電力電子技術(shù)期末考試卷和答案

1、共享知識(shí)分享快樂(lè)20092010學(xué)年第一學(xué)期期末考試卷課程名稱電力電子技術(shù)試卷編號(hào) A考試方式 閉卷 滿分分值100分 考試時(shí)間120分鐘題號(hào)一一二四五總分得分得分評(píng)卷人一、 填空題（每空1分，共26分）1.將直流電變?yōu)榻涣麟姺Q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)， 稱為;當(dāng)交流側(cè)直接和負(fù)載相連時(shí)，稱為 。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PW質(zhì)變電路幾乎都是 電路。3 .三相橋式全控整流電路，若整流變壓器副邊電壓u2=1002sin6tv,帶反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，G =300,則整流輸出平均電壓Ud= 04.按照電力電子器件能夠被控制電路

2、信號(hào)所控制的程度，可以將電力電子器件 分為以下三類： 、和 05 .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 0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 Ao若該晶閘管陰、陽(yáng)極間所加電壓為100sin6tV,則其額定電壓應(yīng)為 V。（不考慮晶閘管電流、電壓的安全裕量。）9 .電力變換通?？煞譃樗拇箢?，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)橋臂的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是的。但實(shí)際上為

3、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 。得分評(píng)卷人13.下列電力半導(dǎo)體器件中,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。二、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共10分）（）最適合用在小功率、高開關(guān)頻率的電力電子電路中。a.晶閘管 b. GTR c.電力 MOSFET d. IGBT14.三相橋式全控整流電路帶大電感負(fù)載,則電路中品閘管的觸發(fā)角的移相范頁(yè)眉內(nèi)容圍是（）a. 1800 b. 1500 c. 1200 d. 9015 .有兩組三相半波可控整流電路，一組是共陽(yáng)極接法，一組是共陰極接法，如果它們的觸發(fā)角都是«

4、,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（）。a. 90 0 b.1800c.1500 d. 12016 .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（）。a.器件換流b. 電網(wǎng)換流 c. 負(fù)載換流 d.強(qiáng)迫換流17 .下列電力電子器件中，屬于電壓控制型器件的是（）得分評(píng)卷人a. GTOb. GTR c.晶閘管 d. IGBT三、問(wèn)答題（每小題6分，共24分）18.全控型器件的緩沖電路的彳用是什么？試分析圖1中RCDS沖電路中各元件的作用線沖電招VD不o圖119 .使變流器工作于有源逆變狀態(tài)的條件是什么？20 .什么是PWM6制

5、？簡(jiǎn)述PWM6制的基本原理21 .什么是電壓型逆變電路？有什么特點(diǎn)？得分評(píng)卷人四、計(jì)算題（每小題10分，共30分）22 .單相橋式全控整流電路如圖2, U2=100V,負(fù)載中R = 2C, L值極大，當(dāng)口 =60°時(shí)，要求：作出ud、id和2的波形；求整流輸出平均電壓Ud、電流1 d和變壓器二次電流有效值1 2。223 .一單相交流調(diào)壓電路，電源為工頻 220V,電阻性負(fù)載，R=5Q,延遲角a =300, 試求：負(fù)載電壓有效值u。；負(fù)載電流有效值I。；電源側(cè)的功率因數(shù)。24 .在圖3的升壓斬波電路中，已知 E=50V, L值和C值極大，R = 10Q ,采用脈寬調(diào)制控制方式，當(dāng)T=4

6、0%, 3 =15%時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值U。和輸出電流平均值I評(píng)卷人五、波形分析題（10分）25 .在圖4所示三相半波整流電路中，如果 b相的觸發(fā)脈沖消失，試?yán)L出在電阻負(fù)載和阻感負(fù)載下整流電壓ud的波形（口 = 300 ）。2009 2010學(xué)年第一學(xué)期期末考試卷答案課程名稱電力電子技術(shù)試卷編號(hào)A專業(yè)電氣一、 填空題（每空1分，共25分）_1.有源逆變 無(wú)源逆變2.電壓型 電流型 3. 11734.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 門極有足夠大的觸發(fā)電流7.按控制目標(biāo)的要求施加開通或關(guān)斷的信號(hào)，對(duì)半控型器件提供開通控制信號(hào)，對(duì)全控型器件則既要

7、提供開通控制信號(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 100V9.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,減小器件的開關(guān)損耗。（3分）RCD緩沖電路中各元件的作用是：開通時(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 壓

8、。（2分）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 和品閘管導(dǎo)通方向一致，其值大于變流器直流側(cè)平均電壓（3分）；二是晶閘管的控制角a 九/2,使Ud為負(fù)值（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)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。上述原理稱為面積等效原理。（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

9、脈沖列組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于冗/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等效的。(3分)21 .直流側(cè)電源為電壓源的逆變電路稱為電壓型逆變電路。(2分)電壓型逆變電路的特點(diǎn)如下：(1)直

10、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)，在開關(guān)過(guò)程前后引入諧振(1分)，開關(guān)開通前電壓先降 為零，或關(guān)斷前電流先降為零，消除電壓、電流的重疊?？山档蜕踔料_關(guān)損 耗和開關(guān)噪聲。這樣的電路稱為軟開關(guān)電路。具有這樣開關(guān)過(guò)程的開關(guān)稱軟開關(guān)(1 分)。四、計(jì)算題(每小題10分，共30分)2

11、2解：山、id、和i2的波形如下圖:輸出平均電壓Ud、電流Id,變壓器二次電流有效值I2分別為Ud = 0.9 U2 cos% = 0.9X100X cos60 =45 (V)Id=Ud/R= 45/2 = 22.5 (A)l2 = Id =22.5 (A)晶閘管承受的最大反向電壓為：72U2=100& = 141.4 (V)考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為：UN= (23) X 141.4= 283424 (V)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g電流有效值為：IVT = Id/ 72 = 15.91 (A)晶閘管的額定電流為：In= (1.52) X 15.91 / 1.57= 15.220.27 (A)共享知識(shí)分享快樂(lè)具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。23解負(fù)載電壓有效值U0U0 二 5 21,2 二s i n 2a