华南理工大学_电力电子技术_A卷_附答案
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《 》试卷第 1 页 共 8 页
_____________ ________
姓名
学号
学院
专业
A、60º B、120º C、180º D、240º 10 、以下的换流方式,哪个不是晶闸管的换流方式………………………… ( ) A、电源换流 B、负载换流 C、强迫换流 D、器件换流
二 、判断题(正确打√,错误打×,共 10 分)
11、GTR 一次击穿后,若集电极电流不超过与最大允许耗散功率相对应的限制, GTR 不会 损 坏 。 … …… … ………… …………… ……… … … ……… … … ( ) 12、电力 MOSFET 一般工作在开关状态,即在截止区和饱和区之间来回转换。 ……………………………………………………………………………… ( ) 13、对于 IGBT,如果集电极电流过大,栅极将失去对集电极电流的控制作用, 这种现象称为动态擎住效应。…………………………………………… ( ) 14、三相全控整流电路输出电压是电源相电压的一部分。…………………( ) 15、 可控整流电路, 当控制角增大时, 功率因数也随之增大。 ……………( ) 16、凡是负载电流波形超前负载电压即容性负载都可以实现负载换流。… ( ) 17、 交流调功电路和相控交流调压电路的电路形式完全相同, 只是控制方式不同。 …… ……………………… ……………… ……………… ……………… ( ) 18、 逆变电路的多重化除了用于调压外,另一个主要的目的是消除输出的高次谐 波。………………………………………………………………………… ( ) 19、 交交变频电路可运行于整流和逆变状态,用于电动机调速可以很容易实现四 象限运行。………………………………………………………………… ( ) 20、由三角波和正弦波的自然交点产生 SPWM 波形,这种方法称为规则采样法。 …… ……………………… ……………… ……………… ……………… ( )
《
(图 1)
》试卷第 2 页 共 8 页
23、 逆变失败是指工作于逆变状 L D 态的变流器,由于某种原因,出 R 现了输出平均电压和直流电动 势 的状态,而变 Ui S Uo C 流器内阻很小, 于是产生很大的 短路电流; 造成逆变失败的原因 有: 、 (图 2) 。 (任意写 2 种) 24、晶闸管导通的 2 个条件是: (1) 、 (2) 。 25、 如图 3 所示, 为 IGBT 的缓冲电路, 电路中, LS、 VD 的作用是 缓 冲,RS、VDS、CS 的作用是 缓冲。 26、图 4 为两组变流器反并联的可逆线路,工作于正转逆变状态,1 组(正组) 变流器工作于 状态,2 组(反组)变流器工作于 状态, 并在图上标明电动机及反电动势极性,电流 Id 的方向,电能传输方向(由变流 器指向电动机或反之) 。
三、 填空题(共 24 分,每空 1.5 分)
21、图 1 所示为晶闸管的串联电路,晶闸管串联时 要采用 措施,图 1 中的两个 RP 的作用是 ;两个 R、C 串联的作用 是 。
VT2 RP VT1 RP R C R C
22、 图 2 所示为 电路, 若输入电压为 10V,开关 S 的开关周期为 10mS,一个周期导通时 间为 5 mS,在电流连续、理想的工作情况下,输出 V。 电压为
座位号
题 号 得 分 评卷人
一
二
三
四
五
总分
一、 单项选择题(将正确答案填在题干后面的括号内,共 10 分)
1、普通二极管和快速(快恢复)二极管在开关频率上的不同,主要是体现在哪 ) 个参数上的差异:………………………………………………………………( A.开通时间 B.反向恢复时间 C.关断时间 D.反向电流延迟时间 2、晶闸管被触发从断态转入通态就除去触发信号,能维持通态所需要的最小阳 极电流称为:…………………………………………………………………… ( ) A.通态平均电流 B.浪涌电流 C.维持电流 D.擎住电流 3、 电压型逆变器中间直流环节贮能元件是……………………………………( ) A.电容 B.电感 C.电阻 D.电动机 4、不可在第一和第四象限工作的变流电路 是…………………………………( ) A.三相半波可控整流电路 B.单相桥式全控整流电路 C.三相桥式半控整流电路 D.矩阵式变频电路 5、为了保护电力电子装置,需要在装置中加上必要的过流保护措施,以下选项 ) 中不是常用的过流保护措施有……………………………………………( A、快速熔断器 B、过电流继电器 C、集-射极电压识别电路 D、RC 吸收电路 6、 若 SPWM 逆变器的输出频率变化范围很宽,PWM 波的调制方式应采用( ) A、异步调制 B 、同步调制 C、分段同步调制 D、分段异步调制 7、电流型逆变器输出电流波形是……………………………………………( ) A、三角波 B、正弦波 C、矩形波 D、梯形波 8、单相半控桥式整流大电感负载电路中,为了避免出现一个晶闸管一直导通, 另两个整流二极管交替换相导通的失控现象发生, 采取的措施是在负载两端并联 一个……………………………………………………………………………… ( ) A、电容 B、电感 C、电阻 D、二极管 9、电压型三相桥式逆变电路,当采用纵向换流时,每个开关管一个周期导通多 少度……………………………………………………………………………… ( )
t4
t
0
uo Ud Ud io
t2
t4
t
0
t2
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t
V1 V4
t3
D2 D3
0
D4
D1
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V2 V3 t 4
t
(此图 4 分,每个波形 2 分)
ui 0 ug 0 uo 0 i Vd1 0
t1
2
t
t
t
t
(此图 4 分,每个波形 2 分)
《 》试卷第 7 页 共 8 页
30、此电路为交流调压电路 (1)当输入电压为正半波期间,VD1、VT、VD2 串联回路承受正向电压,晶闸管具备导通 的第一个条件;在 t1 时刻,给晶闸管触发脉冲,晶闸管又具备了导通的第二个条件,因此, 从 t1 时刻开始,晶闸管导通,电流经过 VD1、VT、VD2、R 形成回路,负载上边的电压即 为输入电压。此时,通过晶闸管的电流、通过 VD1、VD2 的电流和负载电流相等。 (2 分) (2)180 度时,输入电压过零,VT 截止; (3)当输入电压为负波期间,VD3、VT、VD4 串联回路承受正向电压,晶闸管具备导 通的第一个条件;在(π+t1)时刻,给晶闸管触发脉冲,晶闸管又具备了导通的第二个条 件,因此,从(π+t1)时刻开始,晶闸管导通,电流经过 R、VD3、VT 、VD4 形成回路, 负载上边的电压即为输入电压的负半波部分。在此期间,VD1 不导通。 (2 分) 输出电压正负对称,为交流信号,频率和输入电压相同;通过改变控制角的大小,既可 以控制输出电压的大小。因此,此电路为交流调压电路。 (2 分)
Vd
.
VD
IGBT
. . . .
Ls
L
VDs Rs
电网
M Em
电网
Cs
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1
2
RL
(图 3)
(图 4)
四、 分析题(共 24 分)
29、图 6 为交直交单相桥式电压型逆变电路, (1)根据给出的 4 个 IGBT 栅极信 号波形,画出稳态时负载电压 uo 波形、负载电流 io 波形; (2)结合波形分析电 路工作过程。 (14 分) 30、图 7 所示,为一个晶闸管和四个二极管组成的单相桥式交流调压电路,电阻 为 1 欧姆, 根据输入电压和驱动信号波形,画出输出电压波形、通过二极管 VD1
《 》试卷第 6 页 共 8 页
(2 分)
电压为 U o U d 。 (3)第三阶段
(2 分)
在 t t 3 时, V2 V3 导通, U o U d ,电流方向相反,变换规律与第一阶段相同,时 间延后半个周期, t 3 t1 T (4)第四阶段 在 t t 4 时, V2 V3 栅极信号为零而关断, VD1 、 VD4 在负载电感电势作用下而导通,
L
电网
Id
电网
M Em
电能
1
(图 3 分 )
2
四.分析说明题 29.开关器件 V1, 4 与 V2,3 的栅极信号在一个周期内各有半周正偏,半周反偏,二者互补。 (1 分) (1)第一阶段 在 t t1 时, V1 V4 导通,此时负载电流为零。当 t t1 时,负载电流按指数规律上升。 电流方向如图中 t1 ~ t 2 段,此阶段输出电压为 U o U d 。 (2)第二阶段 在 t t 2 时, V1 V4 关断,同时给 V2 V3 栅极信号,但感性负载中的电流不能立刻改变方 向,于是 VD2 、 VD3 导通,电流继续按原方向流动,将电感电能向电源回馈,而 V2 V3 承受 反压不能导通。此阶段直到 t t 3 时,电流 io (t 3 ) 0 ,此时 VD2 、 VD3 关断。此阶段输出
《 》试卷第 3 页 共 8 页
的电流波形,并分析电路的工作原理。 (10 分)
u G1 uG 4 uG 2 uG 3
2 t
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2
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t
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(图 6)
《
》试卷第 4 页 共 8 页
ui 0 ug 0 uo
VD1
VD3 VT
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t
ui
VD4
VD2
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06~07 学年《 电力电子技术基础 B 卷》参考答案
一.选择题 1. A 2. C 3. A 4. B 5. D 6. A 7. C 8. C 9. B 10. A 二.判断题 1. √ 2. √ 3. × 4. √ 6. √ 7. √ 8. × 9. √ 三.填空题 1.调制比,调制波频率,载波频率 2.82.73V 3.33.3V 4.无,
( 密 封 线 内 不 答 题 ) ………………………………………密………………………………………………封………………………………………线……………………………………
诚信应考,考试作弊将带来严重后果!
华南理工大学期末考试
《电力电子技术基础》试卷
注意事项:1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚; 2. 所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上); 3.考试形式:闭卷; 4. 本试卷共五大题,满分 100 分, 考试时间 120 分钟。
5. √ 10. √
2U 2 , 2 2U 2
5.防止开关器件在关断时产生过电压和减少开关损耗
《
》试卷第 8 页 共 8 页
14. × 19. √
15. × 20.×
三.填空题(每空 1.5 分) 21.均压,静态均压,动态均压 22.升压斩波,20 23.顺向串联,触发电路工作不可靠、晶闸管发生故障、交流电源缺相或者突然消失、 逆变角过小(任选其二) 24.阳极-阴极之间加有正向电压,门极-阴极之间加正向电压和电流(触发脉冲) 25.开通 (或者 电流 或者 抑止 di/dt),关断(或者 电压 或者 抑止 du/dt) 26.停止/封锁,逆变
(图 7)
《
》试卷第 5 页 共 8 页
06~07 学年《 电力电子技术基础 A 卷》参考答案
一.选择题(每题一分) 1. B 2. D 3. A 6. C 7. C 8. D 二.判断题(每题一分) 11. √ 12. × 16. √ 17. √ 4. C 9. B 5. D 10. D
13. × 18. √
2
。
(2 分)
V1 V4 不能导通。此时 U o U d ,电流反向,变换规律与第二阶段相同,时间延后半个周期。
(2 分) 总之,负载电压为方波,与 V1 、V4 和 V2 V3 的栅极信号变换一致。电流为两端指数衰减 曲线构成的正负半波对称的交流。
U GE1, 4
(1 分)
0
U GE 2,3
t2
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姓名
学号
学院
专业
A、60º B、120º C、180º D、240º 10 、以下的换流方式,哪个不是晶闸管的换流方式………………………… ( ) A、电源换流 B、负载换流 C、强迫换流 D、器件换流
二 、判断题(正确打√,错误打×,共 10 分)
11、GTR 一次击穿后,若集电极电流不超过与最大允许耗散功率相对应的限制, GTR 不会 损 坏 。 … …… … ………… …………… ……… … … ……… … … ( ) 12、电力 MOSFET 一般工作在开关状态,即在截止区和饱和区之间来回转换。 ……………………………………………………………………………… ( ) 13、对于 IGBT,如果集电极电流过大,栅极将失去对集电极电流的控制作用, 这种现象称为动态擎住效应。…………………………………………… ( ) 14、三相全控整流电路输出电压是电源相电压的一部分。…………………( ) 15、 可控整流电路, 当控制角增大时, 功率因数也随之增大。 ……………( ) 16、凡是负载电流波形超前负载电压即容性负载都可以实现负载换流。… ( ) 17、 交流调功电路和相控交流调压电路的电路形式完全相同, 只是控制方式不同。 …… ……………………… ……………… ……………… ……………… ( ) 18、 逆变电路的多重化除了用于调压外,另一个主要的目的是消除输出的高次谐 波。………………………………………………………………………… ( ) 19、 交交变频电路可运行于整流和逆变状态,用于电动机调速可以很容易实现四 象限运行。………………………………………………………………… ( ) 20、由三角波和正弦波的自然交点产生 SPWM 波形,这种方法称为规则采样法。 …… ……………………… ……………… ……………… ……………… ( )
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(图 1)
》试卷第 2 页 共 8 页
23、 逆变失败是指工作于逆变状 L D 态的变流器,由于某种原因,出 R 现了输出平均电压和直流电动 势 的状态,而变 Ui S Uo C 流器内阻很小, 于是产生很大的 短路电流; 造成逆变失败的原因 有: 、 (图 2) 。 (任意写 2 种) 24、晶闸管导通的 2 个条件是: (1) 、 (2) 。 25、 如图 3 所示, 为 IGBT 的缓冲电路, 电路中, LS、 VD 的作用是 缓 冲,RS、VDS、CS 的作用是 缓冲。 26、图 4 为两组变流器反并联的可逆线路,工作于正转逆变状态,1 组(正组) 变流器工作于 状态,2 组(反组)变流器工作于 状态, 并在图上标明电动机及反电动势极性,电流 Id 的方向,电能传输方向(由变流 器指向电动机或反之) 。
三、 填空题(共 24 分,每空 1.5 分)
21、图 1 所示为晶闸管的串联电路,晶闸管串联时 要采用 措施,图 1 中的两个 RP 的作用是 ;两个 R、C 串联的作用 是 。
VT2 RP VT1 RP R C R C
22、 图 2 所示为 电路, 若输入电压为 10V,开关 S 的开关周期为 10mS,一个周期导通时 间为 5 mS,在电流连续、理想的工作情况下,输出 V。 电压为
座位号
题 号 得 分 评卷人
一
二
三
四
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总分
一、 单项选择题(将正确答案填在题干后面的括号内,共 10 分)
1、普通二极管和快速(快恢复)二极管在开关频率上的不同,主要是体现在哪 ) 个参数上的差异:………………………………………………………………( A.开通时间 B.反向恢复时间 C.关断时间 D.反向电流延迟时间 2、晶闸管被触发从断态转入通态就除去触发信号,能维持通态所需要的最小阳 极电流称为:…………………………………………………………………… ( ) A.通态平均电流 B.浪涌电流 C.维持电流 D.擎住电流 3、 电压型逆变器中间直流环节贮能元件是……………………………………( ) A.电容 B.电感 C.电阻 D.电动机 4、不可在第一和第四象限工作的变流电路 是…………………………………( ) A.三相半波可控整流电路 B.单相桥式全控整流电路 C.三相桥式半控整流电路 D.矩阵式变频电路 5、为了保护电力电子装置,需要在装置中加上必要的过流保护措施,以下选项 ) 中不是常用的过流保护措施有……………………………………………( A、快速熔断器 B、过电流继电器 C、集-射极电压识别电路 D、RC 吸收电路 6、 若 SPWM 逆变器的输出频率变化范围很宽,PWM 波的调制方式应采用( ) A、异步调制 B 、同步调制 C、分段同步调制 D、分段异步调制 7、电流型逆变器输出电流波形是……………………………………………( ) A、三角波 B、正弦波 C、矩形波 D、梯形波 8、单相半控桥式整流大电感负载电路中,为了避免出现一个晶闸管一直导通, 另两个整流二极管交替换相导通的失控现象发生, 采取的措施是在负载两端并联 一个……………………………………………………………………………… ( ) A、电容 B、电感 C、电阻 D、二极管 9、电压型三相桥式逆变电路,当采用纵向换流时,每个开关管一个周期导通多 少度……………………………………………………………………………… ( )
t4
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0
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0
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V1 V4
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(此图 4 分,每个波形 2 分)
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t1
2
t
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(此图 4 分,每个波形 2 分)
《 》试卷第 7 页 共 8 页
30、此电路为交流调压电路 (1)当输入电压为正半波期间,VD1、VT、VD2 串联回路承受正向电压,晶闸管具备导通 的第一个条件;在 t1 时刻,给晶闸管触发脉冲,晶闸管又具备了导通的第二个条件,因此, 从 t1 时刻开始,晶闸管导通,电流经过 VD1、VT、VD2、R 形成回路,负载上边的电压即 为输入电压。此时,通过晶闸管的电流、通过 VD1、VD2 的电流和负载电流相等。 (2 分) (2)180 度时,输入电压过零,VT 截止; (3)当输入电压为负波期间,VD3、VT、VD4 串联回路承受正向电压,晶闸管具备导 通的第一个条件;在(π+t1)时刻,给晶闸管触发脉冲,晶闸管又具备了导通的第二个条 件,因此,从(π+t1)时刻开始,晶闸管导通,电流经过 R、VD3、VT 、VD4 形成回路, 负载上边的电压即为输入电压的负半波部分。在此期间,VD1 不导通。 (2 分) 输出电压正负对称,为交流信号,频率和输入电压相同;通过改变控制角的大小,既可 以控制输出电压的大小。因此,此电路为交流调压电路。 (2 分)
Vd
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VD
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VDs Rs
电网
M Em
电网
Cs
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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(图 3)
(图 4)
四、 分析题(共 24 分)
29、图 6 为交直交单相桥式电压型逆变电路, (1)根据给出的 4 个 IGBT 栅极信 号波形,画出稳态时负载电压 uo 波形、负载电流 io 波形; (2)结合波形分析电 路工作过程。 (14 分) 30、图 7 所示,为一个晶闸管和四个二极管组成的单相桥式交流调压电路,电阻 为 1 欧姆, 根据输入电压和驱动信号波形,画出输出电压波形、通过二极管 VD1
《 》试卷第 6 页 共 8 页
(2 分)
电压为 U o U d 。 (3)第三阶段
(2 分)
在 t t 3 时, V2 V3 导通, U o U d ,电流方向相反,变换规律与第一阶段相同,时 间延后半个周期, t 3 t1 T (4)第四阶段 在 t t 4 时, V2 V3 栅极信号为零而关断, VD1 、 VD4 在负载电感电势作用下而导通,
L
电网
Id
电网
M Em
电能
1
(图 3 分 )
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四.分析说明题 29.开关器件 V1, 4 与 V2,3 的栅极信号在一个周期内各有半周正偏,半周反偏,二者互补。 (1 分) (1)第一阶段 在 t t1 时, V1 V4 导通,此时负载电流为零。当 t t1 时,负载电流按指数规律上升。 电流方向如图中 t1 ~ t 2 段,此阶段输出电压为 U o U d 。 (2)第二阶段 在 t t 2 时, V1 V4 关断,同时给 V2 V3 栅极信号,但感性负载中的电流不能立刻改变方 向,于是 VD2 、 VD3 导通,电流继续按原方向流动,将电感电能向电源回馈,而 V2 V3 承受 反压不能导通。此阶段直到 t t 3 时,电流 io (t 3 ) 0 ,此时 VD2 、 VD3 关断。此阶段输出
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的电流波形,并分析电路的工作原理。 (10 分)
u G1 uG 4 uG 2 uG 3
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(图 6)
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06~07 学年《 电力电子技术基础 B 卷》参考答案
一.选择题 1. A 2. C 3. A 4. B 5. D 6. A 7. C 8. C 9. B 10. A 二.判断题 1. √ 2. √ 3. × 4. √ 6. √ 7. √ 8. × 9. √ 三.填空题 1.调制比,调制波频率,载波频率 2.82.73V 3.33.3V 4.无,
( 密 封 线 内 不 答 题 ) ………………………………………密………………………………………………封………………………………………线……………………………………
诚信应考,考试作弊将带来严重后果!
华南理工大学期末考试
《电力电子技术基础》试卷
注意事项:1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚; 2. 所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上); 3.考试形式:闭卷; 4. 本试卷共五大题,满分 100 分, 考试时间 120 分钟。
5. √ 10. √
2U 2 , 2 2U 2
5.防止开关器件在关断时产生过电压和减少开关损耗
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》试卷第 8 页 共 8 页
14. × 19. √
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三.填空题(每空 1.5 分) 21.均压,静态均压,动态均压 22.升压斩波,20 23.顺向串联,触发电路工作不可靠、晶闸管发生故障、交流电源缺相或者突然消失、 逆变角过小(任选其二) 24.阳极-阴极之间加有正向电压,门极-阴极之间加正向电压和电流(触发脉冲) 25.开通 (或者 电流 或者 抑止 di/dt),关断(或者 电压 或者 抑止 du/dt) 26.停止/封锁,逆变
(图 7)
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06~07 学年《 电力电子技术基础 A 卷》参考答案
一.选择题(每题一分) 1. B 2. D 3. A 6. C 7. C 8. D 二.判断题(每题一分) 11. √ 12. × 16. √ 17. √ 4. C 9. B 5. D 10. D
13. × 18. √
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(2 分)
V1 V4 不能导通。此时 U o U d ,电流反向,变换规律与第二阶段相同,时间延后半个周期。
(2 分) 总之,负载电压为方波,与 V1 、V4 和 V2 V3 的栅极信号变换一致。电流为两端指数衰减 曲线构成的正负半波对称的交流。
U GE1, 4
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