电力电子技术试题及答案十三

试卷十三一、选择题：（本题共8小题，每小题2分，共16分）1、在型号KP10－12G中，数字10表示（）A．额定电压10V B．额定电流10A C．额定电压1000V D．额定电流100A2、在晶闸管整流电路中，变压器二次侧所供给的有功功率P＝（）A．I2d R d B．I2R d C．UI d D．U2I d3、在单相桥式半控整流电路中，电阻性负载，流过每个晶闸管的有效电流I T为（）A．I B．0.5I C．（1／根号2）*I D．（根号2）*I4、三相半波可控整流电路，电阻性负载，当控制角α为（）时，整流输出电压与电流波形断续。

（）A．00＜α≤300B．300＜α≤1500C．600＜α＜1800D．900＜α＜18005、三相桥式全控整流电路，大电感负载，当α＝（）时整流平均电压Ud=0。

（）A．300B．600C．900D．12006、三相桥式全控整流电路，电阻性负载时的移相范围为（）A．0～180 B．0～150 C．0～120 D．0～907、快速熔断器熔体额定电流的选择是电流的（）A．平均值B．有效值C．最大值D．瞬时值8、为了防止逆变失败，最小逆变角限制为（）。

单位为度A．10～15 B．20～25 C．30～35 D．40～45二、判断题（正确打√，错误打×）：（本题共7小题，每小题2分，共14分）1、单相双半波可控整流电路。

（）2、接续流二极管的单相双半波可控整流电路。

（）3、单相全控桥式整流电路。

（）4、单相半控桥式整流电路。

（）5、三相半波可控整流电路。

（）6、带续流二极管的三相半波可控整流电路。

（）7、三相控桥式全控整流电路。

（）三、问答题：（本题共2小题，共10分）1、单相可控整流电路供电给电阻负载或蓄电池充电（反电势负载），在控制角α相同，负载电流平均值相等的条件下，哪一种负载晶闸管的额定电流值大一些？为什么？（6分）2、换流重叠角的产生给逆变电路带来哪些不利影响？（4分）四、计算题：（本题共2小题，每小题15分，共30分）1、下图为单相交流调压电路，如果负载为电阻性负载，u2=20.5U2sinωt，延迟角P L。

③电源功率因数。

为ɑ，试求：①负载电压有效值U L。

②负载功率电源基波功率因数。

（15分）2、三相半波可控整流，大电感负载，I d=10A不变，U2=100V/20.5，γ=10o （换相重叠角），α=60o。

求：①整流输出电压U d？②画出整流输出电压U d的波形。

③画出晶闸管V T1两端电压波形。

（15分）五、计算作图题：（本题共1小题，共15分）单相半波可控整流，电感性负载接有续流二极管，如图所示。

求此时直流电压平均值U d及直流电流的平均值I d，并绘出输出电压U d及电流I d的波形，若ωL>>R时，波形又如何？（15分）六、分析作图题：（本题共1小题，共15分）分析KC05集成触发器工作原理，并画出u s和3，4，12，13，10，9各管角的电压波形。

（15分）试卷参考答案及评分标准( 13 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、选择题：（本题共10小题，每小题1分，共10分）1、（B）2、（D）3、（C）4、（B）5、（B）6、（C）7、（C）8、（C）二、判断题（正确打√，错误打×）：（本题共8小题，每小题1分，共8分）1、（√）2、（×）3、（×）4、（×）5、（√）6、（×）7、（√）三、问答题：（本题共2小题，共10分）1、（6分）答：（1）反电动势负载电路中晶闸管的额定电流大一些。

因为当控制角为α时，电阻性负载时，晶闸管的导通角θ＝π-α。

（1分）（2）而反电动势式负载时，当α小于不导电角δ时，θ＝π-2δ；当α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ＝π-α-δ。

（2分）（3）所以，反电动势负载时的波形系数Kf1大于电阻性负载时的波形系数Kf2。

当负载电流平均值相等的条件下，反电动势负载时的晶闸管电流的有效值大于电阻性负载时的晶闸管电流的有效值。

因此，反电动势负载晶闸管的额定电流大一些。

（3分） 2、（4分） 答：（1）由于变压器漏感和线路电感等因素的影响，晶闸管的换流（换相）不能瞬时完成，均需一定的时间即换相重叠角γ所对应的时间。

（2分）（2）如果逆变角β<γ，将使换相不能完成，造成逆变失败。

（2分） 四、计算题：（本题共2小题，共30分） 1、（15分） 解：（1）负载电压uL 及负载电流iL波形如图7-1图。

⎰⎰==παπωπωπω)(21)(21)sin 2(2202t d t d t U uULL=παπαπ-+2sin 212U（4分）（2）)2sin 21()(2122220ααππωππ+-===⎰R R t U U i u P L LL L （3分）（3）设负载电流有效值为IL，由于它同电源电流相等，因而有功率因数cos ϕ=παπαπ-+==2sin 212I U I U LLL S P （3分）（4）设负载电流不控时的有效值为I ，如果只考虑基波万分，则 t t b i ωωαsin cos 111+= （基波）)(cos sin 21)(cos sin 21)(cos 12201t td t I t td t I t td iaLωωωπωωωπωωππαππαπ⎰⎰⎰++===)12(cos 22-απI)(21)(21)(sin 1sin sin 222201t td I t td I t td i b L ωωπωωπωωππαππαπ⎰⎰⎰++===[]ααππ2sin )(222+-I所以，基波i 1可写成i 1=)sin(12121ϕω++t ba)(111ba arctg =ϕ基波功率因数为cos )2sin )(212cos cos()cos(111ααπαϕ+--==arctgarctg ba （5分）2、（15分）解：（1）U d =1.17 U 2cos α-I d （R T +π23TX ）I d X T =[cos α-cos(γα+)]2U 2sin 3π=[cos60 -cos(60 +10 )]×100V ×sin60=13.7V若R T =0，则U d =1.17 U 2cos α-I d π23=（41.4-6054）V=34.8V （5分）（2）整流输出U d 波形如图a 打斜线所示。

（5分）（3）晶闸管VT 1两端电压波形 如图b 打斜线部分所示。

（5分）五、计算并画图题：（本题共1小题，共15分）（3分）当晶闸管VT 导通时t U Ri dt d Ld idωsin 2=+当二极管VD 导通时0=+d tRi dt di L设ωt=α时，晶闸管的初始电流为oI ，则()()()()()()L t R o L t R m m d eI eI t I i ωϕωωαωϕαϕω----+---=sin sin πω≤≤t 0其中()222L R U I m ω+=⎪⎭⎫⎝⎛=R L arctg ωϕ （3分）如果πω=t 时所求出的二极管电流的初始值为1I ，则()()()()()L R o L R m m eI eI I I ωαπωαπϕαϕ----+--=sin sin 1在απωπ+≤≤2t 期间的d i值为1I ，则()()t t R d eI i ωπω--=11απω+=2t 可求出晶闸管电流的初始值，即()()()()()()()]sin [sin 12L R m L R L R o eI eeI ωαπωπωαπϕαϕ---+----=（3分）du 和di 的关系为dtdd Ri d di Lu +=()()()t d Ri t d dt di Lt d u U d d d d ωπωπωπαπααπααπα⎰⎰⎰++++==222212121当晶闸管导通时，t U u d ωsin 2=，当二极管导通时，0=d u 。

()()απωωππαcos 122sin 221+==⎰t td U u d （3分）因为()()()==⎰⎰++d i i d di L t d dt di Ld d απαπααπωωπ22221()()()02]2[2=-=-+o o d d I I Li i L πωααππω故()RI t d Ri U d d d ωπαπα⎰+=221输出电流的平均值与L 无关系。

可写作R U I d d =()()]1[101L R d eI I I i ωαπ+--=-=∆当L ω>>R 时，则 ()()1=+-L R eωαπ≈∆d i （3分）六、分析并画图题：（本题共1小题，共15分）（6分）VD1～VD4和V1组成同步电压过零检测环节，同步电压u s 经外接电阻R1加到15，16端。

当u s 过零时V1截止，V2也随之截止，V3导通，使下面稳压管V 击穿（约3～8V ），V4随之导通,并使外接电容C1充电到近似稳压值。

结束时，因同步电压已有数值，故V1,V2导通，于是V3，V4截止。

（3分）如图所示，3端电压U3持续时间为C1充电过程，既V3导通和V被击穿过程。

一旦V4截止，C1经V6恒流放电，形成锯齿波。

改变5端外接电位器阻值可以改变锯齿波斜率。

V6～V9组成差分比较器。

加于V9基极的控制电压Uc与锯齿波电压比较。

当Uc小于锯齿波电压时V9,V10,V11截止，电源经R,VD7,V12基极向C2充电到电压值。

V12导通，V13,V14截止，无输出，9端为高电位。

当Uc大于锯齿波电压时，V9,V10导通，12端电压U12出现正跳脉冲，V11导通。

13端电压U13近似为零，于是电压反向加到V12基极，即10端电压U10负跳变，V12截止，V13,V14导通，开始输出脉冲。

随后C2经电源，R2,V11迅速放电，并反充电到+1.4V, V12导通，V13,V14截止, 输出脉冲结束。

在交流电压正负半周，KC05产生两个脉冲，彼此相隔1800。

从电压零值开始，由Uc确定其相位角a。

同步电压u s和3，4，12，13，10，9管角电压波形如下图所示。