电力电子第4章练习题

电力电子第4章练习题一、填空题1.三相桥式全控整流电路中，每个晶闸管导通的角度是______。2.在单相桥式逆变电路中，负载为感性时，需要采用______方式来关断晶闸管。3.电力电子器件按控制信号可分为______型和______型。4.斩波器的作用是改变直流电压的大小，其基本原理是通过对直流电源进行______。5.PWM控制技术中，开关频率的升高会导致______增加。二、选择题A.GTO晶闸管B.二极管C.快速晶闸管D.继电器2.在三相半波可控整流电路中，晶闸管的导通角与控制角的关系是：A.导通角=控制角B.导通角=180°控制角C.导通角=360°控制角D.导通角=2×控制角A.单相全桥逆变电路B.三相半桥逆变电路C.单相半桥逆变电路D.三相桥式整流电路A.二极管B.晶闸管C.电感D.电容A.载波频率B.调制度C.开关频率D.调制波频率三、判断题1.三相桥式全控整流电路的输出电压波形比三相半波整流电路更接近于正弦波。（）2.在单相桥式逆变电路中，负载为容性时，容易产生过电压。（）3.电力电子器件的开关频率越高，损耗越小。（）4.斩波器可以实现对直流电压的升压和降压。（）5.PWM控制技术中，调制度越大，输出电压的幅值越高。（）四、简答题1.简述三相桥式全控整流电路的工作原理。2.逆变电路中，为什么需要采用换流方式？3.电力电子器件的主要参数有哪些？4.简述斩波器的基本原理及应用。5.PWM控制技术与传统控制方法相比，有哪些优点？五、计算题1.已知三相半波可控整流电路的输入线电压为380V，求输出直流电压的平均值（不考虑变压器漏抗和晶闸管压降）。2.在单相桥式逆变电路中，输入直流电压为300V，开关频率为10kHz，求输出交流电压的有效值（假设调制比为1）。3.某斩波器输入电压为100V，输出电压为200V，求升压斩波器的占空比。4.已知PWM控制信号的频率为20kHz，调制波频率为50Hz，求调制比。5.在三相桥式全控整流电路中，若要求输出直流电压的平均值为500V，输入线电压为380V，求晶闸管的导通角。六、分析题1.分析三相桥式全控整流电路在不同控制角下的输出电压和电流波形。2.说明单相桥式逆变电路在负载为感性、容性和阻性时的换流过程。3.对比GTO晶闸管与IGBT器件在结构和性能上的差异。4.分析斩波器在升压和降压模式下的工作原理及其对负载的影响。5.讨论PWM控制技术在电机调速中的应用及其优势。七、作图题1.绘制三相桥式全控整流电路的原理图。2.画出单相桥式逆变电路的输出电压和电流波形图。3.示意画出电力电子器件的开关特性曲线。4.绘制斩波器的升压和降压模式电路图。5.示意画出PWM控制信号的波形图。八、综合题1.设计一个三相桥式全控整流电路，要求输出直流电压为500V，输入线电压为380V，计算所需变压器的变比和晶闸管的导通角。2.给出一个单相桥式逆变电路的参数，包括输入直流电压、开关频率、调制比，计算输出交流电压的有效值。3.针对某一斩波器，说明其如何实现升压和降压功能，并分析其工作效率。4.结合PWM控制技术，设计一个电机调速系统，简述系统的工作原理和主要组成部分。5.讨论电力电子技术在新能源发电领域的应用，举例说明其重要作用。答案一、填空题1.π/32.强迫换流3.电压；电流4.开关动作5.开关损耗二、选择题1.A.GTO晶闸管2.B.导通角=180°控制角3.D.三相桥式整流电路4.B.晶闸管5.B.调制度三、判断题1.√2.√3.×4.√5.√四、简答题（此处因题量较大，仅提供答案框架，具体内容需根据电力电子第4章知识点补充）1.三相桥式全控整流电路的工作原理是利用六个晶闸管组成三相桥臂，通过控制晶闸管的导通和关断，将三相交流电转换为直流电。2.逆变电路中需要采用换流方式是因为晶闸管等电力电子器件不具备自关断能力，需要通过外部电路来实现从导通状态到关断状态的转换。3.电力电子器件的主要参数包括额定电压、额定电流、触发电压、触发电流、关断电压、关断电流等。4.斩波器的基本原理是通过快速开关动作，实现对直流电源电压的升压或降压，广泛应用于直流电源调节、电机调速等领域。5.PWM控制技术相比传统控制方法，具有控制精度高、响应速度快、效率高等优点。五、计算题（此处因题量较大，仅提供答案框架，具体计算过程需根据电力电子第4章知识点补充）1.输出直流电压的平均值为311V（未考虑变压器漏抗和晶闸管压降）。2.输出交流电压的有效值为141.4V（假设调制比为1）。3.升压斩波器的占空比为2/3。4.调制比为0.25。5.晶闸管的导通角为53.13°。六、分析题（此处因题量较大，仅提供答案框架，具体内容需根据电力电子第4章知识点补充）1.在不同控制角下，三相桥式全控整流电路的输出电压和电流波形会有所不同，控制角越小，输出电压越接近于直流。2.单相桥式逆变电路在负载为感性、容性和阻性时的换流过程涉及能量回馈、能量吸收和谐振换流等。3.GTO晶闸管与IGBT器件在结构和性能上的差异主要包括开关速度、导通压降、控制方式等。4.斩波器在升压和降压模式下通过改变开关器件的导通和关断时间比例来实现电压调节，对负载的影响包括电压稳定性、电流纹波等。5.PWM控制技术在电机调速中的应用可以实现高精度、高效率的电机控制，具有响应速度快、调速范围宽等优点。七、作图题（作图题答案需在实际纸张或绘图软件中完成，此处无法提供具体图形。）八、综合题（此处因题量较大，仅提供答案框架，具体内容需根据电力电子第4章知识点补充）1.变压器的变比约为1.26，晶闸管的导通角约为53.13°。2.输出交流电压的有效值计算需根据具体参数进行。3.斩波器实现