电力电子技术样卷

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1、1 一、填空题1、晶闸管的关断条件是（晶闸管的阳极电流不为正值）。 2、晶闸管并联使用时，应采用（均流）措施。 3、有源逆变的条件有二：一是有直流电势，电势极性与晶闸管的导通电流方向一致，其电压值大于变流器直流平均电压；其次是晶闸管的（控制角在 90?180 ? 之间），使 Ud为负 值。4、变频电路中，晶闸管的换流一般有（3 ）种方式。5、某 晶 闸 管 的 平 均 电 流 Id=100A，波 形 系 数 Kf=1.5 ，其 额 定 电 流 为（ 95.5414）A。 【 公 式 IN=Kf ld/1.57】 6、某整流电路，在控制角条件下，输出平均电流为Id，波形系数为Kf，则电路的通态平

2、 均电流为（ Kf ld/1.57）7、三相桥式可控整流电路电阻性负载时，其移相范围是（0120?） 。 【三相半波0150? 】8、变流器工作在逆变状态时，将变流器的交流侧接到交流电源上，交流电可将直流电逆变为 50Hz的交流电送到电网，这种逆变称为（有源逆变）。9、电压源型无源电路中，晶闸管的换流是在同（组）中进行，其输出的相电压为（6 的梯形）波形。10、晶闸管过电流保护的基本思想：一般是（消除）过电流。11、IGBT( 晶体管 )的控制极应采用（连续的）控制信号。12、功率晶体管其开关速度较快，在电机控制方面适用于频率在（1 5 ）kHz 的范围。13、如果晶闸管的通态平均电流为100

3、A，则晶闸管的平均电流（可以）超过100A。14、三相全控桥式可控整流电路输出电压的脉动频率为（300Hz） 。 【50*6】15、三相半波整流电路中自然换相点的相位与相电压的过零点的相位差为（30） 。16、直流电通过可控的电力电子器件变换成交流电，这种变流过程称为（逆变）。17、电流源型无源逆变电路中，晶闸管的换流是在同（组）中进行。18、电压源型无源逆变（变频）电路，其输出相电压波形为（6的梯形波）。幅值为直流电源电压的（ 2/3） 。19 与晶闸管并联的阻容保护，是为了抑制晶闸管（关断时）时产生的过电压。20、晶闸管过电压保护的基本思想是设法将过电压的幅值（抑制）到安全范围之内。21、

4、晶闸管串联使用时，应采取（均压）措施。22、晶闸管为 PNPN 四层三端结构，具有单向（可控）导电性的特性。23、整流电路是一种ACDC 变换电路，即将交流电能变换为（直流电能）的电路。24、m 相可控整流电路中，在变压器漏抗影响下的等效内阻为（mXB/2 ） 。25、电流源型变频电路的输出线电压为六拍矩形波，而输出相电压为（）波形。26、晶闸管过电压保护的基本思想：一般是（抑制）过电压。27、 电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，是使用电力电子器件对电能进行变换和（控制）的技术。28、绝缘栅双极晶体管综合了GTR和 MOSFET 的优点，是三端功率器件，具有（基极B） 、集电极 C和发射

5、极E。29、改变 SPWM 逆变器的调制比，可以改变（）的幅值。30、抑制过电压的方法之一，是用（）吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。2 二、简述题1、简述额定电流为200A 的晶闸管，其实际平均电流能否超过200A 使用？2、在三相桥式全控整流电路中，负载是电阻性的。如果有一个晶闸管失效，不能导通， 此时整流波形如何？3、简述为什么交流调压电路的输出电流通常是断续的？答：采用相位控制的交流调压电路，通过调节晶闸管的控制角可以调节调压电 路的输出电压。如电流连续，则输出电压连续，输出电压与输入电压相同，即输 出电压不能调节，因此交流调压电路的输出电流通常是断续的。4、 晶闸管关断的条

6、件是什么，如何实现？晶闸管处于阻断状态时，其两端的电压由什么决定？5、采用锯齿波触发电路的整流电路，主电路的晶闸管上交流电源与相应触发电路的同步交流信号相位相差多少？并说明。6、三相半波整流电路的负载是电阻和电感，其中L R。当 /2 时，电路的工作情况如何？直流侧的平均电压可能出现负值吗？晶闸管的导通角可能达到2/3 吗？7、三相半波逆变电路中，直流侧接的是反电势E 和大电感L，若 EUd时，情况如何？若E Ud时，情况又如何？8、晶闸管如欲当二极管使用，如何连接?(较简单的要加一种器件) 9、三相半波整流电路，电阻性负载实验中，某学生调节控制电压Uct=1 2V 之间变化，相应控制角 =1

7、50 180，但是电路的输出电压Ud始终为零。试简述其原因。10、在三相桥式全控整流电路中，负载是电阻性的。如果有一个晶闸管失效，不能导通，此时整流波形如何？如果有一个晶闸管被击穿，其他晶闸管受什么影响？11、简述为什么实现有源逆变只能采用全控电路，而不能采用半控或有续流二极管电路？12、电压源型逆变器能否工作于再生制动状态，为什么？13、发生过电压的原因有哪些？过电压保护的原则是什么？可以采用哪些过电压保护措施？14、晶闸管并联使用时，为什么需要采用均流措施？15、简述电压源型无源逆变电路的特点。3 16、驱动电路的隔离有什么作用？常用的驱动电路隔离方法有哪两种？ 答：由于主电路的电压较高，

8、 而控制电路的电压较低， 所以驱动电路必须 与主电路之间有良好的电气隔离，从而保证驱动控制电路的安全和提高抗干 扰能力。 常用的驱动电路隔离方法有两种，即光电隔离和磁隔离。光电隔离通常采 用光电耦合器，磁隔离通常采用脉冲变压器。17、电压源型无源逆变电路为什么要采用与晶闸管并联的续流二极管？ 答：在电压型逆变电路中，当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流 侧电容起缓冲无功的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆 变桥各臂都并联了反馈二极管。当输出交流电压和电流的极性相同时，电流 经电路中的可控开关器件流通，而输出电压电流极性相反时，由反馈二极管 提供电流通道。18、发生过电流的原

9、因有哪些？过电流保护的原则是什么？可以采用哪些过电流保护措施？ 答：过电流产生的原因有：短路、逆变失败、过载等。过电流保护的原则： 消除过电流。过电流保护的措施有：快速熔断器、快速开关、过流继电器、 电抗器、电流反馈控制等。 19、额定电流为100A的晶闸管能否承受长期通过150A 的直流负载而不过热？ 答： 额定电流为 100A的晶闸管能否承受长期通过150A的直流负载而不过热。 因晶闸管的额定电流TaI定义为：在环境温度为40和规定的散热冷却条件下，晶闸管在电阻性负载的单相、工频正弦半波导电，结温稳定在额定值 125时，所对应的通态平均电流值。这就意味着晶闸管通过任意波形、有 效值为 1.

10、57TaI的电流时，其发热温升正好是允许值，而恒定直流的平均值与有效值相等，故额定电流100A的晶闸管通过 157A的直流负载电流，其发 热正好是允许值。20、绝缘栅双极型功率晶体管（IGBT）有何突出的优点？ 答：绝缘栅双极型功率晶体管（IGBT）是兼备功率场效应管MOSFET 的栅极 电压激励、高速开关特性和GTR 的大电流低导通电阻特性于一体的复合型器 件。21、无源逆变电路与有源逆变电路有何不同？ 两种电路的不同之处主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有 电源；而无源逆变电路的交流侧直接和负载连接。22、一般三相可控整流电路，如果电源三相进线相序接反，会产生什么问题？由于三相

11、可控整流电路主电路中的晶闸管交流电源的相位与对应晶闸管的触发电路中的同步交流信号相位相差180当电源三相进线相序接反时，晶闸管电源相位与相应触发相位不同步，造成晶闸管受正压时无触发脉冲，或晶闸管有触发脉冲时受反压，晶闸管不能导通，电路输出掉波形，输出减小。4 三、计算题1、单相桥式半控整流电路向电阻负载供电，画出电路中整流二极管在一个周期内承受电压的波形。 1、解：2、 三相全控可控整流电路对电阻反电势负载供电。R 1， E70.7V， U2100V 。 当 60时，求：1、 整流电路输出电压的平均值Ud；2、整流电路输出电流的平均值Id；3、整流电流中晶闸管电流的平均值IdT。2、解： 1、

12、整流电路输出电压的平均值22.34cosdUU2.34 100 cos60dU117dUV2、整流电路输出电流的平均值d dUEIR 11770.71dI46.3dIA3、整流电流中晶闸管电流的平均值13dTdII146.33dTI15.4dTIAt U u2,uTD5 3、某车床刀架采用小惯量GZ180直流电动机，其额定功率为5.5kW，额定电压220V，额定电流 28A，由三相半波整流电路供电，变压器二次侧相电压U2 220V。要求启动电流限制在60A，并当负载电流降至3A时，电流仍连续。 计 算：1、整流变压器的二次侧电流I2及一次侧电流I1；(10 分) 2、整流变压器的视在功率S；

13、（5 分) 3、晶闸管的额定参数；(5 分) 4、平波电抗器L 的电感量。 (5 分) 3、解： 1、二次侧电流213dII2128 16.17 3IA设一次侧电压U1220V 一次侧电流22 1 1U IIU122016.1716.17220I或10.4710.471 28 13.19dIIA2、变压器视在功率1212SSS或1 13SU I1 1221332SU IU I1322013.193 22016.1796892S（VA）3、晶闸管重复电压2223 220539RRDlUUV取 23 的电压余量，即1078V1617V 取整，则晶闸管的额定电压UN1500V 设计晶闸管时选用启动电

14、流。即60dIA, 晶闸管的平均电流1203dTdIIA令20T avIA取 1.5 2 倍的安全余量，即30A40A。取整，则晶闸管额定电流为40NIA晶闸管可以选用KP40-15。4、平波电抗器2min1.46dULI2201.4673LmH106 4、一台单向交流调压器（ VT1,VT2 对称反并联），其交流电源u1230sin t ，负载是阻感负载，其中R0. 05 ，XL8.5 ，f 50Hz，求1、此调压电路控制角的控制范围；2、该电路输出电流的最大有效值（5 分） ；3、该电路的最大输出功率（5 分） ；4、解： 1. arctanLRarctan8.5arctan0.0590L

15、X R所以晶闸管的控制范围为：90(2) 180（）2. 当2时，输出电流的有效值最大122mLUI RX)(6.15 5 .805.03/23022AIm3. 当 输出电流最大时，输出功率最大2 maxmPI R)(168.1205. 06.152 maxWP7 5、单相桥式整流电路中， U2=100V，R=4， L 值极大，电源电压E=50V，顺向 依次串联（极性相加）。当 =300时 。 求 ： 1、 输 出 平 均 电 压 和 电 流 ； （ 5 分 ） 2、 晶 闸 管 电 流 的 平 均 值 。 （ 4 分 ）3、 做 出 ud、 id和 i2的 波 形 。 （ 6 分 ）5、解：

16、 1、 Ud 0.9 U2cos 0.9 100cos30 78.0(V) Id (Ud+E)/R =(78.0+50)/4 =32 (A) ud、 id和 i2的 波 形 如 下 图 所 示6、 三相全控桥的负载端R=0.8， L5mH 。 U2l230V， 工作于逆变状态， E-290V。 /6 时，估算主电路内电流是否连续，并计算：1、输出电流平均值Id；(8 分) 2、输出电流有效值（须考虑6 次谐波，其中17.0 226lUC） ； （5 分) 3、晶闸管的平均电流IdT和有效值IT；(4 分) 4、交流电源端的功率因数。(3 分) 6、解： 1、整流电路输出电压平均值cossin22mmUUld)6cos(6sin62302dU)(269 VUdt u2O idudt i28 输出电流平均值RE