电力电子技术期末考试卷和答案

20092009——20102010 学年第一学期期末考试卷学年第一学期期末考试卷 课程名称课程名称电力电子技术电力电子技术试卷编号试卷编号 A A 考试方式考试方式 闭卷闭卷 满分分值满分分值 100 100 分分 考试时间考试时间 120 120 分钟分钟 题 号 得 分 得分 评卷人 一二三四五总 分 一、一、填空题填空题（每空 1 分，共 26 分） 1. 将直流电变为交流电称为逆变。当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时， 称为；当交流侧直接和负载相连时，称为。 2. PWM 逆变电路根据直流侧电源性质的不同，也可分为和 两种。目前实际应用的 PWM 逆变电路几乎都是 电路。 3. 三相桥式全控整流电路，若整流变压器副边电压 u2100 2sint V,带反电动 0 势阻感负载，  30 ，则整流输出平均电压U d= 。 4. 按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，可以将电力电子器件 分为以下三类：、和 。 5．电力半导体器件由于承受过电压、过电流的能力太差，所以其控制电路必须 设有和保护电路。 6. 晶闸管导通的条件有二：一是， 二是。 7. 电力电子器件驱动电路的任务是将 。 驱动电路还要提供。 8. 若晶闸管电流的有效值是 314A，则其额定电流为A。若该晶闸管 阴、阳极间所加电压为 100sin  t V，则其额定电压应为V。 （不考 虑晶闸管电流、电压的安全裕量。 ） 9. 电力变换通常可分为四大类，即交流变直流、、 和。 10. 电子技术包括和两大分支。 11. 在电压型逆变电路的 PWM 控制中，同一相上下两个桥臂的驱动信号是 的。但实际上为了防止上下两个桥臂直通而造成短路，在上 下两臂通断切换时要留一小段上下臂都施加关断信号的。 12. 在三相全控桥整流电路中，触发脉冲可采用触发与 触发两种方法。 二、单项选择题二、单项选择题（每小题 2 分，共 10 分） 13. 下列电力半导体器件中， （）最适合用在小功率、高开关频率的电力电 得分 评卷人 子电路中。 a. 晶闸管b. GTRc. 电力 MOSFETd.IGBT 14. 三相桥式全控整流电路带大电感负载， 则电路中晶闸管的触发角的移相范 围是（） 。 a. 1800 b. 1500 c. 1200 d. 900 15. 有两组三相半波可控整流电路，一组是共阳极接法，一组是共阴极接法， 如果它们的触发角都是， 那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉 冲对同一相来说，在相位上相差（） 。 a. 900 b.1800 c.1500 d. 1200 16. 对于晶闸管可控整流电路，无论其工作在整流状态还是有源逆变状态，其 换流方式都属于（） 。 a. 器件换流 b. 电网换流 c. 负载换流 d. 强迫换流 17. 下列电力电子器件中，属于电压控制型器件的是（） a. GTOb. GTRc.晶闸管d.IGBT 三、问答题三、问答题（每小题 6 分，共 24 分） 18. 全控型器件的缓冲电路的作用是什么？试分析图 1 中 RCD 缓冲电路中各元件 得分 评卷人 的作用。 图 1 19. 使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？ 20. 什么是 PWM 控制？简述 PWM 控制的基本原理。 21. 什么是电压型逆变电路？有什么特点？ 得分 四、计算题四、计算题（每小题 10 分，共 30 分） 评卷人 22. 单相桥式全控整流电路如图 2，U2 100V ，负载中R  2，L值极大， 0 ui 当  60 时，要求：①作出 d、d和 i 2的波形；②求整流输出平均电压Ud 、 电流 I d和变压器二次电流有效值 I 2。 图 2 u 2 0ωt 23.一单相交流调压电路，电源为工频 220V，电阻性负载，R=5Ω，延迟角=300。 试求：①负载电压有效值U0；②负载电流有效值 I 0；③电源侧的功率因数。 24. 在图 3 的升压斩波电路中，已知 E=50V，L 值和 C 值极大，R 10，采用 脉宽调制控制方式，当 T=40s ， t on 15s 时，计算输出电压平均值 U o和输出电 流平均值 I o。 图 3 得分 五、波形分析题（五、波形分析题（1010 分）分） 评卷人 25. 在图 4 所示三相半波整流电路中，如果 b 相的触发脉冲消失，试绘出在电阻 负载和阻感负载下整流电压 u d的波形（  30 ） 。0 图 4 20092009——20102010 学年第一学期期末考试卷答案学年第一学期期末考试卷答案 课程名称课程名称电力电子技术电力电子技术试卷编号试卷编号 A A专业专业电气电气 一、一、填空题填空题（每空 1 分，共 25 分） 1．有源逆变 无源逆变2．电压型电流型3．117 3 4．半控型器件 不控型器件 全控型器件5．过电压保护过电流保护 6．有正向阳极电压门极有足够大的触发电流 7． 按控制目标的要求施加开通或关断的信号，对半控型器件提供开通控制信号， 对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号。提供控制电路 与主电路之间的电气隔离环节 8. 200A100V9. 直流变交流交流变交流直流变直流 10. 信息电子技术电力电子技术11. 互补死区时间 12. 双窄脉冲单 宽脉冲 二、单项选择题二、单项选择题（每小题 2 分，共 10 分） 13. c14. d15. b16. b17. d 三、问答题三、问答题（每小题 5 分，共 25 分） 18. 缓冲电路的作用是抑制器件的内因过电压、du/dt、过电流和di/dt，减小 器件的 开关损耗。 （3 分） RCD 缓冲电路中各元件的作用是：开通时，Cs 经 Rs 放电，Rs 起到限制放 电电流的作用；关断时，负载电流经 VDs 从 Cs 分流，使 du/dt 减小，抑制过电 压。（2 分） 19. 使变流器工作于有源逆变状态的条件有二：一是有直流电动势，其极性 和晶闸 管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压（3 分） ；二是晶闸管的控制 角π/2，使 Ud 为负值（2 分） 。 20. PWM 控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的 宽度进行 调制，来等效地获得所需要的波形（含形状和幅值） 。 （1 分） 采样控制理论中有一条重要的理论： 冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有 惯性的环节上时，其效果基本相同，冲量即窄脉冲的面积。效果基本相同是指环 节的输出响应波形基本相同。上述原理称为面积等效原理。 （1 分） 以正弦 PWM 控制为例。把正弦分成 N 等分，就可把其看成是 N 个彼此相 连的脉冲列组成的波形。这些脉冲宽度相等，都等于π/N，但幅值不等且脉冲顶 部不是水平直线而是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化。如果把上述脉冲列用相 同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替， 使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的 中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积相等，就得到PWM 波形。各 PWM 脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。 根据面积等等效原理， PWM 波形和正弦半波是等效的。 对于正弦波的负半周， 也可以用相同的方法