华工 电力电子 考试.docx

华工 电力电子 考试.docx

《华工 电力电子 考试.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《华工 电力电子 考试.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

华工电力电子考试

_____________________

…

诚信应考,考试作弊将带来严重后果！

华南理工大学期末考试

《电力电子技术基础》试卷

注意事项：

1.考前请将密封线内各项信息填写清楚；

2.所有答案请直接答在试卷上（或答题纸上）；

3．考试形式：

闭卷；

4.本试卷共五大题，满分100分，考试时间120分钟。

题号

一

二

三

四

五

总分

得分

评卷人

一、单项选择题（将正确答案填在题干后面的括号内，共10分）

1、普通二极管和快速（快恢复）二极管在开关频率上的不同，主要是体现在哪个参数上的差异：

………………………………………………………………（     ）

A.开通时间   B.反向恢复时间  C.关断时间   D.反向电流延迟时间

2、晶闸管被触发从断态转入通态就除去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流称为：

……………………………………………………………………（   ）

A.通态平均电流B.浪涌电流C.维持电流D.擎住电流

3、电压型逆变器中间直流环节贮能元件是……………………………………（     ）

A.电容              B.电感          C.电阻            D.电动机

4、不可在第一和第四象限工作的变流电路是…………………………………（  ）

A.三相半波可控整流电路B.单相桥式全控整流电路

C.三相桥式半控整流电路D.矩阵式变频电路

5、为了保护电力电子装置，需要在装置中加上必要的过流保护措施，以下选项中不是常用的过流保护措施有……………………………………………（）

A、快速熔断器B、过电流继电器

C、集－射极电压识别电路D、RC吸收电路

6、若SPWM逆变器的输出频率变化范围很宽，PWM波的调制方式应采用（     ）

A、异步调制  B、同步调制C、分段同步调制      D、分段异步调制

7、电流型逆变器输出电流波形是……………………………………………（）

A、三角波B、正弦波C、矩形波D、梯形波

8、单相半控桥式整流大电感负载电路中，为了避免出现一个晶闸管一直导通，另两个整流二极管交替换相导通的失控现象发生，采取的措施是在负载两端并联一个………………………………………………………………………………（   ）

A、电容B、电感　　C、电阻D、二极管

9、电压型三相桥式逆变电路，当采用纵向换流时，每个开关管一个周期导通多少度………………………………………………………………………………（   ）

A、60ºB、120ºC、180ºD、240º

10、以下的换流方式，哪个不是晶闸管的换流方式…………………………（   ）

A、电源换流B、负载换流

C、强迫换流D、器件换流

二、判断题（正确打√，错误打×，共10分）

11、GTR一次击穿后，若集电极电流不超过与最大允许耗散功率相对应的限制，GTR不会损坏。

……………………………………………………………（   ）

12、电力MOSFET一般工作在开关状态，即在截止区和饱和区之间来回转换。

………………………………………………………………………………（   ）

13、对于IGBT，如果集电极电流过大，栅极将失去对集电极电流的控制作用，这种现象称为动态擎住效应。

……………………………………………（   ）

14、三相全控整流电路输出电压是电源相电压的一部分。

…………………（）

15、可控整流电路，当控制角增大时，功率因数也随之增大。

……………（   ）

16、凡是负载电流波形超前负载电压即容性负载都可以实现负载换流。

…（   ）

17、交流调功电路和相控交流调压电路的电路形式完全相同，只是控制方式不同。

……………………………………………………………………………（   ）

18、逆变电路的多重化除了用于调压外，另一个主要的目的是消除输出的高次谐波。

…………………………………………………………………………（   ）

19、交交变频电路可运行于整流和逆变状态，用于电动机调速可以很容易实现四象限运行。

…………………………………………………………………（   ）

20、由三角波和正弦波的自然交点产生SPWM波形，这种方法称为规则采样法。

……………………………………………………………………………（   ）

三、

填空题（共24分，每空1.5分）

21、图1所示为晶闸管的串联电路，晶闸管串联时要采用措施，图1中的两个RP的作用是

；两个R、C串联的作用是。

22、图2所示为电路，若输入电压为10V，开关S的开关周期为10mS，一个周期导通时间为5mS，在电流连续、理想的工作情况下，输出电压为V。

（图1）

23、逆变失败是指工作于逆变状态的变流器，由于某种原因，出现了输出平均电压和直流电动势的状态，而变流器内阻很小，于是产生很大的短路电流；造成逆变失败的原因有：

、（图2）

。

（任意写2种）

24、晶闸管导通的2个条件是：

（1）、

（2）。

25、如图3所示，为IGBT的缓冲电路，电路中，LS、VD的作用是缓冲，RS、VDS、CS的作用是缓冲。

26、图4为两组变流器反并联的可逆线路，工作于正转逆变状态，1组（正组）变流器工作于状态，2组（反组）变流器工作于状态，并在图上标明电动机及反电动势极性，电流Id的方向，电能传输方向（由变流器指向电动机或反之）。

（图3）（图4）

四、计算题（共32分）

27、三相半波有源逆变电路，反电动势阻感负载，已知U2＝100V，R=1Ω,L=∞，EM=-150V,β=30º,，求直流侧平均电压和平均电流、晶闸管电压定额（考虑2倍冗余）、电流定额（考虑2倍冗余）、此时送回电网的平均功率是多少。

（共12分）（

）

28、三相桥式全控整流电路，如图5所示，反电动势阻感负载，E＝200V，R=1Ω，L值极大，输入相电压的有效值为220V，α=60º，在

（1）漏感LB＝0时，求出直流侧Ud、Id、

（2）漏感LB＝1mH时，求出直流侧Ud、Id、换流重叠角γ。

（3）在图5中画出考虑漏感时，输出电压、输出电流和VT1电流的波形（共20分）

（

）

（图5）

五、分析题（共24分）

29、图6为交直交单相桥式电压型逆变电路，

（1）根据给出的4个IGBT栅极信号波形，画出稳态时负载电压uo波形、负载电流io波形；

（2）结合波形分析电路工作过程。

（14分）

30、图7所示，为一个晶闸管和四个二极管组成的单相桥式交流调压电路，电阻为1欧姆，根据输入电压和驱动信号波形，画出输出电压波形、通过二极管VD1的电流波形，并分析电路的工作原理。

（10分）

（图6）

（图7）

06～07学年《电力电子技术基础A卷》参考答案

一．选择题（每题一分）

1.B2.D3.A4.C5.D

6.C7.C8.D9.B10.D

二．判断题（每题一分）

11.√12.×13.×14.×15.×

16.√17.√18.√19.√20.×

三．填空题（每空1.5分）

21．均压，静态均压，动态均压

22．升压斩波，20

23．顺向串联，触发电路工作不可靠、晶闸管发生故障、交流电源缺相或者突然消失、逆变角过小（任选其二）

24．阳极－阴极之间加有正向电压，门极－阴极之间加正向电压和电流（触发脉冲）

25．开通（或者电流或者抑止di/dt），关断（或者电压或者抑止du/dt）

26．停止/封锁，逆变

（图3分）

四．计算题

27．解：

（2分）

（2分）

晶闸管承受的最大正反向电压为线电压峰值

244.95V（2分）

所以，晶闸管的电压定额为489.90V（1分）

流过晶闸管的电流有效值为

（2分）

晶闸管的电流定额为

（1分）

送回电网的平均功率是

（2分）

28、

（1）漏感为0时

输出平均电压为

（1分）

输出平均电流为

（2分）

（2）漏感为1mH时

直流电压平衡方程为

（2分）

其中Ud为不考虑漏感时的输出电压，由前面结果可知为257.4V，

漏感上的电压

（1分）

由以上2式可以得出

（2分）

（2分）

所以，此时直流侧平均电压为

（1分）

换流重叠角计算公式为

（1分）

所以，换流重叠角

（2分）

（三个图得分依次为3分、1分、2分）

五．分析说明题

29．开关器件

与

的栅极信号在一个周期内各有半周正偏，半周反偏，二者互补。

（1分）

（1）第一阶段

在

时，

导通，此时负载电流为零。

当

时，负载电流按指数规律上升。

电流方向如图中

段，此阶段输出电压为

。

（2分）

（2）第二阶段

在

时，

关断，同时给

栅极信号，但感性负载中的电流不能立刻改变方向，于是

、

导通，电流继续按原方向流动，将电感电能向电源回馈，而

承受反压不能导通。

此阶段直到

时，电流

，此时

、

关断。

此阶段输出电压为

。

（2分）

（3）第三阶段

在

时，

导通，

，电流方向相反，变换规律与第一阶段相同，时间延后半个周期，

。

（2分）

（4）第四阶段

在

时，

栅极信号为零而关断，

、

在负载电感电势作用下而导通，

不能导通。

此时

，电流反向，变换规律与第二阶段相同，时间延后半个周期。

（2分）

总之，负载电压为方波，与

、

和

的栅极信号变换一致。

电流为两端指数衰减曲线构成的正负半波对称的交流。

（1分）

（此图4分，每个波形2分）

（此图4分，每个波形2分）

30、此电路为交流调压电路

（1）当输入电压为正半波期间，VD1、VT、VD2串联回路承受正向电压，晶闸管具备导通的第一个条件；在t1时刻，给晶闸管触发脉冲，晶闸管又具备了导通的第二个条件，因此，从t1时刻开始，晶闸管导通，电流经过VD1、VT、VD2、R形成回路，负载上边的电压即为输入电压。

此时，通过晶闸管的电流、通过VD1、VD2的电流和负载电流相等。

（2分）

（2）180度时，输入电压过零，VT截止；

（3）当输入电压为负波期间，VD3、VT、VD4串联回路承受正向电压，晶闸管具备导通的第一个条件；在（π＋t1）时刻，给晶闸管触发脉冲，晶闸管又具备了导通的第二个条件，因此，从（π＋t1）时刻开始，晶闸管导通，电流经过R、VD3、VT、VD4形成回路，负载上边的电压即为输入电压的负半波部分。

在此期间，VD1不导通。

（2分）

输出电压正负对称，为交流信号，频率和输入电压相同；通过改变控制角的大小，既可以控制输出电压的大小。

因此，此电路为交流调压电路。

（2分）