电力电子技术试题及答案六王兆安

考试试卷六一、填空题（本题共17小题，每空1分，共20分）1、晶闸管的内部结构具有端、层、个PN结。2、在螺栓式晶闸管上有螺栓的一端是极。3、晶闸管的关断条件是。4、额定电流为100A的晶闸管，流过单向正弦全波时的最大可能平均电流是。5、当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极为何种极性触发电压，管子都将工作在状态。6、考虑变压器漏抗的可控整流电路中，在换相过程期间，两个相邻的晶闸管同时导通，对应的电角度称为。7、在三相全控桥中，接在同一相的两个晶闸管触发脉冲的相位应相差。8、在三相半波可控整流电路中，电阻性负载，当控制角时，电流连续。9、三相桥式可控整流电路适宜在电压而电流不太大的场合使用。10、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路是由两组三相半波可控整流电路组成。11、三相半波可控整流电路，供电变压器每相漏感折合到次级的ＬB为100μH，直流负载电流Id＝150A，则换相压降△Ｕγ=。12、将直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电直接输出到的过程称为无源逆变。13、在单相全控桥式变流器控制直流电动机卷扬机拖动系统中，当aπ/2时，电流主要是依靠电动势Ed来维持的，所以总的能量是电动机回馈给。14、有环流可逆电路常见的主电路联结方式有、。15、在无源逆变与直接斩波电路中，都必须设置换流，强迫导通的晶闸管可靠关断。16、晶闸管元件并联时，要保证每一路元件所分担的电流。17、根据对触发电路的要求知道，触发电路应包括同步信号发生器、、脉冲整形与功放电路。二、选择题（本题共10小题，每题1分，共10分）1、具有自关断能力的电力半导体器件称为()A、全控型器件B、半控型器件C、不控型器件D、触发型器件2、取断态重复峰值电压和反向重复峰值电压中较小的一个，并规化为标准电压等级后，定为该晶闸管的()A、转折电压B、反向击穿电压C、阈值电压D、额定电压3、单相半控桥式整流电路带纯电阻性负载时，晶闸管承受正向电压的最大值为()A、2U221B、2U2C、2U22D、2U64、单相桥式半控整流电路中，电阻性负载，流过每个晶闸管的有效电流IT＝()A、IB、0.5IC、(１/2)*ID、(2)*I5、三相桥式全控整流电路，电阻性负载时的移相范围为（）。A、00～1800B、00～1500C、00～1200D、00～9006、单相全控桥式有源逆变电路，控制角为a，则输出电压的平均值为()A、Ud=1.17U2cosaB、Ud=0.9U2cosaC、Ud=-2.34U2cosaD、Ud=0.45U2cosa7、三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态的条件是()A、3B、2C、4D、28、为了防止逆变失败，最小逆变角限制为()。A、100～150B、200～250C、300～350D、400～4509、电流型三相桥式逆变电路，120°导通型，则在任一时刻开关管导通的个数是不同相的上、下桥臂()A、各一只B、各二只C、共三只D、共四只10、定宽调频是斩波器的一种()A、时间比控制方式B、瞬时值控制C、移相控制方式D、模糊控制三、简答题（本题共5小题，每题5分，共25分）1、什么是可控整流?它是利用晶闸管的哪些特性来实现的?（5分）2、什么是逆变失败？导致逆变失败的原因是什么？（5分）3、将右表格中空缺的部分按要求填好，变压器二次相电压为U2，对于电感负载满足大电感负载的条件。（5分）4、电压源型变频器和电流源型变频器的区别是什么？（5分）5、试说明SPWM控制的基本原理。（5分）四、作图题（本题共2小题，每小题10分，共20分）1、已知单相全控桥式整流电路，电感性负载不接续流二极管。试绘出当α=450时输出电压波形ud和晶闸管T1的端电压波形。2、三相桥式全控整流电路，电阻性负载，试画出当α=600时输出电压ud的波形、晶闸管的端电压uT1的波形。五、计算题（本题共1小题，共15分）三相全控桥整流电路如图所示。已知电感性负载L=0.2H、R=1Ω、α=75°，变压器二次相电压U2=100V。1)计算负载的平均整流电压Ud和负载电流平均值Id；2)选择晶闸管的型号；3)计算变压器二次电流的有效值I2。六、分析题（本题共1小题，共10分）如图所示为串联二极管式电流型三相逆变器，试以从VT1到VT3之间的换流过程来分析电路的工作原理，并说明此电路的特点。试卷参考答案及评分标准(6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17小题，每空1分，共20分）1、空1三；空2四；空3三。2、空1阳极。3、空1阳极电流下降到维持电流以下。4、空1141.4A。5、空1阻断。6、空1换相重叠角。7、空11800。8、空1小于300。9、空1高。10、空1并。11、空14.5V。12、空1负载。13、空1电网。14、空1反并联；空2交叉连接。15、空1辅助电路。16、空1平均。17、空1移相控制。二、选择题：（本题共10小题，每小题1分，共10分）1、（A）2、（D）3、（B）4、（B）5、（C）6、（B）7、（D）8、（C）9、（A）10、（A）三、问答题：（本题共5小题，共25分）1、（5分）UdT6T4T2T5T3T1ABCRdLdM3UVW+-图5-15LIdC1C2C3C4C5C6VD1VD2VD3VD4VD5VD6UdVT1VT2VT3VT4VT5VT6答：将交流电通过电力电子器件变换成大小可以调节的直流电的过程称为可控整流。（3分）可控整流主要利用了晶闸管的单向可控导电特性。（2分）2、（5分）答：1）在逆变电路中，使电源瞬时电压与直流电源E顺极性串联，出现很大的短路电流流过晶闸管与负载，称为逆变失败或逆变颠覆。（3分）2）逆变失败的原因主要有：晶闸管损坏；触发电路不可靠或快速熔断器烧断；电源缺相以及逆变角过小。（2分）3、（5分）答：输出电压可调范围：0~1.17U2（2分）最大移相范围：900（1分）整流输出平均值COSUUd217.1（2分）4、（5分）答：电流型变频器的直流环节是电感器，而电压型变频器的直流环节是电容器。（3分）电压型变频器不能工作于再生制动状态，因为电容两端电压不能跃变。（2分）5、（5分）答：PWM控制技术是控制半导体开关元件的导通和关断时间比，即调节脉冲宽度的或周期来控制输出电压的一种控制技术。（2分）用正弦基波电压作为调制电压，对它进行调制的三角波称为载波电压，当正弦基波与三角波相交时，通过比较二者之间的大小来控制逆变器开关的通断，从而获得一系列等幅不等宽正比于正弦基波电压的矩形波，这就是正弦脉宽调制方法（SPWM）。（3分）四、作图题：（本题共2小题，每小题10分，共20分）1、2、五、计算题：（本题共1小题，共15分）解：1）VXXCOSUUd1175.010034.234.22（2分）ARUIddd117（1分）2）由题知，VUUTn1616~107863~22（1分）故取额定电压1200V（1分）∵AIIdT5.6731（2分）∴AIITavT5.86~5.6457.12~5.1)(（2分）故取额定电流100A（1分）因此，选取晶闸管的型号为KP100-12（2分）3）AIId5.95117816.0322（3分）六、分析题：（本题共1小题，共10分）答：如图所示为从VT1到VT3之间的换流过程1）换流前，VT1、VT2稳定导通，电容C13（就是C3与C5串联后再与C1并联的等效电容）被充电，左正右负；如图a（1分）2）触发VT3导通，在C1充电电压下VT1承受反压关断；如图b（1分）3）二极管换流；如图c（1分）4）换相结束。如图d（1分）电路的特点：(1)直流侧串大电感，相当于电流源（1分）(2)交流输出电流为矩形波，输出电压波形和相位因负载不同而不同（1分）(3)直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管（1分）(4)电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍应用较多（1分）(5)换流方式有负载换流、强迫换流（1分）(6)基本工作方式是120°导电方式，即每个臂一周期内导电120°每时刻上下桥臂组各有一个臂导通，横向换流。（1分）-+UVW+-UVWa)+-UVWb)-+UVWc)d)图5-16VT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdVT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdVT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdVT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdiViViU=Id-iV