電力電子技術(shù)A卷答案.doc

一、填空題（本題滿分15分，每空1分）1、 門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）和電力晶體管（GTR）均屬于 全（電流） 控制型器件。2、在晶閘管額定電流的定義中，通態(tài)平均電流IVT(AV)與同一定義條件下的有效值IVT之間的關(guān)系是IVT= 1.57 IVT(AV)。3、三相橋式全控整流電路中6個晶閘管的觸發(fā)脈沖按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序觸發(fā)，相位依次差 60度 ；共陰極組VT1、VT3、VT5的觸發(fā)脈沖依次差 120度 。 4、 有源逆變 電路是把逆變電路的交流側(cè)接到電網(wǎng)上，把直流電逆變成同頻率的交流反送到電網(wǎng)去。 無源逆變 電路的交流側(cè)直接接到負載，將直流電逆變成某一頻率或可變頻率的交流電供給負載。 5、直流斬波電路中常用的控制模式是 PWM控制方式 。6、升降壓斬波電路呈現(xiàn)降壓狀態(tài)的條件為 0/2，使Ud為負值。（2分）4、電壓型逆變電路各橋臂并聯(lián)二極管的作用是什么？電流型逆變電路中有沒有這樣的二極管？為什么？答：在電壓型逆變電路中，當交流側(cè)為阻感負載時需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。當輸出交流電壓和電流的極性相同時，電流經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，而當輸出電壓電流極性相反時，由反饋二極管提供電流通道。（3分） 在電流型逆變電路中，直流電流極性是一定的，無功能量由直流側(cè)電感來緩沖。當需要從交流側(cè)向直流側(cè)反饋無功能量時，電流并不反向，依然經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，因此不需要并聯(lián)反饋二極管。（2分）5、脈沖寬度調(diào)制的原理是什么？正弦脈寬調(diào)制信號是怎樣產(chǎn)生的？答：脈沖寬度調(diào)制的原理是采用面積等效原理，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波形。（2分）把正弦半波分成N等分，看成由N個彼此相連的脈沖序列組成，它們寬度相同，幅值按正弦規(guī)律變化。根據(jù)面積等效原理，把上述脈沖利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點和相應(yīng)正弦波部分的中點重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積相等，就得到PWM波形。（3分）6、什么是硬開關(guān)？什么是軟開關(guān)？答：開關(guān)過程中，電壓、電流均不為零，出現(xiàn)了重疊，導(dǎo)致開關(guān)損耗；而且電壓和電流的變化很快，波形出現(xiàn)了明顯的過沖，導(dǎo)致開關(guān)噪聲的產(chǎn)生。具有這樣的開關(guān)過程的開關(guān)稱為硬開關(guān)。（2分） 通過在原來的開關(guān)電路中增加很小的電感、電容等諧振元件，構(gòu)成輔助換流網(wǎng)絡(luò)，在開關(guān)過程前后引入諧振過程，開關(guān)開通前電壓先降為零，或關(guān)斷前電流先降為零，就可以消除開關(guān)過程中電壓、電流的重疊，降低它們的變化率，從而大大減小甚至消除損耗和開關(guān)噪聲。具有這樣開關(guān)過程的開關(guān)稱為軟開關(guān)。（3分）三、綜合題：（本題滿分55分）1、三相橋式全控整流電路如圖1所示，U2=200V，帶阻感性負載，R=10歐，L值極大。當控制角=60o時，求：（本小題20分）1）畫出Ud、id、iVT1的波形；2）計算負載平均電壓Ud、平均電流Id、流過晶閘管平均電流IdVT和有效電流IVT的值。解：1）波形如圖所示。（9分）2）輸出平均電壓Ud、電流Id，流過晶閘管平均電流IdVT和有效電流IVT的值分別為Ud2.34U2 cos2.34200cos60234（V） （3分）IdUd /10234/1023.4（A） （2分）IdVT13Id 7.8（A） （3分）IVT13Id 13.5（A） （3分）2、Buck DC/DC變換器如圖2所示，已知E=200V，R=10，L值極大，EM=30V，T=50s,ton=20s, 試（本小題15分）1）說明變換器工作原理，畫出驅(qū)動信號及的波形；2）求輸出電壓平均值Uo； 3）求輸出電流平均值Io。解：1）工作原理：降壓斬波器的原理是：在一個控制周期中，讓V導(dǎo)通一段時間ton，由電源E向L、R、M供電，在此期間，uoE。然后使V關(guān)斷一段時間toff，此時電感L通過二極管VD向R和M供電，uo0。一個周期內(nèi)的平均電壓Uo。輸出電壓小于電源電壓，起到降壓的作用。（5分）波形如圖：（4分）2）輸出電壓平均值（3分）3）輸出電流平均值 （3分）4、單相交流調(diào)壓電路如圖3所示，若U2=220V，L=5.516mH，R=1，試求：（本小題10分）1）觸發(fā)角的移相范圍；2）負載電流的最大有效值；3）最大輸出功率及此時電源側(cè)的功率因數(shù)。解：1）負載阻抗角為 （2分）觸發(fā)角的移相范圍是 （2分）2）當=60o時，負載電流為最大，即（2分）3）最大輸出功率為（2分）電源側(cè)的功率因數(shù)為 （2分）5、單相橋式PWM逆變電路如圖4(a)所示，采用雙極性控制方式，當uruc時，給V1和V4導(dǎo)通信號，給V2和V3關(guān)斷信號；當uruc時，正好相反。試求：（本題滿分10分） 1）根據(jù)給定的ur，uc的波形（圖4(b)），繪制uo波形；2）由波形可知，采用的是異步調(diào)制還是同步調(diào)制？為什么？ 解：1）