2024年電力電子技術復習資料

電力電孑技木弒題一

一、單選題(每題2分，共2()分)

1、下列功率器件中，哪種器件最適合于小功率、高開關頻率的變換器？

①SCR②IGBT③MOSFET④1GCT

2、在單相全控橋帶大電感負載電路中，晶閘管可能承受的最大正向電壓為：

①0.707U2②1.4145③0.9U2④3.14%

3、對三相半波可控整流電路電阻性負載來說，觸發(fā)脈沖的移相范圍是：

①0。?90。②0。?120。③0。?150。④0。?180。

4、下列哪個電路不能實現(xiàn)輸入輸出之間的能量雙向流動：

①PWM整流電路②無源逆變電路③交交變頻電路④BUCK電路

5、單端反激變換器是

①BOOST變換器的派生電路②BUCK變換器的派生電路

③丘克變換器的派生電路④BUCK—BOOST變換器的派生電路

6、在諧振變換器中，ZVS表示

①零電壓開關②零電流開關③硬開關④PWM開關

7、采用并聯(lián)緩沖吸收電路的目的是為了

①減小導通損耗②減小關斷過電壓

③實現(xiàn)開關器件的并聯(lián)④實現(xiàn)軟開關

8、在晶閘管串聯(lián)電路中，實現(xiàn)動態(tài)均壓的主要元件是：

①二極管②電感③電阻④電容

9、晶閘管交流調壓電路采用以下哪種控制方式：

①相位控制②周期控制③通斷控制④斬波控制

10、在下列哪個電路中采用晶閘管時，需要加入強迫關斷電路:

①相控整流電路②有源逆變電路③無源逆變電路④交交變頻電路

二、判斷題，正確的劃“J”，不正確的劃“義”（每題2分，共10分）

（注意：本題共有5個小題。每個小題后面有4個判斷，答對4個判斷得2分；答對3

個判斷得1分；其它不得分）

1、三相電壓型無源逆變器，每相橋臂由，下兩個開關器件構成，下列哪些說法正確？

①輸出電壓波形與負載性質有關（）

②可以泯用同步調制，也可以采用異步調制（）

③可以采用方波控制，也可以采用PWM控制（）

④橋臂上下兩個開關器件換相時，在控制上應的控制需遵循“先斷后開”的原則

（）

2、在帶有大電感負載且觸發(fā)角相同的情況卜，單相全控橋電路與單相半控橋電路相比：

①全控橋的輸出電壓平均值低于半控橋（）

②全控橋的功率因數(shù)低于半控橋（）

③全控橋負載電流連續(xù)而半控橋負載電流不連續(xù)（）

④都會存在失控現(xiàn)象（）

3、BooslDC—DC變換器：

①工作狀態(tài)（連續(xù)或斷續(xù)）是根據(jù)負載電流的情況定義的（）

②在連續(xù)工作狀態(tài)下，輸入電流是連續(xù)的（）

③電感的作用是儲能和濾波（）

④又可稱降壓斬波器（）

4、在諧振變換器中，下列哪些說法是正確的？

①零電壓開關、零電流開關都屬于軟開關（）

②軟開關的開關損耗比硬開關大（）

③軟開關的開關頻率可以比硬開關高（）

④軟開關的電壓、電流應力與硬開關相同（）

5、晶閘管相控整流電路，考慮交流側電抗時存在換相重疊角，其大小與許多因素有關：

①直流負載電流越大，換相重疊角越大（）

②輸入變壓器漏抗越大，換相重疊角越大（）

③交流輸入電壓越大，換相重疊角越大（）

④觸發(fā)角a越大，換相重疊角越大（）

三、簡答題（共20分）

1、如圖所示交一直一交系統(tǒng)電路圖，（1）簡要說明圖中各個變流器的作用；（2）當負載電

機工作在發(fā)電狀態(tài)時，說明該變流系統(tǒng)中的能量傳遞路徑。（5分）

2、交交變頻電路主要應用在什么場合？其最高輸出頻率（輸出頻率上限）一般取多少？為

什么要限制最高輸出頻率？（5分）

3、說出五種帶隔離變壓器的開關電源常用電路的名稱，下圖所示電路屬于哪一種？（5分）

4、在電力電子裝置中，緩沖電路的作用是什么？說明圖示緩沖電路中各元件的作用。

（5分）

四、三相全控橋式晶閘管整流電路，帶阻感負載，當相控角a=30°時，試完成下列要求：（12

分）

1、畫出該電路原理圖；

2、該電路對?觸發(fā)脈沖形式有何要求？

3、若電路中a相上橋臂晶閘管的觸發(fā)脈沖丟失，試畫出此故障下輸出電壓Ud的波形、并

寫出其表達式。

五、三相半波有源逆變電路，反電勢阻感負載，交流輸入相電壓&=100%頻率f=50Hz（3

=100n）,負載電阻R=1C,電感Ld=g,負載反電勢E=-150V,逆變角8=30。，電源變

壓器漏感LB二1血1。試求出直流側平均電壓小、平均電流L及換相重疊角Y，并畫出直流側

電壓口的波形。（13分）

六、升壓DC-DC變換電路（BOOST電路），輸出側濾波電容很大，輸出電壓基本恒定，試

完成以下工作：（13分）

1、畫升壓DC-DC變換電路原理圖，分析其工作原理和能量轉移過程；

2、畫出連續(xù)導電模式下電感電壓波形5、電感電流波形i1、開關器件兩端的電壓波形us

及二極管電流波形

3、推導連續(xù)導電模式下輸出電壓U。與輸入電壓Ud的關系式。

4、此電路負載是否允許開路？為什么？

七、下圖為單相電壓型脈沖整流器的電路原理圖（12分）

1、試說明各元件L、Cd、L2和C2的作用；

2、該電路正常工作的條件是什么？

也1

（3分）

（4）設輸入相電壓為U2,相控角為a,則輸出電壓Ud=2/3X2.34U2COsa（3分）

第五題：解：XB=100JI*LB（1分）

Ud=-1.17U2CosP-3xB*Id/2n=-l.17*100*cos30°-150L15*Id（2分）

=-101.3-0.15ld（1分）

又：Ud=E+LR=-150+Id（1分）

解上述方程得：

Ud=-107.7V（1分）

Id=42.3A（1分）

cos0-/）-cos/7=——---==0.109（2分）

業(yè)Asin色娓力

一3

解得：Y=17°（1分）

直流側電壓山的波形（3分）

第六題：答：

1、原理圖如右圖：（3分）

其工作原理是：（2分）

當管子T導通時，二極管D承受反電壓關斷，此時電源給電感蓄能，電感電流上升，同時,

電容給負載供電。

當管子T截止時，電源和電感同時經(jīng)過二極管D向負載側提供能量，電感電流下降。

2、各波形如下圖:(4)

3、根據(jù)穩(wěn)態(tài)工作時，電感上的平均電壓為（），我們可以

得出輸入輸出電壓關系：Uo=-^—U（l

\-D

。=邁（2分）

T

4、不能。因為輸出電壓會急劇上升，最終擊穿電容或其他器件。（結論1分+原因1分）

第七題：

1、元件作用：（2+1+1分）

交流側電感LN：用于實現(xiàn)對PWM整流器交流側電壓usi的調節(jié)從而實現(xiàn)對功率因數(shù)的

調節(jié)，同時也限制交流側諧波電流。

支撐電容Cd：用于濾波，使直流側電壓平直。

二次濾波回路L2、C2：用于提供2次諧波電流通路，限制直流側二次諧波電流，從而減

小Ud中的二次諧波電壓，其諧振頻率為基波頻率的2倍。

2、直流側電壓必須大于交流側電壓的峰值。（2分）

3、控制目標：交流側高功率因數(shù)，要求iw與UN保持同相或反相（1分）

直流側電壓穩(wěn)定（1分）

4、基波相量圖（2+2分）

6、減小。

7、按負載的性質不同，晶閘管可控整流電路的負載分為性負載，性負載和負載三大類。

7、電阻、電感、反電動勢。

8、當晶閘管可控整流的負載為大電感負載時，負載兩端的直流電壓平均值會，解決的

辦法就是在負載的兩端接一個。

8、減小、并接、續(xù)流二極管。

9、工作于反電動勢負載的晶閘管在每一個周期中的導通角、電流波形不連續(xù)、呈狀、

電流的平均值。要求管子的額定電流值要些。

9、小、脈沖、小、大。

10、單結晶體管的內(nèi)部一共有個PN結，外部一共有3個電極，它們分別是極、極和

極。

1（）、一個、發(fā)射極E、第一基極B1、第二基極B2。

11、當單結晶體管的發(fā)射極電壓高于電壓時就導通；低于電壓時就截止.

11、峰點、谷點。

12、觸發(fā)電路送出的觸發(fā)脈沖信號必須與晶閘管陽極電壓，保證在管子用極電壓每

個正半周內(nèi)以相同的被觸發(fā)，才能得到穩(wěn)定的直流電壓。

12、同步、時刻。

13、晶體管觸發(fā)電路的同步電壓一般有同步電壓和電壓。

13、正弦波、鋸齒波。

14、正弦波觸發(fā)電路的同步移相一般都是采用與一個或幾個的疊加，利用改變的大小，

來實現(xiàn)移相控制。

14、正弦波同步電壓、控制電壓、控制電壓。

15、在晶閘管兩端并聯(lián)的RC回路是用來防止損壞晶閘管的。

15、關斷過電壓。

16、為了防止雷電對晶閘管的損壞，可在整流變壓器的一次線圈兩端并接一個或。

16、硒堆、壓敏電阻。

16、用來保護晶閘管過電流的熔斷器叫。

16、快速熔斷器。

一、判斷題對的用J表示、錯的用X表示（每小題1分、共10分）

1、普通晶閘管內(nèi)部有兩個PN結。（X）

2、普通品閘管外部有三個電極，分別是基極、發(fā)射極和集電極。（X）

3、型號為KP50—7的半導體器件，是一個額定電流為50A的普通晶閘管。（）

4、只要讓加在品閘管兩端的電壓減小為零，晶閘管就會關斷。（X）

5、只要給門極加上觸發(fā)電壓，晶閘管就導通。（X）

6、晶閘管加上陽極電壓后，不給門極加觸發(fā)電壓，晶閘管也會導通。（J）

7、加在品閘管門極上的觸發(fā)電壓，最高不得超過100V。（X）

8、單向半控橋可控整流電路中，兩只晶閘管采用的是“共陽”接法。（X）

9、晶閘管采用“共陰”接法或“共陽”接法都一樣。（X）

10、增大晶閘管整流裝置的控制角Q,輸出直流電壓的平均值會增大。（X）

11、在觸發(fā)電路中采用脈沖變壓器可保障人員和設備的安全。（V）

12、為防止“關斷過電壓”損壞晶閘管，可在管子兩端并接壓敏電阻。（X）

13、雷擊過電壓可以用RC吸收回路來抑制。（X）

14、硒堆發(fā)生過電壓擊穿后就不能再使用了。（X）

15、晶閘管串聯(lián)使用須采取“均壓措施二（V）

16、為防止過電流，只須在晶閘管電路中接入快速熔斷器即可。（X）

17、快速熔斷器必須與其它過電流保護措施同時使用。（V）

18、晶閘管并聯(lián)使用須采取“均壓措施”。（X）

22、在電路中接入單結晶體管時，若把bl、b2接反了，就會燒壞管子。（X）

23、單結晶體管組成的觸發(fā)電路也可以用在雙向晶閘管電路中。（J）

24、單結晶體管組成的觸發(fā)電路輸出的脈沖比較窄。（J）

25、單結晶體管組成的觸發(fā)電路不能很好地滿足電感性或反電動勢負載的要求。

（J）

三、單項選擇題把正確答案的番號填在括號內(nèi)（每小題1分，共10分）

1、品閘管內(nèi)部有（C）PN結。

A一個，B二個，C三個，D四個

2、單結晶體管內(nèi)部有（A）個PN結。

A一個，B二個，C三個，D四個

3、晶閘管可控整流電路中的控制角Q減小，則輸出的電壓平均值會（B）。

A不變，B增大，C減小。

4、為了讓晶閘管可控整流電感性負載電路正常工作，應在電路中接入（B）。

A三極管，B續(xù)流二極管，C保險絲。

5、晶閘管可整流電路中直流端的蓄電池或直流電動機應該屬于（C）負載。

A電阻性，B電感性，C反電動勢。

6、直流電動機由晶閘管供電與由直流發(fā)電機供電相比較，其機械特性（C）。

A一樣，B要硬一些，C要軟一些。

7、帶平衡電抗器的雙反星型可控整流電路適用于（A）負載。

A大電流，B高電壓，C電動機。

8、晶閘管在電路中的門極正向偏壓（B）愈好。

A愈大，B愈小,C不變

9、品閘管兩端并聯(lián)一個RC電路的作用是（C）。

A分流，B降壓，C過電壓保D過電流保護。

1（）、壓敏電阻在晶閘管整流電路中主要是用來（C

A分流，B降壓，C過電壓保），D過電流保護。

11、變壓器一次側接入壓敏電阻的目的是為了防止（C）對晶閘管的損壞。

A關斷過電壓，B交流側操作過電壓，C交流側浪涌。

12、晶閘管變流裝置的功率因數(shù)比較（B）。

A高，B低，C好。

13、晶閘管變流器接直流電動機的拖動系統(tǒng)中，當電動機在輕載狀況下，電樞電流較

小時，變流器輸出電流是（B）的。

A連續(xù)，B斷續(xù)，C不變。

14、普通晶閘管的通態(tài)電流（額定電流）是用電流的（C）來表示的。

A有效值B最大賽值C平均值

15、普通的單相半控橋可整流裝置中一共用了（A）晶閘管。

A一只，B二只，C三只，D四只。

四、問答題（每小題6分，共計24分）

1、晶閘管的正常導通條件是什么？晶閘管的關斷條件是什么？如何實現(xiàn)？

答：當晶閘管陽極上加有正向電壓的同時，在門極上施加適當?shù)挠|發(fā)電壓，晶閘管

就正常導通；當晶閘管的陽極電流小于維持電流時，就關斷。只要讓加在晶閘管兩端的

陽極電壓減小到零或讓其反向，就可以讓品閘管關斷。

2、對晶閘管的觸發(fā)電路有哪些要求？

答：為了讓晶閘管變流器準確無誤地工作要求觸發(fā)電路送出的觸發(fā)信號應有足夠大

的電壓和功率；門極正向偏壓愈小愈好；觸發(fā)脈沖的前沿要陡、寬度應滿足要求；要能

滿足主電路移相范圍的要求；觸發(fā)脈沖必須與晶匣管的陽極電壓取得同步。

3、正確使用晶閘管應該注意哪些事項？

答：由于晶閘管的過電流、過電壓承受能力比一般電機電器產(chǎn)品要小的多，使用中

除了要采取必要的過電流、過電壓等保護措施外，在選擇品閘管額定電壓、電流時還應

留有足夠的安全余量。另外，使用中的晶閘管時還應嚴格遵守規(guī)定要求。此外，還要定

期對設備進行維護，如清除灰塵、擰緊接觸螺釘?shù)取澜谜讱W表檢查晶閘管的絕緣情

況。

4、品閘管整流電路中的脈沖變壓器有什么作用？

答：在晶閘管的觸發(fā)電路采用脈沖變壓器愉出，可降低脈沖電壓，增大愉出的觸發(fā)

電流，還可以使觸發(fā)電路與主電路在電氣上隔離，既安全又可防止干擾，而且還可以通

過脈沖變壓器多個二次繞組進行脈沖分配，達到同時觸發(fā)多個晶閘管的目地C

5、一般在電路中采用哪些措施來防止晶閘管產(chǎn)生誤觸發(fā)？

答：為了防止晶閘管誤導通，①晶閘管門極回路的導線應采用金屬屏蔽線，而且金

屬屏蔽層應接“地&②控制電路的走線應遠離主電路，同時盡可能避開會產(chǎn)生干擾的

器件；③觸發(fā)電路的電源應采用靜電屏蔽變壓器。同步變壓器也應采用有靜電屏蔽的，

必要時在同步電壓輸入端加阻容流波移相環(huán)節(jié)，以消除電網(wǎng)高頻干擾；④應選用觸發(fā)電

流稍大的晶閘管；⑤在晶閘管的門極與陰極之間并接().01UF?().1nF的小電容，可以

有效地吸收高頻干擾；⑥采用觸發(fā)電流大的晶閘管。

7、晶閘管的過電流保護常用哪幾種保護方式？其中哪一種保護通常是用來作為

“最后一道保護”用？

答：晶閘管的過電流保護常用快速熔斷器保護；過電流繼電器保護；限流與脈沖移

相保護和直流快速開關過電流保護等措施進行。其中快速熔斷器過電流保護通常是用來作

為“最后一道保護”用的，

計算題(每小題1()分，共計2()分)

1、單相半波可控整流電路，電阻性負載。要求輸出的直流平均電壓為50?92V之

間連續(xù)可調，最大輸出直流電流為30A,由交流220V供電，求①晶間管控制角應有的調

整范圍為多少？②選擇晶閘管的型號規(guī)格(安全余量取2倍，k=1.66)。

解：①單向半波可控整流電路的

UL=0.45U21+,OS0

2

當UL=50V時

8s"焉一二盛裝一…。

則Q=90°

當UL=92V時

2%2x92

COSa=1=0.87

045172045x220

則a=30°

，控制角a的調整范圍應為。?90°

②由匕=1.66知

I=1.66Id=1.66X30=50A為最大值

??.IT(AV)=2X2=2X—=64A取1OOA

1.571.57

又Uyn=2UTM=2X后X220=624V取700V

晶閘管的型號為：KP100-7.

2、一臺由220V供電的自動恒溫功率為IkW的電爐，采用單相半控橋整流電路。

通過計算選擇品閘管和續(xù)流二極管的型號。

解：電爐電阻絲的電阻