河南理工大学电力电子技术试题.docx

1、河南理工大学电力电子技术试题河南理工大学 2014-2015试 题 A班号姓名题号-一一-二二-三四五六七总分分数阅卷人（注：卷面80分，平时成绩20 分）注 意 行 为 规 范一、填空题（4小题，每空1分，共4 分）1.晶闸管单相桥式整流电路，交流电源为工频本题得分220V （有效值），考虑2倍的安全裕量，则晶闸管的额定电压应不小于 V遵 守 考 场 纪 律2.设GTO的电流关断增益为5,如果该器件要关断直流500A的电流，关断时门极负脉冲电流的峰值应不小于 A。3.IGBT的开启电压一般为 V。4.驱动电路要实现控制电路与主电路之间的电气隔离， 其中光隔离一般通常采用的元件是 。二、选择题

2、（3小题，每空1分，共6分）本题得分1.在电力电子器件中属于电压驱动的是 , 属于双极型的是 , 在可控的器件中，容量最大的是 ,A. SCR B. GTO C. GTR D. P.MOSFET E. IGBT F.电力二极管2.使晶闸管维持导通所必需的最小电流称为 。对同一晶闸管来说，通常擎住电流约为维持电流的 OA.维持电流 B.擎住电流 C. 24倍 D. 1/21/43.图1是 的典型驱动电路?A. SCR B. GTO C. GTR D. P.MOSFET+15V oA KV1R2R3图145Zvs+10VVDVD0V三、简答题（5小题，每题3分，共15分）本题得分1.从晶闸管的物理

3、结构角度，回答下列问题：1） 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?2） 为什么晶闸管导通之后，门极就失去控制作用，不能控制器件关断？2.关于SPW控制技术，回答下列问题：1） 什么是异步调制？2） 什么是同步调制？3） 什么是分段同步调制，与上述两个方式相比它有什么优点?3.图2中画出了有、无RCD缓冲电路时，晶体管关断过程中的电压电流变化轨迹。当有 RCD缓冲电路时，回答下列问题：1）晶体管关断时应按照那条电压电流线（工作点轨迹）转移？并说明理由2）在该轨迹线上标出工作点转移的方向，并说明理由4.关于单相交流电能变换电路，回答下列问题：1） 从电路结构方面，

4、比较交流调功电路与交流调压电路的异同之处;2） 从控制方式方面，比较交流调功电路与交流调压电路的异同之处;3） 说明交流调功电路适用于什么样的负载。5.关于交交变频器，回答下列问题：1）什么是交交变频器？2 ）结合图3所示的单相交交变频器，说明其改变输出电压频率和幅值的方法。四0、作图题（4小题，共21 分）本题得分T图 4-181.图4为晶闸管三相桥式整流电路，输入为三相工频电源，负载电流连续，当 a =n /时,回答下列问题：（本题4分）1）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。2）若整流电路采用双窄脉冲触发，在整流输出电压波形上方的对应位置，画出 VT

5、i和VT2的触发脉冲（应标明脉冲所对应的器件号）。VTi VT3 VT5图42.图6为全桥DC DC变换器，E = 200V，Em=80V，R= 1 Q, L值极大，采用双极性PWM 控制，开关周期Ts=100y器件Vi的导通占空比为0.75,回答下列问题：（本题4分）1）画出一个开关周期上，器件 V1和V2驱动信号的波形（高电平表示开通，低电平 表示关断），及变换器输出电压 uo的波形。（波形图时间轴上应有准确的时间标注）2 ）计算输出电压平均值Uo图63.三相桥式逆变器如图7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，丫形连接。在图8中画出稳态时一个开关周期内，下

6、列电压的波形（幅值应符合图中的要求）：VUN ,VVN ,VWN ,VVW （本题5分）V NfVD.-oVVNVWNVUN VVW冗GjtGjtGjt2nGjt图84.图9所示的单相全桥逆变电路工作于双极性 SPWM模式。设载波比N=9要求：在图 10中画出1个调制信号波周期内下列电压的波形：（本题8分）1） Vi的开关控制信号波形ugi （高电平表示开通，低电平表示关断）2） V2的开关控制信号波形ug2 （高电平表示开通，低电平表示关断）3） 输出电压uo的波形。tUg2打Ug3UoUd-Ud图10五、计算题（4小题，共34分）本题得分1.单相桥式整流电路如图11所示，交流电源为工频22

7、0V, Ls= 0;负载中rd=2Q, Ld值足 够大（使输出电流平直连续），反电势Ed=100V。回答下列问题：（本题12分）1） 电路启动时（负载电流从零开始增加），计算使晶闸管能触发导通的最小触发角 。2） 当=30时，计算整流输出平均电压 Vd、平均电流Id。3） 在一个工频电周期上，画出输出电压 vd的波形及输入电流is的波形。（两个波形的相位应彼此对应）4） 计算输入电流有效值Is,和整流电路的功率因数 PF。t t-图11（提示：有关电流波形及其傅立叶级数）2.在图12所示的升压斩波电路中，已知 E=100V, L值和C值极大，R=20Q,采用脉宽 调制控制方式，当Ts=100卩

8、s, ton=50卩s时，回答下列问题：（本题12分）1）计算输出电压平均值U。，输出电流平均值Io,输入电流平均值11。2）在1个开关周期上，画出如下波形：器件 V上电流iv和电压uv。（时间轴上应有准确的时间标注）3）计算器件V上电流平均值Idv和有效值Iv。图123.图13为单相交流调压电路，电源 ui为工频220V,负载参数为R=0.5 Q, 答下列问题：（本题5分）1）计算控制角a的移相范围。L=2mH，回U。，负载电2 ） a=n2时，在一个相同的交流电周期内，画出下列波形：负载电压 流io,晶闸管VT2电流iVT2 （各波形的相位应彼此对应）4.图14为反并联的晶闸管变流器，负载为直流电动机。设电网线电压 Vll二380V, 50Hz, 负载中电枢电阻R= 2Q,与电机串联的平波电抗器足够大，使电机电流平直连续。假设 电机处于正向制动状态，电枢的制动电流被控制为 1。= 10A,当反电势Em = 200V时（方向如图中所示），回答下列问题： （本题5分）1）说明此时哪组变流器工作？2 ）计算此时工作变流器的触发控制角 a oz0 O f zf 2L / / oO /f 2f曾Z) za b C