电力电子技术复习题 (2)

电力电子技术总习题试题答案

一、简答题

1、晶闸管导通的条件是什么？

（1）晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压

（2）晶闸管门极和阴极之间必须施加适当的正向脉冲电压和电流

2、有源逆变实现的条件是什么？

（1）晶闸管的控制角大于90度，使整流器输出电压Ud为负

（2）整流器直流侧有直流电动势，其极性必须和晶闸管导通方向一致，其幅值应大于变流器直流侧的平均电压

3、电压源逆变电路与电流源逆变电路的区别？

（1）电压型无源逆变电路直流侧接大电容滤波，输出电压为方波交流，输出电流的波形与负载性质有关；电流型无源逆变电路直流侧接大电感滤波，输出电流为方波交流，输出电压的波形与负载性质有关

（2）电压型无源逆变电路各逆变开关管都必须反并联二极管，以提供之后的感性负载电流回路；电流型无源逆变电路各逆变开关管不需反并联二极管，但是应在负载两端并联电容，以吸收换流时负载电感中的储能

4、单极性调制与双极性调制的区别？

（1）单极性调制是指逆变器输出的半个周期中，被调制成的脉冲输出电压只有一种极性，正半周为+Ud和零，负半周为-Ud和零

（2）双极性调制是指逆变器输出的每半个周期中都被调制成+/-Ud之间变化的等幅不等宽的脉冲列

在近似相同的条件下，单极性调制比双极性调制具有更好的谐波抑制效果。

5、电力变换的基本类型包括哪些？

包括四种变换类型：（１）整流ＡＣ－ＤＣ

（２）逆变ＤＣ－ＡＣ

（３）斩波ＤＣ－ＤＣ

（４）交交电力变换ＡＣ－ＡＣ

6、半控桥能否用于有源逆变？为什么。

半控桥不能用于有源逆变，因为半控桥整流输出电压在移相范围内始终大于零。

7、直流斩波器的控制方式？

时间比控制方式：定频调宽定宽调频调频调宽

瞬时值控制和平均值控制

8、电压型无源逆变的特点是什么？

电压型无源逆变电路输入为恒定的直流电压，输出电压为方波交流电压，输出电流波形与负载的性质有关，阻感需要在功率电子器件旁边反并联二极管，以提供滞后电流的续流回路。

9、简述正弦脉宽调制技术的基本原理？

正弦脉宽调制技术是把正弦波调制成一系列幅值相等，宽度按正弦规律变化的脉冲列，实现的方式有计算法和调制法两种，调制法分为单极型调制和双极型调制。

10、电力电子技术的定义和作用

电力电子技术是研究利用电力电子器件实现电能变换和控制的电路，内容涉及电力电子器件、功率变换技术和控制理论，作用是把粗电变成负载需要的精电。

11、电力电子系统的基本结构

电力电子系统包括功率变换主电路和控制电路，功率变换主电路是属于电路变换的强电电路，控制电路是弱电电路，两者在控制理论的支持下实现接口，从而获得期

望性能指标的输出电能。

12、电力电子器件的分类

（１）从门极驱动特性可以分为：电压型和电流型 （２）从载流特性可以分为：单极型、双极型和复合型 （３）从门极控制特性可以分为：不可控、半控及全控型 13、有源逆变和无源逆变的区别

有源逆变是把直流电能逆变成交流电能后送给电网； 无源逆变是把直流电能逆变正交流电能后送给负载； 14、直流斩波器的控制方式 （１）定频调宽 （２）定宽调频 （３）调频调宽

二、图1所示的单相桥式整流电路中，V U 2202=、触发角︒

=30a ，负载为阻感负载，电感L 的值极大，Ω=5R 。

1、绘制输出电压d u 、输出电流d i 、变压器副边电流2i 的波形；

2、计算输出电压d u 、输出电流d i 的平均值及功率因数；

3、计算晶闸管的电流有效值。

R

L

图

1 答案：

1．波形绘制

2．电路参数计算）

)(47.17130cos 2209.0cos 9.02V U U d =︒⨯⨯=⋅⋅=α

d

u d i 2

i t t t

)(29.345

47

.171A R U I d d === 78.0220

47

.171222===⋅⋅=

U U I U I U d d d λ 3．电路参数计算 )(25.242

A I I d T ==

三、三相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载，已知：负载电阻Ω=1R ，电感

=∝d L ，相电压V U 2202=，mH L B 1=，当反电动势V E 400=，控制角α=120°或逆

变角β=60°时，请计算输出电压平均值d U 、输出电流平均值d I 和换相重叠角γ。 答案：

π

26cos 34.22d

B d I X a U U ⋅⋅-︒⋅⋅=

R

U I d d 400

+=

代入数据，解得： )(31.290V U d -= )(69.109A I d = 换相重叠角γ计算： 6

sin

6)cos(cos 2π

γα⋅⋅⋅=

--U I X a d B

解得：

︒=9.8γ

四、图3所示单相交流调压电路，1u 为正弦交流输入电压，有效值V U 2201=，接阻感负载，其中Ω=5.0R ，mH L 2=，求负载电流的最大有效值、最大输出功率及此时功率因数。

R

L

图3

答案：

负载电流最大时，电路必须工作在连续模式，此时控制角等于负载阻抗角。

负载阻抗角：

︒=⨯⨯⨯==---47.51)5

.0102502(

tan )(tan 3

1

1

πωϕR L

那么控制角等于︒47.51时，电流波形连续，负载电流最大 负载电流最大值：

)(275628

.05.0220)

(2

2

2

2

1A L R U I o =+=

+=ω

最大输出功率：

)(7.37cos 1KW I U P o o =⋅⋅=ϕ

此时功率因数：

62.0cos cos ===ϕλa

五、图1所示的单相桥式整流电路中，V U 2202=、触发角︒=60a ，负载为阻性负载， Ω=10R 。

1、绘制输出电压d u 、输出电流d i 、变压器副边电流2i 的波形；

2、计算输出电压d u 、输出电流d i 的平均值及功率因数；

3、请计算晶闸管的电流有效值；