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1、学院 班级 学号 姓名 -装 -订-线-北京交通大学学生考试试题课程名称:电力电子技术(B卷) 20082009 学年 2学期 出题:课程组(请考生注意:本试卷共有 七 道大题)题号一二三四五六七总成绩得分阅卷人一、 单选题(每题2分,共20分)1、下列哪种功率器件具有正的电阻温度特性(负的电流温度特性)? MOSFET 晶闸管 功率二极管2、电力电子器件工作时的开关频率越高,则 通态损耗越大 断态损耗越大 开关损耗越大 开关损耗越小3、对三相半波可控整流电路电阻性负载来说,触发脉冲的移相范围是: 090 0120 0150 01804、下列哪个电路可能会产生“失控”现象? 单相半控桥 单相全
2、控桥 三相半波整流电路 三相全控桥5、单端正激变换器是 丘克变换器的派生电路 BUCK变换器的派生电路 BOOST变换器的派生电路 BUCKBOOST变换器的派生电路6、若要增大SPWM逆变器的输出电压基波频率,可采用的控制方法是 增大三角波载波幅度 增大三角波载波频率 增大正弦调制波幅度 增大正弦调制波频率7、单相电压型脉冲整流器,交流侧电网电压的峰值为UNM,直流侧电压为Ud,该脉冲整流器正常工作时应满足的条件是: Ud UNM Ud UNM Ud UNM Ud UNM8、以下对ZVS准谐振变换器的描述那一个是正确的? 一般采用开关频率固定的PWM控制方式工作 ZVS是表示硬开关 ZVS是
3、表示零电流开关 ZVS是表示零电压开关9、下列哪种电路不属于交流电力控制电路的范畴? 交流调压电路; 交流调功电路; 交交变频电路10、晶闸管串联时,为实现动态均压,可在晶闸管两端并联等值的 电阻 电容 电感 阻感元件二、判断题,正确的划“”,不正确的划“”(每题2分,共10分)(注意:本题共有5个小题。每个小题后面有4个判断,答对4个判断得2分;答对3个判断得1分;其它不得分)1、晶闸管有源逆变电路: 当某个晶闸管发生故障、失去关断能力时,肯定会导致逆变失败 ( ) 可以是全控型电路、也可以是半控型电路 () 可以用作并网逆变器 ( ) 交流侧可以与电网连接,也可以与负载连接( )2、PWM
4、整流器: 无论电压型还是电流型,同一桥臂上、下开关管必须设置死区时间() 交流侧一般接电机负载() 一般采用脉宽调制方式工作( ) 属于ACAC变换器()3、谐振变换器 能有效减小开关损耗() 开关器件的电压或电流应力比较大() 可提高功率器件的开关频率、减小EMI() 与缓冲电路一样只是转移了能耗,变换器效率并没有提高()4、电压型无源逆变器: 输出电压波形与负载性质无关() 输出电流波形与负载性质无关() 直流侧电流有脉动() 上、下桥臂开关管允许同时导通()5、在某些情况下晶闸管仅承受正向电压uAK,门极与阴极之间没有施加触发脉冲便导通,即发生误导通。可能导致晶闸管发生误导通的因素是:
5、晶闸管承受的电压uAK过高() 晶闸管承受的duAK/dt过大() 晶闸管承受的电流过大() 晶闸管承受的di/dt过大()三、简答题(共20分)1、电压型逆变电路可以采用SPWM控制也可以采用方波控制,试说明这两种控制方式各有哪些优、缺点。(4分)2、交交变频电路主要应用在什么场合?其最高输出频率(输出频率上限)一般取多少?为什么要限制最高输出频率?(5分)3、说出五种带隔离变压器的开关电源常用电路的名称,下图所示电路属于哪一种?(5分) 4、在电力电子装置中,缓冲(吸收)电路的作用是什么?说明图示缓冲电路中各元件的作用。(6分)四、单相全控桥有源逆变电路,交流输入电压U2=220V,直流负
6、载R=5、Ld=,反电势E=-300V, 相控角=150,交流侧电感LB=0.8mH,计算此时输出电压平均值d和Id的值,并画出ud波形(考虑换相重叠角)。 (12分)五、三相全控桥整流电路接阻感负载,Ld=,直流侧电流连续,正常工作时突然有一个晶闸管烧断,出现如下图ud波形,通过该波形回答下列问题: (12分)1、正常工作时触发角等于多少?2、判断T1-T6中的哪一个管子损坏?(注T1、T3、T5分别对应a、b、c三相的上桥臂;T4、T6、T2分别对应a、b、c三相的下桥臂)2、已知该ud波形中最高电压为500V,求此时输出电压平均值Ud。六、图示电路, C值极大,R=50,采用脉宽调制控制
7、方式。试完成下列内容:(13分)1、写出该电路的名称;2、求输入电压Ud为27V10,输出电压Uo为45V时该电路开关管的最大占空比;3、设占空比一定,在正常工作情况下负载突然开路,会造成什么后果?4、试画出连续导电模式下电感电压uL波形、电感电流iL波形、开关器件两端的电压uS波形及二极管电流iD波形。七、图示电路:(13分)1、 写出该电路的名称;2、 说明元件LN、L2、C2、Cd的作用;3、此电路的直流侧能否接蓄电池?4、画出IN超前电源电压uN30情况下交流侧基波相量图(忽略线路电阻)。参考答案课程名称:电力电子学(B卷) 2008-2009学年2学期 出题:课程组第一题:1、 2、
8、3、 4、 5、6、7、8、9、10、第二题: 1、 2、 3、 4、 5、第三题:1、答:采用方波控制时,逆变器本身不能调节输出电压幅值,且输出电压中含有大量的5、7、11次等低次谐波,优点是控制简单,开关损耗小。(2分)采用PWM控制技术,可以通过改变调制比调节输出电压幅值,输出电压中只含有高次谐波,低次谐波含量小,缺点是控制较复杂,开关损耗较大。(2分)2、交交变频电路主要用于大功率、低转速的三相交流电机调速系统中。(1分)最高输出频率受限制, fo / fi 1 / 3 ;(2分)因为要减小谐波含量,降低负载转矩脉动,应保证 fo / fi 1 / 3,即 fo 16.7 Hz。(2分
9、)3、带隔离变压器的开关电源常用电路有单端正激式变换器、单端反激式变换器、推挽式变换器、半桥式变换器、全桥式变换器。(3分)图示电路属于推挽式变换器。(2分)4、答:缓冲电路的作用是抑制电力电子器件的内部过电压、抑制过电流、抑制电力电子器件关断时的du/dt、抑制电力电子器件开通时的di/dt、减小器件的开关损耗。(3分)图示并联RCD缓冲电路中C的作用是限制du/dt,吸收关断过电压;(1分)R的作用是当器件开通时C上的能量经R泄放;(1分)D的作用是使C充电时通过D快速充电,放电时通过R限流放电。(1分) 第四题:解:1、(2分)(2分)(2分)(2分)2、ud波形(略)(4分,没画重叠角
10、扣2分)第五题:解: 1、=30(4分)2、T3管损坏(4分)3、(4分,因电压值的问题而出现的计算错误扣2分)第六题:1、此电路为升压斩波电路(Boost电路)。(2分) 2、Uo=Ud/(1-D) (2分) Dmax=(Uo-Udmin)/Uo=(45-(27-2. 7)/45=0.46 (3分)3、造成输出端电压急剧上升,击穿电路中的器件(如电容、二极管、功率管等)。(2分)4、各波形如下图:(14分)第七题:1、单相电压型脉冲整流电路(2分)2、LN起滤波作用,同时承受电网电压和PWM波之间的电压差;L2、C2用于滤除直流侧二倍频脉动电流;Cd为直流支撑电容。(2+2+2分)3、能(2分)4、相量图(3分)