選擇題：（本題共10小題，每小題1分，共10分）1、A2、