电力电子技术（第3版） 试卷（含答案）

第第2页XX20XX/20XXX学期试卷课程 电力电子技术 班级 姓名 学号 教师姓名 题序一二三四五六七八九十总评计分命题：一、判断题（5分（将“对”或“错”填入括号中，每小题1分）MOSFET33G--D--S--源极，但P沟道增强型电力MOSFET一般只引出2个极。（错）2SPWMSPWM≥0，SPWM电压波形≤0（对）3THD（对）4．单相交流调压电路电阻负载，当控制角从π0Uin（输入交流电压有效值）到0（错）5．电力电子电路的高频化可以减小滤波器、变压器的重量和体积，使电力电子装置轻量化和小型化。（对）二、选择题（5分（将正确序号、B、C或D填入括号中，每小题1分）1）A、晶闸管具有PNPN四层半导体结构。B、晶闸管具有PN或NP两层半导体结构。C、晶闸管具有PNP和NPN六层半导体结构。D、晶闸管具有PNP或NPN三层半导体结构。2．关于电力电子器件缓冲电路，表述正确的是下面哪一个？（C）A、缓冲电路又称吸收电路，其作用是吸收电力电子器件的热量。B、缓冲电路又称吸收电路，其作用是使器件的开关速度变为缓慢。Cdu/dtDXXXX大学考试命题纸3．电流跟踪WM（）A、滞环比较方式环宽过窄时，则开关频率低，误差大，器件开关损耗小。B、滞环比较方式，环宽大小与误差、频率、开关损耗无关，仅与给定电压大小有关。C、滞环比较方式，环宽大小与误差、频率、开关损耗无关，仅与给定电压频率有关。D、滞环比较方式环宽过宽时，则开关频率低，输出电流波形误差大。4．关于WM）ANfc固定不变，信号波频fr是变化的。B、异步调制指的是，载波频率fc、信号波频率fr都是变化的，载波比N是不变的。C、载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。通常载波频率fc是变化的，信号波频率fr也是变化的，载波比N却是不变的。D、载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。通常载波频率fc固定不变，信号波频率fr变化时，载波比N是变化的。5．（）ABC、交流调功电路是通过改变控制角来调节负载所消耗的平均功率。D、交流调功电路是通过改变控制角来调节负载电压。三、简答题（26分）1（5分1）降低损耗。（1分)2）减小热阻。1）一方面减小接触热阻RθCS。2）另一方面减小散热器热阻RθSα。--（2分)3）加强散热。电力电子装置常用冷却方式分为四种：自冷、风冷、液冷和沸腾冷却。（2分)2（5分-（AC-DC整流电路-交流变换电路（DC-AC逆变电路、交流-交流变换电路（AC-AC交流变换电路、直流-直流变换电路（DC-DC直流变换电路。（0.5分)常用基本控制方式主要有以下三种类型：相控方式、频控方式、斩控方式。（每要点1分)3（4分电力TT型T易于并联使用的原因是什么?并联使用时还应注意哪些事项？MOSFTNPTIGBTMOSFT的通态电阻具有正温度系数特性，NPTIGBT的通态压降具有正温度系数特性。（2分)MOSFETIGBTnnI（IN为额定值，因为每个开关管之间的电流不可能完全均衡，所以，应适当降低允许值。（2分)4（4分什么是WM取样（即时间段内固定值）来计算脉冲宽度的PWM波形生成方法，规则取样法也称规则采样法。（2分)SPWM分)5．（4分）使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？答：条件有两个：2 d②要求晶闸管的控制角，使U为负值。（2分)2 d6．（4分）软开关电路可以分为哪几类？分)根据软开关技术发展的历程可将软开关电路分为准谐振电路，零开关PWM电路和零转换PWM电路。（2分)四、波形分析题（18分）1（6分隔离型直流直流变换全桥电路如图1IT开关管T（4T2驱动信号分别为uG4uG3VT1的电压波形并标出幅值、电流波形LVD5的电流波形与。图1 直流直变全电路uG1uG2uT1iT1iLiD5

uG1ton ton tuT1t t Lt t

ttonTtonTSUStttt 1.5分)图2 全电直流直变换形(命题) 图2 全电直流直变波形(案)2（6分）电压型单相方波逆变电路如图3所示，该电路采用移相控制来调节输出电压的有IGBTVT1、VT2的驱动信号分别为uG1、uG24θ=1200时，请分别画出开关管VT3、VT4的驱动信号uG3、uG4以及输出电压uo的波形，并说明移相角θ的大小对输出电压有效值的影响。VT3VD1VDUdiOuOVT2VD2VT4VD4uG10uG20uG30uG40uO0

图3 电型相波变电路tttttttt0uG20ttttttt0uG40tuOttuOt0

（各1.5分)图4 电型相波变波形命题) 图4 电型相波变形(答案)随着移相角θ的减小，输出电压有效值减小。（1.5分)XXXX大学考试命题纸3（6分）电阻性负载的三相半波可控整流电路如图5所示，当控制角00时，试在图6中画出输出整流电压ud、通过晶闸管VT1电流iT1以及承受的电压uT1的波形。图5 三半可整电路uuduaubuc0tiT10t0uT1

uab

uac

ubc

uba

uca

ucbuud0iT1t0uuu uuuutT1abac bcba cacbuac0tuabuac0 t--（各2分)图6 三半可整电路作形(命题) 图6 三半可整电路作形(答案)五、计算题（46分）1．（10分）在降压斩波电路中，已知输入电压US=36V，L=1mH，C=220µF，采用脉宽调制控制方式，当S0µ，ton2µsIOL1）输出电压的平均值UO；电感上电流纹波IL；UO。UO第5页第第6页解：1）占空比输出电压的平均值

t

on/

(12106)/(20106)0.6（2分)UOUS0.63621.6V（2分)2）稳态时电感电流纹波（峰峰值）为：ii(t)i0USUOt

361.62100.173A（3分)L Lon L3）输出电压纹波比UC/UO

L on

110-3UO11T2 1 10.621052=0.09（3分)S 3 6UO8LC 8(110)(22010)2（8分）一个升压斩波电路，滤波电容C30F。希望输出电压UO=3V，输出功率=43.2WUS，当开关周期=40µsILL。解：由UOUS

11

1-US，所以UO

0.4IPOOU

1.2(A)（2分)根据临界电流连续时

OST40106(S)SIS

IO1

2(A)ISIL2IS=4(A)iiUSt

=4(A)（3分)S LL on则临界电流连续时UT 21.60.440106LS 1 10.002（2分)2IO 43（0分）单相桥式全控整流电路，交流侧电压U2＝80，负载中电阻＝5，电感L值极大，当控制角30时，试求：1）输出平均电压Ud；2）输出平均电流Id，变压器二次侧电流有效值I2；3）考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电流。答：1）输出平均电压Udd 2U0.9Ucos0.980cos3062.4(V)（2分)d 22）输出平均电流Id，变压器二次电流有效值I2分别为IUddR

62.412.5(A)（2分)53）流过晶闸管的电流有效值为：

I2Id12.5(A)（2分)晶闸管的额定电流为

I2dIT2d

8.8(A)（2分)IT()1.8..5.11.（（2分)具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。4（10分三相半波可控整流电路，U2VRΩLE=40V，当控制角60时，试求：1）整流输出平均电压Ud；2）IdIdTIT。解：1）整流输出平均电压d 2U1.17Ucos1.17100cos6058.5(V)（3分)d 22）IdIdTIT分别如下IUdE58.5409.25(A)（3分)d R 2IdT

Id9.253.08(A)（2分)3 3dId3IT3

9.255.34(A)（2分)35（8分三相WM逆变电路，直流侧电压Ud为700～820，要求输出线电压基波有效380V10A，三相电阻负载，如果该逆变变换器的效率98%，求幅度调制比maIdmax。解：输出线电压基波有效值为6maUUN1m