2022年电力电子技术A答案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 1 / 7一、挑选题（每题2 分共 20 分）ABD）U2,就晶体管承1、以下电力电子器件中,存在电导调制效应的是（A、GOT B、GTR D、IGBT ；设变压器二次侧电压为2、单相桥式全控整流电路,阻感性负载LR2 U2,2 U2受的最高正、反向电压分别为（D）D、3、单相半控桥式整流电路带大电感负载,为了防止显现一只晶体管始终导通,另两只整流二极管交替换相导通的失控现象发生,实行的措施是在负载两端并联一个（D）D、二极管4、逆变电路的功能是将直流电能转换为（B）B、沟通电能5、三相桥式变流电路工作在有源逆变状态,其输出侧平均电压 Ud 与外接直流电动势 E 间的关系为（ C）C、U d E6、三相桥式全控整流电路变压器二次侧电流中有（C）C、6k 17、交直交电流型逆变器中间直流环节的储能元件是（B）B、大电感8、无源逆变电路不能采纳的换流方式是（A）A、电网换流9、电压型逆变电路的输出电压波形为（A）A、矩形波10、支路掌握三角形连接三相沟通调压电路的典型应用是（B）B、TCR填空题（每空 1 分共 30 分）1、晶闸管是一种由 四 层半导体材料构成的三端器件,它有 3 个 PN节,阳极用字母 A 表示,阴极用字母 K表示,门极用字母 G 表示；2、在规定条件下,晶闸管取正、反向重复峰值电压中 较小 的作为其额定电压；3、晶闸管的维护电流 IH是指晶闸管维护导通所需的 最小 电流；4、如图：当 S 闭合前灯泡亮不亮？不亮 ,由于 晶闸管没有触发脉冲电流,故不导通；当 S 闭合后灯泡 亮,由于 晶名师归纳总结 闸管承担正向电压且有触发脉冲,导通；当 S 闭合一段时间后再断开,灯泡仍旧亮,其缘由是：晶闸管导第 1 页,共 7 页通后触发脉冲失去作用；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 / 74、绝缘栅双极晶体管（IGBT）作为复合型器件是综合了 MOSFET和 GTR的优点；5、门极可关断晶闸管（GTO）和电力晶体管（GTR）均属于 电流 掌握型器件；6、产生有源逆变的条件之一是变流电路输出直流平均电压的极性必需与整流工作状态时输出平均电压的极性 相反 ；7、当考虑换流重叠角后,有源逆变输出电压平均值的肯定值比不考虑换流重叠角时有所 增大 ；08、三相全控桥式整流电路带大电感负载当 60 时,整流输出电压波型将会显现 负 的部分；9、为确保三相桥式全控整流电路和闸时或电流断续后可以正常工作,应采纳脉冲宽度大于 600 的宽脉冲或前沿相差 600的 双窄 脉冲触发；10、在电压波形正弦,而电流波形非正弦的电路中,其功率因数与 基波因数 和位移因数 有关；11、 电流总谐波畸变率（THD）被定义为用 总谐波 电流有效值与 基波电流 有效值的百分比表示；12、 一般来说,整流电路输出电压的脉波数越多,输出电压波纹因数 越小 ；13、 斩波电路是利用储能元件以及开关器件的通断掌握实现直流 电能的变换； 采纳晶闸管移相掌握的单相沟通调压电路带阻感负载时,其移相触发角应 大于 负载阻抗角,电压才能可调；14、 TCR是指 晶闸管掌握电抗器；15、 TSC是指 晶闸管投切电容器；16、 功率器件的换流方式包括器件换流、电网换流、负载换流、及强迫换流,其中后三种换流方式主要是针对 晶闸管 而言的；17、 在正弦脉冲宽度调制时,载波信号一般为 三角 波；18、 电力电子器件在主电路中只用作可控开关,而不能工作在线性放大区,是为了 防止功率损耗过大；19、 晶闸管正常导通的条件是承担 正向阳极电压 和门极有触发信号；三、判定题（每题 1 分共 10 分）1、晶闸管刚由断态转入通态并且去掉门级信号,仍能维护其导通所需的最小阳极电流称为额定电流（× ）2、单相桥式全控整流电路带电阻性负载与阻感性负载（L R）情形下, 晶闸管触发角的移相范畴分别为900 ,1800（× ）3、三相全控桥式整流电路在宽脉冲触发方式下一个周期内所需要的触发脉冲共有 6 个,它们在相位上依次相差 600（）名师归纳总结 4、在变流电路中,输出电压波形肯定显现正值的是三相半波可控整流电路带阻感性负载（× ）第 2 页,共 7 页5、以下电路中具有两象限运行才能的是单相半控桥式变流电路（× ）6、交直交电流型逆变器中间直流环节的储能元件是大电感（）7、无源逆变电路不能采纳的换流方式是电网换流（）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3 / 78、直流斩波电路完成的电力功能是 DC DC（）9、转变载波频率可转变 PWM 逆变器的调制信号波频率（× 10、电子器件 IGBT的驱动功率较小 （）四、问答分析、运算与绘图1、什么是电压型逆变电路和电流型逆变电路？各有什么特点？答：根据直流侧电源的性质分类,直流侧是电压源的称为电压型逆变电路,直流侧是电流源 的称为电流型逆变电路；电压型逆变电路的主要特点为以下几点：（1）直流侧接有大电容,相当于电压源；直流侧电压基本保持恒定,直流侧相对于负 载来说出现低阻抗；（2）由于直流电压源的钳位作用,沟通侧输出电压波形为矩形波,并且与负载性质无 不同而变化；关,而沟通侧电流的相位和波形随负载性质的（3）当沟通侧为阻感性负载时,逆变器需要供应无功功率,直流侧电容可起到无功能量缓冲的作用； 为了给沟通侧无功能量返回直流侧供应通路,联续流二极管；电流型逆变电路的主要特点为以下几点：逆变器桥臂的开关器件需反并（1）直流侧串联有大电感,相当于电流源；直流侧电流基本无脉动,直流回路对于负 载来说出现高阻抗；（2）电路中开关器件的作用仅仅是转变电流的流通途径,并不能转变电流的大小,因此沟通侧输出电流为矩形波,情形的不同而不同；和负载阻抗无关, 而沟通侧输出电压波形和相位就因负载阻抗（3）当沟通侧为阻感性负载时需供应无功功率,直流电感起缓冲无功能量的作用,因为反馈无功能量时电流并不反向,因此不必像电压型逆变器那样在器件两端反并联二极管；但是由于反馈无功能量时器件会承担反向电压,对于由全控器件构成的电流型逆变器,开关器件需要串联二极管（全控器件承担反压的才能很低）,而晶闸管逆变器就不必串二极管；2、如图阴影部分表示流过晶闸管的电流波形,其最大值均为 Im,试运算各波形的电流平均值、有效值；如不考虑安全裕量,额定电流为 流过的电流平均值 Id 为多少？ （ 12 分）解：100A 的晶体管,流过上述电流波形时答应名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4 / 7（a）Id10Imsint d t12 ImIm0 . 3183 m157A,22I10Imsint I2 m011cos 2t dtIm2222额定电流 100A 的晶闸管答应的电流有效值为就 Im=2× 157=314A；平均值为IdIm100A（b）1 2 I mI d 0 I m sin t d t .0 6366 m2I 10 I m sin t 2d t I m0 12 1 cos 2 t I m2额定电流 100A的晶闸管答应的电流有效值为 157A,就 I m 2 157 222 A 平均值为 Id=0.6366Im=141.33A c Id13Imsintdt 3 Im.0 4775m3.0 6342m2I13Imsint 2dtI2311cos 2t dtIm13m28额定电流 100A的晶闸管答应流过的电流有效值为157A,就I m0157247.56A.6342平均值为Id0 .4775Im118 .21 Ad 名师归纳总结 Id1Imsintdtt3 ImI.0 2387Imcos2tdtIm133.04485 Im第 4 页,共 7 页243I1Imsint2d231 1m22283- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 5 / 7额定电流 100A的晶闸管答应流过的电流有效值为157A,就I m157350. 06A0 .4485平均值为Id0. 2387Im83.56Ae Id14ImdtIm0. 125Im157A,208I14I2dt0.3536Im2m0额定电流 100A的晶体管答应流过的电流有效值为就I m157444A.0 3536平均值为Id0 . 125Im55 .5A（f）I d 10 4 I m d t I4 m 0 . 25 I mI 10 4 I m 2d t 0 . 5 I m额定电流 100A的晶闸管答应流过的电流有效值为 157A 就 I m 157314 A ,平均值为 I d 0 . 25 I m 78 5. A0 . 35363、单相桥式全控整流电路接电阻性负载,要求输出电压在 0100V 连续可调, 输出电压平均值为 30V 时,负载电流平均值达到20A；系统采纳 220V的沟通电压通过降压变压器供电,且晶闸管的最小掌握角min30 （设降压变压器为抱负变压器）；（12 分）（1）试求变压器二次侧电流有效值 I2（2）考虑安全裕量,挑选晶体管电压、额定电流名师归纳总结 （3）作出60 时 u d id 和变压器二次侧i2 的波形；第 5 页,共 7 页解： 由题意可知负载电阻RUd30 201 5.Id- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 6 / 7U2单相全控整流的直流输出电压为：U d2U21cos直流输出电压最大平均值为100V,且最小掌握角为min30,代人上式可得100. 866119 V211I2U12 U2sint2dtU2sin279 .33sin2minRRR220 30 时,I2m ax79.336sin378.18A22晶闸管的电流有效值和承担电压峰值分别为：IVTI2max278 .1855 .28A22UVT2 U168 . 29 V考虑三倍裕量,选器件耐压为168× 3=500V,额定电流为（55.281.57）× 3=100A 名师归纳总结 3 =600时,ud 、id 和 i2 的波形图第 6 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 7 / 74、试作出单相桥式半控整流电路带大负载如图,在=30 0 时的u 、di 、i VT1、i VD4的波形,并运算此时输出电压和电流的平均值；（8 分）解：波形如图,输出电压和电流的平均值分别为名师归纳总结 Ud0 .9 U21cos0 .84 U2. 84U2第 7 页,共 7 页2IdUd0 .9U21cos0RR2R- - - - - - -