1、電力電子技術(shù)試題一 一、單選題（每題2分，共20分） 1、下列功率器件中，哪種器件最適合于小功率、高開關(guān)頻率的變換器？ SCR IGBT MOSFET IGCT 2、在單相全控橋帶大電感負(fù)載電路中，晶閘管可能承受的最大正向電壓為： 0.707U2 1.414U2 0.9U2 3.14U2 3、對三相半波可控整流電路電阻性負(fù)載來說，觸發(fā)脈沖的移相范圍是： 0°90° 0°120° 0°150° 0°180° 4、下列哪個電路不能實(shí)現(xiàn)輸入輸出之間的能量雙向流動： PWM整流電路 無源逆變電路 交交變頻電路 BUCK電路

2、 5、單端反激變換器是 BOOST變換器的派生電路 BUCK變換器的派生電路 丘克變換器的派生電路 BUCKBOOST變換器的派生電路6、在諧振變換器中，ZVS表示 零電壓開關(guān) 零電流開關(guān) 硬開關(guān) PWM開關(guān)7、采用并聯(lián)緩沖吸收電路的目的是為了 減小導(dǎo)通損耗 減小關(guān)斷過電壓 實(shí)現(xiàn)開關(guān)器件的并聯(lián) 實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)8、在晶閘管串聯(lián)電路中，實(shí)現(xiàn)動態(tài)均壓的主要元件是： 二極管 電感 電阻 電容9、晶閘管交流調(diào)壓電路采用以下哪種控制方式： 相位控制 周期控制 通斷控制 斬波控制10、在下列哪個電路中采用晶閘管時，需要加入強(qiáng)迫關(guān)斷電路： 相控整流電路 有源逆變電路 無源逆變電路 交交變頻電路二、判斷題，正確的劃

3、“”，不正確的劃“×”（每題2分，共10分）（注意：本題共有5個小題。每個小題后面有4個判斷，答對4個判斷得2分；答對3個判斷得1分；其它不得分）1、三相電壓型無源逆變器，每相橋臂由上下兩個開關(guān)器件構(gòu)成，下列哪些說法正確？ 輸出電壓波形與負(fù)載性質(zhì)有關(guān) （ ） 可以采用同步調(diào)制，也可以采用異步調(diào)制 （ ） 可以采用方波控制，也可以采用PWM控制 （ ） 橋臂上下兩個開關(guān)器件換相時，在控制上應(yīng)的控制需遵循“先斷后開”的原則 （ ）2、在帶有大電感負(fù)載且觸發(fā)角相同的情況下，單相全控橋電路與單相半控橋電路相比： 全控橋的輸出電壓平均值低于半控橋 （ ） 全控橋的功率因數(shù)低于半控橋 （ ） 全

4、控橋負(fù)載電流連續(xù)而半控橋負(fù)載電流不連續(xù) （ ） 都會存在失控現(xiàn)象 （ ）3、Boost DCDC變換器： 工作狀態(tài)（連續(xù)或斷續(xù)）是根據(jù)負(fù)載電流的情況定義的 （ ） 在連續(xù)工作狀態(tài)下，輸入電流是連續(xù)的 （ ） 電感的作用是儲能和濾波 （ ） 又可稱降壓斬波器 （ ）4、在諧振變換器中，下列哪些說法是正確的？ 零電壓開關(guān)、零電流開關(guān)都屬于軟開關(guān) （ ） 軟開關(guān)的開關(guān)損耗比硬開關(guān)大 （ ） 軟開關(guān)的開關(guān)頻率可以比硬開關(guān)高 （ ） 軟開關(guān)的電壓、電流應(yīng)力與硬開關(guān)相同 （ ）5、晶閘管相控整流電路，考慮交流側(cè)電抗時存在換相重疊角，其大小與許多因素有關(guān)： 直流負(fù)載電流越大，換相重疊角越大 （ ） 輸入變壓

5、器漏抗越大，換相重疊角越大 （ ） 交流輸入電壓越大，換相重疊角越大 （ ） 觸發(fā)角越大，換相重疊角越大 （ ）三、簡答題（共20分）1、如圖所示交直交系統(tǒng)電路圖， （1）簡要說明圖中各個變流器的作用；（2）當(dāng)負(fù)載電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)時，說明該變流系統(tǒng)中的能量傳遞路徑。 （5分）2、交交變頻電路主要應(yīng)用在什么場合？其最高輸出頻率（輸出頻率上限）一般取多少？為什么要限制最高輸出頻率？ （5分）3、說出五種帶隔離變壓器的開關(guān)電源常用電路的名稱，下圖所示電路屬于哪一種？（5分） 4、在電力電子裝置中，緩沖電路的作用是什么？說明圖示緩沖電路中各元件的作用。（5分）四、三相全控橋式晶閘管整流電路，帶阻感負(fù)

6、載，當(dāng)相控角=30º時，試完成下列要求：（12分）1、畫出該電路原理圖；2、該電路對觸發(fā)脈沖形式有何要求？3、若電路中a相上橋臂晶閘管的觸發(fā)脈沖丟失，試畫出此故障下輸出電壓Ud的波形、并寫出其表達(dá)式。五、三相半波有源逆變電路，反電勢阻感負(fù)載，交流輸入相電壓U2100V，頻率f=50Hz(=100)，負(fù)載電阻R1，電感Ld，負(fù)載反電勢E= -150V，逆變角=30°，電源變壓器漏感LB =1mH。試求出直流側(cè)平均電壓Ud、平均電流Id及換相重疊角，并畫出直流側(cè)電壓ud的波形。 （13分）六、升壓DC-DC變換電路（BOOST電路），輸出側(cè)濾波電容很大，輸出電壓基本恒定，試完成

7、以下工作： （13分）1、畫升壓DC-DC變換電路原理圖，分析其工作原理和能量轉(zhuǎn)移過程； 2、畫出連續(xù)導(dǎo)電模式下電感電壓波形uL 、電感電流波形iL、開關(guān)器件兩端的電壓波形uS及二極管電流波形iD ；3、推導(dǎo)連續(xù)導(dǎo)電模式下輸出電壓Uo與輸入電壓Ud的關(guān)系式。4、此電路負(fù)載是否允許開路？為什么？七、下圖為單相電壓型脈沖整流器的電路原理圖 （12分）1、試說明各元件LN、Cd、L2和C2的作用；2、該電路正常工作的條件是什么？3、簡要分析該電路作為整流電路時的控制目標(biāo)；4、分別畫出逆變工況（l1）及電源電流超前電源電壓30°情況下的基波相量圖（忽略線路電阻）；參考答案課程名稱：電力電子學(xué)

8、（A卷） 2009-2010學(xué)年2學(xué)期 出題：課程組第一題：1、 2、3、 4、 5、6、7、8、9、10、第二題： 1、× 2、×× 3、×× 4、×× 5、××第三題：1、答：（1）各個變流器的作用： （3分）上組整流橋：將三相交流電壓變換成直流電壓；下組整流橋：將直流環(huán)節(jié)能量變換成交流能量反饋給三相電網(wǎng)；逆變器：將直流電壓變換成三相交流電壓提供給電機(jī)負(fù)載。（2）當(dāng)負(fù)載電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)時，能量傳遞路徑： （2分）電機(jī)逆變器中間濾波環(huán)節(jié)下組整流橋三相交流電網(wǎng) 2、答：交交變頻電路主要用于大功率、低轉(zhuǎn)速

9、的三相交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中。（1分）最高輸出頻率受限制， fo / fi < 1 / 3 ；（2分）因?yàn)橐獪p小諧波含量，降低負(fù)載轉(zhuǎn)矩脈動，應(yīng)保證 fo / fi < 1 / 3，即 fo < 16.7 Hz。（2分）3、答：帶隔離變壓器的開關(guān)電源常用電路有單端正激式變換器、單端反激式變換器、推挽式變換器、半橋式變換器、全橋式變換器。 （3分）圖示電路屬于單端正激式變換器。 （2分）4、答：緩沖電路的作用是抑制電力電子器件的內(nèi)部過電壓、抑制過電流、抑制電力電子器件關(guān)斷時的du/dt、抑制電力電子器件開通時的di/dt、減小器件的開關(guān)損耗。（2分）圖示并聯(lián)RCD緩沖電路中C的作用是

10、限制du/dt，吸收關(guān)斷過電壓； （1分）R的作用是當(dāng)器件開通時C上的能量經(jīng)R泄放；（1分）D的作用是使C充電時通過D快速充電，放電時通過R限流放電。 （1分）第四題：解：（1）（3分）（2）要求寬脈沖（脈沖寬度大于60°）或雙窄脈沖（兩個窄脈沖相距60°）觸發(fā)。（3分）（3） （3分）（4）設(shè)輸入相電壓為U2，相控角為，則輸出電壓Ud=2/3×2.34U2 cos（3分）第五題：解： xB=100*LB （1分） Ud=-1.17U2cos-3 xB*Id/2=-1.17*100*cos30°-150 LB*Id（2分）=-101.3-0.15 Id

11、（1分）又：Ud=E+IdR= -150+ Id （1分）解上述方程得： Ud=-107.7V （1分）Id=42.3A （1分） （2分） 解得：= 17 ° （1分）直流側(cè)電壓ud的波形（3分）第六題：答：1、原理圖如右圖：（3分）其工作原理是：（2分）當(dāng)管子T導(dǎo)通時，二極管D承受反電壓關(guān)斷，此時電源給電感蓄能，電感電流上升，同時，電容給負(fù)載供電。當(dāng)管子T截止時，電源和電感同時經(jīng)過二極管D向負(fù)載側(cè)提供能量，電感電流下降。2、各波形如下圖：（4）3、根據(jù)穩(wěn)態(tài)工作時，電感上的平均電壓為0，我們可以得出輸入輸出電壓關(guān)系： （2分）4、不能。因?yàn)檩敵鲭妷簳眲∩仙?，最終擊穿電容或其他器件

12、。（結(jié)論1分+原因1分）第七題：1、元件作用： （2+1+1分）交流側(cè)電感LN ：用于實(shí)現(xiàn)對PWM整流器交流側(cè)電壓us1的調(diào)節(jié)從而實(shí)現(xiàn)對功率因數(shù)的調(diào)節(jié)，同時也限制交流側(cè)諧波電流。 支撐電容Cd：用于濾波，使直流側(cè)電壓平直。二次濾波回路L2、C2：用于提供2次諧波電流通路，限制直流側(cè)二次諧波電流，從而減小ud中的二次諧波電壓，其諧振頻率為基波頻率的2倍。2、直流側(cè)電壓必須大于交流側(cè)電壓的峰值。 （2分）3、控制目標(biāo)：交流側(cè)高功率因數(shù)，要求iN1與uN保持同相或反相 （1分） 直流側(cè)電壓穩(wěn)定 （1分）4、基波相量圖（2+2分）6、 減小。7、按負(fù)載的性質(zhì)不同，晶閘管可控整流電路的負(fù)載分為 性負(fù)載，

13、 性負(fù)載和 負(fù)載三大類。7、電阻、電感、反電動勢。8、當(dāng)晶閘管可控整流的負(fù)載為大電感負(fù)載時，負(fù)載兩端的直流電壓平均值會 ，解決的辦法就是在負(fù)載的兩端 接一個 。8、 減小、并接、續(xù)流二極管。9、工作于反電動勢負(fù)載的晶閘管在每一個周期中的導(dǎo)通角 、電流波形不連續(xù)、呈 狀、電流的平均值 。要求管子的額定電流值要 些。9、小、脈沖、小、大。10、單結(jié)晶體管的內(nèi)部一共有 個PN結(jié)，外部一共有3個電極，它們分別是 極、 極和 極。10、一個、發(fā)射極E、第一基極B1、第二基極B2。11、當(dāng)單結(jié)晶體管的發(fā)射極電壓高于 電壓時就導(dǎo)通；低于 電壓時就截止。11、峰點(diǎn)、谷點(diǎn)。12、觸發(fā)電路送出的觸發(fā)脈沖信號必須與

14、晶閘管陽極電壓 ，保證在管子陽極電壓每個正半周內(nèi)以相同的 被觸發(fā)，才能得到穩(wěn)定的直流電壓。12、同步、時刻。13、晶體管觸發(fā)電路的同步電壓一般有 同步電壓和 電壓。13、正弦波、鋸齒波。14、正弦波觸發(fā)電路的同步移相一般都是采用 與一個或幾個 的疊加，利用改變 的大小，來實(shí)現(xiàn)移相控制。14、正弦波同步電壓、控制電壓、控制電壓。15、在晶閘管兩端并聯(lián)的RC回路是用來防止 損壞晶閘管的。15、關(guān)斷過電壓。16、為了防止雷電對晶閘管的損壞，可在整流變壓器的一次線圈兩端并接一個 或 。16、硒堆、壓敏電阻。16、用來保護(hù)晶閘管過電流的熔斷器叫 。16、快速熔斷器。一、 判斷題 對的用表示、錯的用

15、15;表示（每小題1分、共10分）1、 普通晶閘管內(nèi)部有兩個PN結(jié)。 （×）2、 普通晶閘管外部有三個電極，分別是基極、發(fā)射極和集電極。 （×）3、 型號為KP507的半導(dǎo)體器件，是一個額定電流為50A的普通晶閘管。（）4、 只要讓加在晶閘管兩端的電壓減小為零，晶閘管就會關(guān)斷。 （×）5、 只要給門極加上觸發(fā)電壓，晶閘管就導(dǎo)通。 （×）6、 晶閘管加上陽極電壓后，不給門極加觸發(fā)電壓，晶閘管也會導(dǎo)通。（）7、 加在晶閘管門極上的觸發(fā)電壓，最高不得超過100V。 （×）8、 單向半控橋可控整流電路中，兩只晶閘管采用的是“共陽”接法。（×）

16、9、 晶閘管采用“共陰”接法或“共陽”接法都一樣。 （×）10、 增大晶閘管整流裝置的控制角，輸出直流電壓的平均值會增大。（×）11、 在觸發(fā)電路中采用脈沖變壓器可保障人員和設(shè)備的安全。 （）12、 為防止“關(guān)斷過電壓”損壞晶閘管，可在管子兩端并接壓敏電阻。（×）13、 雷擊過電壓可以用RC吸收回路來抑制。 （×）14、 硒堆發(fā)生過電壓擊穿后就不能再使用了。 （×）15、 晶閘管串聯(lián)使用須采取“均壓措施”。 （）16、 為防止過電流，只須在晶閘管電路中接入快速熔斷器即可。 （×）17、 快速熔斷器必須與其它過電流保護(hù)措施同時使用。 （

17、）18、 晶閘管并聯(lián)使用須采取“均壓措施”。 （×）22、在電路中接入單結(jié)晶體管時，若把b1、b2接反了，就會燒壞管子。（×）23、單結(jié)晶體管組成的觸發(fā)電路也可以用在雙向晶閘管電路中。 （）24、單結(jié)晶體管組成的觸發(fā)電路輸出的脈沖比較窄。 （）25、單結(jié)晶體管組成的觸發(fā)電路不能很好地滿足電感性或反電動勢負(fù)載的要求。 （）三、單項選擇題 把正確答案的番號填在括號內(nèi)（每小題1分，共10分）1、 晶閘管內(nèi)部有（C ）PN結(jié)。A 一個， B 二個， C 三個， D 四個2、 單結(jié)晶體管內(nèi)部有（A）個PN結(jié)。A 一個， B 二個， C 三個， D 四個3、 晶閘管可控整流電路中的控制

18、角減小，則輸出的電壓平均值會（B）。A 不變， B 增大， C 減小。 4、為了讓晶閘管可控整流電感性負(fù)載電路正常工作，應(yīng)在電路中接入（B）。A 三極管， B 續(xù)流二極管， C 保險絲。5、晶閘管可整流電路中直流端的蓄電池或直流電動機(jī)應(yīng)該屬于（C）負(fù)載。A 電阻性， B 電感性， C 反電動勢。6、直流電動機(jī)由晶閘管供電與由直流發(fā)電機(jī)供電相比較，其機(jī)械特性（C）。A 一樣， B 要硬一些， C 要軟一些。7、帶平衡電抗器的雙反星型可控整流電路適用于（A）負(fù)載。A 大電流， B 高電壓， C 電動機(jī)。8、晶閘管在電路中的門極正向偏壓（B）愈好。A 愈大， B 愈小， C 不變9、晶閘管兩端并聯(lián)一

19、個RC電路的作用是（C ）。A 分流， B 降壓， C 過電壓保護(hù)， D 過電流保護(hù)。10、壓敏電阻在晶閘管整流電路中主要是用來（C ）。A 分流， B 降壓， C 過電壓保護(hù)， D 過電流保護(hù)。11、變壓器一次側(cè)接入壓敏電阻的目的是為了防止（C）對晶閘管的損壞。A 關(guān)斷過電壓， B 交流側(cè)操作過電壓， C 交流側(cè)浪涌。12、晶閘管變流裝置的功率因數(shù)比較（B ）。A 高， B 低， C 好。13、晶閘管變流器接直流電動機(jī)的拖動系統(tǒng)中，當(dāng)電動機(jī)在輕載狀況下，電樞電流較小時，變流器輸出電流是（B）的。A 連續(xù)， B 斷續(xù)， C 不變。14、普通晶閘管的通態(tài)電流（額定電流）是用電流的（C）來表示的。

20、A 有效值 B 最大賽值 C 平均值15、普通的單相半控橋可整流裝置中一共用了（A）晶閘管。A 一只， B 二只， C 三只， D 四只。四、問答題 （每小題6分，共計24分）1、 晶閘管的正常導(dǎo)通條件是什么？晶閘管的關(guān)斷條件是什么？如何實(shí)現(xiàn)？答：當(dāng)晶閘管陽極上加有正向電壓的同時，在門極上施加適當(dāng)?shù)挠|發(fā)電壓，晶閘管就正常導(dǎo)通；當(dāng)晶閘管的陽極電流小于維持電流時，就關(guān)斷。只要讓加在晶閘管兩端的陽極電壓減小到零或讓其反向，就可以讓晶閘管關(guān)斷。2、 對晶閘管的觸發(fā)電路有哪些要求？答：為了讓晶閘管變流器準(zhǔn)確無誤地工作要求觸發(fā)電路送出的觸發(fā)信號應(yīng)有足夠大的電壓和功率；門極正向偏壓愈小愈好；觸發(fā)脈沖的前沿要

21、陡、寬度應(yīng)滿足要求；要能滿足主電路移相范圍的要求；觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽極電壓取得同步。3、 正確使用晶閘管應(yīng)該注意哪些事項？答：由于晶閘管的過電流、過電壓承受能力比一般電機(jī)電器產(chǎn)品要小的多，使用中除了要采取必要的過電流、過電壓等保護(hù)措施外，在選擇晶閘管額定電壓、電流時還應(yīng)留有足夠的安全余量。另外，使用中的晶閘管時還應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)定要求。此外，還要定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，如清除灰塵、擰緊接觸螺釘?shù)?。?yán)禁用兆歐表檢查晶閘管的絕緣情況。4、 晶閘管整流電路中的脈沖變壓器有什么作用？答：在晶閘管的觸發(fā)電路采用脈沖變壓器輸出，可降低脈沖電壓，增大輸出的觸發(fā)電流，還可以使觸發(fā)電路與主電路在電氣上隔離，既安全

22、又可防止干擾，而且還可以通過脈沖變壓器多個二次繞組進(jìn)行脈沖分配，達(dá)到同時觸發(fā)多個晶閘管的目地。5、 一般在電路中采用哪些措施來防止晶閘管產(chǎn)生誤觸發(fā)？答：為了防止晶閘管誤導(dǎo)通，晶閘管門極回路的導(dǎo)線應(yīng)采用金屬屏蔽線，而且金屬屏蔽層應(yīng)接“地”；控制電路的走線應(yīng)遠(yuǎn)離主電路，同時盡可能避開會產(chǎn)生干擾的器件；觸發(fā)電路的電源應(yīng)采用靜電屏蔽變壓器。同步變壓器也應(yīng)采用有靜電屏蔽的，必要時在同步電壓輸入端加阻容濾波移相環(huán)節(jié)，以消除電網(wǎng)高頻干擾；應(yīng)選用觸發(fā)電流稍大的晶閘管；在晶閘管的門極與陰極之間并接0.01F0.1F的小電容，可以有效地吸收高頻干擾；采用觸發(fā)電流大的晶閘管。7、 晶閘管的過電流保護(hù)常用哪幾種保護(hù)方

23、式？其中哪一種保護(hù)通常是用來作為“最后一道保護(hù)”用？答：晶閘管的過電流保護(hù)常用快速熔斷器保護(hù)；過電流繼電器保護(hù)；限流與脈沖移相保護(hù)和直流快速開關(guān)過電流保護(hù)等措施進(jìn)行。其中快速熔斷器過電流保護(hù)通常是用來作為“最后一道保護(hù)”用的。計算題 （每小題10分，共計20分）1、 單相半波可控整流電路，電阻性負(fù)載。要求輸出的直流平均電壓為5092V之間連續(xù)可調(diào)，最大輸出直流電流為30A，由交流220V供電，求晶閘管控制角應(yīng)有的調(diào)整范圍為多少？選擇晶閘管的型號規(guī)格（安全余量取2倍，=1.66）。解： 單向半波可控整流電路的 UL=0.45U2當(dāng)UL=50V時COS=1=10則=90°當(dāng)UL=92V時COS=1=1=0.87則=30°