電力電子技術(shù)習(xí)題及答案

1、. .電力電子技術(shù)習(xí)題集習(xí)題一1. 試說明什么是電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)及其作用。2. 晶閘管正常導(dǎo)通的條件是什么，導(dǎo)通后流過的電流由什么決定？晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷的條件是什么，如何實現(xiàn)？3. 有時晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通后，觸發(fā)脈沖完畢后它又關(guān)斷了，是何原因？4. 圖1-30中的陰影局部表示流過晶閘管的電流波形，其最大值均為Im，試計算各波形的電流平均值、有效值。如不考慮平安裕量，額定電流100A的晶閘管，流過上述電流波形時，允許流過的電流平均值Id各位多少？圖1-30 習(xí)題1-4附圖5. 在圖1-31所示電路中，假設(shè)使用一次脈沖觸發(fā)，試問為保證晶閘管充分導(dǎo)通，觸發(fā)脈沖寬度至少要多寬？圖中，E=50V；L=0.5

2、H；R=0.5; IL=50mA擎住電流。圖1-31習(xí)題1-5附圖 圖1-32習(xí)題1-9附圖6. 為什么晶閘管不能用門極負(fù)脈沖信號關(guān)斷陽極電流，而GTO卻可以？7. GTO與GTR同為電流控制器件，前者的觸發(fā)信號與后者的驅(qū)動信號有哪些異同？8. 試比擬GTR、GTO、MOSFET、IGBT之間的差異和各自的優(yōu)缺點及主要應(yīng)用領(lǐng)域。9. 請將VDMOS或IGBT管柵極電流波形畫于圖1-32中，并說明電流峰值和柵極電阻有何關(guān)系以及柵極電阻的作用。10. 全控型器件的緩沖吸收電路的主要作用是什么？試分析RCD緩沖電路中各元件的作用。11. 限制功率MOSFET應(yīng)用的主要原因是什么？實際使用時如何提高M

3、OSFET的功率容量？習(xí)題二1具有續(xù)流二極管的單相半波可控整流電路，帶阻感性負(fù)載，電阻為5，電感為0.2H，電源電壓的有效值為220V，直流平均電流為10A，試計算晶閘管和續(xù)流二極管的電流有效值，并指出晶閘管的電壓定額考慮電壓2-3倍裕度。2單相橋式全控整流電路接電阻性負(fù)載，要求輸出電壓在0100V連續(xù)可調(diào)，輸出電壓平均值為30 V時，負(fù)載電流平均值到達20A。系統(tǒng)采用220V的交流電壓通過降壓變壓器供電，且晶閘管的最小控制角min30°，設(shè)降壓變壓器為理想變壓器。試求： 1變壓器二次側(cè)電流有效值I2； 2考慮平安裕量，選擇晶閘管電壓、電流定額； 3作出60°時，ud、id

4、和變壓器二次側(cè)i2的波形。3試作出圖2-8所示的單相橋式半控整流電路帶大電感負(fù)載，在30°時的ud、id、iVT1、iVD4的波形。并計算此時輸出電壓和電流的平均值。4單相橋式全控整流電路，U2100V，負(fù)載中R2 ，L值極大，反電動勢E60V，當(dāng)30°時，試求： 1作出ud、id和i2的波形； 2求整流輸出電壓平均值Ud、電流Id，以及變壓器二次側(cè)電流有效值I2。5. 某一大電感負(fù)載采用單相半控橋式整流接有續(xù)流二極管的電路，負(fù)載電阻R=4，電源電壓U2=220V，=/3，求：(1) 輸出直流平均電壓和輸出直流平均電流；(2) 流過晶閘管整流二極管的電流有效值；(3) 流過

5、續(xù)流二極管的電流有效值。6三相半波可控整流電路的共陰極接法和共陽極接法，a、b兩相的自然換相點是同一點嗎？如果不是，它們在相位上差多少度？試作出共陽極接法的三相半波可控的整流電路在30°時的ud、iVT1、uVT1的波形。7. 三相半波可控整流電路帶大電感性負(fù)載，/3，R=2，U2=220V，試計算負(fù)載電流Id，并按裕量系數(shù)2確定晶閘管的額定電流和電壓。8三相橋式全控整流電路，U2100V，帶阻感性負(fù)載，R5 ，L值極大，當(dāng)60°，試求： 1作出ud、id和iVT1的波形； 2計算整流輸出電壓平均值Ud、電流Id，以及流過晶閘管電流的平均值IdVT和有效值IVT； 3求電源

6、側(cè)的功率因數(shù)； 4估算晶閘管的電壓電流定額。9三相橋式不控整流電路帶阻感性負(fù)載，R5 ，L，U2220V，XB=0.3 ，求Ud、Id、IVD、I2和的值，并作出ud、iVD1和i2的波形。10請說明整流電路工作在有源逆變時所必須具備的條件。11什么是逆變失??？如何防止逆變失?。?2. 三相全控橋變流器，L足夠大、R=1.2、U2=200V、EM= -300V，電動機負(fù)載處于發(fā)電制動狀態(tài)，制動過程中的負(fù)載電流66A，此變流器能否實現(xiàn)有源逆變？求此時的逆變角。13三相全控橋變流器，帶反電動勢阻感負(fù)載， R1 ，L，U2220V，LB=1mH，當(dāng)EM400V，60°時求Ud、Id和的值，

7、此時送回電網(wǎng)的有功功率是多少？14三相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)的諧波？其中最大的是哪一次？變壓器二次電流中含有哪些次數(shù)的諧波？其中主要的是哪幾次？15試計算第4題中i2的3、5、7次諧波分量的有效值I23、I25、I27，并計算此時該電路的輸入功率因數(shù)。16試計算第6題中的i2的5、7次諧波分量的有效值I25、I27。17. 三相晶閘管整流器接至10.5kV交流系統(tǒng)。10kV母線的短路容量為150MVA，整流器直流側(cè)電流Id400A，觸發(fā)延遲角15°，不計重疊角，試求：(1) 相移功率因數(shù)cos1、整流器的功率因數(shù)；(2) 整流測直流電壓Ud；(3) 有功功率、

8、無功功率和交流側(cè)基波電流有效值；(4) 截止到23次的各諧波電流的大小、總諧波畸變率。18晶閘管整流電路的功率因數(shù)是怎么定義的？它與那些因素有關(guān)？19. 綜述抑制相控整流電路網(wǎng)側(cè)電流諧波的措施。20. 綜述改善相控整流電路網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)的措施。習(xí)題三1. 一升壓換流器由理想元件構(gòu)成，輸入Ud在816V之間變化，通過調(diào)整占空比使輸出U0=24V固定不變，最大輸出功率為5W，開關(guān)頻率20kHz，輸出端電容足夠大，求使換流器工作在連續(xù)電流方式的最小電感。2. 一臺運行在20kHz開關(guān)頻率下的升降壓換流器由理想元件構(gòu)成，其中L=0.05mH，輸入電壓Ud=15V，輸出電壓U0=10V，可提供10W的輸出

9、功率，并且輸出端電容足夠大，試求其占空比D。3在圖3-1所示的降壓斬波電路中，E=100V，R=0.5，L=1mH，采用脈寬調(diào)制控制方式，T=20s，當(dāng)ton5s時，試求：1輸出電壓平均值UO、輸出電流的平均值IO；2輸出電流的最大和最小瞬時值并判斷負(fù)載電流是否斷續(xù)；3當(dāng)ton3s時，重新進展上述計算。4在圖3-35所示降壓斬波電路中，E=600V，R=0.1，L=，EM=350V，采用脈寬調(diào)制控制方式，T=1800s，假設(shè)輸出電流IO=100A， 試求：1輸出電壓平均值UO和所需的ton值； 2作出、以及iG、iD的波形。圖3-35 電流型降壓斬波電路5升壓斬波電路為什么能使輸出電壓高于電源

10、電壓？6在圖3-4所示的升壓斬波電路中，E=50V，L值和C值極大，R=20，采用脈寬調(diào)制控制方式，當(dāng)T=40s，ton25s時，計算輸出電壓平均值UO和輸出電流的平均值IO。7說明降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路的輸出電壓X圍。8在圖3-7所示升降壓斬波電路中，E=100V，R=0.5，L和C極大，試求：1當(dāng)占空比0.2時的輸出電壓和輸出電流的平均值； 2當(dāng)占空比0.2時的輸出電壓和輸出電流的平均值，并計算此時的輸入功率。7試說明升降壓斬波電路BoostCuck Chooper和Cuk斬波電路的異同點。8在單相交流調(diào)壓器中，電源電壓U1=120V，電阻負(fù)載R=10，觸發(fā)角=900，

11、試計算：負(fù)載電壓有效值UO、負(fù)載電流有效值IO、負(fù)載功率PO和輸入功率因數(shù) 。9一電阻性負(fù)載加熱爐有單相交流調(diào)壓電路供電，如00時位輸出功率最大值，試求功率為80，50時的觸發(fā)角。10一晶閘管單相交流調(diào)壓器帶阻感性負(fù)載，電源電壓為220V的交流電源，負(fù)載R=10，L=1mH，試求： 1觸發(fā)角的移相X圍； 2負(fù)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)； 4當(dāng)900時，晶閘管電流的有效值、晶閘管導(dǎo)通角和電源側(cè)功率因數(shù)；11某單相反并聯(lián)調(diào)功電路，采用過零觸發(fā)。電源電壓U1=220V，電阻負(fù)載R=1，控制的設(shè)定周期TC內(nèi)，使晶閘管導(dǎo)通0.3s，斷開0.2s，使計算送到電阻負(fù)載上的功率

12、與假定晶閘管一直導(dǎo)通時所送出的功率。12交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路有什么區(qū)別？二者各運用于什么樣的負(fù)載？為什么？13用一對反并聯(lián)的晶閘管和使用一只雙向晶閘管進展交流調(diào)壓時，他們的主要差異是什么？14反并聯(lián)的晶閘管和負(fù)載接成內(nèi)三角形的三相交流調(diào)壓電路，問該電路有何優(yōu)點？15什么是TCR？什么是TSC？它們的根本原理是什么？各有何特點？16交交變頻電路的主要特點和缺乏之處是什么？其主要用途是什么？17三相交交變頻電路有哪兩種接線方式？它們有什么區(qū)別？習(xí)題四1. 無源逆變電路和有源逆變電路有什么區(qū)別？2. 在逆變電路中器件的換流方式有哪些？各有什么特點？試舉例說明。3. 為什么負(fù)載換向逆變器的負(fù)載阻

13、抗必須呈容性而諧振式逆變器無次要求？4. 什么是電壓型逆變電路和電流型逆變電路？二者各有什么特點？5. 電壓型逆變電路中二極管的作用是什么？如果沒有將出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么電流型逆變電路中沒有這樣的二極管？6. 請說明整流電路、逆變電路、變流變頻電路三個概念的區(qū)別。7. 并聯(lián)諧振式逆變器利用負(fù)載電壓進展換相，為保證換相應(yīng)滿足什么條件？8. 對于圖4-16所示電路，測得uDS波形如圖右邊，請分析波形出現(xiàn)電壓尖峰的原因，并說明消弱電壓尖峰的方法。圖4-16習(xí)題8 圖4-17習(xí)題99. 假設(shè)電路及其輸出波形如題圖4-17所示，請畫出開關(guān)管上的電壓波形。10. 三相橋式電壓型逆變電路，180º

14、導(dǎo)電方式，Ud=100V。試求輸出相電壓的基波幅值UUN1m和有效值UUN1，輸出線電壓的基波幅值UUV1m和有效值UUV1、輸出5次諧波的有效值UUV5。習(xí)題五1. 試說明PWM控制的根本原理。2. PWM逆變器有哪些優(yōu)點？其開關(guān)頻率的上下有什么利弊？3. 單極性和雙極性PWM控制有什么區(qū)別？在三相橋式PWM逆變電路中，輸出相電壓輸出端相對于中性點的電壓和線電壓SPWM波形各有幾種電平？4. 脈寬調(diào)制PWM技術(shù)的制約條件主要表現(xiàn)在哪些方面？5. 在SPWM調(diào)制中，何謂同步調(diào)制？何謂異步調(diào)制？為什么常采用分段同步調(diào)制的方法？6. 脈寬調(diào)制逆變器的根本控制方法有哪些？7. 在圖5-31中，半周期

15、的脈沖數(shù)為7，脈沖幅值為相應(yīng)正弦波幅值的2倍，試按照面積等效原理計算各脈沖的寬度。8. 什么是SPWM波形的規(guī)那么采樣法？和自然采樣法相比，規(guī)那么采樣法有和優(yōu)缺點？9. 單相和三相SPWM波形中，所含主要諧波的頻率是多少？ 圖5-31習(xí)題710. 簡要說明空間矢量PWM控制的根本原理及特點。 11. 多電平逆變器的優(yōu)缺點有哪些？12. 目前多電平逆變器的拓?fù)錁?gòu)造主要有哪幾種？各有什么 優(yōu)缺點？習(xí)題六1. 什么是高壓直流輸電？和交流輸電系統(tǒng)相比有何優(yōu)缺點？2. 直流輸電工程按照直流聯(lián)絡(luò)線可分為幾類？各有什么優(yōu)缺點？3. 簡單介紹一下直流輸電系統(tǒng)的主要構(gòu)造，各個元件都有什么功能。4. 為什么目前在

16、絕大多數(shù)直流輸電工程普遍采用晶閘管閥？5. 對于目前廣泛使用的12脈波換流橋，其交流側(cè)電流和直流母線主要有那些次數(shù)的諧波？如果是采用18脈波換流橋呢？6. 高壓直流輸電的交流濾波器主要有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點？7. 在高壓直流輸電系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)輸送的直流電流和直流功率的主要手段是什么？8. 分析一下在高壓直流輸電系統(tǒng)中，如果采用全控型器件如IGBT并利用PWM控制技術(shù)的技術(shù)可行性。習(xí)題七1. 什么叫靈活交流輸電系統(tǒng)柔性交流輸電系統(tǒng)？目前的主要應(yīng)用有那些？2. 為什么要對交流電網(wǎng)進展無功功率補償？3. 什么叫SVC？SVC主要包括哪幾種組合構(gòu)造？4. 為什么TCR常和TSC并聯(lián)使用？試畫出其單線電路圖。5. 在TSC中，電容的最優(yōu)投切時刻如何選擇？6. 什么叫靜止同步補償器STAT？和傳統(tǒng)的SVC相比有何優(yōu)缺點？7. 畫出不考慮損耗時STAT的等效電路圖和其感性、容性向量圖，并分析其工作原理。習(xí)題八1. 對電網(wǎng)的諧波補償有何重要意義？2. 與傳統(tǒng)的無源濾波器相比，有源電力濾波器有何優(yōu)缺點？3. 試分析圖8-27所示的APF的電路構(gòu)造和工作原理。4. 根據(jù)有源電力濾波器接入電網(wǎng)的方式，有源電力濾波器主要分為哪三大類？各有什么優(yōu)缺點？5. 并聯(lián)型、串聯(lián)型有源濾波器各適用于什么應(yīng)用場合？6. 為什么目前通常將無源LC濾波器和有源濾波器混合