1、电力电子技术200/200 学年度第学期考试试卷库 1 答案一、填空题（共 8 小题，每空 1 分，共 20 分）1、信息电子技术 2、开关，开关 3、载波比，同步，分段同步 4、冲量，形状5、MOSFET，GTO，IGBT 6、 ，7、有源、无源 8、VD1,V1,VD2,V2,VD1二、选择题（共 10 小题，前 4 题每题 2 分，其余每题 1 分，共 14 分）B D C C D AC BA B三、计算题（共 1 小题，20 分）1、(1) (a)U d=0.9U2cos=0.9220cos60 0=99V Id=Ud/R=99/4=24.75AI2=Id=24.75A IdVT=18
2、00/3600Id=24.75/2=13.38AIVT=（b）波形如图 1 所示图 1 波形图 图 2 波形图（2）（a）U d=0.9U2（1+cos）/2=0.9220（1+cos60 0）/2=148.5VId=Ud/R=148.5/4=37.13A IdVT=（180 0-）/360 0Id=（180 0-600）/360 037.13=12.38AIdVD=2/360 0Id=2600/360037.13=12.38A（b）波形如图 2 所示 四、作图题（共 2 小题，每题 12 分，共 24 分）1、同步变压器的钟点数为 Y/Y-10,4晶 闸 管 VT1 VT2 VT3 VT4
3、VT5 VT6主电路电压 +Uu -Uw +Uv -Uu +Uw -Uv同 步 电 压 UsU -UsW UsV -UsU UsW -UsV2、五、简答题（共 3 小题，共 22 分）1、晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流 以上。导通后的晶闸管管压降很小。使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值维持电流 以下 。 其方法有二：（1）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压；（2）增加负载回路中的电阻。 2
4、、(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) 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。为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。3、（1）外部条件：要有一个能提供逆变能量的直流电源，且极性必须与直流电流方向一致，其电压值要稍大于 Ud；（2）内部条件：变流电路必须工作于 Rd，按大电感负8.62.0514.32fL载情况计算，三相全控桥式整流电路，相当于最小控制角 min=0(1) 计算.整流变压器次级相电压 U2（3 分）Ud=2.34U2,，则 U2=2202.3494(V)(2).计算晶闸管电压、电流值，
5、如果电压、电流按裕量系数 2 计算，选择晶闸管（8 分）晶闸管承受的最大峰电压为(V)35.2061UmV按裕量系数 2 计算，则 U=230.252=460.5(V)，选额定电压 500V 晶闸管。（A）4RId(A)7.165031dAVI(A)75.311dVII则 2.011VEAR按裕量系数 2 计算，则 20.22=40.4(A),选额定通态平均电流为 50A 的晶闸管。(3). 计算变压器次级电流有效值 I2（4 分）(A)9.432dI(4).计算整流变压器次级容量 S2（3 分）S2=3U2I2=39444.9=12661.8(VA)12.66(KVA)一、简答题（20 分，
6、每小题 5 分）1解：晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流以上。导通后的晶闸管管压降很小。使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值维持电流以下。其方法有二：(1)减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压；(2)增加负载回路中的电阻。2. 解：单相桥式全控整流电路大电感负载整流输出平均电压为 0 222 cos9.0cos.sinUtdUd其负载两端并接续流二极管是为了使交流电源电压进入负半周时，由续流二极管
7、续流，使晶闸管关断，提高整流输出电压的平均值。整流输出平均电压为 2cos19.0dd单相桥式半控整流电路接大电感负载，负载两端并接续流二极管的作用是为了避免失控现象的发生，保证整流电路的安全运行。整流输出平均电压亦为 2cos19.0ddU3. 解：逆变电路必须同时具备下述两个条件才能产生有源逆变：1 变流电路直流侧应具有能提供逆变能量的直流电源电势 Ed，其极性应与晶闸管的导电电流方向一致。2. 变流电路输出的直流平均电压 Ud 的极性必须为负（相对于整流时定义的极性） ，以保证与直流电源电势 Ed 构成同极性相连，且满足 Ud90或（ 时，则Ldi三、 （15 分）VD1VD4 和 V1
8、 组成同步电压过零检测环节，同步电压 u 经外接电阻 R1 加到 15，16 端。当 u 过零s s时 V1 截止，V2 也随之截止，V3 导通，使下面稳压管 V 击穿（约 38V） ，V4 随之导通,并使外接电容C1 充电到近似稳压值。结束时，因同步电压已有数值，故 V1,V2 导通，于是 V3，V4 截止。如图所示，3 端电压 U3 持续时间为 C1 充电过程，既 V3 导通和 V 被击穿过程。一旦 V4 截止，C1 经 V6 恒流放电，形成锯齿波。改变 5 端外接电位器阻值可以改变锯齿波斜率。V6V9 组成差分比较器。加于 V9 基极的控制电压 Uc 与锯齿波电压比较。当 Uc 小于锯齿
9、波电压时 V9,V10,V11 截止，电源经 R,VD7,V12 基极向 C2 充电到电压值。V12 导通，V13,V14 截止，无输出，9 端为高电位。当 Uc 大于锯齿波电压时，V9,V10 导通，12 端电压 U12 出现正跳脉冲，V11 导通。13 端电压 U13 近似为零，于是 电压反向加到 V12 基极，即 10 端电压 U10 负跳变，V12 截止，V13,V14 导通，开始输出脉冲。随后 C2 经电源，R2,V11 迅速放电，并反充电到+1.4V, V12 导通，V13,V14 截止, 输出脉冲结束。在交流电压正负半周，KC05 产生两个脉冲，彼此相隔 180 。从电压零0值开
10、始，由 Uc 确定其相位角 a。同步电压 u 和 3，4，12，13，10，9 管角电压波形如下图所示。s四、 （15 分） 负载电压 及负载电流 波形如图 7-1 图。LiL )(21)(21sin202 tdtdUuU= 2sin12U )2sin1()(20 RtuPLLL 设负载电流有效值为 ，由于它同电源电流相等，因而有功率因数Icos =2sin12LS 设负载电流不控时的有效值为 I，如果只考虑基波万分，则（基波）ttbisico11 )(cosin21)(cosin2)(201 tdtItdtItdaL = 1(cosI )(21)(2)(in1 sisi20 tdItdItd
11、bL = siI所以，基波 可写成i1=1 )sin(121tba)(1barctg基波功率因数为 cos )2sin)(2oos)co(11 trtg五（14 分）12 34 56 7六 （15 分） U =1.17 U cos-I （R + ）d2dT23XI X =cos -cos( ) U sin =cos60 -cos(60 +10 )100Vsin60 =13.7VdT 若 R =0，则 U =1.17 U cos-I =（41.4-6054）V=34.8Vd2d3整流输出 U 波形如图 a 打斜线所示。晶闸管 VT 两端电压波形 如图 b 打斜线部分所示。1七 （16 分）1、B
12、 2、D 3、C 4、 B 5、B 6、C 7、C 8、C一、填空题（每小题 1 分，共 14 分）1大于（或（24） 2智能功率集成电路 3小于（或） 4 2FmU51206下降 7静态均压 8Y 形和形 9储能元件10同一相 11输出电压基波 12 （一个）较大的负电流13减小存储时间 14快速恢复二、单项选择题(每小题 1 分，共 16 分)12345678910111213141516三、简答题（每小题 5 分，共 30 分）1意义：利用电厂的储能作用来平衡电流的脉动和延长晶闸管的导通时间。 （3 分）原则：在最小的负载电流时，保证电流连续，即使晶闸管导通角 180。 （2 分）2解：
13、（1 分）3 （1）横向控制原理 （1 分）（2）1A 为同步变压器 (0.5 分)1B 为同步信发发生器 （0.5 分）1C 为移相控制电路 （1 分）F 为 6 倍频脉冲信号发生器 （1 分）E 为环形分配器和译码器 （0.5 分）1D6D 为脉冲整形与功放电路 （0.5 分）4设 ur 为正弦调制 ，u c 为负向三角形载波在 ur 的负半周，关断 V31、V34 、使 V32 始终受控导通，只控制 V33。在 uru c 时，控制 V33 导通，输出电压 u0为Ud，在 uruc 时，使 V33 关断，输出电压为 OV。 （5 分）5改变导通比 Kt 即可改变直流平均输出电压 U0 又
14、可改变负载上消耗功率的大小，这就是斩波电路的直流调压和调功原理。 （1 分）降压斩波电路 (2 分)dt0K升压斩波电路 （2 分）-1t06V12 为换相辅助晶闸管（1 分）L1、C、V 22 构成换相单方向半周期谐振电路，C 为换相电容 V22 为单方向振荡限制二极管。 （2 分）V11 承受反压时间由 C、L 和 R 决定（2 分）四、分析计算（每小题 10 分，共 40 分）1 波形 ud（2 分） ，i v11(2 分) 分 ）(3A 9.1I-Idminv1 分 ） .82dinVAR2解： (1 分)8.3762.08.6fL R，可视为大电感负载。 （2 分）U d 的波形图见
15、电力电子变流技术教材图 313。 （2 分） 分 ）( U34.32cos2cosd 分 ）1V560710.4分 ） 分 ） (A .156. (RId变压器二次电流的有效值 I2分 ） ( A4.956.081. II32dd3u d （2 分）I v12 (2 分) 分 ） （ 2VcosU.2d分 ）分 ） ( A)1.36I2Iv15REd4 分 ） (3 V4.257RIUd分 ）( 60 3.-cos2 .9AId2 分 ）(2 (KV)35.4 US电力电子技术200/200 学年度第学期考试试卷库答案一、填空题（共 11 小题，每空 1 分，共 20 分）1、大于 2、233、电压；脉冲 4、流过电感的电流不能发生突变；1805、120；90 6、晶体管；脉冲的形成与放大；锯齿波的形成和脉冲移相；同步环节7、降压斩波电路；升压斩波电路 8、小于等于 609、降低 10、电压型；电流型11、零电压开通；谐振二、选择题（共 10 小题，每题 2 分，共 20 分）C D C C C A B A C A三、计算题（共 1 小题，15 分）1、u d、i d、和 i2 的波形如下图：
