春季学期电力电子技术第三次作业

1、春季学期电力电子技术第三次作业一、单项选择题（本大题共20分，共 10 小题，每小题 2 分）1. 无源逆变指的是（ ）。A. A、将直流电能转变为某一频率或频率可调的交流电能，送给负载B. B、将直流电能转变为某一频率或频率可调的交流电能，送给电网C. C、将交流电能转变为某一频率或频率可调的交流电能，送给负载D. D、将交流电能转变为某一频率或频率可调的交流电能，送给电网2. 晶闸管的额定电流是用一定条件下流过的最大工频正弦半波（ ）来确定。 A. 电流有效值 B. 电流峰值 C. 电流瞬时值 D. 电流平均值3. 晶闸管导通后，要使晶闸管关断，必须 （ ） A. 在门极施加负脉冲信号B.

2、 使控制角应该大于90度C. 使阳极电流小于维持电流D. 使控制角小于90度4. 三相半波可控整流电路的自然换相点是( )。A. 交流相电压的过零点B. 本相相电压与相邻相电压正半周的交点处C. 比三相不控整流电路的自然换相点超前30°D. 比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°5. 三相半波可控整流电路，在某控制角（30°<90°）下，负载分别为电阻负载、电感负载和电阻电感负载时，其输出平均电压分别为Ud1、U d2、U d3，则其大小关系为（ ）A. Ud1<U d2<U d3B. Ud1>U d2>U d3 C. U

3、d1>U d3>U d2D. Ud1<U d3<U d26. 某电力电子变换电路输出电压波形如图所示。则该电路电路和负载类型的描述为（ ）。A. 单相半波整流 纯电阻负载B. 单相桥式整流 电感性负载C. 单相半波整流 电感性负载D. 单相桥式整流 纯电阻负载7. 带平衡电抗器的双反星形整流电路，电感性负载，负载电流为Id，那么一周期内流过晶闸管的平均电流是( ) A. Id B. Id/3 C. Id/2 D. Id/68. 三相全控桥式整流带反电势负载，串联电感L，工作在有源逆变状态，控制角a120°时，晶闸管的导通角是( ) A. 90° B.

4、 60° C. 120° D. 180°9. 对于三相半波可控整流电路，换相重叠角与哪几个参数有关( )A. 、负载电流Id以及变压器漏抗XCB. 以及负载电流IdC. 和U2 D. 、负载电流Id、U2以及变压器漏抗XC10. 一台220V、10kW的电炉，现采用晶闸管单相交流调压使其工作于5kW，此时电源侧的功率因数为（ ） A. 0.5 B. 1 C. 0.707 D. 0.866二、填空题（本大题共10分，共 10 小题，每小题 1 分）1. 为了使栅极驱动电路与信号电路隔离，应采用抗噪音能力强、信号传输时间短的 _ 。栅极和发射极的引线应尽量短，栅极驱动

5、电路的输出线应为 _ 。2. _ 电力MOSFET的通态电阻Ron具有 _ 的温度系数，并联使用时具有 _ 的能力，因而_使用比较容易。3. 在晶闸管触发脉冲产生电路中，常用的同步电压有 _ 和 _ 两种。4. 两个直流电源同极性相接时，电流总是从电动势 _ 的流向电动势 _ 的，电流的大小取决于 _ 。由于回路电阻很小，即使很小的电动势差值也能产生大的电流，在两个电动势源之间交换很大的功率。5. 和单相半桥、全桥逆变电路相同，电压型三相桥式逆变电路的基本工作方式也是 _ 导电方式，即每个桥臂的导电角度为 _ ，同一相（即同一半桥）上下两个臂交替导电，各相开始导电的角度依次相差 _ 。6. 根

6、据对环流（只在两组变流器之间流动，而不流经负载的电流）的不同处理方法，反并联可逆电路又可分为几种不同的控制方案，如 _ （即=工作制）、可控环流、 _ 和错位控制无环流等。7. 我国由技术监督局于1993年发布了国家标准（GBT1454993） _ ，并从1994年3月1日起开始实施。8. 换相重叠角是由 _ 引起的，它使整流器的输出电压平均值 _ 。而使有源逆变电路的输出电压幅值 _ 。9. IGCT有的厂家也称为 _ ，即 _ ，其将 _ 与 _ 的优点结合起来，10. 触发电路定相的关键是 _ 。三、判断改错题（本大题共10分，共 5 小题，每小题 2 分）1. 相控整流装置的缺点是功率

7、因数较低，控制角越小，功率因数越低。（ ）2. 三相可控整流电路的基本形式是三相半波可控整流电路，它有共阳极接法和共阴极接法两种。（ ）3. 在一定的条件下，同一套可控整流电路既可工作在整流状态，又可工作在逆变状态，这种整流电路称为变流电路。（ ）4. 为了防止逆变失败，逆变角不能太大，逆变角的最大值必须加以限制。（ ）5. 逆变角和控制角的关系满足 。（ ）四、计算题（本大题共10分，共 1 小题，每小题 10 分）单相交流调压，阻感负载，UF=220V, L=5.5mH, R=1 求：移相角 ？最大负载电流有效值I=?最大输出功率Pmax=?功率因数Cos =? 五、简答题（本大题共20分

8、，共 5 小题，每小题 4 分）1. 在电动机负载电路中，为何会出现电流断续现象。2. 交流调压电路和交流调功电路有什么区别?二者各运用于什么样的负载?为什么? 3. Boost斩波电路的特点是什么？4. 开关电源中调压稳压的基本原理是什么？5. 什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点？六、分析题（本大题共10分，共 1 小题，每小题 10 分）试画出三相全控桥变流装置电路，要求电源变压器采用Y/Y-12，同时若同步变压器分别采用Y/Y-12和Y/Y-6，来满足同步电压UT的相量滞后于晶闸管上所加主电压120°，需分别标明同步电压，电源主电压和晶闸管之间的对应关

9、系。七、综合分析题（本大题共10分，共 1 小题，每小题 10 分）如图7所示整流电路，电阻性负载，画出30°时的输出电压波形和电流波形。                      八、综合题（本大题共10分，共 1 小题，每小题 10 分）电路如图所示，变压器二次绕组中点带有二极管的单相半控桥式整流电路， ，求： (1)输出电压随控制角变化的函数关系 ；(2)输出电压的最大值

10、Udmax和最小值Udmin。      答案：一、单项选择题（20分，共 10 题，每小题 2 分）1. A 2. D 3. C 4. B 5. C 6. C 7. D 8. C 9. D 10. C 二、填空题（10分，共 10 题，每小题 1 分）1. 参考答案：光耦合器件；绞合线解题方案：评分标准：2. 参考答案：正；电流自动均衡；并联解题方案：评分标准：3. 参考答案：解题方案：正弦波电压；锯齿波电压评分标准：4. 参考答案：高；低；两电动势的差值和回路电阻值解题方案：评分标准：5. 参考答案：180°；180°；

11、120°解题方案：评分标准：6. 参考答案：配合控制有环流；逻辑控制无环流解题方案：评分标准：7. 参考答案：电能质量公用电网谐波解题方案：评分标准：8. 参考答案：变压器漏感; 减少 ; 增大解题方案：评分标准：9. 参考答案：GCT；门极换流晶闸管；IGBT；GTO解题方案：评分标准：10. 参考答案：确定同步信号与晶闸管阳极电压的关系解题方案：评分标准：三、判断改错题（10分，共 5 题，每小题 2 分）1. 参考答案：错 相控整流装置的缺点是功率因数较低，控制角越小，功率因数越高解题方案：评分标准：2. 参考答案：解题方案：对评分标准：3. 参考答案：对解题方案：评分标准：4

12、. 参考答案：错 为了防止逆变失败，逆变角不能太小，逆变角的最小值必须加以限制解题方案：评分标准：5. 参考答案：错 解题方案：评分标准：四、计算题（10分，共 1 题，每小题 10 分）0. 参考答案：解题方案：评分标准：五、简答题（20分，共 5 题，每小题 4 分）1. 参考答案：在电动机负载电路中，电流Id由负载转矩所决定。当电动机的负载较轻时，对应的负载电流也小。在小电流情况下，特别在低速时，由于电感的储能减小，往往不足以维持电流连续，从而出现电流断续现象。解题方案：评分标准：2. 参考答案：       交流调压电路和交流

13、调功电路的电路形式完全相同,二者的区别在于控制方式不同。        交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个波,再断开几个周波,通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。        交流调压电路广泛用于灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控制)及异步电动机的软起动,也用于异步电动机调速。在供用电系统中,还常用于对无功功率的连续调节。此外,在高电压小电流或低电压大电流直流电源中,也常采用

14、交流调压电路调节变压器一次电压。如采用晶闸管相控整流电路,高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联;同样,低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联。这都是十分不合理的。采用交流调压电路在变压器一次侧调压,其电压电流值都不太大也不太小,在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。         交流调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的控制对象。由于控制对象的时间常数大,没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制。 解题方案：评分标准：3. 参考答案：Boost斩波电路的特点是什么？解题

15、方案：评分标准：4. 参考答案：当开关电源由于负载减小或交流输入电压的升高引起输出直流电压升高时，由PWM环节控制，使逆变器中IGBT导通时间缩短，逆变器输出脉宽变窄，从而使输出电压下降；反之使逆变器输出脉宽展宽，使输出电压上升，由此实现输出直流电压的稳定与调节。解题方案：评分标准：5. 参考答案：1、按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。 2、电压型逆变电路的主要特点是： 直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。 由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为

16、矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。 当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。 3、电流型逆变电路的主要特点是： 直流侧串联有大电感，相当于电流源。直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。 电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。 当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。因为反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。 解题方案：评分标准：六、分析题（10分，共 1 题，每小题 10 分）0. 参考答案：如图5所示:  &#