电力电子复习题含答案

考试试卷( 1 )卷

一、填空题（本题共8小题，每空1分，共20分）

1、按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为____电压型____和_____电流型___两类。

2、电子技术包括__信息电子技术___和电力电子技术两大分支，通常所说的模拟电子技术和数字电子技术就属于前者。

2、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在____开关_____状态。当器件的工作频率较高时，__开关_______损耗会成为主要的损耗。

3、在PWM控制电路中，载波频率与调制信号频率之比称为______载波比_______，当它为常数时的调制方式称为_____同步____调制。在逆变电路的输出频率范围划分成若干频段，每个频段内载波频率与调制信号频率之比为桓定的调制方式称为_____分段同步_______调制。

4、面积等效原理指的是，_____冲量____相等而__形状_____不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果

基本相同。

5、在GTR、GTO、IGBT与MOSFET中，开关速度最快的是___MOSFET______，单管输出功率最大的是____GTO_________，应用最为广泛的是___IGBT________。

6、设三相电源的相电压为U2，三相半波可控整流电路接电阻负载时，晶闸管可能承受的最大反向电压为电源线电压的峰值，即

，其承受的最大正向电压为

。

7、逆变电路的负载如果接到电源，则称为 逆变，如果接到负载，则称为 逆变。

8、如下图，指出单相半桥电压型逆变电路工作过程中各时间段电流流经的通路(用V1,VD1,V2,VD2表示)。

(1) 0~t1时间段内，电流的通路为________；(2) t1~t2时间段内，电流的通路为_______；

(3) t2~t3时间段内，电流的通路为_______；(4) t3~t4时间段内，电流的通路为_______；(5) t4~t5时间段内，电流的通路为_______；

二、选择题（本题共10小题，前4题每题2分，其余每题1分，共14分）

1、单相桥式PWM逆变电路如下图，单极性调制工作时，在电压的正半周是（ ）

A、V1与V4导通，V2与V3关断 B、V1常通，V2常断，V3与V4交替通断 C、V1与V4关断，V2与V3导通

D、V1常断，V2常通，V3与V4交替通断 2、对于单相交流调压电路，下面说法错误的是（ ）

A、晶闸管的触发角大于电路的功率因素角时，晶 闸管的导通角小于180度

B、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角时，必须加宽脉冲或脉冲列触发，电路才能正常工作

C、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角正常工作并达到稳态时，晶闸管的导通角为180度

D、晶闸管的触发角等于电路的功率因素角时，晶闸管的导通角不为180度

3、在三相三线交流调压电路中，输出电压的波形如下图所示，在t1~t2时间段内，有（ ）晶闸管导通。

A、1个 B、2个 C、3个 D、4个

4、对于单相交交变频电路如下图，在t1~t2时间段内，P组晶闸管变流装置与N组晶闸管变流装

置的工作状态是（ ）

A、P组阻断，N组整流 B、P组阻断，N组逆变 C、N组阻断，P组整流 D、N组阻断，P组逆变

5、电阻性负载三相半波可控整流电路中，控制角的范围是（ ）

A、30°～150 B、0°～120° C、15°～125° D、0°～150° 6、桓流驱动电路中加速电容C的作用是（ ）

A、加快功率晶体管的开通 B、延缓功率晶体管的关断 C、加深功率晶体管的饱和深度 D、保护器件

7、直流斩波电路是一种（ ）变换电路。

A、AC/AC B、DC/AC C、DC/DC D、AC/DC

8、为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储时间，桓流驱动电路经常采用（ ）

A、du/dt抑制电路 B、抗饱和电路 C、di/dt抑制电路 D、吸收电路 9、已经导通的晶闸管的可被关断的条件是流过晶闸管的电流（ ） A、减小至维持电流以下 B、减小至擎住电流以下 C、减小至门极触发电流以下 D、减小至5A以下 10、IGBT是一个复合型的器件，它是（ ）

A、GTR驱动的MOSFET B、MOSFET驱动的GTR C、MOSFET驱动的晶闸管 D、MOSFET驱动的GTO

三、简答题（共3小题，22分）

1、简述晶闸管导通的条件与关断条件。（7分）

3、简述实现有源逆变的基本条件，并指出至少两种引起有源逆变失败的原因（7分）

考试试卷( 2 )卷

一、填空题（本题共6小题，每空1分，共15分）

1、_________存在二次击穿现象，____________存在擎住现象。

2、功率因数由 和 这两个因素共同决定的。

3、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是 _措施。 4、同一晶闸管，维持电流IH与掣住电流IL在数值大小上有IL_ IH。 5、电力变换通常可分

为： 、 、 和 。 6、在下图中，_______和________构成降压斩波电路使直流电动机电动运行，工作于第1象限；_______和_______构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变成为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行，工作于____象限。

二、选择题（本题共11小题，9，10，11小题每题2分，其余每题1分共14分）

1、下列电路中，不可以实现有源逆变的有（ ）。

A、三相半波可控整流电路 B、三相桥式全控整流电路

C、单相桥式可控整流电路 D、单相全波可控整流电路外接续流二极管 2、晶闸管稳定导通的条件（ ）

A、晶闸管阳极电流大于晶闸管的擎住电流 B、晶闸管阳极电流小于晶闸管的擎住电流 C、晶闸管阳极电流大于晶闸管的维持电流 D、晶闸管阳极电流小于晶闸管的维持电流

3、三相半波可控整流电路的自然换相点是（ ）

A、交流相电压的过零点

B、本相相电压与相邻相电压正半周的交点处 C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30° D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°

4、若增大SPWM逆变器的输出电压基波频率，可采用的控制方法是（ ）

A、增大三角波幅度 B、增大三角波频率 C、增大正弦调制波频率 D、增大正弦调制波幅度

5、三相半波可控整流电路中，晶闸管可能承受的反向峰值电压为（ ）

A、U2 B、

U2 C、2

U2 D.

U2

6、晶闸管电流的波形系数定义为（ ）

A、 B、 C、Kf =IdT·IT D、Kf =IdT-IT

7、降压斩波电路中，已知电源电压Ud=16V，负载电压Uo=12V，斩波周期T=4ms，则开通时

Ton=（ ）

A、1ms B、2ms C、3ms D、4ms 8、关于单相桥式PWM逆变电路，下面说法正确的是（ ）

A、在一个周期内单极性调制时有一个电平，双极性有两个电平 B、在一个周期内单极性调制时有两个电平，双极性有三个电平 C、在一个周期内单极性调制时有三个电平，双极性有两个电平 D、在一个周期内单极性调制时有两个电平，双极性有一个电平

9、对于单相交交变频电路如下图，在t2~t3时间段内，P组晶闸管变流装置与N组晶闸管变流

装置的工作状态是（ ）

A、P组阻断，N组整流 B、P组阻断，N组逆变 C、N组阻断，P组整流 D、N组阻断，P组逆变

10、在三相三线交流调压电路中，输出电压的波形如图所示，在t2~t3时间段内，有（ ）

晶闸管导通。

A、1个 B、2个 C、3个 D、4个

三、简答题（本题共 4 小题，共30分）

1、电压型逆变电路的主要特点是什么？（7分）

2、某一晶闸管，额定电压为300V，额定电流为100A，维持电流为4mA，使用在下图所示的各电路中是否合理?说明其理由。(不考虑电压、电流裕量)（8分）

3、下面BOOST升压电路中，电感L、电容C与二极管的作用是什么？（7分）

六、计算题（本题共1小题，共15分）

1、有一个三相全控桥整流电路。已知电感负载L=0.2H、α=60°、R=1Ω、变压器二次相电压U2=100V。试画出Ud的波形，计算负载端输出的直流电压Ud和负载电流平均值Id，计算变压器二次电流的有效值I2

考试试卷( 3 )卷

一、填空题：（本题共7小题，每空1分，共20分） 1、请在正确的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 ；IGBT是 和 的复合管。 2、晶闸管对触发脉冲的要求是 、 和 。 3、多个晶闸管相并联时必须考虑 的问题，解决的方法是 。 4、在电流型逆变器中，输出电压波形为 波，输出电流波形为 波。 5、三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、下二个开关管间进行，称为_______°导电型

6、当温度降低时，晶闸管的触发电流会 、正反向漏电流会 ； 7、常用的过电流保护措施有 、 、 、 。 二、选择题（本题共10小题，每题1分，共10分）

1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差（ ）度。

A、180° B、60° C、360° D、120°

2、α为 度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于

连续和断续的临界状态。 A、0度 B、60度 C、30度 D、120度， 3、晶闸管触发电路中，若改变（ ）的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。

A、同步电压 B、控制电压 C、脉冲变压器变比 D、以上都不能 4、可实现有源逆变的电路为（ ）。

A、三相半波可控整流电路 B、三相半控桥整流桥电路 C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路

5、在一般可逆电路中，最小逆变角βmin选在下面那一种范围合理（ ）。

A、30o-35o B、10o-15o C、0o-10o D、0o。 6、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是（ ）

A、90° B、120° C、150° D、180° 7、若增大SPWM逆变器的输出电压基波频率，可采用控制方法是（ ）

A、增大三角波幅度 B、增大三角波频率 C、增大正弦调制波频率 D、增大正弦调制波幅度 8、采用多重化电压源型逆变器的目的，主要是为（ ）

A、减小输出幅值 B、增大输出幅值 C、减小输出谐波 D、减小输出功率

9、为限制功率晶体管的饱和深度，减小存储时间，恒流驱动电路经常采用（ ）

dudiA、dt抑制电路 B、抗饱和电路 C、dt抑制电路 D、吸收电路

10、一般认为交交变频输出的上限频率（ ）

A、与电网有相同的频率 B、高于电网频率

C、可达电网频率的80% D、约为电网频率的1/2~1/3

三、判断题（正确打√，错误打×）：（本题共10小题，每小题1分，共10分） 1、在半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路出故障时会出现失控现象。（ ）

2、在用两组反并联晶闸管的可逆系统，使直流电动机实现四象限运行时，其中一组

逆变器工作在整流状态，另一组工作在逆变状态。（ ） 3、晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。（ ） 4、逆变角太大会造成逆变失败。（ ）

5、并联谐振逆变器必须是略呈电容性电路。（ ） 6、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。（ ）

7、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。（ ） 8、在单相全控桥整流电路中，晶闸管的额定电压应取U2。（ ）

9、三相半波可控整流电路中，电路输出电压波形的脉动频率为300Hz。（ ）

10、变频调速是改变电动机内旋转磁场的速度达到改变转速的目的。（ ） 四、简答题（本题共3小题，共32分）

2、试分析下图间接交流变流电路的工作原理，并说明其局限性。（10分）

3、软开关电路可以分为哪几类？各有什么特点？（10分） 六、计算题

1、单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R=20Ω，L值极大，反电动势E＝60V。当α＝30°时，要求：

（1）作出ud、id和i2的波形；（3分）

（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 ；（4分） （3）考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 （5分）

2、（本题6分）在题图4.2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T=50μs，ton=25μs时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。

图4.2

4、（本题8分） 三相全控桥整流电路如图所示。已知电感性负载L 很大、R =1Ω、α =60°，变压器二次相电压U2=100V。

1) 计算负载的平均整流电压Ud和负载电流平均值Id； 2) 选择晶闸管的型号；

3) 计算变压器二次电流的有效值I2。 A B C T2 T4 T6 Rd T1 T3 T5 Ld Ud

考试试卷( 4 )卷

一、填空题：（本题共5小题，每空1分，共20分）

1、由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流为ITn等于 倍IT（AV），如果IT（AV）=100安培，则它允许的有效电流为 安培。通常在选择晶闸管时还要留出 倍的裕量。

2、三相桥式全控整流电路是由一组共 极三只晶闸管和一组共 极的三只晶闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。每隔 换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通 度。要使电路工作正常，必须任何时刻要有 只晶闸管同时导通，一个是共 极的，另一个是共 极的元件，且要求不是 的两个元件。

3、为了减小变流电路的开、关损耗，通常让元件工作在软开关状态，软开关电路种类很多，但归纳起来可分为 与 两大类。

4、提高变流置的功率因数的常用方法有 、 、 、 几种。 5、三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相范围 ，三相全控桥电阻性负载时，电路的移相范围 ，三相半控桥电阻性负载时，电路的移相范围 。

二、判断题：（本题共10小题，每题1分，共10分）

1、双向晶闸管的额定电流的定义与普通晶闸管不一样，双向晶闸管的额定电流是 用电流有效值来表示的。（ ）

2、逆变器采用负载换流方式实现换流时，负载谐振回路不一定要呈电容性。（ ） 3、无源逆变指的是把直流电能转换成交流电能送给交流电网。 （ ） 4、对三相桥式全控整流电路的晶闸管进行触发时，只有采用双窄脉冲触发，电路才能正常工作。 （ ）

5、PWM脉宽调制型逆变电路中，采用不可控整流电源供电，也能正常工作。 （ ） 6、在变流装置系统中，增加电源的相数也可以提高电网的功率因数。 （ ） 7、过快的晶闸管阳极du/dt会使误导通。（ ）

8、电流可逆斩波电路可实现直流电动机的四象限运行。（ ）

9、为避免三次谐波注入电网，晶闸管整流电路中的整流变压器应采用Y/Y接法（ ） 10、在DC/DC变换电路中，可以采用电网换流方法。（ ） 三、选择题：（本题共10小题，每题1分，共10分）

1、三相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角α=0o时，输出的负载电压平均值为（ ）。

A、0.45U2 B、0.9U2 C、1.17U2 D、2.34U2 2、变流装置的功率因数总是（ ）。

A、大于1 B、等于1 C、小于1大于0 D、为负

3、三相全控桥式整流电路带大电感负载时，控制角α的有效移相范围是（ ）。 A、0°-90° B、30°-120° C、60°-150° D、90°-150°

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、α、Id、 XL、U2φ B、α、Id； C、α、U2 D、α、U2、XL；

5、为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储时间，桓流驱动电路经常采用（ ）。

A、du/dt抑制电路 B、抗饱和电路 C、di/dt抑制电路 D、吸收电路 6、单相半控桥电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的作用是（ ）。 A、增加晶闸管的导电能力 B、抑制温漂

C、增加输出电压的稳定性 D、防止失控现象的产生

7、功率晶体管的安全工作区由以下4条曲线限定：集电极-发射极允许最高击穿电压，集电极最大允许直流功率线，集电极最大允许电流线和_______ A、基极最大允许直流功率线 B、基极最大允许电压线 C、临界饱和线 D、二次击穿功率线 8、直流斩波电路是一种______变换电路。

A、AC/AC B、DC/AC C、DC/DC D、AC/DC

9、三相半波带电阻性负载时，α为 度时，可控整流输出的电压波形处于连续和断续的临界状态。

A、0度 B、60度 C、30度 D、120度。

10、在晶闸管触发电路中，改变 的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。

A、同步电压 B、控制电压 C、脉冲变压器变比 D、整流变压器变比 四、简答题：（本题共4小题，共28分）

1、什么是逆变失败？逆变失败后有什么后果？形成的原因是什么？（8分）

2、下面BOOST升压电路中，电感L与电容C的作用是什么？（6分）

五、作图题：（本题共2小题，共14分）

2、设三相桥式可控整流电路工作于有源逆状态，试画出β=60o时的整流输出电压波形（6分） ud uab uac uab uac ubc uba uca ucb 六、计算题（本题共1小题，共18分） 1、三相全控桥式整流电路，L=0.2H，R=4Ω，要求Ud从0~220V之间变化。试求： （1）不考虑控制角裕量时的，整流变压器二次线电压。（3分）

（2）如电压，电流裕量取2倍，计算晶闸管额定电压，电流值。（8分） （3）变压器二次电流有效值I2。（4分）

（4）计算整流变压器二次侧容量S2。（3分）

2、（本题6分）在题图4.2所示的降压斩波电路中，已知E=100V，R=10Ω，L值极大，EM=20V，T=50μs,ton=30μs,计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。

图4.2

3、（本题8分）三相桥式电压型逆变电路采用180°导电方式，当其直流侧电压Ud=100V时。 （１） 求输出相电压基波幅值和有效值。

（２） 求输出线电压基波幅值和有效值。

4、（本题8分） 三相全控桥式整流电路大电感负载，不接续流二极管，U2=220V，R=4Ω，α=600，试求：

(1)、输出电压平均值Ud和电流平均值Id； (2)、晶闸管电流平均值Idt和有效值It； (3)、变压器副边电流有效值I2和容量S2。

考试试卷( 5 )卷

一、填空题（本题共17小题，每空1分，共20分）

1、晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的外形有 与 。 2、选用晶闸管的额定电流时，根据实际最大电流计算后至少还要乘以 。 3、晶闸管的导通条件是 。 4、晶闸管的断态不重复峰值电压UDSM与转折电压UBO在数值大小上应为UDSM

UBO。

5、从晶闸管的伏安特性曲线可知，晶闸管具有 的特性。 6、把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度称为 。 7、触发脉冲可采取宽脉冲触发与双窄脉冲触发两种方法，目前采用较多的是

触发方法。

8、 可控整流电路，是三相可控整流电路最基本的组成形式。 9、在三相半波可控整流电路中，电感性负载，当控制角 时，输出电压波形出现负值，因而常加续流二极管。

10、三相桥式整流电路中，当控制角α＝300时，则在对应的线电压波形上触发脉冲距波形原点为 。

11、考虑变压器漏抗的可控整流电路中，如与不考虑漏抗的相比，则使输出电压平均值 。

12、有源逆变器是将直流电能转换为交流电能馈送回 的逆变电路。 13、有源逆变产生的条件之一是：变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须保

证与直流电源电势Ed的极性成 相连，且满足|Ud|<|Ed|。

14、为了防止因逆变角β过小而造成逆变失败，一般βmin应取 ，以保证

逆变时能正常换相。

15、载波比(又称频率比)K是PWM主要参数。设正弦调制波的频率为fr，三角波

的频率为fc，则载波比表达式为K= 。

16、抑制过电压的方法之一是用 吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。

17、 斩波器的时间比控制方式分为 、 、 三种方式。

18、变流电路的换流方式有 、 、 、 等四种（写出任意3个均可）。 二、选择题（本题共10小题，每题1分，共10分） 1、晶闸管的伏安特性是指( )

A、阳极电压与门极电流的关系 B、门极电压与门极电流的关系 C、阳极电压与阳极电流的关系 D、门极电压与阳极电流的关系 2、晶闸管电流的波形系数定义为( )

A、Kf?IdT IT B、Kf?IT C、Kf =IdT·IT IdT D、Kf =IdT-IT

3、接有续流二极管的单相半控桥式变流电路可运行的工作象限是( )

A、第二象限 B、第三象限 C、第四象限 D、第一象限

4、电阻性负载三相半波可控整流电路，相电压的有效值为U2，当控制角α≤30°时，整流输出电压平均值等于( ) A、1.17U2cosα B、1.17U2sinα C、1.41U2cosα D、1.41U2sinα 5、在大电感负载三相全控桥中，整流电路工作状态的最大移相范围是（ ）

A、60° B、180° C、120° D、90°

6、对于三相半波可控整流电路，换相重叠角γ与哪几个参数有关( )

A、α、U2、负载电流Id以及变压器漏抗XC B、α和U2

C、α以及负载电流I D、α、U2以及变压器漏抗XC 7、单相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态，在逆变角β期间，处于换相进行关断的晶闸管承受的电压是( )

A、反向电压 B、正向电压 C、零电压 D、交变电压 8、三相全控桥式有源逆变电路，晶闸管电流的有效值IT为( )

A、Id

13 B、

13Id C、

2Id D、Id 39、若增大SPWM逆变器的输出电压基波频率，可采用的控制方法是( )

A、增大三角波幅度 B、增大三角波频率

C、增大正弦调制波频率 D、增大正弦调制波幅度 10、晶闸管固定脉宽斩波电路，一般采用的换流方式是( )

A、电网电压换流 B、负载电压换流 C、器件换流 D、LC谐振换流

三、简答题（本题共5小题，每小题5分，共25分）

1、维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能由导通变为关断？（5分）

2、要实现有源逆变，必须满足什么条件？哪些电路类型不能进行有源逆变？（5分）

3、什么是直流斩波电路？分别写出降压和升压斩波电路直流输出电压U0与电源电

压Ud的关系式。（5分）

5、对于正弦脉冲宽度调制（SPWM），什么是调制信号？什么是载波信号？何谓调制比？（5分）

6、某一晶闸管，额定电压为300V，额定电流为100A，维持电流为4mA，使用在下图所示的各电路中是否合理?说明其理由。(不考虑电压、电流裕量)

7、 分析单相交交变频电路的基本工作原理。 8、 缓冲电路的作用是什么？

9、画出buck电路原理图，写出U0的表达式。

四、作图题（本题共2小题，每小题10分，共20分）

已知单相全控桥式整流电路，带电阻性负载。试绘出当控制角α = 600时的输出电压波形ud，晶闸管T1的端电压波形UT1。

2、试绘出三相半波共阴极组电路当β=600时的输出电压波形ud，以及晶闸管T1的端电压波形（L=∞）。

A B C T2 T4 T6 Rd T1 T3 T5 Ld Ud 五、计算题（本题共1小题，共15分）

1、三相全控桥式整流电路如图所示，Ld=0..2H，Rd=4Ω，要求Ud从0～220V之间变化，试求：1)、不考虑控制角裕量时，整流变压器二次相电压U2； 2)、如电压、电流裕量取2倍，选择晶闸管型号；3)、整流变压器二次侧容量S2； 4)、电路的功率因数cosΦ；5)、当触发脉冲距对应二次相电压波形原点多少电度角时，Ud已为0。

2、（本题8分）三相桥式电压型逆变电路采用180°导电方式，当其直流侧电压Ud=100V时。 （３） 求输出相电压基波幅值和有效值。 （４） 求输出线电压基波幅值和有效值。

七、计算题

三相全控桥式整流电路大电感负载，不接续流二极管，U2=220V，R=4Ω，α=600，试求： (1)、输出电压平均值Ud和电流平均值Id； (2)、晶闸管电流平均值Idt和有效值It； (3)、变压器副边电流有效值I2和容量S2。

考试试卷( 6 )卷

一、填空题（本题共17小题，每空1分，共20分）

1、晶闸管的内部结构具有 端、 层、 个PN结。 2、在螺栓式晶闸管上有螺栓的一端是 极。

3、晶闸管的关断条件是 。

4、额定电流为100A的晶闸管，流过单向正弦全波时的最大可能平均电流是 。

5、当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极为何种极性触发电压，管子都将工

作在 状态。

6、考虑变压器漏抗的可控整流电路中，在换相过程期间，两个相邻的晶闸管同

时导通，对应的电角度称为 。

7、在三相全控桥中，接在同一相的两个晶闸管触发脉冲的相位应相差 。 8、在三相半波可控整流电路中，电阻性负载，当控制角 时，电流连续。 9、三相桥式可控整流电路适宜在 电压而电流不太大的场合使用。 10、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路是由两组三相半波可控整流电路

组成。

11、三相半波可控整流电路，供电变压器每相漏感折合到次级的ＬB为100μH，

直流负载电流Id＝150A，则换相压降△Ｕγ= 。

12、将直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电直接输出到 的

过程称为无源逆变。

13、在单相全控桥式变流器控制直流电动机卷扬机拖动系统中，当a>π/2时，

电流主要是依靠电动势Ed来维持的，所以总的能量是电动机回馈给 。

14、有环流可逆电路常见的主电路联结方式有 、 。 15、在无源逆变与直接斩波电路中，都必须设置换流 ，强迫导通的

晶闸管可靠关断。

16、晶闸管元件并联时，要保证每一路元件所分担的电流 。 17、根据对触发电路的要求知道，触发电路应包括同步信号发生器、 、

脉冲整形与功放电路。

二、选择题（本题共10小题，每题1分，共10分） 1、具有自关断能力的电力半导体器件称为( )

A、全控型器件 B、半控型器件 C、不控型器件 D、触发型器件 2、取断态重复峰值电压和反向重复峰值电压中较小的一个，并规化为标准电压等级后，定为该晶闸管的( )

A、转折电压 B、反向击穿电压 C、阈值电压 D、额定电压 3、单相半控桥式整流电路带纯电阻性负载时，晶闸管承受正向电压的最大值为( )A、

12U2 2B、2U2 C、22U2

D、6U2

4、单相桥式半控整流电路中，电阻性负载，流过每个晶闸管的有效电流IT＝( )

A、I B、0.5I C、(１/2)*I D、(2)*I

5、三相桥式全控整流电路，电阻性负载时的移相范围为（ ）。

000000

A、0～180 B、0～150 C、0～120 D、00～900 6、单相全控桥式有源逆变电路，控制角为a，则输出电压的平均值为( )

A、Ud=1.17U2cosa B、Ud=0.9U2cosa C、Ud=-2.34U2cosa D、Ud=0.45U2cosa 7、三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态的条件是( )

A、??? 3?? C、?? 24? 2 B、?? D、??8、为了防止逆变失败，最小逆变角限制为( )。

A、100～150 B、200～250 C、300～350 D、400～450 9、电流型三相桥式逆变电路，120°导通型，则在任一时刻开关管导通的个数是不同相的上、下桥臂( )

A、各一只 B、各二只 C、共三只 D、共四只 10、定宽调频是斩波器的一种( )

A、时间比控制方式 B、瞬时值控制 C、移相控制方式 D、模糊控制 三、简答题（本题共5小题，每题5分，共25分）

1、什么是可控整流?它是利用晶闸管的哪些特性来实现的?（5分）

2、什么是逆变失败？导致逆变失败的原因是什么？（5分）

3、将右表格中空缺的部分按要求填好，变压器

二次相电压为U2，对于电感负载满足大电感负载的条件。（5分） 4、电压源型变频器和电流源型变频器的区别是什么？（5分）

4、试说明SPWM控制的基本原理。（5分）

5、 在单相半波可控整流大电感负载有续流二极管的电路中，晶闸管的控制角a的最大移相范

围是多少？晶闸管的导通角、续流二极管的导通与a关系如何？ 6、 有源逆变产生的条件是？

7、 对于单相交交变频电路如下图，在t1~t5时间段内，分析P组晶闸管变流装置与N组晶闸

管变流装置的工作状态是?

8、 画出IGBT的电气符号，IGBT的工作原理是什么（从导通和关断两个方面回答）？

四、作图题（本题共2小题，每小题10分，共20分）

1、已知单相全控桥式整流电路，电感性负载不接续流二极管。试绘出当α=450时输出电压波形ud和晶闸管T1的端电压波形。

2、三相桥式全控整流电路，电阻性负载，试画出当α=600时输出电压ud的波形、晶闸管的端电压uT1的波形。

T3 T1 T5 A Ld B Ud Rd C T4 T2 T6

五、计算题（本题共1小题，共15分）

三相全控桥整流电路如图所示。已知电感性负载L =0.2H、R =1Ω、α =75°，变压器二次相电压U2=100V。

1) 计算负载的平均整流电压Ud和负载电流平均值Id； 2) 选择晶闸管的型号；

3) 计算变压器二次电流的有效值I2。

六、分析题（本题共1小题，共10分）

如图所示为串联二极管式电流型三相逆变器，试以从VT1到VT3之间的换流过程来分析电路的工作原理，并说明此电路的特点。

L +IdVTVT51C1VT3

C3C5

VD1VD3VD5 UUV dW VD 4 C 4 VD 6C2VT4VT6VD2C6VT2M3-图5-15

七、计算题

下图4.1中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im，试计算：

（1） 图中波形电流平均值．电流有效值和波形系数。

（2） 如不考虑安全裕量，问额定电流100A的晶闸管允许流过的平均电流分别是多少?

图4.1

答案

第一套题答案！

一、填空题（共8小题，每空1分，共20分） 1、空1 信息电子技术 2、空1 开关；空2 开关

3、空1 载波比；空2 同步；空3 分段同步 4、空1 冲量；空2 形状

5、空1 MOSFET；空2 GTO；空3 IGBT 6、空1

；空2

7、空1 有源；空2 无源

8、空1 VD1；空2 V1；空3 VD2；空4 V2；空5 VD1

二、选择题（共10小题，前4题每题2分，其余每题1分，共14分） 1、（B） 2、（D） 3、（C） 4、（C） 5、（D） 6、（A） 7、（C） 8、（B） 9、（A） 10、（B）

三、简答题（共 3 小题，共22分） 1、（7分）

晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流ＩＬ以上。导通后的晶闸管管压降很小。（3分）

使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值－维持电流ＩＨ以

下。其方法有二：

（1）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压；（2分） （2）增加负载回路中的电阻。（2分） 2、（8分）

(1) 直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；（2分） (2) 输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；（3分）

(3) 阻感负载时需提供无功。为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。（3分） 3、（7分）

（1）外部条件：要有一个能提供逆变能量的直流电源，且极性必须与直流电流方向一致，其电压值要稍大于Ud；（2分）

（2）内部条件：变流电路必须工作于β<90°区域，使直流端电压Ud的极性与整流状态时相反，才能把直流功率逆变成交流功率返送回电网。这两个条件缺一不可。（2分）

当出现触发脉冲丢失、晶闸管损坏或快速熔断器烧断、电源缺相等原因都会发生逆变失败。当逆变角太小时，也会发生逆变失败。（3分）

四、作图题（共 2 小题，每题12分，共24分） 1、（12分）

同步变压器的钟点数为Y/Y-10,4 晶 闸 管 主电路电压 同 步 电 压 2、（12分）

VT1 +Uu UsU VT2 -Uw -UsW VT3 +Uv UsV VT4 -Uu -UsU VT5 +Uw UsW VT6 -Uv -UsV

五、计算题（共 1 小题，20分） 1、(1) (a)Ud=0.9U2cosα=0.9×220×cos600=99V （1分） Id=Ud/R=99/4=24.75A（1分） I2=Id=24.75A （1分）

IdVT=1800/3600×Id=24.75/2=13.38A（1分）

IVT=（2分） （b）波形如图1所示（3分） （2）（a）Ud=0.9U2（1+cosα）/2=0.9×220×（1+cos600）/2=148.5V（1分） Id=Ud/R=148.5/4=37.13A IdVT=（1800-α）/3600×Id=（1800-600）/3600×37.13=12.38A（1分）

（1分）

（2分） IdVD=2α/3600×Id=2×600/3600×37.13=12.38A（1分）

（2分）

（b）波形如图2所示（3分）

图1 波形图 图2 波形图

试卷参考答案及评分标准( 2 卷) 一、填空题：（本题共 6 小题，每空1分，共15分） 1、空1 GTR；空2 IGBT

2、空1 基波电流相移；空2 电流波形畸变 3、空1 均压 4、空1 2~4

5、空1 交流变直流；空2 直流变交流；空3 直流变直流；空4 交流变交流 6、空1 V1；空2 VD1；空3 V2；空4 VD2；空5 第2

二、选择题：（本题共 11 小题，9，10，11小题每题2分，其余每题1分，共14分） 1、（D） 2、（A） 3、（B） 4、（C） 5、（D） 6、（B） 7、（C） 8、（C） 9、（D） 10、（B） 11、（C）

三、简答题：（本题共 4 小题，共30分） 1、（7分）

答：(1) 直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；（2分） (2) 输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；（3分）

(3) 阻感负载时需提供无功。为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。（2分） 2、（8分）

答：图a不合理（1分），电流小于维持电流（2分） 图b不合理（1分），最高电压大于额定电压（1分） 图c合理（1分），电流为150A小于100×1.57（2分） 3、（7分）

答：储存电能升压（3分）；保持输出电压稳定（4分）。 4、（8分）

答：出现换相重叠角，整流输出电压平均值Ud降低；整流电路的工作状态增多；（2分） 晶闸管的di/dt 减小，有利于晶闸管的安全开通；（2分） 有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt；

换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路（2分）；

换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。（2分）

四、作图题：（本题共3小题，共26分） 1、（8分）

2、（12分）

3、（6分）

检测电路 控 制 电 路 驱动电路

五、计算题：（本题共1小题，共15分） 解：1、∵wL=2πfL=62.8≥10R=10

∴此为大电感负载，负载端电流波形平直。（3分） Ud=2.34U2cosα=117V （3分） Id=Ud/R=117A （3分）

主 电 路 I2=＝175.5A。 （3分）

波形绘制 （3分）

(4).计算整流变压器次级容量S2（3分）

S2=3U2I2=3×94×44.9=12661.8(VA)≈12.66(KVA)

试卷参考答案及评分标准( 5 卷)

课程名称： 电力电子技术 选课课号： 适用专业/年级： 抽（命）题人： 考试方式： 闭卷 卷面总分： 100 分 一、填空题：（本题共17小题，每空1分，共20分）

1、空1螺栓型；空2平板型。 2、空1 1.5～2。 3、空1阳极和门极同时承受正向电压。 4、空1小于。 5、空1单向可控导电性。 6、空1控制角。 7、空1双窄脉冲。 8、空1三相半波。 9、空1大于300。 10、空1 900。 11、空1降低。 12、空1电网。 13、空1反极性。 14、空1300～350。 15、空1 fc/fr。 16、空1阻容电路。 17、空1脉冲宽度调制；空2频率调制；空3混合调制。 二、选择题：（本题共10小题，每小题1分，共10分） 1、（C） 2、（B） 3、（D） 4、（A） 5、（D） 6、（A） 7、（A） 8、（B） 9、（C） 10、（C） 三、问答题：（本题共5小题，共25分） 1、（5分）

答：(1) 维持晶闸管导通的条件是阳极电流大于维持电流IH。（2分）

(2) 要使晶闸管关断，必须去掉阳极正向电压，或者给阳极加反压，或者降低正向阳极电压，使通过晶闸管的电流小于维持电流IH。（3分） 2、（5分）

答：1)有与通流方向一致的直流电源，电路工作在逆变状态。（3分）

2）不能实现有源逆变的电路有：半控桥电路，带续流二极管的电路。（2分） 3、（5分）

答：直流斩波电路是将直流电源的恒定直流电压通过电力电子器件的开关作用变换为可调直流电压的装置。（3分）

?Ud??UdU0tT?toffT1分） 降压斩波电路的表达式为：Uo?onE? （Etofftoff?

升压斩波电路的表达式为： （1分） 4、（5分）

答：1）触发电路输出的脉冲应具有足够大的功率；（1分） 2）触发电路必须满足主电路的移相要求；（2分） 3）触发电路必须与主电路保持同步。（2分） 5、（5分）

答：在正弦脉冲宽度调制（SPWM）中，把希望输出的波形称作调制信号；（2分） 而对它进行调制的三角波或锯齿波称为载波信号；（2分） 载波频率fc与调制信号频率fr之比，N= fc / fr称为载波比。（1分）

四、作图题：（本题共2小题，每小题10分，共20分）

1、 udα=120°uuuvuwuuωt20ωt3ωt1ωt1ωt4UdEMβ=60°uT1uuvuuwuvwuvuuwuuwvuuvuuwωt0 d五、计算题：i（本题共1小题，共15分） 解：∵VT3VT10?Ld?314?0.2VT?210?6?VT362.8?VT＞＞1ωt4Ω ∴负载为大电感，流过负载的电流可看为直线（1分） 1）当α=0时，输出电压平均值为220V Ud由式Ud?2.34U2COS?知U2?2202.34COS??2.34?94V（2分）

2）由题知，UTn?2UTM?2?6?94?460V（1分） 故取额定电压500V（1分）

2、

(a)(b)(c)

∵

Id?UdRd?55A（1分） ∴

IT?1Id?31.75A3（1分）

IT(av)?2IT?40.45A1.57（1分） 故取额定电流50A（1分）

因此，选取晶闸管的型号为KP50-5（1分）

3）

I2?2Id?0.816?55?44.9A3（1分）

S2?3U2I2?3?94?44.9?12.66KV.A（1分） W 4）∵Pd?UI?220?55?1210012100COS??Pd??0.956S212660∴（1分）

5）当触发脉冲距对应二次相电压波形原点1200电度角时，Ud已为0。（2分）

六、分析题：（本题共1小题，共10分）

答：U相桥臂VT1、VT4之间的换流过程如下图示。

1）VT1稳定导通如图a，iT1=iA，C1短路，C4充电至电压Ud。（1分） 2）触发VT4换流开始，C4通过L4、VT4放电。如图b（1分） 3）Uc1由零逐渐升到Ud，如图c（1分） 4）换流过程结束，如图d（1分） 主要特点：

1）每桥臂导电180°，同一相上下两臂交替导电，各相开始导电的角度差120 °（2分） 2）任一瞬间有三个桥臂同时导通（2分）

3）每次换流都是在同一相上下两臂之间进行，也称为纵向换流（2分）

试卷参考答案及评分标准( 6 卷)

课程名称： 电力电子技术 选课课号： 适用专业/年级： 抽（命）题人： 考试方式： 闭卷 卷面总分： 100 分 一、填空题：（本题共17小题，每空1分，共20分）

1、空1三；空2四；空3三。 2、空1阳极。 3、空1阳极电流下降到维持电流以下。 4、空1141.4A。 5、空1阻断。 6、空1换相重叠角。 7、空1 1800。 8、空1小于300。 9、空1高。 10、空1并。 11、空14.5V。 12、空1负载。 13、空1电网。 14、空1反并联；空2交叉连接。 15、空1辅助电路。 16、空1平均。 17、空1移相控制。 二、选择题：（本题共10小题，每小题1分，共10分） 1、（A） 2、（D） 3、（B） 4、（B） 5、（C） 6、（B） 7、（D） 8、（C） 9、（A） 10、（A） 三、问答题：（本题共5小题，共25分） 1、（5分）

答：将交流电通过电力电子器件变换成大小可以调节的直流电的过程称为可控整流。 （3分） 可控整流主要利用了晶闸管的单向可控导电特性。（2分） 2、（5分）

答：1）在逆变电路中，使电源瞬时电压与直流电源E顺极性串联，出现很大的短路电流流过晶闸管与负载，称为逆变失败或逆变颠覆。（3分）

2）逆变失败的原因主要有：晶闸管损坏；触发电路不可靠或快速熔断器烧断；电源缺相以及逆变角过小。（2分） 3、（5分）

答：输出电压可调范围：0~1.17U2 （2分） 最大移相范围：900 （1分）

整流输出平均值Ud?1.17U2COS?（2分）

4、（5分）

答：电流型变频器的直流环节是电感器，而电压型变频器的直流环节是电容器。（3分） 电压型变频器不能工作于再生制动状态，因为电容两端电压不能跃变。（2分） 5、（5分）

答：PWM控制技术是控制半导体开关元件的导通和关断时间比，即调节脉冲宽度的或周期来控制输出电压的一种控制技术。（2分）

用正弦基波电压作为调制电压，对它进行调制的三角波称为载波电压，当正弦基波与三角波相交时，通过比较二者之间的大小来控制逆变器开关的通断，从而获得一系列等幅不等宽正比于正弦基波电压的矩形波，这就是正弦脉宽调制方法（SPWM）。（3分）

四、作图题：（本题共2小题，每小题10分，共20分） 1、 2、

五、计算题：（本题共1小题，共15分） 解：1）Ud?2.34U2COS??2.34X100X0.5?117V（2分）

Id?UdRd?117A（1分）

（1分） 故取额定电压1200V（1分）

2）由题知，

UTn??2~3?6U2?1078~1616V∵

IT?1IT?64.5~86.5AId?67.5AIT(av)??1.5~2?31.57 （2分） ∴ （2分） 故取

额定电流100A（1分）

因此，选取晶闸管的型号为KP100-12（2分）

I2?3）

2Id?0.816?117?95.5A3（3分）

六、分析题：（本题共1小题，共10分）

答：如图所示为从VT1到VT3之间的换流过程

VT1VT3VT1VT3 C13C+-13VD1VD VD 3 VD 1 VD 3 VD 3 1 UVWVD2Ida)VT2Idb)UVWVD2VT2Idc)iU=Id-iVUiVVWiV+-VT1VT3C13-+VT1VT3C13VD1VD3UVWVD2VT2Idd)-+VD2VT2

1）换流前，VT1、VT2稳定导通，电容C13（就是C3与C5串联后再与C1并联的等效电容）被充电，左正右负；如图a（1分）

2）触发VT3导通，在C1充电电压下VT1承受反压关断；如图b（1分） 3）二极管换流；如图c（1分） 4）换相结束。如图d（1分） 电路的特点：

(1) 直流侧串大电感，相当于电流源（1分）

(2) 交流输出电流为矩形波，输出电压波形和相位因负载不同而不同（1分） (3) 直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管（1分） (4) 电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍应用较多（1分） (5) 换流方式有负载换流、强迫换流（1分）

(6) 基本工作方式是120°导电方式，即每个臂一周期内导电120°每时刻上下桥臂组各有一个臂导通，横向换流。（1分）

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