哈爾濱工業(yè)大學(xué)8春季電力電子技術(shù)考試試題

1、D. P.MOSFET圖1本題得分三、簡(jiǎn)答題（5小題，每題3分，共15 分）哈爾濱工業(yè)大學(xué)2008年春季電力電子技術(shù)考試試題（注：卷面80分，平時(shí)成績(jī)20分）本題得分丨I一、填空題（4小題，每空1分，共 4分）1. 晶閘管單相橋式整流電路，交流電源為工頻220V （有效值），考慮 2倍的安全裕量，則晶閘管的額定電壓應(yīng)不小于V。2. 設(shè)GTO的電流關(guān)斷增益為 5,如果該器件要關(guān)斷直流 500A的電流，關(guān)斷時(shí)門極負(fù)脈沖電流的峰值應(yīng)不小于 A。3.IGBT的開(kāi)啟電壓一般為V。4.驅(qū)動(dòng)電路要實(shí)現(xiàn)控制電路與主電路之間的電氣隔離，其中光隔離一般通常采用的元件本題得分二、選擇題（3小題，每空1分，共6分）1

2、. 在電力電子器件中屬于電壓驅(qū)動(dòng)的是屬于雙極型的是,在可控的器件中，,A. SCRB. GTOC. GTRD. P.MOSFETE.IGBTF.電力二極管2. 使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流稱為 。對(duì)同一晶閘管來(lái)說(shuō)， 通常擎住電流約為維持電流的 。A.維持電流B. 擎住電流C. 24倍D. 1/21/43. 圖1是的典型驅(qū)動(dòng)電路?A. SCRB. GTOC. GTR1. 從晶閘管的物理結(jié)構(gòu)角度，回答下列問(wèn)題：1）分析為什么晶閘管一旦觸發(fā)導(dǎo)通之后，就可以自鎖導(dǎo)通，而不再需要觸發(fā)電流？2）為什么晶閘管導(dǎo)通之后，門極就失去控制作用，不能控制器件關(guān)斷？2. 關(guān)于SPWM控制技術(shù)，回答下列問(wèn)題：1）什

3、么是異步調(diào)制？2）什么是同步調(diào)制？3）什么是分段同步調(diào)制，與上述兩個(gè)方式相比它有什么優(yōu)點(diǎn)？RCD3. 圖2中畫(huà)出了有、無(wú) RCD緩沖電路時(shí)，晶體管關(guān)斷過(guò)程中的電壓電流變化軌跡。當(dāng)有 緩沖電路時(shí)，回答下列問(wèn)題：1）晶體管關(guān)斷時(shí)應(yīng)按照那條電壓電流線（工作點(diǎn)軌跡）轉(zhuǎn)移？并說(shuō)明理由。2）在該軌跡線上標(biāo)出工作點(diǎn)轉(zhuǎn)移的方向，并說(shuō)明理由。圖24. 關(guān)于單相交流電能變換電路，回答下列問(wèn)題：1）從電路結(jié)構(gòu)方面，比較交流調(diào)功電路與交流調(diào)壓電路的異同之處;2）從控制方式方面，比較交流調(diào)功電路與交流調(diào)壓電路的異同之處;3）說(shuō)明交流調(diào)功電路適用于什么樣的負(fù)載。5. 關(guān)于交交變頻器，回答下列問(wèn)題：1）什么是交交變頻器？2

4、）結(jié)合圖3所示的單相交交變頻器，說(shuō)明其改變輸出電壓頻率和幅值的方法。pN本題得分四、作圖題（4小題，共21 分）1. 圖4為晶閘管三相橋式整流電路，輸入為三相工頻電源，負(fù)載電流連續(xù)，當(dāng)a = n /6時(shí)，回答下列問(wèn)題：（本題4 分）Ud 一個(gè)工頻電周期的波1）在圖5中工頻線電壓波形的基礎(chǔ)上，畫(huà)出整流輸出電壓形。2）若整流電路采用雙窄脈沖觸發(fā)，在整流輸出電壓波形上方的對(duì)應(yīng)位置,和VT2的觸發(fā)脈沖（應(yīng)標(biāo)明脈沖所對(duì)應(yīng)的器件號(hào)）。Vli VTt VI）VH VT：地皿Wufc觀辺卷li；咖！訊b宓I圖4圖52. 圖6為全橋DC DC變換器，E= 200V, E=80V, R= 1Q, L值極大，采用雙

5、極性 PWM控制, 開(kāi)關(guān)周期Ts=100卩s,器件M的導(dǎo)通占空比為0.75,回答下列問(wèn)題：（本題4分）1） 畫(huà)出一個(gè)開(kāi)關(guān)周期上，器件 Vi和V2驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形（高電平表示開(kāi)通，低電平表示關(guān)斷），及變換器輸出電壓Uo的波形。（波形圖時(shí)間軸上應(yīng)有準(zhǔn)確的時(shí)間標(biāo)注）2）計(jì)算輸出電壓平均值 U0圖63. 三相橋式逆變器如圖 7所示，方波控制方式（180o導(dǎo)電方式）。負(fù)載為三相平衡的純阻性負(fù)載，Y形連接。在圖8中畫(huà)出穩(wěn)態(tài)時(shí)一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，下列電壓的波形（幅值應(yīng)符合圖中的要求（本題5分）圖84. 圖9所示的單相全橋逆變電路工作于雙極性SPW模式。設(shè)載波比N=9要求：在圖10中畫(huà)出1個(gè)調(diào)制信號(hào)波周期內(nèi)下列電壓

6、的波形：（本題8分）1）Vi的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)波形 ugi （高電平表示開(kāi)通，低電平表示關(guān)斷）2）V2的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)波形 Ug2 （高電平表示開(kāi)通，低電平表示關(guān)斷）3）輸出電壓uo的波形。圖9圖10五、計(jì)算題（4小題，共34分）1.單相橋式整流電路如圖 11所示，交流電源為工頻220V, Ls = 0;負(fù)載 中rd =2Q , Ld值足夠大（使輸出電流平直連續(xù)），反電勢(shì)Ed=100V?；卮鹣铝袉?wèn)題： （本題12分）1）本題得分電路啟動(dòng)時(shí)（負(fù)載電流從零開(kāi)始增加），計(jì)算使晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最小觸發(fā)角2） 當(dāng)a=30°時(shí)，計(jì)算整流輸出平均電壓W 、平均電流Id。3） 在一個(gè)工頻電周期上，畫(huà)出輸

7、出電壓Vd的波形及輸入電流i s的波形。（兩個(gè)波形的相位應(yīng)彼此對(duì)應(yīng)）4） 計(jì)算輸入電流有效值 I s,和整流電路的功率因數(shù) PF。（提示：有關(guān)電流波形及其傅立葉級(jí)數(shù)）U23JI1 丨 $!jJjtsin<ot -丄sin5砒廠d57v2JIIJ 34 八11*、右-一珀伽1旅 +亠期3血+佃5血+）打352.在圖12所示的升壓斬波電路中，已知E=100V L值和控制方式，當(dāng)Ts=1OO卩s, ton=50卩s時(shí)，回答下列問(wèn)題： 計(jì)算輸出電壓平均值 U0,輸出電流平均值 在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期上，畫(huà)出如下波形：器件 （時(shí)間軸上應(yīng)有準(zhǔn)確的時(shí)間標(biāo)注）1)2)C值極大，R=20Q ,（本題12分），輸入電流平均值I V上電流i v和電壓uvo采用脈寬調(diào)制1 oVo負(fù)載參數(shù)為R=0.5 QL=2mH回答3. 圖13為單相交流調(diào)壓電路，電源ui為工頻220V,下列問(wèn)題：（本題5分）1）計(jì)算控制角a的移相范圍。2） a=n /2時(shí)，在一個(gè)相同的交流電周期內(nèi)，畫(huà)出下列波形：負(fù)載電壓U。，負(fù)載 電流io，晶閘管VT2電流ivT2 （各波形的相位應(yīng)彼此對(duì)應(yīng)）圖134. 圖14為反并聯(lián)的晶閘管變流器，負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)。設(shè)電網(wǎng)線電壓Vll= 380V, 50Hz,負(fù)載中電樞電阻R= 2Q,與電機(jī)串聯(lián)的平波電