電力電子技術試題套答案

1、第一套題答案！一、填空題（共8小題，每空1分，共20分）1、空1信息電子技術2、空1開關；空2開關3、空1載波比；空2同步；空3分段同步4、空1沖量；空2形狀5、空 1 MOSFET;空 2 GTO;空 3 IGBT6、空1而% ;空2尤57、空1有源；空2無源8、空 1 VD1 ;空 2 V1;空 3 VD2 ;空 4 V2 ;空 5 VD1二、選擇題（共10小題，前4題每題2分，其余每題1分，共14分）1、（B）2、（D）3、（C）4、（C）5、（D）6、（A）7、（C）8、（B）9、（A）10、（ B）三、簡答題（共3小題，共22分）1、（7 分）品閘管導通的條件是：陽極承受正向電壓，處

2、于阻斷狀態(tài)的晶閘管，只有在門極加正 向觸發(fā)電壓，才能使其導通。門極所加正向觸發(fā)脈沖的最小寬度，應能使陽極電流達 到維持通態(tài)所需要的最小陽極電流，即擎住電流IL以上。導通后的晶閘管管壓降很 小。（3分）使導通了的晶閘管關斷的條件是：使流過晶閘管的電流減小至某個小的數(shù)值一維持電 流I H以下。其方法有（1）減小正向陽極電壓至某一最小值以下，或加反向陽極電壓； （2分）（2）增加負載回路中的電阻。（2分）2、（8 分）（1）直流側為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側電壓基本無脈動；（2分）（2）輸出電壓為矩形波，輸出電流因負載阻抗不同而不同；（3分）（3）阻感負載時需提供無功。為了給交流側向直流側反饋的無功

3、提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。（3分）3、（7 分）（1）外部條件：要有一個能提供逆變能量的直流電源，且極性必須與直流電流方向一致，其電壓值要稍大于Ud; （2分）（2）內部條件：變流電路必須工作于B <90區(qū)域，使直流端電壓Ud的極性與整流狀態(tài)時相反，才能把直流功率逆變成交流功率返送回電網(wǎng)。 這兩個條件缺一不可。（2分） 當出現(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失、晶閘管損壞或快速熔斷器燒斷、電源缺相等原因都會發(fā)生逆變 失敗。當逆變角太小時，也會發(fā)生逆變失敗。（3分）四、作圖題（共2小題，每題12分，共24分）1、（12 分）同步變壓器的鐘點數(shù)為Y/Y-10,4晶閘管VT1VT2VT3VT4VT5VT6

4、主電路電壓+Uu-Uw+Uv-Uu+Uw-Uv同步電壓UsU-UsWUsV-UsUUsW-UsV2、（12 分）五、計算題（共1小題，20分）1、（1） （a）Ud=0.9U2cos a =0.9 乂 220 x cos600=99VId=Ud/R=99/4=24.75A （1 分）I2=Id=24.75A （1 分）IdVT=1800/3600 K=24.75/2=13.38A （1 分）X24.75 = 17,5,4 八（2分）IVT=（b）波形如圖1所示（3分）x37 13-21/1424 ,、（1分）（2） （a） Ud=0.9U2 （1+cos& /2=0.9 220X （1

5、+cos600） /2=148.5V （1 分）Id=Ud/R=148.5/4=37.13A IdVT= （1800- /3600 粗=（1800-600） /3600 37.13=12.38A（1分）"-6。%5/3。班q分）二x37.13=21.44i4 八（2分）（b）波形如圖2耳內（32） 圖1波形圖,試卷參考答案及評分充作、填空題：（本隨壬1、2、3、4、5、6、空 空 空 空 空 空111111GTR 1基波電糊曲移/軍均壓24V1二、選擇題:1、（D）6、（B）11、（C）簡答題1、（7 分）斷"力）7o史直今畫五!3t叩3 IE2o%，直流變直充0JI10X

6、VD 1;空 T2jlI3I1 2 JIIdVD=2 a /3600 X Id=2 乂 600/3600 X 37.13=12.38A）答：（1）直流側為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側電壓基本無脈動；（2分）（2）輸出電壓為矩形波，輸出電流因負載阻抗不同而不同；（3分）（3）阻感負載時需提供無功。為了給交流側向直流側反饋的無功提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。（2分）2、（8 分）答：圖a不合理（1分），電流小于維持電流（2分）圖b不合理（1分），最高電壓大于額定電壓（1分）圖c合理（1分），電流為150A小于100X1.57 （2分）3、（7 分）答：儲存電能升壓（3分）；保持輸出電壓穩(wěn)定（4

7、分）。4、（8 分）答：出現(xiàn)換相重疊角，整流輸出電壓平均值Ud降低；整流電路的工作狀態(tài)增多；（2品閘管的di/dt減小，有利于品閘管的安全開通；（2分）有時人為申入進線電抗器以抑制品閘管的 di/dt ；換相時晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的 du/dt,可能使晶閘管誤導通，為此必須加吸收 電路（2分）；換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。（2分）四、作圖題：（本題共3小題，共26分）1、（8 分）2、（12 分）3、（6 分）五、計算 共15分）解：1、題：（本題共1小題,wL=2兀 fL=62.8 >10R=10負載端電流波形平直此為大電感負載Ud=2.34U2cos a =117VId

8、=Ud/R=117A也I2=175.5A。波形繪制試卷參考答案及評分標準（3卷）課程名稱：電力電子技術適用專業(yè)/年級：考試方式：閉卷一、填空題（本題共7小題，每空（3分）（3分）（3分）（3分）（3分）選課課號：抽（命）題人：卷面總分： 100 分1分，共20分）MOSFET;空 6 GTR。1、空 1 GTR;空 2 GTO;空 3 MOSFET;空 4 IGBT;空 5 2、空1要有足夠的驅動功率；空2觸發(fā)脈沖前沿要陡幅值要高;空3觸發(fā)脈沖要與晶閘管陽極電壓同步。3、空1均流；空2用專用均流電抗器。4、空1 正弦波；空2方波。5、空 1 180。6、空1增加；空2下降。7、空1快速熔斷器；

9、空2用進線電抗器；空3接入直流快速開關；空4控制快速移相使輸出電壓下降。二、選擇題（本題共10小題，每小題1分，共10分）1、（A）2、（C）3、（B）4、（A）5、（A）6、（D）7、（C）8、（C）9、（B）10、（D）三、判斷題（本題共10小題，每小題1分，共10分）1、（/2、（ X）3、（的4、（ X）5、（附6、（ X）7>（X）8、（ X）9、（ X）10、（/四、簡答題（本題共3小題，共32分）1、（12 分）答：對IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET的優(yōu)缺點的比較如下表：（每格1.5分）器件優(yōu)點缺點IGBT開關速度高，開關損耗小，具有耐脈沖電流沖擊 的能力，通態(tài)壓

10、降較低，輸入阻抗高，為電壓驅 動，驅動功率小開關速度低于電力MOSFET,電壓，電流容量/、及GTOGTR耐壓高，電流大，開關特性好，通流能力強，飽 和壓降低開關速度低，為電流驅動，所需驅動 功率大，驅動電路復雜，存在二次擊 穿問題GTO電壓、電流容量大，適用于大功率場合， 具有電 導調制效應，其通流能力很強電流關斷增益很小，關斷時門極負脈 沖電流大，開關速度低，驅動功率大， 驅動電路復雜，開關頻率低電力MOSFET開關速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅動功率小且驅動電路簡單， 工作頻率局，不存在 二次擊穿問題電流容量小，耐壓低，一般只適用于 功率不超過10kW的電力電子裝置2、（10 分

11、）答：圖是帶有泵升電壓限制電路的電壓型間接交流變流電路，它在中間直流電容兩端并聯(lián)一個由電力晶體管 V0和能耗電阻R0組成的泵升電壓限制電路。當泵開電壓超過一定數(shù)值時，使V0導通，把從負載反饋的能量消耗在 R0上（5分）。其局限性是當負 載為交流電動機，并且要求電動機頻繁快速加減速時，電路中消耗的能量較多，能耗 電阻R0也需要較大功率，反饋的能量都消耗在電阻上，不能得到利用（5分）。3、（10 分）答：根據(jù)電路中主要的開關元件開通及關斷時的電壓電流狀態(tài)，可將軟開關電路分為 零電壓電路和零電流電路兩大類；根據(jù)軟開關技術發(fā)展的歷程可將軟開關電路分為準 諧振電路，零開關PWM電路和零轉換PWM電路（4

12、分）。準諧振電路：準諧振電路中電壓或電流的波形為正弦波，電路結構比較簡單，但諧振電壓或諧振電流很大，對器件要求高，只能采用脈沖頻率調制控制方式（2分）。零開關PWM電路：這類電路中引入輔助開關來控制諧振的開始時刻，使諧振僅 發(fā)生于開關過程前后，此電路的電壓和電流基本上是方波，開關承受的電壓明顯降低， 電路可以采用開關頻率固定的 PWM控制方式（2分）。零轉換PWM電路：這類軟開關電路還是采用輔助開關控制諧振的開始時刻，所 不同的是，諧振電路是與主開關并聯(lián)的，輸入電壓和負載電流對電路的諧振過程的影 響很小，電路在很寬的輸入電壓范圍內并從零負載到滿負載都能工作在軟開關狀態(tài)，無功率的交換被消減到最小

13、（五、作圖題 每圖4分 六、計算題解:（本題共1小題,（本題共1小題,2分）o共16分）共12分）* Zti ZS 1LR7t2 2SA |2,4 小 13,411,413,4II現(xiàn)5.町厘d2 T= 0,9"00 ,與= 673/ 2 分1 L I 7d l II _ TI I I TJI2713714分”符2分試卷參考答案及評分標準（4卷）課程名稱：電力電子技術適用專業(yè)/年級：考試方式：一、填空（本題共閉卷選課課號：抽（命）題人：卷面總分：100 分1、空2、空 空53、空4、空 空45、空11.57;空5小題，每空1分，共20分）2 157;空 3 1.52;1 陰；空2 陽；

14、空3 60度；空4 120;兩；空6陰；空7陽；空8不在同一橋臂上;1零電壓電路；空1減小觸發(fā)角；空 設置補償電容；1 00-1500；空 22零電流電路；2增加整流相數(shù)；空3采用多組變流裝置串聯(lián)供電;0o-120o；空 3 00-1800；二、判斷題1、（V）6、（V） 三、選擇題1、（D）6、（D） 四、簡答題（本題共10小題，每題2、（X）3、（X）7、（，）8、（，）（本題共10小題，每題2、（C）3、（A）7、（D）8、（C）1分，共10分）4、（ X）9、（X）1分，共10分）4、（A）9、（C）5、(V);10、(X)5、(B)10、(B)（本題共4小題，共28分）1、（8 分）

15、答：逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關斷的器件末關斷，該 導通的器件末導通。從而使逆變橋進入整流狀態(tài)，造成兩電源順向聯(lián)接，形成短路。 逆變失敗后果是嚴重的，會在逆變橋與逆變電源之間產(chǎn)生強大的環(huán)流，損壞開關器件（4分）。產(chǎn)生逆變失敗的原因：一是逆變角太?。欢浅霈F(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失；三是主電 路器件損壞；四是電源缺相等（4分）。2、（6 分）答：儲存電能升壓（3分）；保持輸出電壓穩(wěn)定（3分）。3、（7 分）答：采用整流變壓器降壓后可以使晶閘管工作在一個合適的電壓上，可以使晶閘管的 電壓定額下降（2分），還可以使品閘管工作于小控制角，這有利于減少波形系數(shù)，提 高品閘管的利用率，實際上也

16、減少的晶閘管的電流定額（3分），另外由于控制角小， 這對變流裝置的功率因素的提高也大為有利（2分）。4、（7 分）答：電阻性負載時，輸出電壓和輸出電流同相位，波形相似，均為正負矩形波（2分）。 電感性負載時，輸出電壓為正負矩形波，輸出電流近似為正弦波，相位滯后于輸出電 壓，滯后的角度取決于負載中電感的大小（3分）。在電路結構上，電感性負載電路，每個開關管必須反向并聯(lián)續(xù)流二級管（2分）。五、作圖題（本題共2小題，共14分）1、（8 分）V2保持接通，V3交替處于接通、斷開狀態(tài)，形成一個提供負壓的降壓斬波電路，使 電動機工作于反轉電動工作狀態(tài)（2分）。兩條電流通路各3分。2、（6 分）六、計算題（

17、本題共1小題，共18分）1、（18 分）解：4=2訊=2'（A）.14父50父0.2=62.8（。），而Rd=4（。），所以 L>>Rd,按大電感負載情況計算，三相全控橋式整流電路，相當于最小控制角amin=0°計算.整流變壓器次級相電壓U2 （3分）Ud=2.34U2,貝U U2=220/2.3494（V）（2） .計算品閘管電壓、電流值，如果電壓、電流按裕量系數(shù)2計算，選擇品閘管（8分） 品閘管承受的最大峰電壓為Uv1m = . 6U 2 =230.35（v）按裕量系數(shù)2計算，則U=230.25X 2=460.5（V）,選額定電壓500V晶閘管。（2分）,U

18、2201 d - 55R 4（A）1 1I v1ar = T d = - 50 =16.73 3（A） （3 分）,1 ,一I vi I d = 31.75AV1EAR1 V11.571.5731.7520.2A (3 分)按裕量系數(shù)2計算，則20.2X 2=40.4（A）,選額定通態(tài)平均電流為50A的晶閘管。（3）.計算變壓器次級電流有效值I2 （4分）、2Id =44.9 3(A).計算整流變壓器次級容量S2 (3分)S2=3U2I2=3X 94X 44.9=12661.8(VA)12.66(KVA)試卷參考答案及評分標準（5卷）課程名稱：適用專業(yè)/年級:考試方式：電力電子技術閉卷、填空題

19、：（本題共17小題，每空選課課號：抽（命）題人：卷面總分：100 分1分，共20分）1、空1螺栓型；空2平板型。2、空1 1.523、空1陽極和門極同時承受正向電壓。4、空1小于。窄脈沖。8、空1三相半波。1降低。12、空1電網(wǎng)。1 fc/fr。16、空1阻容電路5、空1單向可控導電性。9、空1大于300。13、空1反極性。、選擇題：（本題共6、空1控制角。10、空 1 900。14、空 13003507、空1雙11、空15、空17、空1脈沖寬度調制；空 10小題，每小題1分，共10分）2頻率調制；空3混合調制。1、6、(C)(A)2、（B）7、（A）3、（D）8、（B）4、（A）9、（C）5

20、、（D）10、（C）1、問答題：（本題共5小題，共25分）（5分）IH。（2分）答：（1）維持品閘管導通的條件是陽極電流大于維持電流（2）要使晶閘管關斷，必須去掉陽極正向電壓，或者給陽極加反壓，或者降低正向陽極 電壓，使通過晶閘管的電流小于維持電流 IH。（3分）2、（5 分）答：1）有與通流方向一致的直流電源，電路工作在逆變狀態(tài)。（3分）(2分)2）不能實現(xiàn)有源逆變的電路有：半控橋電路，帶續(xù)流二極管的電路。3、（5 分）答：直流斬波電路是將直流電源的恒定直流電壓通過電力電子器件的開關作用變換為 可調直流電壓的裝置。（3分）降壓斬波電路的表達式為U oOnF U E：殳） （1分）升壓斬波電路

21、的表達式為：、1 off（1分） 4、（5 分）答：1）觸發(fā)電路輸出的脈沖應具有足夠大的功率；（1分）2）觸發(fā)電路必須滿足主電路的移相要求；（2分）3）觸發(fā)電路必須與主電路保持同步（2分）5、（5 分）答：在正弦脈沖寬度調制（SPWM）中，把希望輸出的波形稱作調制信號而對它進行調制的三角波或鋸齒波稱為載波信號；（2分）載波頻率fc與調制信號頻率fr之比，N= fc / fr稱為載波比。（1分）四、作圖題：（本題共2小題，每小題10分，共20分）（2分）2、1、五、計算題：（本題共1小題，共15分） id解：.6Ld=314M0.2M10'=62.8C>>4Q（c）"

22、;VT3VT1VT2VT3VT1 3 t°負載為大電感，流過負載的電流可看為直線（1分）山=3由式 Ud =2.34U2cosc« 知口2.34COSa2202.34= 94V（2分）1）當a=0時，輸出電壓平均值為220V2）由題知，UTn 至2UTM=2MV6M94 =460V（1分）故取額定電壓500V （1分）（1分）It =1,Id=31.75A 、3（1 分）IT（av） 21=40.45A1.57（1分） 故取額定電流50A （1分）因此，選取晶閘管的型號為 KP50-5 （1分）I2 = 1 2 Id =0.816 55 =44.9A3） ' 3（1

23、 分）S2=3U2I2 =3父94M44.9 =12.66KV.A（1 分）4） . Pd -UI -220 55 -12100WCOS：。=- =12100 =0.956S2 12660（1 分）5）當觸發(fā)脈沖距對應二次相電壓波形原點1200電度角時，Ud已為0。（2分）六、分析題：（本題共1小題，共10分）答：U相橋臂VT1、VT4之間的換流過程如下圖示。1） VT1穩(wěn)定導通如圖a, iT1=iA , C1短路，C4充電至電壓Ud。（ 1分）2）觸發(fā)VT4換流開始，C4通過L4、VT4放電。如圖b （1分）3） Uc1由零逐漸升到Ud,如圖c （1分）4）換流過程2束，如圖d （1分）主要

24、特點：1）每橋臂導電180° ,同一相上下兩臂交替導電，各相開始導電的角度差120 0 （2分）2）任一瞬間有三個橋臂同時導通（2分）3）每次換流都是在同一相上下兩臂之間進行，也稱為縱向換流（2分）試卷參考答案及評分標準（6卷）課程名稱：適用專業(yè)/年級:考試方式：電力電子技術閉卷選課課號：抽（命）題人：卷面總分：100 分、填空題：（本題共17小題，每空1、空1 流以下。1分,2、空共20分）陽極。3、空1陽極電流下降到維持電4、空 1141.4A。8、空1小于300。12、空1負載。15、空1輔助電路、選擇題：（本題共5、空1阻斷。9、空1高。13、空1電網(wǎng)。16、空1平均。10小

25、題,每小題1分,6、空1換相重疊角。10、空1并。1、6、(A)(B)2、（D）7、（D）3、（B）8、（C）14、空17、空 共10分） 4、（B） 9、（A）1反并聯(lián)；空1移相控制。7、空 1 18000 11、空 14.5V。2交叉連接。1、問答題：（本題共5小題，共25分）（5分）5、（C）10、（A）答：將交流電通過電力電子器件變換成大小可以調節(jié)的直流電的過程稱為可控整流。（3分）可控整流主要利用了品閘管的單向可控導電特性。（2分）2、（5 分）答：1）在逆變電路中，使電源瞬時電壓與直流電源 E順極性串聯(lián)，出現(xiàn)很大的短路電流流過晶閘管與負載，稱為逆變失敗或逆變顛覆。（3分）2）逆變失

26、敗的原因主要有：晶閘管損壞；觸發(fā)電路不可靠或快速熔斷器燒斷；電源缺相以及逆變角過小。（2分）3、（5 分）答：輸出電壓可調范圍：01.17U2（2分）最大移相范圍：900（1分）整流輸出平均值Ud =1.17u 2cost（2分）4、（5 分）答：電流型變頻器的直流環(huán)節(jié)是電感器，而電壓型變頻器的直流環(huán)節(jié)是電容器。（3分）電壓型變頻器不能工作于再生制動狀態(tài)，因為電容兩端電壓不能躍變。（2分）5、（5 分）答：PWM控制技術是控制半導體開關元件的導通和關斷時間比，即調節(jié)脈沖寬度的或周期來控制輸出電壓的一種控制技術。（2分）用正弦基波電壓作為調制電壓，對它進行調制的三角波稱為載波電壓，當正弦基波與三

27、角波相交時，通過比較二者之間的大小來控制逆變器開關的通斷，從而獲得一系列等幅不等寬正比于正弦基波電壓的矩形波， 這就是正弦脈寬調制方法（SPWM）。（3分） 四、作圖題：（本題共2小題，每小題10分，共20分）1、五、計算題：（本題共1小題，共15分） 解：1） Ud =2.34U2COS« =2.34X100X0.5 工= 117A（1分）2）由題知，UTn-23 6U2=10781616VIt = . 1 I d =67.5AIt（av）二 1.5:、3（2 分）額定電流100A （1分）2）得總641,57.門;二，做欣械弱網(wǎng)/吸寸、（：1 ?）- I.* Hr，仁 工 一5.

28、J一故取因此,選取晶閘管的型號為 KP100-12 （2分）I 23）121d -0.816 117 -95.5A，3（3 分） 六、分析題：（本題共1小題，共10分）答：如圖所示為從VT1到VT3之間的換流過程1）換流前，VT1、VT2穩(wěn)定導通，電容C13 （就是C3與C5串聯(lián)后再與C1并聯(lián)的等效電容）被充電，左正右負；如圖 a （1分）2）觸發(fā)VT3導通，在C1充電電壓下VT1承受反壓關斷；如圖b （1分）3）二極管換流；如圖c（1分）4）換相結束。如圖d（1分）電路的特點：（1）直流側用大電感，相當于電流源（1分）（2）交流輸出電流為矩形波，輸出電壓波形和相位因負載不同而不同（1分）直流

29、側電感起緩沖無功能量的作用，不必給開關器件反并聯(lián)二極管（1分）1分）（4）電流型逆變電路中，采用半控型器件的電路仍應用較多（1分）即每個臂一周期內導電1200每時刻上下橋臂組（5）換流方式有負載換流、強迫換流（ （6）基本工作方式是120°導電方式, 各有一個臂導通，橫向換流。（1分） 試卷參考答案及評分標準（7卷）課程名稱：適用專業(yè)/年級:考試方式：電力電子技術閉卷、填空題：（本題共14小題，每空1、控制極流、額定電壓等級2、通態(tài)平均6、控制角選課課號：抽（命）題人:卷面總分：1分，共20分）3、反向1004、7、單寬脈沖、雙窄脈沖5、額定電8、共陰極組、共陽極組9、正10、&qu

30、ot;2U211、大于 12、觸發(fā)電路、晶閘管、電源、30035013、電容14、均壓二、選擇題：（本題共10小題，每小題1分，共10分）1、B2、B 3、D4、B 5、A6、A7、D 8、C 9、A10、C三、問答題：（本題共5小題，共25分）1、答：三相全控橋式整流電路采用 6只晶閘管構成，而三相半控橋式整流電路采用三只品閘管和三只二極管構成；（2分）三相全控橋可以工作在有源逆變狀態(tài)，而三相半控橋只能工作在整流狀態(tài)；（2分）三相半控橋可能會出現(xiàn)失控現(xiàn)象，而全控橋不會。（1分）2、答：輸出電壓可調范圍：01.17U2（2分）最大移相范圍：900（1分）整流輸出平均值Ud T17U 2cost

31、 （2分）3、答：1）快速熔斷器，在流過6倍額定電流時熔斷時間小于20ms （2分）2）直流快速開關，動作時間只有 2ms （1分）3）電流檢測和過電流繼電器，開關動作幾百毫秒。（2分）4、答：同步變壓器接法為 4/Y 5接法。（5分）5、答：在正弦脈沖寬度調制（SPWM）中，把希望輸出的波形稱作調制信號，而對它進行調制的三角波或鋸齒波稱為載波信號。（3分）載波頻率fc與調制信號頻率fr之比，N= fc / fr稱為載波比。（2分）四、作圖題：（本題共2小題，每小題10分，共20分）蠹計篁題:也）（夕分）I dTI2 = 2 Id =0.816 64.35 =52.54A '匕(1分)

32、5 = 257.4V 寸d 3K1)五、解:I d試卷參考答案及評分標準（8卷）課程名稱：電力電子技術選課課號：適用專業(yè)/年級：抽（命）題人：考試方式：閉卷卷面總分： 100 分一、填空題：（本題共14小題，每空1分，共20分）1、陽極、陰極、控制極（門極）2、233、陽極電壓、正向 4、70.7A5、導通角（導電角）6、2U27、6008、小于6009、減小10、有源11、順向12、電容換流、電感換流13、均壓14、同步環(huán)節(jié)、移相控制環(huán)節(jié)、脈沖形成與放大環(huán)節(jié)二、選擇題：（本題共10小題，每小題1分，共10分）1、A2、D3、B4、A5、C 6、A7、B8、B 9、D10、B三、問答題：（本題

33、共5小題，每小題5分，共25分）1、答：在晶閘管可控整流電路的直流拖動中，當電流斷續(xù)時，電動機的理想空載轉速 將抬高；機械特性變軟，即負載電流變化很小也可引起很大的轉速變化。2、答：在三相半波可控整流電路中，如果每只品閘管采用獨立的觸發(fā)電路，那么控制 脈沖出現(xiàn)在自然換流點以前，電路將停止工作；如果三只品閘管采用同一個觸發(fā)電路（對共陰極連接），則控制脈沖出現(xiàn)在自然換流點以前，電路仍然能正常換相，但此時 的控制角較大，輸出電壓較低。3、答：共陽極組三只晶閘管輪流導通 1200,其順序是VT4VT6VT2。所以，當VT4 導通時，兩端電壓為零；當VT6導通時，VT4兩端電壓為線電壓uvu;當VT2導

34、通時,VT4兩端電壓為線電壓uwuo4、答：5、答：功率晶體管（GTR）的安全工作區(qū)SOA由以下條曲線所限定：最高電壓 UceM、 集電極最大電流IcM、最大耗散功率PcM以及二次擊穿臨界線。四、作圖題：（本題共2小題，每小題10分，共20分）U32= 12.8V1.17COS-151.17COS： = Ud = =0.62)1.17U2 15 所以 0=5303)因為輸出電最大值為130A,故It(av)= 1.52 L =71.795.6A:57所以取額定電流100AU" = (23 - J =(23版12.8 = 62.7 94V所以取額定電壓100V因此，晶閘管的型號可選為

35、KP100-1I 2 =，1 Id =0.577 130 =75A4）3六、分析題：（本題共1小題，共10分）答：圖示的有源逆變電路，只要增大 °角，就能加快電動機的制動過程，增大電樞電流。因為增大0角后，將減小逆變電壓，提高回路中的電壓差，即增大電樞電流。當電樞電流增大后，換相重疊角會加大，但不會造成逆變失敗。試卷參考答案及評分標準（9卷）課程名稱：電力電子技術選課課號：適用專業(yè)/年級：抽（命）題人：考試方式：閉卷卷面總分：100 分一、填空題：（本題共7小題，每空1分，共20分）1、空1雪崩；空2上升率du/dt;空3門極觸發(fā)。2、空1同步；空2異步；空3分段同步。3、空 1 2

36、0V。4、空1輸出平均電壓降低；空2電壓出現(xiàn)缺口；空3 di/dt減少；空4 整流電路工作狀態(tài)增多。5、空1器件換流；空2電網(wǎng)換流；空3負載換流；空4強迫換流；空5器件 換流6、空1過電壓；空2過電流；空3緩沖電路保護。7、空1負載并聯(lián)續(xù)流二極管。二、選擇題：（本題共10小題，每小題1分，共10分）1、（B）2、（C）3、（D）4、（B）5、（B）6、（C）7、（B）8、（C）9、（A）10、（D）三、問答題：（本題共6小題，每小題5分，共30分）1、（5 分）答：三相半控橋式整流電路是把全控橋中共陽極組的 3個晶閘管換成整流二極管，其 顯著特點是共陰極組元件必須觸發(fā)才能換流；共陽極元件總是在

37、自然換流點換流。一 周期中仍然換流6次，3次為自然換流，其余3次為觸發(fā)換流，這是與全控橋根本的區(qū) 別（3分）。改變共陰極組晶閘管的控制角 內仍可獲得02.34U2的直流可調電壓。 三相半控橋式整流電路只需三套觸發(fā)電路、不需要寬脈沖或雙脈沖觸發(fā)、線路簡單經(jīng) 濟、調整方便。電路結構比三相全控橋更簡單、經(jīng)濟，而帶電阻性負載時性能并不比 全控橋差。所以多用在中等容量或不要求可逆拖動的電力裝置中（2分）。2、（5 分）答：如果令交流調壓器中的晶閘管在交流電壓自然過零時關斷或導通，則稱之為品閘 管交流開關（1分）。交流調壓器中的晶閘管有兩種控制方式：（1）相位控制在電源電壓 的每一周期，在選定的時刻將負載

38、與電源接通，改變選定的時刻即可達到調壓的目的， 即相控方式（2分）；（2）通-斷控制將晶閘管作為開關，使負載與電源接通若干周波，然 后再斷開一定的周波，通過改變通斷的時間比達到調壓的目的。有全周波連續(xù)式和全 周波間隔式兩種形式（2分）。3、（5 分）答：在電壓型逆變電路中，當交流側為阻感負載時需要提供無功功率，直流側電容起 緩沖無功能量的作用。為了給交流側向直流側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。當輸出交流電壓與電流的極性相同時，電流經(jīng)電路中的可控開 關器件流通，而當輸出電壓與電流極性相反時，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

39、量由直流側電感來緩沖。當需 要從交流側向直流側反饋無功能量時，電流并不反向，依然經(jīng)電路中的控開關器件流 通，因此不需要并聯(lián)二極管（2分）。4、（5 分）答：組合變流電路是將某幾種基本的變流電路（ AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/DC） 組合起來，以實現(xiàn)一定新功能的變流電路（2分）。開關電源通常采用交-直-交-直方式 組合（1分）。由于開關電源采用了工作頻率較高的交流環(huán)節(jié)，變壓器和濾波器都大大 減小，因此同等功率條件下其體積和重量都遠小于相控整流電源。除此之外，工作頻 率的提高還有利于控制性能的提高。由于這些原因，在數(shù)百KW以下的功率范圍內，開關電源正逐漸取代相控整流電源（2分）。5、

40、（5 分）答：電壓源型變頻器：交-直-交變頻器中，直流部分采用大電容器濾波，理想情況下直 流電壓波形為一直線，可看作是一個內阻為零的電壓源，再經(jīng)逆變器輸出交流電壓波 形；交-交變頻器雖無濾波電容器，但是交流電源系統(tǒng)的阻抗很低。（2分）電流源型變頻器：交-直-交變頻器中采用大電感濾波，其直流電流波形較平直，可看作是一個電流 源；交-交變頻器在輸出端接有電抗器。（2分）兩種類型變頻器的區(qū)別在于濾波器形式 的不同，于是在用途上也各不相同：電壓源型變頻器因電容器上的電壓不能突變，所 以對電壓控制響應慢，對調整型負載動態(tài)響應慢，適于多臺電動機同步運行的電源， 且無快速加減速的負載；電流型變頻器因濾波電感

41、上的電流不能突變，雖對負載變化 反應慢，但對系統(tǒng)調速的動態(tài)響應靈敏，因而適于單臺變頻器配用單臺電動機的系統(tǒng)， 可滿足快速起動、制動和可逆運行的要求。如果將不可控整流改成可控整流，還可實 現(xiàn)電動機的回饋制動。（1分）6、（5 分）從品閘管開始承受正向電壓起，到觸發(fā)脈沖出現(xiàn)時的電角度，稱為觸發(fā)延遲角；移相觸發(fā)就是改變晶閘管每周其導通的起始點即觸發(fā)延遲角的大小，達到改變輸出電壓，功率的目的。移相觸發(fā)的主要缺點是使電路中出現(xiàn)包含高次諧波的缺角正弦波，在換流時刻會出現(xiàn)缺口毛刺”，造成電源電壓波形畸變和高頻電磁波輻射干擾。大觸發(fā)延遲角運 行時,功率因數(shù)較低（3分）。品閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度稱

42、導通角，導 通角的最大值與電路的結構形式和負載性質有關（2分）。四、作圖題：（本題1小題，共10分）當負載為電阻時，ud的波形如下：（5分）當負載為電感時，ud的波形如下：（5分）五、計算題：（本題共2小題，每題15分，共30分）1、（15）解：（1） ud、id和i2的波形如下圖：（5分）（2）整流輸出平均電壓Ud、電流Id,變壓器二次側電流有效值I2分別為Ud = 0.9 U2 cos f0.9 100>Cos30 = 77.97（A） （1 分）Id =（Ud E）/R=（77.97 60）/2= 9（A） （2 分）I2 = Id =9（A） （2 分）（3）晶閘管承受的最大反向

43、電壓為：E U2=100亞=141.4 （V）流過每個晶閘管的電流的有效值為：IVT =Id 虛=6.36 （A）故品閘管的額定電壓為：UN = （23） 141.4= 283424 （V） （2 分）品閘管的額定電流為：IN = （1.52） X6.36 白68 （A） （3 分）品閘管額定電壓和電流的具體數(shù)值可按品閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。2、（15 分）解：負載阻抗角為：a）L2 x 50x 2 x（tJ=aictan （） =arctan （） =0.89864=51.49R0.5開通甭門的變化范南為； 審£ 口之尸即0£9S64M"C（5 分）當二3時，輸出

44、電壓最大.負載電流也為最大，此時輸出功率最大，為/ 2、2?0?皿=仁皿夫= 一 、R=37.532（KW） （5 分）1加+"功率囚數(shù)為A = 401at以試卷參考答案及評分標準（10卷）37532 八八十 =0.6227（5 分） 220x273.98'）課程名稱：適用專業(yè)/年級:考試方式：電力電子技術閉卷1、2、3、4、填空題：（本題共8小題，每空 空1答案二（24）。選課課號：抽（命）題人：卷面總分：100 分1分，共20分）空1答案螺栓式；空2答案平板式?？?答案觸發(fā)；空2答案電源電壓過零點?？?答案浪涌電壓；空2答案操作過電壓；空3答案阻容吸收；空4答案硒堆；空5

45、答案壓敏電阻。5、空1答案自然換流；空2答案負載換流；空3答案強迫換流。6、空1答案最大可關斷陽極電流IATO;空2答案電流關斷增益°。;空3答案強擎住電流IL。7、空1答案交流變直流（整流）；空2答案直流變交流（逆變）；空3答案直流變直流 （直流斬波）；空4答案交流變交流。8、空1答案改變加到負載電路上的直流電壓平均值的一種電力電子器件變流裝置。二、選擇題：（本題共5小題，每小題2分，共10分）1、（B） 2、（D） 3、（B） 4、（B）5、（B）三、問答題：（本題共6小題，每小題5分，共30分）1、（5 分）答：在品閘管陽極一一陰極之間加正向電壓，門極也加正向電壓，產(chǎn)生足夠的門

46、極電 流Ig,則晶閘管導通，其導通過程叫觸發(fā)。關斷條件：使流過晶閘管的陽極電流小于 維持電流。（3分）實現(xiàn)關斷的方式：1減小陽極電壓。2增大負載阻抗。3加反向電壓。（2分）2、（5 分）答：晶閘管變流器在逆變運行時，一旦不能正常換相，外接的直流電源就會通過晶閘 管電路形成短路，或者使變流器輸出的平均電壓和直流電動勢變成順向串聯(lián)，形成很 大的短路電流，這種情況叫逆變失敗，或叫逆變顛覆。造成逆變失敗的原因主要有：（2分）觸發(fā)電路工作不可靠。例如脈沖丟失、脈沖延遲等。品閘管本身性能不好。在應該阻斷期間管子失去阻斷能力，或在應該導通時不能導通。 交流電源故障。例如突然斷電、缺相或電壓過低等。換相的裕量

47、角過小。主要是對換相重疊角 ?估計不足，使換相的裕量時間小于品閘管的關斷時間。（3分）3、（5 分）答：（1）觸發(fā)脈沖的寬度應保證品閘管可靠通電。（2分）（2）觸發(fā)脈沖應有足夠的幅度。（2分）（3）不超過門級電壓，電流和功率定額，且在可能觸發(fā)區(qū)域之間。（1分）4、（5 分）答：當流過晶閘管的電流大大超過其正常工作電流時，稱為過電流。產(chǎn)生的原因有：（1）直流側短路；（2）機械過載；（3）可逆系統(tǒng)中產(chǎn)生環(huán)流或者逆變失?。唬?）電路中管子誤導通及管子擊穿短路等。（5分）5、（5 分）IGBT驅動電路的特點是：驅動電路具有較小的輸出電阻，1 GBT是電壓驅動型器件,IGBT的驅動多采用專用的混合集成驅

48、動器。（1分）GTR驅動電路的特點是：驅動電路提供的驅動電流有足夠陡的前沿，并有一定的過 沖,這樣可加速開通過程，減小開通損耗，關斷時，驅動電路能提供幅值足夠大的反向基極 驅動電流，并加反偏截止電壓，以加速關斷速度。（1GTO驅動電路的特點是：GTO要求其驅動電路提供的驅動電流的前沿應有足夠的幅 值和陡度，且一般需要在整個導通期間施加正門極電流，關斷需施加負門極電流，幅值和 陡度要求更高，其驅動電路通常包括開通驅動電路，關斷驅動電路和門極反偏電路三部 分。（2分）電力MOSFET驅動電路的特點：要求驅動電路具有較小的輸入電阻，驅動功率小且電 路簡單。（1分）6、（5 分）PWM控制就是對脈沖的

49、寬度進行調制的技術。即通過對一系列脈沖的寬度進行調制 來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。（1分）在采樣控制理論中有一條重要的結論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣蚌的 環(huán)節(jié)上時，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。把正弦半波分成IV等份，就可把其看成是N個彼此相連的脈 沖列所組成的波形。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正弦波部分的中點

50、重合，且使矩形脈沖 和相應的正弦波部分面積(沖量)相等,就得到PWM波形。各PWM脈沖的幅值相等而寬 度是按下弦規(guī)律變化的。根據(jù)面積等效原理,PWM波形和正弦半波是等效的。對于正 弦波的負半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形?？梢?，所得到的PWM波形和期望 得到的正弦波等效。(3分)四、計算題：(本題共4小題，每小題10分，共40分)1、(10 分)解：(1)解:Ud、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=0.9U2cosc( =0.9X100X cos30 0= 77.97 (V)Id = Ud/R=77.97/2=38.99(A)I2

51、=Id=38.99(A)(3 分)品閘管承受的最大反向電壓為：2 U2=100'2 =141.4(V)考慮安全裕量，品閘管的額定電壓為：UN=(23) X 141.4=283424(V)具體數(shù)值可按品閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。流過晶閘管的電流有效值為：IVT=Id/ 2 =27.57(A)品閘管的額定電流為：IN=(1.52)義 27.57/1.57=2635(A)具體數(shù)值可按品閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。(3分)2、（10 分）解：口 =0時的輸出電壓最大，為1 二.1 （ 2Uisin t） =U1Uomax= 1 - 0此時負載電流最大，為Uo max U 1Iomax= R R（3 分）

52、因此最大輸出功率為輸出功率為最大輸出功率的80%時，有：U 12Pmax=Uomax Iomax= R此時，Uo=.0迎1又由Sin 2a 十口 -aUo=U1' 2nn（3分）解得同理,輸出功率為最大輸出功率的50%時，有：Uo=0.5U1又由'sin 2a n -aUo=U1 '2-a =90.（4 分）3、（10 分）解：Ud, Id和IVT1的波形如下圖：00ooUd、Id、IdT和IVT分別如下Ud=1.17U2cos: =1.17X 100X cos60 =58.5(V)Id=Ud/R=58.5/5=11.7(A)IdvT=Id/3=11.7/3=3.9(A)IVT=Id/ 3=6.755(A)4、（10 分）解：U2=220v時(1 cos： 1)Ud=0.45U222UdCos a =0.45U22 241=0.45220 -1 =a1=1209 1=180° 120° =60°Ud 24電流平均值Id=30ARd= Rd=30=08電流有效值” Sin2：二一2二83AI =Rd=Rd - 4-2-83AI 83.4額定電流IN - 1.57 = 1.57=53A額定電壓 UN- Udm= 2W=2 220 = 311V功率因數(shù) Cos