电力电子技术试题

1、注：卷面85分,平时成绩15分一、回答下列问题1、下列器件得分类表中，将符合每一类别得全部选项添入表器件类别属于该类别得器件全控型双极型器件全控型复合型器件电压驱动型器件电流驱动型器件选项:（根据选项填空时,只需写选项得代号,如:A,B,、）A. SCR B、GTO C GTR D P-MOSFET E IGBTF、电力二极管G、MCT。2、判断下列各题得正确性,正确得打“2”,不正确得打“X”0 （6分）（1）某晶闸管,若其断态重复峰值电压为500V，反向重复峰值电压700V,则该晶闸管得额定电压就是700乂（）电力电子技术试题（A）班号学号姓名题 号-一一 -二二-三四五六平时成绩总分分

2、数评卷人本题得分中。（8试题：电力电子技术班号:姓名:（2）对于输入接整流变压器得可控整流电路，变压器存在直流磁化得有三相半波整流电路、单相半波整流电路与单相全波整流电路。（）单相全控桥式变流电路，“阻感一一反电势”负载，已知,电路处于可逆变状态。3、画出全控型器件RCD关断缓冲电路,并分析缓冲电路中各元件作用。（6分）第2页（共8页）试 题：电力电子技术班号：姓名：二、对于三相全控桥式变流电路,在不同得负载形式与控制要求下，本题得分回答下列问题。1、画出该电路带“阻感一-反电势”负载,并工作于整流方式时得电路图（要标明反电势极性）。（5分）iVT13、设该电路为大电感负载且工作于整流状态,负

3、载中E=47V,当时,试计算整流输出平均电压、负载电流与晶闸管电流平均值。（5分）第3页（共8页）试题:电力电子技术班号：姓名：三、H型单极同频模式PWMI功率转换电路如下图所示。它由四个大 功率IGBT与四个续流二极管组成。当控制指令时，与工作在交替开关状-2、 当该电路工作于整流状态时，设触发角且负载电流连续，请在 图中画出此时整流器输出电压Ud与晶闸管电流在一 个周期内得波形。（5分）Ud1氛UaUbUc0Ud2Ud A ； # #UbaUcaUcbUab r / *fVf、身 f AmA4AA本题得分态,截止关断，饱与导通。设该电路工作在轻载情况下（），、与得栅极激励电压如图（b）所示

4、。1、试画出电机电枢电压与电枢电流波形图（可直接画在图（b）上）0 （7分）反并联晶闸管组成得交流调压电路如下图（a）所载为阻感性负载（阻抗角为）,当输入信号U12、分析一个PWM周期内直流电机得工作状态,并画出相应得等效电路图,标明电流方 向。图中，为电机绕组电感，为电枢电阻，为直流电机反电势。（8分）第4页（共8页）试题:电力电子技术班号：姓名：图（a）Ub1Ub3Ub2Ua0EM* *试题t1t+ o 总力电了技术1班号Ub4 Jk to图(b)第5页（共8页）姓名：为图（b）所示信号时,在图（d）与（e）中画出交流调压电路中与得波形图。（10分）i 1 I0图（a）X!图(b)FT!S

5、i/图(d)cotcotcotcot图（C-1）图（C-2）图(e)四、由两只本题得分五、回答下列问题1、 换流方式有哪几种？各有什么特点？（3分）2、 无源逆变电路与有源逆变电路有何不同？（3分）3、 逆变电路多重化得目得就是什么？如何实现？串联多重与并联多重逆变电路各用 于什么场合？（4分）六、解答下列问题1、什么就是异步调制？什么就是同步调制？ 二者各有何特点？（5分）2、什么就是SPW得自然采样法与规则采样法？设正弦调制信号波为,为正弦信号波角频率。根据下图利用规则采样法求出脉冲宽度与脉冲两边得间隙宽度3、根据下面列出得电力电子器件参数得定义，在空格处填写该参数得名称。参数定义参数名称

6、GTR集电极电流与基极电流之比使IGBT能实现电导调制而导通得最低栅射电压试题：电力电子技术班号:第6页（共8页）姓名：为采样周期，三角载波幅值为1。（10分）试题:电力电子技术班号：第7页（共8页）姓名：1、电力电子学就由_ 2、按照电力电子器件能够被控制以下三类；1）_件,这类器件主要就是器件，这类器件品种很艮 与3）如a缘学科。I I ! !程度，可以将电力电子器件分为与.及其大部分多，目前常用得有丄弋得电力电子器件被称为半控型器派生器件。 得电力电子器件被称为全控型得电力电子器件被称为不可控器件，本题得分本题得分。图中（注:卷面80分、填空题（11小题 每空0、交叉本题得分4、在GTR

7、 GTQ IGBT与MOSFE中，开关速度最快得就是 _最大得就是_，在中小功率领域应用最为广泛得就是5、电力电子器件得驱动电路一般应具有离环节,一般采用光隔离，例如_06缓冲电路又称为吸收电路，缓冲电路可分为关断缓冲电路与开通缓冲电路。其中缓冲电路又称为du/dt抑制电路，用于吸收器件得_ 过电压。_缓冲电路又称为di/dt抑制电路，用于抑制器件_ 时得电流过冲与di/dt,减小器件得损耗。7、单相半波可控整流电路、单相桥式全控整流电路、 三相半波可控整流电路与三相 桥式全控整流电路，当负载分别为电阻负载与电感负载时，晶闸管得控制角移相范围 分别就是多少（用角度表示,如0180 ）?负载单相

8、半波单相桥式三相半波三相桥式电阻阻感（注:有续流二极管）8、在单相全控桥式电阻-反电动势负载电路中，当控制角a大于停止导电角S时,晶闸管得导通角0 =_当控制角a小于停止导电角S时，且采用宽脉冲触发，则晶闸管得导通角0=9、由于器件关断过程比开通过程复杂得多，因此研究换流方式主要就是研究器件得 关断方法。换流方式可分以下四种：_,_10、正弦脉宽调制（SPWM技术运用于电压型逆变电路中,改变_可改变逆变器输出电压幅值；改变_ _可改变逆变器输出电压频率；改变维持晶闸管导通所必需得最小阳极电流,单管输出功率电路与_ 之间得电气隔或磁隔离，例如_可改变开关管得工作频率。11、在SPW控制电路中,根

9、据载波与信号波就是否同步及载波比得变化情况，PWM调制可分为_ 与_两种类型,采用_ 调制可以综合二者得优点。2、某晶闸管,若其断态重复峰值电压为500V，反向重复峰值电压700V,则该晶闸管得 额定电压就是（）A 500VD1200V得优点，因而具有良好得特性。C、GTR D、P、MOSFET二、选择题（5小题,每空0、5分,共3分）1、晶闸管稳定导通得条件（流大于晶闸管得擎住电流B晶闸管阳极电流小于晶闸管得擎住电流C晶闸管阳极电流大于晶闸管得维持电流D晶闸管阳极电流小于晶闸管得维持电流A、晶闸管阳极电B 600V700V）存在二次击穿问题。3、(A、SCR B、GTOGTRD、P、MOSF

10、ETE、IGBT4、下图所示得就是（GTOA、SCR B、得理想驱动信号波形。GTR D、P、MOSFETE、IGBT5、IGBT综合了（A、SCR B、)与()GTO本题得分F、电力二极管三、计算题（4小题,共20分）本题得分路,U2=200V,负载中R=2Q丄1、单相桥式全控整流电值极大,反电势E=120V已知控制角得变化范围就是：030,考虑安全裕量（按1、5倍计算）,确定晶闸管得额定电压与额定电流。（4分）2、单相全控桥式变流电路工作在有源逆变状态下，已知U2=200V,电动机反电势E=120V,负载中R=2Q,L极大。回答下列问题。（6分）（1）画出变流电路得电路图，并在图中标出在有

11、源逆变初期电动机反电势得极性与变 流电路输出直流电压得极性。逆变角P应限制在什么范围内？画出8= 60时得与得波形。3、三相桥式全控整流电路,U2=100V,带阻感负载，R=5Q,L值极大,当a =60时,回答下列问题。（4分）（注:后面有提示）（1）变压器二次侧电流中含有哪些次数得谐波？其中主要得就是哪几次？（2）求电路得输入功率因数。（提示:有关电流波形及其傅立叶级数）4、降压斩波电路中,已知电源电压E=16V,要求输出负载电压平均值Uo=12V,回答下 列问题:（6分）（1）画出用IGBT构成得降压斩波器得主电路原理图，并推导出理想情况下输入、 输出 电压得关系表达式。2）若采用脉冲宽度

12、调制方式，设斩波周期T=1ms,求开通时间Ton?3）若采用脉冲频率调制方式，设开通时间Ton=1ms,求斩波周期T?四、作图题（4小题,共28分）1、对于三相全控桥式整流电 -列问题:（6分）1）画出该电路带阻感负载时得电路图。本题得分路，阻感负载丄极大，回答下2）当a =n /3时,在下图中画出整流输出电压Ud一个周期得波形（用阴影线表示）,并在波头上方标出其余5个线电压得名称；若整流电路采用双窄脉冲触发，在图中波 形上方得对应位置画出触发脉冲，并标明所对应得器件号。2、由IGBT构成得桥式可逆斩波电路,负载为直流电动机。电源电压E=200V,电机 为正向电动状态，反电势Eg 100V,电

13、机电枢电阻R=5Q ,电枢电流平直连续，平均值 为2A,IGBT得开关频率为10KHz完成下题：（9分）1）画出该桥式可逆斩波电路得电路图。2）采用单极同频控制方式时,计算此时得控制占空比,器件得开关周期,及每个开关周期内导通得时间。3）根据前面计算得出得控制时间画出V1V4驱动信号得波形，负载上电压与电 流得波形;3、下图所示为一个三相桥式电压型逆变电路。当该电路采用输出为方波得180导 电方式时,试画出ViV6上驱动电压得波形及UuN、UvN与UwN得波形。（6分）4、图1所示得单相全桥逆变电路工作于双极性PW模式。设载波比N=9要求:（7分）1）在图2中画出1个调制信号波周期内得开关控制

14、信号波形与输出电压uo得波形。2）分析为什么载波比N选择为奇数而不就是偶数。1、交交变频电路得最高输出频率 提高得因素就是什么？2、交流调压电路与交流调功电路有什么区别？二者各适用于什么样得负载?（注:卷面80分，平时成绩20分）一、填空题（4小题,每空1分,共4分）五、简答题（共2小题,共7分）就是多少？制约输出频率本题得分本题得分1、晶闸管单相桥式整流电路，交流电源为工频220V（有效值）,考虑2倍得安全裕量,则晶闸管得额定电压应不小于2、设GTO得电流关断增益为5,如果该器件要关断直流500A得电流,关断时门极负脉冲电流得峰值应不小于3、IGBT得开启电压一般为元件就是1、在电力电子器件

15、中属于电压驱动得就是属于双极型得就是在可控得器件中，容量最大得就是二极管住电流约为维持电流得4、驱动电路要实现控制电路与主电路之间得电气隔离，其中光隔离一般通常采用得二、选择题（3小题,每空1分,共6分）A、SCR B、GTO C、GTR D、P、MOSFET E、IGBT F、电力2、使晶闸管维持导通所必需得最小电流称为。对同一晶闸管来说，通常擎A、维持电流B、擎住电流C、D、1/21/43、图1就是得典型驱动电路?A、SCR B、GTO C、GTRD、P、MOSFET三、简答题（5小题,每题3分,共15分）本题得分1、从晶闸管得物理结构角度，回答下列问题：1）分析为什么晶闸管一旦触发导通之

16、后，就可以自锁导通，而不再需要触发电 流？2）为什么晶闸管导通之后，门极就失去控制作用，不能控制器件关断？2、关于SPWI控制技术,回答下列问题：1）什么就是异步调制？2）什么就是同步调制？3）什么就是分段同步调制，与上述两个方式相比它有什么优点？3、图2中画出了有、无RCD缓冲电路时，晶体管关断过程中得电压电流变化轨迹。 当有RCD缓冲电路时，回答下列问题：1）晶体管关断时应按照那条电压电流线（工作点轨迹）转移？并说明理由。2）在该轨迹线上标出工作点转移得方向，并说明理由。关于单相交流电能变换电路，回答下列问题：1）从电路结构方面，比较交流调功电路与交流调压电路得异同之处；2）从控制方式方面

17、，比较交流调功电路与交流调压电路得异同之处；3）说明交流调功电路适用于什么样得负载。关于交交变频器，回答下列问题：1）什么就是交交变频器？2）结合图3所示得单相交交变频器，说明其改变输出电压频率与幅值得方法。1、图4为晶闸管三相桥式整流电路，输入为三相工频电源，负载电流连续，当a =n /6时） ,回答下列问题:（本题4分）t1）在图5中工频线电压波形得基础上，画出整流输出电压ud一个工频电周期得 波形。4、5、图3四、作图题输出电小M共2平均p=本题得分图4-182）若整流电路采用双窄脉冲触发，在整流输出电压波形上方得对应位置，画出VT1与VT2得触发脉冲（应标明脉冲所对应得器件号）。Udl

18、 UabUacUbcUbaUcaUcbUabUach.r/ X / X 只 X / :； ；（； X ）（ X / / / / / ； X X ；（、/ / / / ;、八 八 /! ； K Z 乂 K K X 乂 b-X -X* 0-*2、图6为全桥DCDC变换器，E=200V,EM=80V,R= 1Q,L值极大,采用双极性PWM控制，开关周期TS=100U$器件Vi得导通占空比为0、75,回答下列问题:（本题4分）1）画出一个开关周期上，器件Vi与V2驱动信号得波形（高电平表示开通，低电平 表示关断）,及变换器输出电压uo得波形。（波形图时间轴上应有准确得时间标注）2）计算输出电压平均值U

19、oVD込3、三相桥式逆变器如图7所示,方波控制方式（1800导电方式）。负载为三相平衡得 纯阻性负载，丫形连接。在图8中画出稳态时一个开关周期内，下列电压得波形（幅值 应符合图中得要求）:（本题5分）T亠-I! V图84、图9所示得单相全桥逆变电路工作于双极性SPWM模式。设载波比N=9要求:在图10中画出1个调制信号波周期内下列电压得波形:（本题8分）1）Vi得开关控制信号波形ugi（高电平表示开通，低电平表示关断）2）V2得开关控制信号波形Ug2（高电平表示开通，低电平表示关断）3）输出电压uo得波形。1、单相桥式整流电路如图11所示，交流电源为工频220V, Ls=0;负载中rd=2Q ,Ld值u。Ud-Ud图10五、计算题（4小题,共34分）tUg2iUg3本题得分足够大（使输出电流平直连续），反电势Ed=100V。回答下列问题:（本题12分）1）电路启动时（负载电流从零开始增加）,计算使晶闸管能触发导通得最小触发角02