电力电子技术试卷天津农学院 12页

天津农学院200_/200—学年第—学期考试试卷1课程名称：电力电子技术课程代码:题号―-二三四五六七八九十总分复核人得分阅卷人120分钟-、填空题（共8小题，每空1分，共20分）专业班级：教学班号:本卷为丄卷，共丄-页，考试方式：闭卷，考试时间:1、电子技术包括—信息电子技术和电力电子技术两大分支，通常所说的模拟电子技术和数字电子技术就属于前者。2、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在—开关—状态。当器件的工作频率较高时，—开关损耗会成为主要的损耗。3、在PWM控制电路中，载波频率与调制信号频率Z比称为,当它为常数时的调制方式称为调制。在逆变电路的输出频率范围划分成若干频段，每个频段内载波频率与调制信号频率Z比为桓定的调制方式称为调制O4、面积等效原理指的是，相等而不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。5、在GTR、GTO、IGBT与M0SFET屮，开关速度最快的是,单管输出功率最大的是,应用最为广泛的是。6、设三相电源的相电压为匕，三相半波可控整流电路接电阻负载时，晶闸管可能承受的最大反向电压为电源线电压的峰值，即屜，其承受的最大正向电压为题。7、逆变电路的负载如果接到电源，则称为有源逆变,如果接到负载,则称为无源逆变。\n8、如下图，指出单相半桥电压型逆变屯路工作过程屮各时间段电流流经的通路（用V1,VD1,V2,VD2表示）。(1)O〜tl吋间段内，电流的通路为(2)tPt2时间段内，电流的通路为(3)t2〜t3吋间段内，电流的通路为(4)t3〜t4吋间段内，电流的通路为(5)t4~t5时间段内，电流的通路为a)b)二、选择题(共10小题，前4题每题2分，其余每题1分，共14分)1、单相桥式PWM逆变电路如下图，单极性调制工作时，在电压的止半周是()A、VI与V4导通，V2与V3关断B、VI常通，V2常断，V3与V4交替通断C、VI与V4关断，V2与V3导通D、VI常断，V2常通，V3与V4交替通断»4204ME桥式2、对于单相交流调压电路，下面说法错误的是(\nA、晶闸管的触发角大于屯路的功率因素角时，晶闸管的导通角小于180度B、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角吋，必须加宽脉冲或脉冲列触发，电路才能正常工作C、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角正常工作并达到稳态时，晶闸管的导通角为180度D、晶闸管的触发角等于电路的功率因素角时，晶闸管的导通角不为180度3、在三相三线交流调压电路屮，输出电压的波形如下图所示，在tl气2时间段内，有（）晶闸管导通。A、1个B、2个C、3个D、4个tlt2134、对于单相交交变频屯路如下图，在tl~t2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（）A、P组阻断，N组整流B、P组阻断，N组逆变C、N组阻断，P组整流D、N组阻断，P组逆变5、电阻性负载三相半波可控整流电路中，控制角的范围是（\nA、30°〜150°C、15°〜125°B、0°〜120°D、0°〜150°6、桓流驱动电路中加速电容C的作用是（A、加快功率晶体管的开通C、加深功率晶体管的饱和深度）B、延缓功率晶体管的关断D、保护器件7、直流斩波电路是一种（）变换电路。A、AC/ACB、DC/ACC、DC/DCD、AC/DC8、为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储I］寸间，桓流驱动电路经常采用（）A、du/dt抑制电路B、抗饱和电路C、di/dt抑制电路D、吸收电路9、已经导通的晶闸管的可被关断的条件是流过晶闸管的电流（）A、减小至维持电流以下B、减小至擎住电流以下C、减小至门极触发电流以下D、减小至5A以下()B、M0SFET驱动的GTRD、M0SFET驱动的GT010、IGBT是一个复合型的器件，它是A、GTR驱动的M0SFETC、M0SFET驱动的晶闸管三、计算题（共1小题，20分）1、电路如图所示，单相全控桥式整流电路接大屯感负载，R二4Q,D二220V。（1）触发角为60°时，（小试求山、1八晶闸管电流平均值1河、晶闸管电流有效值5、变压器副边电流有效值b（b）作出山、id、iVT2>i2的波形图（图标清楚,比例适当）。（2）当负载两端接有续流二极管时，（3）试求Ud、Id、1曲、Ivr、Ivo、IdVD、I2;（b）作出山、id、ivT2>ivn、i2的波形图（图标清楚，比例适当）。\n1、(l)(a)Ud=0.9U2cosa=0-9x220xcos600=99V(1分)Id=Ud/R=99/4=24.75A(1分)I2=Id=24.75A(1分)IdVT=l800/3600xId=24.75/2=l3.38A(1分)（b）波形如图1所示（3分）皿（2分）(2)(a)Ud=0.9U2(1+cosa)/2=0.9x220x(l+cos600)/2=148.5V(1分)Id=Ud/R=148.5/4=37.13AIdVT=(1800-a)/360(Md=(1800-600)/3600x37.13=12.38A(1分)I戶％严尸％（］分）x37.l3=30.32A（2分）IdVD=2a/3600xId=2x600/3600x37.13=12.38A(1分)2靶Qi=^2XS0-3^rx37l3=2l*U（2分）（b）波形如图2所示（3分）\n四、作图题（共2小题，每题12分，共24分）1、三相全控桥，阻感负载，主冋路整流变压器的接法是D,y5,采用NPN管的锯齿波触发器，要求在整流与逆变状态运行。同步变压器二侧电压经R-C滤波器滤波后（滞后角为30°）接到触发电路。同步变压器的的接法为Y/Y-10,4接法，如下图所示，选择晶闸管的同步电压。（要给出分析过程，分析依据）\n2、电路与波形如图所示。（1）若在tl时刻合上K,在t2时刻断开K,画出负载电阻R上的电压波形；（2）若在tl时刻合上K,在t3时刻断开K,画出负载电阻R上的电压波形。（山宽度大于360°）o（b）输入电压th的波形（a）电路图图五、简答题（共3小题，22分）1、简述晶闸管导通的条件与关断条件。（7分）晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流IL以上。导通后的晶闸管管压降很小。（3分）使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值一维持电流IH以下。其方法有二：（1）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压；（2分）（2）增加负载冋路中的电阻。（2分）2、电压型逆变电路的主要特点是什么？（8分）3、简述实现有源逆变的基本条件，并指出至少两种引起有源逆变失败的原因。（7分）\n参考答案一、填空题（共8小题，每空1分，共20分）1、空1信息电子技术2、空1开关；空2开关3、空1载波比；空2同步；空3分段同步4、空1冲量；空2形状5、空1MOSFET；空2GTO；空3IGBT6、7、空1有源；空2无源8、空1VD1；空2V1；空3VD2；空4V2；空5VD1二、选择题（共10小题,前4题每题2分,其余每题1分，共14分）1、(B)2、(D)3、(C)4、(C)5、(D)6、(A)7、(C)8、(B)9、(A)10、(B)三、简答题（共3小题，共22分）1、（7分）晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流IL以上。导通后的晶闸管管压降很小。（3分）使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值一维持电流IH\n以下。其方法有二：（1）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压；（2分）（2）增加负载回路中的电阻。（2分）2、（8分）（1）直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；（2分）（2）输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；（3分）（3）阻感负载时需提供无功。为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。（3分）3、（7分）（1）外部条件：要有一个能提供逆变能量的直流电源，且极性必须与直流电流方向一致，其电压值要稍大于Ud；（2分）（2）内部条件：变流电路必须工作于卩＜90。区域，使直流端电压Ud的极性与整流状态时相反,才能把直流功率逆变成交流功率返送回电网。这两个条件缺一不可。（2分）当出现触发脉冲丢失、晶闸管损坏或快速熔断器烧断、电源缺相等原因都会发生逆变失败。当逆变角太小时，也会发生逆变失败。（3分）四、作图题（共2小题，每题12分，共24分）1、（12分）同步变压器的钟点数为Y/Y-10,4晶闸管VT1VT2VT3VT4VT5VT6主电路电压+Uu-Uw+Uv-Uu+Uw-Uv同步电压UsU-UsWUsV-UsUUsW・UsV2、（12分）wt五、计算题（共1小题，20分）\n1、(1)(a)Ud=0.9U2cosa=0.9x220xcos600=99V(1分)Id=Ud/R=99/4=24.75A(1分)I2=Id=24.75A(1分)X24.75=17.MQ分)IdVT=l800/3600xId=24.75/2=l3.38A(1分)IVT=(b)波形如图1所示(3分)(2)(a)Ud=0.9U2(1+cosa)/2=0.9x220x(l+cos600)/2=148.5V(1分)Id=Ud/R=148・5/4=37・13AIdVT=(1800-a)/3600xId=(1800-600)/3600x37.13=12.38A(1分)fk杆%严尸呀Eg"（］分）（2分）妇=戶弓么=^-60*^x77.13=30.32AIdVD=2a/3600xId=2x600/3600x37.13=12.38A(1分)（b）波形如图2所示（3分）x3713=2L44A（2分）\n\n图2波形图图1波形图