电力电子技术试汇总题库2013规范标准答案.doc

/. 电力电子技术电力电子技术 作业题作业题 一、选择题（每题一、选择题（每题 20 分）分） 1．（ ）晶闸管额定电压一般取正常工作时晶闸管所承受峰电压的( B )。 A. 1～2 倍 B. 2～3 倍 C. 3～4 倍 D. 4～5 倍 2．（ ）选用晶闸管的额定电流时，根据实际最大电流计算后至少还要乘以（ A ）。 A. 1.5～2 倍 B. 2～2.5 倍 C. 2.5～3 倍 D. 3～3.5 倍 3.（ ）晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持通态所需要的最小电流是（ B ） 。 A. 维持电流 IH B. 擎住电流 IL C. 浪涌电流 ITSM D. 最小工作电流 IMIN 4.（ ）对同一只晶闸管，擎住电流 IL 约为维持电流 IH 的( B )。 A. 1～2 倍 B. 2～4 倍 C. 3～5 倍 D. 6～8 倍 5.( )普通晶闸管的额定电流用通态平均电流值标定，而双向晶闸管通常用在交流电路中， 因此其额定电流用( D )标定。 A. 平均值 B. 最大值 C. 最小值 D. 有效值 6.( C )晶闸管属于 A. 全控型器件 B.场效应器件 C.半控型器件 D.不可控器件 7.( )晶闸管可通过门极( C )。 A. 既可控制开通，又可控制关断 B.不能控制开通，只能控制关断 C.只能控制开通，不能控制关断 D.开通和关断都不能控制 8.（ ）使导通的晶闸管关断只能是( C )。 A. 外加反向电压 B.撤除触发电流 C. 使流过晶闸管的电流降到接近于零 D. 在门极加反向触发 9．（ ）在螺栓式晶闸管上有螺栓的一端是( A )。 A. 阴极 K B. 阳极 A C. 门极 K D. 发射极 E 10. （ ）晶闸管导通的条件是（ A ）。 A. 阳极加正向电压，门极有正向脉冲 B. 阳极加正向电压，门极有负向脉冲 C. 阳极加反向电压，门极有正向脉冲 D. 阳极加反向电压，门极有负向脉冲 11. ( )可关断晶闸管（ GTO ）是一种（ A ）结构的半导体器件。 A. 四层三端 B. 五层三端 C. 三层二端 D. 三层三端 12 . （ ）晶闸管的三个引出电极分别是（ A ） 。 A.阳极、阴极、门极 B.阳极、阴极、栅极 C.栅极、漏极、源极 D.发射极、基极、集电极 13. （ ）已经导通了的晶闸管可被关断的条件是流过晶闸管的电流（ A ）。 A.减小至维持电流 IH以下 B.减小至擎住电流 IL以下 C.减小至门极触发电流 IG以下 D.减小至 5A 以下 14. ( )单相半波可控整流电路，阻性负载，控制角 α 的最大移相范围是（ B ）。 A．0～90 B. 0～120 C. 0～150 D. 0～180 15. ( )单相半波可控整流电路，阻性负载，当 α=（ D ）时，Ud = 0。 A．90 B. 120 C. 150 D. 180 /. 16. ( )单相半波可控整流电路，阻性负载，当 α=（ D ）时，Ud=0.45 U2。 A．0 B. 90 C. 150 D. 180 17. ( )单相半波可控整流电路，阻性负载，晶闸管承受的最大正反向电压均为（ C ）。 A．U2 B. U2 C. U2 D. 2U22 2 2 18.（ ）单相半波可控整流电路，带电阻性负载 R，设变压器二次侧相电压有效值为 U2， 则直流输出电流平均值为（ C ） 。 A. 0.45 () B. 0.225 (1+COSa) 2U R 1 2 COSa2U R C. 0.9 (1+COSa) D. 0.45 () 2U R 2U R 1 2 COSa 19. ( )单相半波可控整流电路，带电阻性负载，设变压器二次侧相电压有效值为 U2，则直 流输出电压平均值为（ B） 。 A. 0.45 U2 () B. 0.9U2 (1+COSa) 1 2 COSa C. 0.9 U2 () D. 0.45 U2 () 1 2 COSa1 2 COSa 20. ( )单相半波可控整流电路，阻感性负载时，在负载两端并联续流二极管的作用是（ B ）。 A．使 α 的移相范围加大。 B. 使 Ud 不再出现负的部分。 C. 保护可控硅不被击穿。 D. 减小可控硅承受的最大反向电压。 21. （ ）在整流电路的负载两端并联一个二极管，称为（ D ）。 A. 稳压二极管 B. 电力二极管 C. 整流二极管 D. 续流二极管 22. ( )在分析整流电路工作时，认为晶闸管（开关器件）为（ C ）。 A. 半导体器件 B. 可控硅器件 C. 理想器件 D. 放大器件 23. ( )α 称为触发延迟角，θ 称为导通角，α 和 θ 的关系为（ A ）。 A. θ-α=π B. θ+α=π C. θ-α=π/2 D. θ+α=π/2 24. ( )单相桥式全控整流电路，阻性负载，控制角 α 的最大移相范围是（ A ）。 A．0～90 B. 0～120 C. 0～150 D. 0～180 25. ( )单相桥式全控整流电路，阻感性负载，控制角 α 的最大移相范围是（ B ）。 A．0～90 B. 0～120 C. 0～150 D. 0～180 26. （ ）单相桥式半控整流电路阻感性负载电路，在负载两端并联一个续流二极管的目的 是（ B ）。 A．使 α 的移相范围加大。 B. 使 Ud 不再出现负的部分。 C. 保护可控硅不被击穿。 D. 防止可能发生的失控现象。 27. ( )单相桥式全控整流电路，阻性负载，晶闸管承受的最大正电压和反向电压分别为 （ B ）。 A．U2和U2 B. U2和U2 C. U2 和U2 D. U2和U22 2 2 22 2 2 22 /. 28. ( )单相桥式全控整流电路，阻感性负载，晶闸管承受的最大正电压和反向电压分别 为（ C ）。 A．U2和U2 B. U2和U2 C. U2 和U2 D. U2和U22 2 2 22 2 2 22 29.（ ）单相桥式全控整流电路，带电阻性负载 R，设变压器二次侧相电压有效值为 U2， 则直流输出电流平均值为（ A ） 。 A. 0.45 () B. 0.9 (1+COSa) 2U R 1 2 COSa2U R C. 0.9 () D. 0.45 () 2U R 1 2 COSa2U R 1 2 COSa 30.（ ）单相桥式全控整流电路，带阻感性负载，设变压器二次侧相电压有效值为 U2，则 直流输出电压平均值为（ A ） 。 A. 0.45 U2 () B. 0.9 U2 COSa C. 0.9 U2 () D. 0.45 U2 COSa 1 2 COSa1 2 COSa 31.（ ）单相桥式全控整流电路，带阻感性负载，变压器二次侧相电流有效值为（ B ） 。 A. I2 =Id B. I2= Id C. I2= Id D. I2 =Id 1 2 2 1 2 32．( )三相半波可控整流电路，电阻性负载，当控制角（ B ）时，整流输出电压与电 流波形断续。 A．α≤30 o B．α＞30 o C．α＞60 o D．α＞90 o 33. ( )三相半波可控整流电路，电阻性负载，控制角 α≤ 30 ，每个周期内输出电压的 平均值为 （ C ）。 A. Ud=0.45U2COSα B. Ud=0.9 Ｕ 2 COSα C. Ud=1.17 Ｕ 2 COSα D. Ud=2.34 Ｕ 2 COSα 34．( )三相半波可控整流电路，电阻性负载，α 角的移相范围为（ A ） 。 A．0 o ～90 o B．0 o ～120 o C．0 o ～150 o D．0 o ～180 o 35．( )三相半波可控整流电路，阻感性负载，α 角的移相范围为（ B ） 。 A．0 o ～90 o B．0 o ～120 o C．0 o ～150 o D．0 o ～180 o 36. ( )三相半波可控整流电路中三个晶闸管的触发脉冲相位互差（ D ）。 A. 60 B. 90 C. 120 D. 180 37.( ) 三相半波可控整流电路,电阻性负载，晶闸管可能承受的最大正向电压为（ B ） 。 A．U2 B. U2 C. U2 D. 2U262 2 2 38.( ) 三相半波可控整流电路,电阻性负载，整流电压的平均值 Ud最大为（ C ） 。 A．0.9 U2 B. 0.45U2 C. 1.17U2 D. 2.45U2 39．( )三相半波可控整流电路，阻感性负载，当移相角 α=（ C ）时， ud的波形正负 面积相等。 /. A．30 o B．60 o C．90 o D．120 o 40.（ ）三相全控桥式整流电路中，共阳极组的三只晶闸管的触发脉冲相位互差（ B ） A. 60o B. 90 o C. 120 o D.150 o 41. ( )三相全控桥式整流电路中同一相上、下两只晶闸管触发脉冲相位差（ C）度。 A.60 B.90 C.120 D.180 42. ( )三相桥式全控整流电路，在交流电源一个周期里，输出电压脉动（ B ）次。 A. 2 B. 3 C. 4 D. 6 43．( )三相桥式全控整流电路，大电感负载，当 α＝（ D）时整流平均电压 Ud = 0。 A．30 o B．60 o C．90 o D． 120 o 44．( )三相桥式全控整流电路，电阻性负载时，触发角 α 的移相范围为（ D ）度。 A.0～180 o B.0～150 o C.0～120 o D.0～90 o 45．( )三相桥式全控整流电路，阻感性负载时，触发角 α 的移相范围为（ C ）度。 A.0～180 o B.0～150 o C.0～120 o D.0～90 o 46．( )三相桥式全控整流电路，电阻性负载时，当触发角（ C ）时，整流输出电 压平均值 Ud=2.34U2 COSα。 A．α≤30 o B．α≤60 o C．α≤90 o D．α= 90 o 47．( )当正弦波同步触发电路采用 NPN 晶体管时，要求同步电压比被触发晶闸管的阳极 电压滞后（ B ） 。 A．90 o B．120 o C．150 o D．180 o 48．( )为了防止逆变失败，最小逆变角限制为（ A ） 。 A.10 o～15 o B.20 o～25 o C.30 o～35 o D.40 o～45 o 49. ( )三相全控桥式整流电路，控制角 α 为（ D ）时，整流输出电压为最大值。 A.0 B.90 C.120 D.180 50. （ ）三相全控桥式整流电路，晶闸管可能承受的最大反向电压为（ C ）。 A．U2 B. U2 C. U2 D. 2U262 2 2 51. （ ）三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态时，触发角 α 的变化范围应在（ D ）之间。 A. 30 o～90 o B.60 o～90o C.90 o～120 o D.90 o～180o 52. （ ）三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态，输出电压平均值 Ud的表达式是（ A）。 A. Ud=- 2.34U2cosβ B. Ud=1.17U2cosβ C. Ud= 2.34U2cosβ D. Ud=-0.9U2cosβ 53. （ ）半控桥或有续流二极管的电路，不能实现有源逆变，是因为（ A ）。 A. 整流电压 ud 不能出现负值 B. 整流电压 ud 不可控制 C. 整流电压 ud 是脉动的 D. 整流电压 ud 的电压值太小 54. （ ）器件换流只适用于（ C ）。 A. 整流器件 B. 半控型器件 C. 全控型器件 D. 半导体器件 55. （ ）自换流是因为器件或变流器自身的原因而实现换流的，属于这类换流方式的是（ C ）。 A. 电网换流和强迫换流 B. 负载换流和电网换流 /. C. 器件换流和负载换流 D. 器件换流和强迫换流 56. （ ）外部换流是借助于外部手段而实现换流的，属于这类换流方式的是（ B ）。 A. 电网换流和强迫换流 B. 负载换流和电网换流 C. 器件换流和负载换流 D. 器件换流和强迫换流 57. （ ）实现负载换流，只要求（ C ）。 A. 负载电流和负载电压同相位 B. 负载是异步电动机 C. 负载电流的相位超前于负载电压 D. 负载电压的相位超前于负载电流 58. （ ）逆变电路根据直流侧电源性质的不同，可分为（ B ）。 A. 有源逆变电路和无源逆变电路 B. 电压型逆变电路和电流型逆变电路 C. 单相逆变电路和三相逆变电路 D. 电容式逆变电路和电感式逆变电路 59. （ ）并联谐振式逆变电路晶闸管的换流方式为（ C ）。 A. 器件换流 B. 电网换流 C. 负载换流 D. 脉冲换流 60. （ ）降压斩波电路中，已知电源电压 E =16V,负载电压 U0=12V,斩波周期 T=4μs，则 开通时间 ton=（ B）。 A. 1μs B. 2μs C. 3μs D. 4μs 61. （ ）升压斩波电路中，已知电源电压 E =30V,负载电压 U0=50V,斩波周期 T=10μs，则 开通时间 ton=（ B ）。 A.1μs B.2μs C.3μs D.4μs 62.（ ）Sepic 斩波电路的特点是（ C ）。 A. 电源电流断续但负载电流连续 B. 电源电流连续但负载电流断续 C. 电源电流和负载电流都断续 D. 电源电流和负载电流都连续 63.（ ）Zeta 斩波电路的特点是（ D ）。 A. 电源电流断续但负载电流连续 B. 电源电流连续但负载电流断续 C. 电源电流和负载电流都断续 D. 电源电流和负载电流都连续 64. （ ）交流调压电路是（ A ）。 A. 改变交流电的频率和控制晶闸管的开通相位 B. 不改变交流电的频率只控制晶闸管的开通相位 C. 只改变交流电的频率而不控制晶闸管的开通相位 D. 以交流电的周期为单位控制晶闸管 D 的通断 65. （ ）交流调功电路是（ B ）。 A. 改变交流电的频率和控制晶闸管的开通相位 B. 不改变交流电的频率只控制晶闸管的开通相位 C. 只改变交流电的频率而不控制晶闸管的开通相位 D. 以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断 B 66. （ ）PWM 控制技术的重要理论基础是（ C ）。 A. 能量守恒原理 B. 同步调制原理 C. 面积等效原理 D. 异步调制原理 67. （ ） SPWM 波形的特点是构成脉冲序列的（ B ）。 A. 脉冲的宽度按正弦规律变化 B. 脉冲的幅度按正弦规律变化 C. 脉冲的频率按正弦规律变化 D. 脉冲的周期按正弦规律变化 68. （ ）PWM 异步调制方式是载波信号和调制信号不保持同步，因而（ B ）。 A. PWM 波的脉冲个数是固定的 B. 载波频率 fc 是变化的 C. 载波比 N 是不变的 D. 载波比 N 是变化的 69. （ ）PWM 同步调制方式是载波信号和调制信号保持同步，因而（ B ）。 A. PWM 波的脉冲个数是可变的 B. 载波频率 fc 是不变化的 C. 载波比 N 是不变的 D. 载波比 N 是变化的 /. 70、（ ）单极性 PWM 控制方式和双极性 PWM 控制方式的主要区别是（ C ）。 A．载波的频率不同 B．载波的幅值不同 C．载波的极性不同 D．调制信号的频率不同 二、判断题（每题二、判断题（每题 10 分）分） 1、晶闸管与电力二极管不同，晶闸管在正向工作时不但可能处于导通状态，也可能处于阻 断状态。（ T ） 2、晶闸管的维持电流 Ih 与结温有关，结温越高，则 Ih 越大。（ F ） 3、晶闸管的门极触发电流是从门极流入晶闸管，从阴极流出的，而阳极却是晶闸管主电路 与控制电路的公共端。（ T ） 4、门极可关断晶闸管（GTO）的一个主要缺点，就是关断时门极负脉冲的峰值太大。（ T ） 5、双向晶闸管不同于普通晶闸管，属于全控型器件。 （ F ） 6、 半控桥整流电路，大电感负载时不加续流二极管，输出电压波形中没有负向面积。 ( F ) 7、单相半波可控整流电路，加了续流二极管后，变压器二次电流中就不含直流分量了。 （ F ） 8、三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b 两相的自然换相点是同一点。 （ F ） 9、三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b 两相的自然换相点不是同一点，在 相位上差 180 度。 （ F ） 10、自然换相点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，是计算各相晶闸管触发角 a 的起点。 （ F ） 11、三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次电流中含有直流分量。 （ T ） 12、三相桥式全控整流电路六个晶闸管的脉冲按 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6 的顺序相位 依次差 60 度。 （ T ） 13、三相桥式全控整流电路六个晶闸管的脉冲按 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6 的顺序相位 依次差 90 度。 （ F ） 14、变压器漏感和负载中的电感作用是相同的，都能使负载电流连续。 （ F ） 15、无源逆变指的是不需要逆变电源的逆变电路。 （ F ） 16、无源逆变指的是把直流电能转变成交流电能回送给电网。 （ F ） 17、只要晶闸管的控制角 a＞π/2，就可产生逆变。 （ F ） 18、只有逆变电路才涉及换流问题，整流电路没有换流问题。 （ T ） 19、只要阻感性负载上电压波形 ud 出现了了负的部分，电路就发生逆变了。 （ F ） 20、并联谐振式逆变电路负载必须是呈电容性电路。 （ F ） 21、直流斩波电路只能实现降低输出直流电压的作用 （ F ） 22、续流二极管的作用就是使负载的电流连续，因此只要加上续流二极管，负载电流就一定 连续了。 （ T ） 23、只要是整流电路就能实现逆变。 （ F ） 24、带隔离的直流—直流变流电路分为单端和双端电路两大类。在单端电路中，变压器中流 过的是直流脉动电流，而双端电路中，变压器中的电流为正负对称的交流电流。 （ F ） 25、带隔离的直流—直流变流电路中的半桥电路，每个开关各自的占空比不能超过 50％， 并应留有裕量。而全桥电路无此要求。 （ F ） 26、交流调功电路和交流调压电路的电路形式完全相同，控制方式也相同。 （ T ） 27、交—交变频电路输出频率是可以任意调节的，不受限制。 （ F ） 三三、简答题（简答题（2020 分）分） 1、晶闸管除门极触发外，其他几种可能导通的情况分别是什么？（4 分） /. (1)(1)阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应（2）阳极电压上升率阳极电压上升率 d du u/d/dt t过高过高(3)结温较结温较 高（高（4 4）光触发）光触发 2、总结晶闸管的工作原理，可以归纳出晶闸管正常工作时的特性如下：（4 分） （（1 1）当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通）当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通 。 （2）当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通 。 （3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极触发电流是否还存在，晶闸管都保晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极触发电流是否还存在，晶闸管都保 持导通持导通 。 （（4 4）若要使已导通的晶闸管关断，只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流）若要使已导通的晶闸管关断，只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流 降到接近于零的某一数值以下。降到接近于零的某一数值以下。 3、电力 MOSFET 是用栅极电压来控制漏极电流的，它的特点有：（4 分） （（1 1）驱动电路简单，需要的驱动功率小。）驱动电路简单，需要的驱动功率小。 （（2 2）开关速度快，工作频率高。）开关速度快，工作频率高。 （3）热稳定性优于热稳定性优于 GTRGTR。。 （4）电流容量小，耐压低，多用于功率不超过电流容量小，耐压低，多用于功率不超过 10kW10kW 的电力电子装置的电力电子装置 4、单相全波与单相全控桥两者的区别在于：（3 分） （（1 1）单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多。）单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多。 （（2 2）单相全波只用）单相全波只用 2 2 个晶闸管，比单相全控桥少个晶闸管，比单相全控桥少 2 2 个，相应地，门极驱动电路也少个，相应地，门极驱动电路也少 2 2 个；个； 但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的 2 2 倍。倍。 （（3 3）单相全波导电回路只含）单相全波导电回路只含 1 1 个晶闸管，比单相桥少个晶闸管，比单相桥少 1 1 个，因而管压降也少个，因而管压降也少 1 1 个。个。 5、三相桥式全控整流电路的 5 个特点分别是：（5 分） （一）每个时刻均需（一）每个时刻均需 2 2 个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，共阴极组的和共阳极组个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，共阴极组的和共阳极组 的各的各 1 1 个，且不能为同一相的晶闸管。个，且不能为同一相的晶闸管。 （二）对触发脉冲的要求（二）对触发脉冲的要求 （1）6 6 个晶闸管的脉冲按个晶闸管的脉冲按 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6 的顺序，相位依次差的顺序，相位依次差 6060  。 （（2 2）共阴极组）共阴极组 VT1VT1、、VT3VT3、、VT5VT5 的脉冲依次差的脉冲依次差 120120 ，共阳极组，共阳极组 VT4VT4、、VT6VT6、、VT2VT2 也依次差也依次差 120120  。 （（3 3）同一相的上下两个桥臂，即）同一相的上下两个桥臂，即 VT1VT1 与与 VT4VT4，，VT3VT3 与与 VT6VT6，，VT5VT5 与与 VT2VT2，脉冲相差，脉冲相差 180180  （三）整流输出电压（三）整流输出电压udud一周期脉动一周期脉动 6 6 次，每次脉动的波形都一样，故该电路为次，每次脉动的波形都一样，故该电路为 6 6 脉波整流脉波整流 电路。电路。 （四）在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证同时导通（四）在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证同时导通 的的 2 2 个晶闸管均有脉冲个晶闸管均有脉冲 （（1 1）宽脉冲触发）宽脉冲触发 ：使脉冲宽度大于：使脉冲宽度大于 6060 （一般取（一般取 8080 ——100100 ）） （（2 2）双脉冲触发）双脉冲触发 ：用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差：用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差 6060 ，脉宽一般为，脉宽一般为 2020 ——3030  。。 （（3 3）常用的是双脉冲触发。）常用的是双脉冲触发。 （五）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也一（五）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也一 样。样。 6、变压器漏感对整流电路影响的一些结论:（5 分） 1 1）出现换相重叠角）出现换相重叠角 ，整流输出电压平均值，整流输出电压平均值UdUd降低。降低。2 2）整流电路的工作状态增多。）整流电路的工作状态增多。3 3）） 晶闸管的晶闸管的 d di i/d/dt t减小，有利于晶闸管的安全开通。有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的减小，有利于晶闸管的安全开通。有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的 d di i/d/dt t。。4 4）换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的）换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的 d du u/d/dt t，可能使晶闸管误导通，为此必须，可能使晶闸管误导通，为此必须 加吸收电路。加吸收电路。 5 5）换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。）换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。 7、产生逆变的条件是：（2 分） 1）要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均 电压。电压。 2）要求晶闸管的控制角要求晶闸管的控制角 > > /2/2，使，使UdUd为负值。为负值。 /. 8、逆变失败的原因是：（4 分） 1 1）触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时）触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时 等，致使晶闸管不能正常换相。等，致使晶闸管不能正常换相。 2 2）晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通。）晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通。 3 3）交流电源缺相或突然消失。）交流电源缺相或突然消失。 4 4）换相的裕量角不足，引起换相失败。）换相的裕量角不足，引起换相失败。 9、逆变电路中，换流方式一般分为 4 种，分别是：（4 分） （（1 1）器件换流（）器件换流（2 2）电网换流（）电网换流（3 3）负载换流（）负载换流（4 4）强迫换流）强迫换流 10、什么是电压逆变电路？电压型逆变电路有什么特点：（4 分） （一）直流侧是电压源。（一）直流侧是电压源。 （二）特点：（二）特点：1 1）直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无）直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无 脉动。脉动。 2 2）由于直流电压源的钳位作用，输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不）由于直流电压源的钳位作用，输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不 同。同。 3 3）阻感负载时需提供无功功率，为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆）阻感负载时需提供无功功率，为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆 变桥各臂并联反馈二极管。变桥各臂并联反馈二极管。 11、什么是电流逆变电路？电流型逆变电路有什么特点：（4 分） （一）直流电源为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。（一）直流电源为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。 （二）特点：（二）特点：1 1）直流侧串大电感，）直流侧串大电感， 电流基本无脉动，相当于电流源。电流基本无脉动，相当于电流源。2 2）交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关，输出电）交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关，输出电 压波形和相位因负载不同而不同。压波形和相位因负载不同而不同。3 3）直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件）直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件 反并联二极管。反并联二极管。 12、斩波电路有哪三种控制方式？分别是：（3 分） （（1 1）脉冲宽度调制（）脉冲宽度调制（PWMPWM）：）：T T不变，改变不变，改变tonton。。 （（2 2）频率调制：）频率调制：TonTon不变，改变不变，改变T T。。 （（3 3）混合型：）混合型：TonTon和和T T都可调，改变占空比都可调，改变占空比 13、采用直--交—直电路完成直流—直流的变换有以下原因：（4 分） （（1 1）输出端与输入端需要隔离。）输出端与输入端需要隔离。 （（2 2）某些应用中需要相互隔离的多路输出。）某些应用中需要相互隔离的多路输出。 （（3 3）输出电压与输入电压的比例远小于）输出电压与输入电压的比例远小于 1 1 或远大于或远大于 1 1。。 （（4 4）交流环节采用较高的工作频率，可以减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和重量。）交流环节采用较高的工作频率，可以减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和重量。 14、什么是交流调压电路和交流调功电路？二者各运用于什么样的负载？（4 分） （（1）交流调压电路：在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，调节输出电压有效值）交流调压电路：在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，调节输出电压有效值 的电路。电阻负载（的电路。电阻负载（2）交流调功电路：以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断，改变通）交流调功电路：以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断，改变通 态周期数和断态周期数的比，调节输出功率平均值的电路。阻感负载态周期数和断态周期数的比，调节输出功率平均值的电路。阻感负载 15、什么是异步调制？什么是同步调制？两者各有何特点？（4 分） （一）载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制（一）载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制 1 通常保持载波频率通常保持载波频率 fc 固定不变，因而当信号波频率固定不变，因而当信号波频率 fr 变化时，载波比变化时，载波比 N 是变化的。是变化的。2 在在 信号波的半个周期内，信号波的半个周期内，PWM 波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对 称，半周期内前后称，半周期内前后 1/4 周期的脉冲也不对称。周期的脉冲也不对称。3 当当 fr 较低时，较低时，N 较大，一周期内脉冲数较多，较大，一周期内脉冲数较多， 脉冲不对称产生的不利影响都较小，脉冲不对称产生的不利影响都较小，PWM 波形接近正弦波。波形接近正弦波。4 当当 fr 增高时，增高时，N 减小，一周减小，一周 期内的脉冲数减少，期内的脉冲数减少，PWM 脉冲不对称的影响就变大，输出脉冲不对称的影响就变大，输出 PWM 波和正弦波的差异变大，波和正弦波的差异变大， 对于三相对于三相 PWM 型逆变电路来说，三相输出的对称性也变差。型逆变电路来说，三相输出的对称性也变差。5 在采用异步调制方式时，希在采用异步调制方式时，希 望采用较高的载波频率，以使在信号波频率较高时仍能保持较大的载波比。望采用较高的载波频率，以使在信号波频率较高时仍能保持较大的载波比。 （二）载波比（二）载波比 N 等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。 1 fr 变化时载波比变化时载波比 N 不变，信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。不变，信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。 2 在三相在三相 PWM 逆变电路中，通常公用一个三角波载波，为了使三相输出波形严格对称和一逆变电路中，通常公用一个三角波载波，为了使三相输出波形严格对称和一 相的相的 PWM 波正负半周镜对称，取波正负半周镜对称，取 N 为为 3 的整数倍且为奇数。的整数倍且为奇数。 /. 3 当逆变电路输出频率很低时，同步调制时的当逆变电路输出频率很低时，同步调制时的 fc 也很低，也很低，fc 过低时由调制带来的谐波不易滤过低时由调制带来的谐波不易滤 除，当负载为电动机时也会带来较大的转矩脉动和噪声；当逆变电路输出频率很高时，同步除，当负载为电动机时也会带来较大的转矩脉动和噪声；当逆变电路输出频率很高时，同步 调制时的调制时的 fc 会过高，使开关器件难以承受。会过高，使开关器件难以承受。 四、原理分析题（四、原理分析题（20 分）分） 1、结合波形图，说明负载换流电路的工作原理。 2、结合波形图，说明单相半桥电压型逆变电路的工作原理。 3、结合波形图，说明单相桥式电流型逆变电路的工作原理。 /. 4、指出图 1 为何种直流斩波电路，并说明其工作原理（不画波形图） 。 图 1图 2 5、指出图 2 为何种直流斩波电路，并说明其工作原理（不画波形图） 。 图 3 图 4 6、指出图 3 为何种直流斩波电路，并说明其工作原理（不画波形图） 。 7、指出图 4 为何种直流斩波电路，并说明其工作原理（不画波形图） 。 /. 图 5图 6 8、指出图 5 为何种直流斩波电路，并说明其工作原理（不画波形图） 。 9、指出图 6 为何种直流斩波电路，并说明其工作原理（不画波形图） 。 图 7 图 8 10、指出图 7 为何种电路，并说明其工作原理（不画波形图） 。 图 9图 10 11、指出图 8 为何种电路，并说明其工作原理（不画波形图） 12、指出图 9 为何种电路，并说明其工作原理（不画波形图） 13、指出图 10 为何种电路，并说明其工作原理（不画波形图） /. 图 11图 12 14、指出图 11 为何种电路，并说明其工作原理（不画波形图） 15、指出图 12 为何种电路，并说明其工作原理（不画波形图） 16、简述下图斩控式调压电路的工作原理及用途。 R L 图4-7 u1 i1 uo V1 V2 VD1 VD2 V3 V4 VD4 VD3 五、计算题五、计算题 （（10 分） 1、、 图图 1-43 中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为 Im，试计算各，试计算各 波形的电流平均值波形的电流平均值 Id1、、Id2、、Id3与电流有效值与电流有效值 I1、、I2、、I3。。 00222   4  4  2 5 4 a) b)c) 图1-43 0 2、单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出电路原理图及整流二极管在一周内承受 的电压波形。(4 分) 3、在三相半波整流电路中，如果 A 相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性 负载下整流电压 ud的波形。 （4 分） /. 4、图 x 是什么斩波电路？已知 E=200V，R=10Ω，L 值极大， Em=30V，T=50μs,ton=20μs,计算输出电压平均值 Uo，输出电流平均值 Io。 （6 分） 5、图 x 是什么斩波电路？已知 E=50V，L 值和 C 值极大，R=20Ω，采用脉宽调制控制 方式，当 T=40μs，ton=25μs 时，计算输出电压平均值 Uo，输出电流平均值 Io。 （6 分） 6、绘制直流降压斩波电路图，并且已知 E=600V，R=20Ω，L 值极大， Em=20V，T=60μs,ton=20μs,计算输出电压平均值 Uo，输出电流平均值 Io。 7、绘制升压斩波电路图，并且已知 E=60V，L 值和 C 值极大，R=10Ω，采用脉宽调制 控制方式，当 T=40μs，ton=10μs 时，计算输出电压平均值 Uo，输出电流平均值 Io。 六、计算题六、计算题 （（20 分题）分题） 1．单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中 R＝2Ω，L 值极大，当 α＝30时，要求： ①作出 ud、id、和 i2的波形； ②求整流输出平均电压 Ud、电流 Id，变压器二次电流有效值 I2； ③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 2．单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中 R=2Ω，L 值极大，反电势 E=60V，当 a =30 时，要求：