电力电子技术试题及答案王兆安第一套
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考试试卷一
一、填空题（本题共8小题，每空1分，共20分）
1、电子技术包括______________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_________状态。当器件的工作频率较高时，_________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之比称为_____________，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之比为桓定的调制方式称为____________调制。
4、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MOSFET中，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U2，三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 ，其承受的最大正向电压为 。
7、逆变电路的负载如果接到电源，则称为 逆变，如果接到负载，则称为 逆变。
8、如下图，指出单相半桥电压型逆变电路工作过程中各时间段电流流经的通路(用V1,VD1,V2,VD2表示)。
(1) 0~t1时间段内，电流的通路为________；(2) t1~t2时间段内，电流的通路为_______；
(3) t2~t3时间段内，电流的通路为_______；(4) t3~t4时间段内，电流的通路为_______；(5) t4~t5时间段内，电流的通路为_______； 二、选择题（本题共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，在电压的正半周是（ ）
A、V1与V4导通，V2与V3关断
B、V1常通，V2常断，V3与V4交替通断
C、V1与V4关断，V2与V3导通
D、V1常断，V2常通，V3与V4交替通断
2、对于单相交流调压电路，下面说法错误的是（ ）
A、晶闸管的触发角大于电路的功率因素角时，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时，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中，输出电压的波形如下图所示，在t1~t2时间段内，有（ ）晶闸管导通。
A、1个 B、2个 C、3个 D、4个
4、对于单相交交变频电路如下图，在t1~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（ ）
A、30°～150 B、0°～120° C、15°～125° 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 B、延缓功率晶体管的关断
C、加深功率晶体管的饱和深度 D、保护器件
7、直流斩波电路是一种（ ）变换电路。
A、AC/AC B、DC/AC C、DC/DC D、AC/DC
8、为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储时间，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
10、IGBT是一个复合型的器件，它是（ ）
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
三、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）
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）
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，主回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）
晶 闸 管 VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6
主电路电压 +Uu -Uw +Uv -Uu +Uw -Uv
同 步 电 压
2、电路与波形如图所示。（1）若在t1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t1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。（ug宽度大于3600）。
（a）电路图 （b）输入电压u2的波形图
五、计算题（共 1 小题，共20分）
1、电路如图所示，单相全控桥式整流电路接大电感负载，R=4Ω，U2=220V。 （1）触发角为60°时，(a) 试求Ud、Id、晶闸管电流平均值IdVT、晶闸管电流有效值IVT、变压器副边电流有效值I2；（b）作出ud、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，（a）试求Ud、Id、IdVT、IVT、IVD、IdVD 、I2；（b）作出ud、id、iVT2、iVD、i2 的波形图（图标清楚，比例适当）。
第一套题答案！
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1 MOSFET；空2 GTO；空3 IGBT
6、空1 ；空2
7、空1 有源；空2 无源
8、空1 VD1；空2 V1；空3 VD2；空4 V2；空5 VD1
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－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β<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 VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6
主电路电压 +Uu -Uw +Uv -Uu +Uw
-Uv
同 步 电 压 UsU -UsW UsV -UsU UsW
-UsV
2、（12分）
五、计算题（共 1 小题，20分）
1、(1) (a)Ud=0.9U2cosα=0.9×220×cos600=99V （1分）
Id=Ud/R=99/4=24.75A（1分）
I2=Id=24.75A （1分）
IdVT=1800/3600×Id=24.75/2=13.38A（1分）
IVT=（2分）
（b）波形如图1所示（3分）
（2）（a）Ud=0.9U2（1+cosα）/2=0.9×220×（1+cos600）/2=148.5V（1分）
Id=Ud/R=148.5/4=37.13A IdVT=（1800-α）/3600×Id=（1800-600）/3600×37.13=12.38A（1分） （1分）
（2分）
IdVD=2α/3600×Id=2×600/3600×37.13=12.38A（1分）
（2分）
（b）波形如图2所示（3分）
图1 波形图 图2 波形图
