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1、-电力电子技术试题20套答案-第 45 页20套答案第一套题答案！一、填空题（共8小题，每空1分，共20分）1、空1 信息电子技术2、空1 开关；空2 开关 3、空1 载波比；空2 同步；空3 分段同步4、空1 冲量；空2 形状 5、空1 MOSFET；空2 GTO；空3 IGBT6、空1 ；空2 7、空1 有源；空2 无源8、空1 VD1；空2 V1；空3 VD2；空4 V2；空5 VD1二、选择题（共10小题，前4题每题2分，其余每题1分，共14分）1、（B） 2、（D） 3、（C） 4、（C） 5、（D）6、（A） 7、（C） 8、（B） 9、（A） 10、（B）三、简答题（共 3 小题
2、，共22分）1、（7分）晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流以上。导通后的晶闸管管压降很小。（3分）使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值维持电流以下。其方法有二：（1）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压；（2分）（2）增加负载回路中的电阻。（2分）2、（8分）(1) 直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；（2分）(2) 输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；（3分）(3) 阻
3、感负载时需提供无功。为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。（3分）3、（7分）（1）外部条件：要有一个能提供逆变能量的直流电源，且极性必须与直流电流方向一致，其电压值要稍大于Ud；（2分）（2）内部条件：变流电路必须工作于Rd，按大电感负载情况计算，三相全控桥式整流电路，相当于最小控制角min=0计算.整流变压器次级相电压U2（3分） Ud=2.34U2,，则U2=2202.3494(V) (2).计算晶闸管电压、电流值，如果电压、电流按裕量系数2计算，选择晶闸管（8分）晶闸管承受的最大峰电压为(V)按裕量系数2计算，则U=230.252=460.5(V)，选额定电
4、压500V晶闸管。（2分）（A） (A)（3分）(A)则（3分）按裕量系数2计算，则20.22=40.4(A),选额定通态平均电流为50A的晶闸管。(3). 计算变压器次级电流有效值I2（4分）(A)(4).计算整流变压器次级容量S2（3分）S2=3U2I2=39444.9=12661.8(VA)12.66(KVA)试卷参考答案及评分标准( 5 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17小题，每空1分，共20分）1、空1螺栓型；空2平板型。 2、空1 1.52。 3、空1阳极和门极同时承受正向电压
5、。4、空1小于。 5、空1单向可控导电性。 6、空1控制角。 7、空1双窄脉冲。8、空1三相半波。 9、空1大于300。 10、空1 900。 11、空1降低。12、空1电网。 13、空1反极性。 14、空1300350。 15、空1 fc/fr。16、空1阻容电路。 17、空1脉冲宽度调制；空2频率调制；空3混合调制。二、选择题：（本题共10小题，每小题1分，共10分）1、（C） 2、（B） 3、（D） 4、（A） 5、（D） 6、（A） 7、（A） 8、（B） 9、（C） 10、（C） 三、问答题：（本题共5小题，共25分）1、（5分）答：(1) 维持晶闸管导通的条件是阳极电流大于维持电流
6、IH。（2分）(2) 要使晶闸管关断，必须去掉阳极正向电压，或者给阳极加反压，或者降低正向阳极电压，使通过晶闸管的电流小于维持电流IH。（3分）2、（5分）答：1)有与通流方向一致的直流电源，电路工作在逆变状态。（3分） 2）不能实现有源逆变的电路有：半控桥电路，带续流二极管的电路。（2分）3、（5分）答：直流斩波电路是将直流电源的恒定直流电压通过电力电子器件的开关作用变换为可调直流电压的装置。（3分）降压斩波电路的表达式为： （1分）升压斩波电路的表达式为： （1分）4、（5分）答：1）触发电路输出的脉冲应具有足够大的功率；（1分） 2）触发电路必须满足主电路的移相要求；（2分） 3）触发电
7、路必须与主电路保持同步。（2分）5、（5分）答：在正弦脉冲宽度调制（SPWM）中，把希望输出的波形称作调制信号；（2分）而对它进行调制的三角波或锯齿波称为载波信号；（2分）载波频率fc与调制信号频率fr之比，N= fc / fr称为载波比。（1分）四、作图题：（本题共2小题，每小题10分，共20分）1、 2、五、计算题：（本题共1小题，共15分）解：4负载为大电感，流过负载的电流可看为直线（1分）1）当=0时，输出电压平均值为220V由式知（2分）2）由题知，（1分） 故取额定电压500V（1分）（1分） （1分）（1分） 故取额定电流50A（1分）因此，选取晶闸管的型号为KP50-5（1分）
8、3）（1分）（1分）4）（1分）5）当触发脉冲距对应二次相电压波形原点1200电度角时，Ud已为0。（2分）六、分析题：（本题共1小题，共10分）答：U相桥臂VT1、VT4之间的换流过程如下图示。1）VT1稳定导通如图a，iT1=iA，C1短路，C4充电至电压Ud。（1分）2）触发VT4换流开始，C4通过L4、VT4放电。如图b（1分）3）Uc1由零逐渐升到Ud，如图c（1分）4）换流过程结束，如图d（1分）主要特点：1）每桥臂导电180，同一相上下两臂交替导电，各相开始导电的角度差120 （2分）2）任一瞬间有三个桥臂同时导通（2分）3）每次换流都是在同一相上下两臂之间进行，也称为纵向换流（
9、2分）试卷参考答案及评分标准( 6 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17小题，每空1分，共20分）1、空1三；空2四；空3三。 2、空1阳极。 3、空1阳极电流下降到维持电流以下。4、空1141.4A。 5、空1阻断。 6、空1换相重叠角。 7、空1 1800。8、空1小于300。 9、空1高。 10、空1并。 11、空14.5V。12、空1负载。 13、空1电网。 14、空1反并联；空2交叉连接。 15、空1辅助电路。 16、空1平均。 17、空1移相控制。二、选择题：（本题共10小题，每
10、小题1分，共10分）1、（A） 2、（D） 3、（B） 4、（B） 5、（C） 6、（B） 7、（D） 8、（C） 9、（A） 10、（A） 三、问答题：（本题共5小题，共25分）1、（5分）答：将交流电通过电力电子器件变换成大小可以调节的直流电的过程称为可控整流。 （3分） 可控整流主要利用了晶闸管的单向可控导电特性。（2分） 2、（5分）答：1）在逆变电路中，使电源瞬时电压与直流电源E顺极性串联，出现很大的短路电流流过晶闸管与负载，称为逆变失败或逆变颠覆。（3分）2）逆变失败的原因主要有：晶闸管损坏；触发电路不可靠或快速熔断器烧断；电源缺相以及逆变角过小。（2分）3、（5分）答：输出电压可
11、调范围：01.17U2 （2分） 最大移相范围：900 （1分）整流输出平均值（2分）4、（5分）答：电流型变频器的直流环节是电感器，而电压型变频器的直流环节是电容器。（3分）电压型变频器不能工作于再生制动状态，因为电容两端电压不能跃变。（2分）5、（5分）答：PWM控制技术是控制半导体开关元件的导通和关断时间比，即调节脉冲宽度的或周期来控制输出电压的一种控制技术。（2分）用正弦基波电压作为调制电压，对它进行调制的三角波称为载波电压，当正弦基波与三角波相交时，通过比较二者之间的大小来控制逆变器开关的通断，从而获得一系列等幅不等宽正比于正弦基波电压的矩形波，这就是正弦脉宽调制方法（SPWM）。（
12、3分）四、作图题：（本题共2小题，每小题10分，共20分）1、 2、五、计算题：（本题共1小题，共15分）解：1）（2分）（1分）2）由题知， （1分） 故取额定电压1200V（1分） （2分） （2分） 故取额定电流100A（1分）因此，选取晶闸管的型号为KP100-12（2分）3）（3分）六、分析题：（本题共1小题，共10分）答：如图所示为从VT1到VT3之间的换流过程1）换流前，VT1、VT2稳定导通，电容C13（就是C3与C5串联后再与C1并联的等效电容）被充电，左正右负；如图a（1分）2）触发VT3导通，在C1充电电压下VT1承受反压关断；如图b（1分）3）二极管换流；如图c（1分）
13、4）换相结束。如图d（1分）电路的特点：(1)直流侧串大电感，相当于电流源（1分）(2)交流输出电流为矩形波，输出电压波形和相位因负载不同而不同（1分）(3)直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管（1分）(4) 电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍应用较多（1分）(5) 换流方式有负载换流、强迫换流（1分）(6) 基本工作方式是120导电方式，即每个臂一周期内导电120每时刻上下桥臂组各有一个臂导通，横向换流。（1分）试卷参考答案及评分标准( 7 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
14、题：（本题共14小题，每空1分，共20分）1、控制极 2、通态平均 3、 反向 4、大于 5、额定电流、额定电压等级 6、控制角 7、单宽脉冲、双窄脉冲 8、共阴极组、共阳极组 9、 正 10、 11、大于 12、触发电路、晶闸管、电源、 300350 13、电容 14、均压 二、选择题：（本题共10小题，每小题1分，共10分）1、B 2、B 3、D 4、B 5、A 6、A 7、D 8、C 9、A 10、C三、问答题：（本题共5小题，共25分）1、答：三相全控桥式整流电路采用6只晶闸管构成，而三相半控桥式整流电路采用三只晶闸管和三只二极管构成；（2分）三相全控桥可以工作在有源逆变状态，而三相半
15、控桥只能工作在整流状态；（2分）三相半控桥可能会出现失控现象，而全控桥不会。（1分）2、答：输出电压可调范围：01.17U2 （2分） 最大移相范围：900 （1分）整流输出平均值（2分）3、答：1）快速熔断器，在流过6倍额定电流时熔断时间小于20ms（2分） 2）直流快速开关，动作时间只有2ms（1分） 3）电流检测和过电流继电器，开关动作几百毫秒。（2分）4、答：同步变压器接法为 Y5接法。（5分）5、答：在正弦脉冲宽度调制（SPWM）中，把希望输出的波形称作调制信号，而对它进行调制的三角波或锯齿波称为载波信号。（3分）载波频率fc与调制信号频率fr之比，N= fc / fr称为载波比。（
16、2分）四、作图题：（本题共2小题，每小题10分，共20分）1、 2、五、计算题：（本题共1小题，共15分）解：1）（2分）（1分）2） （2分） （2分）3）（1分）（2分）六、分析题：（本题共1小题，共10分）答：由导电型逆变器的工作原理可知，产生相序为U、V、W的三相平衡输出电压，晶闸管应的触发导通顺序应按的顺序；（5分）若使相序反向，则触发导通顺序相反，为。（5分）试卷参考答案及评分标准( 8 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14小题，每空1分，共20分）1、阳极、阴极、控制极（门极）
17、 2、23 3、阳极电压、 正向 4、70.7A 5、导通角（导电角） 6、 7、600 8、小于600 9、减小 10、有源 11、顺向 12、电容换流、电感换流 13、均压 14、同步环节、移相控制环节、脉冲形成与放大环节二、选择题：（本题共10小题，每小题1分，共10分）1、A 2、D 3、B 4、A 5、C 6、A 7、B 8、B 9、D 10、B三、问答题：（本题共5小题，每小题5分，共25分）1、答：在晶闸管可控整流电路的直流拖动中，当电流断续时，电动机的理想空载转速将抬高；机械特性变软，即负载电流变化很小也可引起很大的转速变化。2、答：在三相半波可控整流电路中，如果每只晶闸管采用
18、独立的触发电路，那么控制脉冲出现在自然换流点以前，电路将停止工作；如果三只晶闸管采用同一个触发电路（对共阴极连接），则控制脉冲出现在自然换流点以前，电路仍然能正常换相，但此时的控制角较大，输出电压较低。3、答：共阳极组三只晶闸管轮流导通1200，其顺序是VT4VT6VT2。所以，当VT4导通时，两端电压为零；当VT6导通时，VT4两端电压为线电压uvu；当VT2导通时，VT4两端电压为线电压uwu。4、答： 5、答：功率晶体管(GTR)的安全工作区SOA由以下条曲线所限定：最高电压UceM、集电极最大电流IcM、最大耗散功率PcM以及二次击穿临界线。四、作图题：（本题共2小题，每小题10分，共
19、20分）1、 2、五、计算题：（本题共1小题，共15分）解：1） 由题知当=0时，输出电压最大为15V2） 所以=5303）因为输出电最大值为130A，故 所以取额定电流100A 所以取额定电压100V因此，晶闸管的型号可选为KP100-1 4）六、分析题：（本题共1小题，共10分）答：图示的有源逆变电路，只要增大角，就能加快电动机的制动过程，增大电枢电流。因为增大角后，将减小逆变电压，提高回路中的电压差，即增大电枢电流。当电枢电流增大后，换相重叠角会加大，但不会造成逆变失败。试卷参考答案及评分标准( 9 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：
20、闭卷 卷面总分： 100 分一、填空题：（本题共7小题，每空1分，共20分）1、空1 雪崩；空2 上升率du/dt；空3 门极触发。 2、空1 同步；空2 异步；空3 分段同步。 3、空1 20V。4、空1 输出平均电压降低；空2 电压出现缺口；空3 di/dt减少；空4 整流电路工作状态增多。 5、空1 器件换流；空2 电网换流；空3 负载换流；空4 强迫换流；空5 器件换流6、空1 过电压；空2 过电流；空3 缓冲电路保护。 7、空1 负载并联续流二极管。二、选择题：（本题共10小题，每小题1分，共10分）1、（B） 2、（C） 3、（D） 4、（B） 5、（B） 6、（C） 7、（B）
21、8、（C） 9、（A） 10、（D） 三、问答题：（本题共6小题，每小题5分，共30分）1、（5分）答：三相半控桥式整流电路是把全控桥中共阳极组的3个晶闸管换成整流二极管，其显著特点是共阴极组元件必须触发才能换流；共阳极元件总是在自然换流点换流。一周期中仍然换流6次，3次为自然换流，其余3次为触发换流，这是与全控桥根本的区别（3分）。改变共阴极组晶闸管的控制角，仍可获得02.34U2的直流可调电压。三相半控桥式整流电路只需三套触发电路、不需要宽脉冲或双脉冲触发、线路简单经济、调整方便。电路结构比三相全控桥更简单、经济，而带电阻性负载时性能并不比全控桥差。所以多用在中等容量或不要求可逆拖动的电力
22、装置中（2分）。2、（5分）答：如果令交流调压器中的晶闸管在交流电压自然过零时关断或导通，则称之为晶闸管交流开关（1分）。交流调压器中的晶闸管有两种控制方式：(1)相位控制在电源电压的每一周期，在选定的时刻将负载与电源接通，改变选定的时刻即可达到调压的目的，即相控方式（2分）；(2)通-断控制将晶闸管作为开关，使负载与电源接通若干周波，然后再断开一定的周波，通过改变通断的时间比达到调压的目的。有全周波连续式和全周波间隔式两种形式（2分）。3、（5分）答：在电压型逆变电路中，当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各
23、臂都并联了反馈二极管。当输出交流电压与电流的极性相同时，电流经电路中的可控开关器件流通，而当输出电压与电流极性相反时，由反馈二极管提供电流通道（3分）。在电流型逆变电路中，直流电流极性是一定的，无功能量由直流侧电感来缓冲。当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时，电流并不反向，依然经电路中的控开关器件流通，因此不需要并联二极管（2分）。4、（5分）答：组合变流电路是将某几种基本的变流电路（AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/DC）组合起来，以实现一定新功能的变流电路（2分）。开关电源通常采用交-直-交-直方式组合（1分）。由于开关电源采用了工作频率较高的交流环节，变压器和滤波器都大大减小，因
24、此同等功率条件下其体积和重量都远小于相控整流电源。除此之外，工作频率的提高还有利于控制性能的提高。由于这些原因，在数百KW以下的功率范围内，开关电源正逐渐取代相控整流电源（2分）。5、（5分）答：电压源型变频器：交-直-交变频器中，直流部分采用大电容器滤波，理想情况下直流电压波形为一直线，可看作是一个内阻为零的电压源，再经逆变器输出交流电压波形；交-交变频器虽无滤波电容器，但是交流电源系统的阻抗很低。（2分）电流源型变频器：交-直-交变频器中采用大电感滤波，其直流电流波形较平直，可看作是一个电流源；交-交变频器在输出端接有电抗器。（2分）两种类型变频器的区别在于滤波器形式的不同，于是在用途上也
25、各不相同：电压源型变频器因电容器上的电压不能突变，所以对电压控制响应慢，对调整型负载动态响应慢，适于多台电动机同步运行的电源，且无快速加减速的负载；电流型变频器因滤波电感上的电流不能突变，虽对负载变化反应慢，但对系统调速的动态响应灵敏，因而适于单台变频器配用单台电动机的系统，可满足快速起动、制动和可逆运行的要求。如果将不可控整流改成可控整流，还可实现电动机的回馈制动。（1分）6、（5分）从晶闸管开始承受正向电压起，到触发脉冲出现时的电角度,称为触发延迟角；移相触发就是改变晶闸管每周其导通的起始点即触发延迟角的大小，达到改变输出电压,功率的目的。移相触发的主要缺点是使电路中出现包含高次谐波的缺角
26、正弦波, 在换流时刻会出现缺口“毛刺”，造成电源电压波形畸变和高频电磁波辐射干扰。大触发延迟角运行时,功率因数较低（3分）。晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称导通角，导通角的最大值与电路的结构形式和负载性质有关（2分）。四、作图题：（本题1小题，共10分）当负载为电阻时，ud的波形如下：（5分）当负载为电感时，ud的波形如下：（5分）五、计算题：（本题共2小题，每题15分，共30分）1、（15）解：（1）ud、id和i2的波形如下图：（5分）（2）整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为Ud0.9 U2 cos0.9100cos3077.97(A)（1分）Id (UdE)/R(77.9760)/29(A)（2分）I2Id 9(A) （2分）（3）晶闸管承受的最大反向电压为：U2100141.4（V）流过每个晶闸管的电流的有效值为：IVTId 6.36（A）故晶闸管的额定电压为：UN(23)141.4283424（V）（2分）晶闸管的额定电流为：IN(1.52)6.361.5768（A）（3分）晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。2、（15分）（5分）（5分）