山东建筑大学电力电子试题03级B卷答案

Id =
U d 77.9 = ≈ 39 A R 2
Ud=
U2cosα≈2.34U2cosα=2.34×100×cos75°=60.56V
I 2 = I d = 39 A
I d=
=
=60.56A
IT =
1 I d = 34.96 A 3
五．分析（10 分） 三相半波可控整流电路，接电阻负载，整流变压器为 Y,y12 接法，用锯齿波同步的触发电路 （ NPN 型晶体管组成） ，若要求锯齿波前部留有 30°余量。 试求：1．按相位对应关系，画出接在电源 u 相的晶闸管阳极电压 ua 和该晶闸管触发电路的同 步电压 usua 的波形图。 2．画出时钟表示法的向量图，确定同步变压器的连接组别。 3．画出系统完整的连线图。 解：
2．（10
1 + cos α ，解得 cos α = 0.616 ， α = 52° 2
I d = I dT
θ = 180° − 52° = 128°
四．计算题（45 分） 1． 分） （10 单相桥式全控整流电路， U2=220V， 负载中 R=2Ω， 值极大， L 当 α=30°时 ，
IT = U2 Rd
IT ( AV ) =
2 IT = 40.54 A 1.57
U TM = 2 6U 2 = 489.9V
I 2=
Id≈0.816Id=0.816×60.56=49.42A
4． （10 分） 三相桥式全控整流电路， 反电动势阻感负载， 2=100V， U R=1 ， L=∞， B=1mH， L 求：当 α=30°，E=50V 时 Ud、Id 和换相重叠角γ；并作出 ud、iVT1 的波形。 解：
I T ( AV ) =
2IT = 115.3 A 1.57
3．（10 分）三相全控桥整流电路，已知电感负载 L=0.2H、α=75°、R=1Ω、变压器二次相 电压 U2=100V。试画出 ud 的波形，计算负载的平均整流电压 Ud 和负载电流平均值 Id，计算变压器 二次电流的有效值 I2。
ωL=2πfL=6.28×300×0.2=376.8ΩΩ>>R,可视为大电感负载。
试卷类别：考试；
考试形式：闭卷；
题号 分数
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分
A.
U2
B.
U2
C.2
U2
D.
U2
8．当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在( B )。 A.导通状态 B.关断状态 C.饱和状态 D.不定 一．填空（1×10=10 分） 。 9．下列器件中为全控型器件的是（ D ） 1．晶闸管断态不重复电压 UDSM 与转折电压 UBO 数值大小上应为，UDSM__小于__UBO。 A．双向晶闸管 B．快速晶闸管 C．光控晶闸管 D．功率场效应晶体管 2．三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差_120°__。 10．电压型逆变器，交流侧电压波形为（ A ） 。 3．晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻 R 是__均压___措施。 A．矩形波 B．正弦波 C．锯齿波 D．梯形波 4．三相全控桥整流电路中，晶闸管的触发方式有单宽脉冲触发和__双窄____脉冲触发。 三．简答题（5×5=25 分） 5．在整流电路中，晶闸管的换流属于__电网换流____。 1． 交流调压和交流调功电路有何异同？ 6．将直流电能转换为交流电能直接供给负载使用的逆变电路称为 无源 逆变电路。 答：两者电路形式一样，但控制方式不一样。交流调压是在每个电源周期对输出电压波形进行 7．单相交流调压电路，带阻感性负载，若负载阻抗角为φ，则α的移相范围是 φ～π 。 移相控制；而交流调功不是每个电源周期都对输出波形控制，而是将负载和电源接通几个整周 波，再断开几个整周波。 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_续流二极管__。 9． 降压斩波电路中，已知电源电压 E=12V,负载电压 U0=16V,斩波周期 T=4ms，则开通时间 ton= 3ms 。 10． PWM 控制技术用到的主要理论是 面积等效原理 。 二．单项选择 （1×10=10 分， 选出一个正确答案， 并将正确答案的号码填在题后面的括号内。 ） 1．逆导晶闸管是将大功率二极管与何种器件集成在一个管芯上而成( B )。 B.逆阻型晶闸管 A.大功率三极管 C.双向晶闸管 D.可关断晶闸管 2．晶闸管门极触发信号刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳 极电流，称为（ B ）。 B.擎住电流 C.浪涌电流 D.额定电流 A.维持电流 3．AC/DC 电路中，为抑制交流侧的过电压，可选用（ C ）。 A.电容 B.电感 C.压敏电阻 D.电阻 4．电流型逆变器中间直流环节贮能元件是( B )。 A.电容 B.电感 C.蓄电池 D.电动机 5．三相半波可控整流电路的自然换相点是( B )。 A.交流相电压的过零点 B.本相相电压与相邻相电压正半周的交点处 C.比三相不控整流电路的自然换相点超前 30° D.比三相不控整流电路的自然换相点滞后 60°
220 180° − 52° sin 2 × 52°） π − α sin 2α （ + = + = 90.5 A 80 2π 4π 360° 4 × 180° 50
要求： （1）作出 ud 、 id 和 i2 的波形； （2）求整流输出平均电压 Ud、电流 Id ，变压器二次侧 （3）考虑 2 倍安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 电流有效值 I2 ； U d = 0.9U 2 cos α = 0.9 × 100 × cos 30° ≈ 77.9V
学 号
考试日期
2． 什么是 SPWM 波？ 答：脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的 PWM 波形，称 SPWM 波。
3． 画出理想降压型斩波电路电路图，以及对应输出电压 u0 和输出电流 i0 的波形。
班 级
姓 名
山东建筑工程学院试卷
4． 简述有源逆变产生的条件。 答：必要条件：要有直流电源 E，且满足 E 的方向为使晶闸管导通的方向及 E 的数值应大 于变流器直流侧的平均电压；要求α＞90°，使 Ud 为负值。 充分条件：要有足够大的电感 L，以使逆变连续进行。 5．画出三相半波可控整流电路，在β=30°时，输出电压 ud、电流 id 的波形及与 u 相相连 的晶闸管所承受的电压 uT1 的波形。
U TM = 2 2U 2 = 282.8V
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IT =
1 1 Id = 39 ≈ 27.6 A 2 2
2 I T 2 × 27.6 = ≈ 35 A 1.57 1.57
I T ( AV ) =
分）单相半波可控整流电路对电阻性负载供电，已知 U2=220V，要求输出直流平均 电压 Ud=80V，平均电流 Id=50A，试计算晶闸管的控制角α，导通角θ各为何值 ，并计算流过晶 闸管的电流平均值和有效值。 解：由 U d = 0.45U 2
5． 分）设交流电源相电压 U2=220V，变流器为三相半波电路，R∑=0.2Ω，L→∞。试求 （5 （2） （1）当电动机在提升重物时，变流器的控制角应为何范围值，变流器处于何种工作状态 。 又当电机在降落重物时起制动作用的负载电流 Id=200A，与电机转速相对应的 EM=180V，试求 此时变流器的控制角应为何值。 解： （1）控制角应为小于 90°，变流器工作于整流状态。 （2） I d
= U d − E M U d + 180 = = 200 A RΣ 0 .2
，解得 U d = −140V
β = 57.1°
采用 Y,y6 的同步变压器。
故： U d = − 1.17U 2 cos β = − 140V
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2005 至 2006 学年第 一 学期 电力电子技术 （B） （本科）试卷 考试时间 120 分钟
共 3 页 第 1 页 6．单相全波可控整流大电感负载电路中，控制角α的有效移相范围是( A )。 A.0°～90° B.0°～180° C.90°～180° D.180°～360° 7．单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为( B )。