电力电子试题及答案.doc

_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GTR ；可关断晶闸管GTO ；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管 IGBT ；IGBT是MOSFET 和GTR 的复合管。2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的触发功率 、 触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是 串专用均流电抗器 。4、在电流型逆变器中，输出电压波形为 正弦 波，输出电流波形为 方 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 180导电型6、当温度降低时，晶闸管的触发电流会 增加 、正反向漏电流会减少 ；7、常用的过电流保护措施有 快速熔断器 、 串进线电抗器 、接入直流快速快关 、控制快速移相使输出的电压降低 。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（ A ）度。A、180 B、60 C、360 D、1202、为C 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（ B ）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min选在下面那一种范围合理（ ）。A、30-35 B、10-15 C、0-10 D、0。6、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角的最大移相范围是（ ）A、90 B、120 C、150 D、1807、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（ ）A、抑制电路 B、抗饱和电路 C、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1/21/3三、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）1、试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。（12分）器 件优 点缺 点IGBTGTRGTO电 力MOSFET2、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）五、作图题（本题共1小题，共16分）1、在三相半波整流电路中，如果U相的触发脉冲消失，试绘出在电阻负载下整流电压ud的波形和V相上晶闸管VT2上的管压降波形。设触发角分别为15和60。 （1）触发角为15时 UdUVT2（2）触发角为60时UdUVT2六、计算题（本题共1小题，共12分）1、单相桥式全控整流电路，U2100V，负载中R=20，L值极大，反电动势E60V。当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）试卷参考答案及评分标准( 3 卷)一、填空题（本题共7小题，每空1分，共20分）1、空1 GTR；空2 GTO；空3 MOSFET；空4 IGBT；空5 MOSFET；空6 GTR。2、空1 要有足够的驱动功率；空2 触发脉冲前沿要陡幅值要高；空3 触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。3、空1 均流；空2 串专用均流电抗器。4、空1 正弦波；空2 方波。 5、空1 180。 6、空1 增加；空2 下降。7、空1 快速熔断器；空2 串进线电抗器；空3 接入直流快速开关；空4 控制快速移相使输出电压下降。二、选择题（本题共10小题，每小题1分，共10分）1、（A） 2、（C） 3、（B） 4、（A） 5、（A）6、（D） 7、（C） 8、（C） 9、（B） 10、（D）三、判断题（本题共10小题，每小题1分，共10分）1、（） 2、（） 3、（） 4、（） 5、（）6、（） 7、（） 8、（） 9、（） 10、（）四、简答题（本题共3小题，共32分）1、（12分）答：对IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的优缺点的比较如下表：（每格1.5分）器 件优 点缺 点IGBT开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小开关速度低于电力MOSFET,电压，电流容量不及GTOGTR耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率大，驱动电路复杂，存在二次击穿问题GTO电压、电流容量大，适用于大功率场合，具有电导调制效应，其通流能力很强电流关断增益很小，关断时门极负脉冲电流大，开关速度低，驱动功率大，驱动电路复杂，开关频率低电 力MOSFET开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小且驱动电路简单，工作频率高，不存在二次击穿问题电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置2、（10分）答：图是带有泵升电压限制电路的电压型间接交流变流电路，它在中间直流电容两端并联一个由电力晶体管V0和能耗电阻R0组成的泵升电压限制电路。当泵升电压超过一定数值时，使V0导通，把从负载反馈的能量消耗在R0上（5分）。其局限性是当负载为交流电动机，并且要求电动机频繁快速加减速时，电路中消耗的能量较多，能耗电阻R0也需要较大功率，反馈的能量都消耗在电阻上，不能得到利用（5分）。3、（10分）答：根据电路中主要的开关元件开通及关断时的电压电流状态，可将软开关电路分为零电压电路和零电流电路两大类；根据软开关技术发展的历程可将软开关电路分为准谐振电路，零开关PWM电路和零转换PWM电路（4分）。 准谐振电路：准谐振电路中电压或电流的波形为正弦波，电路结构比较简单，但谐振电压或谐振电流很大，对器件要求高，只能采用脉冲频率调制控制方式（2分）。 零开关PWM电路：这类电路中引入辅助开关来控制谐振的开始时刻，使谐振仅发生于开关过程前后，此电路的电压和电流基本上是方波，开关承受的电压明显降低，电路可以采用开关频率固定的PWM控制方式（2分）。 零转换PWM电路：这类软开关电路还是采用辅助开关控制谐振的开始时刻，所不同的是，谐振电路