电力电子技术A卷答案.doc

一、填空题（本题满分15分，每空1分）1、 门极可关断晶闸管（GTO）和电力晶体管（GTR）均属于 全（电流） 控制型器件。2、在晶闸管额定电流的定义中，通态平均电流IVT(AV)与同一定义条件下的有效值IVT之间的关系是IVT= 1.57 IVT(AV)。3、三相桥式全控整流电路中6个晶闸管的触发脉冲按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序触发，相位依次差 60度 ；共阴极组VT1、VT3、VT5的触发脉冲依次差 120度 。 4、 有源逆变 电路是把逆变电路的交流侧接到电网上，把直流电逆变成同频率的交流反送到电网去。 无源逆变 电路的交流侧直接接到负载，将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流电供给负载。 5、直流斩波电路中常用的控制模式是 PWM控制方式 。6、升降压斩波电路呈现降压状态的条件为 0/2，使Ud为负值。（2分）4、电压型逆变电路各桥臂并联二极管的作用是什么？电流型逆变电路中有没有这样的二极管？为什么？答：在电压型逆变电路中，当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。当输出交流电压和电流的极性相同时，电流经电路中的可控开关器件流通，而当输出电压电流极性相反时，由反馈二极管提供电流通道。（3分） 在电流型逆变电路中，直流电流极性是一定的，无功能量由直流侧电感来缓冲。当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时，电流并不反向，依然经电路中的可控开关器件流通，因此不需要并联反馈二极管。（2分）5、脉冲宽度调制的原理是什么？正弦脉宽调制信号是怎样产生的？答：脉冲宽度调制的原理是采用面积等效原理，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形。（2分）把正弦半波分成N等分，看成由N个彼此相连的脉冲序列组成，它们宽度相同，幅值按正弦规律变化。根据面积等效原理，把上述脉冲利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积相等，就得到PWM波形。（3分）6、什么是硬开关？什么是软开关？答：开关过程中，电压、电流均不为零，出现了重叠，导致开关损耗；而且电压和电流的变化很快，波形出现了明显的过冲，导致开关噪声的产生。具有这样的开关过程的开关称为硬开关。（2分） 通过在原来的开关电路中增加很小的电感、电容等谐振元件，构成辅助换流网络，在开关过程前后引入谐振过程，开关开通前电压先降为零，或关断前电流先降为零，就可以消除开关过程中电压、电流的重叠，降低它们的变化率，从而大大减小甚至消除损耗和开关噪声。具有这样开关过程的开关称为软开关。（3分）三、综合题：（本题满分55分）1、三相桥式全控整流电路如图1所示，U2=200V，带阻感性负载，R=10欧，L值极大。当控制角=60o时，求：（本小题20分）1）画出Ud、id、iVT1的波形；2）计算负载平均电压Ud、平均电流Id、流过晶闸管平均电流IdVT和有效电流IVT的值。解：1）波形如图所示。（9分）2）输出平均电压Ud、电流Id，流过晶闸管平均电流IdVT和有效电流IVT的值分别为Ud2.34U2 cos2.34200cos60234（V） （3分）IdUd /10234/1023.4（A） （2分）IdVT13Id 7.8（A） （3分）IVT13Id 13.5（A） （3分）2、Buck DC/DC变换器如图2所示，已知E=200V，R=10，L值极大，EM=30V，T=50s,ton=20s, 试（本小题15分）1）说明变换器工作原理，画出驱动信号及的波形；2）求输出电压平均值Uo； 3）求输出电流平均值Io。解：1）工作原理：降压斩波器的原理是：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，uoE。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，uo0。一个周期内的平均电压Uo。输出电压小于电源电压，起到降压的作用。（5分）波形如图：（4分）2）输出电压平均值（3分）3）输出电流平均值 （3分）4、单相交流调压电路如图3所示，若U2=220V，L=5.516mH，R=1，试求：（本小题10分）1）触发角的移相范围；2）负载电流的最大有效值；3）最大输出功率及此时电源侧的功率因数。解：1）负载阻抗角为 （2分）触发角的移相范围是 （2分）2）当=60o时，负载电流为最大，即（2分）3）最大输出功率为（2分）电源侧的功率因数为 （2分）5、单相桥式PWM逆变电路如图4(a)所示，采用双极性控制方式，当uruc时，给V1和V4导通信号，给V2和V3关断信号；当uruc时，正好相反。试求：（本题满分10分） 1）根据给定的ur，uc的波形（图4(b)），绘制uo波形；2）由波形可知，采用的是异步调制还是同步调制？为什么？ 解：1）