电力电子技术试题及其答案

电力电子技术试题及其答案

08级电气自动化专业《交直流传动控制技术（2）》试卷（B ）（答案）

2008年12月

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一、填空题（每空1.5分，共27分） 1．晶闸管是三端器件，三个引出电极分别为：阳极、 阴极 和 控制 极。 2．晶闸管导通条件为 阳极正偏和门极正偏 ，阻断条件为 I A

电力晶体管 GTR ；可关断晶闸管 DTO ；功率场效应晶体管 MOSFET ；绝缘栅双极型晶体管 IGBT 。

4．直流变换电路的常用工作方式主要有 PFM 和 PWM 两种。 5．降压直流变换电路输入输出电压关系式d DU 。

6．电压源型逆变器中间直流环节贮能元件是 电容 。 7．改变SPWM 逆变器中的调制比，可以改变 输出电压 的幅值。 8．有源逆变器是将直流电能转换为交流电能馈送回 电网 的逆变电路。 9．

交交变频电路中晶闸管的开通与关断必须采用 无环流 控制方式，防止两组晶闸管桥同时导通。

10．交交变频电路是工作在整流状态还是逆变状态，则是由 输出电流方向 和 输出电压方向的 的异同决定。

11．在电感负载时，要实现交流调压的目的，则控制角的移相范围为0180~R

l artg 。

二、单项选择题（每题2分，共20分）

1．当晶闸管触发导通后，不论门极加何种极性触发电压，管子

都工作在（ B ）状态。

A.阻断

B. 导通

C. 击穿

D. 以上都不是

2．逆变变换电路，又称为（ A ）电路。

A. DC —AC

B. AC —AC

C. AC —DC

D. DC —DC

3．升压直流变换电路输入输出电压关系式（ C ）。

A. d DU

B. d U D

-1D C. d U D

-11

D. d U D

D -1

4．120°导电型电流型三相桥式逆变电路，其换相是在（B ）的开关之间进行。

A.同一相

B.依次不同相

C.固定相

D.不确定相 5．电压型单相全桥逆变电路中，两桥臂各交替导通1800，电源电压幅值为Ud ，输出电压基波分量的有效值为（A ）。

A.

π

24d

U B.πd U 4 C.d U D.πd U 2

6．交交变频电路中哪组整流器电路工作是由（ B ）决定。

A.输出电压

B. 输出电流

C. 输入电压

D. 输入电流 7．交交变频电路中，以（B ）电源的频率切换正反组整流器的工作状态,在负载端就可获得交变的输出电压。

A.高于

B. 低于

C. 等于

D. 高于及等于

8．交交变频电路中的正反组整流器的移相控制角的相位关系需满足（ C ）的控制要求。

A. 021360=+αα

B. 021270=+αα

C. 021180=+αα

D. 02190=+αα

9．触发电路中的触发信号应具有（ A ）。

A.足够大的触发功率

B.足够小的触发功率

C.尽可能缓的前沿

D.尽可能窄的宽度

10．一交流单相晶闸管调压器用作控制从220V 交流电源送至电阻为2Ω，感抗为2Ω的串联负载电路的功率，控制角范围（ C ）。

A. 00~1800

B. 300~1800

C. 450~1800

D. 600~1800

三、简答题（第1题7分，第2、3题各8分，共23分）

1．什么是PWM控制？有哪两种控制方式？

答：是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等且宽度相等的脉冲，用这些脉冲来代替直流波或者其它所需要的波形。有单极性和双极性两种控制方式。

2．如图为单相桥式SPWM逆变器的主电路。试说明双极性SPWM控制方式在调制波的正负半周的控制方法和工作过程。

u

r

答：在u r的正负半周内，在调制信号u r和载波信号u c的交点时刻控制各开关器件的通断。当u r > u c时，使晶体管T1 、T4导通，使T2 、T3关断，此时，u0= Ud；当u r < u c时，使晶体管T2 、T3导通，使T1 、T4关断，此时，u0=-Ud。

3．晶闸管相控直接变频的基本原理是什么？

答：晶闸管相控直接变频的基本原理是：电路中具有相同特征的两组晶闸管整流电路反并联构成，将其中一组整流器作为正组整流器，另外为反组整流器，当正组整流器工作，反组整流器被封锁，负载端输出电压为上正下负；如果负组整流器工作，正组整流器被封锁，则负载端得到输出电压上负下正，这样就可以在负载端获得交变的输出电压。

得分评卷人

四、分析计算题（每题10分，共30分）

?

1．由下面单相交流调压电路图画出各TP点波形。并说明为什么控制角到不了零

控制角到不了零，是因为充电有一个时间过程。

2

．设计一个由市电供电能输出+12V 电压的电路。

3．已知某系统传递框图如下。试确定该系统的闭环传递函数、特征方程式和劳斯稳定判据表，并给出系统是否稳定的结论。

答：系统的闭环传递函数：

20025.0200

200)125.0(200)125.0(2001)

125.0(200

)()125.0(200

1.0125.020502)(2++=

++=++

+=+=

+⨯

⨯=s s s s s s s s s G s s s s s G close open

特征方程式： 020025.02=++s s

劳斯稳定判据表： 0

000

000000000200

00001

00020025.0 系统是否稳定的结论：劳斯表第一行、第二行、第一列各元素均为正数，故系统稳定。

2

1

25.020+s s

1.050

)

(s r )(s U c )

(s c θ)(s U d )

(s N