华南理工大学_电力电子技术_A卷_附答案.doc

姓名 学号 学院 专业 座位号 ( 密 封 线 内 不 答 题 )密封线线_ _ 诚信应考,考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试电力电子技术基础试卷注意事项：1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上)； 3考试形式：闭卷； 4. 本试卷共五大题，满分100分，考试时间120分钟。题 号一二三四五总分得 分评卷人一、 单项选择题（将正确答案填在题干后面的括号内，共10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()A、60 B、120 C、180 D、24010、以下的换流方式，哪个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 、判断题（正确打，错误打，共10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、 填空题（共24分，每空1.5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）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、 计算题（共32分）27、三相半波有源逆变电路，反电动势阻感负载，已知U2100V，R=1,L=，EM = -150V,=30,，求直流侧平均电压和平均电流、晶闸管电压定额（考虑2倍冗余）、电流定额（考虑2倍冗余）、此时送回电网的平均功率是多少。（共12分） （）28、三相桥式全控整流电路，如图5所示，反电动势阻感负载，E200V，R=1，L值极大，输入相电压的有效值为220V，=60，在（1）漏感LB0时，求出直流侧Ud、Id、（2）漏感LB1mH时，求出直流侧Ud、Id、换流重叠角。（3） 在图5中画出考虑漏感时，输出电压、输出电流和VT1电流的波形（共20分）(,) （图5）五、 分析题（共24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的电流波形，并分析电路的工作原理。（10分）（图6） （图7）0607学年 电力电子技术基础A卷参考答案一 选择题（每题一分）1. B 2. D3. A 4. C5. D6. C 7. C8. D 9. B 10. 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，2023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)四计算题27解： (2分) (2分)晶闸管承受的最大正反向电压为线电压峰值 244.95V (2分)所以，晶闸管的电压定额为 489.90V (1分)流过晶闸管的电流有效值为 (2分) 晶闸管的电流定额为 (1分)送回电网的平均功率是 (2分)28、（1）漏感为0时输出平均电压为 （1分）输出平均电流为 （2分）（2）漏感为1mH时直流电压平衡方程为 （2分）其中Ud为不考虑漏感时的输出电压，由前面结果可知为257.4V，漏感上的电压 （1分）由以上2式可以得出 （2分） （2分）所以，此时直流侧平均电压为 （1分）换流重叠角计算公式为 （1分）所以，换流重叠角 （2分）（三个图 得分依次为 3分、1分、2分）五分析说明题29开关器件与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）第一阶段在时，导通，此时负载电流为零。当时，负载电流按指数规律上升。电流方向如图中段，此阶段输出电压为。 （2分）（2）第二阶段在时，关断，同时给栅极信号，但感性负载中的电流不能立刻改变方向，于是、导通，电流继续按原方向流动，将电感电能向电源回馈，而承受反压不能导通。此阶段直到时，电流，此时、关断。此阶段输出电压为。 （2分）（3）第三阶段在时， 导通，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分）（4）第四阶段在时，栅极信号为零而关断，、在负载电感电势作用下而导通，不能导通。此时，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、和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） （此图4分，每个波形2分） （此图4分，每个波形2分）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