現(xiàn)代電力電子及變流技術(shù)B

東北大學繼續(xù)教育學院現(xiàn)代電力電子及變流技術(shù)試卷（作業(yè)考核線下）B卷（共4頁）總分題號——一——二三四五六七八九十得分一、單選題（每小題2分，共10分）晶閘管是（A）。四層三端器件B.三層四端器件C.四個PN結(jié)的器件D.電壓驅(qū)動型器件（C）是雙極型全控電力電子器件。A.P-MOSFETB.TRIACC.GTRD.GTO功率晶體管三個電極分別為（A ）。A.發(fā)射極，基極，集電極； B.第一基極，發(fā)射極，第二基極；C.源極，柵極，漏極； D.陰極，門極，陽極。電壓型交-直-交變頻器中間直流環(huán)節(jié)是（A）。A.電容B.電感C.電容加電感D.電容加電阻三相半波可控整流電路，負載兩端分別接（B ）。整流變壓器輸出端和中性點整流電路輸出端和中性點共陰極組整流電路輸出端和共陽極組整流電路輸出端平波電抗器兩端二、問答題（每小題5分，共35分）試分析電力電子器件并聯(lián)使用時可能出現(xiàn)什么問題及解決方法。答：電力電子器件并聯(lián)使用時因靜態(tài)、動態(tài)特性參數(shù)的差異而導致電流分配的不均勻，造成電流過大的器件因過載損壞。因此，必須采取均流措施如加均流電抗器，并選用特性參數(shù)盡可能一致的元器件，用門極強脈沖觸發(fā)也有助于動態(tài)均流。選擇正溫度系數(shù)的器件（MOSFET和IGBT）也能較好的達到均流效果。簡述正弦脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)的工作原理。答：述正弦脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)是將每一正弦周期內(nèi)的多個脈沖作自然或規(guī)則的寬度調(diào)制，使其依次調(diào)制出相當于正弦函數(shù)值的相位角和面積等效于正弦波的脈沖序列，形成等幅不等寬的正弦化電流輸出。晶閘管逆變器為什么要有換流電路？逆變器換流有哪幾種基本方法？答：晶閘管不能自行關(guān)斷，需在導通的器件上加反向電壓才能使其關(guān)斷，實現(xiàn)換流。因此除了交-交變頻電路的電網(wǎng)換流外，其它變頻電路均需另加換流電路。換流方法有電網(wǎng)換流、負載換流、強迫換流（脈沖換流）。什么是脈沖寬度調(diào)制方式？答：脈沖寬度調(diào)制(PWM),是英文“PulseWidthModulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。試說明升壓斬波器的特點。答：升壓斬波器是一種通過電子開關(guān)電路實現(xiàn)電流的高速通斷，利用電感器件自感現(xiàn)象輸出高頻交流電，再經(jīng)過整流濾波電路得到比輸入電源電壓高的輸出電壓。單極性和雙極性PWM調(diào)制有什么區(qū)別？答：載波在信號波正半周期或負半周期里只有單一的極性，所得的PWM波形在半個周期中也只在單極性范圍內(nèi)變化，稱為單極性PWM控制方式。載波始終是有正有負為雙極性的，所得的PWM波形在半個周期中有正、有負，則稱之為雙極性PWM控制方式。電力電子器件過電壓保護和過電流保護各有哪些主要方法？答：1.過電壓保護常用RC阻容吸收、雪崩二極管、壓敏電阻、硒堆和轉(zhuǎn)折二極管等非線性元器件來限制或吸收過電壓也是較長用的措施。2.過電流保護常用快速熔斷器、直流快速斷路器和過流繼電器都是較長用的措施。三、(共20分)三相半波逆變電路，直流電動機負載，電流連續(xù)。 U2=200V，Id=93.7A，作30°，ce0=O.142Vmin/r，晶閘管通態(tài)平均電壓AU=1V，變壓器二次側(cè)每相等效電阻RB=0.02Q，電樞電阻R=0.050，折算到變壓器二次側(cè)的每相漏抗XB=0.01Q，平波電抗器電阻Rt=0.005Q。s B T計算變流器輸出的空載逆變電壓；寫出此時的電壓平衡方程式；求出電動機的轉(zhuǎn)速n。解：R二R+R+m—b+R二0.02+0.05+3 .01+0.005二0.08(0)TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"BS 2兀 T 2兀\o"CurrentDocument"U=1.17Ucos0=1.17x200xcos30。=202.65(V)dp 2(U=—1.17Ucosp=—202.65V)d2\o"CurrentDocument"E二U+1R+AU二1.17Ucosp+1R+AUdp d T 2 d T(或U=E+(R+R+Rb)+I+AU)d B S T2兀 d Tn= (1.17x200xcos30。+93.7x0.08+1)=1487r/minc0e四、(共10分)三相橋式全控整流電路，電阻性負載。如果VT3不能導通，畫出此時的整流電壓ud波形。如果vt5被擊穿短路，其他晶閘管受什么影響？答：如果VT3不能導通，輸出電壓ud將缺少ub和ub波形3 d bcba

如果VT5被擊穿短路，輸出電流將顯著增大，當換流到VT］時，將造成a、b兩相短路，燒毀變壓器和VT1晶閘管。i-d1di-d1d2ud五、（共5分）在DC-DC變換器的Boost電路中，E=10V，D=0.7，求U0等于多少?答：U0冷E=占E=匕7X10=33?3V六、（共10分）電阻性負載加熱爐由單相交流調(diào)壓電路供電，如a=0°時為輸出功率最大值，試求功率為80%時的控制角a。解:a=0時輸出電壓最大，為

UOMAXUOMAX丄C'2Usint)2d02此時負載電流最大，為IomaxIomaxomaxR因此最大輸出功率為PUIomaxomaxomaxPUIomaxomaxomaxU2 2-R輸出功率為最大輸出功率80%時，有：U2TOC\o"1-5"\h\zP 0.8p 0.8 2omax R又由UU［三o2r2 RU2U2oR1(Sin2

R(_T~化簡得2sin20.4由圖解法解得60七、(共10分)單相調(diào)功電路，過零點接通器件。電源電壓為220V