電力電子技術(shù)試題(二)

1、電力電子技術(shù)試題（A）班號(hào)學(xué)號(hào)題 號(hào)-一一-二二-三四五六平時(shí) 成績(jī)總分分 數(shù)評(píng)卷人注：卷面85分，平時(shí)成績(jī)15分本題得分、回答下列問(wèn)題1、下列器件的分類表中，將符合每一類別的全部選項(xiàng)添入表中。（8分）器件類別屬于該類別的器件全控型雙極型器件全控型復(fù)合型器件電壓驅(qū)動(dòng)型器件電流驅(qū)動(dòng)型器件選項(xiàng)：（根據(jù)選項(xiàng)填空時(shí)，只需寫(xiě)選項(xiàng)的代號(hào)，如：A,B,.）A. SCR B.GTO C.GTR D.P-MOSFET E.lGBTF.電力二極管G.MCT。2、判斷下列各題的正確性，正確的打“V” ，不正確的打“X”。（6分）（1）某晶閘管，若其斷態(tài)重復(fù)峰值電壓為 500V,反向重復(fù)峰值電壓700V,則該晶 閘管

2、的額定電壓是700乂 （）試題：電力電子技術(shù)班號(hào):（2）對(duì)于輸入接整流變壓器的可控整流電路，變壓器存在直流磁化的有三相半波整流電路、單相半波整流電路和單相全波整流電路。（）（3） 單相全控橋式變流電路，“阻感反電勢(shì)” 負(fù)載，已知60；，U2 100V，E 50V ,電路處于可逆變狀態(tài)。（）3、畫(huà)出全控型器件RCD關(guān)斷緩沖電路，并分析緩沖電路中各元件作用。（6分）試 題：電力電子技術(shù)班號(hào):、對(duì)于三相全控橋式變流電路，在不同的負(fù)載形式和控制要求下，本題得分回答下列問(wèn)題。1、畫(huà)出該電路帶“阻感一一反電勢(shì)”負(fù)載，并工作于整流方式時(shí)的電路圖（要標(biāo)明反電勢(shì)極性）。（5分）2、當(dāng)該電路工作于整流狀態(tài)時(shí)，Ud

3、1UaUbUc罩* %聲 _ %kJ、".設(shè)觸發(fā)角6O且負(fù)載電流連A X 代 人 人 A0/ 3 t續(xù)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出此時(shí)整流器Ud2；、X人點(diǎn)人人亠/ 、; 、/輸出電壓Ud和晶閘管電流iVT1在JUdl Uab Uac Ubc Uba Uca Ucb Uabxx v :n :以:J xx/ z / v Z l 八 / V / V 一個(gè)周期內(nèi)的波形。（5分）$、？、/.Z1f#*八'、；v '： u V vJ '*#、： J V 0u八廣八'/八J；卜、卜1 a A -人人 ；i VT13 t3、設(shè)該電路為大電感負(fù)載且工作于整流狀態(tài)，U2 100V，負(fù)

4、載中E=47VR 5 ,當(dāng)60：時(shí)，試計(jì)算整流輸出平均電壓Ud、負(fù)載電流Id和晶閘管電流三、H型單極同頻模式PWM勺功率轉(zhuǎn)換電路如下圖（a）所示。它由四個(gè)平均值IdVT o（ 5分）第3頁(yè)（共8 頁(yè)）試題：電力電子技術(shù)班號(hào)：:本題得分大功率IGBT和四個(gè)續(xù)流二極管組成。當(dāng)控制指令Ui 0時(shí)，V!和V2工作在交替開(kāi)關(guān)狀態(tài)，V3截止關(guān)斷，V4飽和導(dǎo)通。設(shè)該電路工作在輕載情況下（Ua Em ），Vi、V2、V3和V4的柵極激勵(lì)電壓如圖（b）所示。1、試畫(huà)出電機(jī)電樞電壓Ua和電樞電流ia波形圖（可直接畫(huà)在圖（b） 上） o （ 7分）2、分析一個(gè)PWMB期直流電機(jī)的工作狀態(tài)，并畫(huà)出相應(yīng)的等效電路圖，標(biāo)

5、明電流方 向。圖中，La為電機(jī)繞組電感，Ra為電樞電阻，Em為直流電機(jī)反電勢(shì)。（8分）圖（a）圖（b）第4 頁(yè)（共8 頁(yè)）試題：電力電子技術(shù)班號(hào)：:試題：電力電子技術(shù)班號(hào):四、由兩只反并聯(lián)晶閘管組成的交流調(diào)壓電路如下圖（a）所 本題得分示，負(fù)載為阻感性負(fù)載（阻抗角為©），當(dāng)輸入信號(hào)Ui 為圖（b）所示信號(hào)時(shí)，在圖（d）和（e）中畫(huà)出交流調(diào)壓電路中uo和i。的波形圖（10 分）圖（a）-Sf! ：!rn圖（b）圖（c-1）圖（c-2）圖（d）圖（e）第6 頁(yè)（共8 頁(yè)）試題：電力電子技術(shù)班號(hào)：:五、回答下列問(wèn)題本題得分1、換流方式有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？（3分）3、逆變電路多重化的目的

6、是什么？如何實(shí)現(xiàn)？串聯(lián)多重和并聯(lián)多重逆變電路各用于 什么場(chǎng)合？ （ 4分）本題得分六、解答下列問(wèn)題1什么是異步調(diào)制？什么是同步調(diào)制?二者各有何特點(diǎn)？ （ 5分）2、什么是SPWM勺自然采樣法和規(guī)則采樣法？設(shè)正弦調(diào)制信號(hào)波為Ur asin，0 a 1， r為正弦信號(hào)波角頻率。根據(jù)下圖利用規(guī)則采樣法求出脈沖寬度和脈沖兩邊的間隙寬度。圖中Tc為采樣周期，三角載波Uc幅值為1。（10分）第7 頁(yè)（共8頁(yè)）試題：電力電子技術(shù)班號(hào)：:本題得分（注：卷面80分，平時(shí)成績(jī)20分）、填空題（11小題，每空0.5分，共22 分）1、電力電子學(xué)是由、和交叉而形成的邊緣學(xué)科。2、 按照電力電子器件能夠被控制電路信號(hào)所

7、控制的程度，可以將電力電子器件分為 以下三類；1）的電力電子器件被稱為半控型器件，這類器件主要是指 及其大部分派生器件。2）的電力電子器件被稱為全控型器件，這類器件品種很多，目前常用的有 和。3）的電力電子器件被稱為不可控器件，如。3、根據(jù)下面列出的電力電子器件參數(shù)的定義，在空格處填寫(xiě)該參數(shù)的名稱。參數(shù)定義參數(shù)名稱GTF集電極電流與基極電流之比使IGBT能實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)調(diào)制而導(dǎo)通的最低柵射電壓維持晶閘管導(dǎo)通所必需的最小陽(yáng)極電流4、 在GTR GTQ IGBT與MOSFE中，開(kāi)關(guān)速度最快的是 單管輸出功率最大的是,在中小功率領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的是 。5、 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路一般應(yīng)具有 電路與之間的電

8、氣隔離環(huán)節(jié)，一般米用光隔離，例如 ;或磁隔離，例如 6緩沖電路又稱為吸收電路，緩沖電路可分為關(guān)斷緩沖電路和開(kāi)通緩沖電路。其中緩沖電路又稱為du/dt抑制電路，用于吸收器件的 過(guò)電壓。緩沖電路又稱為di /dt抑制電路，用于抑制器件 時(shí)的電流過(guò)沖和di /dt，減小器件的損耗。7、單相半波可控整流電路、單相橋式全控整流電路、三相半波可控整流電路和三相橋式全控整流電路，當(dāng)負(fù)載分別為電阻負(fù)載和電感負(fù)載時(shí)，晶閘管的控制角移相圍 分別是多少（用角度表示，女口 0°180。）？負(fù)載單相半波單相橋式三相半波三相橋式電阻阻感（注：有續(xù)流二極管）8、 在單相全控橋式電阻-反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載電路中，當(dāng)控制角a

9、大于停止導(dǎo)電角S時(shí),晶閘管的導(dǎo)通角9 = 當(dāng)控制角a小于停止導(dǎo)電角S時(shí)，且采用寬脈沖觸發(fā)，則晶閘管的導(dǎo)通角 9 =。9、由于器件關(guān)斷過(guò)程比開(kāi)通過(guò)程復(fù)雜得多， 因此研究換流方式主要是研究器件的關(guān) 斷方法。換流方式可分以下四種:? 10、正弦脈寬調(diào)制（SPWM技術(shù)運(yùn)用于電壓型逆變電路中，改變可改變逆變器輸出電壓幅值；改變 可改變逆變器輸出電壓頻率；改變_可改變開(kāi)關(guān)管的工作頻率。11、 在SPW控制電路中，根據(jù)載波和信號(hào)波是否同步及載波比的變化情況， PW碉 制可分為與兩種類型，采用調(diào)制可以綜合二者的優(yōu)點(diǎn)。、選擇題（5小題，每空0.5分，共3本題得分1、晶閘管穩(wěn)定導(dǎo)通的條件（）A、晶閘管陽(yáng)極電流大于

10、晶閘管的擎住電流B晶閘管陽(yáng)極電流小于晶閘管的擎住電流C晶閘管陽(yáng)極電流大于晶閘管的維持電流D晶閘管陽(yáng)極電流小于晶閘管的維持電流2、某晶閘管，若其斷態(tài)重復(fù)峰值電壓為500V,反向重復(fù)峰值電壓700V,貝U該晶閘管的額定電壓是（）A 500VD1200VB 600VC 700V3、（）存在二次擊穿問(wèn)題。A. SCR B. GTO C. GTRD. P.MOSFET E. IGBT4、下圖所示的是（A. SCR B. GTO）的理想驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形。C. GTR D. P.MOSFET E. IGBT5、IGBT綜合了（）和（）的優(yōu)點(diǎn)，因而具有良好的特性。A. SCR B. GTO C. GTR D. P

11、.MOSFETF.電力二極管三、計(jì)算題（4小題，共20本題得分1、單相橋式全控整流電路， 遼=200V,負(fù)載中R=2Q, L值極大，反電勢(shì)E=120V 已知控制角的變化圍是：0° 30° ,考慮安全裕量（按1.5倍計(jì)算），確定晶閘管的 額定電壓和額定電流。（4分）2、單相全控橋式變流電路工作在有源逆變狀態(tài)下，已知遼=200V,電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)E=120V負(fù)載中R=2Q，L極大?；卮鹣铝袉?wèn)題。（6分）(1)畫(huà)出變流電路的電路圖，并在圖中標(biāo)出在有源逆變初期電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)的極性和 變流電路輸出直流電壓的極性。(2)逆變角B應(yīng)限制在什么圍？畫(huà)出60°時(shí)的ud和id的波形。3、三

12、相橋式全控整流電路，U2=100V,帶阻感負(fù)載，R=5Q, L值極大，當(dāng)a =60° 時(shí)，回答下列問(wèn)題。(4分)(注：后面有提示)(1)變壓器二次側(cè)電流中含有哪些次數(shù)的諧波？其中主要的是哪幾次？(2)求電路的輸入功率因數(shù)(提示：有關(guān)電流波形及其傅立葉級(jí)數(shù))4、降壓斬波電路中，已知電源電壓 E=16V要求輸出負(fù)載電壓平均值 Uo=12V回答 下列問(wèn)題：（6分）（1）畫(huà)出用IGBT構(gòu)成的降壓斬波器的主電路原理圖，并推導(dǎo)出理想情況下輸入、 輸出電壓的關(guān)系表達(dá)式。2）若采用脈沖寬度調(diào)制方式，設(shè)斬波周期 T=1ms求開(kāi)通時(shí)間Ton?3）若采用脈沖頻率調(diào)制方式，設(shè)開(kāi)通時(shí)間 Ton=1ms求斬波周

13、期T?四、作圖題（4小題，共28本題得分1、對(duì)于三相全控橋式整流電路，阻感負(fù)載，L極大，回答下列問(wèn)題：（6分）1）畫(huà)出該電路帶阻感負(fù)載時(shí)的電路圖。2）當(dāng)a =n /3時(shí)，在下圖中畫(huà)出整流輸出電壓 Ud一個(gè)周期的波形（用陰影線表 示），并在波頭上方標(biāo)出其余 5個(gè)線電壓的名稱；若整流電路采用雙窄脈沖觸發(fā)， 在圖中波形上方的對(duì)應(yīng)位置畫(huà)出觸發(fā)脈沖，并標(biāo)明所對(duì)應(yīng)的器件號(hào)。2、由IGBT構(gòu)成的橋式可逆斬波電路，負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)。電源電壓E=200V,電機(jī)為正向電動(dòng)狀態(tài)，反電勢(shì)EMh 100V,電機(jī)電樞電阻R=5Q ,電樞電流平直連續(xù)，平均 值為2A, IGBT的開(kāi)關(guān)頻率為10KHz完成下題：（9分）1）畫(huà)

14、出該橋式可逆斬波電路的電路圖。2）采用單極同頻控制方式時(shí)，計(jì)算此時(shí)的控制占空比，器件的開(kāi)關(guān)周期，及每 個(gè)開(kāi)關(guān)周期導(dǎo)通的時(shí)間。3）根據(jù)前面計(jì)算得出的控制時(shí)間畫(huà)出 V1V4驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形，負(fù)載上電壓和 電流的波形；3、下圖所示為一個(gè)三相橋式電壓型逆變電路。當(dāng)該電路米用輸出為方波的 180°導(dǎo) 電方式時(shí)，試畫(huà)出Vi-V6上驅(qū)動(dòng)電壓的波形及 UuN、UvN和UWN的波形。（6 分）4、圖1所示的單相全橋逆變電路工作于雙極性 PWM模式。設(shè)載波比N=9要求：（7 分）1） 在圖2中畫(huà)出1個(gè)調(diào)制信號(hào)波周期的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)波形和輸出電壓uo的波形。2）分析為什么載波比N選擇為奇數(shù)而不是偶數(shù)。圖2五、

15、簡(jiǎn)答題（共2小題，共7分）本題得分1、交交變頻電路的最高輸出頻率是多少？制約輸出頻率提高的因素是什么?2、交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路有什么區(qū)別？二者各適用于什么樣的負(fù)載?本題得分（注：卷面80分，平時(shí)成績(jī)20分）、填空題（4小題，每空1分，共4分）1. 晶閘管單相橋式整流電路，交流電源為工頻220V（有效值），考慮2倍的安全裕量，貝U晶閘管的額定電壓應(yīng)不小于V2. 設(shè)GTO勺電流關(guān)斷增益為5,如果該器件要關(guān)斷直流500A的電流，關(guān)斷時(shí)門(mén)極負(fù) 脈沖電流的峰值應(yīng)不小于 A 。3.IGBT的開(kāi)啟電壓一般為V 。4.驅(qū)動(dòng)電路要實(shí)現(xiàn)控制電路與主電路之間的電氣隔離，其中光隔離一般通常采用的 元件是。二、選

16、擇題（3小題，每空1分，共6 分）本題得分1. 在電力電子器件中屬于電壓驅(qū)動(dòng)的是,屬于雙極型的是,在可控的器件中，容量最大的是A. SCR B. GTO C. GTR D. P.MOSFET E. IGBT F.電力二極管2. 使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流稱為 。對(duì)同一晶閘管來(lái)說(shuō)，通常擎住電流約為維持電流的 。A.維持電流B.擎住電流C. 24倍D. 1/21/43.圖1是的典型驅(qū)動(dòng)電路?D. P.MOSFETA. SCRB. GTOC. GTRV0V三、簡(jiǎn)答題（5小題，每題3分，共15分）本題得分1. 從晶閘管的物理結(jié)構(gòu)角度，回答下列問(wèn)題：1）分析為什么晶閘管一旦觸發(fā)導(dǎo)通之后， 就可以自

17、鎖導(dǎo)通，而不再需要觸發(fā)電 流？2）為什么晶閘管導(dǎo)通之后，門(mén)極就失去控制作用，不能控制器件關(guān)斷？2. 關(guān)于SPW控制技術(shù)，回答下列問(wèn)題：1）什么是異步調(diào)制？2）什么是同步調(diào)制？3）什么是分段同步調(diào)制，與上述兩個(gè)方式相比它有什么優(yōu)點(diǎn)?3. 圖2中畫(huà)出了有、無(wú)RCD緩沖電路時(shí)，晶體管關(guān)斷過(guò)程中的電壓電流變化軌跡 當(dāng)有RCD緩沖電路時(shí)，回答下列問(wèn)題：1 ）晶體管關(guān)斷時(shí)應(yīng)按照那條電壓電流線（工作點(diǎn)軌跡）轉(zhuǎn)移？并說(shuō)明理由。2 ）在該軌跡線上標(biāo)出工作點(diǎn)轉(zhuǎn)移的方向，并說(shuō)明理由。圖24. 關(guān)于單相交流電能變換電路，回答下列問(wèn)題：1）從電路結(jié)構(gòu)方面，比較交流調(diào)功電路與交流調(diào)壓電路的異同之處;2）從控制方式方面，比

18、較交流調(diào)功電路與交流調(diào)壓電路的異同之處;3）說(shuō)明交流調(diào)功電路適用于什么樣的負(fù)載。5. 關(guān)于交交變頻器，回答下列問(wèn)題：1）什么是交交變頻器？2 ）結(jié)合圖3所示的單相交交變頻器，說(shuō)明其改變輸出電壓頻率和幅值的方法。四、作圖題（4小題，共21本題得分1.圖4為晶閘管三相橋式整流電路，輸入為三相工頻電源，負(fù)載電流連續(xù)，當(dāng)a =n /6 時(shí)，回答下列問(wèn)題：（本題4分）1 ）在圖5中工頻線電壓波形的基礎(chǔ)上，畫(huà)出整流輸出電壓Ud一個(gè)工頻電周期的 波形。2 ）若整流電路采用雙窄脈沖觸發(fā)，在整流輸出電壓波形上方的對(duì)應(yīng)位置，畫(huà)出 VTi和VT2的觸發(fā)脈沖（應(yīng)標(biāo)明脈沖所對(duì)應(yīng)的器件號(hào)）。Uab uac ubc Uba

19、 uca ucb uab uac、/ /、> y y 乂乂 >圖4圖52.圖6為全橋DC- DC變換器，E= 200V, Em=80V, R= 1Q, L值極大，采用雙極性 PWM控制，開(kāi)關(guān)周期Ts=100卩s,器件V1的導(dǎo)通占空比為0.75,回答下列問(wèn)題：（本 題4分）1）畫(huà)出一個(gè)開(kāi)關(guān)周期上，器件 V1和V2驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形（高電平表示開(kāi)通，低 電平表示關(guān)斷），及變換器輸出電壓 Uo的波形。（波形圖時(shí)間軸上應(yīng)有準(zhǔn)確的時(shí)間 標(biāo)注）2 ）計(jì)算輸出電壓平均值UJVD込'込3. 三相橋式逆變器如圖7所示，方波控制方式（1800導(dǎo)電方式）。負(fù)載為三相平衡 的純阻性負(fù)載，Y形連接。在圖

20、8中畫(huà)出穩(wěn)態(tài)時(shí)一個(gè)開(kāi)關(guān)周期，下列電壓的波形（幅值應(yīng)符合圖中的要求）：Vun'Vvn'VwnMw（本題5 分）1 ¥ J U vl-VdJvr)rt1 .丄©T.TVUN '圖84. 圖9所示的單相全橋逆變電路工作于雙極性 SPWM模式。設(shè)載波比N=9要求：在圖 10中畫(huà)出1個(gè)調(diào)制信號(hào)波周期下列電壓的波形：（本題8分）1）Vi的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)波形Ugi （高電平表示開(kāi)通，低電平表示關(guān)斷）2）V2的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)波形Ug2 （高電平表示開(kāi)通，低電平表示關(guān)斷）3）輸出電壓Uo的波形。Ug2|Ug3UoUd-Ud五、計(jì)算題（4小題，共34分）本題得分1.單相橋式整流電路如圖11所示，交流電源為工頻220V,Ls= 0;負(fù)載中rd=2Q,Ld值足夠大（使輸出電流平直連續(xù)），反電勢(shì)巳=100匕回答下列問(wèn)題：（本題12分）1）電路啟動(dòng)時(shí)（負(fù)載電流從零開(kāi)始增加），計(jì)算使晶閘管能