电力电子技术试卷(含简答题答案).doc

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1、山东科技大学2011—2012学年第一学期《现代电力电子技术》考试试卷班级姓名学号题号一二三四总得分评卷人审核人得分一、（本题30分，每小题3分）晶闸管三相桥式全控整流电路，R-L负载。已知整流变压器二次电压U2=220V，直流回路R=10Ω，L足够大，α=30°。作以下计算或绘图：1.整流输出直流电压Ud；2.流过晶闸管的电流有效值IVT；3.整流变压器副边相电流有效值I2；4.晶闸管承受的最大电压Um；5.负载取用的有功功率P；6.整流电路的功率因数λ；7.绘制负载电压ud的波形；8.绘制晶闸管电压uVT1的波形；9.绘制晶闸管电流iVT1的波形；1

2、0.绘制变压器副边a相电流ia的波形。二、（本题25分，第4小题9分，其余各小题4分）斩波电路如图所示。输人电压为27V±10％，保持输出电压为15V不变，电路的最大输出功率为100W，最小功率为10W。IGBT饱和导通电阻RT＝0.2Ω，轻载时关断时间为5μs，忽略开通时间，若工作频率为20kHz。1.求占空比D变化范围；2.保证整个工作范围内电感电流连续时的电感L值；3.当输出纹波电压时，求滤波电容C值；4.如电感临界电流的平均值ILB=4A，求临界电感LB值，并求在最小输出功率时的占空比；5.如电感的等效电阻RL=0.025Ω，在最低输出电压最大输

3、出功率时，求最大占空比和效率。三、（本题25分，每小题2.5分）回答下列问题：1.晶闸管导通和关断的条件是什么？.晶闸管可否作线性放大器使用？为什么？2.在有源逆变的整流系统中，逆变颠覆的原因是什么？3.谐振开关逆变技术的主要思想是什么？4.简述现代电力电子技术主要研究的内容及其应用领域。5.试以三相桥式全控整流电路为例分析交流侧电抗对整流电路的影响。6.逆变电路多重化的目的是什么？如何实现？串联多重和并联多重逆变电路各用于什么场合？7什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点？8换流方式有哪几种？各有什么特点？9试分别简述升压型斩波电

4、路和Cuk斩波电路的基本原理，并比较其异同点。10.交流调压电路和交流调工电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？为什么？四、（本题20分）晶闸管单相桥式有源逆变电路1.如果U2=100V，

5、E

6、=60V，R=5Ω，在Id=2A时α为多少？2.此时流过晶闸管的电流有效值是多少？3.直流电源供出的功率是多少？4.交流电源向变流器汲取的功率是多少？谐振开关电路的，开关器件在零电压或者零电流条件下切换，这样理论上开关损耗为零，使得器件动态过程大为改观，缓冲电路也成为多余，散热器的尺寸明显减小，开关器件可以再高可靠性和高效率条件下工作。1.晶闸管导通和关断的条

7、件是什么？晶闸管可否作线性放大器使用？为什么？答：晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或：uAK>0且uGK>0。晶闸管关断的条件是：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，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。晶闸管不能作线性放大器使用，MOS管，在开通的一小段门极电压范围内事线性放大的，但是不稳定，因为MOS管会受到工作温度的影响，导致门极电压导通特性的微小变化，这种变化很少有人来设计反馈电路来抑制。2.在有源逆变的整流系统中，逆变颠覆（失败）的原因是什么？答：（1）定义：逆

8、变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。（2）防止逆变失败的方法：采用精确可靠的触发电路；使用性能良好的晶闸管；保证交流电源的质量；留出充足的换向裕量角β等。（3）逆变颠覆（失败）的原因：课本P85对应第2题3.谐振开关逆变技术的主要思想是什么？（软开关）P187答：主要解决电路中的开关损耗和开关噪声问题，使开关频率可以大幅度提高。通过在开关过程前后引入谐振，使开关开通前电压线降到零，关断前电流先降到零，就可

9、以消除开关过程中电压、电流的重叠，降低他们的变化率，从而大大减小甚至消除开关损耗。同时，谐振过程限制了开关过程中的电压和电流的变化率，这使得开关噪声也明显减小。4.简述现代电力电子技术主要研究的内容及其应用领域。答：现代电力电子技术主要研究的内容：（1）电力电子器件，例如IGBT，电力MOSFET等；（2）电力电子电路，例如AC/DC，DC/DC，AC/AC，DC/AC等。应用领域：电力电子技术的应用范围十分广泛，它不仅用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广泛的应用。5

10、.试以三相桥式全控整流电路为例分析交流侧电抗对整流电路的影响。P63答：出现换相