07級(jí)電力電子技術(shù)考試試題(B卷2稿)

1、 -北京交通大學(xué)學(xué)生考試試題課程名稱(chēng)：電力電子技術(shù)（B 卷）20092010 學(xué)年 2 學(xué)期 出題：課程組線 （請(qǐng)考生注意：本試卷共有 七 道大題）-題號(hào)得分總成績(jī)-閱卷人-名 -一、 單選題（每題 2 分，共 20 分）1、下列功率器件中，哪種屬于電流控制型器件？ SCR IGBT MOSFET D2、電力電子器件工作時(shí)的開(kāi)關(guān)頻率越高，則-姓 -訂- 通態(tài)損耗越小 通態(tài)損耗越大 開(kāi)關(guān)損耗越小 開(kāi)關(guān)損耗越大3、當(dāng)晶閘管的電流上升到下列哪個(gè)電流后，去掉門(mén)極觸發(fā)信號(hào)，晶閘管仍能維持導(dǎo)通。號(hào)學(xué) 浪涌電流4、三相橋式半控整流電路帶阻感性負(fù)載，觸發(fā)脈沖的移相范圍是：090 0120 0150 01805

2、、下列哪個(gè)電路輸出電壓不可能高于輸入電壓： 維持電流 擎住電流 額定電流 丘克變換器 BUCK 變換器 BUCKBOOST 變換器 BOOST 變換器6、帶有隔離變壓器的半橋式 DC-DC 變換器是 丘克變換器的派生電路 BUCK 變換器的派生電路BOOST BUCK BOOST 變換器的派生電路級(jí) -裝班-變換器的派生電路-7、在 SPWM 控制的電壓型無(wú)源逆變器中，改變下列哪個(gè)量可以調(diào)節(jié)輸出電壓基波頻率：- 調(diào)制波頻率 載波頻率 開(kāi)關(guān)頻率 調(diào)制比-8、采用并聯(lián)緩沖吸收電路的目的是為了-院 - 減小開(kāi)通損耗 減小關(guān)斷過(guò)電壓 實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)學(xué) - 實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)器件的并聯(lián)9、下列哪個(gè)電路不能實(shí)現(xiàn)輸入輸出

3、之間的能量雙向流動(dòng)：1 PWM 整流電路 電流型無(wú)源逆變電路 BOOST 電路 交交變頻電路10、單相電壓型脈沖整流器，交流側(cè)電網(wǎng)電壓的峰值為U ，直流側(cè)電壓為 U ，該脈沖整NMd流器正常工作時(shí)應(yīng)滿足的條件是：22U U U U U U U U dNMdNMdNMdNM二、判斷題，正確的劃“”，不正確的劃“”（每題 2 分，共 10 分）（注意：本題共有 5 個(gè)小題。每個(gè)小題后面有 4 個(gè)判斷，答對(duì) 4 個(gè)判斷得 2 分；答對(duì) 3個(gè)判斷得 1 分；其它不得分）1、在帶有大電感負(fù)載且觸發(fā)角相同的情況下，單相全控橋電路與單相半控橋電路相比： 半控橋的輸出電壓平均值高于全控橋 半控橋的功率因數(shù)高于

4、全控橋（） 都可以實(shí)現(xiàn)有源逆變 半控橋負(fù)載電流連續(xù)而全控橋負(fù)載電流不連續(xù)2、晶閘管相控整流電路，考慮交流側(cè)電抗時(shí)存在換相重疊角，其大小與許多因素有關(guān)： 直流負(fù)載電流越小，換相重疊角越大 輸入變壓器漏抗越大，換相重疊角越大 交流輸入電壓越大，換相重疊角越大 觸發(fā)角越小，換相重疊角越大（）3、在電壓型無(wú)源逆變器中，采用方波控制和PWM 控制相比： 方波控制只能調(diào)壓不能調(diào)頻（） PWM 控制既能調(diào)壓又能調(diào)頻 通常情況下 PWM 控制的逆變器輸出電壓低次諧波比方波控制的小 （ 通常情況下 PWM 控制的開(kāi)關(guān)損耗比方波控制的小4、下列哪些說(shuō)法正確：（ 采用諧振變換器是為了實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān) 采用諧振變換器是為了

5、降低開(kāi)關(guān)頻率 采用諧振變換器是為了減小體積重量 采用諧振變換器是為了減小開(kāi)關(guān)損耗2（） 5、電流型無(wú)源逆變器： 輸出電壓波形與負(fù)載性質(zhì)無(wú)關(guān)（） 直流側(cè)采用大電感濾波 直流側(cè)電壓可能是正電壓，也可能是負(fù)電壓 橋臂換相時(shí)，在控制上需遵循“先斷后開(kāi)”的原則三、簡(jiǎn)答題（共 21 分）1、試說(shuō)明晶閘管串聯(lián)使用存在的問(wèn)題，如何解決此問(wèn)題？2、簡(jiǎn)述交交變頻電路的優(yōu)缺點(diǎn)。（5 分）（6 分）3、說(shuō)出五種帶隔離變壓器的開(kāi)關(guān)電源常用電路的名稱(chēng)，下圖所示電路屬于哪一種？（5 分）I+oL+RCU-No2UdTT1T2-4、在 SPWM 調(diào)制技術(shù)中，載波比和調(diào)制比是如何定義的？載波比和調(diào)制比的大小分別受什么因素限制？

6、 （5 分）四、三相半波可控整流電路、反電勢(shì)阻感負(fù)載，副邊相電壓 U100V，R1 ，直流側(cè)電2感 L，E50V，相控角 30，（10分）d1、求 U、I 及流過(guò)晶閘管的電流有效值 I ；Tdd2、計(jì)算晶閘管的額定電壓和額定電流（不考慮電壓電流裕量）。五、單相橋式有源逆變電路，反電勢(shì)阻感負(fù)載，若變壓器副邊相電壓U100V，2負(fù)載電阻 R1 ，直流側(cè)電感 L，當(dāng) E=-99V，逆變角 =60時(shí)， （12 分）d1、試求出直流側(cè)平均電壓 U 和平均電流 I；dd2、此時(shí)交流側(cè)電源的功率因數(shù)為多少？3、畫(huà)出直流輸出電壓 u、變壓器副邊電流 i 的波形。2d3 六、下圖中，輸入電壓 U =110V，占

7、空比為 65%，電阻 R=10 歐，輸出側(cè)濾波電容很大，輸d出電壓 U 基本恒定，試完成以下分析：oiDid+（15 分）SD-iLCRUoL+-io1、寫(xiě)出該電路的名稱(chēng)，分析其工作原理和能量轉(zhuǎn)移過(guò)程；2、畫(huà)出連續(xù)導(dǎo)電模式下電感電壓波形u 、電感電流波形 i 、開(kāi)關(guān)器件 i 及二極管電流SLL波形 i ；D3、計(jì)算輸出電壓U 和負(fù)載電流 。iOO4、此電路負(fù)載是否允許開(kāi)路？為什么？七、單相電壓型 PWM 整流器電路分析（12 分）1、畫(huà)出基于 IGBT 的單相電壓型 PWM 整流器電路原理圖2、該電路的橋臂應(yīng)該遵循什么控制原則？3、寫(xiě)出基波相量方程；4、分別畫(huà)出逆變工況（ 1）及電源電流超前電

8、源電壓 30情況下的基波相量圖（忽略線路電阻）；4 參考答案課程名稱(chēng)：電力電子學(xué)（B 卷） 2009-2010 學(xué)年 2 學(xué)期出題：課程組第一題：1、6、2、7、3、8、4、9、5、10、第二題： 1、 2、 3、 4、 5、第三題：1、答：晶閘管直接串聯(lián)會(huì)存在靜態(tài)分壓不均和動(dòng)態(tài)分壓不均的問(wèn)題。 （2分）解決方法：（3分）盡量采用特性一致的晶閘管；在晶閘管兩端并聯(lián)均壓電阻解決靜態(tài)分壓不均；并聯(lián)RC串聯(lián)吸收電路解決動(dòng)態(tài)分壓不均。2、交交變頻器具有以下優(yōu)點(diǎn)：（3分）無(wú)中間直流環(huán)節(jié)，損耗小，效率高。開(kāi)關(guān)器件采用晶閘管，以利于大功率應(yīng)用，采用電源自然換相，不需強(qiáng)迫換流電路?？梢詫?shí)現(xiàn)能量反饋，使電機(jī)作四

9、象限運(yùn)行。輸出低頻時(shí)，諧波含量小，負(fù)載轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)低。交交變頻器的缺點(diǎn)為：（3分）晶閘管元件數(shù)量多，成本高，控制復(fù)雜。最高輸出頻率受限制。輸入側(cè)功率因數(shù)低，當(dāng)輸出電壓較低時(shí)，功率因數(shù)更低。3、帶隔離變壓器的開(kāi)關(guān)電源常用電路有單端正激式變換器、單端反激式變換器、推挽式變換器、半橋式變換器、全橋式變換器。圖示電路屬于推挽式變換器。（3 分）（2 分）5 4、答：（1）（1+1 分）定義調(diào)制波與載波的幅值之比為調(diào)制比（調(diào)制深度）MUUMrmcmf定義載波頻率 f 與調(diào)制波頻率 f 之比為載波比（分頻比）N Nccrfr（2）調(diào)制比的大小受器件的開(kāi)通時(shí)間 t 、關(guān)斷時(shí)間 t 實(shí)際的限制（共 3 分）ono

10、ff載波比的大小受器件開(kāi)關(guān)頻率的限制第四題：解：1、U =1.17U cos =101.3V（2分）dI =(U -E)/R=51.3A2（2分）dd1/ 3I =I =29.6Ad（2分）T62、U = U =245V（2分）（2分）TM2I = I /1.57 = 18.9ATAT第五題：解：1、 U =0.9U cos -45 V（2分）d2U EI = 54A（2分）（2分）dRd2、I = I2d = P / S = U I U I（2分） / ( ) = 0.45ddd223、波形見(jiàn)右圖：（2+2分）第六題：答：1、 升降壓斬波器（2分）（2分）其工作原理是：當(dāng)功率開(kāi)關(guān) S閉合時(shí)，二極管 D截止，此時(shí)電源給電感蓄能，電感電流上升，同時(shí)，電容給負(fù)載供電。當(dāng)功率開(kāi)關(guān) S截止時(shí)，電感經(jīng)過(guò)二極管 D向負(fù)載側(cè)提供能量，電感電流下降。6 2、波形如下圖：（4 分）uGt(a)uLt(b)(c)iL I , I ID0tOLDiT(d) 0ttiD(e) 03、連續(xù)導(dǎo)電模式波形圖D0.65U OU 1 1 0 2 0 4V（2 分）（2 分）1 D1 0.65dU204i 0 20.4A0R10