湖北工业大学考研电力电子技术试卷.doc

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2012年招收硕士学位研究生试卷

试卷代号909试卷名称电力电子技术

①试题内容不得超过画线范围，试题必须打印，图表清晰，标注准确。

②考生请注意：

答题一律做在答题纸上，做在试卷上一律无效。

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一、填空题（每空1分，共40分）：

1、电力电子器件一般工作在________状态。

理想器件开通时相当于________,关断时相当于________。

2、在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为________，而当器件开关频率较高时，________将成为主要功率损耗。

3、GTR、电力MOSFET、IGBT的开关速度由快到慢的排列顺序是：

1）________、2）________、3）________。

4、四种基本的电力电子变流电路是：

1）整流电路、2）________、3）________、4）________。

5、IGBT的等效电路模型为：

________。

6、晶闸管的双晶体管等效电路模型为：

________。

7、在使用IGBT的电力电子电路中，IGBT常并有如图1所示RCD缓冲电路。

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8、整流电路工作在有源逆变状态的条件是：

1）_____________________________________________________。

2）_____________________________________________________。

9、变压器漏感对整流电路影响有：

1）输出整流电压________，2）输入电流谐波成份_________。

10、根据直流侧电源性质不同，逆变电路可分为两类，即：

当直流侧是电压源时，称此电路为________型逆变电路，而当直流侧为电流源时，称此电路为________型逆变电路。

11、采用晶闸管作为开关器件的直接交交变频电路常称为_______________。

这种电路通常采用整流电路_______的结构形式，可实现电网与负载间电能的_______流动。

12、电压型逆变电路中反馈二极管的作用是：

给负载电感电流提供__________同时将电感储能_________到电源侧。

13、PWM控制技术的理论基础是_________，即形状不同但面积_______的脉冲波形信号加到具有滤波作用的环节上时，输出信号____频成份基本相同。

14、广义PWM控制可分为______________、_____________及______________三种方式。

15、理想软开关的特点是器件开关损耗为_____，软开关的目的是使电力电子装置效率_____、单位体积装置输出功率_____、单位输出功率装置重量_____。

16、PWM控制的硬件调制法实现有单极性和_______调制两种方式。

单极性调制方式的特点是：

_____________________________________________。

而后者的特点是：

________________________________________________。

二、带整流变压器的三相半波共阴极整流电路，反电动势阻感负载，R=1Ω，

L=∞，U2=220V，LB=1mH，当EM=-200V，a=120°

1、画出主电路图（9分）。

2、绘制稳态输出整流电压波形及一相晶闸管电流波形（8分）。

3、求整流平均电压Ud、平均流Id与换相重叠角g的值（8分）。

4、计算此时送回电网的有功功率（5分）。

注：

换相压降计算公式：

换相重叠角g满足：

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三、图2所示升压斩波电路，已知E=100V，L=0.2mH，C值极大，R=10Ω，采用脉宽调制控制方式，周期T=40μs，IGBT一周期中导通比为d。

电路工作稳态时电感电流连续。

1、绘制稳态时电感上电压、电流波形（5分）。

2、导出输出平均电压Uo与输入电压E的关系式（5分）。

3、设d=0.5，输出电压平均值Uo与输出电流平均值Io（5分）。

4、对d=0.5，计算流过IGBT的电流最大值（5分）。

图2第三题图

四、采用两晶闸管反并联相控的交流调压电路，输入电压Ui＝220V，负载电阻

R＝1Ω。

设a1＝a2＝p/2。

1、计算输出电压、电流有效值（7分）。

2、计算输入功率因数（7分）。

3、针对a1＝a2＝0情形，确定晶闸管的额定参数（6分）。

五、单相半桥电压型逆变电路如图3所示，设直流侧电容极大。

上下桥臂IGBT采用互补导通控制方式（各导通180°）,开关周期T=50μs。

1、试绘制稳态时负载电压、电流大致波形（9分）。

2、设，试计算稳态时负载电流的最大值与最小值（11分）。

图3第五题图

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六、如图4所示为三相桥式电压型逆变电路，设该电路上下桥臂IGBT采用互补导通控制方式，V1、V3、V5控制信号互差120°，三相负载对称。

试画出uUN＇、uUV和uNN＇的波形（10分）。

图4第六题图

七、单相桥式全控整流电路大电感负载时整流变压器副边相电流具有如图5所示的180°方波波形。

1、求相电流基波和各次谐波有效值（6分）。

2、设控制角为a，计算功率因数（4分）。

图5第七题图