电气信息学院电力电子技术期末考试试题与答案详解

共5页第1页川大电力电子考试试卷一、（共15分）1．写出下列电路符号的名称或简称。（a）(b)(c)(d)2．画出单结晶体管的电路符号及伏安特性；说明单结晶体管的导通条件和截止条件。3．在第1题所给的器件中，哪些属于自关断器件？二、（共18分）具有续流二极管的单相桥式全控整流电路，对发电机励磁绕组供电。绕组的电阻为5Ω，电感为0.4H，励磁直流平均电流Id为30A，交流电源电压U2为220V。（1）画出电路图；（2）计算晶闸管和续流二极管的电流有效值；电源电流I2、容量S以及功率因数；（3）作出整流输出电压ud、输出电流id和电源电流i2的波形；（4）若电压和电流都考虑2倍的安全裕量，采用KP50－8的晶闸管是否合理？为什么？三、（共25分）变流电路如图所示。已知：U2=200V，R=2Ω，L=∞，LB=1mH，α=45o，EM=100V。1．计算输出直流平均电压Ud、平均电流Id和换流重叠角γ；标出Ud和EM的实际极性，说明变流电路和直流电动机的工作状态。2．作出输出电压ud、流过晶闸管VT1的电流iT1的波形。得分评卷人得分评卷人得分评卷人试卷类型：A考试科目：电力电子学专业：电气工程及其自动化班级：------------------------------装----------------------------订----------------------------线------------------------------共5页第2页3．若电动机处于发电制动状态，变流电路应工作在状态。此时，控制角α应。画出β=45o，v相触发脉冲丢此时输出电压ud的波形。这种情况称为。当βγ时也将出现这种情况。为了防止这种情况的发生，逆变角β不能，说明其确定依据，给出一般取值范围。四、（共10分）由实验测得某整流电路的输出电压波形如图4-1所示。1．电路全称为，波形对应的控制角α=，Ud=U2。晶闸管的触发脉冲要求用脉冲或脉冲。在图4-2中画出uT1波形。2．若负载为大电感负载，则控制角α的移相范围是，在图4-3中画出α=90o的ud波形。五、（共8分）已知：电源电压为220V，R=2Ω，L=5.5mH。1．α=30o，触发信号为宽脉冲时，求负载电流有效值、功率及功率因数，写出电流表达式。2．若使输出电压大小可调，给出移相控制的移相范围。得分评卷人图4-3图4-2图4-1得分评卷人试卷类型：A考试科目：电力电子学专业：电气工程及其自动化班级：------------------------------装----------------------------订----------------------------线------------------------------共5页第3页六、（共12分）斩波电路如图所示。1．从输出电压的量值上看，此电路为型斩波器，电动机工作在象限，处于运行状态。为了改变负载两端直流平均电压的大小，可以采用、和三种调制方法。2．已知：E=110V，R=0.5Ω，Em=16V，L足够大，斩波周期T=5ms，VT导通时间ton=3ms。（1）计算负载平均电压UO、负载平均电流IO；（2）画出稳态时输出电压uO和输出电流iO的波形。七、（共12分）交-直-交变频电路框图如图7-1所示。图7-1图7-21．中间直流环节采用滤波，逆变器属于型，开关器件用的是自关断器件，其两端不需要并联二极管。整流电路换相方式为，逆变电路换相方式为。2．若PWM型逆变器输出电压波形如图7-2所示，其载波比为多大，属于单极性调制还是双极性调制波。举出生成SPWM波的四种方法。参考答案：一、(共15分)1．（4分）（a）晶闸管（b）电力场效应晶体管（c）GTR（d）IGBT得分评卷人得分评卷人试卷类型：A考试科目：电力电子学专业：电气工程及其自动化班级：------------------------------装----------------------------订----------------------------线------------------------------共5页第4页2．（8分）导通条件：ue＞Up，ie＞Ip（2分）截止条件：ue＜Uv，ie＜Iv（2分）（2分）（2分）3．（3分）（b），（c），（d）二、（共18分）（1）（3分）（3）（6分）（2）（6分）由RIUUdd2cos19.02解得α=59o（4）（3分）∵AAIITAVT5022257.1)(∴AIIdT4.172VVUUURRMDRM800622222AIIdDR2.17∴采用KP50－8的晶闸管是合理的。AIIT6.2422KVAUIS54122283.0cos2SRISPdd三、（共25分）1．（10分）由REUIIxUUMdddBd23cos17.12解得：AId30VUd160（4分）由262)cos(cosUxIBd解得：γ=3o（2分）Ud和EM的极性均为上正下负，变流电路工作在可控整流状态，电动机工作在电动运行状态。（4分）2．（4分）3．（11分）有源逆变，大于90o。逆变失败，小于，太小，根据晶闸管的关断时间、换流重叠角和安全裕量角来确定βmin，一般取30o~35o。（9分）（2分）试卷类型：A考试科目：电力电子学专业：电气工程及其自动化班级：------------------------------装----------------------------订----------------------------线------------------------------共5页第5页四、（10分）1．（7分）三相桥式全控整流电路，30o，2，宽，双窄。（2分）2．（3分）0~90o。（2分）五、（共8分）1．（6分）〈oRLtg411io为正弦波Io=83A，Po=13.778KW,75.0cos。)41sin(117ooti2．（2分）41o~180o。六、（共12分）1．（6分）降压，第一，电动，PWM、PFM、混合调制。2．（6分）66onotUEVT100oMoUEIAR七、（共12分）1．（6分）电感，电流，GTO，反馈，电网换相，器件换相2．（6分）载波比为9，属双极性调制波。（2分）自然采样，规则采样，谐波消除，专用集成芯片。（4分）