电力电子技术试题及答案3及电力电子技术试题及答案十

德州科技职业学院机电系14级机电专业
期末考试试题
《电力电子技术》试卷
一、选择（每题1.5分，共60分）
1、晶闸管内部有（）个PN结。

A、1
B、2
C、3
D、4
2、晶闸管在电路中的门极正向偏压（）越好。

A、越大
B、越小
C、不变
D、越稳定
3、晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（）来表示的。

A、有效值
B、最大值
C、平均值
D、瞬时值
4、双向晶闸管是用于交流电路中的，其外部有（）个电极。

A、一个
B、两个
C、三个
D、四个
5、下列电力半导体器件电路符号中，表示IGBT器件电路符号的是（）
6、比较而言，下列半导体器件中开关速度最快的是（）
A、IGBT
B、MOSFET
C、GTR
D、GTO
7、比较而言，下列半导体器件中开关速度最慢的是（）
A、IGBT
B、MOSFET
C、GTR
D、GTO
8、比较而言，下列半导体器件中性能最好的是（）
A、IGBT
B、MOSFET
C、GTR
D、GTO
9、比较而言，下列半导体器件中输入阻抗最大的的是（）
A、IGBT
B、MOSFET
C、GTR
D、GTO
10、下列半导体器件中属于电流型控制器件的是（）
A、IPM
B、MOSFET
C、IGBT
D、GTO
11、逆变电路输出频率较高时，电路中的开关元件应采用（）
A、晶闸管
B、单结晶体管
C、电力晶体管
D、绝缘栅双极型晶体管
12、电力场效应管MOSFET适于在（）条件下工作
A、直流
B、低频
C、中频
D、高频
13、要使绝缘栅双极型晶体管导通，应（）
A、在栅极加正电压
B、在集电极加正电压
C、在栅极加负电压
D、
在集电极加负电压
14、电力晶体管的开关频率（）电力场效应管
A、稍高于
B、低于
C、远高于
D、等于
15、如晶闸管的正向阻断重复峰值电压为745V，反向重复峰值电压为825V，则该晶闸管的额定电压为（）
A、700V
B、750V
C、800V
D、850V
16、下列电力电子器件中，（）的驱动功率小，驱动电路简单
A、普通晶闸管
B、可关断晶闸管
C、电力晶体管
D、功率场效应晶体管
17、二极管两端加上正向电压时（）
A、一定导通
B、超过死区电压才导通
C、超过0.3V才导通
D、超过0.7V才导通
18、下列电力半导体器件电路符号中，表示GTO器件电路符号的是（）
19、下列电力半导体器件电路符号中，表示GTR器件电路符号的是（）
20、下列电力半导体器件电路符号中，表示MOSFET器件电路符号的是（）
21、单结晶体管振荡电路是利用单结晶体管的（）工作特性设计的
A、截止区
B、负阻区
C、饱和区
D、任意区域
22、在晶闸管直流电动机调速系统中，改变（）就能改变直流电动机的转速。

A、整流方式
B、晶闸管导通角
C、电源电压
D、电源频率
23、按逆变电路的（），分为全控型逆变电路和半控型逆变电路。

A、器件
B、输出电能
C、直流侧电源性质
D、电流波形
24、在一般可逆电路中，最小逆变角βmin选在下面哪一种范围合理（）
A、300-350
B、100-150
C、00-100
D、00
25、在有源逆变电路中，逆变角β的移相范围应选（）为最好
A、900-1800
B、350-900
C、00-900
26、不属于换流方式的是（）
A、器件换流
B、电网换流
C、单相换流
D、负载换流
27、通过附加的换流装置，给欲关断的器件强迫施加反向电压或反向电流的换流方式称为( )
A、器件换流
B、电网换流
C、单相换流
D、强迫换流
28、串联谐振式逆变器属于（）
A、电压型
B、电流型
C、电阻性
29、并联谐振式逆变器属于（）
A、电压型
B、电流型
C、电阻性
30、通过变流器把直流电能变成某一频率或可调频率的交流电能直接供给负载，称为（）
A、有源逆变
B、无源逆变
C、整流
D、反馈
31、并联谐振式逆变器的换流（）电流并联
A、电感与电阻
B、电感与负载
C、电容与电阻D电容与负载
32、（）是依靠专门的换流回路使晶闸管在需要的时刻关断
A、负载振荡式换流
B、强迫换流
C、可关断晶闸管换流
D、大功率晶体管换流
33、双向晶闸管内部有（）个PN结
A、3
B、4
C、5
D、6
34、交流调压是把不变的交流电压变换成（）可调的交流电压
A、最大值
B、有效值
C、瞬时值
D、可调值
35、单相交流调压电路带电阻性负载时，控制角α的移相范围为（）
A、00-600
B、00-900
C、00-1800
D、00-2700
36、双向晶闸管的四种触发方式中（）触发灵敏度最高。

A、Ⅰ+
B、Ⅰ-
C、Ⅲ+
D、Ⅲ-
37、晶闸管触发电路中，若改变（）的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的
A、控制电压
B、控制电流
C、同步电压
D、脉冲变压器变比
38、晶闸管是一种既具有（），又具有整流作用的大功率半导体器件
A、稳压
B、滤波
C、开关作用
D、变压
39、交流调压电路是维持（）不变，只改变输出电压幅值的电路
A、电流
B、功率
C、电压
D、频率
40、在室温下门极断开时，元件从较大的通态电流降至刚好能保持导通的最小阳极电流称为（）
A、擎住电流
B、维持电流
C、最小电流
D、最大电流
二、判断题（每题1分，共20分）
1、给晶闸管阳极和阴极之间加正向电压它就会导通。

（）
2、给晶闸管门极和阴极之间加正向电压它就会导通。

（）
3、给晶闸管的阳极和阴极之间加反向电压，已经导通的晶闸管会截止。

（）
4、给晶闸管的门极和阴极之间加反向电压，已经导通的晶闸管会截止。

（）
5、双向晶闸管的额定电流与普通晶闸管的额定电流相同。

（）
6、双向晶闸管可用两个反并联的普通晶闸管代替。

（）
7、KP30—9表示该晶闸管的额定电压是30V。

（）
8、KP30—9表示该晶闸管的额定电流是9A。

（）
9、KP30—9表示该晶闸管的额定电压是9V。

（）
10、KP30—9表示该晶闸管的额定电流是30A。

（）
11、电力电子器件在使用中必须要加散热器。

（）
12、电力电子器件通常工作在开关状态。

（）
13、晶闸管有三个电极，分别称为正极、负极和门极。

（）
14、晶闸管由截止状态进入到导通状态必须同时具备两个条件。

（）
15、普通晶闸管、功率晶体管、功率场效应管、绝缘栅双极型晶体管均属于全控型器件。

（）
16、普通晶闸管为全控型器件，可关断晶闸管为半控型器件。

（）
17、按逆变后能量馈送去向的不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分为有源逆变器与无源逆变器两大类。

（）
18、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。

（）
19、有源逆变装置是把逆变后的交流能量送回电网。

（）
20、无源逆变指的是不需要逆变电源的逆变。

（）
三、简述晶闸管的导通、关断条件。

（8分）
四、双向晶闸管有哪几种触发方式？最常用的是哪些?（12分）
《电力电子技术》14级期末考试试题评分标准一、选择题（每题2分，共80分）
1-5 C A C C C 6-10 B D C B D 11-15 D D A B A
16-20 D B A D B 21-25 B B A A B 26-30 C D A B B
31-35 D B B B C 36-40 A A C D B
二、判断题（每题1分，共20分）
1-5 ХХ√ХХ6-10 ХХХХ√
11-15√√Х√Х16-20 Х√Х√Х
三、（8分）
导通条件：门极和阴极之间加正向电压；阳极和阴极之间加正向电压，两者缺一不可。

关断条件：降低阳极和阴极之间的电流至维持电流以下。

四、（12分）
四种触发方式：Ⅰ+触发、Ⅰ_触发、Ⅲ+触发、Ⅲ_触发
最常用的是Ⅰ+触发、Ⅲ_触发。

考试试卷十
一、填空题：（本题共8小题，每空1分，共20分）
1、同一晶闸管，维持电流I H与掣住电流I L在数值大小上有I L______I H。

2、常用的晶闸管有式、式两种。

3、单相半控桥整流电路，带大电感性负载，晶闸管在______时刻换流，二极管则在时刻换流。

4、过电压产生的原因、，可采取、、保护。

5、变频电路所采取的换流方式、、。

6、门极可关断晶闸管主要参数有、、。

7、电力变换通常分为四大类，即、、、。

8、斩波器是在接在恒定直流电源和负载电路之间，用于。

二、选择题：（本题共5小题，每小题2分，共10分）
1、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( ) A.导通状态 B.关断状态 C.饱和状态 D.不定
2、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( )
A.90°
B.120°
C.150°
D.180°
3、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( )
A.2
2
C.2
D. 2
4、在下列可控整流电路中，不能实现有源逆变的是（）
A、单相全控桥整流电路
B、单相双半波整流电路
C、单相半控桥整流电路
D、三相全控桥整流电路
5.电流型逆变器中间直流环节贮能元件是( )
A.电容
B.电感
C.蓄电池
D.电动机
三、简答题：（本题共6小题，每小题5分，共30分）
1、晶闸管实现导通的条件是什么？关断的条件及如何实现关断？
2、什么叫逆变失败？逆变失败的原因是什么？
3、简述对触发电路的三点要求。

4、什么叫过电流？过电流产生的原因是什么？
5、IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点?。

6、试说明PWM控制的基本原理。

四、计算题：（本题共4小题，每小题10分，共40分）
30时,
1、单相桥式全控整流电路,U2=100V,负载中R=20Ω,L值极大当α=︒
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,变压器二次电流有效值I2;
③考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。

2、光台灯由单相交流调压电路供电,设该台灯可看作电阻负载,在α=O时输出
功率为最大值,试求功率为最大输出功率的80%,50%时的开通角α。

60时, 3、三相半波可控整流电路,U2=100V,带电阻电感负载,R=50Ω,L值极大,当α＝︒
要求:①画出Ud, Id和I VT1的波形; ②计算U d、I d、I dT和I VT
4、某一电阻负载，要求输出直流电压U d=0～24v,最大负载电流I d=30A。

采用单相半波可控整流电路。

用220V直接供电或用变压器降压到60V供电。

计算两种方案下，不考虑完全裕量时，晶闸管的导通角θ，额定电流I N, 额定电压U N，电源的功率因数和电源容量。

试卷参考答案及评分标准( 10 卷)
课程名称： 电力电子技术 选课课号：
适用专业/年级： 抽（命）题人：
考试方式： 闭卷 卷面总分： 100 分
一、填空题：（本题共8小题，每空1分，共20分）
1、空1答案=（2～4）。

2、空1答案螺栓式；空2答案平板式。

3、空1答案触发；空2答案电源电压过零点。

4、空1答案浪涌电压；空2答案操作过电压；空3答案阻容吸收；空4答案硒堆；空5答
案压敏电阻。

5、空1答案自然换流；空2答案负载换流；空3答案强迫换流。

6、空1答案最大可关断阳极电流IATO ；空2答案电流关断增益off β；空3答案强擎住电流
IL 。

7、空1答案交流变直流（整流）；空2答案直流变交流（逆变）；空3答案直流变直流（直
流斩波）；空4答案交流变交流。

8、空1答案改变加到负载电路上的直流电压平均值的一种电力电子器件变流装置。

二、选择题：（本题共5小题，每小题2分，共10分）
1、（B ）
2、（D ）
3、（B ）
4、（B ）
5、（B ）
三、问答题：（本题共6小题，每小题5分，共30分）
1、（5分）
答：在晶闸管阳极——阴极之间加正向电压，门极也加正向电压，产生足够的门极电流Ig ，
则晶闸管导通，其导通过程叫触发。

关断条件：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。

（3分）
实现关断的方式：1>减小阳极电压。

2>增大负载阻抗。

3>加反向电压。

（2分）
2、（5分）
答：晶闸管变流器在逆变运行时，一旦不能正常换相，外接的直流电源就会通过晶闸管电路
形成短路，或者使变流器输出的平均电压和直流电动势变成顺向串联，形成很大的短路电流，
这种情况叫逆变失败，或叫逆变颠覆。

造成逆变失败的原因主要有： （2分）
触发电路工作不可靠。

例如脉冲丢失、脉冲延迟等。

晶闸管本身性能不好。

在应该阻断期间管子失去阻断能力，或在应该导通时不能导通。

交流电源故障。

例如突然断电、缺相或电压过低等。

换相的裕量角过小。

主要是对换相重叠角γ
估计不足，使换相的裕量时间小于晶闸管的关断
时间。

（3分）
3、（5分）
答：（1）触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠通电。

（2分）
（2）触发脉冲应有足够的幅度。

（2分）
（3）不超过门级电压，电流和功率定额，且在可能触发区域之间。

（1分）
4、（5分）
答：当流过晶闸管的电流大大超过其正常工作电流时，称为过电流。

产生的原因有：（1）直流侧短路；
（2）机械过载；
（3）可逆系统中产生环流或者逆变失败；
（4）电路中管子误导通及管子击穿短路等。

（5分）
5、（5分）
IGBT驱动电路的特点是:驱动电路具有较小的输出电阻,ⅠGBT是电压驱动型器件,IGBT的驱动多采用专用的混合集成驱动器。

（1分）GTR驱动电路的特点是:驱动电路提供的驱动电流有足够陡的前沿,并有一定的过冲,这样可加速开通过程,减小开通损耗,关断时,驱动电路能提供幅值足够大的反向基极驱动电流,并加反偏截止电压,以加速关断速度。

（1分）GTO驱动电路的特点是:GTO要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿应有足够的幅值和陡度,且一般需要在整个导通期间施加正门极电流,关断需施加负门极电流,幅值和陡度要求更高,其驱动电路通常包括开通驱动电路,关断驱动电路和门极反偏电路三部分。

（2分）电力MOSFET驱动电路的特点:要求驱动电路具有较小的输入电阻,驱动功率小且电路简单。

（1分）
6、（5分）
PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。

即通过对一系列脉冲的宽度进行调制来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。

（1分）
在采样控制理论中有一条重要的结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯蚌的环节上时,其效果基本相同,冲量即窄脉冲的面积。

效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。

上述原理称为面积等效原理。

（1分）
以正弦pWM控制为例。

把正弦半波分成Ⅳ等份,就可把其看成是N个彼此相连的脉冲列所组成的波形。

这些脉冲宽度相等,都等于 /n,但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线,各脉冲幅值按正弦规律变化。

如果把上述脉冲列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替,使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合,且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积(冲量)相等,就得到PWM波形。

各PWM脉冲的幅值相等而宽度是按下弦规律变化的。

根据面积等效原理,PWM波形和正弦半波是等效的。

对于正弦波的负半周,也可以用同样的方法得到PWM波形。

可见,所得到的PWM波形和期望得到的正弦波等效。

（3分）
四、计算题：（本题共4小题，每小题10分，共40分）
1、（10分）
解：（1）解:①Ud、Id、和I2的波形;如下图:
（4分）
②输出平均电压Ud 、电流Id,变压器二次电流有效值I2分别为
Ud=0.9U2cos α=0.9×100×cos ︒30＝77.97（V ） Id ＝Ud/R=77.97/2=38.99(A)
I2=Id=38.99(A) （3分） ③晶闸管承受的最大反向电压为:
2U2=1002=141.4(V) - 考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为:
UN=(2~3)×141.4=283~424(V)
具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。

流过晶闸管的电流有效值为:
IVT=Id/2=27.57(A)
晶闸管的额定电流为:
IN=(1.5~2)×27.57/1.57=26~35(A)
具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。

（3分）
2、（10分）
解: α=O 时的输出电压最大,为
Uomax=
1)sin 2(101U t U =∏⎰∏ω
此时负载电流最大,为 Iomax=R U R
u o 1max = （3分） 因此最大输出功率为
输出功率为最大输出功率的80%时,有:
Pmax=Uomax Iomax=R U 2
1
此时,
Uo=18.0U
又由
Uo=U1
∏-∏+∏αα22sin （3分） 解得
︒=54.60α 同理,输出功率为最大输出功率的50%时,有:
Uo=15.0U
又由
Uo=U1
∏-∏+∏αα22sin ︒=90α （4分）
3、（10分）
解: ①Ud, Id 和IVT1的波形如下图:
（5分）
②Ud 、Id 、IdT 和IVT 分别如下
Ud=1.17U2cos α=1.17×100×cos ︒60=58.5(V)
Id ＝Ud/R=58.5/5=11.7(A)
IdvT=Id/3=11.7/3=3.9(A)
IVT=Id/3=6.755(A) （5分）
4、（10分）
解：①U2=220v 时
Ud=0.45U22)
cos 1(1α+ （1分）
Cos α=245.02U U d
——1=22045.0242⨯⨯－1= －0.5 （1分）
1α ＝120° θ1=180°－120°＝60° （1分）
电流平均值 Id=30A Rd=Rd Ud =3024
==0.8Ω （1分）
电流有效值 I ==Rd U ==Rd U 2
A 832242sin =∏-∏+∏α （1分）
额定电流IN ≥57.1I =57.14
.83==53A
额定电压UN ≥ Udm=V U 311220222=⨯= （1分）
功率因数 Cos ϕ==∏-∏+∏
22sin 41αα==0.302 （1分） 电源视在功率 S1=U2I=220KVA 36.184.83=⨯ （1分） U2=60v 时
1412=θ° IN A 8.33≥ UN ≥84.2
Cos 71.02=ϕ S2=3.18KVA （2分）。