山东建筑大学电力电子技术期末考试复习题

《电力电子技术》

一、单选题

1、电阻性负载三相半波可控整流电路中，控制角的范

围是（D）。

A、30°~150°

B、0°~120°

C、15。〜125。

D、0。〜150。

2、已经导通的晶闸管被关断的条件是流过晶闸管的电

流（B）o

A、减小至擎住电流以下

B、减小至维持电流以下

C、减小至门极触发电流以下

D、减小至5A以下

3、直流斩波电路是一种（D）。

A、DC/AC

B、AC/AC

C、AC/DC

D、DC/DC

4、下列电路中，不可以实现有源逆变的是（C）。

A、三相桥式全控整流电路

B、三相半波可控整流电路

C、单相桥式可控整流电路外接续流二极管

D、单相全波可控整流电路

5、三相桥式全控整流电路中，晶闸管可能承受的正反

向峰值电压(D)。

A、2五U2

B、U2

C、应U2

D^^U?

6、对于单相交交变频电路如下图，在t2〜t3时间段内，

P组晶闸管变流装置与N组晶闸管变流装置的工作状

态是(B)o

A、P组阻断，N组逆变

B、N组阻断，P组逆变

C、P组阻断，N组整流

D、N组阻断，P组整流

7、只适用于全控型电力电子器件的换流方式为（A）。

A、器件换流

B、负载换流

C、强迫换流

D、电网换流

8、把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，在每半

个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地

调节输出电压的有效值，这种电路称为（B）。

A、交流调功电路

B、交流调压电路

C、交流电力电子开关

D、变频电珞

9、调制法是把希望输出的波形作为调制信号，把接受

调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望

的PWM波形。通常采用（A）作为载波。

A、等腰三角波

B、方波

C、矩形波

D、正弦波

10、采用（B）是电力电子装置中最有效、应用最广的

一种过电流保护措施。

A、直流快速断路器

路会发生什么情况？若一只晶闸管发生短路，电路又会发

生什么情况？

答三相半波可控整流电路若其中一只晶闸管发生断路，输

出电压会出现缺用；若一只晶闸管发生短路，电路会由于相

邻相晶闸管的导通使两相绕组短接，出现短路事故。

2、为什么交流调压电路感性负载时的触发脉冲必须用宽

脉冲或脉冲列？可文字或图示说明。

答两只晶闸管反并联的单相交流调压电路带感性负载，当

a<6时若采用窄触发脉冲则会由于第一只晶闸管的导通使

和它反并联的管子没有正向阳极电压而无法导通，输出成了

单相半波可控整流电路的输出了。而采用宽脉冲或脉冲列触

发则经过几个脉冲后，输出波形将会和a=3时一样。

3、简述图示降压斩波电路的基本原理。

答IGBT导通时，负载侧的输出电压等于直流侧电压E,当

IGBT关断时，负载经续流二极管续流，输出电压为0,故输

出电压Uo=aEo

4、什么是SPWM波？它是基于什么原理实现的？可文字

或图示说明。

答用一系列等幅不等宽，宽度按照正弦规律变化的脉）口等

效正弦波为SPWM波，其基于冲量相等或面积等效原理。

5、下图所示电路是单相电压型还是电流型逆变电路？采

用何种换流方式？负载上电压、电流波形为何形状？

答电流型逆变电路，采用负载换流方式，负载上电流波形为

正负对称的矩形波，电压近似正弦波。

四、计算题

1、单相半波可控整流电路，带电阻性负载，U2=220V,控

制角。=60。，电阻求①直流输出电压平均值、

直流输出电流平均值；②画出此时劭、id、的波形。

答①％=0.455上上吧=74.25V

2

/d=U“R=7.425A

2、单相桥式全控整流电路，变压器二次侧电压有效值为伍,

带反电动势阻感负载，其中t/2=110V,R=5C,L=oo,E=30V,

a=45°o要求：

①画出如、小，2的波形；②整流输出平均电压Ud、平均电

流右以及变压器二次侧电流有效值；③考虑2倍安全裕量,

确定晶闸管的额定电压、额定电流。【问答题】

③晶闸管承受的最大正反向电压是85=11。&=155.5(V)

(2分)

IT=-^==5.66A,

J2

I=x2=7.2A

7TA'V1.57

3、三相桥式全控整流电路，变压器二次侧电压有效值为5,

带电阻电感负载，电感L值极大。其中U2=200V,R=10Q,

LB=lmH,a=60。，要求：①为、△■、人和》的值。

②考虑2倍安全裕量，确定晶闸管的额定电压、额定电流。

③分别在下图中用阴影画出在不考虑变压器漏感情况下，当

a=60。和£=60。时输出电压4d的波形。【问答题】

答①Ud=2.34U2Cosa—AUdAt/d—ud=idR

解得，〃=22.72A,AUd=6.82WU"=227.2V

又cosa—cos(a+/)=2£娓(72=2A[/d/t/dO—0.029

即得出cos(600+7)=0.471

换流重叠角7=1.91°

②晶闸管可能承受的最大正反向电压为：

602=200几=490(V)

考虑2倍安全裕量，晶闸管的额定电压为：

UN=2X490=980(V)

考虑2倍安全裕量，晶闸管的额定电流为：

/7=4=13.124

V3

=-^-x2=16.7M

V1.57

一、单选题

1、下列属于电压控制型电力电子器件的是(D)。

A、晶闸管

B、GTO

C、GTR

D、电力MOSFET

2、(A)晶闸管可以认为是一对反并联联结的普通晶闸

管的集成。

A、双向

B、快速

C、逆导

D、光控

3、变流电路产生有源逆变的条件之一是：要有直流电

动势，其极性需和晶闸管的导通方向一致，其值应（A）

变流器直流侧的平均电压。

A、大于

B、等于

C、小于

D、不等于

4、将直流电压变为另一固定电压或可调电压的直流电,

这称为（C）。

A、整流

B、逆变

C、直流-直流变流

D、交流■交流变流

5、凡是负载中电流相位（B）于负载电压的场合，都可

以实现负载换流。

A、滞后

B、超前

C、等于

D、不等于

6、单相交流调压电路带阻感性负载（阻抗角为夕），稳

态时a的移相范围是（C）。

A、0~7

B、0〜8

C、9〜兀

D、。〜7T

7、把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，代替电路

中的机械开关，起接通和断开电路的作用，这就是（C）。

A、交流调功电路

B、交流调压电路

C、交流电力电子开关

D、变频电路

8、工程上使用较广泛的逻辑无环流可逆系统，以下说法

错误的是（A）。

A、采用a邛配合控制

B、不设置换流电抗器

C、两组桥之间不存在环流

D、两组桥在任何时刻只有一组投入工作

9、下列不属于过电压保护措施的是（A）。

A、直流快速断路器

B、避雷器

C、压敏电阻

D、变压器静电屏蔽层

10、在调制法中，当调制信号波为（C）时，所得到的就

是SPWM波形。

A、锯齿波

B、方波

C、正弦波

D、等腰三角波

二、填空题

1、交流调功电路和交流调压电路的电路形式完全相同，只

是（控制方式）不同。

2、两个晶闸管串联，一般都会存在（电压）分配不均匀的问

题。在电力电子装置中，当需要同时串联和并联晶闸管时,

通常采用（先串后并）的方法。

3、晶闸管刚从断态转化为通态就移除触发信号后，能维持晶

闸管导通所需的最小阳极电流，称为（擎住）电流。

4、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（120。r

5、常见的四种换流方式中，针对晶匣管而言的换流有（电网

换流）、（负载换流）和（强迫换流）。

6、IGBT是复合型器件，它是由（GTR）和（电力MOSFET）

复合而成的电力电子器件。

三、分析简答题

1、什么是有源逆变？变流电路产生有源逆变的条

件是什么？半控桥或有续流二极管的电路能否实现有源逆

变？

答将直流电转换为交流电，并且交流侧和电网连接，

称为有源逆变。产生有源逆变的条件（1）要有直流电动势，

其极性需和晶闸管的导通方向一致，并且其值应大于变流器

直流侧的平均电压Ud；（2）要求晶闸管的控制角a>9。。，使

得%<0;（3）半控桥或者带续流二极管的电路不能实现有源

逆变。

2、什么是电流型逆变电路？电流型逆变电路中的

开关器件是否需要反并联反馈二极管？为什么？。

答直流电源为电流源的逆变电路为电流型逆变电路；不需

要；当交流侧为阻感性负载时，因为反馈无功能量时直流电

流并不反向，所以不必接反馈二极管。

3、在图示电路中，L值和C值极大，V的导通和关

断时间分别为垢和%f,此电路是哪种斩波电路？表

示什么量？此电路能使输出电压高于电源电压的两个关键

原因是什么？

*IJ

JLVC==MoR

答升压斩波电路；升压比；一是电感L储能之后具有使电

压泵升的作用，二是电容。可将输出电压保持住。

4、PWM控制技术的重要理论基础是什么？其控制方式

有哪两种？下图是哪种PWM控制方式？

答面积等效原理；单极性PWM控制方式和双极性PWM控

制方式；双极性PWM控制方式。

5、电力电子电路运行不正常或者发生故障时，可

能会发生过电流。过电流分哪两种情况？写出三种过电流保

护措施。电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保

护措施是哪种？

答过电流分为过载和短路两种情况；三种过电

流保护措施：快速熔断器，直流快速断路器，过电流继电器

;快速熔断器。

四、计算题

1、如下图所示的单相半控桥整流电路，带电阻电感性负载,

B

答①4=0.9仇号丝=135V/d=U〃R=13.5A

/VD=J?广1L02A

/VT=,丁尸7.79A

2、单相桥式全控整流电路，变压器二次侧电压有效值为仿,

带电阻电感性负载，其中t/2=100V,R=5Q,L=s,a=30°。

要求:

①画出〃d、k电的波形；②整流输出平均电压■、平均电

流/d以及变压器二次侧电流有效值；③考虑2倍安全裕量,

确定晶闸管的额定电压、额定电流。

答①I

[7,=0.9(/,cosa=77.94V

②U'

，二—=15.594=/,

dR

③晶闸管承受的最大反向电压是行S=100后=141.4(V)

考虑2倍安全裕量，晶闸管的额定电压为:

UN=2X141.4=282.8(V)

考虑2倍安全裕量，晶闸管的额定电流为:

/7=幺=11.024

V2

3、三相半波可控整流电路，变压器二次侧电压有效值为5,

带反电动势阻感性负载，电感L值极大。其中U2=200V,

R=2Q,LB=2mH,a=60°,E=30V,要求：①为、△1、4和

y的值。②考虑2倍安全裕量，确定晶闸管的额定电压、额

定电流。③分别在下图中用阴影画出在不考虑变压器漏感情

况下，当。=60。和£=60。时输出电压〃d的波形。

答①Ud=l.17U2COsa—AUd

△Ud=3XB//2兀

Ud=E+IdR

解得，id=37.83AAL/rf=11.35V,i/J=128.35V

又*/cosa—cos(tz+/)—2/dXr/V6t/2—2A(/d/t^dO—0.097

即得出COS(600+/)=0.403

换流重叠角7=6.23°

②晶闸管承受的最大反向电压为602=2006=490(V)

考虑2倍安全裕量，晶闸管的额定电压为：

UN=2x490=980(V)

考虑2倍安全裕量，晶闸管的额定电流为：

f=21.84A,

V3

―-x2=27.82A

TAV1.57

一、单选题(

1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次

应相差(A)o

A、180°

B、60°

C、360°

D、120°

2、Q为（C）时，三相半波可控整流电路，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°

B、60°

C、30°

D、120°

3、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斩波。

A、同步电压

B、控制电压

C、脉冲变压器变比

D、整流变压器变比

4、下列电路中，可以实现有源逆变的是（A）o

A、三相半波可控整流电路

B、三相半控桥式整流电路

C、单相桥式全控整流电路接续流二极管电路

D、单相半控桥式整流电路

5、在一般可逆电路中，最小逆变角Bmin的合理取值

范围为（A）。

A、30。〜35%

B、10。〜15。

C、0。〜10。

D、0°

6、对于单相交交变频电路如下图，在t3~t4时间段内，

P组晶闸管变流装置与N组晶闸管变流装置的工作状

态是（C）o

A、P组阻断，N组逆变

B、N组阻断，P组逆变

C、P组阻断，N组整流

D、N组阻断，P组整流

7、以下换流方式不适用于晶匣管的换流方式为（A）o

A、器件换流

B、负载换流

C、强迫换流

D、电网换流

8、单相半控桥电感性负载

电路中，在负载两端并联一个续流二极管的作用是

(B)o

A、抑制温漂

B、防止失控现象的产生

C、增加晶闸管的导电能力

D、增加输出电压的稳定性

9、IGBT是一个复合型的器件，它是（B）o

A、GTR驱动的MOSFET

B、MOSFET驱动的GTR

C、MOSFET驱动的晶闸管

D、MOSFET驱动的GTO

10、在大功率晶闸管装置中，常用多个器件并联来承担

较大的电流。对于均流的措施，以下说法不正确的是

（B）。

A、采用均流电抗器

B、用RC并联支路

C、用门极强脉冲触发

D、选择特性参数尽量一致的器件

二、填空题

1、下列电力电子器件：GTR、晶闸管和IGBT,其中

（IGBT）是复合型器件，（GTR）是电平控制型器件，（晶闸

管）是脉冲触发型器件。

2、大功率晶闸管装置中，常用多个器件（并联）连接来承

担较大的电流，这会存在（电流）分配不均匀的问题。。

3、带阻感负载的单相交-交变频电路，为避免两组变流器之

间产生（环流），两组变流电路在工作时不同时施加触发脉冲,

即一组变流电路工作时，封锁另一组变流电路的触发脉冲，

这种方式称为(无环流)工作方式。

4、逆变角和控制角的计量方向相反，两者的关系是a+忏

(K)o

5、三相半波可控整流电路中，带阻感性负载时，当晶闸管

的控制角(a>30°)时，输出电压波形出现负值。

6、各种电子设备需要多路不同的电压供电，需要专门设计

电源装置来提供这些电压，其中采用高频开关方式进行电能

变换的电源称为(开关电源)。

三、分析简答题

1、在单相桥式全控整流电路和三用桥式全控整流

电路中，当负载分别为电阻性负载、阻感性负载时，试求晶

闸管的移相范围分别是多少？

答电阻负载：单相桥式全控整流电路时晶闸管的移相范围0。

〜180。；三相桥式全控整流电路时晶闸管的移相范围0°

〜120。；阻感性负载：单相全控桥和三相全控桥时晶闸管的

移相范围都是0。〜9。。o

2、电力电子装置中可能发生的过电压分为外因过

电压和内因过电压。写出两个产生外因过电压的原因。此外，

写出三种过电压保护措施。

答两个产生外因过电压的原因：操作过电压和雷击

过电压；三种过电压的保护措施：避雷器保护，用非线性元

件限制过电压的幅度，RC过电压抑制电路，电子保护电路。

3、如下图所示单相交流调压电路，带电阻性负载，

怎样控制晶闸管来调节输出电压的有效值？此电路中。角的

移相范围是多少？画出。二60。时输巳电压〃。和电流的波

形。

答通过控制触发延迟角a的变化可实现输出电压的有

效值的调节；此电路中a角的移相范围为0。〜180。；

4、什么是载波比？根据载波和信号波是否同步及

载波比的变化情况，PWM调制方式有哪两种？

答载波频率fc与调制信号波频率fr之比，即：1=/；同

r

步调制和异步调制。

5、图示为升压斩波电路，使输出电压高于电源电

压的两个关键原因是什么？电路中电感和电容的值很大，设

V的开通时间为rOn,关断时间为Zoff,写出输出电压平均值

U。和负载电流平均值/。的表达式。

答两个关键原因：一是电感L储能之后具有使电压泵

升的作用，二是电容可将输出电压保持住；

+=-；

U0=E=—E

itoffLtcff夕B”R

四、计算题

1、单相半波可控整流电路带电阻性负载，U2=200V,

/?=10Qo则①晶闸管的导通条件是什么？a角的移相范围

是多少？②当a=60°时，求《、/d；并画出⑷的波形。

答①导通条件：（1）承受适当的正向阳极电压；（2）承受适当

的正向门极电压；Q的移相范围是0°〜180°；

②L=0.45，、1+；°sa=67.5yl^U^R=6.75A

2

2、图示为单相桥式半

控整流电路，阻感性

负载，变压器二次侧

电压的有效值为。2,乙=8,控制