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頁共13頁廣東工業(yè)大學(xué)考試試卷(A)課程名稱:電力電子技術(shù)考試時間:第周星期五(月日)題號題號一二三四五六七八九十總分得分評分人一．（共計20分，每小題4分）試根據(jù)所學(xué)內(nèi)容完成下列問題DC→DC、DC→AC、AC→ACAC→DC轉(zhuǎn)換器的名稱。答：轉(zhuǎn)換器的名稱對應(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：將一個任意正弦波電壓分成N其面積相等的等幅矩形脈沖來代替，且矩形脈沖的中點與相應(yīng)任意波等份的中點重合，得到SPWMSPWM控制就是利用脈沖對逆變電路開關(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，用這些脈沖來代替所需要的正弦波形。什么是零電壓開關(guān)？什么是零電流開關(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，一個工作周期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）計算晶閘管的平均電流IdT和有效電流分）d VT1 畫出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因為：U 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 時由sin()sin()e

tan可得晶閘管的開通角=86.40（3）當(dāng)晶閘管的開通角=86.40時,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: 電力電子技術(shù)考試時間:第20周星期五(1月14日)題號題號一二三四五六七八九十總分得分評分人二．（共計20分，每小題4分）試根據(jù)所學(xué)內(nèi)容完成下列問題什么是整流電路？它是利用功率開關(guān)器件的什么特性來實現(xiàn)？什么是有源逆變？實現(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？簡述軟開關(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）畫出u 、i和i 的波形（10d d VTddVT2）計算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)開關(guān)周期50，且導(dǎo)通時間T ＝2。試完成（20分）1）簡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，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，求I＝？（10分）試卷（B）答案：一什么是整流電路？它是利用功率開關(guān)器件的什么特性來實現(xiàn)？整流電路是一種AC-DC流。什么是有源逆變？實現(xiàn)逆變的條件是什么？把直流變成交流電稱為逆變。當(dāng)交流側(cè)接有電源時，稱為有源逆變。d路直流測的平均電壓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)生的諧波和無功功率對電網(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。簡述軟開關(guān)技術(shù)的原理及作用？原理：為器件提供良好的開關(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，從而把器件的開關(guān)損耗降到最低水平。作用：消除開關(guān)過程中電壓，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關(guān)噪音。2＝100V，負(fù)載R=2，L＝°時，要求：2i 畫出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流過每個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）畫出ud、idiVT1的波形計算

、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）簡述降壓斬波電路的工作原理。Uo。Io。VVLioR＋EVDuoMEM－工作原理：在一個控制周期中，讓Vton,E、R、M期間，u0=E。off 然后使V關(guān)斷一段時間t ，此時電感L通過二極管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