电力电子技术试题库-2013答案

1、电力电子技术作业题一、选择题(每题20分)1 .()晶闸管额定电压一般取正常工作时品闸管所承受峰电压的(B)0A.12倍B.23倍C.34倍D.45倍2 .()选用品闸管的额定电流时，根据实际最大电流计算后至少还要乘以(A)oA.1.52倍B.22.5倍C.2.53倍D.33.5倍3 .()晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持通态所需要的最小电流是(B)。A.维持电流IHB.擎住电流ILC.浪涌电流ITSMD.最小工作电流IMIN4 .()对同一只品闸管，擎住电流IL约为维持电流IH的(B)。A.12倍B.24倍C.35倍D.68倍5 .()普通品闸管的额定电流用通态平均电流值标定，

2、而双向晶闸管通常用在交流电路中，因此其额定电流用(D)标定。A.平均值B.最大值C.最小值D.有效值6 .(C)晶闸管属于A.全控型器件B.场效应器件C.半控型器件D.不可控器件7 .()晶闸管可通过门极(C)。A.既可控制开通，又可控制关断B.不能控制开通，只能控制关断C.只能控制开通，不能控制关断D.开通和关断都不能控制8 .()使导通的晶闸管关断只能是(C)。A.外加反向电压B.撤除触发电流C.使流过晶闸管的电流降到接近于零D.在门极加反向触发9 .()在螺栓式晶闸管上有螺栓的一端是(A)。A.阴极KB.阳极AC.门极KD.发射极E10 .()晶闸管导通的条件是(A)。A.阳极加正向电压

3、，门极有正向脉冲B.阳极加正向电压，门极有负向脉冲C.阳极加反向电压，门极有正向脉冲D.阳极加反向电压，门极有负向脉冲11 .()可关断晶闸管(GTO)是一种(A)结构的半导体器件。A.四层三端B.五层三端C.三层二端D.三层三端12 .()晶闸管的三个引出电极分别是(A)。A.阳极、阴极、门极B.阳极、阴极、栅极C.栅极、漏极、源极D.发射极、基极、集电极13 .()已经导通了的晶闸管可被关断的条件是流过晶闸管的电流(A)。A.减小至维持电流Ih以下B.减小至擎住电流Il以下C.减小至门极触发电流Ig以下D.减小至5A以下14 .()单相半波可控整流电路，阻性负载，控制角a的最大移相范围是(

4、B)。A,090°B.0120°C.0150°D.0180°15 .()单相半波可控整流电路，阻性负载，当a=(D)时，Ud=0。A.900B.120°C.150°D.180°16 .()单相半波可控整流电路，阻性负载，当a=(D)时，Ud=0.45U20A.0°B.900C.150°D.180°17 .()单相半波可控整流电路，阻性负载，晶闸管承受的最大正反向电压均为(C)。A.U2B.6U2C./U2D.2U218 .()单相半波可控整流电路，带电阻性负载R,设变压器二次侧相电压有效值为U2

5、,则直流输出电流平均值为(A. 0.45UR2(1COSa)C)oB. 0.225/(1+COSa)RC.0.9UR2(1+COSa)D.0.45%2(1-COSa)19 .()单相半波可控整流电路，带电阻性负载，设变压器二次侧相电压有效值为U2,则直流输出电压平均值为(B)。A.0.45U2(1-C2)Sa)B.0.9U2(1+COSa)C.0.9U2(1COSa)D.0.45U2(1COSa)20 .()单相半波可控整流电路，阻感性负载时，在负载两端并联续流二极管的作用是(B)。A.使a的移相范围加大。B.使Ud不再出现负的部分。C.保护可控硅不被击穿。D.减小可控硅承受的最大反向电压。2

6、1 .()在整流电路的负载两端并联一个二极管，称为(D)。A.稳压二极管B.电力二极管C.整流二极管D.续流二极管22 .()在分析整流电路工作时，认为品闸管(开关器件)为(C)oA.半导体器件B.可控硅器件C.理想器件D.放大器件23 .()a称为触发延迟角，9称为导通角，a和8的关系为(A)。A.8-a=TtB.8+a=TtC.8-a=兀/2D.8+a=兀/224 .()单相桥式全控整流电路，阻性负载，控制角a的最大移相范围是(A)A.090°B.0120°C.0150°D.0180°25 .()单相桥式全控整流电路，阻感性负载，控制角a的最大移相范

7、围是(B)A.090°B.0120°C.0150°D.0180°26 .()单相桥式半控整流电路阻感性负载电路，在负载两端并联一个续流二极管的目的是(B)oA.使a的移相范围加大。B.使Ud不再出现负的部分。C.保护可控硅不被击穿。D.防止可能发生的失控现象。27 .()单相桥式全控整流电路，阻性负载，晶闸管承受的最大正电压和反向电压分别为(B)。A.U2和亚U2B.去U2和6U2C.5U2和§U2D.2U2和2U228 .()单相桥式全控整流电路，阻感性负载，晶闸管承受的最大正电压和反向电压分别为(C)。A.U2和T2U2B.孝U2和V2U2

8、C.V2U2和§U2D.我U2和6U229.()单相桥式全控整流电路，带电阻性负载直流输出电流平均值为(A)。R,设变压器二次侧相电压有效值为U2,则A. 0.45皆(加)R2B. 0.9臂(1+COSa)C.09U2(1COSa)9R(2)D.0.45UR1-COSa30.()单相桥式全控整流电路，带阻感性负载，设变压器二次侧相电压有效值为U2,则直流输出电压平均值为(A)。A.0.45U2(1COSa)B.0.9U2COSaC.0.9U2(1COSa)D.0.45U2COSa31 .()单相桥式全控整流电路，带阻感性负载，变压器二次侧相电流有效值为(B)。A.|2=1IdB.|2

9、=IdC.|2=,2IdD.|2=-Id2232 .()三相半波可控整流电路，电阻性负载，当控制角(B)时，整流输出电压与电流波形断续。A.a<30°B.a>30oC.a>60°D,a>90°33 .()三相半波可控整流电路，电阻性负载，控制角a<30°,每个周期内输出电压的平均值为(C)。A.Ud=0.45U2COSaB.Ud=0.9U2COSaC.Ud=1.17U2COSaD.Ud=2.34U2COSa34 .()三相半波可控整流电路，电阻性负载，a角的移相范围为(A)。A.0°90°B.0°

10、;120°C,0°150°D,0°180°35 .()三相半波可控整流电路，阻感性负载，a角的移相范围为(B)。A.0°90°B.0°120°C,0°150°D,0°180°36 .()三相半波可控整流电路中三个晶闸管的触发脉冲相位互差(D)。A.600B.900C.120°D.180°37 .()三相半波可控整流电路，电阻性负载，晶闸管可能承受的最大正向电压为(B)。A.峪U2B.亚U2C.夸U2D.2U238 .()三相半波可控整流电路，电阻

11、性负载，整流电压的平均值Ud最大为(C)。A.0.9U2B.0.45U2C.1.17U2D.2.45U239 .()三相半波可控整流电路，阻感性负载，当移相角a=(C)时，Ud的波形正负面积相等。A.30°B.60°C,90°D,120°40 .()三相全控桥式整流电路中，共阳极组的三只晶闸管的触发脉冲相位互差(B)A.60°B.90°C.120°D.150°41 .()三相全控桥式整流电路中同一相上、下两只晶闸管触发脉冲相位差(C)度。A.60B.90C.120D.18042 .()三相桥式全控整流电路，在交流电

12、源一个周期里，输出电压脉动(B)次。A.2B.3C.4D.643 .()三相桥式全控整流电路，大电感负载，当行(D)时整流平均电压Ud=0oA.30°B,60°C.90°D,120044 .()三相桥式全控整流电路，电阻性负载时，触发角a的移相范围为(D)度。A.0180°B.0150°C.0120°D.090°45 .()三相桥式全控整流电路，阻感性负载时，触发角a的移相范围为(C)度。A.0180°B.0150°C.0120°D.090°46 .()三相桥式全控整流电路，电阻性负载

13、时，当触发角(C)时，整流输出电压平均值Ud=2.34U2COSa。A.a<30°B.a<60°C.a<90°D,a=90°47 .()当正弦波同步触发电路采用NPN晶体管时，要求同步电压比被触发晶闸管的阳极电压滞后(B)。A.90oB.120oC.1500D.180048 .()为了防止逆变失败，最小逆变角限制为(A)。A.100150B.200250C.300350D.40045049 .()三相全控桥式整流电路，控制角口为(D)时，整流输出电压为最大值。A.00B.900C.1200D.18050 .()三相全控桥式整流电路，品闸

14、管可能承受的最大反向电压为(C)。A.6eU2B.亚U2C.孝U2D.51 .()三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态时,之间。A.300900B.600900C.900120052 .()三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态，2U2触发角a的变化范围应在(D)D.9001800输出电压平均值A.Ud=-2.34U2C0S0B.Ud=1.17U2C0S0C. Ud=2.34U2COS053.()半控桥或有续流二极管的电路，不能实现有源逆变，是因为(Ud的表达式是（A）D. Ud=-0.9U2COS0A）。A.整流电压ud不能出现负值C.整流电压ud是脉动的54.()器件换流只适用于(A.整

15、流器件B.半控型器件B.整流电压ud不可控制D.整流电压ud的电压值太小C.全控型器件D.半导体器件55 .()自换流是因为器件或变流器自身的原因而实现换流的，属于这类换流方式的是(C)。A.电网换流和强迫换流B.负载换流和电网换流C.器件换流和负载换流D.器件换流和强迫换流56 .()外部换流是借助于外部手段而实现换流的，属于这类换流方式的是(B)A.电网换流和强迫换流B.负载换流和电网换流C.器件换流和负载换流D.器件换流和强迫换流57 .()实现负载换流，只要求(C)。A.负载电流和负载电压同相位B.负载是异步电动机C.负载电流的相位超前于负载电压D.负载电压的相位超前于负载电流58.(

16、)逆变电路根据直流侧电源性质的不同，可分为(B)，A.有源逆变电路和无源逆变电路B.电压型逆变电路和电流型逆变电路C.单相逆变电路和三相逆变电路D.电容式逆变电路和电感式逆变电路59 .()并联谐振式逆变电路品闸管的换流方式为(C)。A.器件换流B.电网换流C.负载换流D.脉冲换流60 .()降压斩波电路中，已知电源电压E=16V,负载电压U0=12V,斩波周期T=4p§则开通时间ton=(B)oA.1psB.2心C.3psD.4小61 .()升压斩波电路中，已知电源电压E=30V,负载电压U0=50V,斩波周期T=10人则开通时间ton=(B)oA.1bsB.2csC.3s62.(

17、)Sepic斩波电路的特点是(A.电源电流断续但负载电流连续C.电源电流和负载电流都断续63.()Zeta斩波电路的特点是(A.电源电流断续但负载电流连续C.电源电流和负载电流都断续64.()交流调压电路是(D.4心C)。B.电源电流连续但负载电流断续D.电源电流和负载电流都连续D)0B.电源电流连续但负载电流断续D.电源电流和负载电流都连续A)。A.改变交流电的频率和控制晶闸管的开通相位B.不改变交流电的频率只控制晶闸管的开通相位C.只改变交流电的频率而不控制品闸管的开通相位D.以交流电的周期为单位控制品闸管D的通断65. （）交流调功电路是（B）。A.改变交流电的频率和控制晶闸管的开通相位

18、B.不改变交流电的频率只控制晶闸管的开通相位C.只改变交流电的频率而不控制品闸管的开通相位D.以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断B66. （）PWM控制技术的重要理论基础是（C）。A.能量守恒原理B.同步调制原理C.面积等效原理D.异步调制原理67. （）SPWM波形的特点是构成脉冲序列的（B）。A.脉冲的宽度按正弦规律变化B.脉冲的幅度按正弦规律变化C.脉冲的频率按正弦规律变化D.脉冲的周期按正弦规律变化68. （）PWM异步调制方式是载波信号和调制信号不保持同步，因而（B）。A.PWM波的脉冲个数是固定的B.载波频率fc是变化的C.载波比N是不变的D.载波比N是变化的69. （）PWM同

19、步调制方式是载波信号和调制信号保持同步，因而（B）。A.PWM波的脉冲个数是可变的B.载波频率fc是不变化的C.载波比N是不变的D.载波比N是变化的70、（）单极性PWM控制方式和双极性PWM控制方式的主要区别是（C）。A.载波的频率不同B.载波的幅值不同C.载波的极性不同D.调制信号的频率不同二、判断题（每题10分）1、品闸管与电力二极管不同，品闸管在正向工作时不但可能处于导通状态，也可能处于阻断状态。（T）2、晶闸管的维持电流Ih与结温有关，结温越高，则Ih越大。（F）3、品闸管的门极触发电流是从门极流入晶闸管，从阴极流出的，而阳极却是晶闸管主电路与控制电路的公共端。（T）4、门极可关断晶

20、闸管（GTO）的一个主要缺点，就是关断时门极负脉冲的峰值太大。（T）5、双向晶闸管不同于普通品闸管，属于全控型器件。（F）6、半控桥整流电路，大电感负载时不加续流二极管，输出电压波形中没有负向面积。（F）7、单相半波可控整流电路，加了续流二极管后，变压器二次电流中就不含直流分量了。（F）8、三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点。（F）9、三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点不是同一点，在相位上差180度。（F）10、自然换相点是各相品闸管能触发导通的最早时刻，是计算各相品闸管触发角a的起点。（F）11、三相半波可控整流电路的主要缺

21、点在于其变压器二次电流中含有直流分量。（T）12、三相桥式全控整流电路六个晶闸管的脉冲按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序相位依次差60度。（T）13、三相桥式全控整流电路六个晶闸管的脉冲按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序相位依次差90度。（F）14、变压器漏感和负载中的电感作用是相同的，都能使负载电流连续。（F）15、无源逆变指的是不需要逆变电源的逆变电路。（F）16、无源逆变指的是把直流电能转变成交流电能回送给电网。（F）17、只要品闸管的控制角a>42,就可产生逆变。（F）18、只有逆变电路才涉及换流问题，整流电路没有换流问题。（T）19、只要

22、阻感性负载上电压波形ud出现了了负的部分，电路就发生逆变了。（F）20、并联谐振式逆变电路负载必须是呈电容性电路。（F）21、直流斩波电路只能实现降低输出直流电压的作用（F）22、续流二极管的作用就是使负载的电流连续，因此只要加上续流二极管，负载电流就一定连续了。（T）23、只要是整流电路就能实现逆变。（F）24、带隔离的直流一直流变流电路分为单端和双端电路两大类。在单端电路中，变压器中流过的是直流脉动电流，而双端电路中，变压器中的电流为正负对称的交流电流。（F）25、带隔离的直流一直流变流电路中的半桥电路，每个开关各自的占空比不能超过50%,并应留有裕量。而全桥电路无此要求。（F）26、交流

23、调功电路和交流调压电路的电路形式完全相同，控制方式也相同。（T）27、交一交变频电路输出频率是可以任意调节的，不受限制。（F）三、简答题（20分）1、品闸管除门极触发外，其他几种可能导通的情况分别是什么？（4分）（1）阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应（2）阳极电压上升率du/dt过高（3）结温较高（4）光触发2、总结晶闸管的工作原理，可以归纳出品闸管正常工作时的特性如下：（4分）（1）当品闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。（2）当品闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下品闸管才能开通。（3）品闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极触发电流是否还存在

24、，品闸管都保持导通。（4）若要使已导通的品闸管关断，只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。3、电力MOSFE是用栅极电压来控制漏极电流的，它的特点有：（4分）（1）驱动电路简单，需要的驱动功率小。（2）开关速度快，工作频率高。（3）热稳定性优于GTR（4）电流容量小，耐压低，多用于功率不超过10kW勺电力电子装置4、单相全波与单相全控桥两者的区别在于：（3分）（1）单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多。（2）单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应地，门极驱动电路也少2个；但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。（3）单相全波导电回路只含1

25、个晶闸管，比单相桥少1个，因而管压降也少1个。5、三相桥式全控整流电路的5个特点分别是：（5分）（一）每个时刻均需2个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，共阴极组的和共阳极组的各1个，且不能为同一相的品闸管。（二）对触发脉冲的要求（1） 6个晶闸管的脉冲按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60、（2）共阴极组VT1、VT3VT5的脉冲依次差120，共阳极组VT4VTaVT2也依次差120口。（3）同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4,VT3与VT6,VT5与VT2,脉冲相差180s1（三）整流输出电压ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整

26、流电路。（四）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2个晶闸管均有脉冲（1）宽脉冲触发：使脉冲宽度大于60=（一般取80100口）（2）双脉冲触发：用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差60口，脉宽一般为200一30°。（3）常用的是双脉冲触发。（五）品闸管承受的电压波形与三相半波时相同，品闸管承受最大正、反向电压的关系也一样。6、变压器漏感对整流电路影响的一些结论：（5分）1）出现换相重叠角工整流输出电压平均值Ud降低。2）整流电路的工作状态增多。3）晶闸管的di/dt减小，有利于品闸管的安全开通。有时人为申入进线电抗器以抑制品闸管的di

27、Zdto4）换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt,可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路。5）换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。7、产生逆变的条件是：（2分）1）要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压。2）要求晶闸管的控制角口力2,使Ud为负值。8、逆变失败的原因是：（4分）1）触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各品闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等,致使品闸管不能正常换相。2）晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通。3）交流电源缺相或突然消失。4）换相的裕量角不足，引起换相失败。9、逆变电路中，换流方式一般分为4种，分别是：（4分）

28、（1）器件换流（2）电网换流（3）负载换流（4）强迫换流10、什么是电压逆变电路？电压型逆变电路有什么特点：（4分）（一）直流侧是电压源。（二）特点：1）直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动。2）由于直流电压源的钳位作用，输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同。3）阻感负载时需提供无功功率，为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。11、什么是电流逆变电路？电流型逆变电路有什么特点：（4分）（一）直流电源为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。（二）特点：1）直流侧用大电感,电流基本无脉动，相当于电流源。2）交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关，

29、输出电压波形和相位因负载不同而不同。3）直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管。12、斩波电路有哪三种控制方式？分别是：（3分）（1）脉冲宽度调制（PWM：T不变，改变tono（2）频率调制：Ton不变，改变To（3）混合型：Ton和T都可调，改变占空比13、采用直-一直电路完成直流一直流的变换有以下原因：（4分）（1）输出端与输入端需要隔离。（2）某些应用中需要相互隔离的多路输出。（3）输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于1。（4）交流环节采用较高的工作频率，可以减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和重量。14、什么是交流调压电路和交流调功电路？二者各运用于什么样的负

30、载？（4分）（1）交流调压电路：在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，调节输出电压有效值的电路。电阻负载（2）交流调功电路：以交流电的周期为单位控制品闸管的通断，改变通态周期数和断态周期数的比，调节输出功率平均值的电路。阻感负载15、什么是异步调制？什么是同步调制？两者各有何特点？（4分）（一）载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制1通常保持载波频率fc固定不变，因而当信号波频率fr变化时，载波比N是变化的。2在信号波的半个周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。3当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉

31、冲不对称产生的不利影响都较小，PWM波形接近正弦波。4当fr增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大，输出PWM波和正弦波的差异变大，对于三相PWM型逆变电路来说，三相输出的对称性也变差。5在采用异步调制方式时，希望采用较高的载波频率，以使在信号波频率较高时仍能保持较大的载波比。（二）载波比N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。1fr变化时载波比N不变，信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。2在三相PWM逆变电路中，通常公用一个三角波载波，为了使三相输出波形严格对称和一相的PWM波正负半周镜对称，取N为3的整数倍且为奇数。

32、3当逆变电路输出频率很低时，同步调制时的fc也很低，fc过低时由调制带来的谐波不易滤除，当负载为电动机时也会带来较大的转矩脉动和噪声；当逆变电路输出频率很高时，同步调制时的fc会过高，使开关器件难以承受。四、原理分析题（20分）1、结合波形图，说明负载换流电路的工作原理。2、结合波形图，说明单相半桥电压型逆变电路的工作原理VDVDiVD23、结合波形图，说明单相桥式电流型逆变电路的工作原理4、指出图1为何种直流斩波电路，并说明其工作原理（不画波形图）图1图25、指出图2为何种直流斩波电路，并说明其工作原理（不画波形图）7、指出图4为何种直流斩波电路，并说明其工作原理（不画波形图）8、指出图5为

33、何种直流斩波电路，并说明其工作原理（不画波形图）9、指出图6为何种直流斩波电路，并说明其工作原理（不画波形图）10、指出图7为何种电路，并说明其工作原理（不画波形图）11、指出图8为何种电路，并说明其工作原理（不画波形图）12、指出图9为何种电路，并说明其工作原理（不画波形图）13、指出图10为何种电路，并说明其工作原理（不画波形图）14、指出图11为何种电路，并说明其工作原理（不画波形图）15、指出图12为何种电路，并说明其工作原理（不画波形图）16、简述下图斩控式调压电路的工作原理及用途V2TVD2TV3、ZvD4uoZvdJi-V4图4-7五、计算题（10分）1、图1-43中阴影部分为晶

34、闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im,试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值11、I2、13。a)b)c)图1-432、单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出电路原理图及整流二极管在一周内承受的电压波形。（4分）3、在三相半波整流电路中，如果A相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压ud的波形。（4分）4、图x是什么斩波电路？已知E=200V,R=10Q,L值极大，Em=30V,T=50s,ton=20ns,计算输出电压平均值Uo,输出电流平均值Io。（6分）5、图x是什么斩波电路？已知E=50V,L值和C值极大，R=20Q,采用脉宽调制控制方式，当T=40ss,ton=25s时，计算输出电压平均值Uo,输出电流平均值Io。（6分）6、绘制直流降压斩波电路图，并且已知E=600V,R=20Q,L值极大，Em=20V,T=60ps,ton=20ps,计算输出电压平均值