电力电子技术试题

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1、电子科技大学2012-2013学年第2学期期末考试A卷课程名称：电力电子技术考试形式：开卷考试日期：20年月日考试时长：____分钟课程成绩构成：平时10%，期中--%，实验20%，期末70%本试卷试题由__7___部分构成，共__8__页。题号一二三四五六七合计得分得分一、简述题：5题（共20分，共5题，每题4分）1、与信息电子电路的MOSFET相比，解释电力MOSFET能够耐受高电压和大电流能力的结构特点？答：1）电力MOSFET大都采用垂直导电结构（2分），这大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。2）与信息电子电路的

2、MOSFET相比，电力MOSFET多了一个N-漂移区（低掺杂N区）（2分），这是用来承受高电压。2、整流电流逆变产生的条件是什么？如何防止逆变失败？答：整流电流逆变产生的条件：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电压。（1分）2）要求晶闸管的控制角a>p/2，使Ud为负值。（1分）如何防止逆变失败：1）采用精确可靠的触发电路；（0.5分）2）使用性能良好的晶闸管；（0.5分）3）保证交流电源的质量；（0.5分）4）必须保证b≥bmin。（0.5分）3、交交变频的最高输入频率是多少？制约输

3、出频率提高的因数是什么？答：构成交交变频电路的两组变流电路的脉波数越多，最高输出频率就越高（1分）。当交交变频电路中采用常用的6脉波三相桥式整流电路时，最高输出频率不应高于电网频率的1/3~1/2。当电网频率为50Hz时，交交变频电路输出的上限频率为20Hz左右。（1分）当输出频率增高时，输出电压一周期所包含的电网电压段数减少，波形畸变严重，电压波形畸变（1分）和由此引起的电流波形畸变以及电动机的转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素（1分）。4、什么是异步调制?什么是同步调制？二者各有何特点？答：载波信号和调制信号不保持同步的调制

4、方式称为异步调制。（1分）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（1分）。异步调制的主要特点：当信号波频率较低时（0.5分），载波比N较大，一周期内的脉冲数较多，正负半周期脉冲不对称和半周期内前后1/4周期脉冲不对称产生的不利影响都较小，PWM波形接近正弦波。当信号波频率增高时（0.5分），载波比N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大，有时信号波的微小变化还会产生PWM脉冲的跳动。同步调制的主要特点是：当逆变电路输出频率很低时（0.5分），同步调制时的载波频率fc也很低。fc过低时

5、由调制带来的谐波不易滤除。当逆变电路输出频率很高时（0.5分），同步调制时的载波频率fc会过高，使开关器件难以承受。5、根据软开关发展历程，可以将软开关分为哪3类？3类软开关电路又可细分为哪些电路？答：准谐振电路、零开关PWM电路和零转换PWM电路（1分）。准谐振电路分类：零电压开关准谐振电路；零电流开关准谐振电路；零电压开关多谐振电路；用于逆变器的谐振直流环节。（1分）零开关PWM电路：零电压开关PWM电路；零电流开关PWM电路。（1分）零转换PWM电路：零电压转换PWM电路；零电流转换PWM电路。（1分）得分二、综合题（共15

6、分）1．根据器件英文符号写出对应中文名称，并画出其电气符号。(7分)PowerDiode：电力二极管Thyristor：晶闸管GTO：门极可关断晶闸管EGTR：电力晶体管N型PowerMOSFET：N型电力场效应晶体管IGBT：绝缘栅双极晶体管电气符号不要求电气符号不要求MCT：MOS控制晶闸管SIT：静电感应晶体管（评分标准：符号或名称错一个扣0.5分）2．对第1问中所提8个器件按如下要求进行分类。(8分)按照载流子参与导电情况单极型器件：N型PowerMOSFET；SIT；双极型器件：PowerDiode；Thyristor；

7、GTO；GTR；复合型器件：IGBT；MCT；按照门极驱动信号性质分类电压型驱动型器件：N型PowerMOSFET；SIT；IGBT；MCT；电流型驱动型器件：Thyristor；GTO；GTR；（评分标准：对一个得0.5分）得分三、综合题（共18分）如图1所示为晶闸管三相桥式整流电路，回答下列问题。1、当负载为大电感负载时，移相范围是0~90°（1分）。设触发角，请在图2中画出此时整流器输出电压Ud和晶闸管电流在一个周期内的波形。（5分）图1图2评分标准：Ud（2分）、流（2分）2）设该电路为大电感负载且工作于整流状态。相电压有

8、效值，负载中,当时，试计算整流输出平均电压、负载电流和晶闸管电流平均值;考虑安全裕量（按2倍计算），确定晶闸管的额定电压和额定电流。（10分）解：（2分）（2分）（2分）晶闸管承受的最大反向电压为：（1分）流过每个晶闸管的电流的有效值为：（1分）故