电力电子变流技术 第三版黄俊 王兆安考试试卷(十九).doc

考试试卷( 19 )卷
一、填空题（本题共7小题，每空1分，共20分）
1、电力电子器件一般工作在____状态。

直流斩波电路中最基本的两种电路是___和
_____。

2、电力电子器件组成的系统，一般由________、________、________三部分组成，由
于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加________。

3、阻感负载的特点是________，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的
电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是________ ，其承受的最大正反向电
压均为________，续流二极管承受的最大反向电压为________（设U2为相电压
有效值）。

4、斩波电路有三种控制方式：________、________和________。

5、改变频率的电路称为________，变频电路有交交变频电路和________电路两种形式，
前者又称为________，后者也称为________。

6、把直流电变成交流电的电路称为________，当交流侧有电源时称为________，当
交流侧无电源时称为________。

7、使开关开通前其两端电压为零的开通方式称为_______，它需要靠电路中的_____
来完成。

从晶闸管的伏安特性曲线可知，晶闸管具有____________的特性。

二、选择题（本题共10小题，每题2分，共20分）
1、三相全控桥式整流电路中，晶闸管可能承受的反向峰值电压为（）
A.U2
B.U2
C.2U2
D.U2
2、关于单相桥式PWM逆变电路，下面说法正确的是（）
A、在一个周期内单极性调制时有一个电平，双极性有两个电平
B、在一个周期内单极性调制时有两个电平，双极性有三个电平
C、在一个周期内单极性调制时有三个电平，双极性有两个电平
D、在一个周期内单极性调制时有两个电平，双极性有一个电平
3、电阻性负载三相全控桥式整流电路中，控制角的范围是（）
A、30°～150°
B、0°～120°
C、15°～125°
D、0°～150°
4、采用多重化电压源型逆变器的目的，主要是为( )
A、减小输出幅值
B、增大输出幅值
C、减小输出谐波
D、减小输出功率
5、电流型三相桥式逆变电路，120°导通型，则在任一时刻开关管导通的个数是不同
相的上、下桥臂( )A、各一只B、各二只 C、共三只D、共四只
6、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（）。

A、PWM
B、PAM
C、SPWM
D、SPAM
7、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（）。

A、SCR
B、GTO
C、MOSFET
D、IGBT
8、IGBT属于（）控制型元件。

A、电流
B、电压
C、电阻
D、频率
9、变流装置的功率因数总是（）。

A、大于1
B、等于1
C、小于1大于0
D、为负
10、三相半波可控整流电路在换相时，换相重叠角γ的大小与哪几个参数有关（）。

A、α、I d、X L、U2φ
B、α、I d
C、α、U2
D、α、U2、X L
三、简答题（本题共3小题，每题5分，共15分）
1、如题图2-21所示的单相桥式半控整流电路中可能发生失控现象，何为失控，
怎样抑制失控？（5分）
2、换流方式各有那几种？各有什么特点？（5分）
3、交交变频电路的主要特点和不足是什么？其主要用途是什么？（5分）
四、作图题（本题共2小题，每小题15分，共30分）
1、如图所示为一个三相桥式电压型逆变电路：
(1)结合电路原理图，说明其主要特点； (7分)
(2)当该电路采用180°导电方式工作时，试画出U UN和U UV的电压波形。

(8
分)
2、单相半控桥电路，U
2
=100V，电阻电感负载，R=2Ω，L值很大，当 =60°
时,画出u
d 、i
d
、i
VT
的波形。

(15分)
五、计算题（本题共3小题，每题10分，共30分）
1、单相桥式全控整流电路，U
2
＝100V，负载中R＝2Ω，L值极大，当α＝30°时，要求：
①作出u
d 、i
d
、和i
2
的波形； (4分)
②求整流输出平均电压U
d 、电流I
d
，变压器二次电流有效值I
2
； (4分)
③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

(2分)
2、三相桥式全控整流电路，U
2
=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当α=60°时，要求：
①画出u
d 、i
d
和i
VT!
的波形； (5分)
②计算U
d 、I
d
、I
dT
和I
VT。

(5分)
3、在图所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20Ω，采用脉宽调制控制方式，当T=40μs，ton=25μs时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。

试卷参考答案及评分标准( 19 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7小题，每题1分，共20分）
1、开关、降压斩波电路、升压斩波电路。

2、主电路、控制电路、驱动电路。

3、电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变。

180︒、U2的最大值、U2的最大值。

4、脉冲宽度调制、频率调制、混合型调制。

5、变频电路、交直交变频、直接变换、间接变换
6、逆变；有源逆变；无源逆变形
7、零电压开通；谐振
二、选择题：（本题共10小题，每题2分，共20分）
1. D
2. C
3. B
4. C
5. A
6. C
7. D
8. B
9. C 10. A
三、简答题：（本题共3小题，每题5分，共15分）
1、当a 突然增大至180︒或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud成为正弦半波，其平均值保持恒定，称为失控。

增加续流二极管VDR时，续流过程由VDR完成，避免了失控的现象。

续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗。

2、器件换流是利用全控型器件的自关断能力进行换流。

电网换流是将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即可使其关断。

不需要器件具有门极可关断能力，但不适用于没有交流电网的无源逆变电路。

负载换流是由负载提供换流电压的换流方式。

强迫换流是设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流的换流方式称为强迫换流。

3、效率较高（一次变流）、可方便地实现四象限工作、低频输出波形接近正弦波接线复杂，采用三相桥式电路的三相交交变频器至少要用36只晶闸管。

受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低。

输入功率因数较低。

输入电流谐波含量大，频谱复杂。

主要用于500kW或1000kW以上的大功率、低转速的交流调速电路中。

目前已在轧机主传
动装置、鼓风机、矿石破碎机、球磨机、卷扬机等场合应用。

既可用于异步电动机，也可用于同步电动机传动。

四、作图题：（本题共2小题，每题15分，共30分）
1、(1)每桥臂导电180°，同一相上下两臂交替导电，各相开始导电的角度差120 °。

任一瞬间有三个桥臂同时导通。

每次换流都是在同一相上下两臂之间进行，也称为纵向换流。

(2)
2、
五、计算题：（本题共3小题，每题10分，共30分）
1、①
I I
② Ud ＝77.85伏 Id ＝38.9安 I2＝38.9安
③ 晶闸管的额定电压234伏 晶闸管的额定电流17.5安 2、解：①ud 、id 和 iVT1的波形如下图：
②Ud 、Id 、IdT 和IVT 分别如下
Ud ＝2.34U2cosa ＝2.34×100×cos60°＝117（V ） Id ＝Ud ∕R ＝117∕5＝23.4（A ） IDVT ＝Id ∕3＝23.4∕3＝7.8（A ） IVT ＝Id ∕ 3＝23.4∕ 3＝13.51（A ）
3、假设L 和C 值很大。

V 处于通态时，电源E 向电感L 充电，电流恒定I1，电容C 向负载R 供电，输出电压Uo 恒定。

V 处于断态时，电源E 和电感L 同时向电容C 充电，并向负载提供能量。

设V 通态的时间为ton ，此阶段L 上积蓄的能量为，设V 断态的时间为toff ，则此期间电感L 释放能量为，稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等，
b)
u
V i
V
i V
Uo=80伏 Io= 4 安
E t T
E t t t U off
off off on o =+=。