電力電子技術(shù)期末考試卷和答案98368

1、20092010學(xué)年第一學(xué)期期末考試卷課程名稱(chēng) 電力電子技術(shù) 試卷編號(hào) A 考試方式 閉卷 滿(mǎn)分分值 100分 考試時(shí)間 120分鐘 題 得分一、 填空題（每空1分，共26分） 評(píng)卷人 1. 將直流電變?yōu)榻涣麟姺Q(chēng)為逆變。當(dāng)交流側(cè)接在電網(wǎng)上，即交流側(cè)接有電源時(shí)， 稱(chēng)為 ；當(dāng)交流側(cè)直接和負(fù)載相連時(shí)，稱(chēng)為 。 2. PWM逆變電路根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同，也可分為 和 兩種。目前實(shí)際應(yīng)用的PWM逆變電路幾乎都是 電路。 ?tsin?1002uV,三相橋式全控整流電路，若整流變壓器副邊電壓帶反電動(dòng) 3. 2U0?30?= 勢(shì)阻感負(fù)載，。，則整流輸出平均電壓 d 4. 按照電力電子器件能夠被控制電路信號(hào)

2、所控制的程度，可以將電力電子器件 分為以下三類(lèi)： 、 和 。 5電力半導(dǎo)體器件由于承受過(guò)電壓、過(guò)電流的能力太差，所以其控制電路必須 設(shè)有 和 保護(hù)電路。 6. 晶閘管導(dǎo)通的條件有二：一是 ， 二是 。 7. 電力電子器件驅(qū)動(dòng)電路的任務(wù)是將 。 驅(qū)動(dòng)電路還要提供 。 8. 若晶閘管電流的有效值是314A，則其額定電流為 A。若該晶閘管 ?t （不考。V ，則其額定電壓應(yīng)為V100sin陰、陽(yáng)極間所加電壓為 慮晶閘管電流、電壓的安全裕量。） 9. 電力變換通?？煞譃樗拇箢?lèi)，即交流變直流、 、 和 。 10. 電子技術(shù)包括 和 兩大分支。 11. 在電壓型逆變電路的PWM控制中，同一相上下兩個(gè)橋臂的

3、驅(qū)動(dòng)信號(hào)是 的。但實(shí)際上為了防止上下兩個(gè)橋臂直通而造成短路，在上 下兩臂通斷切換時(shí)要留一小段上下臂都施加關(guān)斷信號(hào)的 。 12. 在三相全控橋整流電路中，觸發(fā)脈沖可采用 觸發(fā)與 觸發(fā)兩種方法。 分得 分）10二、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共 評(píng)卷人 ）最適合用在小功率、高開(kāi)關(guān)頻率的電力電（ 13. 下列電力半導(dǎo)體器件中， 子電路中。IGBT d. 電力MOSFET . b. GTR c a. 晶閘管?的移相范則電路中晶閘管的觸發(fā)角14. 三相橋式全控整流電路帶大電感負(fù)載， ）。圍是（ 00 00 a. 180 c. 120 b. 150 d. 90 有兩組三相半波可控整流電路，一組是共陽(yáng)極接法，一

4、組是共陰極接法，15. ? 如果它們的觸發(fā)角都是那么共陰極組的觸發(fā)脈沖與共陽(yáng)極組的觸發(fā)脈， 。 ）沖對(duì)同一相來(lái)說(shuō)，在相位上相差（0000 b.180a. 90 d. 120 c.150 16. 對(duì)于晶閘管可控整流電路，無(wú)論其工作在整流狀態(tài)還是有源逆變狀態(tài)，其 ）。換流方式都屬于（ d. 強(qiáng)迫換流電網(wǎng)換流 c. 負(fù)載換流a. 器件換流 b. ）17. 下列電力電子器件中，屬于電壓控制型器件的是（ IGBT d. 晶閘管c. a. GTOb. GTR 分 得 分，共624分）（每小題三、問(wèn)答題 評(píng)卷人 緩沖電路中各元件1全控型器件的緩沖電路的作用是什么？試分析圖18. RCD中 的作用。 1圖 1

5、9. 使變流器工作于有源逆變狀態(tài)的條件是什么？ 20. 什么是PWM控制？簡(jiǎn)述PWM控制的基本原理。 什么是電壓型逆變電路？有什么特點(diǎn)？21. 得 分 30分）（每小題四、計(jì)算題10分，共 評(píng)卷人 VU?100L?2R? 單相橋式全控整流電路如圖22. 2，值極大，負(fù)載中2iuiU0?60?、的波形；求整流輸出平均電壓時(shí)，要求：作出、和當(dāng)dd2dII 電流和變壓器二次電流有效值。2d 圖2 u2 t0 ?0。，延遲角=3023.一單相交流調(diào)壓電路，電源為工頻220V，電阻性負(fù)載，R=5IU ；負(fù)載電流有效值；電源側(cè)的功率因數(shù)。試求：負(fù)載電壓有效值00 ?10R，采用C值極大，L24. 在圖3的

6、升壓斬波電路中，已知E=50V，值和?Ut?15s?sT=40和輸出電脈寬調(diào)制控制方式，當(dāng)，時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值onoI 流平均值。o 3 圖 分 得 10五、波形分析題（分） 評(píng)卷人 相的觸發(fā)脈沖消失，試?yán)L出在電阻425. 在圖所示三相半波整流電路中，如果bu?30? ）的波形（負(fù)載和阻感負(fù)載下整流電壓。0d 4 圖 2010學(xué)年第一學(xué)期期末考試卷答案2009 電氣 試卷編號(hào) A 專(zhuān)業(yè) 課程名稱(chēng) 電力電子技術(shù) 分）1分，共25一、 填空題（每空3 117 3 2電壓型 電流型 無(wú)源逆變1有源逆變 4半控型器件 不控型器件 全控型器件 5過(guò)電壓保護(hù) 過(guò)電流保護(hù) 6有正向陽(yáng)極電壓 門(mén)極有足夠大

7、的觸發(fā)電流 7按控制目標(biāo)的要求施加開(kāi)通或關(guān)斷的信號(hào)，對(duì)半控型器件提供開(kāi)通控制信號(hào)，對(duì)全控型器件則既要提供開(kāi)通控制信號(hào)，又要提供關(guān)斷控制信號(hào)。提供控制電路與主電路之間的電氣隔離環(huán)節(jié) 8. 200A 100V 9. 直流變交流 交流變交流 直流變直流 10. 信息電子技術(shù) 電力電子技術(shù) 11. 互補(bǔ) 死區(qū)時(shí)間 12. 雙窄脈沖 單寬脈沖 二、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共10分） 13. c 14. d 15. b 16. b 17. d 三、問(wèn)答題（每小題5分，共25分） 18. 緩沖電路的作用是抑制器件的內(nèi)因過(guò)電壓、du/dt、過(guò)電流和di/dt，減小器件的 開(kāi)關(guān)損耗。（3分） RCD緩沖電路中各

8、元件的作用是：開(kāi)通時(shí)，Cs經(jīng)Rs放電，Rs起到限制放電電流的作用；關(guān)斷時(shí)，負(fù)載電流經(jīng)VDs從Cs分流，使du/dt減小，抑制過(guò)電。 分）2（壓19. 使變流器工作于有源逆變狀態(tài)的條件有二：一是有直流電動(dòng)勢(shì)，其極性和晶閘 管導(dǎo)通方向一致，其值大于變流器直流側(cè)平均電壓（3分）；二是晶閘管的控制? /2，使Ud為負(fù)值（角2分）。 20. PWM控制就是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。即通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行 調(diào)制，來(lái)等效地獲得所需要的波形（含形狀和幅值）。（1分） 采樣控制理論中有一條重要的理論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同，沖量即窄脈沖的面積。效果基本相同是指環(huán)

9、節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。上述原理稱(chēng)為面積等效原理。（1分） 以正弦PWM控制為例。把正弦分成N等分，就可把其看成是N個(gè)彼此相連的脈沖列組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于/N，但幅值不等且脈沖頂部不是水平直線而是曲線，各脈沖幅值按正弦規(guī)律變化。如果把上述脈沖列用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦波部分的中點(diǎn)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。各PWM脈沖的幅值相等而寬度是按正弦規(guī)律變化的。根據(jù)面積等等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。對(duì)于正弦波的負(fù)半周，也可以用相同的方法得到PWM波形?？梢?jiàn)，所得到的PWM波形和期望得到的正弦波是

10、等效的。（3分） 21. 直流側(cè)電源為電壓源的逆變電路稱(chēng)為電壓型逆變電路。（2分） 電壓型逆變電路的特點(diǎn)如下： (1) 直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)。（1分） (2) 輸出電壓為矩形波，輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同。（1分） (3) 阻感負(fù)載時(shí)需提供無(wú)功功率,直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。（1分） 22. 在電力電子電路中，在原電路中增加了小電感、電容等諧振元件，構(gòu)成輔助換流網(wǎng)絡(luò)（2分），在開(kāi)關(guān)過(guò)程前后引入諧振（1分），開(kāi)關(guān)開(kāi)通前電壓先降為零，或關(guān)斷前電流先降為零，消除電壓、電流的重疊。可降低甚至消除開(kāi)

11、關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)噪聲。這樣的電路稱(chēng)為軟開(kāi)關(guān)電路。具有這樣開(kāi)關(guān)過(guò)程的開(kāi)關(guān)稱(chēng)軟開(kāi)關(guān)（1分）。 四、計(jì)算題（每小題10分，共30分） u、i、和i 的波形如下圖：解：22 2ddu 2?tO?ud?tO?I2? tO ，變壓器二次電流有效值I分別為輸出平均電壓U、電流I2dd （V）100cos6045 cosU0.9 U0.92d A）45/222.5（IU /Rdd （AI） 22.5Id2 晶閘管承受的最大反向電壓為： ）（VU100141.4222 考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為： ）（V）141.4283424（U23N具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。 流過(guò)晶閘管的電流有效值為： II15.91（A） 2dVT晶閘管的額定電流為： I（1.52）15.911.5715.220.27（A） N具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。 23 解 U 負(fù)載電壓有效值0 ?a1sin2a?U?U 220*0.9855=216.81(V)1