电力电子技术资料

11考试试卷(1)卷一、填空题（本题共8小题，每空1分，共20分）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_________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___载波比_，当它为常数时的调制方式称为__同步___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___分段同步___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__MOSFET_，单管输出功率最大的是___GTO_____，应用最为广泛的是___IGBT__。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__VD1___；(2)t1~t2时间段内，电流的通路为____V1___；(3)t2~t3时间段内，电流的通路为__VD2_____；(4)t3~t4时间段内，电流的通路为___V2____；(5)t4~t5时间段内，电流的通路为___VD1____；2二、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（CD）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（C）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（C）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35、电阻性负载三相半波可控整流电路中，控制角的范围是（D）A、30°～150B、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）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（C）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，减少存储时间，桓流驱动电路经常采用（B）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）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（B）A、GTR驱动的MOSFETB、MOSFET驱动的GTRC、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）晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流或脉冲。利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。2、电压型逆变电路的主要特点是什么？（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)输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；(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、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）4（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）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。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。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VT1VT2VT3VT4VT5VT6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。5（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）。考试试卷(2)卷一、填空题（本题共6小题，每空1分，共15分）1、___GTR____存在二次击穿现象，_____IGBT_______存在擎住现象。2、功率因数由基波电流相移和电流波形畸变这两个因素共同决定的。3、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是均压_措施。4、同一晶闸管，维持电流IH与掣住电流IL在数值大小上有IL_2~4IH。5、电力变换通常可分为：交流变直流、直流变交流、交流变交流和直流变直流。6、在下图中，__V1___和__VD1__构成降压斩波电路使直流电动机电动运行，工作于第1象限；__V2___和__VD2__构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变成为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行，工作于_第2_象限。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、下列电路中，不可以实现有源逆变的有（D）。A、三相半波可控整流电路B、三相桥式全控整流电路C、单相桥式可控整流电路D、单相全波可控整流电路外接续流二极管62、晶闸管稳定导通的条件（）A、晶闸管阳极电流大于晶闸管的擎住电流B、晶闸管阳极电流小于晶闸管的擎住电流C、晶闸管阳极电流大于晶闸管的维持电流D、晶闸管阳极电流小于晶闸管的维持电流3、三相半波可控整流电路的自然换相点是（B）A、交流相电压的过零点B、本相相电压与相邻相电压正半周的交点处C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°*4、若增大SPWM逆变器的输出电压基波频率，可采用的控制方法是（C）A、增大三角波幅度B、增大三角波频率C、增大正弦调制波频率D、增大正弦调制波幅度5、三相半波可控整流电路中，晶闸管可能承受的反向峰值电压为（D）A、U2B、U2C、2U2D.U26、晶闸管电流的波形系数定义为（B）A、B、C、Kf=IdT·ITD、Kf=IdT-IT7、降压斩波电路中，已知电源电压Ud=16V，负载电压Uo=12V，斩波周期T=4ms，则开通时Ton=（C）A、1msB、2msC、3msD、4ms*8、关于单相桥式PWM逆变电路，下面说法正确的是（C）A、在一个周期内单极性调制时有一个电平，双极性有两个电平B、在一个周期内单极性调制时有两个电平，双极性有三个电平C、在一个周期内单极性调制时有三个电平，双极性有两个电平D、在一个周期内单极性调制时有两个电平，双极性有一个电平9、对于单相交交变频电路如下图，在t2~t3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（D）7A、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10、在三相三线交流调压电路中，输出电压的波形如图所示，在t2~t3时间段内，有（B）晶闸管导通。A、1个B、2个C、3个D、4个三、简答题（本题共4小题，共30分）1、电压型逆变电路的主要特点是什么？（7分）2、某一晶闸管，额定电压为300V，额定电流为100A，维持电流为4mA，使用在下图所示的各电路中是否合理?说明其理由。(不考虑电压、电流裕量)（8分）图a不合理，电流小于维持电流图b不合理，最高电压大于额定电压图c合理，电流为150A小于100×1.573、下面BOOST升压电路中，电感L、电容C与二极管的作用是什么？（7分）储存电能升压，保持输出电压稳定84、变压器漏感对整流电路有什么影响？（8分）（1）出现换相重叠角，整流输出电压平均值Ud降低；（2）整流电路的工作状态增多；（2）晶闸管的di/dt减小，有利于晶闸管的安全开通。有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt；（4）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；（5）换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。四、作图题（本题共3小题，共26分）1、画出三相桥式全控整流电路带阻感负载的原理图，并给图中6个晶闸管写上正确的编号，编号写在晶闸管的正上方或正下方。变压器采用Δ/Y接法。（8分）2、画出下图对应的Ud、iT1、VT1的波形其中虚线为脉冲信号。（12分）3、将控制电路、检测电路、驱动电路、主电路填入以下框图中，组成一个电力电子应用系统。（6分）六、计算题（本题共1小题，共15分）1、有一个三相全控桥整流电路。已知电感负载L=0.2H、α=60°、R=1Ω、变压器二次相电压U2=100V。9试画出Ud的波形，计算负载端输出的直流电压Ud和负载电流平均值Id，计算变压器二次电流的有效值I2考试试卷(3)卷一、填空题：（本题共7小题，每空1分，共20分）1、请在正确的空格内标出下面元件的简称：电力晶体管GTR；可关断晶闸管GTO；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT；IGBT是MOSFET和GTR的复合管。2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。4、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波，输出电流波形为方波。5、三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、下二个开关管间进行，称为_180_°导电型6、当温度降低时，晶闸管的触发电流会增加、正反向漏电流会下降；7、常用的过电流保护措施有快速熔断器、串进线电抗器、接入直流快速开关、控制快速移相使输出电压下降。二、选择题（本题共10小题，每题1分，共10分）1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差（A）度。A、180°B、60°C、360°D、120°2、α为C度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续和断续的临界状态。