电力电子技术试题及答案王兆安十
《电力电子技术第五版期末试题》(王兆安、刘进军主编)
《电力电子技术》试题(I)一、填空题（每空1分，34分）1、由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流为I Tn等于倍I T（A V），如果I T（A V）=100安培，则它允许的有效电流为安培。
通常在选择晶闸管时还要留出倍的裕量。
2、晶闸管的维持电流I H是指在温度条件下，门极断开时，晶闸管从较大通态电流下降到刚好能保持导通所必须的最小电流。
3、带平衡电抗器的双反星形电路，变压器绕组同时有相导电；晶闸管每隔度换一次流，每只晶闸管导通度，变压器同一铁心柱上的两个绕组同名端，所以以两绕组的电流方向也，因此变压器的铁心不会被。
4、三相桥式全控整流电路是由一组共极三只晶闸管和一组共极的三只晶闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。
每隔换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通度。
要使电路工作正常，必须任何时刻要有只晶闸管同时导通，，一个是共极的，另一个是共极的元件，且要求不是的两个元件。
5、PWM逆变电路的控制方式有、、、。
6、直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有斩波电路；斩波电路；斩波电路。
7、晶闸管组成的整流与逆变电路的常用换流方式有换流；换流；换流；换流。
二、判断题：（每题2分，20分）对√，错×1、双向晶闸管的额定电流的定义与普通晶闸管不一样，双向晶闸管的额定电流是用电流有效值来表示的。
（）2、逆变器采用负载换流方式实现换流时，负载谐振回路不一定要呈电容性。
（）3、双向晶闸管的结构与普通晶闸管不一样，它是由五层半导体材料构成的。
（）4、并联谐振逆变器负载两端电压波形是很好的正弦波（）5、有源变频器是把直流电能变换成50Hz交流电能后送回交流电网。
（）6、无源逆变指的是把直流电能转换成交流电能送给交流电网。
（）7、对三相桥式全控整流电路的晶闸管进行触发时，只有采用双窄脉冲触发，电路才能正常工作。
（）8、PWM脉宽调制型逆变电路中，采用不可控整流电源供电，也能正常工作。
王兆安版电力电子技术试卷及答案
.试求：①开通角α的变化范围；②负载电流的最大有效值；③最大输出功率及此时电源侧的功率因数；④当2πα＝时，晶闸管电流有效值，晶闸管导通角和电源侧功率因数。
2．.三相桥式电压型逆变电路，工作在180°导电方式，U d=200V。
试求输出相电压的基波幅值U UN1m和有效值U UN1、输出线电压的基波幅值U UV1m和有效值U UV1、输出线电压中7次谐波的有效值U UV7。
3 ．如图所示降压斩波电路E=100V，L值极大，R=0.5Ω，E m=10V，采用脉宽调制控制方式，T=20μs，当t on=5μs时，计算输出电压平均值U o，输出电流平均值I o。
四、分析题（12分）。
阅卷人得分桥式可逆斩波电路如图所示可使电动机负载工作在第1、2、3、4象限，即工作在正转电动、正转再生制动、反转电动、反转再生制动状态。
若需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作情况，并绘出相应的电流流通路径图，同时标明电流流向。
.2.3.2答：交流调压电路和交流调功电路的相同点：电路形式完全相同； 不同点：控制方式不同。
交流调压电路在每个电源周期都对输出电压波形进行控制。
交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周期,在断开几个周期,通过通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。
3答：功率因数校正电路的作用是抑制由交流输入电流严重畸变而产生的谐波注入电网。
校正方法有：无源校正和有源校正。
无源校正的基本原理是：在主电路中串入无源 LC 滤波器。
有源校正的基本原理是：在传统的整流电路中加入有源开关，通过控制有源开关的通断来强迫输入电流跟随输入电压的变化，从而获得接近正弦波的输入电流和接近 1 的功率因数。
三、计算题（40分，1题20分，2题10分，3题10分）。
阅卷人得分12解：输出相电压的基波幅值为：)(4.127637.0m 1V U U d m UN == 输出相电压的基波有效值为：)(9045.01V U U d UN ==.5输出线电压的基波幅值为：)(2201.11V U U d m UV == 输出线电压的基波有效值为：)(15678.01V U U d UV == 输出线电压中七次谐波的有效值为：)(3.22717V U U UV UV ==3解：分）。
电力电子技术课后答案(王兆安)
第一章电力电子器件1.1 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或者UAK >0且UGK>01.2 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
1.3 图1－43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im ，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。
解：a) Id1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtb) Id2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπI2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) Id3=⎰=2Im41)(Im21πωπtdI3=Im21)(Im2122=⎰tdωππ1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时，相应的电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少?解：额定电流IT(AV)=100A的晶闸管，允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) Im135.3294767.0≈≈IA, Id1≈0.2717Im1≈89.48Ab) Im2,90.2326741.0AI≈≈Id2AIm56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I1.5.GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能? 答：GTO 和普通晶阐管同为PNPN 结构，由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2，分别具有共基极电流增益1α和2α，由普通晶阐管的分析可得，121=+αα是器件临界导通的条件。
电力电子技术复习总结（王兆安）
电力电子技术复习总结（王兆安）电力电子技术复习题1第1章电力电子器件J电力电子器件一般工作在开关状态。
乙在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为—通态损耗—，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为开关损耗。
3. 电力电子器件组成的系统，一般由—控制电路__、_驱动电路_、_主电路_三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加保护电路。
4. 按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型器件、双极型器件、复合型器件三类。
L电力二极管的工作特性可概括为承受正向电压导通，承受反相电压截止。
6.电力二极管的主要类型有—普通二极管_、_快恢复二极管_、_肖特基二极管_。
乙肖特基二极管的开关损耗小于快恢复二极管的开关损耗。
匕晶闸管的基本工作特性可概括为正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止。
乞对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL 大于IH 。
10. 晶闸管断态不重复电压UDSMt转折电压Ubo数值大小上应为，UDSM大于_UbQ11. 逆导晶闸管是将二极管与晶闸管反并联(如何连接)在同一管芯上的功率集成器件。
12(TO的_多元集成_结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13. MOSFET勺漏极伏安特性中的三个区域与GTRft发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的_截止区一、前者的饱和区对应后者的_放大区_、前者的非饱和区对应后者的_饱和区_ 。
14. 电力MOSFE的通态电阻具有正温度系数。
15JGBT的开启电压UGE(th )随温度升高而_略有下降一,开关速度—小于—电力MOSFET16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为电压驱动型和电流驱动型两类。
IZIGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有__负—温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有__正—温度系数。
《电力电子技术(王兆安》
《电力电子技术(王兆安》电力电子技术复习题2一、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－ＡＣ6、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。
电力电子技术期末考试简答题王兆安
电力电子技术期末考试简答题王兆安1、什么是异步调制？什么是同步调制？两者各有何特点？载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。
载波比N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。
异步调制的主要特点是：在信号波的半个周期内PWM 波的脉冲个数不固定相位也不固定正负半周期的脉冲不对称半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。
同步调制的主要特点是：在同步调制方式中，信号波频率变化时载波比N不变，信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。
2、使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或：uAK>0且uGK>0。
3、电力电子器件器件与普通电子器件有何不同？（1）电力电子器件所能处理的电功率的大小一般都远大于处理信息的电子器件。
（2）电力电子器件一般都工作在开关状态（3）电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制（4）电力电子器件自身的功率损耗通常远大于信息电力电子器件，一般还需要安装散热器。
4、什么是逆变失败？逆变失败原因？防止逆变失败的方法？逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。
逆变失败的原因：（1）触发电路工作不可靠，不能适时准确地给各晶闸管分配脉冲。
（2）晶闸管发生故障，在应该阻断期间，器件失去阻断能力，或在应该导通时，器件不能导通。
（3）在逆变工作时，交流电源发生缺相或突然消失（4）换相的裕量角不足，引起换相失败。
防止逆变失败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换向裕量角β等。
5、什么是有源逆变？当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变。
6、实现有源逆变的条件：①直流侧要有电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压。
电力电子考试参考试卷(王兆安版).
一、填空1、请在正确的空格内标出下面元件的简称：电力晶体管GTR；可关断晶闸管GTO；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT ；IGBT是 MOSFET和GTR的复合管。
2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。
3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。
4、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波，输出电流波形为方波。
5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为 100A。
6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、下二个元件之间进行；而120º导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在不同桥臂上的元件之间进行的。
7、当温度降低时，晶闸管的触发电流会增加、正反向漏电流会下降；当温度升高时，晶闸管的触发电流会下降、正反向漏电流会增加。
2、由晶闸管构成的逆变器换流方式有负载换流和强迫（脉冲）换流。
3、按逆变后能量馈送去向不同来分类，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。
4、有一晶闸管的型号为KK200－9，请说明KK快速晶闸管；200表示表示200A，9表示900V。
5、单结晶体管产生的触发脉冲是尖脉冲脉冲；主要用于驱动小功率的晶闸管；锯齿波同步触发电路产生的脉冲为强触发脉冲脉冲；可以触发大功率的晶闸管。
1、普通晶闸管的图形符号是，三个电极分别是阳极A，阴极K 和门极G晶闸管的导通条件是阳极加正电压，阴极接负电压，门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导通；关断条件是当晶闸管阳极电流小于维持电流I H 时，导通的晶闸管关断 。
2、可关断晶闸管的图形符号是 ；电力场效应晶体管的图形符号是 绝缘栅双极晶体管的图形符号是 ；电力晶体管的图形符号是 ；3、单相交流调压在电阻性负载电路的移相范围在 0º—180º 变化，在阻感性负载时移相范围在 —180º 变化。
电力电子技术(王兆安-课后答案
电力电子技术答案2-1与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力？答：1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。
2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区，也称漂移区。
低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。
2-2.使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或：uAK>0且uGK>0。
2-3. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。
2-4图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I1、I2、I3。
解：a) I d1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtb) I d2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπI2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) I d3=⎰=2Im41)(Im21πωπtdI3=Im21)(Im2122=⎰tdωππ2-5上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解：额定电流I T(AV)=100A的晶闸管，允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) I m135.3294767.0≈≈IA, I d1≈0.2717I m1≈89.48A b) I m2,90.2326741.0A I≈≈I d2A I m 56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I2-6 GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能?答：GTO 和普通晶阐管同为PNPN 结构，由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2，分别具有共基极电流增益1α和2α，由普通晶阐管的分析可得，121=+αα是器件临界导通的条件。
《电力电子技术》习题答案(第五版王兆安主编).d oc
目录目录 ............................................................................................................................................... 1 第1章 绪论 ................................................................................................................................. 1 第2章 电力电子器件 ............................................................................................................... 1 第3章 整流电路 ....................................................................................................................... 4 第4章 逆变电路 ..................................................................................................................... 21 第5章 直流-直流变流电路 .................................................................................................... 24 第6章 交流-交流变流电路 .................................................................................................... 29 第7章 PWM 控制技术 ........................................................................................................... 34 第8章 软开关技术 ................................................................................................................... 38 第9章 电力电子器件应用的共性问题 ................................................................................... 39 第10章 电力电子技术的应用 . (39)第2章 电力电子器件1. 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
电力电子技术作业完整版(王兆安)
解：A1 利用虚短路概念
v i1 v N 1 v N 1 v o1 R4 R1 v P1 v I 2 R 3 R 2 R3
v o1
R1R 3 R 3 R 4 R 4 vI 2 v I1 R1( R 2 R 3) R1
A2 利用 KCL 有：
6 6 2V ， P N 2V ， 12 6 2 1 v i1 i3 P mA 0.33mA R 2 6K 3 0 v n 2 i3 0.2mA ， i3 i4 0.2mA 10 R3
R2 R4 10 ， A 1+ 1 2 R1 R3 10
io iL i2 0.03sin t (mA) 0.01sin t (mA) 0.04sin t (mA)
解 3： P
6 6 2V ， P N 2V ， 12 6 2 1 v i1 i3 P mA 6 K 3 R2
i3
1.5.1 解：
Av O
O i
i
1103 200 5
电压增益：20l g |200|＝46
A
i
i i
1 6 3 10 2 10 100 5 1 2 103 20000 5 10 6 5 10 3
2
电流增益：20l g |100|＝40
P
v
解：A1、A2 均为电压跟随器
vo1 3V
vP 3
， vo 2
4V
3 V3 R5 30 2V R4 R5 15 30
A3 为差动放大器
3 v o1 R5 30 2V R4 R5 15 30
根据虚短路
电力电子技术复习总结 王兆安
电力电子技术复习题1第1章电力电子器件1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。
2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为__开关损耗__。
3.电力电子器件组成的系统，一般由__控制电路__、_驱动电路_、 _主电路_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_保护电路__。
4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型器件_ 、 _双极型器件_ 、_复合型器件_三类。
5.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通，承受反相电压截止_。
6.电力二极管的主要类型有_普通二极管_、_快恢复二极管_、 _肖特基二极管_。
7.肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。
8.晶闸管的基本工作特性可概括为 __正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__ 。
9.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流I L在数值大小上有I L__大于__IH。
10.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDSM_大于__Ubo。
11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。
12.GTO的__多元集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的_截止区_、前者的饱和区对应后者的__放大区__、前者的非饱和区对应后者的_饱和区__。
14.电力MOSFET的通态电阻具有__正__温度系数。
15.IGBT 的开启电压UGE（th）随温度升高而_略有下降__，开关速度__小于__电力MOSFET 。
16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为_电压驱动型_和_电流驱动型_两类。
17.IGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有__负___温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有__正___温度系数。
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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.222U B.22U C.222U D. 26U4、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 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＝︒时,要求:①画出Ud, Id和I VT1的波形; ②计算U d、I d、I dT和I VT4、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 21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 2A 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 ≥84.2Cos 71.02=ϕ S2=3.18KV A （2分）。