电力电子技术试题库

1、一、填空题（29分）1、双向晶闸管的触发方式有：I+触发：第一阳极T1接正电压,第二阳极T2接负电压;门极G接正电压,T2接负电压。I-触发：第一阳极T1接正电压,第二阳极T2接负电压;门极G接上电压，T2接正电压。W+触发：第一阳极T1接负电压,第二阳极T2接工电压；门极G接上电压，T2接负电压。W-触发：第一阳极T1接负电压，第二阳极T2接正电压;门极G接负电压，T2接正电压。2、由晶闸管构成的逆变器换流方式有负载换流和强迫（脉冲）换流。3、按逆变后能量馈送去向不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分为有源逆变器与无源逆变器两大类。4、有一晶闸管的型号为KK200-9,请说明KK快速晶闸管

2、；200表示表示200A,9表示900V。5、单结晶体管产生的触发脉冲是尖脉冲脉冲;主要用于驱动小功率的晶闸管;锯齿波同步触发电路产生的脉冲为强触发脉冲脉冲;可以触发大功率的晶闸管。6、一个单相全控桥式整流电路，交流电压有效值为220V,流过晶闸管的大电流有效值为15A,则这个电路中晶闸管的额定电压可选为（1.52倍）J2220V；晶闸管的额定电流可选为（153倍）15A。1.57二、判断题（20分）对打（V）,错打（X）1、两个以上晶闸管串联使用，是为了解决自身额定电压偏低，不能胜用电路电压要求，而采取的一种解决方法，但必须采取均压措施。（V）2、逆变失败，是因主电路元件出现损坏，触发脉冲丢

3、失，电源缺相，或是逆变角太小造成的。（V）3、变流装置其功率因数的高低与电路负载阻抗的性质，无直接关系。（V）4、并联与串联谐振式逆变器属于负载换流方式，无需专门换流关断电路。（V）5、触发普通晶闸管的触发脉冲，也能触发可关断晶闸管。（X）6、三相半波可控整流电路，不需要用大于60o小于1200的宽脉冲触发，也不需要相隔60o的双脉冲触发，只用符合要求的相隔120。的三组脉冲触发就能正常工作。（V）7、变频调速装置是属于无源逆变的范畴。（V）8、有源逆变装置是把逆变后的交流能量送回电网。（V）9、双向晶闸管额定电流的定义，与普通晶闸管的定义相同。（V）10、用稳压管削波的梯形波给单结晶体管自激

4、振荡电路供电，目的是为了使触发脉冲与晶闸管主电路实现同步。（X）三、问答题（21分）1、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？2、晶闸管触发的触发脉冲要满足哪几项基本要求？3、实现正确触发的同步定相的方法步骤有哪些？解：1、直流侧必需外接与直流电流Id同方向的直流电源E,其数值要稍大于逆变器输出平均电压Ud,才能提供逆变能量。逆变器必需工作在090o）区域，使Ud/2U2。三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为遥U2。（电源相电压为U2）3、要使三相全控桥式整流电路正常工作，对晶闸管触发方法有两种，一是用大于60o小于1200的宽脉冲触发;二是用脉冲前沿相差600的双窄脉冲触发

5、。4、在同步电压为锯齿波的触发电路中，锯齿波底宽可达2400度:实际移相才能达00-180o度。5、异步电动机变频调速时，对定子频率的控制方式有恒压频比控制、转差劲频率控制、矢量控制、直接转矩控制,6、软开关电路种类很多，大致可分成零电压电路、零电流电路两大类。7、变流电路常用的换流方式有器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流四种。8、逆变器环流指的是只流经两组反并联的逆变桥、而不流经负载的电流,环流可在电路中加采用串联电抗器来限制。9、提高变流置的功率因数的常用方法有减小触发角、增加整流相数、采用多组变流装置串联供电、设置补偿电容。10、绝缘栅双极型晶体管是以电力场效应晶体管栅极为栅极作为栅

6、极、以以电力晶体管集电极和发射极作为发射极与集电极复合而成。二、判断题，（20分）（对，、错X）1、半控桥整流电路，大电感负载不加续流二极管，输出电压波形中没有负向面积。（V）2、采用两组反并联晶闸管的可逆系统，供直流电动机四象限运行时，其中一组逆变器工作在整流状态，那么另一组就工作在逆变状态。（x）3、晶闸管并联使用时，必须注意均压问题。（X）4、无源逆变指的是不需要逆变电源的逆变电路。（x）5、并联谐振逆变器必须是呈电容性电路。（V）6、直流斩波电路只能实现降低输出直流电压的作用（x）7、无源逆变指的是把直流电能转变成交流电能回送给电网。（X）8、在三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大

7、反压为炎倍相电压U2o（X）9、三相全控桥整流电路中，输出电压的脉动频率为150Hz。（X）10、变频调速实际是改变电动机内旋转磁场的速度，达到改变输出转速的目的。（M）三、选择题（每题2分10分）1、a为B度时，三相桥式全控整流电路，带电阻性负载，输出电压波形处于连续和断续的临界状态。A、0度。B、60度。C、30度。D、120度。2、晶闸管触发电路中，若使控制电压UC=0,改变C的大小,使触发角a=900,可使直流电机负载电压Ud=0。达到调整移相控制范围，实现整流、逆变的控制要求。A、同步电压，B、控制电压，C、偏移调正电压。3、能够实现有源逆变的电路为AoA、三相半波可控整流电路，B、

8、三相半控整流桥电路，C、单相全控桥接续流二极管电路，D、单相桥式全控整流电路。4、如某晶闸管的正向阻断重复峰值电压为745V,反向重复峰值电压为825V,则该晶闸管的额定电压应为（AD）A、700VB、750VC、800VD、850V5、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角a的最大移相范围是（D）A、90B、120C、150D、180四、问答题（20分）1、实现有源逆变必须满足哪些必不可少的条件？（6分）1、实现有源逆变必须外接一直流电源，其方向与晶闸管电流方向相同，其数值要稍大于逆变桥电压，才能提供逆变能量。另外变流器必须工作在0900）区域,使Ud0,才能把直流功率逆变为交流功率返送电

9、网。2、根据对输出电压平均值进行控制的方法不同，直流斩波电路可有哪三种控制方式？并简述其控制原理。（7分）2、第一种调制方式为：保持开关周期不变，改变开关导通时间ton称为脉宽调制。简称“PWM”调制。第二种调制方式为：保持开关导通时间ton不变，改变开关周期，称为频率调制。简称为“PFM”调制。第三种调制方式为：同时改变周期T与导通时间ton。使占空比改变，称为混合调制。3、电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？（7分）3、电压型逆变器当交流侧为阻感性负载时，需要向电源反馈无功功率。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

10、通道，逆变桥各臂开关器件都反并联了反馈二极管。而对电流型逆变器来说，当交流侧为阻感负载时，也需要提供无功能量反馈，但直流侧电感起缓冲无功能量的作用，因反馈无功能量时，直流电流并不反向，因此不必象电压型逆变器那样要给开关器件反并联二极管。五、计算题（每题10分，20分）1.在图示升压斩波电路中，已知E=50V,负载电阻R=20Q,L值和C值极大，采用脉宽调制控制方式，当T=40ton=25值时,计算输出电压平均值Uq,输出电流平均值L1IO133. 3V;6。67A。2、三相半波整流电路，如图所示：将变压器二次侧绕组等分为二段，接成曲折接法，每段绕组电压为100V。试求:（1） 晶闸管承受的最大

11、反压是多少？（2） 变压器铁心有没有直流磁化？为什么？423.8V没有被磁化。因为在曲折接法时，流过同一相的两段绕组的电流大小相等，方向相反，故变压器铁心内不会被直流磁化。一、填空（30分）士1、晶闸管的图形符号是r,三个电极分别是阳极A、它的三个极分是第一阳极T1、第二阳极T2、和门极Go2、晶闸管的导通条件阳极加正电压、门极加正向电压；关断条件是阳极电流小于维持电流或加反向电压。阴极K 、和门极G ,双向晶闸管的图形符号是 阳极电流大于掣住电流、3、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为M2U2。三相半波可捽整流电路中、晶闸管承受的最大反向电压为V（6） U2。（电源电压为U2

12、）4、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为控制角、用a表示。5、同步电压为锯齿波的触发电路锯齿波底宽可达20o_度；正弦波触发电路的理想移相范围可达1800、度.实际移相范围只有506、一般操作过电压都是瞬时引起的尖峰电压，经常使用的保护方法是阻容保护而对于能量较大的过电压、还需要设置非线性电阻保护，目前常用的方法有压敏电阻和硒堆。7、交流零触发开关电路就是利用过零触发方式来控制晶闸管导通与关断的。8、绝缘栅双极型晶体管是以电力场效应晶体管的栅极作为栅极、以电力晶体管的集电极和发射极一作为发射极与集电极复合而成。9、晶闸管的过电流能力比较差，必须采用保护措施，常见的快谏熔断器

13、、过流继电器、直流快谏开关、限流与脉冲移相保护10、型号为KP100-8的元件表示双向晶闸管、它的额定电压为800伏、额定电流为100安。11、单相交流调压电阻性负载电路的移相范围在00-1800内、在电感性负载时移相范围在力-1800内。12、变频电路常用的换流方式有负载谐振换流、脉冲（强迫）换流两种。13、逆变器环流指的是只流经逆变电源、逆变桥晶闸管而不流经负载的电流,环流可在电路中加电抗器来限制。为了减小环流一般采用a大于0工作方式。二、判断题（9分）（对，、错X）1、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。（X）2、采用两组反并联晶闸管的可逆系统供直流电动机四象限运行时，其中一

14、组逆变器工作在整流状态，那么另一组就工作在逆变状态。（X）3、晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。（X）4、逆变角太小会造成逆变失败。（V）5、设置补偿电容可以提高变流装置的功率因数。（V）6、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。（x）7、在半控桥整流电路中，大电感负载不加续流二极管，电路出故障时可能会出现失控现象。（，）8、在单相全控桥电路中，晶闸管的额定电压应取U2o（x）9、在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300Hz。（X）三、选择题（15分）1、单相半控桥整流电路的二组触发脉冲依次相差A度。A、180,B、60,c、360,D、1202、a为度时，三相半波可控整流

15、带电阻性负载，输出的电压波形处于连续和断续的临界状态。A、0度，B,60度，C,30度，D,120度，3、在晶闸管触发电路中，若改变B的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。A、同步电压，B、控制电压，C、脉冲变压器变比。4、可实现有源逆变的电路为AoA、单相半波可控整流电路，B、三相半波可控整流桥带续流二极管电路，C、单相全控桥接续流二极管电路，D、三相半控桥整流电路。5、一般可逆电路中的0min选_A_合理。A、300-35。,B、100-25。,C、00-10 0,D、00四、问答分析题，（20分）1、单相半波可控整流电路，如（1）晶闸管内部短路，（2）晶闸管内部开路，在下面

16、的坐标中画出其直流输出电压Ud和晶闸管两端电压Ut的波形2、双向晶闸管有哪几种触发方式？用的最多的有哪两种?2、I+触发：T1接正电压，T2接负；门极G接正，T2接负。I-触发：T1接正，T2接负；门极G为负，T2接正。HI+触发T1接负，T2接正，门极G接正，T2接负。HI-触发T1接负，T2接正；门极G接负，T2接正。五、计算题，(15分)1、用红笔或用阴影面积标出三相全控桥电路在a=30。时，电阻性负载的直流输出电压的波形图，同时要对应画出其所用的双窄脉冲(a=30),并标出序号。如V,计算此时的直流输出电压UdoUd=445.8V2、在下面两图中，一个工作在整流电动机状态，另一个工作在

17、逆变发电机状态。(1)、标出Ud、Ed及id的方向。(2)、说明E与Ud的大小关系。(3)、当a与0的最小值均为30度时，控制角a的移向范围为多少？2、整流电动机状态：电流方向从上到下，电压方向上正下负，反电势E方向上正下负，Ud大于E,控制角的移相范围090逆变发电机状态：电流方向从上到下，电压Ud方向上负下正，发电机电势E方向上负下正，Ud小于E,控制角的移相范围90150。憋流一由动机状态逆变一发电机状在填空1电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所可能承受的最大正向电压UFm等于,设U2为相电压有效值。2三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差电角度。3对于三相

18、半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使输出电压平均值。4单相全控桥式整流电路接反电动势负载。当控制角a大于停止导电角6时，晶闸管的导通角9=5实现有源逆变要有两个基本条件，其外部条件是;内部条件是一6三相全控桥式整流电阻性负载，控制角a在范围内变化时负载电流断续。7三相半波可控整流电路电阻性负载时负载电流断续时控制角a变化范围为。8单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角a的移相范围是9单相全控桥式整流电路，若输入电压u2=100J2sin3tV,电阻性负载，设控制角a=60,那么输出电压Ud=10晶闸管在一个周期内导通的电角度称为。11可控整流电路，是三相可控整流电路最基本的组成形式。12

19、三相全控桥式整流电H若输入电压u2=100sin3t,电阻性负载，设控制角a=30,那么输出电压Ud=_.a=90那么输出电压Ud晶.一选择1单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角a的最大移相范围是（）A.90B.120C.150D.1802单相全控桥电阻性负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为（）A.-U2B.2U2C.二-U2D.U23单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角a的移相范围是（）A.090B.0180C.90180D.1803604单相半控桥整流电路，带大电感负载，直流侧并联续流二极管的主要作用是（）。A.防止失控现象B.提高输出电压平均值C.减小输出电流的脉动D.直流

20、侧过电压保护5在有源逆变电路中，逆变角的移相范围应选为最好。（）A、=90os180o,B、=35os90o,C、=00900D、=90o145o6在下面几种电路中，不能实现有源逆变的电路有哪几种。A、三相半波可控整流电路。B、三相半控整流桥电路。C、单相全控桥接续流二极管电路。D、单相半控桥整流电路。7三相全控整流桥电路，如采用双窄脉冲触发晶闸管时，下图中哪一种双窄脉冲间距相隔角度符合要求。请选择。口葭6Ca1l_yjB_u露Gl/1一8电源中由交流电初次获得直流电大多是以二极管整流加电容滤波的形式获得。若输入电压电流有效值为分别为U,I。电流的基波分量有效值为I1,基波电压的有相位差为小，

21、那么功率因数为：ACOS、B（I1/I）*COS小、CI1/I、D以上都不正确三.简答1试分析实现有源逆变的条件是什么？2设换相重叠角丫=10。，晶闸管关断时间折算的电角度S=8。，若取逆变角0=15。，问逆变能否成功？为什么？3单相全控桥式整流电路中若有一只晶闸管损坏变为短路会引起什么样的结果？若该晶闸管被烧成开路那？4电感性负载时，单相全控桥式整流电路的续流二极管和单相半控桥式中的续流二极管各有什么作用？5反电势负载的特点是什么？四.作图次级1如图所示电路，已知a=2无/3,电机反电动势E大小能满足有源逆变条件，L足够大，图中变压器副边带中心抽头,线圈总电压为2u2。画出变流器输出电压ud

22、波形。2单相全控桥式整流电路，电路图如下，电感性负载，且电感足够大.当控制角 30。时，分别做出带续流二级管和不带续流二级管时的输出电压Ud的波a无续流二极管带续流二极管3三相半波可控整流电路.电阻性负载，主电路电路如右图所示.已知控制角a=无/3,作出电阻R两端的电压波形图.4单相桥式半控整流电路，电阻性负载。当控制角a =900时，画出：负载电压Ud、晶闸管VT1在一周期内的电压波形图。电压Uvti、整流二极管VD2电压UVD2 ,里相疑直半黄蹙流电路五.计算1.如图所示的单相全控桥式整流电路，整流变压器原边电压为220V, R=4Q,要求Id(1)整流变压器的变比(不考虑安全裕量)(2)

23、求晶闸管的额定电压和额定电流(均考虑2倍安全裕量)。在025A之间变化。求R汇=30Q ,电感L足够大,能使电流2 .三相半波可控整流电路，U2=100V,ED=30V(其极性对晶闸管为正向偏置电压),连续.求(1) a=无/2时，电流Id为多大？.(2)若a=2无/3时，电流Id为多大？为什么？3 .某厂自制的晶闸管电镀电源，调压范围为215V,在9V以上最大输出电流130A,主电路采用三相半波可控整电路.(1).计算整流变压器二次侧电压.(2)计算9V时的延迟角a2.三相全控桥式有源逆变电路如下图所示，变压器二次相电压的有效值=220V,回路总电阻R、=0.5 Q,平波电抗器 L足够大，可

24、使负载电流连续，要求电机在制动过程中的负载电流Id=45.2A。求:EM =280V时的逆变角(2)计算变压器二次的总容量S2。2LMR4三相桥式全控整流电路,U2=100V,带电阻电感性负载，R=5Q , L值极大。当控制角a =60o时,求:A、画出比、id、i vti、的波形。B、计算负载平均电压U、平均电流Id、流过晶闸管平均电流IdVT和有效电流IVT的值。答案：填空1 iU22 2天/33下降4 冗-S-a控制角5变流器的直流侧要有一极性和晶闸管导通方向相一致的直流电源且大小大于变流器直流侧输出平均电压a90)使其输出一和整流时极性相反的电压6 60 120 30 1507 0 -

25、90 _8Ud= 67.5V.9导通角10三相半波可控11 143V . 22V选择1 D2 C3 A4 A5 B6 BCD7 B8 B简答VT3在二盘，记太 zM nW j VT5 VT2 三相播式金控整就电路， 带殂感性负裁时的电跷团1实现有源逆变要有两个基本条件，其外部条件是变流器的直流侧要有一极性和晶闸管导通方向相一致的直流电源且大小大于变流器直流侧输出平均电压；内部条件是控制角a90)使其输出一和整流时极性相反的电压，同时要控制电路正常工作，且最小逆变角要有一定的限制。2实现有源逆变最小逆变角要有一定的限制。题目中逆变不能成功。因为最小逆变角0正常工作时逆变角应不小于此值，而题中逆变

26、角B |ed ,不满足有源逆变条件,I d =。AR?a =空时，Ud = 1.17U2 cosa = 58.5V 3电路工作在待逆变状态下，3.解：对于相控制整流电流来说，控制角越小，输出电压是越大。(1)a=0时，输出电压最大，由4=1.171匚涧/显尸=画Q=巩2=15/.也=15/117=1287(2)由于7TF6458Ud=9V时，控制角”P6这时由Ud=9V,可得a=58。5UdUd=Id+Ed=-257.4Vcos0=U?=0.5=600(2)I2=hId=36.9A三相全控侨触发角为已度时的“品id、iVTl的跌花图S2=3U2I2=24354(VA)=24.35(KVA)Ud

27、=117V；Id=23.4A;IdVT=7.8A;Ivt=13.5A;填空DCDC变换电路的3个基本元件是,和.开关型DCDC变换器的Boost电路在连续工作状态下时，输入电压Ui=10.0V,占空比D=0.6输出Uo个设Buck-Boost变换器电路中，电感电流连续，若Ui=10.0V,D=0.7,则输出电压大小Uo个简答1作出升压式（Boost型）斩波器基本结构图并简述其工作原理。2带隔离变压器的直流变换器中隔离变压器的作用是什么？3电力电子器件按驱动电路加电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质来划分，电力电子器件可分为那两种类型？各有什么特点？4作出单端反激式DC/DC变换器的主电路并

28、解释什么是单端5下面是非隔离型逆向变换器的基本拓补电路。试分析：1）能量传递元件是什么？2） Uo/Ui与占空比之间的数量关系。计算1在图示升压斩波电路中，已知E=50V,负载电阻R=20Q,L值和C值极大，采用脉宽调制控制方式，当T=40值，ton=25为时，计算输出电压平均值Uo,输出电流平均值Iqo，什么是反激.（6分）升压斩波电路2电路如图所示，试画出Ui,Ut,ii、i2的波形若输入电压Ui=300V,变压器匝比n=0.1,占空比在00.5可调，求输出电压的调节范围。3升压式DCDC变换器电路如下图.输入电压27V10%,输出电压为45V.当输出功率为750W.效率为95%,若等效电

29、阻为R=0.05Q.求最大占空比答案：填空1 电感，电容，和功率开关管2 25V3 23VVDi注：图中开关为电力电子开关器件，通常为全控型工作原理：斩波开关导通时，二极管VD截止，直流电源Ud让电感储能，电感上电压极性左正右负，同时电容C原先储存的电能维持负载上的电压；斩波开关断开时，电感电流不能突变，感应电动势维持原电流流通，电感上电压左负右正（与图中相反），此时二极管VD导通，直流电源和电感同时向负载和电容C供电，使负载上电压高于电源电压。（简要写出即可）。2答：1）使变换器的输入电源与负载之间实现电气隔离，2）可匹配电源电压与负载所需的输出电压，3）可以设置多个二次绕组输出几个大小不同

30、的直流电压3电压驱动型器件和电流驱动型器件.电压驱动型器件特点：输入阻抗高，所需动功率小，驱动电路简单，工作频率高；电流驱动型器件特点：具有电导调制效应，因而通态压降低，导通损耗小，但工作频率较低，所需驱动功率大，驱动电路也比较复杂4单端是指变压器仅有单一方向的磁通，仅工作在其磁滞回线的第一象限.反激是指在开关管VT导通时变压器没有能量传递到负载,此时变压器原边作为电感存储能量，能量时在开关管VT断开时由变压器传递给负载的.电感：2)Uo/Ui=D/(1-D),D为脉宽调制信号的占空比.计算1) U0=133.3V;Io=6.67A;2)UoUin1Ui3000,Uo00.5,UO3000n0

31、.1所以，输出电压的调节范围为03000V。填空在单相交流调压电路中，负载为电阻性时控制角移相范围是,负载是阻感性时移相范围是。交交变频器又叫做简答交一交变频后的频率比原频率是高还是低？为什么？什么是交流调压？主要应用在哪些场合？主要采用哪几种控制方式？交一交变频电路的优缺点是什么？计算1 .由晶闸管反并联组成的单相交流调压器，电路不用变压器而直接接于交流电源上，电源电压U1=2300V.（1）电阻负载，阻值为2.30Q,要求最大的输出功率达到2300kW.不考虑安全裕量时，计算晶闸管的额定电压和额定电流至少为多少。(2)如果负载为电阻感性负载，R=2.30Q,3L=2.30Q求控制角变化范围