哈尔滨工业大学8春季电力电子技术考试试题

1、D. P.MOSFET图1本题得分三、简答题（5小题，每题3分，共15 分）哈尔滨工业大学2008年春季电力电子技术考试试题（注：卷面80分，平时成绩20分）本题得分丨I一、填空题（4小题，每空1分，共 4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倍的安全裕量，则晶闸管的额定电压应不小于V。2. 设GTO的电流关断增益为 5,如果该器件要关断直流 500A的电流，关断时门极负脉冲电流的峰值应不小于 A。3.IGBT的开启电压一般为V。4.驱动电路要实现控制电路与主电路之间的电气隔离，其中光隔离一般通常采用的元件本题得分二、选择题（3小题，每空1分，共6分）1

2、. 在电力电子器件中属于电压驱动的是属于双极型的是,在可控的器件中，,A. SCRB. GTOC. GTRD. P.MOSFETE.IGBTF.电力二极管2. 使晶闸管维持导通所必需的最小电流称为 。对同一晶闸管来说， 通常擎住电流约为维持电流的 。A.维持电流B. 擎住电流C. 24倍D. 1/21/43. 图1是的典型驱动电路?A. SCRB. GTOC. GTR1. 从晶闸管的物理结构角度，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SPWM控制技术，回答下列问题：1）什

3、么是异步调制？2）什么是同步调制？3）什么是分段同步调制，与上述两个方式相比它有什么优点？RCD3. 图2中画出了有、无 RCD缓冲电路时，晶体管关断过程中的电压电流变化轨迹。当有 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的方向，并说明理由。图24. 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的异同之处;2）从控制方式方面，比较交流调功电路与交流调压电路的异同之处;3）说明交流调功电路适用于什么样的负载。5. 关于交交变频器，回答下列问题：1）什么是交交变频器？2

4、）结合图3所示的单相交交变频器，说明其改变输出电压频率和幅值的方法。pN本题得分四、作图题（4小题，共21 分）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）Ud 一个工频电周期的波1）在图5中工频线电压波形的基础上，画出整流输出电压形。2）若整流电路采用双窄脉冲触发，在整流输出电压波形上方的对应位置,和VT2的触发脉冲（应标明脉冲所对应的器件号）。Vli VTt VI）VH VT：地皿Wufc觀辺卷li；咖！讯b宓I图4图52. 图6为全桥DC DC变换器，E= 200V, E=80V, R= 1Q, L值极大，采用双

5、极性 PWM控制, 开关周期Ts=100卩s,器件M的导通占空比为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和V2驱动信号的波形（高电平表示开通，低电平表示关断），及变换器输出电压Uo的波形。（波形图时间轴上应有准确的时间标注）2）计算输出电压平均值 U0图63. 三相桥式逆变器如图 7所示，方波控制方式（180o导电方式）。负载为三相平衡的纯阻性负载，Y形连接。在图8中画出稳态时一个开关周期内，下列电压的波形（幅值应符合图中的要求（本题5分）图84. 图9所示的单相全桥逆变电路工作于双极性SPW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

6、的波形：（本题8分）1）Vi的开关控制信号波形 ugi （高电平表示开通，低电平表示关断）2）V2的开关控制信号波形 Ug2 （高电平表示开通，低电平表示关断）3）输出电压uo的波形。图9图10五、计算题（4小题，共34分）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）本题得分电路启动时（负载电流从零开始增加），计算使晶闸管能触发导通的最小触发角2） 当a=30°时，计算整流输出平均电压W 、平均电流Id。3） 在一个工频电周期上，画出输

7、出电压Vd的波形及输入电流i s的波形。（两个波形的相位应彼此对应）4） 计算输入电流有效值 I s,和整流电路的功率因数 PF。（提示：有关电流波形及其傅立叶级数）U23JI1 丨 $!jJjtsin<ot -丄sin5砒厂d57v2JIIJ 34 八11*、右-一珀伽1旅 +亠期3血+佃5血+）打352.在图12所示的升压斩波电路中，已知E=100V L值和控制方式，当Ts=1OO卩s, ton=50卩s时，回答下列问题： 计算输出电压平均值 U0,输出电流平均值 在1个开关周期上，画出如下波形：器件 （时间轴上应有准确的时间标注）1)2)C值极大，R=20Q ,（本题12分），输入电流平均值I V上电流i v和电压uvo采用脉宽调制1 oVo负载参数为R=0.5 QL=2mH回答3. 图13为单相交流调压电路，电源ui为工频220V,下列问题：（本题5分）1）计算控制角a的移相范围。2） a=n /2时，在一个相同的交流电周期内，画出下列波形：负载电压U。，负载 电流io，晶闸管VT2电流ivT2 （各波形的相位应彼此对应）图134. 图14为反并联的晶闸管变流器，负载为直流电动机。设电网线电压Vll= 380V, 50Hz,负载中电枢电阻R= 2Q,与电机串联的平波电