华南理工大学电力电子技术A卷附答案.pdf

试卷试卷第第 1 1 页页 共共 8 8 页页 诚信应考诚信应考,考试作弊将带来严重后果！考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试华南理工大学期末考试 电力电子技术基础试卷电力电子技术基础试卷 注意事项：注意事项：1.1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚；考前请将密封线内各项信息填写清楚； 2.2. 所有答案请直接答在试卷上所有答案请直接答在试卷上( (或答题纸上或答题纸上) )； 3 3考试形式：闭卷；考试形式：闭卷； 4.4. 本试卷共五大题，满分本试卷共五大题，满分 100100 分，分，考试时间考试时间 120120 分钟分钟。 题题 号号一一二二三三四四五五总分总分 得得 分分 评卷人评卷人 一、一、 单项选择题（单项选择题（将正确答案填在题干后面的括号内，将正确答案填在题干后面的括号内，共共 10 分）分） 1、普通二极管和快速（快恢复）二极管在开关频率上的不同，主要是体现在哪 个参数上的差异：() A.开通时间B.反向恢复时间C.关断时间D.反向电流延迟时间 2、晶闸管被触发从断态转入通态就除去触发信号，能维持通态所需要的最小阳 极电流称为： () A.通态平均电流B.浪涌电流C.维持电流D.擎住电流 3、 电压型逆变器中间直流环节贮能元件是() A.电容B.电感C.电阻D.电动机 4、不可不可在第一和第四象限工作的变流电路 是() A.三相半波可控整流电路B.单相桥式全控整流电路 C.三相桥式半控整流电路D.矩阵式变频电路 5、为了保护电力电子装置，需要在装置中加上必要的过流保护措施，以下选项 中不是不是常用的过流保护措施有() A、快速熔断器B、过电流继电器 C、集射极电压识别电路D、RC 吸收电路 6、 若 SPWM 逆变器的输出频率变化范围很宽，PWM 波的调制方式应采用() A、异步调制B 、同步调制C、分段同步调制D、分段异步调制 7、电流型逆变器输出电流波形是() A、三角波B、正弦波C、矩形波D、梯形波 8、单相半控桥式整流大电感负载电路中，为了避免出现一个晶闸管一直导通， 另两个整流二极管交替换相导通的失控现象发生， 采取的措施是在负载两端并联 一个 () A、电容B、电感C、电阻D、二极管 9、电压型三相桥式逆变电路，当采用纵向换流时，每个开关管一个周期导通多 少度 () _ _ 姓名学号 学院专业座位号 ( 密 封 线 内 不 答 题 ) 密 封线 试卷试卷第第 2 2 页页 共共 8 8 页页 A、60B、120C、180D、240 10、以下的换流方式，哪个不是不是晶闸管的换流方式 () A、电源换流B、负载换流 C、强迫换流D、器件换流 二二 、判断题（正确打、判断题（正确打，错误打，错误打，共，共 10 分）分） 11、GTR 一次击穿后，若集电极电流不超过与最大允许耗散功率相对应的限制， GTR 不会损坏。 () 12、电力 MOSFET 一般工作在开关状态，即在截止区和饱和区之间来回转换。 () 13、对于 IGBT，如果集电极电流过大，栅极将失去对集电极电流的控制作用， 这种现象称为动态擎住效应。 () 14、三相全控整流电路输出电压是电源相电压的一部分。() 15、 可控整流电路， 当控制角增大时， 功率因数也随之增大。 () 16、凡是负载电流波形超前负载电压即容性负载都可以实现负载换流。 () 17、 交流调功电路和相控交流调压电路的电路形式完全相同， 只是控制方式不同。 () 18、 逆变电路的多重化除了用于调压外，另一个主要的目的是消除输出的高次谐 波。 () 19、 交交变频电路可运行于整流和逆变状态，用于电动机调速可以很容易实现四 象限运行。 () 20、由三角波和正弦波的自然交点产生 SPWM 波形，这种方法称为规则采样法。 () 三、三、 填空题（共填空题（共 24 分，每空分，每空 1.5 分）分） 21、图 1 所示为晶闸管的串联电路，晶闸管串联时 要采用措施，图 1 中的两个 RP的作用是 ；两个 R、C 串联的作用 是。 22、 图 2 所示为电路， 若输入电压为 10V，开关 S 的开关周期为 10mS，一个周期导通时 间为 5 mS，在电流连续、理想的工作情况下，输出 电压为V。（图 1） R C R C VT1 VT2 RP RP 试卷试卷第第 3 3 页页 共共 8 8 页页 M 电网电网 12 L Em 23、 逆变失败是指工作于逆变状 态的变流器，由于某种原因，出 现了输出平均电压和直流电动 势的状态，而变 流器内阻很小， 于是产生很大的 短路电流； 造成逆变失败的原因 有：、（图 2） 。 （任意写 2 种） 24、晶闸管导通的 2 个条件是： （1）、 （2）。 25、 如图 3 所示， 为 IGBT 的缓冲电路， 电路中， LS、 VD 的作用是缓 冲，RS、VDS、CS的作用是缓冲。 26、图 4 为两组变流器反并联的可逆线路，工作于正转逆变状态，1 组（正组） 变流器工作于状态，2 组（反组）变流器工作于状态， 并在图上标明电动机及反电动势极性，电流 Id的方向，电能传输方向（由变流 器指向电动机或反之） 。 （图 3）（图 4） 四、四、 分析题（共分析题（共 24 分）分） 29、图 6 为交直交单相桥式电压型逆变电路， （1）根据给出的 4 个 IGBT 栅极信 号波形，画出稳态时负载电压 uo波形、负载电流 io波形； （2）结合波形分析电 路工作过程。 （14 分） 30、图 7 所示，为一个晶闸管和四个二极管组成的单相桥式交流调压电路，电阻 为 1 欧姆，根据输入电压和驱动信号波形，画出输出电压波形、通过二极管 VD1 R UiUo L S D C Vd VD Ls VDs IGBT RL . . . . . Rs Cs 试卷试卷第第 4 4 页页 共共 8 8 页页 的电流波形，并分析电路的工作原理。 （10 分） （图 6） 2 t 1G u 2 t t t 4G u 2G u 3G u O u O i 试卷试卷第第 5 5 页页 共共 8 8 页页 VD1VD3 VD4 VD2 VT Ruo ui 0t1 2 t t t t ui ug uo iVd1 0 0 0 （图 7） 试卷试卷第第 6 6 页页 共共 8 8 页页 M 电网电网 12 L Em 电能 Id 06060707 学年学年 电力电子技术基础电力电子技术基础 A A 卷参考答案卷参考答案 一选择题（每题一分） 1. B2. D3.A4. C5. D 6. C7. C8. D9. B10. D 二判断题（每题一分） 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 三填空题（每空 1.5 分） 21均压，静态均压，动态均压 22升压斩波，20 23顺向串联，触发电路工作不可靠、晶闸管发生故障、交流电源缺相或者突然消失、 逆变角过小（任选其二） 24阳极阴极之间加有正向电压，门极阴极之间加正向电压和电流（触发脉冲） 25开通 (或者 电流 或者 抑止 di/dt)，关断(或者 电压 或者抑止 du/dt) 26停止/封锁，逆变 (图 3 分) 四分析说明题 29开关器件 4, 1 V与 3 , 2 V的栅极信号在一个周期内各有半周正偏，半周反偏，二者互补。 （1 分） （1）第一阶段 在 1 tt 时， 1 V 4 V导通，此时负载电流为零。当 1 tt 时，负载电流按指数规律上升。 电流方向如图中 21 tt段，此阶段输出电压为 do UU 。（2 分） （2）第二阶段 在 2 tt 时， 1 V 4 V关断，同时给 2 V 3 V栅极信号，但感性负载中的电流不能立刻改变方 向，于是 2 VD、 3 VD导通，电流继续按原方向流动，将电感电能向电源回馈，而 2 V 3 V承受 反压不能导通。此阶段直到 3 tt 时，电流0)( 3 tio，此时 2 VD、 3 VD关断。此阶段输出 试卷试卷第第 7 7 页页 共共 8 8 页页 电压为 do UU。（2 分） （3）第三阶段 在 3 tt 时， 2 V 3 V导通， do UU，电流方向相反，变换规律与第一阶段相同，时 间延后半个周期， 2 13 T tt。（2 分） （4）第四阶段 在 4 tt 时， 2 V 3 V栅极信号为零而关断， 1 VD、 4 VD在负载电感电势作用下而导通， 1 V 4 V不能导通。此时 do UU ，电流反向，变换规律与第二阶段相同，时间延后半个周期。 （2 分） 总之，负载电压为方波，与 1 V、 4 V和 2 V 3 V的栅极信号变换一致。电流为两端指数衰减 曲线构成的正负半波对称的交流。（1 分） 4, 1GE U 2 t 0 4 t t 3 , 2GE U 2 t 0 4 t t d U 0 o u d U 2 t 4 t 0 2 V 3 V o i 2 t 4 tt 2 D 3 D 1 D 4 D 1 t 3 t 1 V 4 V t （此图 4 分，每个波形 2 分） 0t1 2 t t t t ui ug uo iVd1 0 0 0 （此图 4 分，每个波形 2 分） 试卷试卷第第 8 8 页页 共共 8 8 页页 30、此电路为交流调压电路 （1）当输入电压为正半波期间，VD1、VT、VD2 串联回路承受正向电压，晶闸管具备导通 的第一个条件；在 t1 时刻，给晶闸管触发脉冲，晶闸管又具备了导通的第二个条件，因此， 从 t1 时刻开始，晶闸管导通，电流经过 VD1、VT、VD2、R 形成回路，负载上边的电压即 为输入电压。此时，通过晶闸管的电流、通过 VD1、VD2 的电流和负载电流相等。 （2 分） （2）180 度时，输入电压过零，VT 截止； （3）当输入电压为负波期间，VD3、VT、VD4 串联回路承受正向电压，晶闸管具备导 通的第一个条件；在（t1）时刻，给晶闸管触发脉冲，晶闸管又具备了导通的第二个条 件，因此，从（t1）时刻开始，晶闸管导通，电流经过 R、VD3、VT 、VD4 形成回路， 负载上边的电压即为输入电压的负半波部分。在此期间，VD1 不导通。（2 分） 输出电压正负对称，为交流信号，频率和输入电压相同；通过改变控制角的大小，既可 以控制输出电压的