电力电子技术试题参考答案及评分标准

（见教材后习题）

1.维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？

2.图中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。

3.上题中如果不考虑安全裕量，问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少？

4.GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自关断，而普通晶闸管不能？ 5.如何防止电力MOSFET因静电感应引起的损坏？

6.全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路中各元件的作用。 7.试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。

8.单相半波可控整流电路对电感负载供电，L=20mH，U2=100V，求当α=0°和60°时的负载电流Id，并画出ud与id波形。

9.单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，当α=30°时，要求： ①作出ud、id和i2的波形；

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； ③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

10.单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，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；

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；

③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

11.晶闸管串联的单相半控桥（桥中VT1、VT2为晶闸管），电路如图，U2=100V，电阻电感负载，R=2Ω，L值很大，当α=60°时求流过器件电流的有效值，并作出ud、id、iVT、iVD的流形。 12.三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当α=60°时，要求：

①画出ud、id和iVT的波形； ②计算Ud、Id、IdVT和IVT。

13.三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当α=60°时，要求：

①画出ud、id和iVT1的波形； ②计算Ud、Id、IdVT和IVT。

14.单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，E=40V，U2=100V，LB=0.5mH，当α=60°时求Ud、Id与γ的数值，并画出整流电压ud的波形。

15.三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，U2=100V，R=1Ω，L=∞，LB=1mH，求当α=30°时、E=50V时Ud、Id、γ的值并作出ud与iVT1和 iVT2的波形。

16.三相全控桥，反电动势阻感负载，E=200V，R=1Ω，L=∞，U2=220V，α=60°,当①LB=0和②LB=1mH情况下分别求Ud、Id的值，后者还应求γ并分别作出ud与iVT的波形。 17.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何主要异同？ 18.整流电路多重化的主要目的是什么？

19.使变流器工作于有源逆变状态的重要条件是什么？

20.三相全控桥变流器，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，U2=220V，LB=1mH，当EM=-400V，β=60°时求Ud、Id与γ的值，此时送回电网的有功功率是多少？

21.单相全控桥变流器，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，U2=100V，LB=0.5mH，当EM=-99V，

β=60°时求Ud、Id和γ的值。

22.什么是逆变失败？如何防止逆变失败？

23.单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负载时，晶闸管的α角移相范围分别是多少？

24.在图所示的降压斩波电路中，已知E=220V，R=10Ω，L值极大，EM=30V。采用脉宽调制控制方式，当T=50μs，ton=20μs时，计算输出电压平均值Uo、输出电流平均值Io。 25.在图所示的降压斩波电路中，E=100V，L=1mH，R=0.5Ω，EM=10V，采用脉宽调制控制方式，T=20μs，当ton= 5μs时，计算输出电压平均值Uo、输出电流平均值Io，计算输出电流的最大和最小瞬时值并判断负载电流是否连续。当ton=3μs时，重新进行上述计算。

26.在图所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20Ω，采用脉宽调制控制方式，当T=40μs，ton=25μs时，计算输出电压平均值Uo和输出电流平均值Io。 27.试分别简述升降压斩波电路和Cuk斩波电路的基本原理，并比较其异同点。 28.试绘制Sepic斩波电路和Zeta斩波电路的原理图，并推导其输入输出关系。 29.多相多重斩波电路有何优点？

30.一调光台灯由单相交流调压电路供电，设该台灯可看成电阻负载，在α=0时输出功率为最大值，试求功率为最大输出功率的80%、50%时的开通角α。

31.一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中R=0.5Ω，L=2mH。试求：①开通角α的变化范围；②负载电流的最大有效值；③最大输出功率及此时电源侧的功率因数；④当α=/2时时，晶闸管电流有效值、晶闸管导通角和电源侧功率因数。

32.交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？为什么？ 33.单相交交变频电路和直流电动机传动用的反并联可控整流电路有什么不同？

34.交交变频电路的主要特点和不足之处是什么？其主要用途是什么？

35.试述矩阵式变频电路的基本原理和优缺点。为什么说这种电路有较好的发展前景？

36.换流方式有哪几种？各有什么特点？

37.什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有何特点？ 38.并联谐振式逆变电路利用负载电压进行换相，为保证换相应满足什么条件？

39.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？

40.什么是异步调制？什么是同步调制？二者各何特点？分段同步调制有什么优点？ 41.什么是SPWM波形的规则采样法？和自然采样法相比，规则采样法有什么优缺点？ 42.如何提高PWM逆变电路的直流电压利用率？

43.什么是PWM整流电路？它和相控整流电路的工作原理和性能有何不同？

44.高频化的意义是什么？为什么提高开关频率可以减小滤波器的体积和重量？为什么提高开关频率可以减小变压器的体积和重量？

45.软开关电路可以分为哪几类？其典型拓扑分别是什么样的？各有什么特点？ 46.什么是组合变流电路？

47.何为双PWM电路？其优点是什么？ 48.何为UPS？试说明UPS系统的工作原理。 49.全桥和半桥电路对驱动电路有什么要求？

电力电子技术复习2

一、简答题

1、晶闸管导通的条件是什么？ 2、有源逆变实现的条件是什么？

3、电压源逆变电路与电流源逆变电路的区别？ 4、单极性调制与双极性调制的区别？ 5、电力变换的基本类型包括哪些？ 6、半控桥能否用于有源逆变？为什么。 7、直流斩波器的控制方式？

8、电压型无源逆变的特点是什么？

9、简述正弦脉宽调制技术的基本原理？ 10、电力电子技术的定义和作用 11、电力电子系统的基本结构 12、电力电子器件的分类 13、有源逆变和无源逆变的区别 14、直流斩波器的控制方式

二、分析计算题

图1所示的单相桥式整流电路中，U2220V、触发角a30，负载为阻感负载，电感L的值极大，R5。

1、绘制输出电压ud、输出电流id、变压器副边电流i2的波形； 2、计算输出电压ud、输出电流id的平均值 3、计算晶闸管的电流有效值。

idVT1VT3Ri2u1u2udLVT2VT4

图1

三、图2所示的三相半波可控电路中，相电压U2220V、触发角a30，反电动势

E30V，电感L的值极大，R15。

1、计算输出电压ud、输出电流id的平均值、a相的电流ia的有效值； 2、绘制输出电压ud、输出电流id、a相的电流ia的波形

TabciaVT1VT2VT3idLudRE

图2

四、三相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载，已知：负载电阻R1，电感Ld，相电压U2220V，LB1mH，当反电动势E400V，控制角α=120°或逆变角β=60°时，请计算输出电压平均值Ud、输出电流平均值Id和换相重叠角。

五、图3所示单相交流调压电路，u1为正弦交流输入电压，有效值U1220V，接阻感负载，其中R0.5，L2mH，求负载电流的最大有效值、最大输出功率及此时功率因数。

VT1iou1VT2LuoR

图3

六、三相桥式电压型逆变电路输出接对称星型负载，按1800导通型工作，直流输入电压

Ud=510V，请绘制输出线电压和相电压波形，并计算输出线电压基波的幅值。

七、图1所示的单相桥式整流电路中，U2220V、触发角a60，负载为阻性负载，

R10。

1、绘制输出电压ud、输出电流id、变压器副边电流i2的波形； 2、计算输出电压ud、输出电流id的平均值及功率因数； 3、请计算晶闸管的电流有效值；

idVT1VT3i2u1u2udRVT2VT4

图1

八、图2所示的三相半波可控电路中，相电压U2220V、触发角a60，电感L的值极大，R10。

1、计算输出电压ud、输出电流id的平均值、a相的电流ia的有效值； 2、绘制输出电压ud、输出电流id、a相的电流ia的波形。

TabciaVT1VT2VT3udidLR

图2

九、单相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载，已知：负载电阻R1，电感Ld，相电压U2100V，LB0.5mH，当反电动势E99V，逆变角B60时，请计算输出电压平均值Ud、输出电流平均值Id和换相重叠角。

十、图3所示降压BUCK直流斩波电路，Ui为输入直流电压，Ui12V，Uo为输出直流电压，VT控制信号占空比为0.4,设所有器件均为理想器件，请推导输入输出直流电压的关系式和计算输出直流电压Uo。

VTLUiDUoM

图3

电力电子技术复习3

一、填空

1、请在正确的空格内标出下面元件的简称：

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

2、晶闸管对触发脉冲的要求是 、 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 ，输出电流波形为 。

5、型号为KS100-8的元件表示 晶闸管、它的额定电压为 伏、额定有效电流为 。

6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在 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 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 、正反向漏电流会 ；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 、 而不流经 的电流。环流可在电路中加 来限制。为了减小环流一般采控用控制角α β的工作方式。

9、常用的过电流保护措施有 、 、 、 。（写出四种即可）

10、双向晶闸管的触发方式有 、 、 、 四种 。 二、判断题

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。 （ ）

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

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 度。

A、180°， B、60°， c、360°， D、120°

2、α为 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 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、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选在下面那一种范围合理 。

A、30º-35º， B、10º-15º， C、0º-10º， D、0º。 四、问答分析题

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？ 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。

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

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α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、 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？