1、电力电子技术试卷 1答案 一、填空（每空 1 分，36 分） 1、请在正确的空格内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求是 要有足够的驱动功率 、 触发脉冲前沿要陡幅值要高 和 触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。 3、多个晶闸管相并联时必须考虑 均流 的问题，解决的方法是 串专用均流电抗器。 4、在电流型逆变器中，输出电压波形为 正弦波 ，输出电流波形为 方波? 。 5、型号为 KS100-8 的元件表示 双向晶闸管 晶闸管
2、、它的额定电压为 800V 伏、额定有效电流为 100A 。 6、180导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在 同一桥臂 上的上、下二个元件之间进行；而 120o 导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在 不同桥臂上的元件之间进行的。 7、当温度降低时，晶闸管的触发电流会 增加 、正反向漏电流会 下降 ；当温度升高时，晶闸管的触发电流会 下降 、正反向漏电流会 增加 。 8、 在有环流逆变系统中，环流指的是只流经 ?逆变电源 、 逆变桥而不流经 负载 的电流。环流可在电路中加 电抗器 来限制。为了减小环流一般采控用控制角 大于 的工作方式。 9、常用的过电流保护措施有 快速熔断器 ?、 串进线电
3、抗器、 接入直流快速开关 、 控制快速移相使输出电压下降。（写出四种即可） 10、双向晶闸管的触发方式有 +、 -、 、 - 四种 。 二、判断题,（每题 1 分，10 分）（对、错） 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。 （ ） 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，那么另一组就工作在逆变状态。（ ） 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。
4、（ ） 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、 在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、变频调速实际上是改变电动机内旋转磁场的速度达到改变输出转速的目的。? （ ） 三、选择题（每题 3 分，15 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、 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
5、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。 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 min 选在下面那一种范围合理 A 。 A、30o-35o， B、10o-15o， C、0o-10o， D、0o。 四、问答分析题,(每题 7 分 21 分) 1、 在晶闸管两端并联 R、C 吸收回路的主要作用有哪些？其中电阻 R 的作用是什么？
6、2、单结晶体管的特性曲线可以分为哪几段？如果用一个二极管和两个电阻接成如下方式，请按对单结晶体管特性曲线进行研究的相同做法，设计试验电路，并作出它的 Ie-Ue 特性曲线。 1、R、C 回路的作用是：吸收晶闸管瞬间过电压，限制电流上升率， 动态均压作用。R 的作用为：使 L、C 形成阻尼振荡，不会产生振 荡过电压，减小晶闸管的开通电流上升率，降低开通损耗。、 2、单结晶体管特性曲线可分为：截止区、负阻区、饱和导通区。 3、由下面单结晶体管的触发电路图画出各点波形。 五、计算题,(每题 9 分，18 分) 1、一台工业炉原由额定电压为单相交流 220供电，额定功率为 10 千瓦。现改用双向晶闸管
7、组成的单相交流调压电源供电，如果正常工作时负载只需要 5千瓦。试问双向晶闸管的触发角 应为多少度？试求此时的电流有效值，以及电源侧的功率因数值。 /2； 32.1A； 0.707； 2、 已知自耦变压器基本绕组为 1-0，调整绕组 1-3 与 1-2 之间的匝数是 1-0的 10。试分析图示两组反并联晶闸管组成的电路，是如何实现在输入电压波动时，使输出电压0 保持稳定？ 通过对电压检测，实施对两组反并联晶闸管门极予以控制。例如：输入电压高于 10%时，让 VT1、VT2 这组反并联的晶闸管的触发脉冲移到 180，使它不输出电压，而让 VT3、VT4 这组反并联晶闸管的触发脉冲移到 0，使他们分
8、别在正负半周全导通时输出电压降低；当输入电压低于额定值 10%时，让 VT1、VT2这组反并联晶闸管的触发脉冲移到 0，使他们分别在正负半周全导通。让VT3、VT4 反并联晶闸管的触发脉冲移到 180使他们截止，从而使输出电压提高 10%，达到稳定输出电压的目的。电力电子技术试卷 2答案 一、填空（每空 1 分，30 分） 1、普通晶闸管的图形符号是 三个电极分别是 阳极 A ， 阴极 K ?和 门极 G 晶闸管的导通条件是 阳极加正电压， 阴极接负电压，门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导通 ；关断条件是当晶闸管阳极电流小于维持电流 IH时，导通的晶闸管关断 。 2、可关断晶闸管的图形
9、符号是 ；电力场效应晶体管的图形符号是 绝缘栅双极晶体管的图形符号是 ；电力晶体管的图形符号是 。（如下图） 3、单相交流调压在电阻性负载电路的移相范围在 0180变化，在阻感性负载时移相范围在 180o 变化。 4、变流电路的换流方式有 器件换流 、 电网换流 、 负载换流 、强迫换流 等四种。 5、提高变流置的功率因数的常用方法有 减小触发角 、 增加整流相数 、 采用多组变流装置串联供电 、 设置补偿电容 。 6、绝缘栅双极型晶体管是以 电力场效应晶体管栅极为栅极 作为栅极，以以电力晶体管集电极和发射极 作为发射极与集电极复合而成。 7、在电力晶闸管电路中，常用的过电流保护有 快速熔断器
10、 ； 电路串电抗器 ； 过流时快速移相 ；和 直流快速开关 等几种。 8、晶闸管的换相重叠角与电路的 触发角 、 变压器漏抗 XB 、 平均电流 Id 、 电源相电压 U2 等到参数有关。 二、判断题,（20 分）（对、错） 1、半控桥整流电路，大电感负载不加续流二极管，电路出故障时可能会出现失控现象。 （ ）. 2、采用两组反并联晶闸管变流桥的可逆系统，供直流电动机四象限运行时，其中一组逆变器工作在整流状态，那么另一组就工作在逆变状态。 （ ） 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、并联谐振负载的逆变器负载必须是呈电容性电路。 （ ）
11、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、在单相全控桥电路中晶闸管的额定电压选取相电压 U2。 （ ） 9、在三相半波可控整流电路中，输出电压波形的脉动频率为 300Hz。 （ ） 10、变频调速实际是改变电动机内旋转磁场的速度，达到改变输出转速的目的。? （ ） 三、选择题（每题 2 分，10 分） 1、三相半波带电阻性负载时， 为（ C ）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。 2、在晶闸管触发电路中，改变( B ) 的大小，则输出脉冲产生相位
12、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。 3、能够实现有源逆变的电路为 ( B ) 。 A、三相桥式全控整流电路， B、三相半控桥整流电路， C、单相全控桥接续流二极管电路， D、单相半控桥整流电路。 4、下面哪种功能不属于变流的功能（ C ） A、有源逆变 B、交流调压 C、变压器降压 D、直流斩波 5、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、负半周的交点处； 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。 四、问答题（每题 10 分，20 分）
13、 1、 三相半波整流电路，将整流变压器的二次绕组均分为两段，每段的电动势相同，接成曲折接法。其分段布置及矢量图如图所示，问变压器铁心是否被直流磁化，为什么？ 解：三相半波可控整流电路，当变压器二次绕组分成两组，按本题图示曲折接线，及矢量图所示。变压器二次绕组中，同一相的两个绕阻的电流，方向相反大小相等，因而形成的磁通，方向也相反、磁通量大小也会相等。这样变压器铁心中就不会存在直流磁通，自然就不会被直流磁化了。 2、PWM 逆变电路的控制方法主要有哪几种？简述异步调制与同步调制各有哪些优缺点？ 解：PWM 逆变电路的常用控制方法有两种，一是计算法；二是调制法。其中调制法又可分为两种，一是异步调制
14、法；二是同步调制法。通常异步调制法是保持载波频率不变，信号频率根据需要而改变时，载波比是变化的。优点是：信号频率较低时载波比较大，一周期内脉冲数较多，输出较接近正弦波。缺点是：正负半周脉冲数不相等，对称性差。因此，希望采用较高的载波频率，以克服在信号频率较高时仍能保持较大的载波比。同步调制时，保持载波比为常数，并在变频时使载波和信号波保持同步变化。优点是：信号波一周内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的，对称性好。缺点是：当逆变频率较低时，载波频率也很低，造成调制谐波不易滤除；逆变频率较高时，调制载波频率也过高，使开关器件的开关频率过高而难以承受。 3、什么是逆变失败？逆变失败后有什么后果
15、？形成的原因是什么 解：逆变失败指的是：逆变过程中因某种原因使换流失败，该关断的器件末关断，该导通的器件末导通。从而使逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路。逆变失败后果是严重的，会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件。产生逆变失败的原因：一是逆变角太小；二是出现触发脉冲丢失；三是主电路器件损坏；四是电源缺相等。 五、综合、计算题（每题 10 分，20 分） 1、指出下图中各保护元件及 VD、Ld 的名称和作用。 解： 星形接法的硒堆过电压保护； 三角形接法的阻容过电压保护； 桥臂上的快速熔断器过电流保护； 晶闸管的并联阻容过电压保护； 桥臂上的晶闸管串电感抑制电流上升
16、率保护； 直流侧的压敏电阻过电压保护； 直流回路上过电流快速开关保护； VD 是电感性负载的续流二极管； Ld是电动机回路的平波电抗器； 2、三相桥式全控整流电路，L d极大，R d=4，要求 Ud从 0220V 之间变化。试求： （1） 不考虑控制角裕量时，整流变压器二次相电压。 （2） 计算晶闸管电压、电流平均值，如电压、电流裕量取 2 倍，请选择晶闸管型号。 （3） 变压器二次电流有效值 I2。 （4） 计算整流变压器二次侧容量 S2 答案：U 2 =94V；KP505；I 2=44。9A；S 2=12。66KVA。电力电子技术试卷 3答案 一、填空（30 分） 1、晶闸管的图形符号是
17、，三个电极分别是 阳极 A、 阴极 K 、和门极 G ，双向晶闸管的图形符号是 ，它的三个极分别是第一阳极 T1、 第二阳极 T2、和 门极 G 。 2、晶闸管的导通条件 阳极加正电压、门极加正向电压；关断条件是 阳极电流大于掣住电流、阳极电流小于维持电流或加反向电压 。 3、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 2U2 。三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 6 U2 。（电源电压为 U2） 4、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为 控制角，用 表示。 5、同步电压为锯齿波的触发电路锯齿波底宽可达 240o 度；正弦波触发电路的理想移相范围可达
18、180o、 度，实际移相范围只有 150o 。 6、一般操作过电压都是瞬时引起的尖峰电压，经常使用的保护方法是 阻容保护 而对于能量较大的过电压，还需要设置非线性电阻保护，目前常用的方法有压敏电阻和 硒堆 。 7、交流零触发开关电路就是利用 过零触发 方式来控制晶闸管导通与关断的。 8、绝缘栅双极型晶体管是以 电力场效应晶体管的栅极 作为栅极，以 电力晶体管的集电极和发射极 作为发射极与集电极复合而成。 9、晶闸管的过电流能力比较差，必须采用保护措施，常见的快速熔断器、 过流继电器 、直流快速开关、 、限流与脉冲移相保护 。 10、型号为 KP100-8 的元件表示 双向晶闸 管、它的额定电压
19、为 800 伏、额定电流为 100 安。 11、单相交流调压电阻性负载电路的移相范围在 0o-180o 内，在电感性负载时移相范围在 -180o 内。 12、变频电路常用的换流方式有 负载谐振换流、 脉冲（强迫）换流 两种。13、逆变器环流指的是只流经 逆变电源 、逆变桥晶闸管 而不流经 负载 的电流，环流可在电路中加 电抗器来限制。为了减小环流一般采用 大于 工作方式。 二、判断题（9 分）（对、错） 1、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。 （ ） 2、采用两组反并联晶闸管的可逆系统供直流电动机四象限运行时，其中一组逆变器工作在整流状态，那么另一组就工作在逆变状态。 （ ） 3、晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。（ ） 4、逆变角太小会造成逆变失败。 （ ） 5、设置补偿电容可以提高变流装置的功率因数。 （ ） 6、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。 （ ） 7、在半控桥整流电路中，大电感负载不加续流二极管，电路出故障时可能会出现失控现象。 （ ） 8、在单相全控桥电路中，晶闸管的额定电压应取 U2。 （ ）
