2011电力电子试卷A(电气)答案

课程名称 电力电子技术 试卷编号 A 专业 电气工程及其自动化

一、 填空题（每空1分，共30分）

1．抑制器件的内因过电压、du/dt、过电流和di/dt，减小器件的开关损耗；开通缓冲电路（或di/dt抑制电路）；关断缓冲电路（或du/dt抑制电路）

2. 载波频率fc与调制信号频率fr之比；载波信号和调制信号不同步的调制方式；载波信

号和调制信号不同步的调制方式 3. 5；4

4. 只改变电压、电流或控制电路的通断,而不改变频率的电路；改变频率的电路 5. 改变信号波ur的频率；改变信号波ur的幅值

6. 交流侧和电网连接的逆变电路；交流侧和负载连接的逆变电路；无源逆变 7.器件换流；负载换流；器件换流

8. 有直流电动势，其极性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压；二是晶闸管的控制角 >π/2，使Ud为负值 9. 要有正向阳极电源；有足够大的门极触发电流 10. 100A；100V

11. 电压驱动型；电流驱动型 12. 交流变直流；直流变直流

13. 一般工业；交通运输；电力系统；电子装置用电源（答出其中两个即为正确） 二、问答题（每小题5分，共30分）

14.答:开关开通前其两端电压为零，则开关开通时不会产生损耗和噪声，这种开通方式称为零电压开通（3分）；开关关断前其电流为零，则开关关断时不会产生损耗和噪声，这种关断方式称为零电流关断（2分）。

15.答：（1）按控制目标的要求对器件施加开通或关断的信号。对半控型器件提供开通控制信号，对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号(3分)。（2）提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节（2分）。

16.答：三角载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性，所得的PWM波形在半个周期中也只在单极性范围内变化，称为单极性PWM控制方式（2分）。

三角载波始终是有正有负为双极性的，所得的SPWM波形在半个周期中有正有负，则称为双极性PWM控制方式(1分)。

11三相桥式PWM逆变电路中，输出相电压有两种电平： Ud和Ud(1分)。输出线

22电压有三种电平：Ud、0、Ud(1分)。

17.答：图2所示的电路是电流型逆变电路。（2分）

电流型逆变电路的主要特点是：

①直流侧串联有大电感，相当于电流源。直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。(1分)

②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。(1分)

③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流测电惑起缓冲无功能量的作用。因为反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。(1分)

18.答：与信息电子电路的MOSFET相比，电力MOSFET有如下的结构特点使其能够耐受高电压和大电流：（1）电力MOSFET大都采用垂直导电结构（2分）；（2）电力MOSFET是多元集成结构，一个器件由许多个小MOSFET元组成的（1分）；（3）与信息电子电路中的MOSFET相比，电力MOSFET多了一个N-漂移区，这是用来承受高电压的（2分）。 19.答：单相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，要求的晶闸管移相范围是0~180（2分），当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是0~90（1分）。

三相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，要求的晶闸管移相范围是0~120（1分），当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是0~90（1分）。 三、计算题（每小题10分，共30分） 20.解：①作出ud、id、和i2的波形如下图：（每个波形各1分）

②整流输出平均电压Ud、电流Id、变压器二次测电流有效值I分别为：

Ud=0.9U2cos=0.9×200×cos600=90(V) （1分） Id=Ud/R=90/5=18（A） （1分） I2=Id=18(A) （1分） ③晶闸管承受的最大反向电压为：

2U2=2002=282.8(V) （1分）

流过每个晶闸管的电流有效值为：

IVT=Id/2=12.73(A) （1分） 故晶闸管的额定电压为：

UN=(2~3)×282.8=565.6~848.4(V) （1分） 晶闸管的额定电流为：

IN=(1.5~2)×12.73/1.57=12.16~16.22(A) （1分）

2505.516103arctan600 （2分）21.解：（1）arctan R1L所以触发角α的变化范围是： 6001800 （1分） （2）时，输出电压最大，负载电流也最大且导通角 （1分） U1UO （1分）

I0U0220 110A （2分）

232Z1(2505.51610)2 PmaxI0 R12.1KW （1分）

(3) 时，输出功率也最大，为

或者

P0max12100 0.5 （2分）

U1I0220110s0.5 co22. 解：输出电压平均值为： U0输出电流平均值为：

I0U050010A （5分） R50T100100E500V （5分） toff20 注：表达式正确4分，值1分。 四、波形分析题（10分）

23.解：波形如下：

评分标准：每小题5分，每小题中触发角正确2分，波形正确3分。