河南理工大学电力电子技术试题A.docx

河南理工大学电力电子技术试题A.docx

《河南理工大学电力电子技术试题A.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河南理工大学电力电子技术试题A.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

河南理工大学电力电子技术试题A

（注：

卷面80分，平时成绩20分）

本题得分

一、填空题（4小题，每空1分，共4分）

1.晶闸管单相桥式整流电路，交流电源为工频220V（有效值），考虑2倍的安全裕量，则晶闸管的额定电压应不小于V。

2.设GTO的电流关断增益为5,如果该器件要关断直流500A的电流，关断时门极负脉冲电流的峰值应不小于A。

3.IGBT的开启电压一般为V。

4.驱动电路要实现控制电路与主电路之间的电气隔离，其中光隔离一般通常采用的元件是。

本题得分

二、选择题（3小题，每空1分，共6分）

1.在电力电子器件中

属于电压驱动的是,

属于双极型的是,

在可控的器件中，容量最大的是,

A.SCR   B.GTO   C.GTR   D.P.MOSFET   E.IGBT   F.电力二极管

2.使晶闸管维持导通所必需的最小电流称为。

对同一晶闸管来说，通常擎住电流约为维持电流的。

A.维持电流   B.擎住电流   C.2～4倍   D.1/2～1/4  

3.图1是的典型驱动电路？

A.SCR   B.GTO   C.GTR   D.P.MOSFET    

图1

本题得分

三、简答题（5小题，每题3分，共15分）

1.从晶闸管的物理结构角度，回答下列问题：

1）分析为什么晶闸管一旦触发导通之后，就可以自锁导通，而不再需要触发电流？

2）为什么晶闸管导通之后，门极就失去控制作用，不能控制器件关断？

2.关于SPWM控制技术，回答下列问题：

1）什么是异步调制？

2）什么是同步调制？

3）什么是分段同步调制，与上述两个方式相比它有什么优点？

3.图2中画出了有、无RCD缓冲电路时，晶体管关断过程中的电压电流变化轨迹。

当有RCD缓冲电路时，回答下列问题：

1）晶体管关断时应按照那条电压电流线（工作点轨迹）转移？

并说明理由。

2）在该轨迹线上标出工作点转移的方向，并说明理由。

图2

4.关于单相交流电能变换电路，回答下列问题：

1）从电路结构方面，比较交流调功电路与交流调压电路的异同之处；

2）从控制方式方面，比较交流调功电路与交流调压电路的异同之处；

3）说明交流调功电路适用于什么样的负载。

5.关于交交变频器，回答下列问题：

1）什么是交交变频器？

2）结合图3所示的单相交交变频器，说明其改变输出电压频率和幅值的方法。

图3

本题得分

四、作图题（4小题，共21分）

1.图4为晶闸管三相桥式整流电路，输入为三相工频电源，负载电流连续，当α=π/6时，回答下列问题：

（本题4分）

1）在图5中工频线电压波形的基础上，画出整流输出电压ud一个工频电周期的波形。

2）若整流电路采用双窄脉冲触发，在整流输出电压波形上方的对应位置，画出VT1和VT2的触发脉冲（应标明脉冲所对应的器件号）。

图4图5

2.图6为全桥DC－DC变换器，E＝200V，EM=80V，R＝1Ω，L值极大，采用双极性PWM控制，开关周期Ts=100μs，器件V1的导通占空比为0.75,回答下列问题：

（本题4分）

1）画出一个开关周期上，器件V1和V2驱动信号的波形（高电平表示开通，低电平表示关断），及变换器输出电压uo的波形。

（波形图时间轴上应有准确的时间标注）

2）计算输出电压平均值Uo

图6

3.三相桥式逆变器如图7所示，方波控制方式（180º导电方式）。

负载为三相平衡的纯阻性负载，Y形连接。

在图8中画出稳态时一个开关周期内，下列电压的波形（幅值应符合图中的要求）：

（本题5分）

图7

图8

4.图9所示的单相全桥逆变电路工作于双极性SPWM模式。

设载波比N=9要求：

在图10中画出1个调制信号波周期内下列电压的波形：

（本题8分）

1）V1的开关控制信号波形ug1（高电平表示开通，低电平表示关断）

2）V2的开关控制信号波形ug2（高电平表示开通，低电平表示关断）

3）输出电压uo的波形。

图9

图10

本题得分

五、计算题（4小题，共34分）

1.单相桥式整流电路如图11所示，交流电源为工频220V,Ls＝0;负载中rd=2Ω，Ld值足够大（使输出电流平直连续），反电势Ed=100V。

回答下列问题：

（本题12分）

1）电路启动时（负载电流从零开始增加），计算使晶闸管能触发导通的最小触发角。

2）当=30°时，计算整流输出平均电压Vd、平均电流Id。

3）在一个工频电周期上，画出输出电压vd的波形及输入电流is的波形。

（两个波形的相位应彼此对应）

4）计算输入电流有效值Is，和整流电路的功率因数PF。

图11

（提示：

有关电流波形及其傅立叶级数）

2.在图12所示的升压斩波电路中，已知E=100V，L值和C值极大，R=20Ω，采用脉宽调制控制方式，当Ts=100μs，ton=50μs时，回答下列问题：

（本题12分）

1）计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io，输入电流平均值I1。

2）在1个开关周期上，画出如下波形：

器件V上电流iv和电压uv。

（时间轴上应有准确的时间标注）

3）计算器件V上电流平均值IdV和有效值IV。

图12

3.图13为单相交流调压电路，电源u1为工频220V，负载参数为R=0.5Ω，L=2mH，回答下列问题：

（本题5分）

1）计算控制角α的移相范围。

2）α＝π/2时，在一个相同的交流电周期内，画出下列波形：

负载电压uo，负载电流io，晶闸管VT2电流iVT2（各波形的相位应彼此对应）

图13

4.图14为反并联的晶闸管变流器,负载为直流电动机。

设电网线电压VLL＝380V，50Hz，负载中电枢电阻R＝2Ω，与电机串联的平波电抗器足够大，使电机电流平直连续。

假设电机处于正向制动状态，电枢的制动电流被控制为Io＝10A，当反电势EM＝200V时（方向如图中所示），回答下列问题：

（本题5分）

1）说明此时哪组变流器工作？

2）计算此时工作变流器的触发控制角α。

图14