电力电子技术试题及答案.doc

考试试卷
一、填空题（本题共17小题，每空1分，共20分）
1、晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的外形有 与 。
2、选用晶闸管的额定电流时，根据实际最大电流计算后至少还要乘以 。
3、晶闸管的导通条件是 。
4、晶闸管的断态不重复峰值电压UDSM与转折电压UBO在数值大小上应为UDSM
UBO。
5、从晶闸管的伏安特性曲线可知，晶闸管具有 的特性。
6、把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度称为 。
7、触发脉冲可采取宽脉冲触发与双窄脉冲触发两种方法，目前采用较多的是
触发方法。
8、 可控整流电路，是三相可控整流电路最基本的组成形式。
9、在三相半波可控整流电路中，电感性负载，当控制角 时，输出电压波形出现负值，因而常加续流二极管。
10、三相桥式整流电路中，当控制角α＝300时，则在对应的线电压波形上触发脉冲距波形原点为 。
11、考虑变压器漏抗的可控整流电路中，如与不考虑漏抗的相比，则使输出电压平均值 。
12、有源逆变器是将直流电能转换为交流电能馈送回 的逆变电路。
13、有源逆变产生的条件之一是：变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须保证与直流电源电势Ed的极性成 相连，且满足|Ud|<|Ed|。
14、为了防止因逆变角β过小而造成逆变失败，一般βmin应取 ，以保证逆变时能正常换相。
15、载波比(又称频率比)K是PWM主要参数。设正弦调制波的频率为fr，三角波的频率为fc，则载波比表达式为K= 。
16、抑制过电压的方法之一是用 吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。
17、斩波器的时间比控制方式分为 、 、 三种方式。
二、选择题（本题共10小题，每题1分，共10分）
1、晶闸管的伏安特性是指( )
A、阳极电压与门极电流的关系 B、门极电压与门极电流的关系
C、阳极电压与阳极电流的关系 D、门极电压与阳极电流的关系
2、晶闸管电流的波形系数定义为( )
A、 B、 C、Kf =IdT·IT D、Kf =IdT-IT
3、接有续流二极管的单相半控桥式变流电路可运行的工作象限是( )
A、第二象限 B、第三象限 C、第四象限 D、第一象限
4、电阻性负载三相半波可控整流电路，相电压的有效值为U2，当控制角α≤30°时，整流输出电压平均值等于( )
A、1.17U2cosα   B、1.17U2sinα    C、1.41U2cosα     D、1.41U2sinα
5、在大电感负载三相全控桥中，整流电路工作状态的最大移相范围是（  ）
A、60°        B、180°         C、120°        D、90°
6、对于三相半波可控整流电路，换相重叠角γ与哪几个参数有关(      )
A、α、U2、负载电流Id以及变压器漏抗XC      B、α和U2  
C、α以及负载电流I D、α、U2以及变压器漏抗XC
7、单相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态，在逆变角β期间，处于换相进行关断的晶闸管承受的电压是( )
A、反向电压        B、正向电压   C、零电压       D、交变电压
8、三相全控桥式有源逆变电路，晶闸管电流的有效值IT为( )
A、 B、 C、 D、Id
9、若增大SPWM逆变器的输出电压基波频率，可采用的控制方法是(      )
A、增大三角波幅度                       B、增大三角波频率
C、增大正弦调制波频率                  D、增大正弦调制波幅度
10、晶闸管固定脉宽斩波电路，一般采用的换流方式是( )
A、电网电压换流 B、负载电压换流
C、器件换流 D、LC谐振换流

三、简答题（本题共5小题，每小题5分，共25分）
1、 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能由导通变为关断？（5分）

2、 要实现有源逆变，必须满足什么条件？哪些电路类型不能进行有源逆变？（5分）

3、 什么是直流斩波电路？分别写出降压和升压斩波电路直流输出电压U0与电源电压Ud的关系式。（5分）

4、简述对触发电路的三点要求。（5分）

5、对于正弦脉冲宽度调制（SPWM），什么是调制信号？什么是载波信号？何谓调制比？（5分）

四、作图题（本题共2小题，每小题10分，共20分）
已知单相全控桥式整流电路，带电阻性负载。试绘出当控制角α = 600时的输出电压波形ud，晶闸管T1的端电压波形UT1。

2、试绘出三相半波共阴极组电路当β=600时的输出电压波形ud，以及晶闸管T1的端电压波形（L=∞）。

五、计算题（本题共1小题，共15分）
三相全控桥式整流电路如图所示，Ld=0..2H，Rd=4Ω，要求Ud从0～220V之间变化，试求：1)、不考虑控制角裕量时，整流变压器二次相电压U2；
2)、如电压、电流裕量取2倍，选择晶闸管型号；3)、整流变压器二次侧容量S2；
4)、电路的功率因数cosΦ；

5)、当触发脉冲距对应二次相电压波形原点多少电度角时，Ud已为0。

六、分析题（本题共1小题，共10分）
如图所示为电压型三相逆变器，试以U相桥臂VT1、VT4之间的换流过程来分析电路的工作原理，并说明此电路的特点。

试卷参考答案及评分标准( 5 卷)
课程名称： 电力电子技术 选课课号：
适用专业/年级： 抽（命）题人：
考试方式： 闭卷 卷面总分： 100 分
一、填空题：（本题共17小题，每空1分，共20分）
1、空1螺栓型；空2平板型。 2、空1 1.5～2。 3、空1阳极和门极同时承受正向电压。
4、空1小于。 5、空1单向可控导电性。 6、空1控制角。 7、空1双窄脉冲。
8、空1三相半波。 9、空1大于300。 10、空1 900。 11、空1降低。
12、空1电网。 13、空1反极性。 14、空1300～350。 15、空1 fc/fr。
16、空1阻容电路。 17、空1脉冲宽度调制；空2频率调制；空3混合调制。
二、选择题：（本题共10小题，每小题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、问答题：（本题共5小题，共25分）
1、（5分）
答：(1) 维持晶闸管导通的条件是阳极电流大于维持电流IH。（2分）
(2) 要使晶闸管关断，必须去掉阳极正向电压，或者给阳极加反压，或者降低正向阳极电压，使通过晶闸管的电流小于维持电流IH。（3分）
2、（5分）
答：1)有与通流方向一致的直流电源，电路工作在逆变状态。（3分）
2）不能实现有源逆变的电路有：半控桥电路，带续流二极管的电路。（2分）
3、（5分）
答：直流斩波电路是将直流电源的恒定直流电压通过电力电子器件的开关作用变换为可调直流电压的装置。（3分）
降压斩波电路的表达式为： （1分）
升压斩波电路的表达式为： （1分）
4、（5分）
答：1）触发电路输出的脉冲应具有足够大的功率；（1分）
2）触发电路必须满足主电路的移相要求；（2分）
3）触发电路必须与主电路保持同步。（2分）
5、（5分）
答：在正弦脉冲宽度调制（SPWM）中，把希望输出的波形称作调制信号；（2分）
而对它进行调制的三角波或锯齿波称为载波信号；（2分）
载波频率fc与调制信号频率fr之比，N= fc / fr称为载波比。（1分）

四、作图题：（本题共2小题，每小题10分，共20分）

1、 2、

五、计算题：（本题共1小题，共15分）
解：∵＞＞4Ω
∴负载为大电感，流过负载的电流可看为直线（1分）
1）当α=0时，输出电压平均值为220V
由式知（2分）
2）由题知，（1分） 故取额定电压500V（1分）
∵（1分） ∴（1分）
（1分） 故取额定电流50A（1分）
因此，选取晶闸管的型号为KP50-5（1分）
3）（1分）
（1分）
4）∵
∴（1分）
5）当触发脉冲距对应二次相电压波形原点1200电度角时，Ud已为0。（2分）
六、分析题：（本题共1小题，共10分）
答：U相桥臂VT1、VT4之间的换流过程如下图示。

1）VT1稳定导通如图a，iT1=iA，C1短路，C4充电至电压Ud。（1分）
2）触发VT4换流开始，C4通过L4、VT4放电。如图b（1分）
3）Uc1由零逐渐升到Ud，如图c（1分）
4）换流过程结束，如图d（1分）
主要特点：
1）每桥臂导电180°，同一相上下两臂交替导电，各相开始导电的角度差120 °（2分）
2）任一瞬间有三个桥臂同时导通（2分）
3）每次换流都是在同一相上下两臂之间进行，也称为纵向换流（2分）