電力電子試題及答案A

1、交通大學(xué)電力電子復(fù)習(xí)一、選擇題1、下列電力電子器件中，存在電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)的是（ ABD ）A、GOTB、GTR C、power MOSFET D、IGBT2、 單相橋式全控整流電路，阻感性負(fù)載L R。設(shè)變壓器二次 側(cè)電壓為U2，貝y晶體管承受的最高正、反向電壓分別為（ D）A、二U2,三U2B、U2, 2U22 2 22C、,2U2, -U2D、2U2, 2U223、單相半控橋式整流電路帶大電感負(fù)載，為了避免出現(xiàn)一只晶 體管一直導(dǎo)通，另兩只整流二極管交替換相導(dǎo)通的失控現(xiàn)象發(fā) 生，采取的措施是在負(fù)載兩端并聯(lián)一個（ D）A、電容B、電感C、電阻D、二極管4、 逆變電路的功能是將直流電能轉(zhuǎn)換為（B）A

2、、直流電能 B、交流電能 C、磁場儲能 D、電場儲能5、三相橋式變流電路工作在有源逆變狀態(tài)，其輸出側(cè)平均電壓Ud與外接直流電動勢E間的關(guān)系為（C）A、 Ud E B、 Ud E C、 Ud E D、Ud=-E6、三相橋式全控整流電路變壓器二次側(cè)電流中有（C）A、2k 1 B、3k 1C、6k 1 D、12k 1 （k 為整數(shù)） 7、交一直一交電流型逆變器中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件是（ B）A、大電容B、大電感C、蓄電池 D、電動機(jī)8無源逆變電路不能采用的換流方式是（ A）A、電網(wǎng)換流 B、負(fù)載換流 C、強(qiáng)迫換流 D、器件換流9、電壓型逆變電路的輸出電壓波形為（ A）A、矩形波 B、三角波 C、正弦

3、波 D、與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)10、支路控制三角形連接三相交流調(diào)壓電路的典型應(yīng)用是（ B）A、TSCB、TCR C、SVCD、SVG二、填空題1、 晶閘管是一種由四層半導(dǎo)體材料構(gòu)成的三端器件，它有 3個 PN節(jié)，陽極用字母A表示，陰極用字母K表示，門極用字母G 表示。2、在規(guī)定條件下，晶閘管取正、反向重復(fù)峰值電壓中較小的作 為其額定電壓。3、晶閘管的維持電流Ih是指晶閘管維持導(dǎo)通所需的最小電流。4、如圖:<8>當(dāng)S閉合前燈泡亮不亮？不亮，因為晶閘管沒有觸發(fā)脈沖電 流，故不導(dǎo)通；當(dāng) S閉合后燈泡亮，因為晶閘管承受正向電壓 且有觸發(fā)脈沖，導(dǎo)通；當(dāng) S閉合一段時間后再斷開，燈泡仍然 亮，其原因是

4、：晶閘管導(dǎo)通后觸發(fā)脈沖失去作用。4、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）作為復(fù)合型器件是綜合了MOSFET和GTR的優(yōu)點。5、門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）和電力晶體管（GTR）均屬于電 流控制型器件。6、產(chǎn)生有源逆變的條件之一是變流電路輸出直流平均電壓的極 性必須與整流工作狀態(tài)時輸出平均電壓的極性相反。7、當(dāng)考慮換流重疊角后，有源逆變輸出電壓平均值的絕對值比 不考慮換流重疊角時有所增大。8三相全控橋式整流電路帶大電感負(fù)載當(dāng)600時，整流輸出電壓波型將會出現(xiàn)負(fù)的部分。9、為確保三相橋式全控整流電路和閘時或電流斷續(xù)后可以正常工作，應(yīng)采用脈沖寬度大于 600的寬脈沖或前沿相差600的雙窄 脈沖觸發(fā)。10、在電

5、壓波形正弦，而電流波形非正弦的電路中， 其功率因數(shù) 與基波因數(shù)和位移因數(shù)有關(guān)。11、電流總諧波畸變率（THD ）被定義為用總諧波電流有效值 與基波電流有效值的百分比表示。12、一般來說，整流電路輸出電壓的脈波數(shù)越多，輸出電壓波 紋因數(shù)越小。13、 斬波電路是利用儲能元件以及開關(guān)器件的通斷控制實現(xiàn)直| 流電能的變換。采用晶閘管移相控制的單相交流調(diào)壓電路帶阻感 負(fù)載時，其移相觸發(fā)角應(yīng)大于負(fù)載阻抗角，電壓才能可調(diào)。19、晶閘管正常導(dǎo)通的條件是承受正O16、功率器件的換流方式包括器件換流、電網(wǎng)換流、負(fù)載換流、 及強(qiáng)迫換流，其中后三種換流方式主要是針對晶閘管而言的。17、在正弦脈沖寬度調(diào)制時，載波信號一

6、般為三角波。18、電力電子器件在主電路中只用作可控開關(guān)，而不能工作在 線性放大區(qū)，是為了避三、判斷題1、晶閘管剛由斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并且去掉門級信號， 仍能維持 其導(dǎo)通所需的最小陽極電流稱為額定電流（）A、維持電流B、擎住電流 C、浪涌電流 D、額定電流2、 單相橋式全控整流電路帶電阻性負(fù)載與阻感性負(fù)載（L R ） 情況下，晶閘管觸發(fā)角的移相范圍分別為 900 ， 1800（）3、三相全控橋式整流電路在寬脈沖觸發(fā)方式下一個周期內(nèi)所需 要的觸發(fā)脈沖共有6個，它們在相位上依次相差 60° （V）4、在變流電路中， 輸出電壓波形一定 出現(xiàn)正值的是三相半波可控整流電路帶阻感性負(fù)載（X）5、下列電路

7、中具有兩象限運行能力的是單相半控橋式變流電路（X）6、交直交電流型逆變器中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件是大電感（）A、大電容 B、大電感 C、蓄電池 D、電動機(jī)7、無源逆變電路不能采用的換流方式是電網(wǎng)換流（V）8、直流斬波電路完成的電力功能是 DC DC（V）9、改變載波頻率可改變 PWM 逆變器的調(diào)制信號波頻率（ ）10、電子器件 IGBT 的驅(qū)動功率較?。ǎ┧?、問答分析、計算與繪圖1、什么是電壓型逆變電路和電流型逆變電路？各有什么特點？ （8 分）答：按照直流側(cè)電源的性質(zhì)分類，直流側(cè)是電壓源的稱為電壓型逆變 電路，直流側(cè)是電流源的稱為電流型逆變電路。電壓型逆變電路的主要特點為以下幾點：（1）直流側(cè)

8、接有大電容，相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本保持 恒定，直流側(cè)相對于負(fù)載來說呈現(xiàn)低阻抗。（2）由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形 波，并且與負(fù)載性質(zhì)無關(guān)，而交流側(cè)電流的相位和波形隨負(fù)載性質(zhì)的 不同而變化。（3）當(dāng)交流側(cè)為阻感性負(fù)載時，逆變器需要提供無功功率，直 流側(cè)電容可起到無功能量緩沖的作用。為了給交流側(cè)無功能量返回直 流側(cè)提供通路，逆變器橋臂的開關(guān)器件需反并聯(lián)續(xù)流二極管。電流型逆變電路的主要特點為以下幾點：（1）直流側(cè)串聯(lián)有大電感，相當(dāng)于電流源。直流側(cè)電流基本無 脈動，直流回路對于負(fù)載來說呈現(xiàn)高阻抗。（2）電路中開關(guān)器件的作用僅僅是改變電流的流通途徑，并不 能改變電流的大小，因

9、此交流側(cè)輸出電流為矩形波，和負(fù)載阻抗無關(guān)， 而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。（3）當(dāng)交流側(cè)為阻感性負(fù)載時需提供無功功率，直流電感起緩 沖無功能量的作用，因為反饋無功能量時電流并不反向，因此不必像 電壓型逆變器那樣在器件兩端反并聯(lián)二極管。但是由于反饋無功能量 時器件會承受反向電壓，對于由全控器件構(gòu)成的電流型逆變器，開關(guān)器件需要串聯(lián)二極管（全控器件承受反壓的能力很低），而晶閘管逆 變器則不必串二極管。2、如圖陰影部分表示流過晶閘管的電流波形，其最大值均為Im ，試計算各波形的電流平均值、 有效值。如不考慮安全裕量， 額定電流為100A的晶體管，流過上述電流波形時允許流過的電

10、 流平均值Id為多少？（ 12分）IdJ20ImSin( t)d( t)Im0.31831m2Id 丄 0 ImSin( t)d( t) 蟲 0.6366Im1 0ImSin( t)2d( t)27 cos2t)扮額定電流100A的晶閘管允許的電流有效值為157A ,則 Im 2 157 222(A)平均值為 ld=0.6366lm=141.33A(c)13IId ImSin( t)d( t) 0.4775Im32I r.Imsin( t)2d(m (1 cos2 t)d( t) Im3 2尋 0.6342Im額定電流100A的晶閘管允許流過的電流有效值為 157A, 貝U I m 247.5

11、6A0.6342平均值為 ld 0.47751 m 118.21A(d)弘 0.2387Im41IdIm sin( t)d( t)2 3I2ImSin( t) d( t)m _丄(1 cos2 t)d( t)3 2額定電流100A的晶閘管允許流過的電流有效值為157A,則5 爲(wèi) 350.06A平均值為 ld 0.2387Im 83.56A(e)50.125Im80.3536lm1 -Id 廠 JmWt)I1 2 o41 md( t)額定電流100A的晶體管允許流過的電流有效值為 157A , 貝U I m 157444 A0.3536平均值為 ld 0.125lm 55.5A(f)1IId -

12、04Imd( t)h Om1 4 204imd( t) 0.5Im額定電流100A的晶閘管允許流過的電流有效值為157A則1 “ 島 314A，平均值為0'25Im 78.5A3、單相橋式全控整流電路接電阻性負(fù)載，要求輸出電壓在0100V連續(xù)可調(diào)，輸出電壓平均值為30V時，負(fù)載電流平均值達(dá)到20A。系統(tǒng)采用220V的交流電壓通過降壓變壓器供電，且晶 閘管的最小控制角 min 300 （設(shè)降壓變壓器為理想變壓器）（12 分）（1 ）試求變壓器二次側(cè)電流有效值I2（2）考慮安全裕量，選擇晶體管電壓、額定電流（3） 作出600時ud id和變壓器二次側(cè)i2的波形。解：由題意可知負(fù)載電阻R U± 30 1.5Id 20單相全控整流的直流輸出電壓為：Ud 咼2(1 cos )直流輸出電壓最大平均值為100V,且最小控制角為min 300，代人上式可得U22100.866119V(1)I2212 t d( t)U2Sin2 79.332sin 22min 300 時，I 2max 79.33sin 63278.18A晶閘管的電流有效值和承受電壓峰值分別為:IvtI2max 78.18 55.28A.2 、2UVT . 2U2 168.29V考慮三倍裕量，選器件耐壓為16