電力電子變流技術(shù)各章復(fù)習(xí)題

第一章

1.畫出晶閘管的陽(yáng)極伏安特性曲線。

2.畫出1尸0時(shí)雙向晶閘管的伏安特性曲線。

3.試說(shuō)明功率晶體管GTR的安全工作區(qū)SOA由哪幾條曲線所限定?（5分）

4.使晶閘管正常導(dǎo)通的條件是什么？

5.畫出晶閘管的雙三極管模型。（4分）

6.試述晶閘管正常導(dǎo)通條件。（4分）

7.試說(shuō)明GTR的安全工作區(qū)由幾條曲線組成？分別是什么？（6分）

8.設(shè)某型號(hào)晶閘管維持電流l..=4mA,晶閘管使用在下區(qū)電路中是否合理？為什么（不考慮

電流裕量）？

9.畫出晶閘管在門極甩流足夠大時(shí)的伏安特性曲線。（4分）

10.什么是晶閘管的額定通態(tài)平均電流？（4分）

第二章

L什么是整流?它是利用半導(dǎo)體二極管和晶閘管的哪些特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的?（5）

2.單相橋式全控整流電路和.單相橋式半控整流電路接大電感負(fù)載時(shí)，負(fù)載兩端并接續(xù)流二

極管的作用是什么？?jī)烧叩淖饔檬欠裣嗤?/p>

3.直流電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特點(diǎn)及其等效電路如何？串接平波電抗器的意義如何？

4.單相可控整流電路觀點(diǎn)給電阻負(fù)載或蓄電池充電（反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載〉，在控制角a相同、

負(fù)載電流平均值相等的條件下，哪一種負(fù)載電路中晶閘管額定電流值大一些？為什么？

5.串接平波電抗器的電動(dòng)機(jī)負(fù)載與大電感負(fù)載在單相橋式全控整流電路中輸出電壓波形一

樣嗎？為什么？電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)Ed不起作用嗎？

第三章

1.三相不控整流橋中，共陰極組和共陽(yáng)極組二極管導(dǎo)通規(guī)律是什么？

2.三相全控橋式整流電路的單脈沖觸發(fā)方式的脈沖寬度為什么要大于60°?

3.試列寫出三相半波可挖整流電路（大電感負(fù)載）在A相向B相換流期間輸出電壓表達(dá)式和

交流漏感上的壓降表達(dá)式。

4.在有交流漏抗時(shí)的三相半波可控整流電路中，在換流期間輸出電壓呈現(xiàn)什么規(guī)律。

5.三相全控橋式有源逆變電路中，每個(gè)晶閘管導(dǎo)通角是多少？每隔多少角度換相一次？換

相按什么順序依次進(jìn)行？（6分）

第四章

1.高壓直流輸電系統(tǒng)原理如圖所示，若使功率從左向右傳輸，變流器I、H分別工作于什

么狀態(tài)?控制角ai.a2的大小上有何特點(diǎn)?輸出電壓大小、極性如何?（8分）

2.造成有源逆變失敗的幾種主要原因是什么?（8分）

3.產(chǎn)生有源逆變的條件是什么？

4.晶閘管二端并接阻容吸收電路可起哪些保護(hù)作用？

5.決定有源逆變電路最小逆變角的因素有哪些？

第五章

1.如圖為三相全控橋式變流電路同步相控觸發(fā)系統(tǒng)框圖，試回答：（9分）

⑴該觸發(fā)系統(tǒng)采用哪種控制方式？

⑵圖中的1A、IB、IC、F、E以及1D?6D的電路名稱是什么？

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竺一小

吧一V”

2.晶閘管變流器對(duì)觸發(fā)電路的基本要求是什么？

第六章

1.而出由IGBT組成的單相橋式逆變電路帶阻感性負(fù)載的電路圖。（5分）

2.基于定頻調(diào)寬控制模式的直流脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)中，調(diào)制信號(hào)和教波信號(hào)各為什么信

號(hào)？載波信號(hào)不變時(shí)，如何調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度？

3.單相橋式貨削主電路單極性工作時(shí)，輸出電壓明的骯沖寬度變化規(guī)律是什么？〃.的

電平有幾個(gè)，分別是什么？

4.試說(shuō)明電壓型逆變電路中續(xù)流二極管的作用。

5.正弦脈寬調(diào)制中，調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)常用什么波形？

6.分別畫出電壓型和電流型逆變器的原理框圖。

7.無(wú)源電壓型逆變器抑制輸出電壓諧波的兩種常用方法是什么？

8.變壓變頻逆變器輸出電壓的四種控制方式分別是什么？

9.如圖為單相橋式SPWM逆變器的主電路，試說(shuō)明雙極性控制方式的控制方法和工作過(guò)

程。

（5分）

10.對(duì)于正弦脈沖寬度調(diào)制（SPWM）,何謂載波比?提高載波比有什么好處?

11.如圖為單相橋式SPWM逆變器的主電路，試說(shuō)

明單極性控制方式在調(diào)制波正半周時(shí)的工作過(guò)

程。

12.試畫出由IGBT組成的帶阻感負(fù)載單相電壓源型橋式逆變電路。（5分）

第七章

1.在下圖降壓斬波電路中，分別畫出V在開(kāi)通和關(guān)斷狀態(tài)時(shí)的等效電路圖。（5分）

V

2.簡(jiǎn)述斬波電路時(shí)間比挖制方式中的三種控制模式。

3.升壓斬波電路如圖所示，電路T作可分為開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通和關(guān)斷兩個(gè)過(guò)程，試畫出對(duì)應(yīng)兩

個(gè)工作過(guò)程的等效電路

4.若電源電壓Ud已知，開(kāi)關(guān)元件S接通時(shí)間Ton與周期T的比值a尸T口已知，試寫出輸

T

出電壓平均值Uo的表達(dá)式，并畫出S接通與關(guān)斷時(shí)的等效電路圖。（6分）

第八章

1.功率晶體管對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求是什么？

2.驅(qū)動(dòng)電路的隔離有什么作用？常用的驅(qū)動(dòng)電路隔離方法有哪幾種？

3.恒流驅(qū)動(dòng)電路中加速電容的作用是什么？

4?.功率晶體管的緩沖保護(hù)電路有什么作用？

5.恒流驅(qū)動(dòng)電路育哪些改善措施？

表2

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電力電子技術(shù)常見(jiàn)的整流電路特點(diǎn)總結(jié)

1.在下圖中所示的單相半波整流電路中，負(fù)載電阻R=100Q,輸入電壓

u=1000T2sin(27r/l),/=50Hz,試計(jì)算：(8分)

(1)整流輸出電壓的平均值Udo一葉并?

(2)整流輸出電流的平均值Lo°?”

(3)加在二極管上的反向峰值電壓。

2.有一單相橋式全控整流電路，負(fù)載為純電阻，要求控制角a=60°時(shí)，

Ud=135V,ld=27Ao試計(jì)算整流變壓器二次電流有效值I2和變壓器容量。(1。分)

30.單相全控橋式整流電路接反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，R=lQ,L=oo,U2=100V,當(dāng)Eu=-99V,

P=60o時(shí)，求下列各項(xiàng)(8分)

②Ud、Id的數(shù)值

②反電勢(shì)負(fù)載發(fā)出的平均功率是多少？

3.單相全控橋式變流電路如圖所示，工作于有源逆變狀態(tài)，8=60°,變壓器二次相電壓有

效值U2=220V,Ed=-150V,R=1Q,L足夠大，試按要求完成下列各項(xiàng)：

(1)畫出輸出電壓國(guó)的波形；(2)畫出晶閘管VM的電流波形ivi4；

(3)計(jì)算輸出電流平均值h

(4)計(jì)算品閘管電流的有效值Ivio

4.單相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載如圖所示，交流輸入電壓有效值U2=220V,負(fù)載電阻

R=1.69Q,要求輸出的直流平均電壓為84.5V,試計(jì)算控制角。，晶閘管電流的有效值

M，晶閘管電流平均值IviAR。

5.單相半控橋式有續(xù)流二極管整流電路如下圖，電源電壓有效值U2=220V,帶大電感負(fù)載

3L、，其中，負(fù)載電阻R=5Q,晶閘管的控制角a=60°,分別計(jì)算輸出電壓平均值、輸

出電流平均值和流過(guò)晶閘管和續(xù)流二極管電流的平均值和有效值。

O-

?Uz________本

R

6.單相全控橋式變流電路如圖如示，工作于有源逆變狀態(tài)，3=6'本

有效值U2=220V,直流電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ed=150V,R=1Q,L/t畛人，“JI文貝軟電帆

連續(xù)，試按要求完成下列各項(xiàng)：

①畫出輸出電壓山的波形；

②畫出晶閘管Vi的電沆波形％；

③求輸出電壓平均值Ud

④求輸出電流平均值Id

⑤計(jì)算晶閘管的電流有效值（共10分）

7.某一整流電路，流過(guò)品閘管的實(shí)際電流波形如圖所示，其平均值IVIAR=20A,試選擇晶

閘管的額定電流NEAR（不考慮裕度系數(shù)）。（8分）

Im

1V：AR

x(ot

02

8.單相半控橋式有續(xù)流二極管、帶大電感負(fù)載可控整流電路如圖所示，輸入相電壓有效值

U2=220V,R=5Q,a=60°,試回答以下問(wèn)題：（10分）

（1）計(jì)算整流輸出電壓平均值5和負(fù)載電流平均值Id；

（2）計(jì)算續(xù)流二極管電流的平均值Iv4AR和有效值Iv4o

9.單相全控橋式變流電路如下圖所示，工作于有源逆變狀態(tài)，8=60°,變壓器二次電壓有

效值U2=220V,Ed=-150V,R=1Q,L足夠大，可使負(fù)載電流連續(xù)。試按要求完成下列

各項(xiàng)：（15分）

（1）畫出輸出電壓固的波形；

lvn

0cot

⑵畫出晶閘管V|)的電流波形ivii；

(3)計(jì)算晶閘管V|)的電流的平均值Ivl.ARo

(4)計(jì)算晶閘管電流的有效值lvh.

(5)求變壓器二次電流有效值12。

(6)B角的移相范圍是多少。

10.單相半控橋式有續(xù)流二極管整流電路如下圖，電源電壓有效值5=220V,帶大電感負(fù)載

3L?R,其中，負(fù)載電阻R=5Q,晶閘管的控制角a=60°,分別計(jì)算輸出電壓平均值、

輸出電流平均值和流過(guò)晶閘管和續(xù)流二極管電流的平均值和有效值。

11.整流電路如圖所示，R=10Q,L足夠大，滿足3L?R,已知U2=100V,

a=45。。試回答：(7分)

(1)畫出負(fù)載電壓川和流過(guò)晶閘管V12的電流酊2波形；

⑵計(jì)算負(fù)載電流平均值

⑶計(jì)算晶閘管承受的最高反向電壓URMO

12.單相全控橋式有源逆變電路如圖所示，變壓器二次側(cè)電壓有效值5=200V,回路總電阻

R=1.2。,平波電抗器L足夠大，可使負(fù)載電流連續(xù)，當(dāng)0=45。，Ed=-188V時(shí)，試回答

以下問(wèn)題：(10分)

(1)畫出晶閘管VII的電壓波形晶閘管VII的電流波形iv”；

(2)計(jì)算負(fù)載電流的平均值如

(3)計(jì)算晶閘管VII電流的平均值MAR

13.單相不控半波整流電路中，純電阻負(fù)載R=100

Q,u(t)=1000\f2sin(a)t)V,f=50Hz,試計(jì)算：(6分)

①直流輸出電壓的平均值Ud；

②直流輸出電流的平均值Id；

③在二極管上的反向峰值電壓URm。

14.單相全控橋式整流電路如下圖，若L滿足coL；R,且已知U2=100V,R=l0C,a=45"。

試回答：(10分)

①計(jì)算整流輸出電壓和整流輸出電流平均值Ud、Id；

②計(jì)算晶閘管電流的有效值3；

③畫出〃“、叫”波形。

15.單相全控橋式變流電路如圖所示，工作于有源逆變狀態(tài)，B=60°,變壓器二次相電

壓有效值U2=220V,Ed=-150V,R=1Q,L足夠大可使負(fù)載電流連續(xù)，試|口1答以下問(wèn)題：

(1)畫出輸出電壓川的波形；

(2)畫出晶閘管VI4的電流波形ivi4；

⑶計(jì)算負(fù)我電流的平均值

(4)計(jì)算晶閘管電流的有效值Ivio

16.單相全控橋式有源逆變電路如圖所示，變壓器二次電壓有效值U2=200V,回路總電阻

R=1.2Q,平波電抗器L足夠大，可使負(fù)載電流連續(xù)，當(dāng)逆變角B=45。，反電勢(shì)Ed=-188V

時(shí)，按要求完成下列各項(xiàng)：(10分)

(1)畫出晶閘管V13的電壓波形〃vi3；

(2)畫出流過(guò)晶閘管VI3的電流波形Zvi3；

(3)計(jì)算輸出電流的平均值Id；

(4)計(jì)算品閘管V13電流的有效值IV13o

cot

17.有一單相橋式全控整流電路，負(fù)載為純電阻，要求控制角a=60°忖，

Uf135V.I427A。試計(jì)算整流變壓器二次電流有效值L刃變壓器容量。(10分)

18.單相電壓型橋式逆變電路，180°導(dǎo)電方式，直接側(cè)電壓E=2(X)V,試計(jì)算電路輸出電

壓中的基波幅值和基波有效值。(6分)

第二部分、三相整流和逆變電路、斬波電路分析計(jì)算題

I.三相橋式大電感負(fù)或全控整流電路，變壓器二次側(cè)線電壓為380V,負(fù)載電阻

R=I1.7Q,控制角a=60。，計(jì)算輸出電壓平均值Ud,輸出電流平均值5晶閘管電流有

效值Ivi，變壓器二次側(cè)電流有效值I2。（8分）

2.如圖為降壓斬波電路，請(qǐng)畫出V導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)的

等值電路圖：如果電源電壓E=50V,占空比KLO.6,

求輸出電壓值。（6分）。

3.單相電壓型橋式逆變電路，180。導(dǎo)電方式，直流側(cè)電壓E=200V,試計(jì)算電路輸出

電壓中的基波幅值及基波有效值。（8分）

4.降壓型斬波電路中，直流源電壓Ud=100V,占空比KF0.6,負(fù)載電阻R=2C,試問(wèn)答

下列問(wèn)題：（8分）

①輸出電壓平均值；

②負(fù)載消耗平均功率？

5.三相橋式人電感負(fù)或全控整流電路的變壓器二次側(cè)線電壓為380V,負(fù)載電阻

R=11.7Q,a=60°。計(jì)算輸出電壓平均值Ud，負(fù)載電流平均值Id，晶閘管電流的有效值I”

和變壓器二次電流的右效值L。（8分）

6.由IGBT構(gòu)成的三相橋式逆變電路如圖所不，設(shè)Ud=IOOV,采用180°導(dǎo)電型。

（1）求輸出電壓的基波幅值UANlm和有效值UANIO

（2）對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形畫出各相對(duì)中點(diǎn)O的相電壓波形。

（3）畫出線電壓UBC波形。

7.三相全控橋整流電路如圖所示。已知帶大電感負(fù)載，a=30°,R=2Q,變壓器二次相電

壓有效值U2=220VO試計(jì)算輸出電壓平均值Ud和輸出電流平均值Id，計(jì)算晶閘管電流

的平均值IVIAR和有效值IVP計(jì)算晶閘管承受的最大正向電壓U.和最大反向電壓

URm。

8.三相橋式不控整流大電感負(fù)載電路如圖所示，變壓器二次相電壓有效值U2=220V,直流

電阻R=4Q,平波電抗器L足夠大且滿足3LR,試按要求回答下列問(wèn)題：

①計(jì)算輸出電壓平均值Ud；

②計(jì)算輸出電流平均值Id：

③計(jì)算二極管電流的有效值g；

④算二極管電流F

9.三相半波可控整流電路，帶大電感負(fù)載3L控制用Q=60°,負(fù)載電阻R=2Q,變壓

器二次相電壓有效值U2=220V。計(jì)算輸出電壓平均值Ud，輸出電流平均值5并按

裕量系數(shù)2確定晶閘管的領(lǐng)定電流和額定電壓（電路最小控制角amin=60°）O

10.下圖所示三相全控橋式整流電路中，相電壓有效值U2=220V,0=75°,R=2Q,且滿

足3L?R,試按要求完成下列各項(xiàng)。（10分）

①計(jì)算輸出電壓的平均值5;

②計(jì)算直流輸出平均電流Id；

③計(jì)算變壓器二次相電流的有效值12；

⑤算晶閘管的電流有效值Ivlo

11.三相全控橋變流電路如圖所示。變壓器二次電壓有效值

U2=220V,直流電阻R=0.5Q,平波電抗器L滿足3

280Vo試按要求回答下列問(wèn)題。（12分）

①畫出晶閘管V?兩端電壓的波形；

②計(jì)算變流電路輸出電壓平均值Ud:

③按裕量系數(shù)2選擇晶閘管的額定電壓；

④算直流平均電流L

12.三相全控橋式有源逆變電路如圖所示，變壓器二次相電壓有效值U2=22OV,回路總電阻

R=0.5Q,平波電抗器L足夠大，可使負(fù)載電流連續(xù)，若B=60°,Ed-2807,試回答

下列問(wèn)題：(15分)

(1)畫出輸出電壓固的波形；

⑵畫出晶閘管殖2的電流波形ivl2；

(3)計(jì)算整流輸出電壓平均值5和直流電流平均值

(4)計(jì)算晶閘管環(huán)2電流的平均值Ivl2AR：

(5)變壓器二次相電流的波形是矩形波還是正弦波？

(6)求變壓器二次相電流有效值12。

13.三相橋式不控整流大電感負(fù)載電路如圖所示，變壓器二次相電壓有效值U2=220V,直流

電阻R=4C,平波電抗器L足夠大且滿足aL?R,試按要求回答卜.列問(wèn)題:

①計(jì)算輸出電壓平均值Ud；

②算輸出電流平均值卬

③算二極管電流的有效值L，

⑤算二極管電流的平均值LAR。

14.三相半波可控整流電路，帶大電感負(fù)載3L?R,控制角a=60°,負(fù)載電阻R=2Q,變

壓器二次相電壓有效值U?=22()V。計(jì)算輸出電壓平均值Ud，輸出電流平均值h，并按裕最

系數(shù)2確定晶閘管的額定電流和額定電壓(電路最小控制角?min=60°)o

15.三相全控橋式純電阻負(fù)載(R)整流電路中，控制角0°WaW30°,設(shè)三相輸入交流相

電壓為

(r)=sin(dJT

ua>/2U2),uh(/)=42U2sin(tyr-120°),u.(/)=Gu?sin(a+120°),試給

出［a+30°,a+30°+l20°］期間負(fù)載電流瞬時(shí)值(f)的表達(dá)式。

32.電阻性負(fù)載