電力電子模擬試卷九

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1、電力電子模擬試卷九（附答案） 一、 填空題（本題共7小題，每空1分，共20分） 1、 晶閘管除了在門極觸發(fā)下可能導通之外，在以下幾種情況下也可能被觸發(fā)導通： 陽極電壓升高至相當高的數(shù)值造成效應；陽極電壓過高；結溫較高和光觸發(fā)。但 只有是最精確、迅速而可靠的控制手段。對于其它幾種情況，在晶閘管的應用中 要采取措施防止因其造成晶閘管誤導通。 2、 在PWM控制電路中，根據(jù)載波和信號波是否同步及載波比的變化情況，PWM調(diào) 制方式可分為 調(diào)制和 調(diào)制，調(diào)制方法克服了以上二者的 缺點。 3、 設 DC/DC 變換器的 Boost 電路中，E=10V，a=0.5，則 U°=。 4、 整流電路

2、中變壓器漏抗對電路的影響是、、、。 5、換流的方式有、、、，全 控型器件用 方式換流 6、 電力電子器件在實際應用中應采取的主要保護措施有：、、。 7、 防止單相橋式半控整流電路失控的最有效方法是。 二、 選擇題（本題共10小題，每題1分，共10分） 1、 若晶閘管電流有效值是157A，則其額定電流為（） A、157A B、100A C、80A D、246.5A 2、 下列全控器件中，屬于電流控制型的器件是（）。 A、P-MOSFET B、SIT C、GTR D、IGBT 3、 將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能供給負載的變流器是（ ） A、有源逆變器B、A/D變換器C、D/A變換器

3、D、無源逆變器 4、 在PWM逆變電路的相電壓正弦波調(diào)制信號中疊加適當?shù)?次諧波，使之成為鞍 形波的目的在于（） A、消除諧波分量 B、包含幅值更大的基波分量 C、減少開關次數(shù) D、削弱直流分量 5、 帶反電動勢負載的電路，當晶閘管關斷時負載上的電壓Ud為（） A、Ud=0 B、Ud=E C、Ud=E/2 D、Ud= - E 6、 若減小SPWM逆變器輸出電壓基波幅值，可采用的控制方法是（） A、減小三角波頻率B、減小三角波幅值 C、減小輸入正弦波控制電壓幅值D、減小輸入正弦波控制電壓頻率 7、 三相半波可控整流電路的自然換相點是（） A、交流相電壓的過零點B、本相相電壓

4、與相鄰相電壓正半周的交點處 C、 比三相不可控整流電路的自然換相點超前30° D、 比三相不可控整流電路的自然換相點滯后60° 8、 壓敏電阻在晶閘管整流電路中主要是用來（） A、分流B、降壓C、過電壓保護 D、過電流保護 9、 可實現(xiàn)有源逆變的電路為（）。 A、三相半波可控整流電路 B、三相半控橋整流橋電路 C、單相全控橋接續(xù)流二極管電路D、單相半控橋整流電路 10、 軟開關變換器中，輔助電路與功率主回路并聯(lián)，能有效地降低輔助回路自身的損 耗的變換器是（） A、 準諧振變換器 B、多諧振變換器 B、 零電壓/零電流PWM變換器 D、零電壓/零電流轉(zhuǎn)換變換器 三、簡答題

5、（本題共6小題，每小題5分，共30分） 1、 三相半控橋與三相全控整流電路相比有哪些特點？ 2、 什么是晶閘管交流開關？交流調(diào)壓器的晶閘管常用哪些方式控制？ 3、 電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？為什么電流型逆變電路中沒有反饋 二極管？ 4、什么是組合變流電路？ 一般的開關電源是怎樣組合的？為什么要這樣組合? 5、如何區(qū)分電壓源型和電流源型變頻器? 6、什么是觸發(fā)延遲角？什么是導通角？ 四、作圖題：（本題1小題，共10分） 1、在三相半波整流電路中，如果a相的觸發(fā)脈沖消失，試繪出在a = 0。時電阻性負 載和電感性負載下整流電壓ud的波形。 阻性負載時 電感性

6、負載時 五、計算題（本題共2小題，每題15分，共30分） 1、單相橋式全控整流電路，U2=100V，負載中，R=2Q，L值極大，反電動勢 E=60V，當 a=30o 時，求：（15 分） （1） 作出ud、id和i2的波形圖； （2） 求整流輸出平均電壓七、平均電流Id和12； （3）考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流，并選擇晶閘管的 2、一單相交流調(diào)壓器，電源為工頻220V，阻感串聯(lián)作為負載，其中R=0.5Q， L=2mH。求：（15 分） （1） 開通角a的變化范圍； （2） 負載電流的最大有效值； （3） 最大輸出功率及此時電源側的功率因數(shù)。

7、 參考答案 、填空題：（本題共7小題，每空1分，共20分） 1、空1 雪崩； 空2 上升率du/dt； 空3門極觸發(fā)。 2、空1 同步； 空2 異步；空3 分段同步。 3、 空1 4、 空1 20V。 輸出平均電壓降低；空2 電壓出現(xiàn)缺口； 空3 di/dt減少；空4整流電路工作狀態(tài)增多。 5、 空1器件換流；空2電網(wǎng)換流；空3負載換流；空4強迫換流；空5器件換流 6、 空1過電壓；空2過電流；空3緩沖電路保護。 7、 空1負載并聯(lián)續(xù)流二極管。 二、 選擇題：（本題共10小題，每小題1分，共10分） 1、 （B） 2、 （C） 3、 （D） 4、 （

8、B） 5、 （B） 6、 （C） 7、 （B） 8、 （C） 9、 （A） 10、 （D） 三、 問答題：（本題共6小題，每小題5分，共30分） 1、（5 分） 答：三相半控橋式整流電路是把全控橋中共陽極組的3個晶閘管換成整流二極管，其顯著特 點是共陰極組元件必須觸發(fā)才能換流；共陽極元件總是在自然換流點換流。一周期中仍然換 流6次，3次為自然換流，其余3次為觸發(fā)換流，這是與全控橋根本的區(qū)別（3分）。改變共 陰極組晶閘管的控制角a，仍可獲得0~2.34U2①的直流可調(diào)電壓。三相半控橋式整流電路只 需三套觸發(fā)電路、不需要寬脈沖或雙脈沖觸發(fā)、線路簡單經(jīng)濟、調(diào)整方便。電路結構比三相 全控橋更簡

9、單、經(jīng)濟，而帶電阻性負載時性能并不比全控橋差。所以多用在中等容量或不要 求可逆拖動的電力裝置中（2分）。 2、 （5 分） 答：如果令交流調(diào)壓器中的晶閘管在交流電壓自然過零時關斷或?qū)?，則稱之為晶閘管交流 開關（1分）。交流調(diào)壓器中的晶閘管有兩種控制方式：⑴相位控制在電源電壓的每一周期， 在選定的時刻將負載與電源接通，改變選定的時刻即可達到調(diào)壓的目的，即相控方式（2分）； （2）通-斷控制將晶閘管作為開關，使負載與電源接通若干周波，然后再斷開一定的周波，通 過改變通斷的時間比達到調(diào)壓的目的。有全周波連續(xù)式和全周波間隔式兩種形式（2分）。 3、 （5 分） 答：在電壓型逆變電路中，當交流

10、側為阻感負載時需要提供無功功率，直流側電容起緩沖無 功能量的作用。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋 二極管。當輸出交流電壓與電流的極性相同時，電流經(jīng)電路中的可控開關器件流通，而當輸 出電壓與電流極性相反時，由反饋二極管提供電流通道（3分）。在電流型逆變電路中，直 流電流極性是一定的，無功能量由直流側電感來緩沖。當需要從交流側向直流側反饋無功能 量時，電流并不反向，依然經(jīng)電路中的控開關器件流通，因此不需要并聯(lián)二極管（2分）。 4、 （5 分） 答：組合變流電路是將某幾種基本的變流電路（AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/DC）組合起來， 以實現(xiàn)一定新功

11、能的變流電路（2分）。開關電源通常采用交-直-交-直方式組合（1分）。由 于開關電源采用了工作頻率較高的交流環(huán)節(jié)，變壓器和濾波器都大大減小，因此同等功率條 件下其體積和重量都遠小于相控整流電源。除此之外，工作頻率的提高還有利于控制性能的 提高。由于這些原因，在數(shù)百KW以下的功率范圍內(nèi)，開關電源正逐漸取代相控整流電源（2 分）。 5、 （5 分） 答：電壓源型變頻器：交-直-交變頻器中，直流部分采用大電容器濾波，理想情況下直流電 壓波形為一直線，可看作是一個內(nèi)阻為零的電壓源，再經(jīng)逆變器輸出交流電壓波形；交-交 變頻器雖無濾波電容器，但是交流電源系統(tǒng)的阻抗很低。（2分）電流源型變頻器：交-直-

12、 交變頻器中采用大電感濾波，其直流電流波形較平直，可看作是一個電流源；交-交變頻器 在輸出端接有電抗器。（2分）兩種類型變頻器的區(qū)別在于濾波器形式的不同，于是在用途 上也各不相同：電壓源型變頻器因電容器上的電壓不能突變，所以對電壓控制響應慢，對調(diào) 整型負載動態(tài)響應慢，適于多臺電動機同步運行的電源，且無快速加減速的負載；電流型變 頻器因濾波電感上的電流不能突變，雖對負載變化反應慢，但對系統(tǒng)調(diào)速的動態(tài)響應靈敏， 因而適于單臺變頻器配用單臺電動機的系統(tǒng)，可滿足快速起動、制動和可逆運行的要求。如 果將不可控整流改成可控整流，還可實現(xiàn)電動機的回饋制動。（1分） 6、 （5 分） 從晶閘管開始承受正向

13、電壓起，到觸發(fā)脈沖出現(xiàn)時的電角度，稱為觸發(fā)延遲角；移相觸發(fā)就 是改變晶閘管每周其導通的起始點即觸發(fā)延遲角的大小，達到改變輸出電壓，功率的目的。 移相觸發(fā)的主要缺點是使電路中出現(xiàn)包含高次諧波的缺角正弦波，在換流時刻會出現(xiàn)缺口 “毛刺”，造成電源電壓波形畸變和高頻電磁波輻射干擾。大觸發(fā)延遲角運行時，功率因數(shù)較 低（3分）。晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度稱導通角，導通角的最大值與電路 的結構形式和負載性質(zhì)有關（2分）。 四、作圖題：（本題1小題，共10分） 當負載為電阻時，ud的波形如下：（5分） 當負載為電感時，ud的波形如下：(5分) 五、計算題：(本題共2小題，

14、每題15分，共30分) 1、 (15) 解：(1)ud、id和i2的波形如下圖：(5分) (2) 整流輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次側電流有效值I2分別為 Ud = 0.9 U2 cosa=0.9x100xcos30° = 77.97(A) (1 分) Id = (Ud-E)/R = (77.97-60)/2 = 9(A) (2 分) I2 = Id =9(A) (2 分) (3) 晶閘管承受的最大反向電壓為： ^U2 = 100龍=141.4 (V) 流過每個晶閘管的電流的有效值為： IVT=Id /把=6.36 (A) 故晶閘管的額定電壓為： UN

15、= (2~3)x141.4=283~424 (V)(2 分) 晶閘管的額定電流為： IN = (1.5~2)x6.36/1.57=6~8 (A) (3 分) 晶閘管額定電壓和電流的具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。 2、(15 分) 解:①負載川抗角為; .COL 2/Fx50x2x 10"^ . _ i/） -flrctflii （ ）-Cretan （ ）一。39864= % 1,49 R 0.5 開通角”的變化范圍為： 即 『—*」—?，? （5分） 魚"如二討|］寸，輸出電壓最大，負載電流也為最大，此時.而出功率最大，為 2 （ 220 X ?WR一 ， , 一, RT"gw）（5 分） 頃-+S）） 功率因數(shù)為 ；_ —_ ——_「■二己一 （5 分） L ］」.：上。