2009-2010电力电子试卷

本试卷适应范围

自动化71-74

电气化71-74 09-10年 第Ⅰ学期 课程类型：必修 试卷类型：A 课程 电力电子学 班级 学号 13209103 姓名 成绩 南京农业大学试题纸

一、简答题(每题5分)

1、在哪些情况下，晶闸管可以从断态转变为通态？已处于通态的晶闸管，撤除其驱动电流为什么不能关断，怎么才能关断晶闸管？

解：使晶闸管由断态转变为通态的条件：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或uAK>0且uGK>0。

已处于通态的晶闸管撤除其驱动电流不能关断，因为晶闸管是半控器件。要使其关断可在晶闸管两端加反向电压。

2、何谓电流控制型电力电子器件和电压控制型电力电子器件？各举其一种器件。 解：如果是通过控制端注入或抽出电流来实现导通或关断的控制，这类电子器件称为电流控制型器件，如晶闸管。如果是仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可以实现导通或者关断的控制，这类电力电子器件称为电压控制型电力电子器件。

3、电力电子装置中有哪些情况会产生过电压？

解：①操作过电压 ②雷击过电压

③换相过电压 ④关断过电压

4、在三相半波可控整流电路中，如触发脉冲出现在自然换相点之前，能否进行换流？可能出现什么情况？

解：如果触发脉冲的宽度足以维持到自然换相点之后，则晶闸管可以导通。 如果触发脉冲的宽度不能维持到自然换相点之后，则晶闸管不能导通。

5、说明实现有源逆变的条件？为什么半控桥和负载侧并续流二极管的电路不能实现有源逆变？

解：实现有源逆变的条件：

①要有直流电动势，幅值大于交流侧的直流电压，方向与晶闸管导通方向一致。

②要求晶闸管的控制角α>π

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半控桥和负载侧并续流二极管的电路其整流电压不会出现负值，也不允许直流侧出现负极性的电动势，所以不能实现有源逆变。

6、直流斩波电路的三种调制方法是什么？

解：①开关周期T不变，改变开通时间Ton，即脉宽调制型（PWM）

②不改变脉冲宽度Ton，改变开关周期T的频率调制型

③混合型，既改变脉冲宽度，又改变开关周期。

7、交交变频和交直交变频各有什么特点？

解：交交变频电路的只用一次变流，效率较高；可方便实现四象限工作；低频输出时的特性接近正弦波。

交交变频电路的主要不足是：

1 ，使Ud出现负值。

接线复杂，如采用三相桥式电路的三相交交变频器至少要用36只晶闸管；受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低；输出功率因数较低；输入电流谐波含量大，频谱复杂。交直交变频可实现的变频范围大，但效率较低。 8、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？解：反馈二极管的作用是为反馈无功分量提供通路。在电流型逆变电路中，反馈无功能量时不会出现电流反向，故不用反馈二极管。 9、说明PWM的基本原理。解：PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。在采样控制理论中有一条重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，冲量即窄脉冲的面积。效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。上述原理称为面积等效原理 10、何为软开关和硬开关？解：硬开关：在晶闸管关断或导通的时候，电压与电流出现重叠，出现开关损耗。电压电流变化率大，出现对电路的干扰，称为开关噪声。软开关：在电路中引入谐振环节，使晶闸管开通前电压降为零或关断前电流降为零，关断过程中无电压、电流重叠，降低了开关损耗和开关噪声。二、图1为二相零式可控整流电路，直接由交流电网供电，试画出α= 60α时的 U d波形。 (12分) (12分)三、图2三相半波可控整流电路中，画出α= 30α时输出电压 U d波形。四、试简述图3所示直流斩波电路的工作原理，并推导其输入输出关系。 (10分)。 a VT1 b VT VT2 VD1 UU c UV VT3 Ud R VD 2图1L

Ud图2VD

i1EG V

i0C

R

U0

图3

五、单相交流调压电路，输入电压 U i= 220V,负载电阻 R= 5 ,采用两晶闸管2

教研室主任 出卷人 刘德营

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