電力電子 綜合練習(xí)題

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1、 3、本章典型例題分析 例2.1 晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷的條件是什么？ 解：晶閘管導(dǎo)通條件是：1）晶閘管陽(yáng)極和陰極之間施加正向陽(yáng)極電壓；2）晶閘管門極和陰極之間必須加上適當(dāng)?shù)恼蛎}沖電壓和電流。 在晶閘管導(dǎo)通后，門極就失去控制作用，欲使其關(guān)斷，只需將流過(guò)晶閘管的電流減小到其維持電流以下，可采用陽(yáng)極加反向電壓、減小陽(yáng)極電壓或增大回路阻抗等方式。 例2.2 單相正弦交流電源，其電壓有效值為220V，晶閘管和電阻串聯(lián)相接，試計(jì)算晶閘管實(shí)際承受的正、反向電壓最大值是多少？考慮2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓如何選?。? 解：晶閘管所承受的正、反向電壓最大值為輸入正弦交流電源電壓的峰值：220=

2、 311V；考慮2倍安全裕量，則晶閘管額定電壓不低于2×311=622V，可取為700V。 例2.3 晶閘管額定電流和額定電壓的確定方法? 要點(diǎn):晶閘管額定電流按實(shí)際計(jì)算的通態(tài)平均電流的1.5~2.0倍選取,額定電壓按實(shí)際電路中所承受的最大電壓值的2.~3倍選取. 例2.4 晶閘管是晶體閘流管的簡(jiǎn)稱,常用的有平板型與螺栓型兩種；晶閘管KP10-12G的含義是:P—普通晶閘管,10—額定電流為10A,12—額定電壓為1000V. 例2.5 GTR及GTO的驅(qū)動(dòng)電流波形的后沿一般都有一個(gè)較大的負(fù)電流,這個(gè)負(fù)電流的作用是有利于這些功率器件的:( ) A、導(dǎo)通 B、關(guān)斷 C、壽

3、命 D、飽和 例2.6 晶閘管的觸發(fā)電路產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有：（ ） A、足夠大的觸發(fā)功率 B、足夠小的觸發(fā)功率 C、盡可能緩的前沿 D、盡可能窄的寬度 例2.7 驅(qū)動(dòng)電路是電力電子器件主電路與哪種電路之間的接口？ A、緩沖電路 B、保護(hù)電路 C、控制電路 D、濾波電路 例2.8 功率晶體管GTR的安全工作區(qū)SOA由哪幾條曲線所限定？ 答：功率晶體管的SOA由集電極最大允許電流ICM、集射間最大電壓UCEM、集電結(jié)最大允許功耗曲線PCM及二次擊穿功率曲線PSB所組成。 例2.9 晶閘管主電路對(duì)觸發(fā)電路的要求是什么？ 答：

4、1）觸發(fā)脈沖的參數(shù)應(yīng)符合要求。觸發(fā)脈沖的主要參數(shù)有脈沖幅值、寬度和前沿陡度。 2）觸發(fā)脈沖與主電路電源電壓必須同步 3）觸發(fā)脈沖的移相范圍應(yīng)滿足變流裝置的要求 4）觸發(fā)脈沖的頻率有可調(diào)性 5）防止干擾與誤觸發(fā) 4、本章作業(yè) 2.1．有些晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通后，觸發(fā)脈沖結(jié)束時(shí)它又關(guān)斷是什么原因？ 答：晶閘管導(dǎo)通情況下，隨著主回路電源電壓的降低，主回路電流降低到某一數(shù)值以下時(shí)晶閘管就關(guān)斷了。 2.2．晶閘管導(dǎo)通后，流過(guò)晶閘管的電流大小取決于什么？晶閘管關(guān)斷后，其承受的電壓大小取決于什么？ 答：晶閘管導(dǎo)通后，流過(guò)晶閘

5、管的電流完全由主電路的電源電壓和回路電阻所決定。晶閘管關(guān)斷后，其承受的電壓大小取決于電源電壓。 2.3．什么信號(hào)可用做晶閘管的門極觸發(fā)信號(hào)？ 答：處于晶閘管可靠觸發(fā)區(qū)內(nèi)的觸發(fā)電壓和電流可可用做晶閘管的門極觸發(fā)信號(hào)。 2.4．晶閘管導(dǎo)通條件是：1）晶閘管陽(yáng)極和陰極之間施加正向陽(yáng)極電壓；2）晶閘管門極和陰極之間必須加上適當(dāng)?shù)恼蛎}沖電壓和電流。 晶閘管導(dǎo)通情況下，只要仍有一定的正向陽(yáng)極電壓，不論門極電壓如何，晶閘管仍保持導(dǎo)通。在晶閘管導(dǎo)通后，門極就失去控制作用，欲使其關(guān)斷，只需將流過(guò)晶閘管的電流減小到其維持電流以下，可采用陽(yáng)極加反向電壓、減小陽(yáng)極電壓或增大回路阻抗等方式。 2.5 教材P

6、42頁(yè),第3題:答案： 2.6教材P42頁(yè),第4題答案： 100A的晶閘管能輸出的平均電流: 3、本章典型例題分析 例3.1 接有續(xù)流二極管的單相半波可控整流電路，帶大電感負(fù)載，R=5Ω，變壓器二次側(cè)電壓U2=220V。試計(jì)算當(dāng)觸發(fā)角α分別為30°和60°時(shí)，流過(guò)晶閘管和續(xù)流二極管中電流的平均值和有效值；問在什么情況下，流過(guò)續(xù)流二極管的電流平均值大于流過(guò)晶閘管的電流平均值？ 解：1）當(dāng)α= 30°時(shí)， 流過(guò)晶閘管的電流平均值為 流過(guò)晶閘管的電流有效值為 流過(guò)續(xù)流二極管的電流平均值為 流過(guò)續(xù)流二極

7、管的電流有效值為 2）當(dāng)α= 60°時(shí)， 流過(guò)晶閘管的電流平均值為 流過(guò)晶閘管的電流有效值為 流過(guò)續(xù)流二極管的電流平均值為 流過(guò)續(xù)流二極管的電流有效值為 3）要使IdD＞IdT，由公式知，只需滿足＞，即＞0° 例3.2 在單相橋式全控整流電路中，如果有一只晶閘管因?yàn)檫^(guò)流而燒成斷路，該電路的工作情況將如何？如果這只晶閘管被燒成短路，該電路的工作情況又會(huì)如何？（思考，在三相橋式整流電路共陰極組短路一只晶閘管，又會(huì)是什么情況？怎么樣保護(hù)之？） 答：如果有一只晶閘管因?yàn)檫^(guò)流而燒成斷路，則該單相橋式全控整流電路將作為單相半波可控整

8、流電路工作；如果這只晶閘管被燒成短路，則會(huì)引起其他晶閘管因?qū)﹄娫炊搪范鵁龤В瑖?yán)重情況下甚至可能使整流變壓器因過(guò)流而損壞。因此，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，在變壓器二次側(cè)與晶閘管之間應(yīng)串聯(lián)快速熔斷絲，起到過(guò)流保護(hù)的作用。 在三相橋式整電路中，發(fā)生上述現(xiàn)象，道理是一樣的，保護(hù)措施也一樣。 例3.3 單相橋式半控整流電路中續(xù)流二極管的作用是什么？在何種情況下，流過(guò)續(xù)流二極管的電流平均值大于流過(guò)晶閘管的電流平均值？ 答：?jiǎn)蜗鄻蚴桨肟卣麟娐分欣m(xù)流二極管的作用是：為感性負(fù)載中電感儲(chǔ)存的能量提供一條專門的釋放回路，以避免發(fā)生一只晶閘管持續(xù)導(dǎo)通而兩只二極管輪流導(dǎo)通的“失控現(xiàn)象”。由公式知，流過(guò)續(xù)流二極

9、管的電流平均值， 流過(guò)晶閘管的電流平均值 要使IdD＞IdT，則只需滿足＞，即＞ 例3.4 單相全控橋式整流電路，帶阻感負(fù)載，R = 1Ω，L值很大，即滿足ωL>>R，U2 = 100V，當(dāng)α= 600時(shí)，求： 1）作出輸出電壓ud、輸出電流id、變壓器二次側(cè)電流i2的波形； 2）求整流輸出平均電壓Ud、電流Id和二次側(cè)電流有效值I2； 3）考慮兩倍的安全裕量，選擇晶閘管的額定電壓和額定電流值。 解：1)波形略 2）Ud = 0.9U2Cosα= 0.9×100×Cos60°= 45V Id = Ud / R = 45 / 1 = 45A I2 = Id

10、= 45A 3）晶閘管可能承受的最大電壓為UTM==141V，考慮2倍安全裕量,其值為 282V，選額定電壓為300V的晶閘管 流過(guò)晶閘管的電流有效值為IT =Id = 31.82A 考慮2倍安全裕量時(shí)晶閘管的平均電流為ITAV = 2IT / 1.57 = 40.54A，選額定電流為50A的晶閘管 4、本章作業(yè) 3.1．單相橋式全控整流電路，帶大電感負(fù)載，U2=220V，R=2Ω，求晶閘管的額定電流和額定電壓。 解：晶閘管可能承受的最大電壓為UTM==311V，選額定電壓為350V的晶閘管。 Ud = 0.9U2 = 0.9×220= 198V Id = Ud

11、/ R = 198 / 2 =99A 流過(guò)晶閘管的電流有效值為IT =Id = 70.01A 晶閘管的平均電流為ITAV = IT / 1.57 = 44.6A，選額定電流為50A的晶閘管。 3.2．單相半波可控整流電路中，如晶閘管：1）不加觸發(fā)脈沖；2）內(nèi)部短路；3）內(nèi)部斷路，試分析晶閘管兩端與負(fù)載電壓波形。 解：1）3）同為關(guān)斷狀態(tài)，2）為導(dǎo)通狀態(tài)，見課本P50。 3.3．某單相可控整流電路，分別給阻性負(fù)載和蓄電池反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載供電，在流過(guò)負(fù)載電流平均值相同的條件下，哪一種負(fù)載下晶閘管的額定電流應(yīng)選大一些？為什么？ 解：反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)晶閘管額定電流應(yīng)選大一些。因?yàn)榉措妱?dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)，

12、晶閘管的導(dǎo)通角θ比電阻性負(fù)載時(shí)小。反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載的電流波形系數(shù)Kf比電阻負(fù)載時(shí)大。 3.4．某單相橋式全控整流電路，帶大電感負(fù)載，變壓器二次側(cè)電壓U2=220V，R=2Ω，觸發(fā)角α= 30°時(shí)，求：1）畫出輸出電壓ud、輸出電流id和變壓器二次側(cè)電流i2波形；2）計(jì)算整流電路輸出平均電壓Ud、平均電流Id及變壓器二次電流有效值I2；3）考慮2倍安全裕量，選擇晶閘管的額定電壓、額定電流值。 解：1)波形略，見教材 2）Ud = 0.9U2Cosα= 0.9×220×Cos30°= 171.5V Id = Ud / R = 171.5 / 2 = 85.75A I2 = I

13、d = 85.75A 3）晶閘管可能承受的最大電壓為UTM==311V，考慮2倍安全裕量,其值為 622V，選額定電壓為650V的晶閘管。 流過(guò)晶閘管的電流有效值為IT =Id = 60.6A 考慮2倍安全裕量時(shí)晶閘管的平均電流為ITAV = 2IT / 1.57 = 77.2A，選額定電流為80A的晶閘管。 4.1．無(wú)源逆變與有源逆變有什么不同？ 答：交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變；交流側(cè)接負(fù)載，為無(wú)源逆變。隨負(fù)載要求的不同，無(wú)源逆變電路輸出的頻率與電壓既可以是恒定的，也可以是可變的。 4.2．什么是電壓型逆變電路？什么是電流型逆變電路？從電路組成和工作波形上看，這二者各有什么特點(diǎn)？

14、 答： 電壓型逆變電路因其直流側(cè)電源為電壓源，所以，直流電壓無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈低阻抗。由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。交流側(cè)輸出電流波形則取決于負(fù)載的性質(zhì)。為給感性（滯后）的負(fù)載電流提供流通路徑，逆變橋的各橋臂必須并聯(lián)無(wú)功反饋二極管。 電流型逆變電路因其直流側(cè)電源為電流源，所以，直流電流無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈高阻抗。交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。交流側(cè)輸出電壓波形則取決于負(fù)載的性質(zhì)。由于電流源電流的單向性，逆變橋的各橋臂不必并聯(lián)無(wú)功反饋二極管。 4.3．電壓型逆變電路中，與開關(guān)管反并聯(lián)的二極管的作用是什么？ 答：為給感性（滯后

15、）的負(fù)載電流提供流通路徑，逆變橋的各橋臂必須并聯(lián)無(wú)功反饋二極管。 4.4 試分析教材單相橋式電壓型逆變電路的工作原理及波形、單相橋式電流型電路的工作原理及波形 第三部分 綜合練習(xí)題 練習(xí)一 一、填空題 1．晶閘管是四層三端器件，三個(gè)引出電極分別為：陽(yáng)極、陰極和 極。 2．一只額定電流為100A的普通晶閘管，其允許通過(guò)的電流有效值為 A。 3．具有自關(guān)斷能力的電力電子器件稱為 器件。 4．三相全控橋式整流電路中，采用共陰極組接法的三只晶閘管，要求其觸發(fā)脈沖以1200 為間隔，依次在電源電壓的 半周觸發(fā)各晶閘管。 5．在考慮變壓器

16、漏抗影響時(shí)，整流電路輸出電壓的平均值將________ 。 6．三相全控橋式整流電路輸出的電壓波形在一個(gè)周期內(nèi)脈動(dòng) 次。 7．采用時(shí)間比控制方式改變斬波器負(fù)載兩端的平均電壓，對(duì)斬波器觸發(fā)脈沖的調(diào)制方法有三種，分別是 ； ； 。 8．降壓斬波器中，電源電壓Ud=50V，導(dǎo)通比為0.8，則負(fù)載電壓平均值ULD為 。 9．電流型逆變電路直流側(cè)為 ，輸出電流波形為 。 10．根據(jù)調(diào)制脈沖的極性，PWM也有兩種調(diào)制方式，分別是 和 調(diào)制。 二

17、、簡(jiǎn)答題 1．試說(shuō)明晶閘管的開通和關(guān)斷的條件。 2．試說(shuō)明晶閘管整流裝置實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件。 3．試說(shuō)明整流電路中整流變壓器二次側(cè)相電壓U2φ選得過(guò)高或過(guò)低，將出現(xiàn)什么問題？ 4．單相半控橋整流電路帶感性負(fù)載時(shí)，若該電路不接續(xù)流二極管，請(qǐng)對(duì)其可能發(fā)生的“失控”現(xiàn)象進(jìn)行分析。 5．三相橋式全控整流電路帶大電感負(fù)載時(shí)，以連接于A相的共陰極組晶閘管T1為例說(shuō)明，在一個(gè)周期內(nèi)，其承受電壓的情況。 6．某單相可控整流電路，分別給阻性負(fù)載和蓄電池反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載供電，在流過(guò)負(fù)載電流平均值相同的條件下，哪一種負(fù)載下晶閘管的額定電流應(yīng)選大一些？為什么？ 三、計(jì)算題 1．單相橋式可控整流電路，帶一大

18、電感對(duì)蓄電池充電，R = 3Ω，電感L足夠大，U2 = 220V， 反電動(dòng)勢(shì)E = 60V。 1）要保持充電電流為10A，估算此時(shí)的控制角α； 2）該電路中晶閘管承受的最大電壓是多少？ 2．單相全控橋式整流電路，帶阻感負(fù)載，R = 5Ω，L值很大，即滿足ωL>>R，U2 = 100V，當(dāng)α= 600時(shí)，求： 1）作出輸出電壓ud、輸出電流id、變壓器二次側(cè)電流i2的波形； 2）求整流輸出平均電壓Ud、電流Id和二次側(cè)電流有效值I2； 3）考慮兩倍的安全裕量，選擇晶閘管的額定電壓和額定電流值。 3．單相全控橋式有源逆變電路，回路電阻R = 1Ω，平波電抗器Ld足夠大，變壓器二次電

19、壓有效值U2 = 220V，負(fù)載電動(dòng)勢(shì)Ed=-200V，當(dāng)β= 300時(shí)，求： 1）畫出輸出電壓ud、流過(guò)晶閘管電流iT1的波形； 2）計(jì)算變流電路輸出平均電壓Ud、負(fù)載平均電流Id。 參考答案： 一、填空題 1．門 2．157 3．全控型 4．正 5．減小 6．6 7．脈沖寬度調(diào)制；脈沖頻率調(diào)制；調(diào)頻調(diào)寬混合控制 8．40V 9．電流源；矩形波 10．單極性；雙極性 二、簡(jiǎn)答題（本大題共6小題，每小題6分，共36分） 1．晶閘管導(dǎo)通條件是：1）晶閘管陽(yáng)極和陰極之間施加正向陽(yáng)極電壓；2）晶閘管門極和陰極之間必須加上適

20、當(dāng)?shù)恼蛎}沖電壓和電流。 在晶閘管導(dǎo)通后，門極就失去控制作用，欲使其關(guān)斷，只需將流過(guò)晶閘管的電流減小到其維持電流以下，可采用陽(yáng)極加反向電壓、減小陽(yáng)極電壓或增大回路阻抗等方式。 2．1）變流電路直流側(cè)應(yīng)具有能提供逆變能量的直流電源電動(dòng)勢(shì)Ed，其極性應(yīng)與晶閘管的導(dǎo)電電流方向一致；2）變流電路輸出的平均電壓Ud的極性必須為負(fù)，以保證與直流電源電動(dòng)勢(shì)Ed構(gòu)成同極性相連，即控制角α＞90°，且滿足∣Ud∣＞∣Ed∣。 3．整流電路中整流變壓器二次側(cè)相電壓U2φ選得過(guò)高，則晶閘管運(yùn)行時(shí)控制角過(guò)大，造成功率因數(shù)變壞，無(wú)功功率增大；選擇過(guò)低，則有可能在最不利的運(yùn)行情況下，即使晶閘管的控制角退到最小時(shí)，

21、仍然不能達(dá)到負(fù)載要求的額定電壓。 4．單相半控橋整流電路帶感性負(fù)載時(shí)，不接續(xù)流二極管，將可能發(fā)生失控現(xiàn)象。以晶閘管T1導(dǎo)通的情況為例，當(dāng)交流電源電壓在負(fù)半周時(shí)，負(fù)載電流通過(guò)T1和二極管D2續(xù)流，輸出電壓為零；當(dāng)交流電源電壓在正半周時(shí)，負(fù)載電流通過(guò)T1和二極管D4流通，輸出電壓為電源電壓。即在一個(gè)周期內(nèi)，晶閘管T1持續(xù)導(dǎo)通，二極管D1、D2輪流導(dǎo)通，輸出電壓波形為正弦半波。 5．T1導(dǎo)通期間，承受正向管壓降（≈0）為120°；T1關(guān)斷期間，分別承受線電壓uab、uac各120°。 6．反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)晶閘管額定電流應(yīng)選大一些。因?yàn)榉措妱?dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角θ比電阻性負(fù)載時(shí)小。反電動(dòng)勢(shì)負(fù)

22、載的電流波形系數(shù)Kf比電阻負(fù)載時(shí)大。 三、計(jì)算題（，本大題共3小題，每小題12分，共36分） 1．解： 1）Ud = 0.9U2Cosα Id = ( Ud－E ) / R = ( 0.9U2Cosα－E ) / R Cosα=( Id R＋E ) /(0.9U2 ) = (10×3＋60 ) /(0.9×220 ) = 0.445 α= 63° 2）U = 1.414×220 = 311V 2．解： 1）波形略 2）Ud = 0.9U2Cosα= 0.9×100×Cos60°= 45V Id = Ud / R = 45 / 5 = 9A I2

23、 = Id = 9A 3）晶閘管可能承受的最大電壓為UTM==141V，考慮2倍安全裕量,其值為 282V，選額定電壓為300V的晶閘管 流過(guò)晶閘管的電流有效值為IT =Id = 6.363A 考慮2倍安全裕量時(shí)晶閘管的平均電流為ITAV = 2IT / 1.57 = 8.1A，選額定電流為10A的晶閘管 3．解： 1）波形略 2）Ud= -0.9U2cosβ= -0.9×220×cos30°= -171.5V Id = 28.5A 綜合練習(xí)二 一、 空題（每小題1分，共15分） 1. 處于阻斷狀態(tài)的晶閘管，只有在陽(yáng)極 ，且在門極加正向觸

24、發(fā)電壓時(shí)，才能使其開通。 2. 造成在不加門極觸發(fā)控制信號(hào)，即能使晶閘管從阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)的非正常轉(zhuǎn)折有二種因素。一是陽(yáng)極的電壓上升率du/dt太快，二是 。 3. 功率集成電路PIC分為二大類，一類是智能功率集成電路，另一類是 集成電路。 4. 單相全控橋反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載電路中，當(dāng)控制角a大于截止導(dǎo)電角δ時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角?= 180-α-δ。 5.將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能又饋送回交流電網(wǎng)的逆變電路稱為 逆變器。 6.確定最小逆變角βmin要考慮的三個(gè)因素是晶閘管關(guān)斷時(shí)間taf所對(duì)應(yīng)的電角度δ，安全裕量角?0和

25、 。 7. 三相全控橋式有源逆變電路，每個(gè)晶閘管導(dǎo)通角1200，每隔 產(chǎn)生一次換相。 8. RC電路可用作直流側(cè)的 保護(hù)元件。 9. 金屬氧化物非線性壓敏電阻可作為 保護(hù)元件。 10. 晶閘管變流器主電路要求角發(fā)電路的觸發(fā)脈沖應(yīng)具有一定的寬度，且前沿盡可能 。 11. 電流型逆變器中間直流環(huán)節(jié)以 貯能。 12. 電流源型逆變器的輸出電流波形為 。 13. 在PWM斬波器中，電壓比較器兩個(gè)輸入端信號(hào)分別是三角波信號(hào)和 14. 在升壓

26、斬波電路中，已知電源電壓Ud=16V,導(dǎo)通比,則負(fù)載電壓U0= V。 15. 功率晶體管的驅(qū)動(dòng)電路，一般有恒流驅(qū)動(dòng)電路和 驅(qū)動(dòng)電種型。 二、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共25分。從每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的號(hào)碼寫在題干后面的括號(hào)內(nèi)）。 16.已經(jīng)導(dǎo)通了的晶閘管可被關(guān)斷的條件是流過(guò)晶閘管的電流（ ） ①減小至維持電流IH以下 ②減小至擎住電流IL以下 ③減小至門極觸發(fā)電流IG以下 ④減小至5A以下 17.功率晶體管的安全工作區(qū)由以下四條曲線限定:集電極-發(fā)射級(jí)允許最高擊穿電壓線,集電極最大允

27、許直流功率線,集電極最大允許電流線和( ) ①基極最大允許直流功率線 ②基極最大允許電壓線 ③臨界飽和線 ④二次擊穿觸發(fā)功率線 18.對(duì)于同一晶閘管,維持電流IH與擎住電流IL的關(guān)系是( ) ①IH≈(2~4)IL ②IL≈(2~4) IH ③IH=IL ④IH≥IL 19.可關(guān)斷晶閘管，（GTO）的電流關(guān)斷增益βaff的定義式為（ ） ① ② ③ ④ 20. 單相半波可控整流電路中，晶閘

28、管可能承受的反向峰值電壓為（ ） ①U2 ② ③ ④ 21. 單相半控橋式整流電阻性負(fù)載電路中，在負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管的目的是（ ） ①90° ②120° ③ 150° ④180° 22. 單相半控橋電感性負(fù)載電路中，在負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管的目的是（ ） ①增加晶閘管的導(dǎo)電能力 ②抑制溫漂 ③增加輸出電壓穩(wěn)定性 ④防止失控現(xiàn)象的產(chǎn)生 23. 電阻性負(fù)載二相半波可控整流電路，控制角a的范圍是（ ）

29、 ①30°~150° ②0°~120° ③15°~125° ④0°~150° 24. 三相全控橋式變流電路工作于有源逆變狀態(tài)，處于關(guān)斷狀態(tài)的晶閘管承受的的反向電壓的期間角為（ ） ①120° ②120°—β ③180°—β ④β 25. 在三相全控式變流電路直流電動(dòng)機(jī)托動(dòng)系統(tǒng)中，當(dāng)a> 時(shí)，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)為 （ ） ① ② ③ ④ 正負(fù)不定 26. 三相全控橋式變流電路工作于有源逆變狀態(tài)，輸出電壓平均值Ud的表達(dá)式是（ ） ①Ud=- 2.34U2cosβ

30、 ②Ud=1.17U2cosβ ③Ud= 2.34U2cosβ ④Ud=-0.9U2cosβ 27.可在第二象限工作交流電路是（ ） ①單相全控橋 ②單相半控橋 ③單相反并聯(lián)(雙重)全控橋 ④三相半波可控變流電路 28. 在高壓直流輸電系統(tǒng)中,變流器1和變流器2中間的直流環(huán)節(jié)起著功率傳輸作用,控制率流向的方法是( ) ①調(diào)節(jié)變流1側(cè)變壓器 ②調(diào)節(jié)變流器2側(cè)變壓器 ③同時(shí)調(diào)節(jié)兩側(cè)變壓器 ④調(diào)節(jié)變流器1和變流器2的Ud1、

31、Ud2的極性和大小 29. 若減小SPWM逆變器輸出電壓基波幅值，可采用的控制方法是（ ） ①減小三角波頻率 ②減小三角波幅度 ③減小輸入正弦控制電壓幅值 ④減小輸入正弦控制電壓頻率 30. SPWM逆變器有兩種調(diào)制方式：雙極性和（ ） ①單極性 ②多極性 ③三極性 ④四極性 31. 以下各種過(guò)流保護(hù)方法，動(dòng)作速度排在第二位的是（ ） ①快速熔斷器過(guò)流保護(hù) ②過(guò)流繼電器保護(hù) ③快速開關(guān)過(guò)流保護(hù) ④反饋控制過(guò)流保

32、護(hù) 32. 三相橋式全控變流電路的同步相控觸發(fā)電路，分為垂直控制和（ ） ①時(shí)間比控制 ②橫向控制 ③定頻調(diào)寬 ④瞬時(shí)值控制 33. 對(duì)于移相控制電路，為了限制最小移相控制角和設(shè)置移相范圍，可在輸入控制信號(hào)的輸入控制信號(hào)的輸入端再疊加一個(gè)（ ） ①交流電壓 ②偏移電壓 ③同步信號(hào) ④觸發(fā)信號(hào) 34. KC04型集成觸發(fā)電路的引腳1和15輸出的觸發(fā)脈沖是兩個(gè)相位互差180°（ ） ①負(fù)脈沖 ②正脈沖 ③雙脈沖 ④尖峰脈沖 35. 電流源型逆變器，在每一個(gè)周

33、期 的0~600期間，晶閘管T6，T1導(dǎo)通，輸出電流為ia=+Id , ib=-I-d, ic=0,則在2400~3000期間（ ） ①ia=-Id , ib=Id, ic=0, ②ia=Id , ib=0, ic=- Id, ③ia=-Id , ib=0, ic=+Id, ④ia= 0 ib=-Ld , ic=+Id, 36.定寬調(diào)頻控制方式中，導(dǎo)通比Kt的改變會(huì)導(dǎo)致改變斬波器的（ ） ① 輸出電壓頻率 ②輸出電壓最大值 ③電源電壓 ④輸出電流幅值 37. 降壓斬波電路中，已知電源電壓Ud=16V,負(fù)載電壓U

34、0=12V,斬波周期T=4ms，則開通時(shí)間Tab=（ ） ①1ms ②2ms ③3ms ④4ms 38. 恒流驅(qū)動(dòng)電路中，加速電容C的作用是（ ） ①加快功率晶體管開通 ②延緩功率晶體管關(guān)斷 ③加深功率晶體管的飽和深度 ④保護(hù)器件 39. 恒流驅(qū)動(dòng)電路中截上反偏驅(qū)動(dòng)電路的主要作用是（ ） ①加速功率管關(guān)斷 ②加速功率晶體管開通 ③過(guò)電流保護(hù) ④減小延遲時(shí)間 40. 為限制功率晶體管的飽和深度，減小存儲(chǔ)時(shí)間，恒流驅(qū)動(dòng)電路

35、經(jīng)常采用（ ） ① 抑制電路 ②抗飽和電路 ③抑制電路 ④吸收電路 三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分） 41. 在單項(xiàng)半波可控整流大電感負(fù)載有續(xù)流二極管的電路中，晶閘管的控制角a的最大移相范圍是多少？晶閘管的導(dǎo)通角、續(xù)流二極管的導(dǎo)通與a關(guān)系如何？ 42. 在三相全控橋式有源逆變電路中，以連接于A相的共陰極組晶閘管V11為例 ，說(shuō)明其在一個(gè)周期中，導(dǎo)通及關(guān)斷期兩端承受電壓波形的規(guī)律。 43. IGBT電壓型單相橋式逆變電路及柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形如圖所示，試對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)畫出輸出電壓U0及負(fù)載電流i0的波形。 44. 什么是時(shí)間比控制方式和瞬時(shí)值控制方式

36、？時(shí)間比控制方式又有哪三種控制模式？ 四、析計(jì)算題（每小題10分，共40分） 45. 單相全控橋式整流電路接大電感負(fù)載如圖所示。 已知R=10Ω，a=45°，U2=100V，試回答： （1） 計(jì)算輸出整流電壓Ud，輸出電流平均值Id； （2） 計(jì)算晶閘管電流的有效值IV1; （3） 按裕量系數(shù)2確定晶閘管的額定電流。 46. 有一個(gè)三相半波可控整流電路如圖所示。 已知帶大電感負(fù)載，a=45°，R=2Ω變壓器二次相電 壓U2=380V。試計(jì)算負(fù)載的平均整流電壓Ud和負(fù)載 電流Id，計(jì)算晶閘管電流的有效值IV1。 按裕量系數(shù)2確定晶閘管的額定電壓。 47. 有一個(gè)三相全控橋

37、整流電路如圖所示。已知電感負(fù)載L=0.4H, a=300, R=2Ω,變壓器二次相電壓U2=220V。試畫出Ud的波形，計(jì)算負(fù)載的平均整流電壓Ud和負(fù)載電流Id,計(jì)算晶變壓器二次電流的有效值I2。 48. 單相全控橋式有源逆變電路如圖示，變壓器二次電壓交有效值U2=200V，回路總電阻R=1.2Ω平波電抗器L足夠大，可使負(fù)載電流連續(xù)，當(dāng)β=450，Ed=-188V時(shí)，按要求完成下列各項(xiàng)： （1） 畫出輸出電壓Ud的波形； （2） 畫出晶閘管V11的電流波形iv11； （3） 計(jì)算晶閘管電流的平均值IvIAR0 綜合練習(xí)二參考答案 一、填空題：每小題1分，共1

38、5分。 1. 承受正向電壓 2. 陽(yáng)極電壓過(guò)高 3. 高壓 4. 180-α-δ 5. 有源 6. 換相重疊角γ 7. 60° 8.過(guò)電壓 9. 過(guò)電壓 10. 陡 11. 電感 12.矩形波 13. 直流信號(hào) 14. 24 15. 比例 二、項(xiàng)選擇題：每小題1分，共25分。 16.① 17.④ 18.② 19.① 20.② 21.④ 22.④ 23.④ 24.④ 25.① 2

39、6.① 27.③ 28.④ 29.③ 30.① 31.③ 32.② 33.② 34.② 35.③ 36.① 37.③ 38.① 39.① 40.② 三、簡(jiǎn)答題；每小題5分，共20分。 41. a的最大移相范圍1800 （2分） 晶閘管的導(dǎo)通角=Л-a （1.5分） 續(xù)流二極管的導(dǎo)通角=Л+a (1.5分) 42. V11導(dǎo)通期間為其正向管壓降(≈0)為120°期間； （1分） V11關(guān)斷期間首先為承受線電壓UAB為120°期間

40、；（2分） 之后承受線電壓UAC為120°期間。 （2分） 43. 44. 改變導(dǎo)通比的調(diào)壓方式的時(shí)間比控制，（1分）恒流（恒壓）的控制方式稱為瞬時(shí)值控制，（1分）時(shí)間比控制又分為定頻調(diào)寬，定寬調(diào)頻、調(diào)寬調(diào)頻三種模式。（3分） 四、分析計(jì)算題：每小題10分，共40分。 45.（1） （2分） (2分) (2) (2分) (3) (2分) 2×2.85=5.7(A)

41、 (1分) 選額定電流為10(A)的晶閘管。 （1分） 46. 解：因?yàn)槭谴箅姼胸?fù)載，負(fù)載電流連續(xù)，采用的公式為 （2分） = （1分） （1分） （1分） 確定晶閘管電流的有效值 （1分） =157.19×0.577=90.7A

42、 (1分) 晶閘管最大正、反向電壓 (2分) 裕量系數(shù)2×UFm=1862V，選額定電壓為2000V的晶閘管。（1分） 47. 解：, 可按大電感負(fù)載處理。（1分） Ud的波形圖 （2分） =2.34×220×cos30°=445.83V (1分) （1分） （1分） 變壓器二次電流的有效值I2 （2分） 48. 解： （3）Ud=--0.9U2cosβ

43、 =-127.3(V) (2分) (2分) (2分) 綜合練習(xí)三 一、填空 1、 同一晶閘管，維持電流IH與擎住電流IL的數(shù)值大小上有IL _________ IH，為使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，應(yīng)該使流過(guò)晶閘管的電流降到上面兩個(gè)電流之中的_________以下。 2、晶閘管串聯(lián)時(shí)，給每只管子并聯(lián)相同阻值的電阻是為了________________；給每只管子并聯(lián)相同的電容是為了________________。 3、阻感負(fù)載（電感值極大）的三相半波可控整流電路中，晶閘管所承受的最大正向

44、電壓UFm為___________，晶閘管所承受的最大反相電壓是___________。（設(shè)U2為待整流三相正弦交流電相電壓有效值） 4、單相橋式半控整流電路帶大電感負(fù)載，且有續(xù)流二極管時(shí)，其控制角的移相范圍為_______________，每只晶閘管的導(dǎo)通角為______________。 5、三相橋式全控整流電路應(yīng)采用_____________脈沖或______________脈沖觸發(fā)。 6、在電壓型逆變電路中，開關(guān)器件兩端并聯(lián)的二極管的作用是_____________________。 7、軟開關(guān)電路根據(jù)電路中主要開關(guān)元件是零電壓開通還是零電流關(guān)斷，可以分為___________

45、__和______________兩種。 8、間接交流變流電路的典型應(yīng)用包括兩方面，一是變壓變頻（VVVF）變流電路，主要用作___________；另一類是恒壓恒頻（CVCF）變流電路，主要用于___________。 9、功率晶體管緩沖保護(hù)電路中的二極管要求采用______________型二極管，以便與功率晶體管的開關(guān)時(shí)間相配合。 10、PWM技術(shù)在各種變流技術(shù)中都有應(yīng)用，按其脈沖的寬度和高度情況來(lái)分類的話，一般有等幅等寬的PWM波形、等寬不等幅的PWM波形、等幅不等寬的PWM波形等幾種。我們所學(xué)過(guò)的變流電路中，直流斬波電路的PWM波形是____________________，斬

46、控式交流調(diào)壓電路的PWM波形是____________________。 二、判斷正誤 1、晶閘管可控整流輸出的是脈動(dòng)直流電。 （ ） 　 2、電力電子器件按控制信號(hào)的種類可分為單極型器件和雙極型器件。（ ） 　 3、關(guān)斷緩沖電路的主要作用是抑制開關(guān)器件的關(guān)斷過(guò)電壓和du/dt。（ ） 4、降壓斬波器的輸入輸出電壓電流關(guān)系可以等效為一個(gè)直流降壓變壓器。（ ） 5、為了使整流電路可靠地工作在有源逆變狀態(tài)，一般在應(yīng)用時(shí)必須保證β≤βmin。（ ） 6、相控單相交流調(diào)壓電路帶阻感負(fù)載時(shí)，其移相范圍為0～180°。（ ） 7、電壓型無(wú)源

47、逆變器中的主開關(guān)器件必須采用全控型器件。（ ） 8、PWM控制的理論基礎(chǔ)是面積等效原理。（ ） 9、三相橋式全控整流電路，其變壓器副邊無(wú)3及3的整數(shù)次諧波電流流過(guò)。（ ） 10、交流調(diào)功電路與相控交流調(diào)壓電路的控制方式相同（ ） 三、選擇題 1、下列電力電子器件屬于全控型器件的是( ) A、電力二極管 B、光控晶閘管 C、逆導(dǎo)晶閘管 D、絕緣柵雙極晶體管 2、功率晶體管GTR從高電壓小電流向低電壓大電流躍變的現(xiàn)象稱為（ ?。? A、一次擊穿　　　　B、二次擊穿　　　　C、臨界飽和　　　　D、反向截止

48、3、單相半波可控整流電阻性負(fù)載電路中，控制角α的最大移相范圍是（　 ） A、90°　　　　　　B、120°　　　　　　C、150°　　　　　D、180° 4、單相橋式全控整流帶大電感負(fù)載電路中，晶閘管可能承受的最大正向電壓為（ ?。? A、　　　　　B、　　　　　　C、　　　　D、 5、對(duì)于三相半波可控整流電路，換相重疊角與哪幾個(gè)參數(shù)有關(guān)（　 ） A、α、負(fù)載電流Id以及變壓器漏抗Xc　 　B、α以及負(fù)載電流Id C、α和U2　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 D、α、U2以及變壓器漏抗Xc 6、三相半波可控整流電路的自然換相點(diǎn)是（?。? A

49、、三相相電壓的過(guò)零點(diǎn) B、本相相電壓與相鄰相電壓正半周（或負(fù)半周）的交點(diǎn)處 C、比三相不控整流電路的自然換相點(diǎn)超前30° D、比三相不控整流電路的自然換相點(diǎn)滯后60° 7、將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能回饋給電網(wǎng)的變流器是( ) A、有源逆變器 B、A/D變換器 C、D/A變換器 D、無(wú)源逆變器 8、若想增大SPWM逆變器的輸出電壓基波頻率，可采用的控制方法是（　） A、增大載波(三角波)幅值 B、增大載波(三角波)頻率 C、增大正弦調(diào)制波頻率 D、增大正弦調(diào)

50、制波幅度 9、升壓斬波電路中，已知電源電壓Ud=60V，導(dǎo)通占空比，則負(fù)載電壓U0=( ) A、80V B、100V C、120V D、150V 10、下列間接直流變流電路屬于單端電路的是( ) A、正激電路 B、半橋電路 C、全橋電路 D、推換電路 四、簡(jiǎn)答題 1、使晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？維持晶閘管導(dǎo)通的條件又是什么？ 2、使變流器工作于有源逆變的條件什么？ 3、常見的換流方式有哪幾種？試分別舉出一例。 4、什么叫同步調(diào)制？什么叫異步調(diào)制？?jī)烧吒饔泻翁攸c(diǎn)？ 五、計(jì)算題：

51、 1、在圖（1）所示的斬波電路中，已知E=100V，R=10Ω，EM=20V，L值極大，T=50μs,ton=20μs。試求 1）分析該電路的輸出電壓Uo和輸入電壓E之間的關(guān)系； 2）計(jì)算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io。 2、單相橋式全控整流電路，輸入變壓器副邊電壓有效值U2＝100V，負(fù)載中R＝2Ω，L值極大，當(dāng)α＝45°時(shí)，試求： 1）作出ud、id、和i2的波形； 2）求整流輸出平均電壓Ud、電流Id，晶閘管VT1電流的有效值IVT1； 3）考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。 （注：晶閘管的電流分級(jí)為：1、5、10、20、30、50、100、200、300、……1000A；電壓分級(jí)為：100、200、300、……1000、1200、1400、1600、1800、2000V） 21