电力电子模拟试卷九（附答案）一、 填空题（本题共7小题，每空1分，共20分）1、 晶闸管除了在门极触发下可能导通之外，在以下几种情况下也可能被触发导通： 阳极电压升高至相当高的数值造成效应；阳极电压过高；结温较高和光触发但 只有是最精确、迅速而可靠的控制手段对于其它几种情况，在晶闸管的应用中 要采取措施防止因其造成晶闸管误导通2、 在PWM控制电路中，根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式可分为 调制和 调制，调制方法克服了以上二者的缺点3、 设 DC/DC 变换器的 Boost 电路中，E=10V，a=0.5，则 U°=4、 整流电路中变压器漏抗对电路的影响是、、、5、换流的方式有、、、，全 控型器件用 方式换流6、 电力电子器件在实际应用中应采取的主要保护措施有：、、7、 防止单相桥式半控整流电路失控的最有效方法是二、 选择题（本题共10小题，每题1分，共10分）1、 若晶闸管电流有效值是157A，则其额定电流为（）A、157A B、100A C、80A D、246.5A2、 下列全控器件中，属于电流控制型的器件是（）A、P-MOSFET B、SIT C、GTR D、IGBT3、 将直流电能转换为交流电能供给负载的变流器是（ ）A、有源逆变器B、A/D变换器C、D/A变换器D、无源逆变器4、 在PWM逆变电路的相电压正弦波调制信号中叠加适当的3次谐波，使之成为鞍形波的目的在于（）A、消除谐波分量 B、包含幅值更大的基波分量C、减少开关次数 D、削弱直流分量5、 带反电动势负载的电路，当晶闸管关断时负载上的电压Ud为（）A、Ud=0 B、Ud=E C、Ud=E/2 D、Ud= - E6、 若减小SPWM逆变器输出电压基波幅值，可采用的控制方法是（）A、减小三角波频率B、减小三角波幅值C、减小输入正弦波控制电压幅值D、减小输入正弦波控制电压频率7、 三相半波可控整流电路的自然换相点是（）A、交流相电压的过零点B、本相相电压与相邻相电压正半周的交点处C、 比三相不可控整流电路的自然换相点超前30°D、 比三相不可控整流电路的自然换相点滞后60°8、 压敏电阻在晶闸管整流电路中主要是用来（）A、分流B、降压C、过电压保护 D、过电流保护9、 可实现有源逆变的电路为（）。
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10、 软开关变换器中，辅助电路与功率主回路并联，能有效地降低辅助回路自身的损耗的变换器是（）A、 准谐振变换器 B、多谐振变换器B、 零电压/零电流PWM变换器 D、零电压/零电流转换变换器三、简答题（本题共6小题，每小题5分，共30分）1、 三相半控桥与三相全控整流电路相比有哪些特点？2、 什么是晶闸管交流开关？交流调压器的晶闸管常用哪些方式控制？3、 电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？4、什么是组合变流电路？ 一般的开关电源是怎样组合的？为什么要这样组合?5、如何区分电压源型和电流源型变频器?6、什么是触发延迟角？什么是导通角？四、作图题：（本题1小题，共10分）1、在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在a = 0时电阻性负 载和电感性负载下整流电压ud的波形阻性负载时电感性负载时五、计算题（本题共2小题，每题15分，共30分）1、单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中，R=2Q，L值极大，反电动势E=60V，当 a=30o 时，求：（15 分）（1） 作出ud、id和i2的波形图；（2） 求整流输出平均电压七、平均电流Id和12；（3）考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流，并选择晶闸管的2、一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中R=0.5Q，L=2mH。
求：（15 分）（1） 开通角a的变化范围；（2） 负载电流的最大有效值；（3） 最大输出功率及此时电源侧的功率因数参考答案、填空题：（本题共7小题，每空1分，共20分）1、空1雪崩；空2上升率du/dt；空3门极触发2、空1同步；空2异步；空3分段同步3、 空14、 空120V输出平均电压降低；空2电压出现缺口；空3 di/dt减少；空4整流电路工作状态增多5、 空1器件换流；空2电网换流；空3负载换流；空4强迫换流；空5器件换流6、 空1过电压；空2过电流；空3缓冲电路保护7、 空1负载并联续流二极管二、 选择题：（本题共10小题，每小题1分，共10分）1、 （B） 2、 （C） 3、 （D） 4、 （B） 5、 （B）6、 （C） 7、 （B） 8、 （C） 9、 （A） 10、 （D）三、 问答题：（本题共6小题，每小题5分，共30分）1、（5 分）答：三相半控桥式整流电路是把全控桥中共阳极组的3个晶闸管换成整流二极管，其显著特 点是共阴极组元件必须触发才能换流；共阳极元件总是在自然换流点换流一周期中仍然换 流6次，3次为自然换流，其余3次为触发换流，这是与全控桥根本的区别（3分）。
改变共 阴极组晶闸管的控制角a，仍可获得0~2.34U2①的直流可调电压三相半控桥式整流电路只 需三套触发电路、不需要宽脉冲或双脉冲触发、线路简单经济、调整方便电路结构比三相 全控桥更简单、经济，而带电阻性负载时性能并不比全控桥差所以多用在中等容量或不要 求可逆拖动的电力装置中（2分）2、 （5 分）答：如果令交流调压器中的晶闸管在交流电压自然过零时关断或导通，则称之为晶闸管交流 开关（1分）交流调压器中的晶闸管有两种控制方式：⑴相位控制在电源电压的每一周期， 在选定的时刻将负载与电源接通，改变选定的时刻即可达到调压的目的，即相控方式（2分）； （2）通-断控制将晶闸管作为开关，使负载与电源接通若干周波，然后再断开一定的周波，通 过改变通断的时间比达到调压的目的有全周波连续式和全周波间隔式两种形式（2分）3、 （5 分）答：在电压型逆变电路中，当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无 功能量的作用为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈 二极管当输出交流电压与电流的极性相同时，电流经电路中的可控开关器件流通，而当输 出电压与电流极性相反时，由反馈二极管提供电流通道（3分）。
在电流型逆变电路中，直 流电流极性是一定的，无功能量由直流侧电感来缓冲当需要从交流侧向直流侧反馈无功能 量时，电流并不反向，依然经电路中的控开关器件流通，因此不需要并联二极管（2分）4、 （5 分）答：组合变流电路是将某几种基本的变流电路（AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/DC）组合起来， 以实现一定新功能的变流电路（2分）开关电源通常采用交-直-交-直方式组合（1分）由 于开关电源采用了工作频率较高的交流环节，变压器和滤波器都大大减小，因此同等功率条 件下其体积和重量都远小于相控整流电源除此之外，工作频率的提高还有利于控制性能的 提高由于这些原因，在数百KW以下的功率范围内，开关电源正逐渐取代相控整流电源（2 分）5、 （5 分）答：电压源型变频器：交-直-交变频器中，直流部分采用大电容器滤波，理想情况下直流电 压波形为一直线，可看作是一个内阻为零的电压源，再经逆变器输出交流电压波形；交-交 变频器虽无滤波电容器，但是交流电源系统的阻抗很低2分）电流源型变频器：交-直- 交变频器中采用大电感滤波，其直流电流波形较平直，可看作是一个电流源；交-交变频器 在输出端接有电抗器2分）两种类型变频器的区别在于滤波器形式的不同，于是在用途 上也各不相同：电压源型变频器因电容器上的电压不能突变，所以对电压控制响应慢，对调 整型负载动态响应慢，适于多台电动机同步运行的电源，且无快速加减速的负载；电流型变 频器因滤波电感上的电流不能突变，虽对负载变化反应慢，但对系统调速的动态响应灵敏， 因而适于单台变频器配用单台电动机的系统，可满足快速起动、制动和可逆运行的要求。
如 果将不可控整流改成可控整流，还可实现电动机的回馈制动1分）6、 （5 分）从晶闸管开始承受正向电压起，到触发脉冲出现时的电角度，称为触发延迟角；移相触发就 是改变晶闸管每周其导通的起始点即触发延迟角的大小，达到改变输出电压，功率的目的 移相触发的主要缺点是使电路中出现包含高次谐波的缺角正弦波，在换流时刻会出现缺口 “毛刺”，造成电源电压波形畸变和高频电磁波辐射干扰大触发延迟角运行时，功率因数较 低（3分）晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称导通角，导通角的最大值与电路 的结构形式和负载性质有关（2分）四、作图题：（本题1小题，共10分）当负载为电阻时，ud的波形如下：（5分）当负载为电感时，ud的波形如下：(5分)五、计算题：(本题共2小题，每题15分，共30分)1、 (15)解：(1)ud、id和i2的波形如下图：(5分)(2) 整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为Ud = 0.9 U2 cosa=0.9x100xcos30° = 77.97(A) (1 分)Id = (Ud-E)/R = (77.97-60)/2 = 9(A) (2 分)I2 = Id =9(A) (2 分)(3) 晶闸管承受的最大反向电压为：^U2 = 100龙=141.4 (V)流过每个晶闸管的电流的有效值为：IVT=Id /把=6.36 (A)故晶闸管的额定电压为：UN = (2~3)x141.4=283~424 (V)(2 分)晶闸管的额定电流为：IN = (1.5~2)x6.36/1.57=6~8 (A) (3 分)晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
2、(15 分)解:①负载川抗角为;.COL 2/Fx50x2x 10"^ . _i/） -flrctflii （ ）-Cretan （ ）一39864= % 1,49R 0.5开通角”的变化范围为：即『—*」—•，• （5分）鱼"如二讨|］寸，输出电压最大，负载电流也为最大，此时.而出功率最大，为2 （ 220 X?WR一 ， , 一, RT"gw）（5 分）顷-+S））功率因数为；_ —_ ——_「■二己一 （5 分）L ］」.：上。
