电力电子技术试题20套答案

20套答案第一套题答案！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1MOSFET；空2GTO；空3IGBT6、空1；空27、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－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β90°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）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=37.13AIdVT=（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波形图试卷参考答案及评分标准(2卷)一、填空题：（本题共6小题，每空1分，共15分）1、空1GTR；空2IGBT2、空1基波电流相移；空2电流波形畸变3、空1均压4、空12~45、空1交流变直流；空2直流变交流；空3直流变直流；空4交流变交流6、空1V1；空2VD1；空3V2；空4VD2；空5第2二、选择题：（本题共11小题，9，10，11小题每题2分，其余每题1分，共14分）1、（D）2、（A）3、（B）4、（C）5、（D）6、（B）7、（C）8、（C）9、（D）10、（B）11、（C）三、简答题：（本题共4小题，共30分）1、（7分）答：(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。（2分）2、（8分）答：图a不合理（1分），电流小于维持电流（2分）图b不合理（1分），最高电压大于额定电压（1分）图c合理（1分），电流为150A小于100×1.57（2分）3、（7分）答：储存电能升压（3分）；保持输出电压稳定（4分）。4、（8分）答：出现换相重叠角，整流输出电压平均值Ud降低；整流电路的工作状态增多；（2分）晶闸管的di/dt减小，有利于晶闸管的安全开通；（2分）有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt；换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路（2分）；换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。（2分）四、作图题：（本题共3小题，共26分）1、（8分）2、（12分）3、（6分）控制电路驱动电路检测电路主电路五、计算题：（本题共1小题，共15分）解：1、∵wL=2πfL=62.8≥10R=10∴此为大电感负载，负载端电流波形平直。（3分）Ud=2.34U2cosα=117V（3分）Id=Ud/R=117A（3分）I2=＝175.5A。（3分）波形绘制（3分）试卷参考答案及评分标准(3卷)课程名称：电力电子技术选课课号：适用专业/年级：抽（命）题人：考试方式：闭卷卷面总分：100分一、填空题（本题共7小题，每空1分，共20分）1、空1GTR；空2GTO；空3MOSFET；空4IGBT；空5MOSFET；空6GTR。2、空1要有足够的驱动功率；空2触发脉冲前沿要陡幅值要高；空3触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。3、空1均流；空2串专用均流电抗器。4、空1正弦波；空2方波。5、空1180。6、空1增加；空2下降。7、空1快速熔断器；空2串进线电抗器；空3接入直流快速开关；空4控制快速移相使输出电压下降。二、选择题（本题共10小题，每小题1分，共10分）1、（A）2、（C）3、（B）4、（A）5、（A）6、（D）7、（C）8、（C）9、（B）10、（D）三、判断题（本题共10小题，每小题1分，共10分）1、（√）2、（×）3、（×）4、（×）5、（√）6、（×）7、（×）8、（×）9、（×）10、（√）四、简答题（本题共3小题，共32分）1、（12分）答：对IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的优缺点的比较如下表：（每格1.5分）器件优点缺点IGBT开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小开关速度低于电力MOSFET,电压，电流容量不及GTOGTR耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率大，驱动电路复杂，存在二次击穿问题GTO电压、电流容量大，适用于大功率场合，具有电导调制效应，其通流能力很强电流关断增益很小，关断时门极负脉冲电流大，开关速度低，驱动功率大，驱动电路复杂，开关频率低电力MOSFET开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小且驱动电路简单，工作频率高，不存在二次击穿问题电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置2、（10分）答：图是带有泵升电压限制电路的电压型间接交流变流电路，它在中间直流电容两端并联一个由电力晶体管V0和能耗电阻R0组成的泵升电压限制电路。当泵升电压超过一定数值时，使V0导通，把从负载反馈的能量消耗在R0上（5分）。其局限性是当负载为交流电动机，并且要求电动机频繁快速加减速时，电路中消耗的能量较多，能耗电阻R0也需要较大功率，反馈的能量都消耗在电阻上，不能得到利用（5分）。3、（10分）答：根据电路中主要的开关元件开通及关断时的电压电流状态，可将软开关电路分为零电压电路和零电流电路两大类；根据软开关技术发展的历程可将软开关电路分为准谐振电路，零开关PWM电路和零转换PWM电路（4分）。准谐振电路：准谐振电路中电压或电流的波形为正弦波，电路结构比较简单，但谐振电压或谐振电流很大，对器件要求高，只能采用脉冲频率调制控制方式（2分）。零开关PWM电路：这类电路中引入辅助开关来控制谐振的开始时刻，使谐振仅发生于开关过程前后，此电路的电压和电流基本上是方波，开关承受的电压明显降低，电路可以采用开关频率固定的PWM控制方式（2分）。零转换PWM电路：这类软开关电路还是采用辅助开关控制谐振的开始时刻，所不同的是，谐振电路是与主开关并联的，输入电压和负载电流对电路的谐振过程的影响很小，电路在很宽的输入电压范围内并从零负载到满负载都能工作在软开关状态，无功率的交换被消减到最小（2分）。五、作图题（本题共1小题，共16分）每图4分六、计算题（本题共1小题，共12分）4分2分2分2分2分试卷参考答案及评分标准(4卷)课程名称：电力电子技术选课课号：适用专业/年级：抽（命）题人：考试方式：闭卷卷面总分：100分一、填空（本题共5小题，每空1分，共20分）1、空11.57；空2157；空31.5—2；2、空1阴；空2阳；空360度；空4120；空5两；空6阴；空7阳；空8不在同一桥臂上；3、空1零电压电路；空2零电流电路；4、空1减小触发角；空2增加整流相数；空3采用多组变流装置串联供电；空4设置补偿电容；5、空10º--150º；空20º--120º；空30º--180º；二、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分）1、（√）2、（×）3、（×）4、（×）5、（√）；6、（√）7、（√）8、（√）9、（×）10、（×）三、选择题（本题共10小题，每题1分，共10分）1、（D）2、（C）3、（A）4、（A）5、（B）6、（D）7、（D）8、（C）9、（C）10、（B）四、简答题（本题共4小题，共28分）1、（8分）答：逆变失败指的是：逆变过程中因某种原因使换流失败，该关断的器件末关断，该导通的器件末导通。从而使逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路。逆变失败后果是严重的，会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件（4分）。产生逆变失败的原因：一是逆变角太小；二是出现触发脉冲丢失；三是主电路器件损坏；四是电源缺相等（4分）。2、（6分）答：储存电能升压（3分）；保持输出电压稳定（3分）。3、（7分）答：采用整流变压器降压后可以使晶闸管工作在一个合适的电压上，可以使晶闸管的电压定额下降（2分），还可以使晶闸管工作于小控制角，这有利于减少波形系数，提高晶闸管的利用率，实际上也减少的晶闸管的电流定额（3分），另外由于控制角小，这对变流装置的功率因素的提高也大为有利（2分）。4、（7分）答：电阻性负载时，输出电压和输出电流同相位，波形相似，均为正负矩形波（2分）。电感性负载时，输出电压为正负矩形波，输出电流近似为正弦波，相位滞后于输出电压，滞后的角度取决于负载中电感的大小（3分）。在电路结构上，电感性负载电路，每个开关管必须反向并联续流二级管（2分）。五、作图题（本题共2小题，共14分）1、（8分）V2保持接通，V3交替处于接通、断开状态，形成一个提供负压的降压斩波电路，使电动机工作于反转电动工作状态（2分）。两条电流通路各3分。2、（6分）六、计算题（本题共1小题，共18分）1、（18分）解：8.622.05014.322fLL(Ω)，而Rd=4(Ω)，所以，ωLRd，按大电感负载情况计算，三相全控桥式整流电路，相当于最小控制角αmin=0°计算.整流变压器次级相电压U2（3分）Ud=2.34U2,，则U2=220／2.34≈94(V)(2).计算晶闸管电压、电流值，如果电压、电流按裕量系数2计算，选择晶闸管（8分）晶闸管承受的最大峰电压为35.230621UUmV(V)按裕量系数2计算，则U=230.25×2=460.5(V)，选额定电压500V晶闸管。（2分）554220RUIdd（A）7.165031311dARVII(A)（3分）75.31311dVII(A)则2.2057.175.3157.111VEARVIAＡ（3分）按裕量系数2计算，则20.2×2=40.4(A),选