电力电子技术试题20套及答案.docx

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电力电子技术试题20套及答案

考试试卷

（1）卷

一、填空题（本题共8小题，每空1分，共20分）

1、电子技术包括______________和电力电子技术两大分支，通常所说的模拟电子技术和数字电子技术就属于前者。

2、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在_________状态。

当器件的工作频率较高时，_________损耗会成为主要的损耗。

3、在PWM控制电路中，载波频率与调制信号频率之比称为_____________，当它为常数时的调制方式称为_________调制。

在逆变电路的输出频率围划分成若干频段，每个频段载波频率与调制信号频率之比为桓定的调制方式称为___分段同步_________调制。

4、面积等效原理指的是，___冲量______相等而__形状_____不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。

5、在GTR、GTO、IGBT与MOSFET中，开关速度最快的是__MOSFET_，单管输出功率最大的是__GTO_，应用最为广泛的是__IGBT___。

6、设三相电源的相电压为U2，三相半波可控整流电路接电阻负载时，晶闸管可能承受的最大反向电压为电源线电压的峰值，即            ，其承受的最大正向电压为             。

7、逆变电路的负载如果接到电源，则称为逆变，如果接到负载，则称为逆变。

8、如下图，指出单相半桥电压型逆变电路工作过程中各时间段电流流经的通路（用V1,VD1,V2,VD2表示）。

（1） 0~t1时间段，电流的通路为___VD1_____；

（2） t1~t2时间段，电流的通路为___V1____；

（3） t2~t3时间段，电流的通路为__VD2_____；（4） t3~t4时间段，电流的通路为__V2_____；（5） t4~t5时间段，电流的通路为___VD1____；

二、选择题（本题共10小题，前4题每题2分，其余每题1分，共14分）

1、单相桥式PWM逆变电路如下图，单极性调制工作时，在电压的正半周是（B）

A、V1与V4导通，V2与V3关断

B、V1常通，V2常断，V3与V4交替通断

C、V1与V4关断，V2与V3导通

D、V1常断，V2常通，V3与V4交替通断

2、对于单相交流调压电路，下面说法错误的是（C）

A、晶闸管的触发角大于电路的功率因素角时，晶闸管的导通角小于180度

B、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角时，必须加宽脉冲或脉冲列触发，电路才能正常工作

C、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角正常工作并达到稳态时，晶闸管的导通角为180度

D、晶闸管的触发角等于电路的功率因素角时，晶闸管的导通角不为180度

3、在三相三线交流调压电路中，输出电压的波形如下图所示，在t1~t2时间段，有（）晶闸管导通。

A、1个B、2个C、3个D、4个

4、对于单相交交变频电路如下图，在t1~t2时间段，P组晶闸管变流装置与N组晶闸管变流装置的工作状态是（）

A、P组阻断，N组整流B、P组阻断，N组逆变

C、N组阻断，P组整流D、N组阻断，P组逆变

5、电阻性负载三相半波可控整流电路中，控制角的围是（D）

A、30°～150 B、0°～120°C、15°～125°D、0°～150°

6、桓流驱动电路中加速电容C的作用是（A）

A、加快功率晶体管的开通B、延缓功率晶体管的关断

C、加深功率晶体管的饱和深度D、保护器件

7、直流斩波电路是一种（C）变换电路。

A、AC/ACB、DC/ACC、DC/DCD、AC/DC

8、为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储时间，桓流驱动电路经常采用（B）

A、du/dt抑制电路B、抗饱和电路C、di/dt抑制电路D、吸收电路

9、已经导通的晶闸管的可被关断的条件是流过晶闸管的电流（A）

A、减小至维持电流以下B、减小至擎住电流以下

C、减小至门极触发电流以下D、减小至5A以下

10、IGBT是一个复合型的器件，它是（B）

A、GTR驱动的MOSFETB、MOSFET驱动的GTR

C、MOSFET驱动的晶闸管D、MOSFET驱动的GTO

三、简答题（共3小题，22分）

1、简述晶闸管导通的条件与关断条件。

（7分）

2、电压型逆变电路的主要特点是什么？

（8分）

3、简述实现有源逆变的基本条件，并指出至少两种引起有源逆变失败的原因（7分）

四、作图题（共2小题，每题12分，共24分）

1、三相全控桥，阻感负载，主回路整流变压器的接法是D,y5，采用NPN管的锯齿波触发器，要求在整流与逆变状态运行。

同步变压器二侧电压经R-C滤波器滤波后（滞后角为30°）接到触发电路。

同步变压器的的接法为Y/Y-10，4接法，如下图所示，选择晶闸管的同步电压。

（要给出分析过程，分析依据）

晶 闸 管

VT1

VT2

VT3

VT4

VT5

VT6

主电路电压

+Uu

-Uw

+Uv

-Uu

+Uw

-Uv

同步电压

2、电路与波形如图所示。

（1）若在t1时刻合上K，在t2时刻断开K，画出负载电阻R上的电压波形；

（2）若在t1时刻合上K，在t3时刻断开K，画出负载电阻

R上的电压波形。

（ug宽度大于3600）。

（a）电路图（b）输入电压u2的波形图

五、计算题（共1小题，共20分）

1、电路如图所示，单相全控桥式整流电路接大电感负载，R=4Ω，U2=220V。

（1）触发角为60°时，（a）试求Ud、Id、晶闸管电流平均值IdVT、晶闸管电流有效值IVT、变压器副边电流有效值I2；（b）作出ud、id、iVT2、i2的波形图（图标清楚，比例适当）。

（2）当负载两端接有续流二极管时，（a）试求Ud、Id、IdVT、IVT、IVD、IdVD、I2；（b）作出ud、id、iVT2、iVD、i2的波形图（图标清楚，比例适当）。

考试试卷

（2）卷

一、填空题（本题共6小题，每空1分，共15分）

1、_____GTR____存在二次击穿现象，____________存在擎住现象。

2、功率因数由             和      这两个因素共同决定的。

3、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是           _措施。

4、同一晶闸管，维持电流IH与掣住电流IL在数值大小上有IL_       IH。

5、电力变换通常可分为：

        、        、      和        。

6、在下图中，_V1______和_____VD1___构成降压斩波电路使直流电动机电动运行，工作于第1象限；__V2_____和___VD2____构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变成为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行，工作于_2___象限。

二、选择题（本题共11小题，9，10，11小题每题2分，其余每题1分共14分）

1、下列电路中，不可以实现有源逆变的有（D）。

A、三相半波可控整流电路B、三相桥式全控整流电路

C、单相桥式可控整流电路D、单相全波可控整流电路外接续流二极管

2、晶闸管稳定导通的条件（A）

A、晶闸管阳极电流大于晶闸管的擎住电流

B、晶闸管阳极电流小于晶闸管的擎住电流

C、晶闸管阳极电流大于晶闸管的维持电流

D、晶闸管阳极电流小于晶闸管的维持电流

3、三相半波可控整流电路的自然换相点是（B）

A、交流相电压的过零点

B、本相相电压与相邻相电压正半周的交点处

C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°

D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°

4、若增大SPWM逆变器的输出电压基波频率，可采用的控制方法是（C）

A、增大三角波幅度B、增大三角波频率

C、增大正弦调制波频率D、增大正弦调制波幅度

5、三相半波可控整流电路中，晶闸管可能承受的反向峰值电压为（D）

A、U2B、U2C、2U2D.U2

6、晶闸管电流的波形系数定义为（B）

A、B、C、Kf=IdT·ITD、Kf=IdT-IT

7、降压斩波电路中，已知电源电压Ud=16V，负载电压Uo=12V，斩波周期T=4ms，则开通时Ton=（C）

A、1msB、2msC、3msD、4ms

8、关于单相桥式PWM逆变电路，下面说确的是（C）

A、在一个周期单极性调制时有一个电平，双极性有两个电平

B、在一个周期单极性调制时有两个电平，双极性有三个电平

C、在一个周期单极性调制时有三个电平，双极性有两个电平

D、在一个周期单极性调制时有两个电平，双极性有一个电平

9、对于单相交交变频电路如下图，在t2~t3时间段，P组晶闸管变流装置与N组晶闸管变流装置的工作状态是（）

A、P组阻断，N组整流B、P组阻断，N组逆变

C、N组阻断，P组整流D、N组阻断，P组逆变

10、在三相三线交流调压电路中，输出电压的波形如图所示，在t2~t3时间段，有（B）晶闸管导通。

A、1个B、2个C、3个D、4个

三、简答题（本题共4小题，共30分）

1、电压型逆变电路的主要特点是什么？

（7分）

2、某一晶闸管，额定电压为300V，额定电流为100A，维持电流为4mA，使用在下图所示的各电路中是否合理?

说明其理由。

（不考虑电压、电流裕量）（8分）

3、下面BOOST升压电路中，电感L、电容C与二极管的作用是什么？

（7分）

4、变压器漏感对整流电路有什么影响？

（8分）

四、作图题（本题共3小题，共26分）

1、画出三相桥式全控整流电路带阻感负载的原理图，并给图中6个晶闸管写上正确的编号，编号写在晶闸管的正上方或正下方。

变压器采用Δ/Y接法。

（8分）

2、画出下图对应的Ud、iT1、VT1的波形其中虚线为脉冲信号。

（12分）

3、将控制电路、检测电路、驱动电路、主电路填入以下框图中，组成一个电力电子应用系统。

（6分）

六、计算题（本题共1小题，共15分）

1、有一个三相全控桥整流电路。

已知电感负载L=0.2H、α=60°、R=1Ω、变压器二次相电压U2=100V。

试画出Ud的波形，计算负载端输出的直流电压Ud和负载电流平均值Id，计算变压器二次电流的有效值I2

考试试卷（3）卷

一、填空题：

（本题共7小题，每空1分，共20分）

1、请在正确的空格标出下面元件的简称：

电力晶体管　GTR；可关断晶闸管　GTO  ；功率场效应晶体管　   MOSFET   　；绝缘栅双极型晶体管IGBT　       ；IGBT是    MOSFET       和       GTR    的复合管。

2、晶闸管对触发脉冲的要                、                和                     。

3、多个晶闸管相并联时必须考虑　   　的问题，解决的方法是　               。

4、在电流型逆变器中，输出电压波形为　    波，输出电流波形为　   　波。

5、三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、下二个开关管间进行，称为__180_____°导电型

6、当温度降低时，晶闸管的触发电流会　     、正反向漏电流会       ；

7、常用的过电流保护措施有　　         、　　     、               、　　       。

二、选择题（本题共10小题，每题1分，共10分）

1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差（A）度。

A、180°B、60°C、360°D、120°

2、α为      C度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续和断续的临界状态。

A、0度B、60度C、30度D、120度，

3、晶闸管触发电路中，若改变（B）的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。

A、同步电压 B、控制电压 C、脉冲变压器变比D、以上都不能

4、可实现有源逆变的电路为（A）。

A、三相半波可控整流电路   B、三相半控桥整流桥电路

C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路

5、在一般可逆电路中，最小逆变角βmin选在下面那一种围合理（A）。

A、30º-35º B、10º-15ºC、0º-10ºD、0º。

6、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相围是（D）

A、90°B、120°C、150°D、180°

7、若增大SPWM逆变器的输出电压基波频率，可采用控制方法是（C）

A、增大三角波幅度B、增大三角波频率

C、增大正弦调制波频率D、增大正弦调制波幅度

8、采用多重化电压源型逆变器的目的，主要是为（C）

A、减小输出幅值B、增大输出幅值

C、减小输出谐波D、减小输出功率

9、为限制功率晶体管的饱和深度，减小存储时间，恒流驱动电路经常采用（B）

A、

抑制电路B、抗饱和电路C、

抑制电路D、吸收电路

10、一般认为交交变频输出的上限频率（D）

A、与电网有相同的频率B、高于电网频率

C、可达电网频率的80%D、约为电网频率的1/2~1/3

三、判断题（正确打√，错误打×）：

（本题共10小题，每小题1分，共10分）

1、在半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路出故障时会出现失控现象。

（    Y ）

2、在用两组反并联晶闸管的可逆系统，使直流电动机实现四象限运行时，其中一组逆变器工作在整流状态，另一组工作在逆变状态。

（）

3、晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。

（）

4、逆变角太大会造成逆变失败。

（）

5、并联谐振逆变器必须是略呈电容性电路。

（）

6、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。

（）

7、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。

（）

8、在单相全控桥整流电路中，晶闸管的额定电压应取U2。

（）

9、三相半波可控整流电路中，电路输出电压波形的脉动频率为300Hz。

（）

10、变频调速是改变电动机旋转磁场的速度达到改变转速的目的。

（）

四、简答题（本题共3小题，共32分）

1、试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。

（12分）

器件

优点

缺点

IGBT

GTR

GTO

电力

MOSFET

2、试分析下图间接交流变流电路的工作原理，并说明其局限性。

（10分）

3、软开关电路可以分为哪几类？

各有什么特点？

（10分）

五、作图题（本题共1小题，共16分）

1、在三相半波整流电路中，如果U相的触发脉冲消失，试绘出在电阻负载下整流电压ud的波形和V相上晶闸管VT2上的管压降波形。

设触发角分别为15º和60º。

（1）触发角为15º时

（2）触发角为60º时

六、计算题（本题共1小题，共12分）

1、单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R=20Ω，L值极大，反电动势E＝60V。

当α＝30°时，要求：

（1）作出ud、id和i2的波形；（3分）

（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；（4分）

（3）考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

（5分）

考试试卷（4）卷

一、填空题：

（本题共5小题，每空1分，共20分）

1、由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流为ITn等于     倍IT（AV），如果IT（AV）=100安培，则它允许的有效电流为      安培。

通常在选择晶闸管时还要留出        倍的裕量。

2、三相桥式全控整流电路是由一组共      极三只晶闸管和一组共      极的三只晶闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同一组的元件进行的。

每隔      换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通       度。

要使电路工作正常，必须任何时刻要有      只晶闸管同时导通，一个是共        极的，另一个是共       极的元件，且要求不是         的两个元件。

3、为了减小变流电路的开、关损耗，通常让元件工作在软开关状态，软开关电路种类很多，但归纳起来可分为              与             两大类。

4、提高变流置的功率因数的常用方法有          、            、          、             几种。

5、三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相围      ，三相全控桥电阻性负载时，电路的移相围        ，三相半控桥电阻性负载时，电路的移相围              。

二、判断题：

（本题共10小题，每题1分，共10分）

1、双向晶闸管的额定电流的定义与普通晶闸管不一样，双向晶闸管的额定电流是

用电流有效值来表示的。

（  ）

2、逆变器采用负载换流方式实现换流时，负载谐振回路不一定要呈电容性。

（  ）

3、无源逆变指的是把直流电能转换成交流电能送给交流电网。

          （  ）

4、对三相桥式全控整流电路的晶闸管进行触发时，只有采用双窄脉冲触发，电路才能正常工作。

         （  ）

5、PWM脉宽调制型逆变电路中，采用不可控整流电源供电，也能正常工作。

  （  ）

6、在变流装置系统中，增加电源的相数也可以提高电网的功率因数。

    （  ）

7、过快的晶闸管阳极du/dt会使误导通。

（）

8、电流可逆斩波电路可实现直流电动机的四象限运行。

（）

9、为避免三次谐波注入电网，晶闸管整流电路中的整流变压器应采用Y/Y接法（）

10、在DC/DC变换电路中，可以采用电网换流方法。

（）

三、选择题：

（本题共10小题，每题1分，共10分）

1、三相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角α=0º时，输出的负载电压平均值为（）。

A、0.45U2B、0.9U2C、1.17U2D、2.34U2

2、变流装置的功率因数总是（）。

A、大于1B、等于1C、小于1大于0D、为负

3、三相全控桥式整流电路带大电感负载时，控制角α的有效移相围是（）。

A、0°-90°B、30°-120°C、60°-150°D、90°-150°

4、三相半波可控整流电路在换相时，换相重叠角γ的大小与哪几个参数有关（）。

A、α、Id、XL、U2φB、α、Id；C、α、U2D、α、U2、XL；

5、为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储时间，桓流驱动电路经常采用（）。

A、du/dt抑制电路B、抗饱和电路C、di/dt抑制电路D、吸收电路

6、单相半控桥电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的作用是（）。

A、增加晶闸管的导电能力B、抑制温漂

C、增加输出电压的稳定性D、防止失控现象的产生

7、功率晶体管的安全工作区由以下4条曲线限定：

集电极-发射极允许最高击穿电压，集电极最大允许直流功率线，集电极最大允许电流线和_______

A、基极最大允许直流功率线B、基极最大允许电压线

C、临界饱和线D、二次击穿功率线

8、直流斩波电路是一种______变换电路。

A、AC/ACB、DC/ACC、DC/DCD、AC/DC

9、三相半波带电阻性负载时，α为       度时，可控整流输出的电压波形处于连续和断续的临界状态。

A、0度B、60度C、30度D、120度。

10、在晶闸管触发电路中，改变  的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。

A、同步电压B、控制电压C、脉冲变压器变比D、整流变压器变比

四、简答题：

（本题共4小题，共28分）

1、什么是逆变失败？

逆变失败后有什么后果？

形成的原因是什么？

（8分）

2、下面BOOST升压电路中，电感L与电容C的作用是什么？

（6分）

3、晶闸管变流装置中为什么在主电路上要加入整流变压器进行降压？

（7分）

4、单相电压型逆变电路中，电阻性负载和电感性负载对输出电压、电流有何影响？

电路结构有哪些变化？

（7分）

五、作图题：

（本题共2小题，共14分）

1、对于下图所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析电路的工作情况，并绘出相应的两条电流流通路径，同时标注电流流向。

（8分）

2、设三相桥式可控整流电路工作于有源逆状态，试画出β=60º时的整流输出电压波形（6分）

六、计算题（本题共1小题，共18分）

1、三相全控桥式整流电路，L=0.2H，R=4Ω，要求Ud从0~220V之间变化。

试求：

（1）不考虑控制角裕量时的，整流变压器二次线电压。

（3分）

（2）如电压，电流裕量取2倍，计算晶闸管额定电压，电流值。

（8分）

（3）变压器二次电流有效值I2。

（4分）

（4）计算整流变压器二次侧容量S2。

（3分）

考试试卷（5）卷

一、填空题（本题共17小题，每空1分，共20分）

1、晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的外形有与。

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。

3、晶闸管的导通条件是。

4、晶闸管的断态不重复峰值电压UDSM与转折电压UBO在数值大小上应为UDSM

UBO。

5、从晶闸管的伏安特性曲线可知，晶闸管具有的特性。

6、把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度称为。

7、触发脉冲可采取宽脉冲触发与双窄脉冲触发两种方法，目前采用较多的是

触发方法。

8、可控整流电路，是三相可控整流电路最基本的组成形式。

9、在三相半波可控整流电路中，电感性负载，当控制角时，输出电压波形出现负值，因而常加续流二极管。

10、三相桥式整流电路中，当控制角α＝300时，则在对应的线电压波形上触发脉冲距波形原点为。

11、考虑变压器漏抗的可控整流电路中，如与不考虑漏抗的相比，则使输出电压平均值。

12、有源逆变器是将直流电能转换为交流电能馈送回的逆变电路。

13、有源逆变产生的条件之一是：

变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须保证与直流电源电势Ed的极性成相连，且满足|Ud|<|Ed|。

14、为了防止因逆变角β过小而造成逆变失败，一般βmin应取，以保证逆变时能正常换相。

15、载波比（又称频率比）K是PWM主要参数。

设正弦调制波的频率为fr，三角波的频率为fc，则载波比表达式为K=。

16、抑制过电压的方法之一是用吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。

17、斩波器的时间比控制方式分为、、三种方式。

二、选择题（本题共10小题，每题1分，共10分）

1、晶闸管的伏安特性是指（）

A、阳极电压与门极电流的关系B、门极电压与门极电流的关系

C、阳极电压与阳极电流的关系D、门极电压与阳极电流的关系

2、晶闸管电流的波形系数定义为（）

A、

B、

C、Kf=IdT·ITD、Kf=IdT-IT

3、接有续流二极管的单相半控桥式变流