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1、北京交通大学学生考试试题课程名称：电力电子技术（A卷）2009 W010学年2学期 出题：课程组（请考生注意：本试卷共有 七 道大题）题号一二三四五六七总成绩得分阅卷人、单选题（每题2分，共20分）-1、下列功率器件中，哪种器件 最适合于小功率、高开关频率的变换器？-二 SCR IGBT MOSFET IGCT- - 丁 2、在单相全控桥带大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为：- - 0.7075 1.414U2 0.9U2 3.14U2- 3、对三相半波可控整流电路电阻性负载来说，触发脉冲的移相范围是：- - 0口90* 0 叼20。 0口150* 03180i- - 4、下列哪
2、个电路 不能实现输入输出之间的能量双向流动：- - PWM整流电路 无源逆变电路 交交变频电路BUCK电路- - . . .- 5、单端反激变换器是- - BOOST变换器的派生电路BUCK变换器的派生电路- 丘克变换器的派生电路BUCKBOOST变换器的派生电路- 6、在谐振变换器中，ZVS表示- 零电压开关零电流开关硬开关 PWM开关装- 7、采用并联缓冲吸收电路的目的是为了- 减小导通损耗减小关断过电压- - - -_ _ 一- 实现开关器件的并联 实现软开关- - - - -8、在晶闸管串联电路中，实现动态均压的主要元件是：- - - 二极管 电感电阻电容院二 -学-9、晶闸管交流调压
3、电路采用以下哪种控制方式： 相位控制 周期控制 通断控制 斩波控制10 、在下列哪个电路中采用晶闸管时，需要加入强迫关断电路： 相控整流电路 有源逆变电路 无源逆变电路 交交变频电路 二、判断题，正确的划，不正确的划“X” （每题2分，共10分）（注意：本题共有5 个小题。每个小题后面有4 个判断，答对4 个判断得 2 分；答对 3个判断得 1 分；其它不得分）1 、三相电压型无源逆变器，每相桥臂由上下两个开关器件构成，下列哪些说法正确 输出电压波形与负载性质有关（） 可以采用同步调制，也可以采用异步调制（） 可以采用方波控制，也可以采用 PWM 控制 （） 桥臂上下两个开关器件换相时，在控制
4、上应的控制需遵循“先断后开”的原则（）2、在带有大电感负载且触发角相同的情况下，单相全控桥电路与单相半控桥电路相比： 全控桥的输出电压平均值低于半控桥（） 全控桥的功率因数低于半控桥（） 全控桥负载电流连续而半控桥负载电流不连续（） 都会存在失控现象（）3、 Boost DCDC 变换器： 工作状态（连续或断续）是根据负载电流的情况定义的（） 在连续工作状态下，输入电流是连续的（） 电感的作用是储能和滤波（） 又可称降压斩波器（）4、在谐振变换器中，下列哪些说法是正确的 零电压开关、零电流开关都属于软开关（） 软开关的开关损耗比硬开关大（） 软开关的开关频率可以比硬开关高（） 软开关的电压、电
5、流应力与硬开关相同（）5、晶闸管相控整流电路，考虑交流侧电抗时存在换相重叠角，其大小与许多因素有关: 直流负载电流越大，换相重叠角越大（）输入变压器漏抗越大，换相重叠角越大（） 交流输入电压越大，换相重叠角越大（）触发角a越大，换相重叠角越大（）三、简答题（共20分）1、如图所示交一直一交系统电路图，（1）简要说明图中各个变流器的作用；（2）当负载电机工作在发电状态时，说明该变流系统中的能量传递路径。（5分）（5分）2、交交变频电路主要应用在什么场合？其最高输出频率什么要限制最高输出频率？3、说出五种带隔离变压器的开关电源常用电路的名称,（输出频率上限）一般取多少？为（5分）卜图所示电路属于哪
6、一种？（ 5分）4、在电力电子装置中，缓冲电路的作用是什么？说明图示缓冲电路中各元件的作用。四、三相全控桥式晶闸管整流电路，带阻感负载，当相控角a =300时，试完成下列要求：（12 分）1、画出该电路原理图；2、该电路对触发脉冲形式有何要求？3、若电路中a相上桥臂晶闸管的触发脉冲丢失，试画出此故障下输出电压Ud的波形、并写出其表达式。五、三相半波有源逆变电路， 反电势阻感负载， 交流输入相电压 U2=100V,频率f=50Hz（ 3 二100兀），负载电阻R= 1 Q ,电感Ld = oo,负载反电势 E=-150V,逆变角3=30 ,电源变压器漏感LB=1mH试求出直流侧平均电压Ld、平均
7、电流Id及换相重叠角 丫，并画出直流侧电压ud的波形。（13分）六、升压DC-DC变换电路（BOOST电路），输出侧滤波电容很大，输出电压基本恒定，试完成以下工作：（13分）1、画升压DC-DC变换电路原理图，分析其工作原理和能量转移过程；2、画出连续导电模式下电感电压波形Ul、电感电流波形iL、开关器件两端的电压波形us及二极管电流波形iD；3、推导连续导电模式下输出电压Uo与输入电压Ud的关系式。4、此电路负载是否允许开路？为什么？七、下图为单相电压型脉冲整流器的电路原理图（12分）1、试说明各元件 Ln Cd、L2和C2的作用；2、该电路正常工作的条件是什么？3、简要分析该电路作为整流电
8、路时的控制目标；4、分别画出逆变工况（1）及电源电流超前电源电压30。情况下的基波相量图（忽略线路电阻）；参考答案课程名称：电力电子学（ A 卷） 2009-2010 学年 2 学期 出题：课程组第一题：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、第二题：1、xvW2、vVxx 3、xvVx 4、VxVx 5、vVxx第三题：1 、答： （ 1）各个变流器的作用： （ 3 分）上组整流桥：将三相交流电压变换成直流电压；下组整流桥：将直流环节能量变换成交流能量反馈给三相电网；逆变器：将直流电压变换成三相交流电压提供给电机负载。（ 2）当负载电机工作在发电状态时，能量传递路径：（ 2 分）电机-逆变
9、器-中间滤波环节-下组整流桥-三相交流电网2 、答：交交变频电路主要用于大功率、低转速的三相交流电机调速系统中。（ 1 分）最高输出频率受限制，fo / fi 1 / 3 ；（ 2 分）因为要减小谐波含量，降低负载转矩脉动，应保证fo / fi 1 / 3 ，即fo 16.7 Hz 。（ 2 分）3、答：带隔离变压器的开关电源常用电路有单端正激式变换器、单端反激式变换器、推挽式变换器、半桥式变换器、全桥式变换器。（ 3 分）图示电路属于单端正激式变换器。（ 2 分）4、答：缓冲电路的作用是抑制电力电子器件的内部过电压、抑制过电流、抑制电力电子器件关断时的 du/dt 、抑制电力电子器件开通时的
10、 di/dt 、减小器件的开关损耗。 （2 分）图示并联 RCD 缓冲电路中C 的作用是限制 du/dt ，吸收关断过电压； （ 1 分）R 的作用是当器件开通时C 上的能量经R 泄放；（ 1 分）D 的作用是使C 充电时通过D 快速充电，放电时通过 R 限流放电。 （ 1 分）第四题：解：（ 1 ）（ 3 分）(2)要求宽脉冲(脉冲宽度大于 60。)或双窄脉冲(两个窄脉冲相距60。)触发。（3分）uab(3)直流侧电压Ud的波形（3分）（3分）（3分）cos（ 1 一 ：） - cos :=XB I d2I d XB=0.109r 71，2U 2 sin 一36U2（2分）（4）设输入相电压
11、为 U2,相控角为a ,则输出电压 Ud=2/3X 2. 34U2 cos a第五题：解：Xb = 100兀*Lb（1分）Ud=-1.17U 2cos 3-3xb*I d/2 兀=-1.17*100*cos30 -150 L b*I d（2分）=-101.3-0.15 Id（1分）又：Ud=E+IdR= -150+ Id（1分）解上述方程得：Ud=-107.7V（1分）I d=42.3A（1分）（1分）解得：r = 17第六题：答:、单V/八.八，八i1、原理图如右图:CT分） 其工作原理是:(2分)当管子T导通时，二极管D承受反电压关断,此时电源给电感蓄能， 电感电流上升,同时,电容给负载供
12、电。当管子T截止时，电源和电感同时经过二极管D向负载侧提供能量，电感电流下降。tI(b)t(c) 0t(d) 0t.it(e) 0Vd(Vd)(4)2、各波形如下图:3、根据稳态工作时，电感上的平均电压为0,我们可以得出输入输出电压关系：UO1 -DUd(2分)（结论1分+原因1分）4、不能。因为输出电压会急剧上升，最终击穿电容或其他器件。第七题：1、元件作用：（2+1+1分）交流侧电感Ln ：用于实现对PWM整流器交流侧电压 usi的调节从而实现对功率因数的调节，同时也限制交流侧谐波电流。支撑电容Cd：用于滤波，使直流侧电压平直。二次滤波回路 L2、C2：用于提供2次谐波电流通路，限制直流侧
13、二次谐波电流，从而减小Ud中的二次谐波电压，其谐振频率为基波频率的2倍。2、直流侧电压必须大于交流侧电压的峰值。（2分）3、控制目标：交流侧高功率因数，要求iNi与Un保持同相或反相（1分）直流侧电压稳定（1分）4、基波相量图（2+2分）卜nLN In1j N L N I N1生活不是等待风暴过去，而是学会在雨中翩翩起舞，不要去考虑自己能够走多快，只要知道自己在不断努力向前就行，路对了，成功就不远了。放弃了，就不该后悔。失去了，就不该回忆。放下该放下，退出那没结局的剧。我们需要一点点的眼泪去洗掉眼中的迷雾，一点点的拥抱去疗愈受伤的心，一点点的休息去继续前行，少壮不努力，老大徒伤悲，每个人的人生
14、都是不一样的，处同样的位置，也是有人哭，有人笑，有人沉默。穷人缺什么：表面缺资金，本质缺野心，脑子缺观念，机会缺了解，骨子缺勇气，改变缺行动，事业缺毅力世界上最聪明的人是借用别人撞的头破血流的经验作为自己的经验，世界上最愚蠢的人是非用自己撞得头破血流的经验才叫经验，不要抱着过去不放，拒Z新的观念和挑战，每个人都有退休的一天，但并不是每个人都能拥有退休后的保障。觉得为时已晚的时候，恰恰是最早的时候，勿将今日之事拖到明日，学习时的苦痛是暂时的，未学到的痛苦是终生的，学习这件事，不是缺乏时间，而是缺乏努力，幸福或许不 排名次，学习并不是人生的全部。但既然连人生的一部分一一学习也无法征服，还能做什么呢