电力电子技术C试卷及答案.doc

交通大学电力电子技术试题及答案（C）一、填空题 （每空1分共30分）1、实现有源逆变的条件为：侧输出的平均电压逆变桥必要有一个直流逆变电源，它的极性方向与晶闸管的导通方向一致，其幅极应稍大于逆变桥直流须工作在90）区间，使输出电压极性与整流时相反，才能把直流能量逆变成交流能量反送到交流电网。2、 在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中，两组变流装置分别工作在正组整流 状态、逆变 状态、反组整流 状态、逆变 状态。3、 在有环流反并联可逆系统中，环流指的是只流经变流桥 而不流经负载 的电流。为了减小环流，一般采用 状态。4、有源逆变指的是把直流 能量转变成交流 能量后送给电网的 装置。5、给晶闸管阳极加上一定的正向 电压；在门极加上正向 电压，并形成足够的门极触发 电流，晶闸管才能导通。6、当负载为大电感负载，如不加续流二极管时，在电路中出现触发脉冲丢失时单相桥式半控整流桥 与三相桥式半控整流桥电路会出现失控现象。7、三相半波可控整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为150 HZ；而三相全控桥整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为300 HZ；这说明三相桥式全控整流桥电路的纹波系数比三相半波可控整流电路要小。8、造成逆变失败的原因有逆变桥晶闸管或元件损坏、 供电电源缺相、 逆变角太大、触发脉冲丢失或未按时到达等几种。9、 提高可控整流电路的功率因数的措施有小控制角运行、增加电源相数、多组变流装置串联运行并进行控制、增加电容补偿装置 等四种。10、晶闸管在触发开通过程中，当阳极电流小于擎住电流之前，如去掉触发脉冲，晶闸管又会关断。二、判断题：(每题1分共10分) 对，错。1、有源逆变指的是把直流能量转变成交流能量送给用电器。 （ ）2、给晶闸管加上正向门极电压它就会导通。 （ ）3、在半控桥整流带大电感负载，不加续流二极管电路中，电路不正常时可能会出现失控现象。 （ ）4、三相半波可控整流电路中，如果三个晶闸管采用同一组触发装置，则的移相范围只有120o。 （ ）5、设置补偿电容可以提高变流装置的功率因数。 （ ）6、三相半波可控整流电路也要采用双窄脉冲触发。 （ ）7、KP25表示的是额定电压200V，额定电流500A的普通型晶闸管。 （ ）8、在单结晶体管触发电路中，稳压管削波的作用是为了扩大脉冲移相范围。（ ）9、在单相全控桥整流电路中，晶闸管的额定工作电压应取电源相电压U2。 （ ）10、在三相桥式全控整流电路中，采用双窄脉冲触发晶闸管元件时，电源相序还要满足触发电路相序要求时才能正常工作。 （ ）三、选择题（每题1分共12分）1、在单相全控桥整流电路中，两对晶闸管的触发脉冲，应依次相差A 度。 A 、180度； B、60度； C、360度； D、120度；2、逆变电路的功能是将直流电能转换为（B） A、直流电能 B、交流电能 C、磁场储能 D、电场储能3、三相桥式变流电路工作在有源逆变状态，其输出侧平均电压Ud与外接直流电动势E间的关系为（C） A、 B、 C、 D、Ud=-E4、三相桥式全控整流电路变压器二次侧电流中有（C） A、 B、 C、 D、 (k为整数)5、电压型逆变电路的输出电压波形为（A）A、矩形波 B、三角波 C、正弦波 D、与负载性质有关6、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 7、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。 8、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。 9、=C 度时，三相半波可控整流电路，在电阻性负载时，输出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；10、通常在晶闸管触发电路中，若改变B 的大小时，输出脉冲相位产生移动，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；11、可实现有源逆变的电路为A 。 A、单相全控桥可控整流电路 B、三相半控桥可控整流电路 C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路12、由晶闸管构成的可逆调速系统中，逆变角min选A 时系统工作才可靠。 A、300350 B、100150 C、00100 D、00 四：问答分析、计算及绘图1、（6分）PWM逆变器有哪些优点？其开关频率的高低有什么利弊？答：PWM逆变器可以得到等效的正弦波（调制波）波形，而且开关管工作在开关状态，减小了管子的损耗，其主要优点包括以下几点（1）PWM调制可以极大地削弱逆变器的输出谐波，使逆变器输出用户需要的波形（形状和幅值），而削弱用户不需要的谐波。（2）PWM逆变器具有非常好的动态响应速度。普通逆变器的控制速度是周波控制级，而PWM是载波控制级，所以目前几乎所有的逆变器都是采用PWM控制策略。（3）PWM控制使逆变器的控制策略更加灵活多样，使逆变器的性能得到很大的提升。（4）PWM逆变器的整流电路可以采用二极管，使电网侧的功率因数得到提高。（5）只用一级可控的功率环节，电路结构较简单。开关频率高则输出谐波更小，响应速度更快，但是电力电子器件的开关损耗增加，整机效率下降，带来较强的高频电磁干扰；开关频率低则正好相反。一般对于中小容量的逆变器，开关频率可适当取高些，大功率逆变器由于高压大功率器件的限制，开关频率则相对较低。2、（4分）什么是逆变失败？如何防止逆变失败？答：当变流器工作于逆变工况时，一旦由于触发脉冲丢失、突发电源缺相或断相等原因造成换流失败，将使输出电压Ud进入正半周，与EM顺向连接，由于回路电阻很小，造成很大的短路电流，这种情况叫逆变失败或逆变颠覆。为了保证逆变电路的正常工作，必须注意：选用可靠的触发器；正确选择晶闸管的参数；采取必要的措施，减小电路中du/dt和di/dt的影响，以免发生误导通；保证交流电源的质量；逆变角的角度有一最小限制，留出充足的换相裕量角。3、（8分） 三相半波可控整流电路，整流变压器的联接组别是D/Y5，锯齿波同步触发电路中的信号综合管是NPN型三极管。试确定同步变压器TS的接法钟点数为几点钟时，触发同步定相才是正确的，并画出矢量图。（分）答：由于采用锯齿波同步触发电路，用NPN三极管做综合管，故同步电压应滞后于晶闸管阳极电压180相位角。并画出矢量图如下：同步变压器的联接组别应选择D/Y=11。 4、（10分） 如图所示：变压器一次电压有效值为220V，二次各段电压有效值为100V，电阻性负载，R=10，当控制角=90时，求输出整流电压的平均值Ud，负载电流Id，并绘出晶闸管、整流二极管和变压器一次绕组电流的波形。（分）答：2、输出电压平均值为： 变压器一次侧电流波形II1，整波二极管管电流IVD，两只晶闸管电流的波形合成电流IVT， 如右图所示：5、（10分）在图示的降压斩波电路中，已知E=600V,R=0.1,L=,EM=350V,采用脉宽调制控制方式，T=1800us,若输出电流I0=100A:（1） 试求输出电压平均值U0和所需要的ton值；（2） 作出iG、u0、i0以及iVD的波形 解：（1） （2）各种波形如图