大工15春《电力电子技术》模拟试题

大工15春《电力电子技术》开卷模拟试题

大连理工大学网络教育学院

2015年8月份《电力电子技术》开卷考试期末复习题

一、单项选择题

1、电力电子器件采用的主要材料是（ D ）。 A．铁 C．银

B．钢 D．硅

2、如某晶闸管的正向重复峰值电压为745V，反向重复峰值电压为825V，则该晶闸管的额定电压应为（ B ）。 A．700V C．800V

B．750V D．850V

3、全控型器件关断时，因正向电流的迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压称为（ D ）。 A．操作过电压 C．换相过电压

B．雷击过电压 D. 关断过电压

4、三相半波可控整流电路在换相时，换相重叠角 γ 的大小与哪几个参数有关？（ A ） A． 、Id、 XB、U2 C． 、U2

B． 、Id D. 、U2、 XB

5、单相桥式半控整流电路两只晶闸管的触发脉冲依次相差度数是（ D ）。 A．30° C．120°

B．90°

D．180°

6、三相电流型逆变电路的基本工作方式是（ C ）导电方式。 A．30° C．120°

B．90°

D．180°

7、升压斩波电路中下列哪个器件主要起保持输出电压的作用？（ D ） A．L C．R

B．VD

D．C

8、下列不属于单相交-交变频电路的输入输出特性的是（ B ）。 A．输出上限频率

B．输出功率因数

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C．输出电压谐波 D．输入电流谐波

9、（ A ）是最早出现的软开关电路。 A．准谐振电路

B．零开关PWM电路

C．零转换PWM电路 D．以上都不正确

10、开关电源组成中，（ C ）起到如下作用：把输入电网交流电源转化为符合要求的开关电源直流输入电源。 A．输出电路 C．输入电路

B．功率变换电路

D．控制电路

11、单相桥式全控整流电路带阻感负载工作情况下，晶闸管导通角为（ D ）。 A． 60° C． 120°

B． 90°

D． 180°

12、三相桥整流电路中，当控制角α在以下哪个范围时，电路工作在逆变状态？（ C ） A． 0<α<π/2 C． π/2<α<π

B． 0<α<π

D． π<α<2π

13、三相交流调压电路星形联结带电阻负载时，同一相的两个反并联晶闸管触发脉冲应相差（ D ）。 A． 60° C． 120°

B． 90° D． 180°

14、下列哪项是软开关电路？（ C ） A． 全桥电路

B． PWM整流电路

C． 谐振直流环 D． 推挽电路

15、晶闸管直流电动机系统在电流连续时，电动机的机械特性是一组（ A ）。 A． 平行的直线

B． 相交的直线 D． 曲线

C． 互相垂直的直线

16、下图中阴影部分为某负载上的电压波形，其最大值为141V，则输出电压平均值Ud为（ C ）。

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A．90V C．45V

B．50V D．30V

17、对三相桥式全控共阴极组的三个晶闸管来说，正常工作时触发脉冲相位依次差多少？（ D ） A．45° C．90°

B．60° D．120°

18、下图为单相电压型二重逆变电路，控制时令u1和u2相位错开60°，则总输出电压中将不含（ A ）。 A．3次谐波 C．7次谐波

B．5次谐波 D．9次谐波

19、晶闸管满足什么条件时才会由导通转为截止？（ B ） A．当阳极电流大于维持电流时 C．当触发信号变为0V时

B．当阳极电流小于维持电流时

D．当触发信号变为负值时

20、下列全控型器件中开关速度最快的是（ C ）。 A．GTO

B．GTR D．IGBT

C．MOSFET

21、维持晶闸管导通的条件是（ A ）。 A． IA IH C． IA IH

B． IA IH D． IA与IH无关

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22、下列属于单极型电压驱动型器件的是（ C ）。 A． GTR

B． GTO D． IGBT

C． MOSFET

23、在采用相同晶闸管的条件下，双反星形电路的输出电流是三相桥式电路输出电流的（ C ）倍。 A． 1/2 C． 2

B． 1 D． 3

24、带隔离的直流-直流变流电路的结构同直流斩波电路相比，直流变流电路中增加了哪一环节？（ B ） A． 直流

B． 交流 D． 滤波

C． 脉动直流

25、装置小型化、轻量化最直接的途径是（ B ）。 A． 电路的低频化 C． 电路的低压化

答案：1～5 DBDAD 6～10 CDBAC 11～15 DCDCA 16～20 CDABC 21～25 ACCBB

B． 电路的高频化 D． 电路的高压化

二、填空题

1、请在空格内标出下面元件的简称：电力晶体管 ；可关断晶闸管 ；功率场效应晶体管 ；绝缘栅双极型晶体管 。

2、对三相桥式全控变流电路实施触发时，如采用单宽脉冲触发，单宽脉冲的宽度一般取 较合适；如采用双窄脉冲触发时，双窄脉冲的间隔应为 。 3、逆变电路可以根据直流侧电源性质不同分类，当直流侧是电压源时，称此电路为 ，当直流侧为电流源时， 称此电路为 。 4、软开关技术总的来说可以分为： 和 两类。 5、IGBT是 和 的复合管。

6、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是 措施，给每只管子并联RC支路是 措施。

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7、有源逆变指的是把 能量转变成 能量后送给 的装置。

8、单相调压电路带电阻性负载，其导通控制角 的移相范围为 ，随 的增大， Uo ，功率因数 。

9、在如下电力电子器件：Power Diode 、SCR、GTO、GTR、MOSFET、IGBT中，属于全控型器件的是 、 、 、 。 10、三相桥式全控整流电路带阻感负载时，设交流侧电抗为零，直流电感 L 足够大。当 ＝0°时，其整流输出电压中所含的谐波次数为 ，交流侧电流中所含谐波次数为 。

11、PWM控制就是对脉冲的 进行调制的技术；直流斩波电路得到的PWM波是 ，SPWM波得到的是 。 12、 是开关电源的核心部分。 答案：

1．GTR；GTO；MOSFET；IGBT； 3．电压型逆变；电流型逆变； 5．MOSFET；GTR； 7．直流；交流；电网；

2．90°；60°； 4、零电压；零电流； 6．静态均压；动态均压； 8．0～π；降低；降低 10．6k；6k±1； 12．功率变换电路；

9．GTO；GTR； MOSFET；IGBT；

11．宽度；等效直流波形；等效正弦波形；

三、判断题（对的用√表示、错的用×表示）

1、单相全波可控整流电路中变压器为二次绕组带中心抽头，结构较复杂。（ ） 2、只要保证直流电动势符合逆变产生的条件就会产生逆变。（ ） 3、电流型逆变电路直流侧并联大电感，相当于电流源。（ ） 4、半桥电路属于单端电路。（ ）

5、在市电断电时由于由蓄电池提供电能，供电时间取决于蓄电池容量的大小，有很大的局限性，为了保证长时间不间断供电，可采用柴油发电机作为后备电源。（ ） 6、单相全控桥式可控整流电路中变压器为二次绕组带中心抽头，结构较复杂。（ ） 7、必须同时保证直流电动势和晶闸管控制角都符合逆变产生的条件，才会产生逆变。（ ）

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8、电流型逆变电路直流侧串联小电感，相当于电流源。（ ） 9、全桥电路属于双端电路。（ ）

10、在市电断电时由于由蓄电池提供电能，供电时间取决于蓄电池蓄电时间的长短，有很大的局限性，为了保证长时间不间断供电，可采用柴油发电机作为后备电源。（ ） 11、单相全波可控整流电路中变压器为二次绕组带中心抽头，结构简单。（ ） 12、只需保证晶闸管控制角符合逆变产生的条件就会产生逆变。（ ） 13、电流型逆变电路直流侧串联大电感，相当于电流源。（ ） 14、推挽电路属于单端电路。（ ）

15、在市电断电时由于由蓄电池提供电能，供电时间取决于蓄电池容量的大小，有很大的局限性，为了保证长时间不间断供电，可采用油机作为后备电源。（ ） 16、从蓄电池得到的电力是交流。（ ）

17、电网电压的频率不是固定不变的，而是会在允许范围内有一定的波动。（ ） 18、带电阻负载的单相交流调压电路中，随着α的增大，Uo逐渐减小。（ ） 19、零电压转换PWM电路中，主要的谐振过程都集中在主开关S开通前。（ ） 20、广义地说，UPS包括输出为直流和输出为交流两种情况，目前通常是指输出为直流的情况。（ ）

21、电力二极管的静态特性主要是指其伏安特性。（ ） 22、半桥电路可以用在几百千瓦的逆变电源中。（ ）

23、输出电压谐波不属于单相交交变频电路的输入输出特性范畴。（ ）

24、晶闸管触发电路的作用是产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。（ ）

25、在调制信号波为正弦波时，所得到的就是SPWM波形。（ ）

26、单相桥式全控整流电路带电阻负载时， 角的移相范围为0 180 。（ ） 27、三相桥式全控整流电路中，接反电势阻感负载时，在负载电流连续的情况下，电路工作情况与电感性负载时相似，电路中各处电压、电流波形均相同。（ ） 28、全控器件缓冲电路的作用之一是减小开关损耗。（ ）

29、带平衡电抗器的双反星形可控整流装置适用于高压小电流的负载。（ ） 30、降压斩波电路中，若保持控制周期T不变，仅改变ton就能调节输出电压。（ ） 31、单相半波可控整流电路中，当负载为电阻负载时，变压器T起到了变换电压和隔离的

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作用。（ ）

32、单相半桥电压型逆变电路带阻感负载，输出的电压与电流存在相位差，电流超前，电压滞后。（ ）

33、交流调功电路与交流调压电路相比较，具有完全相同的电路形式。（ ） 34、晶闸管触发电路，所提供的触发脉冲可以超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额。（ ）

35、软开关技术可以使开关频率降低。（ ）

答案：1～5 √×××√ 6～10 ×√×√× 11～15 ××√×√ 16～20 ×√√××

21～25 √××√√ 26～30 √√√×√ 31～35 √×√××

四、名词解释

1．电力电子器件：电力电子器件是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。

2．电力MOSFET：指绝缘栅型中的MOS型电力场效应晶体管。

3．触发电路：习惯上将实现对相控电路相位控制的电路总称为触发电路。

4．共阴极接法：三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，它们的阴极连接在一起，称为共阴极接法。

5．器件换流：利用全控型器件的自关断能力进行换流称为器件换流。

6．二极管整流电路：电路中的电力电子器件采用整流二极管，这类电路称为二极管整流电路。

7．负载换流：由负载提供换流电压称为负载换流。

五、简答题

1、使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？

答：条件有二：①直流侧要有电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压；②要求晶闸管的控制角α>π/2，使 Ud 为负值。 2、高频化的意义是什么？为什么提高开关频率可以减小滤波器的体积和重量？

答：高频化可以减小滤波器的参数，并使变压器小型化，从而有效的降低装置的体积和重量。使装置小型化，轻量化是高频化的意义所在。

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提高开关频率，周期变短，可使滤除开关频率中谐波的电感和电容的参数变小，从而减轻了滤波器的体积和重量。

3、无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？

答：两种电路的不同主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。 4、何为双 PWM 电路？其优点是什么？

答：双PWM电路中，整流电路和逆变电路都采用PWM控制，可以使电路的输入输出电流均为正弦波，输入功率因数高，中间直流电路的电压可调。当负载为电动机时，可工作在电动运行状态，也可工作在再生制动状态；通过改变输出交流电压的相序可使电动机正转或反转，因此，可实现电动机四象限运行。 5、什么是逆变失败？如何防止逆变失败？

答：逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。

防止逆变失败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换向裕量角β等。

6、单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？

答：单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有2k（k=1、2、3…）次谐波，其中幅值最大的是2次谐波。

变压器二次侧电流中含有2k＋1（k＝1、2、3……）次即奇次谐波，其中主要的有3次、5次谐波。

7、换流方式有哪几种？各有什么特点？ 答：换流方式有4种：

器件换流：利用全控型器件的自关断能力进行换流。全控型器件采用此换流方式。 电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。 负载换流： 由负载提供换流电压， 当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时， 可实现负载换流。

强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。晶闸管电路不能采用器件换流，根据电

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路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。

六、分析题

1、电路如下图所示，请问这是什么电路？试分析其主要特点。

答：降压斩波电路。主要特点：只能降压，输入输出电压极性相同，输入电流脉动大，输出电流脉动小，结构简单。

2、电路如下图所示，请问这是什么电路？试分析其主要特点。

答：升降压斩波电路。主要特点：能降压升压，输入输出电压极性相反，输入输出电流脉动大，不能空载工作，结构简单。

3、电路如下图所示，请问这是什么电路？试分析其主要特点。

答：Sepic斩波电路。主要特点：能降压升压，输入输出电压极性相同，输入电流脉动小，输出电流脉动答，不能空载工作，结构复杂。

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七、计算题

1、单相桥式全控整流电路中，负载中R 2 ，L值极大，反电动势E 60V，U2 100V，当 =30 时，要求： ①作出ud、id和i2的波形；

②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2； ③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

u2

π

答：①ud、id和i2的波形如下图：

u2

π ud

Id

id0

i20

IdId

②整流输出平均电压Ud、电流Id、变压器二次电流有效值I2分别为

Ud 0.9U2cos 0.9 100 cos30 V 77.97V

Id Ud E /R 77.97 60 /2A 9A

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I2 Id 9A

2 141.4V

流过每个晶闸管的电流的有效值为IVT Id/ 6.36A 故晶闸管的额定电压为UN 2 3 141.4V 283 424V 晶闸管的额定电流为IN 1.5 2 6.36A/1.57 6 8A 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、在下图所示的降压斩波电路中，E 100V，L 1mH，R 0.5 ,Em 10V，采用脉宽调制控制方式，T 20μs，当ton 5μs时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值

Io，计算输出电流的最大和最小值的瞬时值并判断负载电流是否连续。

Em

答：由已知条件可得m

Em10L0.001

0.1， 0.002 E100R0.5T

当ton 5μs时，有 0.01， 0.0025

e 1e0.0025 1

0.01 0.249 m，所以输出电流连续。 由于

e 1e 1ton100 5

E V 25V T20U Em25 10

A 30A 输出电流平均值为Io o

R0.5

此时输出电压平均值为Uo

输出电流的最大和最小值的瞬时值分别为

Imax

1 e E 1 e 0.0025 100

m 0.1A 30.19A 0.01

1 eR1 e0.5 e 1 E e0.0025 1 100 m 0.01 0.1 A 29.81A e 1 R e 1 0.5

Imin

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3、三相半波可控整流电路，U2 100V，带电阻电感负载，R 5 ，L值极大，当 =60 时，要求：

①画出ud、id和iVT1的波形； ②计算Ud、Id、IdT和IVT。 答：①ud、id和iVT1的波形如下图：

u2

60

a

uu0

t

ua

ub

uc

ud0

t

iVT1

id

00

tt

②Ud、Id、IdT和IVT分别如下

Ud 1.17U2cos 1.17 100 cos60 58.5 V

Id Ud/R 58.5/5 11.7 A IdVT Id/3 11.7/3 3.9 A

IVT Id/3 6.755 A

4、一单相交流调压器，输入交流电压为220V，50Hz，带阻感负载，其中R 4 ，XL 3 。试分别求 π6、 π3时的输出电流有效值、输入功率和功率因数。

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答：负载阻抗及负载阻抗角分别为Z

5

arctan

XL 3 arctan 0.6435 36.87

4 R

因此触发延迟角 的变化范围为 π，即0.6435 π

① 当 π6时，由于 ，因此晶闸管调压器全开放，输出电压为完整的正弦波，负载电流也为最大，此时输出功率最大，为

Iin Io

功率因数为

220V2

44A，Pin IoR 7744W Z

Pin7744

实际上，此时的功率因数也就是负载阻抗角的余弦。 0.8，

U1Io220 44

tan

② 当 π3时，先计算晶闸管的导通角，由式sin sin e

可得

π π

sin 0.6435 sin 0.6435 etan 3 3

解上式可得晶闸管导通角为 2.727 156.2 由式

IVT

IVT

2

Iin Io VT 38.32A，P IinoR 5874W

Pin5874

0.697 U1Io220 38.32

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5joi.html