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(dǎo)通之外，在以下幾種情況下也可能被觸發(fā)導(dǎo)通： 陽極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值造成效應(yīng)；陽極電壓過高；結(jié)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(duì)于其它幾種情況，在晶閘管的應(yīng)用中 要采取措施防止因其造成晶閘管誤導(dǎo)通。 2、 在PWM控制電路中，根據(jù)載波和信號(hào)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(diǎn)。 3、 設(shè) 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(duì)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(shí)際應(yīng)用中應(yīng)采取的主要保護(hù)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(fù)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(hào)中疊加適當(dāng)?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(guān)次數(shù) D、削弱直流分量 5、 帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載的電路，當(dāng)晶閘管關(guān)斷時(shí)負(fù)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(diǎn)是（） A、交流相電壓的過零點(diǎn)B、本相相電壓

4、與相鄰相電壓正半周的交點(diǎn)處 C、 比三相不可控整流電路的自然換相點(diǎn)超前30° D、 比三相不可控整流電路的自然換相點(diǎn)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(hù) D、過電流保護(hù) 9、 可實(shí)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(guān)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(zhǔn)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(diǎn)？ 2、 什么是晶閘管交流開關(guān)？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(guān)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(dǎo)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?yán)L出在a = 0。時(shí)電阻性負(fù) 載和電感性負(fù)載下整流電壓ud的波形。 阻性負(fù)載時(shí) 電感性

6、負(fù)載時(shí) 五、計(jì)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(fù)載中，R=2Q，L值極大，反電動(dòng)勢(shì) E=60V，當(dāng) a=30o 時(shí)，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(fù)載，其中R=0.5Q， L=2mH。求：（15 分） （1） 開通角a的變化范圍； （2） 負(fù)載電流的最大有效值； （3） 最大輸出功率及此時(shí)電源側(cè)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(fù)載換流；空4強(qiáng)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(hù)。 7、 空1負(fù)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(gè)晶閘管換成整流二極管，其顯著特 點(diǎn)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(diǎn)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(jì)、調(diào)整方便。電路結(jié)構(gòu)比三相 全控橋更簡

9、單、經(jīng)濟(jì)，而帶電阻性負(fù)載時(shí)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(dòng)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(shí)關(guān)斷或?qū)?，則稱之為晶閘管交流 開關(guān)（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(shí)刻將負(fù)載與電源接通，改變選定的時(shí)刻即可達(dá)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(guān)，使負(fù)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(shí)間比達(dá)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(dāng)交流

10、側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無 功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)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(dāng)輸出交流電壓與電流的極性相同時(shí)，電流經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，而當(dāng)輸 出電壓與電流極性相反時(shí)，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(cè)電感來緩沖。當(dāng)需要從交流側(cè)向直流側(cè)反饋無功能 量時(shí)，電流并不反向，依然經(jīng)電路中的控開關(guān)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(shí)現(xiàn)一定新功

11、能的變流電路（2分）。開關(guān)電源通常采用交-直-交-直方式組合（1分）。由 于開關(guān)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(yuǎn)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(guān)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(gè)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(gè)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(duì)電壓控制響應(yīng)慢，對(duì)調(diào) 整型負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，適于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)行的電源，且無快速加減速的負(fù)載；電流型變 頻器因?yàn)V波電感上的電流不能突變，雖對(duì)負(fù)載變化反應(yīng)慢，但對(duì)系統(tǒng)調(diào)速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)靈敏， 因而適于單臺(tái)變頻器配用單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)，可滿足快速起動(dòng)、制動(dòng)和可逆運(yùn)行的要求。如 果將不可控整流改成可控整流，還可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的回饋制動(dòng)。（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(shí)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(dǎo)通的起始點(diǎn)即觸發(fā)延遲角的大小，達(dá)到改變輸出電壓，功率的目的。 移相觸發(fā)的主要缺點(diǎn)是使電路中出現(xiàn)包含高次諧波的缺角正弦波，在換流時(shí)刻會(huì)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(yùn)行時(shí)，功率因數(shù)較 低（3分）。晶閘管在一個(gè)電源周期中處于通態(tài)的電角度稱導(dǎo)通角，導(dǎo)通角的最大值與電路 的結(jié)構(gòu)形式和負(fù)載性質(zhì)有關(guān)（2分）。 四、作圖題：（本題1小題，共10分） 當(dāng)負(fù)載為電阻時(shí)，ud的波形如下：（5分） 當(dāng)負(fù)載為電感時(shí)，ud的波形如下：(5分) 五、計(jì)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(cè)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(gè)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(fù)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(fù)載電流也為最大，此時(shí).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。