广东工业大学《电力电子技术》试题

广东工业大学试卷用纸，第广东工业大学试卷用纸，第13页共13页广东工业大学考试试卷(A)课程名称:电力电子技术考试时间:第周星期五(月日)题号题号一二三四五六七八九十总分得分评分人一．（共计20分，每小题4分）试根据所学内容完成下列问题DC→DC、DC→AC、AC→ACAC→DC转换器的名称。答：转换器的名称对应如下斩波器或脉宽调制变换器。 DC→AC：逆变器AC→AC：交流调压或变频器 整流器整流电路多重化的主要目的是什么？答：整流电路多重化的主要目的是（1）在采用相同的器件时可以达到更大的功率（）减少交流侧输入电流的谐波或提高功率因数。作用？使晶闸管关断，提高整流输出电压的平均值。SPWM控制的工作原理。答：将一个任意正弦波电压分成N其面积相等的等幅矩形脉冲来代替，且矩形脉冲的中点与相应任意波等份的中点重合，得到SPWMSPWM控制就是利用脉冲对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替所需要的正弦波形。什么是零电压开关？什么是零电流开关？生损耗和噪音。生损耗和噪音。二.(15分)某一电路如下图所示，试完成如下内容：）说明该电路的工作原理（6分）试推导直流输出电压E（6）解：1.升压斩波电路。LCVELiCRCU1 0为恒值，记为U。当电路工作于稳态时，一个工作周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等。0VT,此阶段电感LEITVon 1onT,则此期间电感L-E）IT，可知，off 0 1offEIT=（U-E）IT1on 0 1off化简得U

Toff

ET ET0 TToff

Toff三.（20分）设三相全波可控整流电路的负载为大电感负载。已知直流负载的等效电阻三相输入的相电压有效值U2=220V。试根据课堂所学内容完成：Ud分）计算晶闸管的平均电流IdT和有效电流分）d VT1 画出u、i 、u 的波形（VT1为a相桥臂共阴极组的晶闸管（8d VT1 .解：Ud

1/

233

sintd2

cos因为：U 220V，6002U=2.34Ucos60=257.4Vd 2I Ud Rd

257.4V25.7A101I IdT 3d31I I31T dT

8.6A4.9Au i u i d VT1 VT1u1220V、频率为50Hz已知负载的等效电阻R为3.14，电感L为10m。试求：4分）=1350=？(6负载电压u）0解：(1)负载功率因数角：arctgL

arctg25010103R 3.14 4(2)当晶闸管的导通角=1350，负载功率因数角 时由sin()sin()e

tan可得晶闸管的开通角=86.40（3）当晶闸管的开通角=86.40时,负载电压有效值u为011(2usint)2d(t)1 1[sinsin(2)]0 1

151.5(V)五(25分)某一SPWM除，负载得到的是理想的正弦基波电压，且滤波电路和逆变器没有能量损耗。设直流输入电压E=250V，逆变器输出频率f1=30Hz，负载的功率因数恒定为cos=0.88。试根据课堂上所学内容完成下列问题：若逆变器的幅值调制比U2m=？（6分）15kWi2的有效值为多少？并写出该电流的表达（不考虑直流电流的谐波电流分量6分）215kW，求直流输出电流的平均值=？（7分）若负载线电压有效值U2=70V，求逆变器的幅值调制比ma=?（6分）解：1. U2m=0.5×ma×E=0.5×0.7×250=87.5(V)3232. 3232.P15000 I22(A)

cos

(87.5/ 2)I I2 2

/87.50.88

158.38 电流表达式为：i2

(t)158.38 2sinft28.3601

139.97 2sin(188.5t28.360) (A)23. =P/E=15000/250=60(A)2已知

=70V，则U2

70ma

E

，所以，70 2 70 m 70 2 70 a 0.5E 0.5250广东工业大学考试试卷(B)课程名称: 电力电子技术考试时间:第20周星期五(1月14日)题号题号一二三四五六七八九十总分得分评分人二．（共计20分，每小题4分）试根据所学内容完成下列问题什么是整流电路？它是利用功率开关器件的什么特性来实现？什么是有源逆变？实现逆变的条件是什么？为什么升压斩波电路能使输出电压高于电源电压？整流电路多重化的主要目的是什么？主要有哪几种形式？简述软开关技术的原理及作用？20分）设单相桥式全控整流电路如下图所示，已知整流器交流输入电压的有效值直流侧等效负载的电阻R=2，L值极大，＝°，试根据课堂所学内容完成如下内容：d 2画出ud、ii（8d 2求整流输出平均电压U、直流电流I，变压器二次侧电流有效值

各为多少？（6分）d d 2（20分直流侧负载为感性负载，其中R=5，L＝°，试完成：d d VT）画出u 、i和i 的波形（10d d VTddVT2）计算Ud、I、ddVT

和I （10分）Mon四20分）下图所示为降压斩波电路，图中直流电源E200L值极大＝10E＝30，采用脉宽调制控制方式，设开关周期50，且导通时间T ＝2。试完成（20分）1）简述降压斩波电路的工作原理（10分）MonoU=？（5分）ooI=？（5分）o（20分）某一SPWM逆变电路如下图所示。设图中的滤波电路已将逆变器输出的所有谐波完全效值U1=380V50Hz。求d直流输出电压U＝？（5分）d2d若当幅值调制比ma=0.7时，负载的基波相电压幅值U2m=？（5分）2d当负载电流i2

sin(t,40时，求I＝？（10分）试卷（B）答案：一什么是整流电路？它是利用功率开关器件的什么特性来实现？整流电路是一种AC-DC流。什么是有源逆变？实现逆变的条件是什么？把直流变成交流电称为逆变。当交流侧接有电源时，称为有源逆变。d路直流测的平均电压2）要求晶闸管的控制角2，使U为负值。d为什么升压斩波电路能使输出电压高于电源电压？1）L储能之后具有使电压泵升的作用。2）电容C可将输出电压保持住。整流电路多重化的主要目的是什么？主要有哪几种形式？整流电路多重化的主要目的包括两个方面：一是可以使装置总体的功率容量大，二是能够减少整流装置产生的谐波和无功功率对电网的干扰。串联结构：可以提供较高的电压；并联结构：可以提高较大的电流。简述软开关技术的原理及作用？原理：为器件提供良好的开关工作条件，使得器件在零电压或零电流条件下进行状态转变，从而把器件的开关损耗降到最低水平。作用：消除开关过程中电压，电流的重叠，降低它们的变化率，从而减小甚至消除损耗和开关噪音。2＝100V，负载R=2，L＝°时，要求：2i 画出ui d d 2求整流输出平均电压UI，变压器二次侧电流有效值I。d d 2考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。解：2）整流输出平均电压U、电流I，变压器d d二次侧电流有效值I分别为：2U cos0.9100cos3077.97Vd 2I U /R77.97/238.99(A)d dI I 38.99(A)2 d3）晶闸管承受的最大反向电压为：210022

141.4(V)2流过每个晶闸管的电流的有效值为：2I IVT d

故晶闸管的额定电压为：UN(2~3)141.4283~424(V)晶闸管的额定电流为：IN(1.5~2)27.57/1.5726～35(A)2＝100V，L＝求：2）画出ud、idiVT1的波形计算

、I、I 和I 。d d dVT VTU cos2.34220cos60257.4(V)d 2I U R257.4/551.48(A) I I /351.48/317.16(A)d d dVT d3I I 3VT d

值极大，R＝10Ω，EM＝30V式，T＝50μs，当Ton＝20μs（20分）求：1）简述降压斩波电路的工作原理。Uo。Io。VVLioR＋EVDuoMEM－工作原理：在一个控制周期中，让Vton,E、R、M期间，u0=E。off 然后使V关断一段时间t ，此时电感L通过二极管VD向R和M供电=0off t电压U on E。输出电压小于电源电压，起到降压的作用。0 t ton

offtU ont

20200E )

U E 0

80 80 0 T 50 0 R