电力电子技术复习题

《电力电子技术》一一、单选题1、电阻性负载三相半波可控整流电路中，控制角的范围是（D）。

A、30°～150°B、0°～120°C、15°～125°D、0°～150°2、已经导通的晶闸管被关断的条件是流过晶闸管的电流（B）。

A、减小至擎住电流以下B、减小至维持电流以下C、减小至门极触发电流以下D、减小至5A以下3、直流斩波电路是一种（D）。

A、DC/ACB、AC/ACC、AC/DCD、DC/DC4、下列电路中，不可以实现有源逆变的是（C）。

A、三相桥式全控整流电路B、三相半波可控整流电路C、单相桥式可控整流电路外接续流二极管D、单相全波可控整流电路5、三相桥式全控整流电路中，晶闸管可能承受的正反向峰值电压（D）。

A、2U2B、U2C、U2D、U26、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（B）。

A、P组阻断，N组逆变B、N组阻断，P组逆变C、P组阻断，N组整流D、N组阻断，P组整流7、只适用于全控型电力电子器件的换流方式为（A）。

A、器件换流B、负载换流C、强迫换流D、电网换流8、把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为（B）。

A、交流调功电路B、交流调压电路C、交流电力电子开关D、变频电路9、调制法是把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。

通常采用（A）作为载波。

A、等腰三角波B、方波C、矩形波D、正弦波10、采用（B）是电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施。

A、直流快速断路器B、快速熔断器C、过电流继电器D、过电流保护的电子电路二、填空题1、PWM控制就是对脉冲的（宽度）进行调制的技术，它的重要理论基础是（面积等效原理）。

2、在α=β配合控制的有环流可逆系统中，为防止环流只流经晶闸管而使电源短路，必须串入（环流电抗器）来限制环流。

3、根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路可有三种控制方式：（频率调制型）、（脉冲宽度调制型）和（混合型）。

4、逆变角β是以β=0点作为计量起始点，由此向（左）方计量。

5、为了减小自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在（开关）状态。

6、对于三相桥式全控整流电路，在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证同时导通的两个晶闸管均有脉冲。

为此，可采用（单宽脉冲触发）和（双窄脉冲触发）两种方法。

三、分析简答题1、三相半波可控整流电路若其中一只晶闸管发生断路，电路会发生什么情况？若一只晶闸管发生短路，电路又会发生什么情况？答三相半波可控整流电路若其中一只晶闸管发生断路，输出电压会出现缺相；若一只晶闸管发生短路，电路会由于相邻相晶闸管的导通使两相绕组短接，出现短路事故。

2、为什么交流调压电路感性负载时的触发脉冲必须用宽脉冲或脉冲列？可文字或图示说明。

答两只晶闸管反并联的单相交流调压电路带感性负载，当α<φ时若采用窄触发脉冲则会由于第一只晶闸管的导通使和它反并联的管子没有正向阳极电压而无法导通，输出成了单相半波可控整流电路的输出了。

而采用宽脉冲或脉冲列触发则经过几个脉冲后，输出波形将会和α=φ时一样。

3、简述图示降压斩波电路的基本原理。

答IGBT导通时，负载侧的输出电压等于直流侧电压E，当IGBT关断时，负载经续流二极管续流，输出电压为0，故输出电压Uo=αE。

4、什么是SPWM波？它是基于什么原理实现的？可文字或图示说明。

答用一系列等幅不等宽，宽度按照正弦规律变化的脉冲等效正弦波为SPWM 波，其基于冲量相等或面积等效原理。

5、下图所示电路是单相电压型还是电流型逆变电路？采用何种换流方式？负载上电压、电流波形为何形状？答 电流型逆变电路，采用负载换流方式，负载上电流波形为正负对称的矩形波，电压近似正弦波。

四、计算题1、单相半波可控整流电路，带电阻性负载，U 2= 220V ，控制角α=60°，电阻R =10Ω。

求①直流输出电压平均值、直流输出电流平均值；②画出此时u d 、i d 、u VT 的波形。

答 ①V U U d25.742cos 145.02=+=αI d ＝U d ∕ R =7.425A②2、单相桥式全控整流电路，变压器二次侧电压有效值为U 2，带反电动势阻感负载，其中U 2=110V ，R =5Ω，L =∞，E =30V ，α=45°。

要求：①画出u d 、i d 、i 2的波形；②整流输出平均电压U d 、平均电流I d 以及变压器二次侧电流有效值；③考虑2倍安全裕量，确定晶闸管的额定电压、额定电流。

【问答题】答 ①②22870cos 9.0I A REU I V U U d d d ==-===α③晶闸管承受的最大正反向电压是2U 2＝1102＝155.5 (V)(2分)A II A I I T TAVdT 2.7257.1,66.52=⨯===3、三相桥式全控整流电路，变压器二次侧电压有效值为U 2，带电阻电感负载，电感L 值极大。

其中U 2=200V ，R =10Ω，L B =1mH, α=60︒，要求：①U d 、ΔU d 、I d 和γ的值。

②考虑2倍安全裕量，确定晶闸管的额定电压、额定电流。

③分别在下图中用阴影画出在不考虑变压器漏感情况下，当α=60︒和β=60︒时输出电压u d 的波形。

【问答题】 答 ①U d ＝2.34U 2cosα－ΔU d ΔU d ＝6X B I d ∕2π R I U d d =解得，VU V U A I d d d2.227,82.6,72.22==∆=又∵ αcos －)cos(γα+＝2B d X I ∕6U 2=2ΔU d /U d0=0.029即得出)60cos(γ+︒=0.471换流重叠角 γ＝1.91° ②晶闸管可能承受的最大正反向电压为：6U 2＝2006＝490 (V)考虑2倍安全裕量，晶闸管的额定电压为： U N ＝2×490＝980 (V)考虑2倍安全裕量，晶闸管的额定电流为：A II A I I T TAVdT 71.16257.1,12.133=⨯===③二一、单选题1、下列属于电压控制型电力电子器件的是（D）。

A、晶闸管B、GTOC、GTRD、电力MOSFET2、（A）晶闸管可以认为是一对反并联联结的普通晶闸管的集成。

A、双向B、快速C、逆导D、光控3、变流电路产生有源逆变的条件之一是：要有直流电动势，其极性需和晶闸管的导通方向一致，其值应（A）变流器直流侧的平均电压。

A、大于B、等于C、小于D、不等于4、将直流电压变为另一固定电压或可调电压的直流电，这称为（C）。

A、整流B、逆变C、直流-直流变流D、交流-交流变流5、凡是负载中电流相位（B）于负载电压的场合，都可以实现负载换流。

A、滞后B、超前C、等于D、不等于6、单相交流调压电路带阻感性负载（阻抗角为φ），稳态时α的移相范围是（C）。

A、0~πB、0~φC、φ~πD、α~π7、把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，代替电路中的机械开关，起接通和断开电路的作用，这就是（C）。

A、交流调功电路B、交流调压电路C、交流电力电子开关D、变频电路8、工程上使用较广泛的逻辑无环流可逆系统，以下说法错误的是（A）。

A、采用α=β配合控制B、不设置换流电抗器C、两组桥之间不存在环流D、两组桥在任何时刻只有一组投入工作9、下列不属于过电压保护措施的是（A）。

A、直流快速断路器B、避雷器C、压敏电阻D、变压器静电屏蔽层10、在调制法中，当调制信号波为（C）时，所得到的就是SPWM波形。

A、锯齿波B、方波C、正弦波D、等腰三角波二、填空题1、交流调功电路和交流调压电路的电路形式完全相同，只是（控制方式）不同。

2、两个晶闸管串联，一般都会存在（电压）分配不均匀的问题。

在电力电子装置中，当需要同时串联和并联晶闸管时，通常采用（先串后并）的方法。

3、晶闸管刚从断态转化为通态就移除触发信号后，能维持晶闸管导通所需的最小阳极电流，称为（擎住）电流。

4、三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差（120°）。

5、常见的四种换流方式中，针对晶闸管而言的换流有（电网换流）、（负载换流）和（强迫换流）。

6、IGBT是复合型器件，它是由（GTR）和（电力MOSFET）复合而成的电力电子器件。

三、分析简答题1、什么是有源逆变？变流电路产生有源逆变的条件是什么？半控桥或有续流二极管的电路能否实现有源逆变？答将直流电转换为交流电，并且交流侧和电网连接，称为有源逆变。

产生有源逆变的条件（1）要有直流电动势，其极性需和晶闸管的导通方向一致，并且其值应大于变流器直流侧的平均电压U d；（2）要求晶闸管的控制角90oα>，使得0dU<；（3）半控桥或者带续流二极管的电路不能实现有源逆变。

2、什么是电流型逆变电路？电流型逆变电路中的开关器件是否需要反并联反馈二极管？为什么？。

答直流电源为电流源的逆变电路为电流型逆变电路；不需要；当交流侧为阻感性负载时，因为反馈无功能量时直流电流并不反向，所以不必接反馈二极管。

3、在图示电路中，L值和C值极大，V的导通和关断时间分别为t on和t off，此电路是哪种斩波电路？off offon t tt+表示什么量？此电路能使输出电压高于电源电压的两个关键原因是什么？答升压斩波电路；升压比；一是电感L储能之后具有使电压泵升的作用，二是电容C可将输出电压保持住。

4、PWM控制技术的重要理论基础是什么？其控制方式有哪两种？下图是哪种PWM控制方式？答面积等效原理；单极性PWM控制方式和双极性PWM控制方式；双极性PWM控制方式。

5、电力电子电路运行不正常或者发生故障时，可能会发生过电流。

过电流分哪两种情况？写出三种过电流保护措施。

电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施是哪种？答过电流分为过载和短路两种情况；三种过电流保护措施：快速熔断器，直流快速断路器，过电流继电器；快速熔断器。

四、计算题1、如下图所示的单相半控桥整流电路，带电阻电感性负载，U2= 200V，控制角α=60°，电阻R=10Ω，L=∞。

求①直流输出电压平均值U d、直流输出电流Array平均值I d、流过器件电流的有效值I VT和I VD；②画出此时u d、i d、i VT1和i VD4一个周期的波形。

【问答题】ii答 ① 1352cos 19.02=+=αU U dV I d ＝U d ∕ R =13.5AI VTd =7.79A I VDd =11.02A②i2、单相桥式全控整流电路，变压器二次侧电压有效值为U 2，带电阻电感性负载，其中U 2=100V ，R =5Ω，L =∞，α=30°。