电力电子技术复习题

电力电子技术总习题试题答案

一、简答题

1、晶闸管导通的条件是什么？

（1）晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压

（2）晶闸管门极和阴极之间必须施加适当的正向脉冲电压和电流

2、有源逆变实现的条件是什么？

（1）晶闸管的控制角大于90度，使整流器输出电压Ud为负

（2）整流器直流侧有直流电动势，其极性必须和晶闸管导通方向一致，其幅值应大于变流器直流侧的平均电压

3、电压源逆变电路与电流源逆变电路的区别？

（1）电压型无源逆变电路直流侧接大电容滤波，输出电压为方波交流，输出电流的波形与

负载性质有关；电流型无源逆变电路直流侧接大电感滤波，输出电流为方波交流，输出电压的波形与负载性质有关

（2）电压型无源逆变电路各逆变开关管都必须反并联二极管，以提供之后的感性负载电流回路；电流型无源逆变电路各逆变开关管不需反并联二极管，但是应在负载两端并联电容，以吸收换流时负载电感中的储能

4、单极性调制与双极性调制的区别？

（1）单极性调制是指逆变器输出的半个周期中，被调制成的脉冲输出电压只有一种极性，正半周为+Ud和零，负半周为-Ud和零

（2）双极性调制是指逆变器输出的每半个周期中都被调制成+/-Ud之间变化的等幅不等宽的脉冲列

在近似相同的条件下，单极性调制比双极性调制具有更好的谐波抑制效果。 5、电力变换的基本类型包括哪些？

包括四种变换类型： （１）整流 ＡＣ－ＤＣ

（２）逆变 ＤＣ－ＡＣ （３）斩波 ＤＣ－ＤＣ

（４）交交电力变换 ＡＣ－ＡＣ

6、半控桥能否用于有源逆变？为什么。 半控桥不能用于有源逆变，因为半控桥整流输出电压在移相范围内始终大于零。 7、直流斩波器的控制方式？

时间比控制方式：定频调宽 定宽调频 调频调宽 瞬时值控制和平均值控制

8、电压型无源逆变的特点是什么？

电压型无源逆变电路输入为恒定的直流电压，输出电压为方波交流电压，输出电流波形与负载的性质有关，阻感需要在功率电子器件旁边反并联二极管，以提供滞后电流的续流回路。

9、简述正弦脉宽调制技术的基本原理？

正弦脉宽调制技术是把正弦波调制成一系列幅值相等，宽度按正弦规律变化的脉冲列，实现的方式有计算法和调制法两种，调制法分为单极型调制和双极型调制。

10、电力电子技术的定义和作用

电力电子技术是研究利用电力电子器件实现电能变换和控制的电路，内容涉及电力电子器件、功率变换技术和控制理论，作用是把粗电变成负载需要的精电。

11、电力电子系统的基本结构

电力电子系统包括功率变换主电路和控制电路，功率变换主电路是属于电路变换的强电电路，控制电路是弱电电路，两者在控制理论的支持下实现接口，从而获得期

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望性能指标的输出电能。

12、电力电子器件的分类

（１）从门极驱动特性可以分为：电压型和电流型 （２）从载流特性可以分为：单极型、双极型和复合型 （３）从门极控制特性可以分为：不可控、半控及全控型 13、有源逆变和无源逆变的区别

有源逆变是把直流电能逆变成交流电能后送给电网； 无源逆变是把直流电能逆变正交流电能后送给负载； 14、直流斩波器的控制方式 （１）定频调宽 （２）定宽调频 （３）调频调宽

二、图1所示的单相桥式整流电路中，U2?220V、触发角a?30，负载为阻感负载，电感L的值极大，R?5?。

1、绘制输出电压ud、输出电流id、变压器副边电流i2的波形； 2、计算输出电压ud、输出电流id的平均值及功率因数； 3、计算晶闸管的电流有效值。

id?VT1VT3Ri2u1uudLVT2VT4

图1 答案：

1．波形绘制

ud ?t id ?t

i2

?t

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2．电路参数计算）

Ud?0.9?U2?cos??0.9?220?cos30??171.47(V) Id? ??Ud171.47??34.29(A) R5Ud?IdUd171.47???0.78 U2?I2U2220 3．电路参数计算 IT?Id2?24.25(A)

三、三相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载，已知：负载电阻R?1?，电感

V，LB?1mH，当反电动势E?400V，控制角α=120°或逆Ld??，相电压U2?220变角β=60°时，请计算输出电压平均值Ud、输出电流平均值Id和换相重叠角?。 答案：

6?XB?Id Ud?2.34?U2?cosa??

2? Id?Ud?400 R 代入数据，解得： Ud??290.31(V) Id?109.69(A) 换相重叠角?计算： cos??cos(a??)?XB?Id6?U2?sin?6

解得：

??8.9?

V，接阻四、图3所示单相交流调压电路，u1为正弦交流输入电压，有效值U1?220感负载，其中R?0.5?，L?2mH，求负载电流的最大有效值、最大输出功率及此时功率因数。

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VT1iou1VT2LuoR

图3

答案：

负载电流最大时，电路必须工作在连续模式，此时控制角等于负载阻抗角。

负载阻抗角：

2??50?2?10?3)?51.47? ??tan()?tan(R0.5?1?L?1 那么控制角等于51.47?时，电流波形连续，负载电流最大 负载电流最大值：

Io?

U1R?(?L)22?2200.5?0.62822?275(A)

最大输出功率：

Po?U1?Io?cos??37.7(KW)

此时功率因数：

??cosa?cos??0.62

五、图1所示的单相桥式整流电路中，U2?220V、触发角a?60?，负载为阻性负载， R?10?。

1、绘制输出电压ud、输出电流id、变压器副边电流i2的波形； 2、计算输出电压ud、输出电流id的平均值及功率因数； 3、请计算晶闸管的电流有效值；

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idVT1VT3i2u1uudRVT2VT4

图1

答案：

1．波形绘制（9分） ud

id

i2

2．电路参数计算

?t?t?t1?cos?1?cos60??0.9?220??148.5(V) Ud?0.9?U2?22 Id?Ud148.5??14.85(A) R10 ??sin2??????0.89 2?? 3．电路参数计算 IT?sin2??????14(A) 2??2?10U2六、图2所示的三相半波可控电路中，相电压U2?220V、触发角a?60?，电感L的值极大，R?10?。

1、计算输出电压ud、输出电流id的平均值、a相的电流ia的有效值； 2、绘制输出电压ud、输出电流id、a相的电流ia的波形。

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