电力电子技术考试卷

1一、填空（每空1分，30分）1、按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分、、三类。2、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在状态。在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为。3、三相半波电阻性负载可控整流电路中，晶闸管所承受的最大反向电压等于（设U2为相电压有效值），晶闸管控制角α的移相范围是。4、在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，续流二极管承受的最大反向电压为（设U2为相电压有效值），设晶闸管控制角α，则晶闸管的导通角等于，续流二极管的导通等于。5、晶闸管对触发脉冲的要求是、和。6、对于可控整流电路，换相重迭角的影响，将使用输出电压平均值。7、大、中功率的变流器广泛应用的是触发电路，同步信号为锯齿波的触发电路，可分为三个基本环节，即、和。8、电压型逆变器直流侧是电压源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧是用进行滤波，电压型三相桥式逆变电路换流是在桥路的元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是度。9、电流从一个支路向另一个支路转移的过程称为换流，从大的方面，换流可以分为两类，即外部换流和________，进一步划分，前者又包括________和________两种换流方式。10、图所示为电路，若输入电压为10V，开关S的开关周期为10mS，一个周期导通时间为5mS，在电流连续、理想的工作情况下，输出电压为V。RUiUoLSDC211、单相交流调压电阻性负载电路的移相范围在内，在电感性负载时移相范围在内。12、载波比(又称频率比)K是PWM电路主要参数，设调制波的频率为fr，载波的频率为fc，则载波比表达式为K=，当它为常数时的调制方式称为_____调制。二、选择题（每题2分，20分）1、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()A.导通状态B.关断状态C.饱和状态D.不定2、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()A.增加晶闸管的导电能力B.抑制温漂C.增加输出电压稳定性D.防止失控现象的产生3、α为()度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续和断续的临界状态。A.0度B.30度C.60度D.120度，4、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.Ud=-2.34U2cosβB.Ud=1.17U2cosβC.Ud=2.34U2cosβD.Ud=-0.9U2cosβ5、三相半波可控整流电路的自然换相点是()。A.交流相电压的过零点B.本相相电压与相邻相电压正半周的交点处C.比三相不控整流电路的自然换相点超前30°D.比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°6、整流变压器漏抗对电路的影响有()。A.电流变化缓和B.输出电压脉动减小C.整流装置的功率因数降低D.引起相间短路37、在一般可逆电路中，最小逆变角βmin选在下面那一种范围合理()。A.0ºB.0º-10ºC.10º-15ºD.30º-35º。8、晶闸管交流调压电路采用以下哪种控制方式()A.相位控制B.周期控制C.通断控制D.斩波控制9、一般认为交交变频输出的上限频率()A.约为电网频率的1/2~1/3B.高于电网频率C.可达电网频率的80%D.与电网有相同的频率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()A.减小三角波频率B.减小输入正弦控制电压频率C.减小三角波幅度D.减小输入正弦控制电压幅值三、分析计算题（50分）1(10分)、三相全控桥整流电路接阻感负载，Ld=∞，直流侧电流连续，正常工作时突然有一个晶闸管烧断，出现如下图ud波形。0tωudubaucauabubcucbuac通过该波形回答下列问题：（1）正常工作时触发角α等于多少？（2）判断T1-T6中的哪一个管子损坏？（注T1、T3、T5分别对应a、b、c三相的上桥臂；T4、T6、T2分别对应a、b、c三相的下桥臂）（3）已知该ud波形中最高电压为500V，求此时输出电压平均值Ud。（cos34.22UUd）42(10分)、电路如图所示，单相全控桥式整流电路接大电感负载，R=4Ω，U2=220V。触发角为60°时，回答下列问题：（1）试求Ud、Id、晶闸管电流有效值IVT、变压器副边电流有效值I2，按裕量系数2确定晶闸管的额定电流；（2）作出ud、id、iVT、i2的波形图。3(10分)、电路如下图所示，已知E=100V，负载电阻R=20Ω，L值和C值极大，开关器件的占空比为40%，试回答下列问题：（1）写出该电路的名称；（2）分析其工作原理和能量转移过程；（3）计算输出电压平均值U0，输出电流平均值I0。4（10分）、单相桥式电压型逆变电路如下图所示：（1）根据给出的4个IGBT栅极信号波形，5画出稳态时负载电压uo波形、负载电流io波形；（2）结合波形分析电路工作过程。5（10分）、某台灯由单相交流调压电路供电，设该台灯可看作电阻负载，在=0时输出功率为最大值，试求功率为最大输出功率的50%时的开通角。6题号一二三四总分得分一、判断题（每题1分，10分）（对√、错×）1、在半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路出故障时会出现失控现象。()2、在用两组反并联晶闸管的可逆系统，使直流电动机实现四象限运行时，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、电压型逆变电路，为了反馈感性负载上的无功能量，必须在电力开关器件上反并联反馈二极管。()4、在有源逆变电路中，当某一晶闸管发生故障，失去开通能力，则会导致逆变失败。()5、在三相半波可控整流电路中，电路输出电压波形的脉动频率为300Hz。()6、用多重逆变电路或多电平逆变电路，可以改善逆变电路的输出波形，使它更接近正弦波。()7、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。()8、在单相全控桥整流电路中，晶闸管的额定电压应取U2。()9、GTR一次击穿后，若集电极电流不超过与最大允许耗散功率相对应的限制，GTR不会损坏。()10、晶闸管触发电路中，若改变控制电压的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。()7二、填空（每空1分，20分）1、晶闸管在额定情况下的有效值电流为ITn等于倍IT（AV），如果IT（AV）=100安培，则它允许的有效电流为安培。通常在选择晶闸管时还要留出倍的裕量。2、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作状态。当器件的工作频率较高时，_________损耗会成为主要的损耗。3、多个晶闸管相并联时必须考虑的问题，解决的方法是。4、三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相范围，三相全控桥电阻性负载时，电路的移相范围，三相半控桥电阻性负载时，电路的移相范围。5、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。6、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。7、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在上的上、下二个元件之间进行；而120º导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在上的元件之间进行的。8、大、中功率的变流器广泛应用的是晶体管触发电路，同步信号为锯齿波的触发电路，可分为三个基本环节，即、和。9、单相交流调压电阻性负载电路的移相范围在内，在电感性负载时移相范围在内。8三、分析及简答题（每题5分20分）1、试列举4种以上可自关断器件的名称（或英文名称），并分别说明其为电压控制型还是电流控制型。2、在三相半波整流电路中，如果U相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压Ud的波形。（本题请在下面的波形图上作答）假设=0，当负载为电阻时，Ud的波形如下：假设=0，当负载为电感时，Ud的波形如下：3、什么是逆变失败？逆变失败后有什么后果？形成的原因是什么？4、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？四、计算题（50分）1、（10分）三相半波有源逆变电路，反电动势阻感负载，已知U2＝100V，R=1Ω，L=∞，EM=-150V，β=30º，求直流侧平均电压和平均电流、晶闸管电压定额（考虑2倍冗余）、电流定额（考虑2倍冗余）、此时送回电网的平均功率是多少。92（20分）、三相桥式全控整流电路，如下图所示，反电动势阻感负载，E＝200V，R=1Ω，L值极大，输入相电压的有效值为220V，α=60º。回答下列问题：（1）在漏感LB＝0时，求出直流侧Ud、Id；（2）在漏感LB＝1mH时，求出直流侧Ud、Id、换流重叠角γ；（3）在图中画出考虑漏感时，输出电压、输出电流和VT1电流的波形。（本小题请在下面的波形图上作答）3（10分）、下图为交直交单相桥式电压型逆变电路，回答下列问题：10（1）根据给出的4个IGBT栅极信号波形，画出稳态时负载电压uo波形、负载电流io波形；（2）结合波形分析电路工作过程。4（10分）、下图电路，C值极大，R=50Ω，采用脉宽调制控制方式。回答下列问题：（1）写出该电路的名称；（2）求输入电压Ud为27V±10％，输出电压Uo为45V时该电路开关管的最大占空比；（3）画出连续导电模式下电感电压uL波形、电感电流iL波形、开关器件两端的电压uS波形及二极管电流iD波形。11