北京交通大学电力电子练习题.docx

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北京交通大学电力电子练习题

习题一

1．使晶闸管导通的条件是什么？

维持晶闸管导通的条件是什么？

怎样才能由导通变为关断？

（7分）

2．用正弦半波电压测试晶体管时，其正反向漏电流的波形是否也为正弦半波形状？

晶体管导通时流过正弦半波电流，其正向电压的波形是正弦半波吗？

（8分） 

3．如图一所示的电路，若U2＝220V，Ld＝，Ed＝120V，R＝1，当＝60时能否实现有源逆变？

并计算这时电动机制动电流为多少？

（10分） 

图一

4．单相桥式全控整流电路，大电感负载，U2=110V，R=2，试计算当=30时，输出电压，电流平均值Ud和Id。

如接续流二极管，Ud和Id又各为多少？

绘出二种情况的电压、电流波形，两种情况电源侧的功率因数各为多少？

（20分） 

5．三相半波变流器，反电势阻感负载，R＝1，L＝，U2＝100V，LB＝1mH，当E＝150V，=30时求Ud，Id和换相重叠角的数值，并画出Ud的波形（考虑换相重叠角）。

（20分）

6．图二所示斩波电路中，US＝120V，UC＝150V，R＝2.5，T的开关频率为f＝5KHz，从电源输入到电池UC中的功率为3KW，试求：

（15分）

图二

（1）T的导通时间tON

（2）平均输入电流IS

（3）画出uC、uT、iS、iT的波形

7．图三所示B型两象限斩波器中，CH1和CH2的理想控制脉冲为ig1、ig2，试画出以下（a）、（b）两种情况下uLD、iA、Em、iCH1、iCH2的波形。

（20分）

图四

习题一答案

1.使晶闸管导通的条件是：

有正向阳极电压并且有触发脉冲；

   维持晶闸管导通的条件是保证通态电流大于维持电流；

   当通态电流小于维持电流时，晶闸管管由导通变为关断。

 2.不是；不是

 3.可以实现有源逆变。

   Id＝21（A）

 4.不接续流管时

   Ud＝85.74（V）   Id＝42.87（A）   cos＝0.779

   接续流管时

   Ud＝92.37（V）   Id＝46.2（A）    cos＝0.92

   Ud、Id波形略。

 5.Ud＝-107.67（V）   Id＝42.33（A）    ＝17

   Ud波形略。

 6.ton＝80us

   Is＝33.3（A）

   波形略。

 7.波形略。

习题二

1．使晶闸管导通的条件是什么？

维持晶闸管导通的条件是什么？

怎样才能由导通变为关断？

（10分）

2．列表对可关断晶闸管（GTO）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）和功率场效应管（PowerMOSFET）的下述性能进行比较。

（10分）

（1）.用哪种信号驱动

（2）.驱动功率（3）.通态压降

   （4）.开关速度（5）.通过电流能力

3．单相桥式全控整流电路＝60，U2＝220V，求：

1）电阻负载R＝10和

2）电阻电感负载R＝10，L＝情况下的整流电压Ud，负载电流Id，晶闸管的电流平均值Idk，有效值Ik与电源输入电流I2。

（20分）

4．如图一所示的三相桥式可控整流电路＝0，三相电源对称，Ld＝。

如果T2断开，试绘出ud的波形和uT1的波形。

（20分）

图一

5．如图二所示的电路，若U2＝220V，Ld＝，Ed＝120V，R＝1，当＝60时能否实现有源逆变？

并计算这时电动机制动电流为多少？

（20分）

图二

6．三相半波变流器，反电势阻感负载，R＝1，L＝，U2＝100V，LB＝1mH，当E＝150V，=30时求Ud，Id和的数值。

（20分）

试卷二答案

1.使晶闸管导通的条件是：

有正向阳极电压并且有触发脉冲；

   维持晶闸管导通的条件是保证通态电流大于维持电流；

   当通态电流小于维持电流时，晶闸管管由导通变为关断。

 2.           GTO   IGBT   MOSFET

   信号驱动   电流   电压   电压

   驱动功率   大     中     小                

   通态压降   小     中     大

   开关速度   低     中     高

   通过电流   大     中     小

 3.R＝10时

   Ud＝148.5（V）   Id＝14.85（A）

   Idk＝7.43（A）   Ik＝13.95（A）

   I2＝19.73（A）

   R＝10，L＝时

   Ud＝99（V）      Id＝9.9（A）

   Idk＝4.95（A）   Ik＝7.0（A）

   I2＝9.9（A）

 4.波形略。

 5.可以实现有源逆变；

   Id＝21（A）

 6.Ud＝-107.67（V）   Id＝42.33（A）    ＝17

试卷三

一、列表对晶闸管SCR、可关断晶闸管GTO、绝缘栅双极晶体管IGBT和功率场效应管PowerMOSFET的下述性能进行比较。

（1）用哪种信号驱动；

（2）驱动功率；（3）通态压降；（4）开关速度；（5）通过电流能力。

（10分）

二、三相半波可控整流电路，电阻反电势负载，R＝1，E＝70.7V，U2＝100V，＝60。

画出电路图及ud和id波形，并求Ud、Id的值。

（15分）

三、单相全控桥接反电势阻感负载，工作在有源逆变状态，已知U2＝220V，R＝2，L＝，E＝110V，=120。

求Ud、Id的值，并画出ud的波形。

（15分）

四、列出直流斩波器的三种时间比控制方式，简要说明其控制特点，并分别用波形图表示。

（15分）

五、画出第一象限降压斩波器主电路图及主要波形图；写出输入、输出电压的关系式；如果要减小输入、输出电流脉动，有哪几种方法。

（20分）

六、画出单相交流调压器的三种基本电路形式，及其在电阻负载下的输出电压波形。

（10分）

七、IGBT三相无源逆变器工作在180°导通方式下，画出完整的主电路图，以及在负载滞后角φ>60°时的uAO、uAO’、uAB、iA、iT1、iD4、id的波形。

（15分）

习题四

4

图1

1.（15分）在图1所示直流斩波器中，各元件的主要作用是什么？

假设负载回路的电阻可忽略不计，试求负载电流脉动量的表达式；当斩波频率一定时，最大电流脉动量为多少？

 2.（20分）在三相－三相交交变频器中，为什么会产生环流？

有环流运行方式与无环流运行方式有哪些区别？

图2

3.（10分）简述IGBT栅极控制电路的基本功能；在图2所示IGBT栅控电路中，下列元件的主要作用是什么：

OC1、T1、T2、RG、＋15V、－5V、C1、4、（20分）图1所示直流斩波器属于哪种类型？

简述其工作原理并画出主要电路波形；如果要使直流电机交替工作于第一象限和第二象限，直流斩波器应如何设计？

（画出相应电路图） 

5、（15分）晶闸管门控电路所提供的触发脉冲在参数及形式上应符合哪些要求？

若按同步信号区分，晶闸管门控电路有哪些形式？

6、三相桥式全控整流电路，接电阻电感、反电势负载，已知输入相电压U2＝220V，R＝2，L＝∞，E＝200V，α＝60°。

（20分）

（1）计算直流输出电压、电流平均值Uud和Id；

（2）计算电网输出的有功功率P。

（3）对应画出输入线电压uab、输出电压ud及输入相电流ia波形，并标明触发角α。

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