廣東工業(yè)大學(xué)《電力電子技術(shù)》試題

廣東工業(yè)大學(xué)試卷用紙，第廣東工業(yè)大學(xué)試卷用紙，第13頁(yè)共13頁(yè)廣東工業(yè)大學(xué)考試試卷(A)課程名稱(chēng):電力電子技術(shù)考試時(shí)間:第周星期五(月日)題號(hào)題號(hào)一二三四五六七八九十總分得分評(píng)分人一．（共計(jì)20分，每小題4分）試根據(jù)所學(xué)內(nèi)容完成下列問(wèn)題DC→DC、DC→AC、AC→ACAC→DC轉(zhuǎn)換器的名稱(chēng)。答：轉(zhuǎn)換器的名稱(chēng)對(duì)應(yīng)如下斬波器或脈寬調(diào)制變換器。 DC→AC：逆變器AC→AC：交流調(diào)壓或變頻器 整流器整流電路多重化的主要目的是什么？答：整流電路多重化的主要目的是（1）在采用相同的器件時(shí)可以達(dá)到更大的功率（）減少交流側(cè)輸入電流的諧波或提高功率因數(shù)。作用？使晶閘管關(guān)斷，提高整流輸出電壓的平均值。SPWM控制的工作原理。答：將一個(gè)任意正弦波電壓分成N其面積相等的等幅矩形脈沖來(lái)代替，且矩形脈沖的中點(diǎn)與相應(yīng)任意波等份的中點(diǎn)重合，得到SPWMSPWM控制就是利用脈沖對(duì)逆變電路開(kāi)關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來(lái)代替所需要的正弦波形。什么是零電壓開(kāi)關(guān)？什么是零電流開(kāi)關(guān)？生損耗和噪音。生損耗和噪音。二.(15分)某一電路如下圖所示，試完成如下內(nèi)容：）說(shuō)明該電路的工作原理（6分）試推導(dǎo)直流輸出電壓E（6）解：1.升壓斬波電路。LCVELiCRCU1 0為恒值，記為U。當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)工作周期T中電感L積蓄的能量與釋放的能量相等。0VT,此階段電感LEITVon 1onT,則此期間電感L-E）IT，可知，off 0 1offEIT=（U-E）IT1on 0 1off化簡(jiǎn)得U

Toff

ET ET0 TToff

Toff三.（20分）設(shè)三相全波可控整流電路的負(fù)載為大電感負(fù)載。已知直流負(fù)載的等效電阻三相輸入的相電壓有效值U2=220V。試根據(jù)課堂所學(xué)內(nèi)容完成：Ud分）計(jì)算晶閘管的平均電流IdT和有效電流分）d VT1 畫(huà)出u、i 、u 的波形（VT1為a相橋臂共陰極組的晶閘管（8d VT1 .解：Ud

1/

233

sintd2

cos因?yàn)椋篣 220V，6002U=2.34Ucos60=257.4Vd 2I Ud Rd

257.4V25.7A101I IdT 3d31I I31T dT

8.6A4.9Au i u i d VT1 VT1u1220V、頻率為50Hz已知負(fù)載的等效電阻R為3.14，電感L為10m。試求：4分）=1350=？(6負(fù)載電壓u）0解：(1)負(fù)載功率因數(shù)角：arctgL

arctg25010103R 3.14 4(2)當(dāng)晶閘管的導(dǎo)通角=1350，負(fù)載功率因數(shù)角 時(shí)由sin()sin()e

tan可得晶閘管的開(kāi)通角=86.40（3）當(dāng)晶閘管的開(kāi)通角=86.40時(shí),負(fù)載電壓有效值u為011(2usint)2d(t)1 1[sinsin(2)]0 1

151.5(V)五(25分)某一SPWM除，負(fù)載得到的是理想的正弦基波電壓，且濾波電路和逆變器沒(méi)有能量損耗。設(shè)直流輸入電壓E=250V，逆變器輸出頻率f1=30Hz，負(fù)載的功率因數(shù)恒定為cos=0.88。試根據(jù)課堂上所學(xué)內(nèi)容完成下列問(wèn)題：若逆變器的幅值調(diào)制比U2m=？（6分）15kWi2的有效值為多少？并寫(xiě)出該電流的表達(dá)（不考慮直流電流的諧波電流分量6分）215kW，求直流輸出電流的平均值=？（7分）若負(fù)載線電壓有效值U2=70V，求逆變器的幅值調(diào)制比ma=?（6分）解：1. U2m=0.5×ma×E=0.5×0.7×250=87.5(V)3232. 3232.P15000 I22(A)

cos

(87.5/ 2)I I2 2

/87.50.88

158.38 電流表達(dá)式為：i2

(t)158.38 2sinft28.3601

139.97 2sin(188.5t28.360) (A)23. =P/E=15000/250=60(A)2已知

=70V，則U2

70ma

E

，所以，70 2 70 m 70 2 70 a 0.5E 0.5250廣東工業(yè)大學(xué)考試試卷(B)課程名稱(chēng): 電力電子技術(shù)考試時(shí)間:第20周星期五(1月14日)題號(hào)題號(hào)一二三四五六七八九十總分得分評(píng)分人二．（共計(jì)20分，每小題4分）試根據(jù)所學(xué)內(nèi)容完成下列問(wèn)題什么是整流電路？它是利用功率開(kāi)關(guān)器件的什么特性來(lái)實(shí)現(xiàn)？什么是有源逆變？實(shí)現(xiàn)逆變的條件是什么？為什么升壓斬波電路能使輸出電壓高于電源電壓？整流電路多重化的主要目的是什么？主要有哪幾種形式？簡(jiǎn)述軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的原理及作用？20分）設(shè)單相橋式全控整流電路如下圖所示，已知整流器交流輸入電壓的有效值直流側(cè)等效負(fù)載的電阻R=2，L值極大，＝°，試根據(jù)課堂所學(xué)內(nèi)容完成如下內(nèi)容：d 2畫(huà)出ud、ii（8d 2求整流輸出平均電壓U、直流電流I，變壓器二次側(cè)電流有效值

各為多少？（6分）d d 2（20分直流側(cè)負(fù)載為感性負(fù)載，其中R=5，L＝°，試完成：d d VT）畫(huà)出u 、i和i 的波形（10d d VTddVT2）計(jì)算Ud、I、ddVT

和I （10分）Mon四20分）下圖所示為降壓斬波電路，圖中直流電源E200L值極大＝10E＝30，采用脈寬調(diào)制控制方式，設(shè)開(kāi)關(guān)周期50，且導(dǎo)通時(shí)間T ＝2。試完成（20分）1）簡(jiǎn)述降壓斬波電路的工作原理（10分）MonoU=？（5分）ooI=？（5分）o（20分）某一SPWM逆變電路如下圖所示。設(shè)圖中的濾波電路已將逆變器輸出的所有諧波完全效值U1=380V50Hz。求d直流輸出電壓U＝？（5分）d2d若當(dāng)幅值調(diào)制比ma=0.7時(shí)，負(fù)載的基波相電壓幅值U2m=？（5分）2d當(dāng)負(fù)載電流i2

sin(t,40時(shí)，求I＝？（10分）試卷（B）答案：一什么是整流電路？它是利用功率開(kāi)關(guān)器件的什么特性來(lái)實(shí)現(xiàn)？整流電路是一種AC-DC流。什么是有源逆變？實(shí)現(xiàn)逆變的條件是什么？把直流變成交流電稱(chēng)為逆變。當(dāng)交流側(cè)接有電源時(shí)，稱(chēng)為有源逆變。d路直流測(cè)的平均電壓2）要求晶閘管的控制角2，使U為負(fù)值。d為什么升壓斬波電路能使輸出電壓高于電源電壓？1）L儲(chǔ)能之后具有使電壓泵升的作用。2）電容C可將輸出電壓保持住。整流電路多重化的主要目的是什么？主要有哪幾種形式？整流電路多重化的主要目的包括兩個(gè)方面：一是可以使裝置總體的功率容量大，二是能夠減少整流裝置產(chǎn)生的諧波和無(wú)功功率對(duì)電網(wǎng)的干擾。串聯(lián)結(jié)構(gòu)：可以提供較高的電壓；并聯(lián)結(jié)構(gòu)：可以提高較大的電流。簡(jiǎn)述軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的原理及作用？原理：為器件提供良好的開(kāi)關(guān)工作條件，使得器件在零電壓或零電流條件下進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變，從而把器件的開(kāi)關(guān)損耗降到最低水平。作用：消除開(kāi)關(guān)過(guò)程中電壓，電流的重疊，降低它們的變化率，從而減小甚至消除損耗和開(kāi)關(guān)噪音。2＝100V，負(fù)載R=2，L＝°時(shí)，要求：2i 畫(huà)出ui d d 2求整流輸出平均電壓UI，變壓器二次側(cè)電流有效值I。d d 2考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。解：2）整流輸出平均電壓U、電流I，變壓器d d二次側(cè)電流有效值I分別為：2U cos0.9100cos3077.97Vd 2I U /R77.97/238.99(A)d dI I 38.99(A)2 d3）晶閘管承受的最大反向電壓為：210022

141.4(V)2流過(guò)每個(gè)晶閘管的電流的有效值為：2I IVT d

故晶閘管的額定電壓為：UN(2~3)141.4283~424(V)晶閘管的額定電流為：IN(1.5~2)27.57/1.5726～35(A)2＝100V，L＝求：2）畫(huà)出ud、idiVT1的波形計(jì)算

、I、I 和I 。d d dVT VTU cos2.34220cos60257.4(V)d 2I U R257.4/551.48(A) I I /351.48/317.16(A)d d dVT d3I I 3VT d

值極大，R＝10Ω，EM＝30V式，T＝50μs，當(dāng)Ton＝20μs（20分）求：1）簡(jiǎn)述降壓斬波電路的工作原理。Uo。Io。VVLioR＋EVDuoMEM－工作原理：在一個(gè)控制周期中，讓Vton,E、R、M期間，u0=E。off 然后使V關(guān)斷一段時(shí)間t ，此時(shí)電感L通過(guò)二極管VD向R和M供電=0off t電壓U on E。輸出電壓小于電源電壓，起到降壓的作用。0 t ton

offtU ont

20200E )

U E 0

80 80 0 T 50 0 R