電力電子技術期末考試卷和答案

1、20092010學年第一學期期末考試卷課程名稱 電力電子技術 試卷編號 A 考試方式 閉卷 滿分分值 100分 考試時間 120分鐘 題 號一二三四五總 分得 分得 分評卷人一、 填空題（每空1分，共26分）1. 將直流電變?yōu)榻涣麟姺Q為逆變。當交流側接在電網(wǎng)上，即交流側接有電源時，稱為 ；當交流側直接和負載相連時，稱為 。2. PWM逆變電路根據(jù)直流側電源性質的不同，也可分為 和 兩種。目前實際應用的PWM逆變電路幾乎都是 電路。3. 三相橋式全控整流電路，若整流變壓器副邊電壓V,帶反電動 勢阻感負載，則整流輸出平均電壓= 。4. 按照電力電子器件能夠被控制電路信號所控制的程度，可以將電力電子

2、器件分為以下三類： 、 和 。5電力半導體器件由于承受過電壓、過電流的能力太差，所以其控制電路必須設有 和 保護電路。6. 晶閘管導通的條件有二：一是 ，二是 。7. 電力電子器件驅動電路的任務是將 。 驅動電路還要提供 。8. 若晶閘管電流的有效值是314A，則其額定電流為 A。若該晶閘管 陰、陽極間所加電壓為100sinV，則其額定電壓應為 V。（不考慮晶閘管電流、電壓的安全裕量。）9. 電力變換通?？煞譃樗拇箢?，即交流變直流、 、 和 。10. 電子技術包括 和 兩大分支。 11. 在電壓型逆變電路的PWM控制中，同一相上下兩個橋臂的驅動信號是 的。但實際上為了防止上下兩個橋臂直通而造成

3、短路，在上下兩臂通斷切換時要留一小段上下臂都施加關斷信號的 。12. 在三相全控橋整流電路中，觸發(fā)脈沖可采用 觸發(fā)與 觸發(fā)兩種方法。得 分評卷人二、單項選擇題（每小題2分，共10分）13. 下列電力半導體器件中，（ ）最適合用在小功率、高開關頻率的電力電子電路中。a. 晶閘管 b. GTR c. 電力MOSFET d. IGBT14. 三相橋式全控整流電路帶大電感負載，則電路中晶閘管的觸發(fā)角的移相范圍是（ ）。 a. 1800 b. 1500 c. 1200 d. 900 15. 有兩組三相半波可控整流電路，一組是共陽極接法，一組是共陰極接法，如果它們的觸發(fā)角都是，那么共陰極組的觸發(fā)脈沖與共陽

4、極組的觸發(fā)脈沖對同一相來說，在相位上相差（ ）。a. 900 b.1800 c.1500 d. 120016. 對于晶閘管可控整流電路，無論其工作在整流狀態(tài)還是有源逆變狀態(tài)，其換流方式都屬于（ ）。a. 器件換流 b. 電網(wǎng)換流 c. 負載換流 d. 強迫換流17. 下列電力電子器件中，屬于電壓控制型器件的是（ ） a. GTO b. GTR c.晶閘管 d. IGBT得 分評卷人三、問答題（每小題6分，共24分）18. 全控型器件的緩沖電路的作用是什么？試分析圖1中RCD緩沖電路中各元件的作用。圖119. 使變流器工作于有源逆變狀態(tài)的條件是什么？20. 什么是PWM控制？簡述PWM控制的基本

5、原理。21. 什么是電壓型逆變電路？有什么特點？得 分評卷人四、計算題（每小題10分，共30分）22. 單相橋式全控整流電路如圖2，負載中，值極大，當時，要求：作出、和的波形；求整流輸出平均電壓、電流和變壓器二次電流有效值。 圖223.一單相交流調(diào)壓電路，電源為工頻220V，電阻性負載，R=5，延遲角=300。試求：負載電壓有效值；負載電流有效值；電源側的功率因數(shù)。24. 在圖3的升壓斬波電路中，已知E=50V，L值和C值極大，采用脈寬調(diào)制控制方式，當，時，計算輸出電壓平均值和輸出電流平均值。 圖3得 分評卷人五、波形分析題（10分）25. 在圖4所示三相半波整流電路中，如果b相的觸發(fā)脈沖消失

6、，試繪出在電阻負載和阻感負載下整流電壓的波形（）。 圖420092010學年第一學期期末考試卷答案課程名稱 電力電子技術 試卷編號 A 專業(yè) 電氣一、 填空題（每空1分，共25分）1有源逆變 無源逆變 2電壓型 電流型 31174半控型器件 不控型器件 全控型器件 5過電壓保護 過電流保護6有正向陽極電壓 門極有足夠大的觸發(fā)電流 7按控制目標的要求施加開通或關斷的信號，對半控型器件提供開通控制信號，對全控型器件則既要提供開通控制信號，又要提供關斷控制信號。提供控制電路與主電路之間的電氣隔離環(huán)節(jié)8. 200A 100V 9. 直流變交流 交流變交流 直流變直流10. 信息電子技術 電力電子技術

7、11. 互補 死區(qū)時間 12. 雙窄脈沖 單寬脈沖二、單項選擇題（每小題2分，共10分）13. c 14. d 15. b 16. b 17. d三、問答題（每小題5分，共25分）18. 緩沖電路的作用是抑制器件的內(nèi)因過電壓、du/dt、過電流和di/dt，減小器件的開關損耗。（3分）RCD緩沖電路中各元件的作用是：開通時，Cs經(jīng)Rs放電，Rs起到限制放電電流的作用；關斷時，負載電流經(jīng)VDs從Cs分流，使du/dt減小，抑制過電壓。（2分）19. 使變流器工作于有源逆變狀態(tài)的條件有二：一是有直流電動勢，其極性和晶閘管導通方向一致，其值大于變流器直流側平均電壓（3分）；二是晶閘管的控制角a /2

8、，使Ud為負值（2分）。 20. PWM控制就是對脈沖的寬度進行調(diào)制的技術。即通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制，來等效地獲得所需要的波形（含形狀和幅值）。（1分）采樣控制理論中有一條重要的理論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同，沖量即窄脈沖的面積。效果基本相同是指環(huán)節(jié)的輸出響應波形基本相同。上述原理稱為面積等效原理。（1分）以正弦PWM控制為例。把正弦分成N等分，就可把其看成是N個彼此相連的脈沖列組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于/N，但幅值不等且脈沖頂部不是水平直線而是曲線，各脈沖幅值按正弦規(guī)律變化。如果把上述脈沖列用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩

9、形脈沖的中點和相應正弦波部分的中點重合，且使矩形脈沖和相應的正弦波部分面積相等，就得到PWM波形。各PWM脈沖的幅值相等而寬度是按正弦規(guī)律變化的。根據(jù)面積等等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。對于正弦波的負半周，也可以用相同的方法得到PWM波形?？梢?，所得到的PWM波形和期望得到的正弦波是等效的。（3分）21. 直流側電源為電壓源的逆變電路稱為電壓型逆變電路。（2分）電壓型逆變電路的特點如下：(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。（1分）(2) 輸出電壓為矩形波，輸出電流因負載阻抗不同而不同。（1分）(3) 阻感負載時需提供無功功率,直流側電容起緩沖無功能量的作用。為了

10、給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。（1分）22. 在電力電子電路中，在原電路中增加了小電感、電容等諧振元件，構成輔助換流網(wǎng)絡（2分），在開關過程前后引入諧振（1分），開關開通前電壓先降為零，或關斷前電流先降為零，消除電壓、電流的重疊?？山档蜕踔料_關損耗和開關噪聲。這樣的電路稱為軟開關電路。具有這樣開關過程的開關稱軟開關（1分）。四、計算題（每小題10分，共30分）22 解：ud、id、和i2的波形如下圖：輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次電流有效值I2分別為Ud0.9 U2 cos0.9100cos6045（V）IdUd /R45/222.5（A）I2Id 22.5（A） 晶閘管承受的最大反向電壓為：U2100141.4（V）考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為：UN（23）141.4283424（V）具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。流過晶閘管的電流有效值為：IVTId15.91（A）晶閘管的額定電流