电力电子试卷一

考试试卷(1)卷一、填空题（本题共8小题，每空1分，共20分）1、电子技术包括__信息电子技术___和电力电子技术两大分支，通常所说的模拟电子技术和数字电子技术就属于前者。2、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在____开关_____状态。当器件的工作频率较高时，__开关_______损耗会成为主要的损耗。3、在PWM控制电路中，载波频率与调制信号频率之比称为______载波比_______，当它为常数时的调制方式称为_____同步____调制。在逆变电路的输出频率范围划分成若干频段，每个频段内载波频率与调制信号频率之比为桓定的调制方式称为_____分段同步_______调制。4、面积等效原理指的是，_____冲量____相等而__形状_____不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。5、在GTR、GTO、IGBT与MOSFET中，开关速度最快的是___MOSFET______，单管输出功率最大的是____GTO_________，应用最为广泛的是___IGBT________。6、设三相电源的相电压为U2，三相半波可控整流电路接电阻负载时，晶闸管可能承受的最大反向电压为电源线电压的峰值，即，其承受的最大正向电压为。7、逆变电路的负载如果接到电源，则称为有源逆变，如果接到负载，则称为无源逆变。8、如下图，指出单相半桥电压型逆变电路工作过程中各时间段电流流经的通路(用V1,VD1,V2,VD2表示)。(1)0~t1时间段内，电流的通路为____VD1____；(2)t1~t2时间段内，电流的通路为___V1____；(3)t2~t3时间段内，电流的通路为___VD2____；(4)t3~t4时间段内，电流的通路为___V2____；(5)t4~t5时间段内，电流的通路为___VD1____；二、选择题（本题共10小题，前4题每题2分，其余每题1分，共14分）1、单相桥式PWM逆变电路如下图，单极性调制工作时，在电压的正半周是（B）A、V1与V4导通，V2与V3关断B、V1常通，V2常断，V3与V4交替通断C、V1与V4关断，V2与V3导通D、V1常断，V2常通，V3与V4交替通断2、对于单相交流调压电路，下面说法错误的是（D）A、晶闸管的触发角大于电路的功率因素角时，晶闸管的导通角小于180度B、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角时，必须加宽脉冲或脉冲列触发，电路才能正常工作C、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角正常工作并达到稳态时，晶闸管的导通角为180度D、晶闸管的触发角等于电路的功率因素角时，晶闸管的导通角不为180度3、在三相三线交流调压电路中，输出电压的波形如下图所示，在t1~t2时间段内，有（C）晶闸管导通。A、1个B、2个C、3个D、4个4、对于单相交交变频电路如下图，在t1~t2时间段内，P组晶闸管变流装置与N组晶闸管变流装置的工作状态是（C）A、P组阻断，N组整流B、P组阻断，N组逆变C、N组阻断，P组整流D、N组阻断，P组逆变5、电阻性负载三相半波可控整流电路中，控制角的范围是（D）A、30°～150B、0°～120°C、15°～125°D、0°～150°6、桓流驱动电路中加速电容C的作用是（A）A、加快功率晶体管的开通B、延缓功率晶体管的关断C、加深功率晶体管的饱和深度D、保护器件7、直流斩波电路是一种（C）变换电路。A、AC/ACB、DC/ACC、DC/DCD、AC/DC8、为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储时间，桓流驱动电路经常采用（B）A、du/dt抑制电路B、抗饱和电路C、di/dt抑制电路D、吸收电路9、已经导通的晶闸管的可被关断的条件是流过晶闸管的电流（A）A、减小至维持电流以下B、减小至擎住电流以下C、减小至门极触发电流以下D、减小至5A以下10、IGBT是一个复合型的器件，它是（B）A、GTR驱动的MOSFETB、MOSFET驱动的GTRC、MOSFET驱动的晶闸管D、MOSFET驱动的GTO三、简答题（共3小题，22分）1、简述晶闸管导通的条件与关断条件。（7分）晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流ＩＬ以上。导通后的晶闸管管压降很小。（3分）使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值－维持电流ＩＨ以下。其方法有二：（1）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压；（2分）（2）增加负载回路中的电阻。（2分）2、电压型逆变电路的主要特点是什么？（8分）(1)直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；（2分）(2)输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；（3分）(3)阻感负载时需提供无功。为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。（3分）3、简述实现有源逆变的基本条件，并指出至少两种引起有源逆变失败的原因（7分）（1）外部条件：要有一个能提供逆变能量的直流电源，且极性必须与直流电流方向一致，其电压值要稍大于Ud；（2分）（2）内部条件：变流电路必须工作于β90°区域，使直流端电压Ud的极性与整流状态时相反，才能把直流功率逆变成交流功率返送回电网。这两个条件缺一不可。（2分）当出现触发脉冲丢失、晶闸管损坏或快速熔断器烧断、电源缺相等原因都会发生逆变失败。当逆变角太小时，也会发生逆变失败。（3分）四、作图题（共2小题，每题12分，共24分）1、三相全控桥，阻感负载，主回路整流变压器的接法是D,y5，采用NPN管的锯齿波触发器，要求在整流与逆变状态运行。同步变压器二侧电压经R-C滤波器滤波后（滞后角为30°）接到触发电路。同步变压器的的接法为Y/Y-10，4接法，如下图所示，选择晶闸管的同步电压。（要给出分析过程，分析依据）晶闸管VT1VT2VT3VT4VT5VT6主电路电压+Uu-Uw+Uv-Uu+Uw-Uv同步电压同步变压器的钟点数为Y/Y-10,4晶闸管VT1VT2VT3VT4VT5VT6主电路电压+Uu-Uw+Uv-Uu+Uw-Uv同步电压UsU-UsWUsV-UsUUsW-UsV2、电路与波形如图所示。（1）若在t1时刻合上K，在t2时刻断开K，画出负载电阻R上的电压波形；（2）若在t1时刻合上K，在t3时刻断开K，画出负载电阻R上的电压波形。（ug宽度大于3600）。（a）电路图（b）输入电压u2的波形图（五、计算题（共1小题，共20分）1、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。（1）触发角为60°时，(a)试求Ud、Id、晶闸管电流平均值IdVT、晶闸管电流有效值IVT、变压器副边电流有效值I2；（b）作出ud、id、iVT2、i2的波形图（图标清楚，比例适当）。（2）当负载两端接有续流二极管时，（a）试求Ud、Id、IdVT、IVT、IVD、IdVD、I2；（b）作出ud、id、iVT2、iVD、i2的波形图（图标清楚，比例适当）。1、(1)(a)Ud=0.9U2cosα=0.9×220×cos600=99V（1分）Id=Ud/R=99/4=24.75A（1分）I2=Id=24.75A（1分）IdVT=1800/3600×Id=24.75/2=13.38A（1分）IVT=（2分）（b）波形如图1所示（3分）（2）（a）Ud=0.9U2（1+cosα）/2=0.9×220×（1+cos600）/2=148.5V（1分）Id=Ud/R=148.5/4=37.13AIdVT=（1800-α）/3600×Id=（1800-600）/3600×37.13=12.38A（1分）（1分）（2分）IdVD=2α/3600×Id=2×600/3600×37.13=12.38A（1分）（2分）（b）波形如图2所示（3分）