哈工大2009年电力电子技术考试试题.pdf

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1、哈工大2009年春季学期班号电力电子技术试题A姓名题号一二三四五六七八九总分分数阅卷人（注：卷面80分，平时成绩20分）答题所需参考信息：有关波形及其傅立叶级数一、选择题（5分）下列电力电子器件A.SCRB.GTOC.GTRD.P.MOSFETE.IGBTF.电力二极管属于半控型器件的是，属于全控型器件的是,属于单极型的是,属于电流驱动的是,工作频率最高的是,第1页（共10页）试题：班号：姓名：二、简答题（5小题，共17分）本题得分1.从晶闸管的物理结构角度，分析为什么晶闸管一旦触发导通之后，就可以自锁导通，而不再需要触发电流？晶闸管导通之后，门极

2、就失去控制作用，那么如何使已导通的晶闸管关断？（4分）2.画出IGBT的RCD缓冲电路的电路图，并简述RCD缓冲电路中各器件的作用。（5分）3.直流开关电源与直流线性电源相比具有体积小、效率高等优点，试简要分析其原因？（4分）第2页（共10页）试题：班号：姓名：4.双桥反并联的晶闸管直流电动机系统,当电机正向电动时，变流器和电动机的工作状态如图1所示。试回答：当电机正向制动时，哪组变流器工作?该变流器工作于整流状态还是逆变状态，并简述理由。（2分）图15.图2为电力MOSFET的驱动电路，其中光耦的作用是什么？为什么在栅源之间并联稳压管，试分析其作

3、用。（2分）图2第3页（共10页）试题：班号：姓名：本题得分三．单相桥式晶闸管整流电路如图3所示，交流电源vs的有效值为220V，负载中rd=2Ω，Ld值足够大，输出电流平直连续，反电势Ed=100V。回答下列问题：（8分）1）稳态时电机处于电动状态，电机电流的平均值Io=10A，写出此时触发角α的计算表达式。2）触发角α=45°时，在一个工频电周期内，画出输出电压vd及输入电流is的波形（两个波形的相位应彼此对应），并计算此时整流电路的功率因数PF。图3第4页（共10页）试题：班号：姓名：本题得分四．图4为晶闸管三相桥式全控整流电路，输入为三相工

4、频电源，负载电流连续，当α=π/3时，回答下列问题：（6分）1）在图5工频线电压波形上方的对应位置画出各器件的触发脉冲，并标明该脉冲所对应的器件号。2）在图5中工频线电压波形的基础上，画出整流输出电压ud一个工频电周期的波形。3）如果有一个晶闸管VT6不能导通，在图6中画出此时的整流输出电压ud波形；图4图5图6第5页（共10页）试题：班号：姓名：本题得分五．在图7所示的降压斩波电路中，已知E=200V，R=2Ω，L值足够大，电感电流连续平直，EM=100V，开关频率fs=10KHz,器件导通占空比为0.6,回答下列问题：（10分）1）计算输入电流

5、平均值Iv和输出电流平均值Io2）在1个开关周期上，画出如下波形：输出电压uo，器件VD上电流iv（时间轴上应有准确的时间标注，各波形的时间轴应相同）3）计算器件VD上电流平均值IdVD和有效值IVD。图7第6页（共10页）试题：班号：姓名：本题得分六．三相桥式逆变器如图8所示，方波控制方式（180º导电方式）。负载为三相平衡的纯阻性负载，Y形连接。回答下列问题：（6分）1）在图9中画出稳态时一个开关周期内，下列电压的波形（幅值应符合图中的要求）：vvvUN',VN',UV2）设Ud＝300V，试计算输出线电压vUV的基波有效值。图8图9第7页（共

6、10页）试题：班号：姓名：本题得分七．图10所示的单相全桥逆变电路工作于双极性SPWM模式，采用调制的方法产生器件的开关控制信号，信号波和载波如图11所示，其中信号波的峰值为4V，三角波的峰值为5V。试回答下列问题：（10分）1）在图11中画出1个调制信号波周期内V1的开关控制信号波形ug1（高电平表示开通，低电平表示关断），以及输出电压uo的波形。2）在图11的调制情况下，频率调制比是多少？若采用同步调制方式，当信号波的频率分别为10Hz和50Hz时，三角波的频率分别是多少？3）设Ud＝300V，在图11的调制情况下，试计算输出电压uo的基波有效

7、值。图10uucurOtug1tuoUdt-Ud图11第8页（共10页）试题：班号：姓名：本题得分八．图12为工作于双极性PWM控制方式的桥式DC－DC变换电路，电机处于电动状态，E＝200V，R＝2Ω，L足够大，电机电流平直连续，EM＝100V。此时将电机转为制动状态，且平均制动电流为10A,回答下列问题：（6分）1）求开关器件V1的控制占空比。2）画出开关器件V1驱动信号的波形（高电平为开通，低电平为关断），并与之对应地画出负载电压uo的波形。3）说明开关器件V1开通和关断时，负载电流的通路。图12第9页（共10页）试题：班号：姓名：九、设计题

8、（2小题，共12分）本题得分1.设计一个直流斩波器，满足以下要求：输入电压E在50V～60V之间变化，输出电压Uo经调节后