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电力 电子技术

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电力电子技术,电力,电子技术

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广东工业大学本科教学进度表2013 2014 学年度第一学期共 2 页第 1 页专 业 电力系统及其自动化 班 级 电气 11(1，2) 学生人数 96课程名称 电力电子技术 总学时 48 (其中讲课 42 实验 6 上机 0 )考核方式 随堂 停课 闭卷 开卷 其他 平时成绩占 20%， （其中：作业占 10 %，课堂纪律占 10%，其他占 0%） ；实验占 10 %；考试成绩占 70%。学时分配周次星期节次 讲授章、节及内容 讲课 实验 上机作业数量及答疑安排备注一 3 3-4第一章 电力电子技术的基本概况2.2 二极管特性和参数2.3 晶闸管特性和参数2 以晶闸管为主二 3 3-4 2.4 - 2.10 2 2.1，2.2 外特性二 4 3-4第三章 非正弦周期电路的基本概念，傅立叶级数分析4.2 整流电路的基本概念2 3.1，3.2，3.3，4.3 重点：傅立叶 级数展开三 3 3-4 4.3 单相桥式二极管整流电路， ， 0Ls0Ls 2 4.6+附加作业题 重点： 0Ls三 4 3-4 4.6 三相桥式二极管整流电路， 2 附加作业 题 重点：三相桥电路波形分析四 3 3-4 4.6 三相桥式二极管整流电路， 0Ls5.2 晶闸管电路及其控制 2四 4 3-4 习题课，第二、三、四章作业 2六 3 3-45.3 单相整流电路结合第四章的纯电阻、阻感和恒流特性介绍2六 4 3-4 有源逆变专题，从波形讲起，分析有源逆变的实现条件；分析三相全控桥的波形； 2三相晶闸管整流和逆变可增加 1-2 讲八 3 3-45.6 其他形式的整流电路5.5 多脉冲整流电路5.7 整流电路的应用2 2 三相整流 实验八 4 3-4 习题课 2九 3 3-4 6.1 概述+6.2 斩波器的控制6.3 降压斩波器 2九 4 3-4 6.4 升压斩波器+6.5 升降压斩波器 2十 3 3-4 6.6 Cuk 斩波器+6.7 全桥斩波器7.1 引言 2 26.1,6.2，6.7,6.8，6.12,6.12共 2 页第 2 页学时分配周次星期节次 讲授章、节及内容 讲课 实验 上机作业数量及答疑安排 备注十一 3 3-4 7.3.2 三相逆变器+7.4 PWM 调制技术 2十一 4 3-4 7.5 单相 PWM 调制 2 2三相逆变器实验十二 3 3-4 7.6 三相 PWM 调制 2十三 3 3-4第 6 章 习题课 2十五 3 3-4 复习 2十六 3 3-4 答疑 2说明：1、本表由主讲教师按广东工业大学本科教学进度表的编制及管理规定编写，经基层教学单位教学负责人审核，教师所在学院教学主管审核批准执行；2、若不在学校安排的地点授课，需在备注栏写明上课地点；3、本表须在每学期开学后第 1 周内送交基层教学单位审核，第 2 周内学院审核，第 3 周内交学生所在学院 2 份和发给学生班 1 份。主讲教师签名： 填写日期： 年 月 日基层教学单位教学负责人签章： 审核日期： 年 月 日学院教学主管签章： 审核日期： 年 月 日十 4 3-4 7.2 换流方式+7.3 电压型方波逆变器 2电力电子技术练习题 应同学们的要求，参照“电力电子技术复习提纲”，参考程汉湘教材( 第 1 版、第 2 版) 、王兆安教材( 第 4 版、第 5 版 )，设计了下述练习题。以下题目仅对应“复习提纲”中的部分知识点，“复习提纲”中没有涉及到的知识点请自行整理复习。 一、单相二极管桥式整流器 1、单相二极管桥式整流电路， =120V， =60Hz， =10A， sUsfdI(1) 画出输出电压 、交流侧电流 的波形； dusi(2) 计算输出电压 的平均值和有效值，交流侧电流 的有效值； dusi出电压的平均值输出电压的有效值：交流侧电流 的有效值：z， =5mH， =10A， (2) 计算输出电压 的平均值、换相重叠角t 0t=0 id=Id ud f1=50Hzt 0 us is is1 输 ： sTsTdUtUTttUTU 22)cos2(2/1dsin2)2/(102/s2/00=sdUU =有dsII =有si2、单相二极管桥式整流电路，sU =120V，sf =60HsLdI(1) 画出输出电压 、交流侧电流si 的波形； du ； dut 0 us A ud ud=0 t 0 uL A t 0 is dssIUL221cos = ： 换相重叠角29.0dsd0dILUAUs=U输出电压 的平均值： du二、三相二极管桥式整流器 3、三相二极管桥式整流电路， =220V， =50Hz，负载电阻 ，负载电感 ， = 5R =LsUsf(1) 画出输出电压 、输出电流 、交流侧电流 、 、 的波形； dudisaisbisci(2) 计算输出电压 、输出电流 的平均值和有效值，交流侧电流 的有效值； dudisai0 /6 /6 AUd0 LLU20 t uan ubn ucn uPn uNn ud 0 t t 0 t 0 0 t 1200 VD1 1200 VD4 600 VD4 VD1 ia ib VD6 VD3 VD6 VD3 ic VD2 VD5 VD2 VD5 输出电压 的平均值： duLLLLLL/6/6d035.123)(d cos23/1UUttU =U)(d )cos23/12LL/6/6dttU =（有输出电压 的有效值： duURUId0d= 输出电流 的平均值：diRUIdd有有= 输出电流 的有效值：di4、三相二极管桥式整流电路， =220V， =50Hz， =5mH，负载电阻 ，负载电感 ， = 5RsUsfsL=L(1) 画出输出电压 、输出电流 、交流侧电流 、 、 的波形； dudisaisbisci(2) 计算输出电压 的平均值、换相重叠角 ； du 0 t 0 uan ubn ucn uPn A uNn A Id Id 0t 0 ia ic dsLLdd0d335.1 ILUUUU =输出电压 的平均值： duLLds221cosUIL = ： 换相重叠角三、单相晶闸管桥式整流器 5、单相晶闸管桥式整流电路， =100V， =50Hz， ，负载电阻 ， o60= = 5RsUsf(1) 画出输出电压 、输出电流 、交流侧电流 的波形； dudisi(2) 计算输出电压 、输出电流 的平均值和有效值，交流侧电流 的有效值； dudisi(3) 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流； u (i )ttt000i2udidbcdd d uV14+=+= 2cos19.02cos122)(dsin21222dUUttUU输出电压 的平均值： du=)(d)sin2(122ttUU有d输出电压 的有效值： du2cos19.02cos12222dd+=+=RURURUI输出电流 的平均值： diRUIdd有有= 输出电流 的有效值：di交流侧电流 的有效值： si有有dsII =+=2sin212)(d)sin2(21222VTRUttRUI晶闸管电流有效值： )25.1(*57.1IVT=额定I 晶闸管电流额定值：)32(*U2Us=额定晶闸管电压额定值：6、单相晶闸管桥式整流电路， =100V， =50Hz， ；阻感负载， ， ， o60= = 2R =LsUsf(1) 画出输出电压 、输出电流 、交流侧电流 的波形； dudisi(2) 计算输出电压 、输出电流 的平均值和有效值，交流侧电流 的有效值； dudisi(3) 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流； u2 O tO tO tu di di 2bO tO tuVT14O tO tIdIdIdIdIdi VT23iVT14+=cos9.0cos22)(dsin21222dUUttU输出电压 的平均值： du U+=)(d)sin2(122dttUU输出电压 的有效值： du有RUIdd=输出电流 的平均值： diRUIdd有有= 输出电流 的有效值：di交流侧电流 的有效值： sidsII =有ddT707.021III =晶闸管电流有效值： )25.1(*57.1IVT=额定I 晶闸管电流额定值：)32(*U2Us=额定晶闸管电压额定值：7、单相晶闸管桥式整流电路， =100V， =50Hz， ；反电动势阻感负载， ， ， =60V， o30= = 2RsUsf=LME(1) 画出输出电压 、输出电流 、交流侧电流 的波形； dudisi(2) 计算输出电压 、输出电流 的平均值和有效值，交流侧电流 的有效值； dudisi(3) 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流； 波形与题 6 相同； REUIM=cos9.02d输出电流 的平均值： di其它参数的计算仿照题 6。 8、单相晶闸管桥式整流电路， =100V， =50Hz， =5mH， ；阻感负载， ， ， o30= = 5RsUsfsL=L(1) 画出输出电压 、输出电流 、交流侧电流 的波形； dudisi(2) 计算输出电压 、输出电流 的平均值，换相重叠角 ； dudi出电压 的平均值：出电流 的平均值：相重叠角 Ar Ar t us is is1 21+=t usud 输du 输di dsIL2=sdUUcos9.0RdEUIM=cos9.02换 ： 晶闸管桥式整流器 ， =60Hz ， =10A， (2) 有效值； (3) 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流； sdsUIL22cos)cos( =+四、三相o30=9、三相晶闸管桥式整流电路，sU =220V ，控制角sfdI(1) 画出输出电压 u 、交流侧电流sai 、sbi 、sci 的波形； d计算输出电压du 的平均值和有效值，交流侧电流sai 的u d1 = 30 u d2u du abu acu bcubaucaucbuabuac tO tO tO tO i di at 1u au buccos34.2)(sin63123232UttdUUd=+输出电压 的平均值： du+=32322)(sin63tdtU输出电压 的有效值： Udud）（有dI32=有saI 交流侧电流 的有效值：saidVTI31=有I 晶闸管电流的有效值： )25.1(*57.1IVT有额定=I 晶闸管的额定电流： )32(*U6Us=额定晶闸管电压额定值： 10、三相晶闸管桥式整流电路， =220V， =60Hz， =5mH，控制角 ， =10A， o30=sUsfsLdI(1) 画出输出电压 、交流侧电流 、 、 的波形； dusaisbisci(2) 计算输出电压 的平均值、换相重叠角 ； duId3 5 ia=i1t 0uucn ubn uan ic+ia=Id 1 5 2 4 6 t=0 t ic=i50At0 ucn ia1 uan ucn ia 21 +=dsLLdILU3cos23=U输出电压 的平均值： du换相重叠角 ： dLLsIUL22cos)cos( =+11、三相晶闸管桥式整流电路， =220V， =50Hz， =1mH， ；反电动势阻感负载， ， ， =200V， o60=sUsfsL=1R =LME(1) 画出输出电压 、输出电流 、交流侧电流 、 、 的波形； dudisaisbisci(2) 计算输出电压 、输出电流 的平均值和有效值、换相重叠角 ； dudi波形同题 10。 dsLLdILU3cos23=U输出电压 的平均值： du换相重叠角 ： dLLsIUL22cos)cos( =+输出电流 的平均值： diREUIM=cos34.22d五、有源逆变 12、单相晶闸管桥式变流器， =100V， =60Hz， =0.5mH，逆变角 ；反电动势阻感负载， ， ， =-99V； o60=sUsfsL=1R =LME(1) 求输出电压 、输出电流 的平均值； dudi(2) 求换相重叠角 ； us udT1,T2 T3,T4 is 1,2 iG1,2 iG3,4 tt3,4 tdssdILUU 2cos9.0 =输出电压 的平均值： duREU输出电流 的平均值： M=cos9.02dIdi换相重叠角 ： ssUIL22co=+ds)cos( 13、三相晶闸管桥式变流器， =220V， =60Hz， =1mH，逆变角 ；反电动势阻感负载， ， ， =-400V； o60=sUsfsL=1R =LME(1) 求输出电压 、输出电流 的平均值； dudi(2) 求换相重叠角 ； (3) 求送回电网的有功功率； t0 ucn ia1 uan ubn id Ud ud ia t 3 5 2 1 6 4 1计算同题 11。 送回电网的有功功率： dMdIEIRP *2+=六、直流斩波电路 14、简述降压斩波电路的工作原理。 15、简述升压斩波电路的工作原理。 16、简述升降压斩波电路的工作原理。 七、无源逆变器 17、单相电压型半桥逆变器， (1) 方波控制方式下，画出逆变器输出电压 的波形，计算 的有效值； 0u0u(2) PWM 控制方式下，画出逆变器输出电压 的波形，计算输出电压的基波峰值； 0u18、单相电压型全桥逆变器， (1) 方波控制方式下，画出逆变器输出电压 的波形，计算 的有效值； 0u0u(2) 双极性 PWM 控制方式下，画出逆变器输出电压 的波形，计算输出电压的基波峰值； 0u(3) 单极性 PWM 控制方式下，画出逆变器输出电压 的波形，计算输出电压的基波峰值； 0u19、三相电压型全桥逆变器， (1) 方波控制方式下，画出逆变器输出电压 的波形，计算 的有效值； 0u0u(2) PWM 控制方式下，画出逆变器输出电压 的波形，计算输出电压的基波峰值； 0u八、作业题 06 级电气自动化技术专业交直流传动控制技术（2） 试卷（A） 第 1 页 共 6 页08 级电气自动化专业交直流传动控制技术（2） 试卷（A） （答案）2008 年 12 月班级： 姓名： 学号：题目 一 二 三 四 总分分数一、填空题（每空 1.5 分，共 27 分）1电力电子器件一般都工作在 开关 状态，由 外电路 来控制。 2晶闸管导通条件为 阳极正偏和门极正偏 ，阻断条件为 I A uc 时，使 T4 导通，负载电压 u0= Ud；当 ur uc 时，使 T4 关断，由于电感负载中电流不能突变，负载电流将通过 T1,D3 续流，负载电压 u0=0。在 ur 的负半周，保持 T2 导通，使 T3 交替通断。当 ur uc 时，使 T3 导通，u0=- Ud；当 ur uc 时，使 T3 关断，负载电流将通过 T2,D4 续流，负载电压u0=0。 3晶闸管相控直接变频的基本原理是什么？答：晶闸管相控直接变频的基本原理是：电路中具有相同特征的两组晶闸管整流电路反并联构成，将其中一组整流器作为正组整流器，另外为反组整流器，当正组整流器工作，反组整流器被封锁，负载端输出电压为上正下负；如果负组整流器工作，得 分 评卷人06 级电气自动化技术专业交直流传动控制技术（2） 试卷（A） 第 4 页 共 6 页正组整流器被封锁，则负载端得到输出电压上负下正，这样就可以在负载端获得交变的输出电压。四、分析计算题（每题 10 分，共 30 分）1由下面单结晶体管的触发电路图画出各点波形。通常是采用改变什么元件的参数来实现改变相位角的？答：通常是采用改变可变电阻的参数来实现改变相位角的。得 分 评卷人06 级电气自动化技术专业交直流传动控制技术（2） 试卷（A） 第 5 页 共 6 页2设计一个由市电供电能输出+15V 电压的电路。3已知某系统传递框图如下。试确定该系统的闭环传递函数、特征方程式和劳斯稳定判据表，并给出系统是否稳定的结论。 2125.0ss.050)(sr)(sUc )(sc)(d)(N答：系统的闭环传递函数： 205.020)15.()1.(25.0)( ).(201.)(ssssGsscloeopen特征方程式： 206 级电气自动化技术专业交直流传动控制技术（2） 试卷（A） 第 6 页 共 6 页劳斯稳定判据表： 002105.0系统是否稳定的结论：劳斯表第一行、第二行、第一列各元素均为正数，故系统稳定。考试试卷( 1 ) 卷一、填空题（本题共 8 小题，每空 1 分，共 20 分）1、电子技术包括_和电力电子技术两大分支，通常所说的模拟电子技术和数字电子技术就属于前者。 2、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在_状态。当器件的工作频率较高时，_损耗会成为主要的损耗。 3、在 PWM 控制电路中，载波频率与调制信号频率之比称为_，当它为常数时的调制方式称为_调制。在逆变电路的输出频率范围划分成若干频段，每个频段内载波频率与调制信号频率之比为桓定的调制方式称为_调制。 4、面积等效原理指的是，_相等而_不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。5、在 GTR、GTO、IGBT 与 MOSFET 中，开关速度最快的是_，单管输出功率最大的是_，应用最为广泛的是_。 6、设三相电源的相电压为 U2，三相半波可控整流电路接电阻负载时，晶闸管可能承受的最大反向电压为电源线电压的峰值，即 ，其承受的最大正向电压为 。 7、逆变电路的负载如果接到电源，则称为 逆变，如果接到负载，则称为 逆变。8、如下图，指出单相半桥电压型逆变电路工作过程中各时间段电流流经的通路(用 V1,VD1,V2,VD2 表示)。(1) 0t1 时间段内，电流的通路为_；(2) t1t2 时间段内，电流的通路为_；(3) t2t3 时间段内，电流的通路为_；(4) t3t4 时间段内，电流的通路为_；(5) t4t5 时间段内，电流的通路为_；二、选择题（本题共 10 小题，前 4 题每题 2 分，其余每题 1 分，共 14 分）1、单相桥式 PWM 逆变电路如下图，单极性调制工作时，在电压的正半周是（ ）A、V1 与 V4 导通，V2 与 V3 关断B、V1 常通，V2 常断，V3 与 V4 交替通断C、V1 与 V4 关断，V2 与 V3 导通D、V1 常断，V2 常通，V3 与 V4 交替通断2、对于单相交流调压电路，下面说法错误的是（ ）A、晶闸管的触发角大于电路的功率因素角时，晶 闸管的导通角小于 180 度B、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角时，必须加宽脉冲或脉冲列触发，电路才能正常工作C、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角正常工作并达到稳态时，晶闸管的导通角为 180度D、晶闸管的触发角等于电路的功率因素角时，晶闸管的导通角不为 180 度 3、在三相三线交流调压电路中，输出电压的波形如下图所示，在 t1t2 时间段内，有（ ）晶闸管导通。A、1 个 B、2 个 C、3 个 D、4 个 4、对于单相交交变频电路如下图，在 t1t2 时间段内，P 组晶闸管变流装置与 N 组晶闸管变流装置的工作状态是（ ）A、P 组阻断， N 组整流 B、P 组阻断，N 组逆变C、N 组阻断，P 组整流 D、N 组阻断，P 组逆变5、电阻性负载三相半波可控整流电路中，控制角的范围是（ ）A、30150 B、0120 C、15 125 D、0150 6、桓流驱动电路中加速电容 C 的作用是（ ）A、加快功率晶体管的开通 B、延缓功率晶体管的关断 C、加深功率晶体管的饱和深度 D、保护器件 7、直流斩波电路是一种（ ）变换电路。A、AC/AC B、DC/AC C、DC/DC D、AC/DC 8、为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储时间，桓流驱动电路经常采用（ ）A、du/dt 抑制电路 B、抗饱和电路 C、di/dt 抑制电路 D、吸收电路 9、已经导通的晶闸管的可被关断的条件是流过晶闸管的电流（ ）A、减小至维持电流以下 B、减小至擎住电流以下C、减小至门极触发电流以下 D、减小至 5A 以下 10、IGBT 是一个复合型的器件，它是（ ）A、GTR 驱动的 MOSFET B、MOSFET 驱动的 GTR C、MOSFET 驱动的晶闸管 D、MOSFET 驱动的 GTO三、简答题（共 3 小题，22 分）1、简述晶闸管导通的条件与关断条件。（7 分）2、电压型逆变电路的主要特点是什么？（8 分）3、简述实现有源逆变的基本条件，并指出至少两种引起有源逆变失败的原因（7 分）四、作图题（共 2 小题，每题 12 分，共 24 分）1、三相全控桥，阻感负载，主回路整流变压器的接法是 D,y5，采用 NPN 管的锯齿波触发器，要求在整流与逆变状态运行。同步变压器二侧电压经 R-C 滤波器滤波后（滞后角为 30）接到触发电路。同步变压器的的接法为 Y/Y-10，4 接法，如下图所示，选择晶闸管的同步电压。（要给出分析过程，分析依据）晶 闸 管 VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6主电路电压 +Uu -Uw +Uv -Uu +Uw -Uv同 步 电 压 2、电路与波形如图所示。（1）若在 t1 时刻合上 K，在 t2 时刻断开 K，画出负载电阻 R 上的电压波形；（2）若在 t1 时刻合上 K，在 t3 时刻断开 K，画出负载电阻R上的电压波形。（u g 宽度大于3600）。（a）电路图 （b）输入电压 u2 的波形图五、计算题（共 1 小题，共 20 分）1、电路如图所示，单相全控桥式整流电路接大电感负载，R=4，U 2=220V。（1）触发角为 60时，(a) 试求 Ud、I d、晶闸管电流平均值 IdVT、晶闸管电流有效值 IVT、变压器副边电流有效值 I2；（b）作出 ud、i d、i VT2、i 2 的波形图（图标清楚，比例适当）。（2）当负载两端接有续流二极管时，（a）试求 Ud、I d、I dVT、I VT、I VD、I dVD 、I 2；（ b）作出 ud、i d、i VT2、i VD、i 2 的波形图（图标清楚，比例适当）。考试试卷( 2 ) 卷一、填空题（本题共 6 小题，每空 1 分，共 15 分）1、_存在二次击穿现象，_存在擎住现象。 2、功率因数由 和 这两个因素共同决定的。 3、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻 R 是 _措施。 4、同一晶闸管，维持电流 IH与掣住电流 IL在数值大小上有 IL_ IH。 5、电力变换通常可分为： 、 、 和 。6、在下图中，_和_构成降压斩波电路使直流电动机电动运行，工作于第 1象限；_和_构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变成为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行，工作于_象限。二、选择题（本题共 11 小题，9，10，11 小题每题 2 分，其余每题 1 分共 14 分）1、下列电路中，不可以实现有源逆变的有（ ） 。A、三相半波可控整流电路 B、三相桥式全控整流电路C、单相桥式可控整流电路 D、单相全波可控整流电路外接续流二极管 2、晶闸管稳定导通的条件（ ）A、晶闸管阳极电流大于晶闸管的擎住电流B、晶闸管阳极电流小于晶闸管的擎住电流C、晶闸管阳极电流大于晶闸管的维持电流D、晶闸管阳极电流小于晶闸管的维持电流 3、三相半波可控整流电路的自然换相点是（ ）A、交流相电压的过零点B、本相相电压与相邻相电压正半周的交点处C、比三相不控整流电路的自然换相点超前 30D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后 60 4、若增大 SPWM 逆变器的输出电压基波频率，可采用的控制方法是（ ）A、增大三角波幅度 B、增大三角波频率C、增大正弦调制波频率 D、增大正弦调制波幅度 5、三相半波可控整流电路中，晶闸管可能承受的反向峰值电压为（ ）A、U 2 B、 U2 C、2 U2 D. U2 6、晶闸管电流的波形系数定义为（ ）A、 B、 C、K f =IdTIT D、K f =IdT-IT 7、降压斩波电路中，已知电源电压 Ud=16V，负载电压 Uo=12V，斩波周期 T=4ms，则开通时Ton=（ ）A、1ms B、2ms C、3ms D、4ms 8、关于单相桥式 PWM 逆变电路，下面说法正确的是（ ）A、在一个周期内单极性调制时有一个电平，双极性有两个电平B、在一个周期内单极性调制时有两个电平，双极性有三个电平C、在一个周期内单极性调制时有三个电平，双极性有两个电平D、在一个周期内单极性调制时有两个电平，双极性有一个电平9、对于单相交交变频电路如下图，在 t2t3 时间段内，P 组晶闸管变流装置与 N 组晶闸管变流装置的工作状态是（ ）A、P 组阻断， N 组整流 B、P 组阻断，N 组逆变C、N 组阻断，P 组整流 D、N 组阻断，P 组逆变10、在三相三线交流调压电路中，输出电压的波形如图所示，在 t2t3 时间段内，有（ ）晶闸管导通。A、1 个 B、2 个 C、3 个 D、4 个三、简答题（本题共 4 小题，共 30 分）1、电压型逆变电路的主要特点是什么？（7 分）2、某一晶闸管，额定电压为 300V，额定电流为 100A，维持电流为 4mA，使用在下图所示的各电路中是否合理?说明其理由。(不考虑电压、电流裕量) （8 分）3、下面 BOOST 升压电路中，电感 L、电容 C 与二极管的作用是什么？（7 分）4、变压器漏感对整流电路有什么影响？（8 分）四、作图题（本题共 3 小题，共 26 分）1、画出三相桥式全控整流电路带阻感负载的原理图，并给图中 6 个晶闸管写上正确的编号，编号写在晶闸管的正上方或正下方。变压器采用 /Y 接法。 （8 分）2、画出下图对应的 Ud、i T1、V T1的波形其中虚线为脉冲信号。（12 分）3、将控制电路、检测电路、驱动电路、主电路填入以下框图中，组成一个电力电子应用系统。（6 分）六、计算题（本题共 1 小题，共 15 分）1、有一个三相全控桥整流电路。已知电感负载 L=0.2H、=60、R=1、变压器二次相电压U2=100V。试画出 Ud的波形，计算负载端输出的直流电压 Ud和负载电流平均值 Id，计算变压器二次电流的有效值 I2考试试卷( 3 ) 卷一、填空题：（本题共 7 小题，每空 1 分，共 20 分）1、请在正确的空格内标出下面元件的简称：电力晶体管 ；可关断晶闸管 ；功率场效应晶体管 ；绝缘栅双极型晶体管 ；IGBT 是 和 的复合管。2、晶闸管对触发脉冲的要求是 、 和 。3、多个晶闸管相并联时必须考虑 的问题，解决的方法是 。4、在电流型逆变器中，输出电压波形为 波，输出电流波形为 波。5、三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、下二个开关管间进行，称为_导电型6、当温度降低时，晶闸管的触发电流会 、正反向漏电流会 ；7、常用的过电流保护措施有 、 、 、 。二、选择题（本题共 10 小题，每题 1 分，共 10 分）1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差（ ）度。A、180 B、60 C、360 D、1202、 为 度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续和断续的临界状态。A、0 度 B、60 度 C、30 度 D、120 度，3、晶闸管触发电路中，若改变（ ）的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。A、同步电压 B、控制电压 C、脉冲变压器变比 D、以上都不能4、可实现有源逆变的电路为（ ） 。 A、三相半波可控整流电路 B、三相半控桥整流桥电路C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路5、在一般可逆电路中，最小逆变角 min 选在下面那一种范围合理（ ） 。广东工业大学试卷用纸，第 1 页 共 3 页学 院： 专 业： 学 号： 姓 名： 装 订 线广东工业大学考试试卷 ( B )课程名称: 电力电子技术 考试时间: 第 20 周星期五 ( 1 月 14 日)题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分得分评分人一（共计 20 分，每小题 4 分）试根据所学内容完成下列问题1 什么是整流电路？它是利用功率开关器件的什么特性来实现？2 什么是有源逆变？实现逆变的条件是什么？3 为什么升压斩波电路能使输出电压高于电源电压？4 整流电路多重化的主要目的是什么？主要有哪几种形式？5 简述软开关技术的原理及作用？二 （20 分）设单相桥式全控整流电路如下图所示，已知整流器交流输入电压的有效值U2100V，直流侧等效负载的电阻 R=2 ，L 值极大，试根据课堂所学内容完成如下内容：1）画出 ud 、i d 和 i2 的波形。 （8 分）2）求整流输出平均电压 Ud、直流电流 Id，变压器二次侧电流有效值 I2 各为多少？（6分）3）考虑安全裕量，试确定晶闸管的额定电压和额定电流各为多少？(6 分)广东工业大学试卷用纸，第 2 页 共 3 页三 （20 分）三相桥式全控整流电路所下图所示，已知三相交流输入电压的相电压有效值U2220V，直流侧负载为感性负载，其中 R=5 ，L 值极大，设整流器控制角，试完成：）画出 ud 、i d 和 iVT1 的波形（ 10 分）2）计算 Ud、I d、I dVT 和 IVT（10 分）四 （20 分）下图所示为降压斩波电路，图中直流电源 E200V，L 值极大，R10，E M 30V，采用脉宽调制控制方式，设开关周期 T50s，且导通时间 Ton20s。试完成：（20 分）1）简述降压斩波电路的工作原理。 （10 分）2）输出电压的平均值 Uo=？（5 分）3）输出电流平均值 Io=？（5 分）广东工业大学试卷用纸，第 3 页 共 3 页五 （20 分）某一 SPWM 逆变电路如下图所示。设图中的滤波电路已将逆变器输出的所有谐波完全消除，负载得到的是理想的正弦基波电压，且逆变电路和滤波电路没有能量损耗。设输入线电压有效值 U1=380V，电源频率为 50Hz。求1）直流输出电压 Ud？（5 分）2）若当幅值调制比 ma=0.7 时，负载的基波相电压幅值 U2m=？（5 分）3）当负载电流 , 时，求 Id？（10 分）)sin(20ti 40一1什么是整流电路？它是利用功率开关器件的什么特性来实现？整流电路是一种 AC-DC 变换电路，它是利用功率开关器件的单向导电的非线性特点来实现整流。2什么是有源逆变？实现逆变的条件是什么？把直流变成交流电称为逆变。当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变。实现逆变的条件：1）要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流测的平均电压。2）要求晶闸管的控制角 ，使 Ud 为负值。23为什么升压斩波电路能使输出电压高于电源电压？1）是 L 储能之后具有使电压泵升的作用。2）是电容 C 可将输出电压保持住。4整流电路多重化的主要目的是什么？主要有哪几种形式？整流电路多重化的主要目的包括两个方面：一是可以使装置总体的功率容量大，二是能够减少整流装置产生的谐波和无功功率对电网的干扰。串联结构：可以提供较高的电压；并联结构：可以提高较大的电流。5简述软开关技术的原理及作用？原理：为器件提供良好的开关工作条件，使得器件在零电压或零电流条件下进行状态转变，从而把器件的开关损耗降到最低水平。作用：消除开关过程中电压，电流的重叠，降低它们的变化率，从而减小甚至消除损耗和开关噪音。二单相桥式全控整流电路，U 2100V ，负载 R=2 ，L 值极大，当时，要求：1.画出 ud 、i d 和 i2 的波形。2求整流输出平均电压 Ud、电流 Id，变压器二次侧电流有效值 I2。3考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。2）整流输出平均电压 Ud、电流 Id，变压器二次侧电流有效值 I2分别为： V97.30cos19.0cos9.02 )(.8/7/ ARId)(9.382AId3）晶闸管承受的最大反向电压为： 4.10VU流过每个晶闸管的电流的有效值为： )(57IdVT故晶闸管的额定电压为： 283.)32(N晶闸管的额定电流为： )(6.1/5.1AI 三三相桥式全控整流电路，U 2100V ，带电阻电感负载， R=5 ，L 值极大，当时，要求：）画出 ud 、i d 和 iVT1 的波形2）计算 Ud、I d、I dVT 和 IVT。)(4.25760cos234.cos34.2 VUd )(8.51/.7ARI )(16.73/8./AIdVT)(72.93/AIdVT四下图所示的降压斩波电路中，E200V ，L 值极大，R10 ，E M30V，采用脉宽调制控制方式，T50s ，当 Ton20s 时。 （ 20 分）求：1）简述降压斩波电路的工作原理。2）输出电压平均值 Uo。3）输出电流平均值 Io。 M EM R L VD V E io uo 工作原理：在一个控制周期中，让 V 导通一段时间 ton,由电源 E 向 L、R、M 供电，在此期间，u0=E。然后使 V 关断一段时间 toff，此时电感 L 通过二极管 VD 向 R 和 M 供电，u 0=0。一个周期内的平均电压。输出电压小于电源电压，起到降压的作用。EtUofn0)(80520 VT)(510380AREUIM五某一 SPWM 逆变电路如下图所示。设图中的滤波电路已将逆变器输出的所有谐波完全消除，负载得到的是理想的正弦基波电压，且滤波电路没有能量损耗。设输入线电压有效值 U1=380V，电