现代电力电子及变流技术专升本模拟试卷一.doc

现代电力电子及变流技术（专升本）模拟试卷（一）一、 单选题（每题2分，共10分）1. 晶闸管的额定电压是（ ）。A. 断态重复峰值电压B. 反向重复峰值电压C. A和B中较大者D. A和B中较小者2. 单相交流调压电路可以用于A. 电阻性负载B. 电感性负载C. 电阻性负载和电感性负载D. 单相负载3. 晶闸管是（ ）。A. 四层三端器件B. 三层四端器件C. 四个PN结的器件D. 电压驱动型器件4. 单相半波可控整流电路一共有（ ）只晶闸管。A.1B.2C.3D.45. 晶闸管变流电路逆变工作时，（ ）。A. B. CD二、多选题（每题2分，共10分）1. 全控型电力电子器件有（ ）。A. Thyristor、GTR、P-MOSFET、IGBTB. GTR、P-MOSFET、IGBT、IGCTC. IGBT、MCT、GTR、GTOD. Power Diode、MCT、GTO、IGBT2. （）是电压控制型电力电子器件。A. P-MOSFET、GTOB. TRIAC、GTRC. P-MOSFET、IGBT D. IGBT、SITH3. 自然换流点在相电压波形正半周的电路是（ ）。A. 三相半波共阴极组整流电路B. 三相半波共阳极组整流电路C. 三相半波共阴极组逆变电路D. 三相半波共阳极组逆变电路4. 自然换流点在相电压波形负半周的电路是（ ）。A. 三相半波共阴极组整流电路B. 三相半波共阳极组整流电路C. 三相半波共阴极组逆变电路D. 三相半波共阳极组逆变电路5. 交流调功电路（ ）。 A. 通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率； B. 靠改变移相触发角来改变输出功率； C. 将电源接通几个周波，再断开几个周波； D. 每个周期的控制触发角固定不变。三、简答题1晶闸管导通的条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？（5分）2.有些晶闸管触发导通后，触发脉冲结束时它又关断是什么原因？（5分）3什么是有源逆变？ 4.晶闸管变流电路产生有源逆变的基本条件是什么？（5分）5简述正弦脉宽调制（SPWM）技术的工作原理。（5分）四、1. 上题不考虑安全裕量，问100A的晶闸管能送出平均电流Id1、Id2、Id3各为多少？这时相应的电流最大值Im1、Im2和Im3各为多少？（10分）2. 图中阴影部分为晶闸管的通态电流波形i1、i2和i3，各电流波形的峰值为Im1、Im2和Im3。分别计算各电流波形的平均值Id1、Id2、Id3与有效值I1、I2、I3。（10分）/420w ti1Im15/42/40w ti2Im22/20w ti3Im3五、单相桥式全控整流电路，反电动势阻感负载，R=1W，L极大，U2=100V，E=40V，LB=0.5mH。a=60o时，1）画出ud的波形；（5分）2）计算Ud、Id和。（5分）六、三相桥式全控变流电路，反电动势阻感负载，R=1W，L极大，U2=220V，LB=1mH，EM= - 400V，b=60o。计算Ud、Id和；（5分）求此时送回电网的有功功率是多少？（5分） 七、三相桥式全控整流电路，电阻电感性负载，U2=100V，R=5W，L极大。a=60o时，1）画出ud、id、iT1的波形；（10分）2）计算Ud、Id、IdT和IT；（10分）现代电力电子及变流技术（专升本）模拟试卷（一）答案一、 单选题（每题2分，共10分）1、答：（ D ）2、答：（ C ）3、答：（ A ）4、答：（A）5、答：（B）二、多选题（每题2分，共10分）1、答：（ B C ）2、答：（ C D ）3、答：（ A C ）4、答：（ B D ）5、答：（ A C ）三、1、答：正向阳极电压，正向门极电压。加反向阳极电压或去除阳极电压或将阳极电流减小到维持电流以下。2、答：导通电流小于擎住电流。3、答：可控整流电路工作在逆变状态，把该电路的交流侧接到交流电源上，把直流电逆变成与交流电源同频率的交流电返送到电源。4、答：外部条件：直流电动势源E，其极性与电流方向一致；且E应稍大于晶闸管逆变电压平均值Ud。内部条件：晶闸管变流装置的控制角大于90。5、答：正弦脉宽调制（SPWM）波是与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波。等效的原则是每一区间的面积相等。也就是把一个正弦半波分成n等分，然后把每一等分正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与之面积相等的矩形脉冲来代替，矩形脉冲的幅值不变，各脉冲的中点与正弦波每一等分的中点相重合。由n个等幅不等宽的矩形脉冲所组成的波形就与正弦波的半周波形等效，称作SPWM波形。四、1、答：(1) 100A的晶闸管允许通过的有效值电流为：ITn=1.57IT(AV)=1.57100=157 A(2) 按有效值相等的原则有：2、答：(1) 平均值(2) 有效值五、（1）0tud（2） 六、答：联立求解得七、答： （1）idiT100（2）现代电力电子及变流技术（专升本）模拟试卷（二）一、单选题（每题2分，共10分）1. 可关断晶闸管三个电极分别为()。A. 发射极，基极，集电极；B. 第一基极，发射极，第二基极；C. 源极，栅极，漏极；D. 阴极，门极，阳极。2、电流可逆斩波电路是A. 将整流电路与逆变电路组合在一起。B. 将降压斩波电路与升压斩波电路组合在一起。C. 将半波电路与桥式电路组合在一起。D. 将多重电路组合在一起。3. 场效应管三个电极分别为()。A. 发射极，基极，集电极；B. 第一基极，发射极，第二基极；C. 源极，栅极，漏极；D. 阴极，门极，阳极。4. 三相半波可控整流电路，电阻性负载，脉冲的移相范围是（ ）。A. 90B. 120C. 150D. 1805. 三相桥式全控整流电路，电阻性负载，脉冲的移相范围是（ ）。A. 90B.120C.150D.180二、判断题（每题2分，共10分）1. 双向晶闸管的四种触发方式中，触发方式的触发灵敏度最低。2. 双向晶闸管的四种触发方式中，触发方式的触发灵敏度最高。3. 双向晶闸管的四种触发方式中，I触发方式的触发灵敏度最低。4. 双向晶闸管的四种触发方式中，I触发方式的触发灵敏度最高。5. 将交流电能变换成直流电能的过程称为逆变。三、简答题（每题5分，共25分）1.单结晶体管的伏安特性分成哪三个区域？2.P-MOSFET的输出特性分为哪三个区域？3.IGBT栅极串联电阻有何作用？应如何正确选择？4.触发电路中设置控制电压Uct和偏移电压Ub各起什么作用？如何调整？5.锯齿波同步移相触发电路有何优点？锯齿波的底宽是由什么元件参数决定的？输出脉冲宽度是如何调整的？双窄脉冲与单宽脉冲相比有什么优点？四、（1）三相桥式全控整流电路， 阻感负载。R=4，L，当=0时，Ud=220V。（10分）1、计算U2、Id值；2、按2倍安全裕量确定晶闸管定额；3、计算变压器容量和负载的功率因数。（2）.单相桥式全控整流电路，U2=100V，R=2，L足够大，当a=30o时，（10分）1、画出ud、id和i2的波形；2、计算Ud、Id和I2；3、考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。五. 产生逆变颠覆的原因有哪些？如何防止逆变颠覆？（10分）六. 三相桥式晶闸管电路，以知U2=230V，阻感与反电势串联负载。主电路中R=0.8，平波电抗器L=，E=290V，当电路处于逆变状态b=60 时，计算：输出逆变电压平均值Udb，输出逆变电流平均值Idb，晶闸管中电流平均值和有效值。（10分）七采用晶闸管反并联的单相调压电路，输入电压220V，负载为RL串联，其中R=1，L=5.5mH。求：1）控制角移相范围；2）负载电流最大值；3）最大输出功率。（5分）八采用两晶闸管反并联的三相交流调功电路，线电压U1=380V，对称负载电阻R=2，三角形连接，若采用通断控制，导电时间为15个电源周期，负载平均功率为43.3kW，求控制周期和通断比。（10分）现代电力电子及变流技术（专升本）模拟试卷（二）答案一、1、答：（ D ）2、答：（ B ）3、答：（ C ）4、答：（ C ）5、答：（ B ）二、1、 答：（对）2、 答：（错）3、 答：（错）4、 答：（对）5、 答：（错）三、1、答：截止区，负阻区，饱和区。2、答：线性导电区、饱和恒流区、雪崩击穿区。3、答：IGBT的导通与关断是通过栅极电路的充放电实现的，栅极电阻对IGBT的动态特性会产生较大的影响。1400。4、答：控制电压Uct用来调节输出电压。一般是Uct=0时，Ud=0V。Uct= Uctm时，Ud= Udm。偏移电压Ub用来调节输出的零位。一般是Uct=0V时，调节Ub，使Ud=0V。偏移电压Ub调好后一般不再动了。5、答：不受电网电压波动的影响。由R1对C1的充放电决定。由R11对C3的充放电时间常数决定。减小触发功率损耗。四、答：（1）a=30ow tw tw t0-Idud0i2Idid0Id（2） 1）2）I2=Id=Ud/R=77.94/2=38.97A3） 考虑23倍安全裕量，考虑1.52倍安全裕量，五、答： 逆变颠覆的原因：（1）最小bmin的限制不够，即bmin太小。（2）触发器故障（脉冲丢失、脉冲不整齐、脉冲位置不准确、触发相序不对、脉冲延迟、触发功率过小等）。（3）电源或或触发器同步电压相序不对。（4）交流电源缺相、断电。（5）晶闸管击穿、短路、丧失正向阻断能力等。防止逆变颠覆的办法：（1）留有足够大的bmin，且脉冲的位置准确可靠。（2）保证交流电源可靠供电，且电源相序正确。（3）选用高质量的晶闸管。六、答：这里要求的输出逆变电压的平均值是指负载两端的电压，因为没有考虑变压器的漏抗，所以负载两端的电压即为晶闸管的输出电压Udb。Udb=2.34U2cosb2.34230cos60 269.1V E=Udb+IdbR290VIdb=(EUdb)/ R(290269.1)/ 0.8=26.125A如果b=p/6时，则Udb=2.34U2cosb2.34230cos30 466VEUdb，显然晶闸管不能逆变，电流为Idb=0。当L=时，可以近似把逆变电流Idb看成为连续且为纯直流量，则每个晶闸管处于逆变状态时导通120 。 则每个晶闸管处于逆变状态时导通120 。1) 平均值 IdT=(120/360)Idb=(1/3) 26.125=8.7A 2) 有效值 七、答：1）=arctg(L/R) =arctg(3140.0055/1)=60，601802）3）八、答：现代电力电子及变流技术（专升本）模拟试卷（三）一、单选题（每题2分，共10分）1. （）是双极型全控电力电子器件。A. P-MOSFETB. TRIACC. GTRD. GTO2. （）是电压控制型电力电子器件。A. P-MOSFET、MCTB. TRIAC、GTRC. GTO、IGBTD. Power Diode、SITH3. 三相半波可控整流电路，变压器副侧绕组的电流有效值I2是（ ）。A.B.C.D.4. 三相桥式全控整流电路，大电感负载，变压器副侧绕组的电流有效值I2是（ ）。B.C.D.E.5. 两组晶闸管反并联电路，一共有（ ）。A. 两种工作状态B. 三种工作状态C. 四种工作状态D. 以上各种状态二、多选题（每题2分，共10分）1. 交流调功电路（ ）。 A. 通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率； B. 靠改变移相触发角来改变输出功率； C. 将电源接通几个周波，再断开几个周波； D. 每个周期的控制触发角固定不变。 2. 三相交流调压电路有（ ）。 A. 电压源型；B. 三角形联结；C. 电流源型；D. 星形联结。 3. 三相桥式全控整流电路，触发信号应采用（ ）。A. 宽脉冲B. 窄脉冲C. 双宽脉冲D. 双窄脉冲4. 三相桥式逆变电路触发脉冲需要满足的条件是（ ）。A. 宽脉冲或双窄脉冲B. 必须严格按相序给出C. 控制角b一定小于bminD. 控制角b一定大于bmin5. 造成逆变失败的原因是（ ）。A.交流电源缺相或断电；B.晶闸管损坏（击穿、短路等）；C.触发器故障（脉冲丢失、脉冲不整齐、脉冲相序不对、脉冲延迟、触发功率过小及逆变角过小等）。D.晶闸管额定电压太高。三、简答题（每题5分，共25分）1. IGBT的输出特性分为哪三个区域？2.什么是IGBT的擎住效应？使用中应如何避免？3.试解释为什么Power MOSFET的开关频率高于GTR、IGBT、GTO。4生成SPWM波形有几种软件采样方法？各有什么优缺点？5. 逆变器输出波形的谐波系数与畸变系数有何不同？四、1. 单相桥式全控整流电路，U2=100V，R=2，L足够大，当a=30o时，（10分）1）画出ud、id和i2的波形；2）计算Ud、Id和I2；3）考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。2. 单相桥式半控整流电路，电阻负载，画出整流二极管在一个周期内承受的电压波形。（10分）3. 单相桥式全控整流电路，U2=200V，R=2，L趋于无穷大，反电动势E=100V。a=45o。（15分）1）画出ud、id和i2的波形；2）计算Ud、Id和I2；3）考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。4. 三相桥式全控变流电路，反电动势阻感负载，R=1W，L极大，U2=220V，LB=1mH，EM= - 400V，b=60o。（20分）计算Ud、Id和；求此时送回电网的有功功率是多少？现代电力电子及变流技术（专升本）模拟试卷（三）答案一、单选题（每题2分，共10分）1. 答：（ C ）2. 答：（ A ）3. 答：（ B ）4. 答：（ A ）5. 答：（ C ）二、多选题（每题2分，共10分）1. 答：（ A C ）2. 答：（ B D ）3. 答：（ A D ）4. 答：（ A B D ）5. 答：（ A B C ）三、简答题（每题5分共25分）1. 答：可调电阻区、饱和恒流区、雪崩击穿区。2. 答：在IGBT内部寄生着一个N-PN+晶体管和作为主开关器件的P+N-P晶体管组成的寄生晶闸管。其中NPN晶体管的基极与发射极之间存在体区短路电阻，P形体区的横向空穴电流会在该电阻上产生压降，相当于对J3结施加一个正向偏压，一旦J3开通，栅极就会失去对集电极电流的控制作用，电流失控，这种现象称为擎住效应或自锁效应。 引发擎住效应的原因，可能是集电极电流过大（静态擎住效应）、dUCE/dt过大（动态擎住效应）、或温度升高。不能超过最大集电极电流值3. 答：功率MOSFET是单极性器件，只靠多子导电，不存在少子储存效应，因而关断过程非常迅速，是常用电力电子器件中最高的。4. 答：自然采样法：实时计算与控制困难，一般事先计算好，通过查表方式控制。规则采样法：简化了计算公式，但有一定误差。指定谐波消除法：从消除某些指定次数的谐波出发，通过求解方程组解出待定开关时刻。在不同的输出频率下，有不同的待定开关时刻，因此计算量非常大，难以实现实时控制。一般先离线计算好，通过查表方式控制。5. 答：谐波系数HF（Harmonic Factor）。表征实际波形中第n次谐波与基波相比的相对值。畸变系数DF（Distortion Factor）。表征实际波形中每一次谐波分量对波形畸变的影响程度。a=30ow tw tw t0-Idud0i2Idid0Id四、答：1、1）2）I2=Id=Ud/R=77.94/2=38.97A3） 考虑23倍安全裕量，考虑1.52倍安全裕量，2、w t0uDR4u2w t0uDR2w t0 3、 1）a=45ow tw tw t0-Idud0i2Idid0Id2）I2=Id=(Ud-E)/R=(127.3-100)/2=13.65A3） 考虑23倍安全裕量，考虑1.52倍安全裕量，4、联立求解得现代电力电子及变流技术（专升本）模拟试卷（四）一、单选题（每题2分，共10分）1. 单相交流调压电路可以用于A. 电阻性负载B. 电感性负载C. 电阻性负载和电感性负载D. 单相负载2. 交-交变频电路通常采用A. 6脉波或12脉波变流电路B. 2脉波或6脉波变流电路C. 半控桥式变流电路D. 带续流二极管的单相桥式变流电路3. 三相交-交变频电路主要有两种接线方式。A. 三相三线制方式和三相四线制方式B. 高阻方式和低阻方式C. 串联方式和并联方式D. 公共交流母线进线方式和输出星形联结方式4. 三相半波可控整流电路，晶闸管的电流平均值是（ ）。A. B. C. D. 5. 三相桥式全控整流电路，晶闸管的电流平均值是（ ）。A. B. C. D. 二、多选题（每题2分，共10分）1. 三相桥式逆变电路触发脉冲需要满足的条件是（ ）。A. 宽脉冲或双窄脉冲B. 必须严格按相序给出C. 控制角b一定小于bminD. 控制角b一定大于bmin2. 造成逆变失败的原因是（ ）。A.交流电源缺相或断电；B.晶闸管损坏（击穿、短路等）；C.触发器故障（脉冲丢失、脉冲不整齐、脉冲相序不对、脉冲延迟、触发功率过小及逆变角过小等）。D.晶闸管额定电压太高。3. 晶闸管电路实现有源逆变的必要条件是 （ ）。 A. 有直流电动机反电动势E这样的直流电源。 B. 控制角一定小于90。 C. 控制角一定大于90。 D. 直流电源的电压值小于晶闸管变流装置输出的逆变电压平均值Ud。 E. 直流电源的电压值大于晶闸管变流装置输出的逆变电压平均值Ud。 4. 交流调功电路（ ）。 A. 通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率； B. 靠改变移相触发角来改变输出功率； C. 将电源接通几个周波，再断开几个周波； D. 每个周期的控制触发角固定不变。 5. 三相交流调压电路有（ ）。 A. 电压源型；B. 三角形联结；C. 电流源型；D. 星形联结。 三、判断题（每题2分，共10分）1. 共阳极组变流电路，逆变电压正半波大于负半波。2. 整流状态下，晶闸管阻断时主要承受正向电压。3. 整流状态下，晶闸管阻断时主要承受反向电压。4. 电流型交-直-交变频器通常采用120导电型。5. 电压型交-直-交变频器输出电压为矩形波。四、简答题（每题5分，共25分） 1. 逆变器输出波形的谐波系数与畸变系数有何不同？2. 试说明异步调制有何优缺点。3. 说明同步调制有何优缺点。4.什么是脉冲宽度调制方式？5.什么是脉冲频率调制方式？五、计算题 1单相交流晶闸管调压器用于电源220V，阻感负载：R=9、L=14mH，当=20时，求负载电流有效值及其表达式。（10分）2采用晶闸管反并联的单相调压电路，输入电压220V，负载为RL串联，其中R=1，L=5.5mH。求：1）控制角移相范围；2）负载电流最大值；3）最大输出功率。（10分）3. 单相桥式全控整流电路，反电动势阻感负载，R=1W，L极大，U2=100V，E=40V，LB=0.5mH。a=60o时，（15分）1）画出ud的波形；2）计算Ud、Id和。4. 上题不考虑安全裕量，问100A的晶闸管能送出平均电流Id1、Id2、Id3各为多少？这时相应的电流最大值Im1、Im2和Im3各为多少？（10分）现代电力电子及变流技术（专升本）模拟试卷（四）答案一、单选题（每题2分，共10分）1、答：（ C ）2、答：（ A ）3、答：（ D ）4、答：（ B ）5、答：（ C ）二、多选题（每题2分，共10分）1、答：（ A B D ）2、答：（ A B C ）3、答：（ A C E ）4、答：（ A C ）5、答：（ B D ）三、判断题（每题2分，共10分）1、答：（ 对 ）2、答：（ 错 ）3、答：（对）4、答：（对）5、答：（对）四、简答题（每题5分，共25分）1、答：谐波系数HF（Harmonic Factor）。表征实际波形中第n次谐波与基波相比的相对