电力电子技术试卷和答案(2).doc

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《电力电子技术》试题(G)
一、填空题  （每空1分，34分）
1、实现有源逆变的条件为                                                                                             和                               
                                                                     。
2、   在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中，两组变流装置分别工作在正组          状态、          状态、反组         状态、       状态。
3、 在有环流反并联可逆系统中，环流指的是只流经               而不流经       
         的电流。为了减小环流，一般采用α     β状态。
4、有源逆变指的是把         能量转变成           能量后送给            装置。
5、给晶闸管阳极加上一定的        电压；在门极加上         电压，并形成足够的             电流，晶闸管才能导通。
6、当负载为大电感负载，如不加续流二极管时，在电路中出现触发脉冲丢失时            
      与                  电路会出现失控现象。
7、三相半波可控整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为       HZ；而三相全控桥整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为          HZ；这说明                              电路的纹波系数比                  电路要小。
8、造成逆变失败的原因有               、               、                 、                  等几种。
9、  提高可控整流电路的功率因数的措施有                、               、                 、                等四种。
10、晶闸管在触发开通过程中，当阳极电流小于          电流之前，如去掉                脉冲，晶闸管又会关断。
二、判断题：(每题2分,20分) 对√，错×。
1、有源逆变指的是把直流能量转变成交流能量送给用电器。   （    ）
2、给晶闸管加上正向门极电压它就会导通。                 （    ）
3、在半控桥整流带大电感负载，不加续流二极管电路中，电路不正常时可能会出现失控现象。                                                  （    ）
4、三相半波可控整流电路中，如果三个晶闸管采用同一组触发装置，则α的移相范围只有120o。                                                （    ）
5、设置补偿电容可以提高变流装置的功率因数。             （    ）
6、三相半波可控整流电路也要采用双窄脉冲触发。           （    ）
7、KP2—5表示的是额定电压200V，额定电流500A的普通型晶闸管。   （    ）
8、在单结晶体管触发电路中，稳压管削波的作用是为了扩大脉冲移相范围。（    ）
9、在单相全控桥整流电路中，晶闸管的额定工作电压应取电源相电压U2。 （    ）
10、在三相桥式全控整流电路中，采用双窄脉冲触发晶闸管元件时，电源相序还要满足触发电路相序要求时才能正常工作。                                  （    ）
三、选择题（10分）
1、在单相全控桥整流电路中，两对晶闸管的触发脉冲，应依次相差        度。
  A 、180度；    B、60度；    C、360度；    D、120度；
2、α=      度时，三相半波可控整流电路，在电阻性负载时，输出电压波形处于连续和断续的临界状态。
  A、0度；     B、60度；    C 、30度；    D、120度；
3、通常在晶闸管触发电路中，若改变        的大小时，输出脉冲相位产生移动，达到移相控制的目的。
  A、同步电压；          B、控制电压；        C、脉冲变压器变比；
4、可实现有源逆变的电路为         。
  A、单相全控桥可控整流电路            B、三相半控桥可控整流电路
  C、单相全控桥接续流二极管电路          D、单相半控桥整流电路
5、由晶闸管构成的可逆调速系统中，逆变角βmin选          时系统工作才可靠。
  A、300~350     B、100~150        C、00~100      D、00 
四、问答题（每题9分，18分）
1、什么是逆变失败？形成的原因是什么？
2、为使晶闸管变流装置正常工作，触发电路必须满足什么要求？
电力电子技术试题（G）答案
一、 填空题 
1、  要有一个直流逆变电源，它的极性方向与晶闸管的导通方向一致，其幅极应稍大于逆变桥直流侧输出的平均电压；逆变桥必须工作在β<90º（即α>90º）区间，使输出电压极性与整流时相反，才能把直流能量逆变成交流能量反送到交流电网。
2、  整流，逆变，整流，逆变，
3、  变流桥，不流经负载，α>β，
4、  直流，交流，电网的，
5、  正向，正向门极，门极触发，
6、  单相桥式半控整流桥，三相桥式半控整流桥，
7、  150，300，三相桥式全控整流桥，三相半波可控流电路，
8、  逆变桥晶闸管或元件损坏，供电电源缺相，逆变角太小，触发脉冲丢失或未按时到达，
9、  小控制角运行，增加电源相数，多组变流装置串联运行并进行控制，增加电容补偿装置，
10、              掣住，触发脉冲，
二、 判断题：
1、×；2、×；3、√；4、√；5、√；6、×；7、×；8、×；9、×；10、√；
三、   选择题：
1、  A；2、C；3、B；4、A；5A；

四、 问答题：
1、逆变失败指的是：逆变过程中因某种原因使换流失败，该关断的器件末关断，该导通的器件末导通。从而使逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路。逆变失败后果是严重的，会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件。产生逆变失败的原因：一是逆变角太小；二是出现触发脉冲丢失；三是主电路器件损坏；四是电源缺相等。
2、 A、触发电路必须有足够的输出功率；
A、  触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步；
B、   触发脉冲要有一定的宽度，且脉冲前沿要陡；
C、  触发脉冲的移相范围应能满足主电路的要求；

一、 填空题(每小空1分，共13分)
1．正弦脉宽调制（SPWM）技术运用于电压型逆变电路中，当改变_ _ 调制比 可改变逆变器输出电压幅值；改变_ 调制波频率 可改变逆变器输出电压频率；改变_ 载波频率 可改变开关管的工作频率。
2.将直流电能转换为交流电能又馈送回交流电网的逆变电路称为
有源 逆变器。
3. 晶闸管变流器主电路要求角发电路的触发脉冲应具有一定的宽度，且前沿尽可能 陡 。
4. 电流型逆变器中间直流环节以 电感 贮能。
5. 在PWM斩波器中，电压比较器两个输入端信号分别是三角波信号和 直流信号
6 . 三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差 120° 。
7.在实际应用中，双向晶闸管常采用__Ⅰ+ 和 Ⅲ-_两种触发方式。
8.控制角α与逆变角β之间的关系为 β=л-α 。
二、单项选择题(每小题2分，共30分。从每小题的四个备选选答案，选出一个正确答案，并将正确答案的号码填在题干后面的括号内。)
1．在型号为KP10-12G中，数字10表示（B ）。
     A.额定电压10V         B.额定电流10A
     C.额定电压1000V      D.额定电流1000A
2．下列电路中，不可以实现有源逆变的有（ B ）。
     A.三相半波可控整流电路 B.三相桥式半控整流电路
     C.单相桥式可控整流电路     D.单相全波可控整流电路外接续流二极管
   3.整流变压器漏抗对电路的影响有（A ）。
     A.整流装置的功率因数降低 B.输出电压脉动减小
     C.电流变化缓和 　　　　  D.引起相间短路
4．功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为（　B ）
①一次击穿　　　　②二次击穿　　　　③临界饱和　　　　④反向截止
5．逆导晶闸管是将大功率二极管与何种器件集成在一个管芯上而成( B　)
①大功率三极管　　②逆阻型晶闸管　　③双向晶闸管　　　④可关断晶闸管
6.已经导通了的晶闸管可被关断的条件是流过晶闸管的电流（A ）
①减小至维持电流IH以下 ②减小至擎住电流IL以下
③减小至门极触发电流IG以下 ④减小至5A以下
7. 单相半波可控整流电路中，晶闸管可能承受的反向峰值电压为（ B ）
①U2 ② ③ ④
8. 单相半控桥电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的目的是（ D ）
①增加晶闸管的导电能力 ②抑制温漂
③增加输出电压稳定性 ④防止失控现象的产生
9. 三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态，输出电压平均值Ud的表达式是（ A ）
①Ud=- 2.34U2cosβ ②Ud=1.17U2cosβ
③Ud= 2.34U2cosβ ④Ud=-0.9U2cosβ
10. 若减小SPWM逆变器输出电压基波幅值，可采用的控制方法是（ C ）
①减小三角波频率 ②减小三角波幅度
③减小输入正弦控制电压幅值 ④减小输入正弦控制电压频率
11. 当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在( B )
A.导通状态 B.关断状态 C.饱和状态 D.不定
12. 单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( D )
A.90° B.120° C.150° D.180°
13. 单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α的移相范围是( A )
A.0°～90° B.0°～180°
C.90°～180° D.180°～360
14.在大电感负载三相全控桥中，当α=90°时，整流电路的输出是( B )
A.U2 B.0
C.1.414U2 D.1.732U2
15．单结晶体管同步振荡触发电路中，改变Re能实现（　A　　）。
A．移相 B．同步
C．增大脉冲宽度 D．增大脉冲幅值
三、简答题(每小题5分,共20分)
1. 在单项半波可控整流大电感负载有续流二极管的电路中，晶闸管的控制角a的最大移相范围是多少？晶闸管的导通角、续流二极管的导通与a关系如何？
答:a的最大移相范围1800 （2分）
晶闸管的导通角=Л-a （1.5分）
续流二极管的导通角=Л+a (1.5分)

2. 在三相全控桥式有源逆变电路中，以连接于A相的共阴极组晶闸管V11为例 ，说明其在一个周期中，导通及关断期两端承受电压波形的规律。
答:V11导通期间为其正向管压降(≈0)为120°期间；（1分）
V11关断期间首先为承受线电压UAB为120°期间；（2分）
之后承受线电压UAC为120°期间。 （2分）

3.有源逆变产生的条件
答: （1）在负载将产生负向电压，且|Ud|<|Ed| --------3分 ；
（2）β<90゜------2分。

4.晶闸管的导通条件和关断条件。
答:
（1）阳极和门极承受正向电压------------------------2分；
(2)阳极承受反向电压或阳极电流小于维持电流---------3分。

四、分析计算题( (共37分)
4. 单相全控桥式整流电路接大电感负载如图所示。（10分）
已知R=10Ω，a=45°，U2=100V，试回答：
（1）         计算输出整流电压Ud，输出电流平均值Id；
（2）         计算晶闸管电流的有效值IV1;
（3）         按裕量系数2确定晶闸管的额定电流。

答: （2分）
(2分)
(2) (2分)
(3) (2分)
2×2.85=5.7(A) (1分)
选额定电流为10(A)的晶闸管。 （1分）

电力电子技术答案
一、填空题(每小题2分，共30分)
1.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL____＞____IH。
2.功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是智能功率集成电路。
3.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压UBO数值大小上应为，UDSM__＜______UBO。
4.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFm等于__√2U2__，设U2为相电压有效值。
5.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差_1200___。
6.对于三相半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使用输出电压平均值_降低。
7.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是均压措施。
8.三相全控桥式变流电路交流侧非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有_△、Y二种方式。
9.抑制过电压的方法之一是用___RC_吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。
10.180°导电型电压源式三相桥式逆变电路，其换相是在同一桥臂的上、下二个开关元件之间进行。
11.当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在阻断状态 。
12.单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是0－1800。
13.单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α的移相范围是0－900 。
14.三相半波可控整流电路的自然换相点是距相应相电压原点300。
15.电流型逆变器中间直流环节贮能元件是电感。
二、简答题（每小题6分，共30分）
1．双向晶闸管额定电流的定义和普通晶闸管额定电流的定义有什么不同？额定电流为100A的两只普通晶闸管反并联可用额定电流多大的双向晶闸管代替？
答：双向晶闸管额定电流用有效值定义，普通晶闸管额定电流平均值定义。额定电流为100A的两只普通晶闸管反并联可用额定电流222A双向晶闸管代替。
2．在三相全控桥式整流电路中，如共阴极组的一只晶闸管短路，则电路会发生什么现象？应如何保护晶闸管？
答:电路会发生短路现象。应对保护晶闸管进行过电流、过电压保护以及正向电压上升率和电流上升率抑制。
3.说明有源逆变和无源逆变的概念。
答: 有源逆变:将直流电变成和电网同频率的交流电反送到交流电网中的过程。无源逆变则是将直流电变成某一频率或频率可调的交流电直接供给负载使用的过程。
4．电力变流器有几种换相方式？哪些属于自然换相，哪些属于强迫换相？
答：电力变流器有交流电网换相、负载谐振式换相、脉冲换相和器件换相等换相方式。交流电网换相、负载谐振式换相属于自然换相，脉冲换相和器件换相属于强迫换相。
5．高频化的意义是什么？为什么提高开关频率可以减小滤波器、变压器的体积和重量？
答：高频化的是为了减小变换器的体积和重量。因为Xc=1/ωc,提高频率，就可以减滤波器的电容。因为E=4.44fNфm,频率高，就可以保证电动势不变的情况下，减小铁芯截面积和减少线圈匝数，从而减小变压器的体积和重量。
《电力电子技术》试题(E)
一、填空（30分）
1、双向晶闸管的图形符号是            ，三个电极分别是         ，        和          ；双向晶闸管的的触发方式有               、                   、                 、                 .。
2、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为             。三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为             。（电源相电压为U2）
3、要使三相全控桥式整流电路正常工作，对晶闸管触发方法有两种，一是用                
              触发；二是用                              触发。
4、在同步电压为锯齿波的触发电路中，锯齿波底宽可达             度；实际移相才能达              度。
5、异步电动机变频调速时，对定子频率的控制方式有            、             、                 、                    。
6、软开关电路种类很多，大致可分成           电路、          电路两大类。
7、变流电路常用的换流方式有              、               、             、            四种。
8、逆变器环流指的是只流经               、               而不流经               的电流，环流可在电路中加            来限制。
9、提高变流置的功率因数的常用方法有                     、                                       、                   。
10、绝缘栅双极型晶体管是以                                作为栅极，以                               作为发射极与集电极复合而成。
 二、             判断题,（20分）（对√、错×）
1、    半控桥整流电路，大电感负载不加续流二极管，输出电压波形中没有负向面积。(      )
2、采用两组反并联晶闸管的可逆系统，供直流电动机四象限运行时，其中一组逆变器工作在整流状态，那么另一组就工作在逆变状态。                     （     ）
3、晶闸管并联使用时，必须注意均压问题。                           （     ）
4、无源逆变指的是不需要逆变电源的逆变电路。                       （     ）
5、并联谐振逆变器必须是呈电容性电路。                             （     ）
6、直流斩波电路只能实现降低输出直流电压的作用                     （     ）
7、无源逆变指的是把直流电能转变成交流电能回送给电网。             （     ）
8、在三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反压为倍相电压U2。（     ）
9、三相全控桥整流电路中，输出电压的脉动频率为150Hz。             （     ）
10、变频调速实际是改变电动机内旋转磁场的速度，达到改变输出转速的目的。（     ）
三、选择题（每题2分 10分）
1、α为        度时，三相桥式全控整流电路，带电阻性负载，输出电压波形处于连续和断续的临界状态。
A、0度。B、60度。C、30度。D、120度。
2、晶闸管触发电路中，若使控制电压UC=0，改变       的大小，使触发角α=90º，可使直流电机负载电压Ud=0。达到调整移相控制范围，实现整流、逆变的控制要求。
A、       同步电压，  B、控制电压，  C、偏移调正电压。
3、能够实现有源逆变的电路为            。
A、三相半波可控整流电路，       B、三相半控整流桥电路，
C、单相全控桥接续流二极管电路，  D、单相桥式全控整流电路。
4、如某晶闸管的正向阻断重复峰值电压为745V，反向重复峰值电压为825V，则该晶闸管的额定电压应为（　　）
A、700V　　　B、750V　　　C、800V　　　D、850V
5、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是(      )
A、90°              B、120°             C、150°             D、180°
四、问答题（20分）
1、 实现有源逆变必须满足哪些必不可少的条件？（6分）
2、根据对输出电压平均值进行控制的方法不同，直流斩波电路可有哪三种控制方式？并简述其控制原理。（7分）
3、电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？（7分）
 五、计算题（每题10分，20分）
1．在图示升压斩波电路中，已知E=50V，负载电阻R=20Ω，L值和C值极大，采用脉宽调制控制方式，当T=40µs，ton=25µs时，计算输出电压平均值U0，输出电流平均值I0。

2、三相半波整流电路，如图所示：将变压器二次侧绕组等分为二段，接成曲折接法，每段绕组电压为100V。试求：
（1）       晶闸管承受的最大反压是多少？
（2）       变压器铁心有没有直流磁化？为什么？

《电力电子技术》（E）答案
一、填空
1、 第一阳极T1，第二阳极T2，门极G；I+，I-，III+，III-；

2、U2；U2。
3、大于60º小于120º的宽脉冲，脉冲前沿相差60º的双窄脉冲，
4、240º；0º—180º。
5、恒压频比控制、转差劲频率控制、矢量控制、直接转矩控制。
6、零电压、零电流
7、器件换流；电网换流；负载换流；强迫换流。
8、两组反并联的逆变桥；不流经负载；采用串联电抗器。
9、减小触发角；增加整流相数；采用多组变流装置串联供电；设置补偿电容。
10、电力场效应晶体管栅极为栅极；以电力晶体管集电极和发射极
二、判断题,
1、√；2、╳；3、╳；4、╳；5、√；6、╳；7、╳；8、╳；9、╳；10、√；
一、       选择题
1、  B；2、C；3、A、D；4、A；5、D。
二、       问答题
1、  实现有源逆变必须外接一直流电源，其方向与晶闸管电流方向相同，其数值要稍大于逆变桥电压，才能提供逆变能量。另外变流器必须工作在β<90º，（α>90º）区域，使Ud<0，才能把直流功率逆变为交流功率返送电网。
2、  第一种调制方式为：保持开关周期不变，改变开关导通时间ton称为脉宽调制。简称“PWM”调制。第二种调制方式为：保持开关导通时间ton不变，改变开关周期，称为频率调制。简称为“PFM”调制。第三种调制方式为：同时改变周期T与导通时间ton。使占空比改变，称为混合调制。
3、  电压型逆变器当交流侧为阻感性负载时，需要向电源反馈无功功率。直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂开关器件都反并联了反馈二极管。
而对电流型逆变器来说，当交流侧为阻感负载时，也需要提供无功能量反馈，但直流侧电感起缓冲无功能量的作用，因反馈无功能量时，直流电流并不反向，因此不必象电压型逆变器那样要给开关器件反并联二极管。

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