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1、第 1 页/共 2 页一、填空题（每空1分，共15分）1、晶闸管导通的条件是_、_。2、电子器件据其能被控制信号所控制的程度，可分为三大类: _、 _、_。3、擎住电流是指晶闸管刚从_转入_, 移除触发信号使元件保持导通所需最小阳极电流。4、绝缘栅晶体管(IGBT)是_和_的复合型器件。5、根据无源逆变器直流输入端接入滤波器的不同，可分为_型逆变器和 _型逆变器,按电子开关的工作规律分，无源逆变器的基本类型为_和_。6、将一个_直流电压变换为_直流电压的技术称为直流斩波技术。二、简答题（每题5分，共30分）1、全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路各元件的作用？2、简述电压
2、型逆变器和电流型逆变器主电路中每一桥臂的结构,并分析二极管的作用。3、什么叫逆变失败？有何危害？4、什么是IGBT擎住效应？它有什么危害？5、简要说明锯齿波垂直移相触发电路中，控制电压、偏移电压各有什么作用？6、简述电力晶体管产生二次击穿的原因。三、计算题（每题15分，共30分）1、单相桥式全控整流电路为阻感负载，变压器次级电压有效值为 200V，RL ，。20R 60（1）求输出整流电压与电流平均值，晶闸管电流平均值与有效值。（2）绘制电路波形，。dudi1VTu2、三相半波可控整流电路为阻感负载，若变压器次级相电压有效值为RL 第 2 页/共 2 页100V， ，。20R 60（1）计算输
3、出整流电压与电流平均值。（2）选择晶闸管电压与电流定额。（3）绘制电路波形，。dudi四、论述题（10分）试述实现有源逆变的条件，并说明有源逆变与无源逆变的异同。五、分析题（15 分）画出升压式直流斩波器的电路拓扑，若电子开关采用全控型器件，（1）推导电路的输出电压和输入电压的关系。（2）说明电子开关的控制方式。（3）说明电路的优缺点。一、填空题（每空1分，共15分）1、维持电流是指室温和门极断开时,元件维持通态所必需的_电流。2、全控型开关器件：GTR，IGBT，MOSFET中属于电流型驱动的开关管有_，属于电压型驱动的开关管有 _、 _。3、有源逆变是将_转化为和电网同频率的_的过程。4、
4、无源逆变是将_转化为负载所需要的_。5、斩波电路电力电子开关的控制方式主要有_、_和 _。6、对三相桥式整流电路,要保证晶闸管同时导通可采用以下两种触发方式: _或_触发脉冲。7、将一个_直流电压变换为_直流电压的技术称为直流斩波技术。二、简答题（每题5分，共35分）1、为什么必须限制晶闸管的通态电流临界上升率(di/dt)? 2、什么是IGBT掣住效应？它有什么危害？3、简述电力晶体管产生二次击穿的原因。4、什么是逆变失败？ 如何防止逆变失败？第 3 页/共 2 页5、根据逆变器直流输入端接入滤波器的不同,无源逆变器的基本类型是什么？各有何特点？6、解释单相半控桥式电路的自然续流现象和失控现
5、象，怎样避免？7、电力电子电路的基本类型有哪几种？三、计算题（每题15分，共30分）1、一阻感负载，电源电压有效值为220V，采用单相桥式全控整流电路，RL 最小控制角为，要求调压范围为20V50V，电压最高时，电流。min3010dIA（1）选择整流变压器和晶闸管元件定额。（2）绘制控制角时的电路波形，。60dudi1VTu2、三相桥式全控整流电路为阻感负载，若变压器次级相电压有效值为RL 250V， ，。20R 60（1）计算输出整流电压与电流平均值。（2）求晶闸管电流的平均值与有效值。（3）绘制电路波形，。dudi四、分析题（每题 10 分，共 20 分）1、画出降压式直流斩波器的电路拓
6、扑，若电子开关采用全控型器件，（1） 推导电路的输出电压和输入电压的关系。（2）说明电路的优缺点。2、画出三相桥式电压型逆变器的主电路拓扑，若电子开关均采用全控型器件,采用180O导电型，（1） 说明逆变电路的换流顺序。（2） 说明逆变电路开关管的导通顺序（每 60o区间的导通管号） 。一、问答题（每题 5 分，共 40 分）1、根据开关特性，电力电子器件可以划分为哪几类？说明其特点，并举例说明。2、非正弦周期电量的平均值和有效值的定义是什么？分别用数学语言来说明。3、分别说明晶闸管的维持电流 IH和掣住电流 IL的定义。第 4 页/共 2 页4、为什么必须限制晶闸管的通态电流临界上升率(di
7、/dt)?5、MOSFET 具有什么特点？6、半控整流电路、带续流二极管的整流回路为什么不能实现有源逆变？7、变频器的工作原理是什么？8、按电子开关的工作规律分，变频器中逆变器的基本类型是什么？各有何特点？二、计算题（15 分）一阻感负载，LR，电源电压有效值为 220V，采用单相桥式全控整流电路，最小控制角为，要求调压范围为 50V80V，电压最高时，电流。选择min3010dIA整流变压器和晶闸管元件定额。三、计算题（15 分）三相半波可控整流电路为阻感负载，LR，若变压器次级相电压有效值为 100V， ，。20R 60（1）计算输出整流电压与电流平均值。（2）选择晶闸管电压与电流定额。（
8、3）绘制电路波形，。dudi1VTu四、计算题（15 分）相控式单相交流调压器的电源电压有效值为 220V,负载为电阻性，。求分10R 别为 0，时的输出电压和负载电流有效值。60120五、分析题（15 分）画出降压式直流斩波器的电路拓扑，若电子开关采用全控型器件，（1） 推导电路的输出电压和输入电压的关系。（2） 说明电子开关的控制方式。第 5 页/共 2 页一、说明电路的优缺点。填空题（每空 1 分，共 15 分）1、正向阳极电压、正向门极触发电流2、不控型、 半控型、全控型3、断态 通态4、GTR(或电力晶体管) MOSFET(或功率场效应管或电力场效应管) 5、电压(或电压源)型 电流
9、(或电流源)型 1800导电型 1200导电型6、不可控 适合于负载要求的可控 二、简答题（每题 5 分，共 30 分）1、全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路各元件的作用？ （5 分）(1) 抑制电力电子器件内因过电压，du/dt 或过电流和di/dt， 减少器件的开关损耗。（2.5分）(2) C限制关断时电压的上升，R限制电流的大小。D利用单向导电性, 关断时起作用。(2.5分).2、简述电压型逆变器和电流型逆变器主电路中每一桥臂的结构,并分析二极管的作用。(1)电压型逆变器每个桥臂由电子开关和一个反并联的二极管组成， 二极管起续流作用。 (2.5 分)(2)电流型逆
10、变器每个桥臂由电子开关串联一个二极管组成， 二极管确保每一个桥臂的电流单方向流动。 (2.5 分)3、什么是逆变失败？ 如何防止逆变失败？ （6 分）(1) 逆变运行时,一旦发生换流失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路,或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联,由于逆变电路内阻很小,形成很大的短路电流,称为逆变失败。（2 分）(2) 防止逆变失败的方法: 采用精确可靠的触发电路,使用性能良好的晶闸管,保证交流电流的质量,留出充足的换向裕量角等。（3 分）第 6 页/共 2 页4、什么是 IGBT 掣住效应？它有什么危害？ （5 分）(1)在额定集电极电流范围内，在 NPN
11、管的基极与发射极之间的体内短路电阻 Rs 上的偏压很小，对 NPN 管无影响。（1 分）(2)如果集电极电流大到一定程度，Rs 上压降上升，相当于加一正偏电压，使 NPN管导通，进而使 NPN、PNP 两晶体管同时处于饱和状态，造成寄生晶闸管开通IGBT 栅极失去控制作用，这就是所谓的掣住效应。（2 分）(3)IGBT 一旦发生掣住效应，器件将失控，集电极电流将增大，早成过高的功耗，将导致器件损坏。另外，它还关系着 IGBT 的安全工作区的大小，在实际应用中是需要引以重视的问题。 （2 分）5、简要说明锯齿波垂直移相触发电路中，控制电压、偏移电压各有什么作用？（5 分）(1) 改变控制电压就可
12、以改变触发脉冲产生的时刻，达到移相的目的。(2.5 分)(2) 设置偏移电压的目的是确定控制电压的初始相位。(2.5 分)6、简述电力晶体管产生二次击穿的原因。（5 分）(1) 当 GTR 的 C、E 极间施加的电压高于晶体管的电压的额定值时，GTR 的电流雪崩式增加，呈现负阻特性，即出现一次击穿现象。（2 分）(2) 若 GTR 出现一次击穿后继续增大外加反向电压 uce，反向电流将继续增大，元件将会吸收足够的能量，其工作状态将以极快的速度移向负阻区，形成二次击穿，结果是在纳秒或微秒时间内器件永久性损坏。（3 分）三、计算题（每题 15 分，共 30 分）1、 （1）输出电压的平均值为： =
13、0.9200cos600=90 V（2 分）20.9cosdUU输出电流的平均值为: =4.5 A（2 分）d dUIR流过晶闸管的电流的平均值为： =2.25 A （2 分）2d dVTII有效值为: =3.2 A （2 分）1 2VTdII（2）电路波形如图（7 分）第 7 页/共 2 页(2.5 分)2du0t34(2.5 分)2di0tdI(2 分)21VTu0t2、（1）输出整流电压为：=58.5V，（2 分）21.17cosdUU电流平均值=11.7A。（2 分）d dUIR（2）在电路工作过程中，晶闸管承受的正、反向电压的最大值为=245V26U考虑安全裕量，=V （2 分）2(
14、2 3) 6eUU(490 735)流过晶闸管的电流的有效值为=6.8A 1 3VTdII则晶闸管的电流定额为=A。 （2 分）(1.5 2)1.57VT TaII(6.5 8.6)可以选用 KP10-8 型晶闸管。（1 分）第 8 页/共 2 页（3）波形如图。（4 分）2di0tdI2du0t四、论述题（10 分）试述实现有源逆变的条件，并说明有源逆变与无源逆变的异同。实现有源逆变的条件可归纳如下：（1）负载侧要有一个提供直流电能的直流电动势，电动势极性对晶闸管而言为正向电压，在整流回路交流电源电压为负期间，提供使晶闸管维持导通的条件。(2.5 分)（2）交流装置必须工作在区间，使变流器输
15、出电压极性为负，才能将直流功2率逆变为交流功率反送电网。(2.5 分)（3）为了保证交流装置回路中的电流连续，逆变电路中一定要串联大电抗。(1 分)有源逆变是把工作在逆变状态的变流器的交流侧接到交流电源上，把直流电逆变为同频率的交流电反送到电网去。(2 分)而无源逆变是把变流器的交流侧不与电网连接，而直接接到负载，把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载。(2 分)五、分析题（15 分）电路拓扑如图所示。（4 分）SVD LCR Vin（1）当电子开关 S 导通时，假设其导通时间为 DT，电感充电，二极管关断，可以得到等效电路为:第 9 页/共 2 页SVLCR Vin+_有下面关系，。 (2 分)inLVV当电子开关 S 关断时，其时间为（1-D）T，电感放电，二极管导通，可以得到等效电路为:VLCR Vin+_Vout有下面关系，。 （2 分）inLoutVVV由于在一个电子开关周期内，电感
