05级电力电子学考试试题(B卷)

1 北京交通大学学生考试试题 课程名称 电力电子学 B 卷 2007 2008 学年 2 学期 出题 课程组 请考生注意 本试卷共有 七 道大题 题号一二三四五六七总成绩 得分 阅卷人 一 单选题 每题 2 分 共 20 分 1 三相半波可控整流电路带电阻性负载 当 达到以下哪个值时 输出的电压波形处于 连续和断续的临界状态 0 30 60 120 2 以下是四种基本的单相交流调压电路 哪一种电路的输出电压波形正负半周不对称 反并联电路 混合反并联电路 桥式电路 混合桥式电路 3 下列哪个电路可能会产生 失控 现象 单相半控桥 单相全控桥 三相半波整流电路 三相全控桥 4 三相半波可控整流电路中 电路输出电压的波形脉动频率为 50Hz 100Hz 150Hz 300Hz 5 单端反激变换器是 丘克变换器的派生电路 BUCK 变换器的派生电路 BOOST 变换器的派生电路 BUCK BOOST 变换器的派生电路 6 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 增大三角波载波幅度 增大三角波载波频率 增大正弦调制波幅度 增大正弦调制波频率 7 有源逆变是将 交流电能变换为直流电能 直流电能变换为交流电能 交流电能变换为交流电能 直流电能变换为直流电能 8 电力电子器件工作时的开关频率越高 则 通态损耗越大 断态损耗越大 开关损耗越大 开关损耗越小 学院 班级 学号 姓名 装 订 线 2 9 单相电压型脉冲整流器正常工作的条件是 Ud UN Ud UN Ud UN Ud UN22 10 电力电子器件的分类方法很多 按器件内部载流子参与导电的种类分类 IGBT 属于 半控型器件 单极型器件 双极型器件 复合型器件 二 判断题 正确的划 不正确的划 每题 2 分 共 10 分 注意 本题共有 注意 本题共有 5 个小题 每个小题后面有个小题 每个小题后面有 4 个判断 答对个判断 答对 4 个判断得个判断得 2 分 答对分 答对 3 个判断得个判断得 1 分 其它不得分 分 其它不得分 1 造成有源逆变失败的原因有 触发电路故障 造成脉冲丢失 脉冲延迟 晶闸管发生故障 失去阻断能力 逆变角 大于最小逆变角 min 交流电源发生异常现象 2 Buck Boost DC DC 变换器 工作状态 连续或断续 是根据储能电感电流的情况定义的 在连续工作状态下 输入电流是连续的 又可称为降压斩波器 传递能量的元件是电感 3 PWM 整流器 可四象限运行 交流侧一般接电机负载 一般采用脉宽调制方式工作 属于 DC DC 变换器 4 三相反并联晶闸管交流调压电路接纯电阻负载 其的特点有 输出电压存在直流分量 控制角 的移相范围是 0 150 要求触发脉冲必须为宽脉冲或双窄脉冲 3 在控制角 的整个移相范围内 输出电压波形连续 5 在某些情况下晶闸管仅承受正向电压 uAK 门极与阴极之间没有施加触发脉冲便导通 即发生误导通 可能导致晶闸管发生误导通的因素是 晶闸管承受的电压 uAK过高 晶闸管承受的 duAK dt 过大 晶闸管承受的电流过大 晶闸管承受的 di dt 过大 三 简答题 共 20 分 1 在三相 SPWM 逆变器中 通过调节哪些量可以控制逆变器输出电压基波的幅值和频率 5 分 2 交交变频电路主要应用在什么场合 其最高输出频率 输出频率上限 一般取多少 为什么要限制最高输出频率 5 分 3 说出五种带隔离变压器的开关电源常用电路的名称 下图所示电路属于哪一种 d U CR T o U 1 D 2 D L 1N2 N 1T2 T LiIo oi u 4 为扩大装置的容量 可采用串并联技术 试说明晶闸管直接串联时可能出现的问题 如何解决此问题 四 三相半波有源逆变电路 反电势阻感负载 变压器副边相电压 U2 110V 电源频率 50Hz 变压器漏感 LB 1mH 负载电阻 R 1 直流侧电感 Ld 当 E 150V 30 时 求直流侧平均电压 Ud和平均电流 Id及换相重叠角 的数值 并画出 Ud波形 12 分 五 单相全控桥式整流电路 阻感负载 交 4 流输入电压 U2 220V 负载 R 2 电感 Ld 相控角 30 12 分 1 求输出电压平均值 Ud 输出电流平均值 Id的值 电源侧的功率因数 2 如输出侧并接续流二极管 Ud又为多少 六 图示电路 已知 E 75V C 值极大 R 50 采用脉宽调制控制方式 当开关管的 T 40 s ton 25 s 试完成下列问题 12 分 1 写出该电路的名称 2 试画出连续导电模式下电感电压波形 uL 电感电流波形 iL 开关器件两端的电压波形 uS及二极管电流波形 iD 3 计算输出电压平均值 Uo和输出电流平均值 Io 4 设占空比一定 在正常工作情况下负载突然开路 会造成什么后果 七 图示电路 14 分 D D1 1D D3 3 D D4 4D D2 2 T T1 1T T3 3 T T4 4T T2 2 N I N L N u s u A B 2 L 2 C d C d u 1 写出该电路的名称 2 说明元件 LN L2 C2 Cd的作用 3 通过适当控制可以使交流侧电流 IN超前或滞后电源电压 uN90 即该电路可作为无功 5 补偿器使用 试写出作为无功补偿电路时交流侧基波相量方程 4 画出 IN超前电源电压 uN90 情况下交流侧基波相量图 忽略线路电阻 6 参考答案参考答案 课程名称 电力电子学 B 卷 2007 2008 学年 2 学期 出题 课程组 第一题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 第二题 1 2 3 4 5 第三题 1 SPWM 逆变器输出电压波形的基波电压与调制信号 ur 的幅值 或调制深度 近似成正 比 因此调节 ur 的幅值 或调制深度 便可控制基波电压的幅值 3 分 调节 ur 的频率便可控制基波电压的频率 2 分 2 交交变频电路主要用于大功率 低转速的三相交流电机调速系统中 1 分 最高输出频率受限制 fo fi 1 3 2 分 因为要减小谐波含量 降低负载转矩脉动 应保证 fo fi 1 3 即 fo 16 7 Hz 2 分 3 带隔离变压器的开关电源常用电路有单端正激式变换器 单端反激式变换器 推挽式 变换器 半桥式变换器 全桥式变换器 3 分 图示电路属于推挽式变换器 2 分 4 晶闸管直接串联会存在静态分压不均和动态分压不均的问题 2 分 解决方法 3 分 尽量采用特性一致的晶闸管 在晶闸管两端并联均压电阻解决静态分压不均 并联 RC 串 联吸收电路解决动态分压不均 7 第四题 解 2 分 d d I R EU 解得 Ud 116 5V 2 分 Id 33 5A 2 分 输出波形见右图 3 分 2 分 2 2 6 2 3 sin2 cos cos U xI U Ix BddB 解得 10 76 1 分 第五题 解 1 Ud 0 9U2cos 171 4 V 3 分 Id Ud R 85 6A 2 分 I2 Id 85 6A 2 分 Pd S Ud Id U2 I2 0 78 2 分 2 当加续流二极管时 Ud 0 9U2 1 cos 2 184 8 V 3 分 第六题 1 此电路为升压斩波电路 2 分 2 波形如下图所示 1 1 1 1 1 分 3 输出电压平均值为 2 分 40 75200 4025 o off T UEV t 输出电流平均值为 2分 200 4 50 o o U IA R 4 造成输出端电压急剧上升 击穿电路中的器件 如电容 二极管 功率管等 2 分 6 0t t ud 8 第七题 1 单相电压型脉冲整流电路 2 分 2 LN起滤波作用 同时承受电网电压和 PWM 波之间的电压差 L2