河南理工大学电力电子技术试题.docx
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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（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.SCRB.GTOC.GTRD.P.MOSFETE.IGBTF.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O
A.维持电流B.擎住电流C.2〜4倍D.1/2〜1/4
3.图1是的典型驱动电路?
A.SCRB.GTOC.GTRD.P.MOSFET
+15Vo——
AKV1
R2
R3
图1
45Zvs
+10V
VD
VD
0V
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，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4-18
1.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VTi
和VT2的触发脉冲（应标明脉冲所对应的器件号）。
VTiVT3VT5
图4
2.图6为全桥DC—DC变换器，E=200V，Em=80V，R=1Q,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6
3.三相桥式逆变器如图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
Nf
VD.
-o
VVN'
VWN'
VUN'
VVW
冗
Gjt
Gjt
Gjt
2n
Gjt
图8
4.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。
t
Ug2打
Ug3
Uo
Ud
-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220V,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。
tt-
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12
3.图13为单相交流调压电路，电源ui为工频220V,负载参数为R=0.5Q,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ao
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0
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