电力电子试题及答案B

交通大学电力电子复习
一、选择题
1、晶闸管刚由断态转入通态并且去掉门级信号，仍能维持其
导通所需的最小阳极电流称为（）
A、维持电流
B、擎住电流
C、浪涌电流
D、额定电流
2、单相桥式全控整流电路带电阻性负载与阻感性负载
（R
ω）情况下，晶闸管触发角的移相范围分别为（C）
L〉〉
A、900 ，900
B、900 ，1800
C、1800 ，900
D、1800 ，1800
3、三相全控桥式整流电路在宽脉冲触发方式下一个周期内所需要的触发脉冲共有6个，它们在相位上依次相差（A）
A、600
B、900
C、1200
D、1800
4、在如下变流电路中，输出电压波形可能出现负值的是（）
A、单相半波可控整流电路带续流二极管
B、单相桥式半控整流电路带电阻性负载
C、三相半波可控整流电路带阻感性负载
D、三相半控桥式整流电路带续流二极管
5、下列电路中具有两象限运行能力的是（B）
A、单相半控桥式变流电路
B、单相全控桥式变流电路
C、带续流二极管的单相半波可控变流电路
D、带续流二极管的单相半控桥式变流电路
6、交—直—交电流型逆变器中间直流环节的储能元件是（B）
A、大电容
B、大电感
C、蓄电池
D、电动机
7、无源逆变电路不能采用的换流方式是（A）
A、电网换流
B、负载换流
C、强迫换流
D、器件换流
8、直流斩波电路完成的电力功能是（）
A、DC
DC→AC→B、AC
AC→D、DC
DC→C、AC
9、改变载波频率可改变PWM逆变器的（A、D)
A、开关频率
B、输出信号波频率
C、调制信号波频率
D、一个周期内的PWM脉冲数
10、下列电子器件中驱动功率较小的是（D）
A、SCR
B、GTO
C、GTR
D、IGBT
二、填空题（每空1分共30分）
1、晶闸管是一种由四层半导体材料构成的三端器件，它有3个PN节，阳极用字母A表示，阴极用字母K表示，门极用字母G 表示。

2、在规定条件下，晶闸管取正、反向重复峰值电压中较小的作为其额定电压。

3、晶闸管的维持电流I H是指晶闸管维持导通所需的最小电流。

4、如图：当S闭合前灯泡亮不亮？不亮，因为晶闸管没有触发脉冲电流，故不导通；当S闭合后灯泡亮,因为晶闸管承受正向电压且有触发脉冲，导通；当S闭合一段时间后再断开，灯泡仍然亮，其原因是：晶闸管导通后触发脉冲失去作用。

5、绝缘栅双极晶体管（IGBT）作为复合型器件是综合了MOSFET和GTR的优点。

6、门极可关断晶闸管（GTO）和电力晶体管（GTR）均属于电流控制型器件。

7、产生有源逆变的条件之一是变流电路输出直流平均电压的极性必须与整流工作状态时输出平均电压的极性相反。

8、当考虑换流重叠角后，有源逆变输出电压平均值的绝对值比不考虑换流重叠角时有所增大。

9、三相全控桥式整流电路带大电感负载当060
α时，整流输出
≥
电压波型将会出现负的部分。

10、为确保三相桥式全控整流电路和闸时或电流断续后可以正常工作，应采用脉冲宽度大于600的宽脉冲或前沿相差600的双窄脉冲触发。

11、在电压波形正弦，而电流波形非正弦的电路中，其功率因数与基波因数和位移因数有关。

12、电流总谐波畸变率（THD）被定义为用总谐波电流有效值与基波电流有效值的百分比表示。

13、一般来说，整流电路输出电压的脉波数越多，输出电压波纹因数越小。

14、斩波电路是利用储能元件以及开关器件的通断控制实现直流电能的变换。

采用晶闸管移相控制的单相交流调压电路带阻感负载时，其移相触发角应大于负载阻抗角，电压才能可调。

15、TCR 是指晶闸管控制电抗器。

16、TSC 是指晶闸管投切电容器。

17、功率器件的换流方式包括器件换流、电网换流、负载换流、及强迫换流，其中后三种换流方式主要是针对晶闸管而言的。

18、在正弦脉冲宽度调制时，载波信号一般为三角波。

19、电力电子器件在主电路中只用作可控开关，而不能工作在线性放大区，是为了避免功率损耗过大 。

20、晶闸管正常导通的条件是承受正向阳极电压和门极有触发信号 。

三、判断
1、电子器件power MOSFET 存在电导调制效应（ ）
2、单相桥式全控整流电路，阻感性负载R L 〉〉
ω 。

设变压器二次侧电压为U 2，则晶体管承受的最高正、反向电压分别为222,2U U （）
3、 单相半控桥式整流电路带大电感负载，为了避免出现一只
晶体管一直导通，另两只整流二极管交替换相导通的失控现象发生，采取的措施是在负载两端并联一个电容（×）
4、 逆变电路的功能是将直流电能转换为电场储能（）
5、 三相桥式变流电路工作在有源逆变状态，其输出侧平均电
压U d 与外接直流电动势E 间的关系为E U d <（∨）
6、 三相桥式全控整流电路变压器二次侧电流中有16±k 次谐
波。

（∨）
7、变压器漏感对整流电路的影响是提高输出电压（×）
8、变压器装置属于电力电子技术范畴（）
9、电压型逆变电路的输出电压波形与负载性质有关（）
10、支路控制三角形连接三相交流调压电路的典型应用是TCR （∨）
四、问答分析、计算与绘图
1、在逆变电路中器件的换流方式有哪些？各有什么特点？试举例说明。

（4分）
答：换流方式有四钟。

（1）器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。

全控型器件都采用此种换流方式，晶闸管半控器件不能采用器件换流，根据电路的不同可以采用以下另三种换流方式。

（2）电网换流：由电网提供换向电压，只要将电网的负压加在欲换流的器件两端即可。

（3）负载换流：由负载为电容型负载，即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。

（4）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使之换流，称为强迫换流。

通常是利用附加换流晶闸管、换向电容、电感产生谐振来给欲关断的主晶闸管施加关断所需的反压。

2、单相桥式全控整流电路接电阻性负载，要求输出电压在0—100V 连续可调，输出电压平均值为30V 时，负载电流平均值达到20A 。

系统采用220V 的交流电压通过降压变压器供电，且晶闸管的最小控制角0min 30=α（设降压变压器为理想变压器）。

（）
（1）试求变压器二次侧电流有效值I 2
（2）考虑安全裕量，选择晶体管电压、额定电流
（3）作出060=α时u d i d 和变压器二次侧i 2的波形。

直流输出电压最大平均值为100V ,且最小控制角为
(2)晶闸管的电流有效值和承受电压峰值分别为：
考虑三倍裕量，选器件耐压为168×3=500V ，额定电流为 （55.28／1.57）×3=100A
(3)
α=600时，u d 、i d和i2的波形图
3、试作出单相桥式半控整流电路带大负载如图，在α=300时的
d
u、d i、1VT i、4VD i的波形，并计算此时输出电压和电流的平均值。

（8分）
解：波形如图，输出电压和电流的平均值分别为
R
U
R
U
R
U
I
U
U
U
d
d
d
2
2
2
2
84
.0
2
cos
1
9.0
84
.0
2
cos
1
9.0
=
+
=
=
=
+
=
α
α
，
4、（10分）三相桥式全控整流电路如附图，相电压U2=110V ,R=5Ω, E=100V, L极大。

当α=300时：
（1）在图b中作出负载电压
u、负载电流d i、晶闸管电压1VT u
d
和变压器二次侧电流
i的波形。

a
（2）试计算负载电压和负载电流的平均值
U、d I与变压器
d
二次侧电流的有效值
（3）试计算整流电路的功率因数及变压器二次侧基波电流有效值
I
1a
解：
（1）
(2)
022.34cos =2.34110cos30222.9220.910024.65d d d U U V
U E I A R α=⨯⨯=--==
(3)
1
1
2
0.81624.620.1()
3
0.955cos0.955cos300.827
0.9550.95520.119.2()
a d
a
a
a
I I A
I
I A
I
λα
==⨯=
==⨯=
=⇒=⨯=
5、（8分）在三相交流调压电路中，触发角090
=
α
(1)在（b）图中作出开关S闭合时晶体管VT1的电压
1
VT
u的波形，试计算功率因数λ
(2)若开关S打开，试在附图（c）中作出a相负载电压
an
u的波形。

解：（1）sin210.707
22
απα
λ
ππ
-
=+==
（2）。