电力电子技术模拟试卷1答案

电力电子技术模拟试卷1

参考答案与评分标准

一、选择题（本大题共10小空，每小空1分，共10分））

1、A； 2、A； 3、A； 4、D； 5、B； 6、A； 7、A； 8、B； 9、B； 10、B

二、填空题：（每空1分，共35分）

1、单结晶体管的内部有（ 1 ）个PN结，对外引出（ 3 ）个电极。

2、电力电子开关器件：双向晶闸管，GTO，GTR，IGBT，P-MOSFET中属于电流型驱动的开关管是（双向晶闸管）、（ GTO）、（GTR）；属于电压型驱动的开关管是（IGBT ）、（P-MOSFET）。

3、三相桥式全控整流电路按规定的元件顺序编号，则相邻两晶闸管触发脉冲相位差为 60° ；同组不同相晶闸管脉冲相位差为 120°；同相不同组晶闸管脉冲相位差为 180° ；要求的触发脉冲类型为 双脉冲 ；电流连续时的晶闸管导通角θ为 120° ；一个周期内整流电压的波头数为 6 ；电阻性负载电流临界连续时的触发角α为 60°。（共7分）

4、根据载波和调制波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式可分为（同步）调制和（异步）调制。

5、电能变换有 AC/DC变换 、 DC/AC变换 、 AC/AC变换 、 DC/DC变换四种基本方式。（共4分）。

6、当逆变电路的交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为( 有源 )逆变；当交流侧直接和负载连接时，成为( 无源 )逆变。

7、本课程讲授的4种基本的直流斩波电路是（降压）斩波电路、（升压）斩波电路、（升降压复合）斩波电路、（ Cuk ）斩波电路。

8、在SPWM调制法中，通常采用（等腰三角波）作为载波，（ 正弦波 ）作为调制波。

9、三相桥式全控整流电路是由一组共（阴）极三只晶闸管和一组共（阳）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之间进行的。每隔（120°）换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通（120°）度。（4分） 10、SPWM波形的生成方法主要有3种，分别是 自然采样法 、 规则采样法 和 指定谐波消除法 。（共3分）

三、简答题（本大题共7小题，共40分）

1、电能变换有哪四种基本方式？电动自行车的充电是采用哪一种电能变换方式？直流电力机车上坡和下坡分别又是采用哪一种电能变换方式？（7分） 答：有AC/DC、DC/AC、AC/AC、DC/DC四种基本方式。电动自行车的充电是采用AC/DC电能变换方式。直流电力机车上坡采用AC/DC；下坡采用DC/AC变换方式。（7分）

2、三相半波可控整流电路，整流变压器副边星形联接，三只晶闸管共阴极接法，当都不触发时，问晶闸管两端承受什么电压？当B相晶闸管导通，A相晶闸管两端承受什么电压？（4分）

答：当都不触发时，晶闸管两端电压等于相电压；当B相晶闸管导通时，A相晶闸管两端的电压波形是AB相的线电压。（4分）

3、电压正弦脉宽调制法的基本思想是什么？通常采用什么形式的调制波和载波？（5分）

答：电压正弦脉宽调制法的基本思想是用与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形来等效正弦波。用等腰三角波作载波，用正弦波作调制波。 4、造成逆变失败的原因有哪些？可采取什么措施预防？最小逆变角通常取多少？（8分）

答：（1）触发电路工作不正常；（2）晶闸管发生故障；（3）交流电源异常。（4）换相的裕量角不足，引起换相失败。可选择可靠的触发电路、晶闸管、交流电源、逆变角取30～35度。

１5、画出二极管与晶闸管的伏安特性，试从伏安特性上比较二极管与晶闸管的相同点和不同点。（6分）

答：画出二极管与晶闸管的伏安特性（略）；

晶闸管的反向伏安特性和二极管的反向伏安特性基本相同；而正向伏安特性区别比较大，最好说出具体的不同点。

6、使晶闸管正常导通的方法是什么？在180度导电型的晶闸管交-直-交变频器的逆变器中是采用什么方法使晶闸管从通态变为断态的？（5分） 答：晶闸管的主电路加正向电压，同时控制电路加合适的正向电压。

在交-直-交变频器的逆变器中是通过用强迫换流电路使晶闸管从通态变为断态的。

7、比较有源逆变和无源逆变的共同点和不同点。晶闸管有源逆变和无源逆变分别采用什么换流方式？（5分）

答：有源逆变和无源逆变的共同点：有源逆变和无源逆变都是把直流电逆变成交流电的过程；不同点：有源逆变是把直流电逆变成与交流电源同频率的交流电返送到电源；无源逆变是把直流电逆变成交流电直接接到普通负载。 晶闸管有源逆变采用电源换流方式，无源逆变采用强迫换流方式。

四、计算题（第1题9分，第2题6分，共15分）：

1、具有续流二极管的单相半波可控整流电路对大电感负载供电（如图），其中电阻R?7.5 ?，电源电压220V。

（1）计算控制角300时，负载平均电压和平均电流值，晶闸管和续流二极管的平均电流值和有效值。（7分）Ud?0.45U1?cos?22

（2）什么条件下续流二极管平均电流大于晶闸管平均电流？（2分）

解：（1）控制角300时，负载平均电压：92.4V；（2分）

平均电流：12.3A；晶闸管的平均电流：5.1A；有效值：7.9A；续流二极管的平均电流值：7.2A：有效值：9.4A。（5分）

（2）只要满足α >0°（2分）

2、三相半波整流电路，带电阻性负载，其中R=15.6Ω。当α=0°时， Ud=117V（共6分）

（1）确定整流变压器的二次电压U2。（2分）

（2）确定晶闸管的额定电压等级；（需考虑安全系数，2分） （3）确定晶闸管的额定电流等级；（需考虑安全系数，2分） 解：当α=0°、Ud=117V时，可得：

（1）U2=100V；（2分）；

（2）6U2=245V；额定电压=（2~3）6U2，可取490—735V（2分）； （3）Id=7.5A；晶闸管的平均电流2.5 A；额定电流=3.75—5A（2分）。

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