电力电子考试试卷

一、填空题（11 小题，每空0.5分，共 22 分）

1、电力电子学是

由、和

交叉而形成的边缘学科。

2、按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，可以将电力电子器件分为以下三类；

1) 的电力电子器件被称为半控型器件，这类器件主要是指及其大部分派生器件。

2) 的电力电子器件被称为全控型器件，这类器件品种很多，目前常用的有和。

3) 的电力电子器件被称为不可控器件，如。

3、根据下面列出的电力电子器件参数的定义，在空格处填写该参数的名称。

4、在GTR、GTO、IGBT与MOSFET中，开关速度最快的是_________，单管输出功率最大的是

_____________，在中小功率领域应用最为广泛的是___________。

5、电力电子器件的驱动电路一般应具有电路与之间的电气隔离环节，一般采用光隔离，例如；或磁隔离，例如

。

6、缓冲电路又称为吸收电路，缓冲电路可分为关断缓冲电路和开通缓冲电路。其中缓冲电路

又称为du／dt抑制电路，用于吸收器件的过电压。缓冲电路又称为di／dt抑制电路，用于抑制器件时的电流过冲和di／dt，减小器件的损耗。

7、单相半波可控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相半波可控整流电路和三相桥式全控整流电路，当负载分别为电阻负载和电感负载时，晶闸管的控制角移相范围分别是多少（用角度表示，如0°～180°）？

8、在单相全控桥式电阻-反电动势负载电路中，当控制角α大于停止导电角δ时，晶闸管的导通角θ=_____________。当控制角α小于停止导电角δ时，且采用宽脉冲触发，则晶闸管的导通角

θ=_____________。

9、由于器件关断过程比开通过程复杂得多，因此研究换流方式主要是研究器件的关断方法。换流方式可分以下四种：，，

，

。

10、正弦脉宽调制（SPWM）技术运用于电压型逆变电路中，改

变_可改变逆变器输出电压幅值；改

变 _ _可改变逆变器输出电压频率；改变

_ _可改变开关管的工作频率。

11、在SPWM控制电路中，根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制可分

为与_______ _两种类型，采用_______ _调制可以综合二者的优点。

二、选择题（5 小题，每空0.5分，共3分）

1、晶闸管稳定导通的条件（）

A、晶闸管阳极电流大于晶闸管的擎住电流

B、晶闸管阳极电流小于晶闸管的擎住电流

C、晶闸管阳极电流大于晶闸管的维持电流

D、晶闸管阳极电流小于晶闸管的维持电流2

、某晶闸管，若其断态重复峰值电压为500V，反向重复峰值电压700V，则该晶闸管的额定电压是（）

A 500V

B 600V

C 700V D1200V

3、（）存在二次击穿问题。

A. SCR

B. GTO

C. GTR

D. P.MOSFET

E. IGBT

4、下图所示的是（）的理想驱动信号波形。

A. SCR

B. GTO

C. GTR

D. P.MOSFET

E. IGBT

5、IGBT 综合了（ ）和（ ）的优点，因而具有良好的特性。

A. SCR

B. GTO

C. GTR

D. P.MOSFET

F. 电力二极管

三、计算题（4 小题，共20分） 1、单相桥式全控整流电路，U2=200V ，负载中R=2Ω，L 值极大，反电势E=120V 。已知控制角的变化范围是： 0°~30°,考虑安全裕量(按1.5倍计算)，确定晶闸管的额定电压和额定电流。（4分）

2、单相全控桥式变流电路工作在有源逆变状态下，已知U2=200V ，电动机反电势E=120V ，负载中R=2Ω，L 极大。回答下列问题。(6分)

（1）画出变流电路的电路图，并在图中标出在有源逆变初期电动机反电势的极性和变流电路输出直流电压的极性。

（2）逆变角β应限制在什么范围内？画出β＝60°时的d u 和d i 的波形。

3、三相桥式全控整流电路，U2=100V ，带阻感负载，R=5Ω，L 值极大，当 α =60°时，回答下列问题。（4分）（注：后面有提示）

（1）变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？

（2）求电路的输入功率因数。（提示：有关电流波形及其傅立叶级数）

4、降压斩波电路中，已知电源电压E=16V，要求输出负载电压平均值Uo=12V，回答下列问题：(6分) （1）画出用IGBT构成的降压斩波器的主电路原理图，并推导出理想情况下输入、输出电压的关系表达式。

2）若采用脉冲宽度调制方式，设斩波周期T=1ms，求开通时间T on？

3）若采用脉冲频率调制方式，设开通时间T on=1ms，求斩波周期T？

四、作图题（4 小题，共28分）

1、对于三相全控桥式整流电路，阻感负载，L极大，回答下列问题：（6分）

1）画出该电路带阻感负载时的电路图。

2）当α=π/3时，在下图中画出整流输出电压u d一个周期的波形（用阴影线表示），并在波头上方标出其余5个线电压的名称；若整流电路采用双窄脉冲触发，在图中波形上方的对应位置画出触发脉冲，并标明所对应的器件号。

2、由IGBT构成的桥式可逆斩波电路，负载为直流电动机。电源电压E=200V, 电机为正向电动状态，反电势EM＝100V，电机电枢电阻R=5Ω,电枢电流平直连续，平均值为2A，IGBT的开关频率为10KHz。完成下题：（9分）

1）画出该桥式可逆斩波电路的电路图。

2）采用单极同频控制方式时，计算此时的控制占空比，器件的开关周期，及每个开关周期内导通的时间。