《電力電子技術》

一、單選題

1、電阻性負載三相半波可控整流電路中，控制角的范

圍是（D）。

A、30°~150°

B、0°~120°

C、15。?125。

D、0。?150。

2、已經導通的晶閘管被關斷的條件是流過晶閘管的電

流（B）o

A、減小至擎住電流以下

B、減小至維持電流以下

C、減小至門極觸發(fā)電流以下

D、減小至5A以下

3、直流斬波電路是一種（D）。

A、DC/AC

B、AC/AC

C、AC/DC

D、DC/DC

4、下列電路中，不可以實現有源逆變的是（C）。

A、三相橋式全控整流電路

B、三相半波可控整流電路

C、單相橋式可控整流電路外接續(xù)流二極管

D、單相全波可控整流電路

5、三相橋式全控整流電路中，晶閘管可能承受的正反

向峰值電壓(D)。

A、2五U2

B、U2

C、應U2

D^^U?

6、對于單相交交變頻電路如下圖，在t2?t3時間段內，

P組晶閘管變流裝置與N組晶閘管變流裝置的工作狀

態(tài)是(B)o

A、P組阻斷，N組逆變

B、N組阻斷，P組逆變

C、P組阻斷，N組整流

D、N組阻斷，P組整流

7、只適用于全控型電力電子器件的換流方式為（A）。

A、器件換流

B、負載換流

C、強迫換流

D、電網換流

8、把兩個晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，在每半

個周波內通過對晶閘管開通相位的控制，可以方便地

調節(jié)輸出電壓的有效值，這種電路稱為（B）。

A、交流調功電路

B、交流調壓電路

C、交流電力電子開關

D、變頻電珞

9、調制法是把希望輸出的波形作為調制信號，把接受

調制的信號作為載波，通過信號波的調制得到所期望

的PWM波形。通常采用（A）作為載波。

A、等腰三角波

B、方波

C、矩形波

D、正弦波

10、采用（B）是電力電子裝置中最有效、應用最廣的

一種過電流保護措施。

A、直流快速斷路器

路會發(fā)生什么情況？若一只晶閘管發(fā)生短路，電路又會發(fā)

生什么情況？

答三相半波可控整流電路若其中一只晶閘管發(fā)生斷路，輸

出電壓會出現缺用；若一只晶閘管發(fā)生短路，電路會由于相

鄰相晶閘管的導通使兩相繞組短接，出現短路事故。

2、為什么交流調壓電路感性負載時的觸發(fā)脈沖必須用寬

脈沖或脈沖列？可文字或圖示說明。

答兩只晶閘管反并聯(lián)的單相交流調壓電路帶感性負載，當

a<6時若采用窄觸發(fā)脈沖則會由于第一只晶閘管的導通使

和它反并聯(lián)的管子沒有正向陽極電壓而無法導通，輸出成了

單相半波可控整流電路的輸出了。而采用寬脈沖或脈沖列觸

發(fā)則經過幾個脈沖后，輸出波形將會和a=3時一樣。

3、簡述圖示降壓斬波電路的基本原理。

答IGBT導通時，負載側的輸出電壓等于直流側電壓E,當

IGBT關斷時，負載經續(xù)流二極管續(xù)流，輸出電壓為0,故輸

出電壓Uo=aEo

4、什么是SPWM波？它是基于什么原理實現的？可文字

或圖示說明。

答用一系列等幅不等寬，寬度按照正弦規(guī)律變化的脈）口等

效正弦波為SPWM波，其基于沖量相等或面積等效原理。

5、下圖所示電路是單相電壓型還是電流型逆變電路？采

用何種換流方式？負載上電壓、電流波形為何形狀？

答電流型逆變電路，采用負載換流方式，負載上電流波形為

正負對稱的矩形波，電壓近似正弦波。

四、計算題

1、單相半波可控整流電路，帶電阻性負載，U2=220V,控

制角。=60。，電阻求①直流輸出電壓平均值、

直流輸出電流平均值；②畫出此時劭、id、的波形。

答①％=0.455上上吧=74.25V

2

/d=U“R=7.425A

2、單相橋式全控整流電路，變壓器二次側電壓有效值為伍,

帶反電動勢阻感負載，其中t/2=110V,R=5C,L=oo,E=30V,

a=45°o要求：

①畫出如、小，2的波形；②整流輸出平均電壓Ud、平均電

流右以及變壓器二次側電流有效值；③考慮2倍安全裕量,

確定晶閘管的額定電壓、額定電流。【問答題】

③晶閘管承受的最大正反向電壓是85=11。&=155.5(V)

(2分)

IT=-^==5.66A,

J2

I=x2=7.2A

7TA'V1.57

3、三相橋式全控整流電路，變壓器二次側電壓有效值為5,

帶電阻電感負載，電感L值極大。其中U2=200V,R=10Q,

LB=lmH,a=60。，要求：①為、△■、人和》的值。

②考慮2倍安全裕量，確定晶閘管的額定電壓、額定電流。

③分別在下圖中用陰影畫出在不考慮變壓器漏感情況下，當

a=60。和￡=60。時輸出電壓4d的波形。【問答題】

答①Ud=2.34U2Cosa—AUdAt/d—ud=idR

解得，〃=22.72A,AUd=6.82WU"=227.2V

又cosa—cos(a+/)=2￡娓(72=2A[/d/t/dO—0.029

即得出cos(600+7)=0.471

換流重疊角7=1.91°

②晶閘管可能承受的最大正反向電壓為：

602=200幾=490(V)

考慮2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓為：

UN=2X490=980(V)

考慮2倍安全裕量，晶閘管的額定電流為：

/7=4=13.124

V3

=-^-x2=16.7M

V1.57

一、單選題

1、下列屬于電壓控制型電力電子器件的是(D)。

A、晶閘管

B、GTO

C、GTR

D、電力MOSFET

2、(A)晶閘管可以認為是一對反并聯(lián)聯(lián)結的普通晶閘

管的集成。

A、雙向

B、快速

C、逆導

D、光控

3、變流電路產生有源逆變的條件之一是：要有直流電

動勢，其極性需和晶閘管的導通方向一致，其值應（A）

變流器直流側的平均電壓。

A、大于

B、等于

C、小于

D、不等于

4、將直流電壓變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{電壓的直流電,

這稱為（C）。

A、整流

B、逆變

C、直流-直流變流

D、交流■交流變流

5、凡是負載中電流相位（B）于負載電壓的場合，都可

以實現負載換流。

A、滯后

B、超前

C、等于

D、不等于

6、單相交流調壓電路帶阻感性負載（阻抗角為夕），穩(wěn)

態(tài)時a的移相范圍是（C）。

A、0~7

B、0?8

C、9?兀

D、。?7T

7、把兩個晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，代替電路

中的機械開關，起接通和斷開電路的作用，這就是（C）。

A、交流調功電路

B、交流調壓電路

C、交流電力電子開關

D、變頻電路

8、工程上使用較廣泛的邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)，以下說法

錯誤的是（A）。

A、采用a邛配合控制

B、不設置換流電抗器

C、兩組橋之間不存在環(huán)流

D、兩組橋在任何時刻只有一組投入工作

9、下列不屬于過電壓保護措施的是（A）。

A、直流快速斷路器

B、避雷器

C、壓敏電阻

D、變壓器靜電屏蔽層

10、在調制法中，當調制信號波為（C）時，所得到的就

是SPWM波形。

A、鋸齒波

B、方波

C、正弦波

D、等腰三角波

二、填空題

1、交流調功電路和交流調壓電路的電路形式完全相同，只

是（控制方式）不同。

2、兩個晶閘管串聯(lián)，一般都會存在（電壓）分配不均勻的問

題。在電力電子裝置中，當需要同時串聯(lián)和并聯(lián)晶閘管時,

通常采用（先串后并）的方法。

3、晶閘管剛從斷態(tài)轉化為通態(tài)就移除觸發(fā)信號后，能維持晶

閘管導通所需的最小陽極電流，稱為（擎住）電流。

4、三相半波可控整流電路中的三個晶閘管的觸發(fā)脈沖相位

按相序依次互差（120。r

5、常見的四種換流方式中，針對晶匣管而言的換流有（電網

換流）、（負載換流）和（強迫換流）。

6、IGBT是復合型器件，它是由（GTR）和（電力MOSFET）

復合而成的電力電子器件。

三、分析簡答題

1、什么是有源逆變？變流電路產生有源逆變的條

件是什么？半控橋或有續(xù)流二極管的電路能否實現有源逆

變？

答將直流電轉換為交流電，并且交流側和電網連接，

稱為有源逆變。產生有源逆變的條件（1）要有直流電動勢，

其極性需和晶閘管的導通方向一致，并且其值應大于變流器

直流側的平均電壓Ud；（2）要求晶閘管的控制角a>9。。，使

得%<0;（3）半控橋或者帶續(xù)流二極管的電路不能實現有源

逆變。

2、什么是電流型逆變電路？電流型逆變電路中的

開關器件是否需要反并聯(lián)反饋二極管？為什么？。

答直流電源為電流源的逆變電路為電流型逆變電路；不需

要；當交流側為阻感性負載時，因為反饋無功能量時直流電

流并不反向，所以不必接反饋二極管。

3、在圖示電路中，L值和C值極大，V的導通和關

斷時間分別為垢和%f,此電路是哪種斬波電路？表

示什么量？此電路能使輸出電壓高于電源電壓的兩個關鍵

原因是什么？

*IJ

JLVC==MoR

答升壓斬波電路；升壓比；一是電感L儲能之后具有使電

壓泵升的作用，二是電容。可將輸出電壓保持住。

4、PWM控制技術的重要理論基礎是什么？其控制方式

有哪兩種？下圖是哪種PWM控制方式？

答面積等效原理；單極性PWM控制方式和雙極性PWM控

制方式；雙極性PWM控制方式。

5、電力電子電路運行不正常或者發(fā)生故障時，可

能會發(fā)生過電流。過電流分哪兩種情況？寫出三種過電流保

護措施。電力電子裝置中最有效、應用最廣的一種過電流保

護措施是哪種？

答過電流分為過載和短路兩種情況；三種過電

流保護措施：快速熔斷器，直流快速斷路器，過電流繼電器

;快速熔斷器。

四、計算題

1、如下圖所示的單相半控橋整流電路，帶電阻電感性負載,

B

答①4=0.9仇號絲=135V/d=U〃R=13.5A

/VD=J?廣1L02A

/VT=,丁尸7.79A

2、單相橋式全控整流電路，變壓器二次側電壓有效值為仿,

帶電阻電感性負載，其中t/2=100V,R=5Q,L=s,a=30°。

要求:

①畫出〃d、k電的波形；②整流輸出平均電壓■、平均電

流/d以及變壓器二次側電流有效值；③考慮2倍安全裕量,

確定晶閘管的額定電壓、額定電流。

答①I

[7,=0.9(/,cosa=77.94V

②U'

，二—=15.594=/,

dR

③晶閘管承受的最大反向電壓是行S=100后=141.4(V)

考慮2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓為:

UN=2X141.4=282.8(V)

考慮2倍安全裕量，晶閘管的額定電流為:

/7=幺=11.024

V2

3、三相半波可控整流電路，變壓器二次側電壓有效值為5,

帶反電動勢阻感性負載，電感L值極大。其中U2=200V,

R=2Q,LB=2mH,a=60°,E=30V,要求：①為、△1、4和

y的值。②考慮2倍安全裕量，確定晶閘管的額定電壓、額

定電流。③分別在下圖中用陰影畫出在不考慮變壓器漏感情

況下，當。=60。和￡=60。時輸出電壓〃d的波形。

答①Ud=l.17U2COsa—AUd

△Ud=3XB//2兀

Ud=E+IdR

解得，id=37.83AAL/rf=11.35V,i/J=128.35V

又*/cosa—cos(tz+/)—2/dXr/V6t/2—2A(/d/t^dO—0.097

即得出COS(600+/)=0.403

換流重疊角7=6.23°

②晶閘管承受的最大反向電壓為602=2006=490(V)

考慮2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓為：

UN=2x490=980(V)

考慮2倍安全裕量，晶閘管的額定電流為：

f=21.84A,

V3

―-x2=27.82A

TAV1.57

一、單選題(

1、單相半控橋整流電路的兩只晶閘管的觸發(fā)脈沖依次

應相差(A)o

A、180°

B、60°

C、360°

D、120°

2、Q為（C）時，三相半波可控整流電路，電阻性負

載輸出的電壓波形，處于連續(xù)和斷續(xù)的臨界狀態(tài)。

A、0°

B、60°

C、30°

D、120°

3、晶閘管觸發(fā)電路中，若改變（B）的大小，則輸出

脈沖產生相位移動，達到移相控制的目的斬波。

A、同步電壓

B、控制電壓

C、脈沖變壓器變比

D、整流變壓器變比

4、下列電路中，可以實現有源逆變的是（A）o

A、三相半波可控整流電路

B、三相半控橋式整流電路

C、單相橋式全控整流電路接續(xù)流二極管電路

D、單相半控橋式整流電路

5、在一般可逆電路中，最小逆變角Bmin的合理取值

范圍為（A）。

A、30。?35%

B、10。?15。

C、0。?10。

D、0°

6、對于單相交交變頻電路如下圖，在t3~t4時間段內，

P組晶閘管變流裝置與N組晶閘管變流裝置的工作狀

態(tài)是（C）o

A、P組阻斷，N組逆變

B、N組阻斷，P組逆變

C、P組阻斷，N組整流

D、N組阻斷，P組整流

7、以下?lián)Q流方式不適用于晶匣管的換流方式為（A）o

A、器件換流

B、負載換流

C、強迫換流

D、電網換流

8、單相半控橋電感性負載

電路中，在負載兩端并聯(lián)一個續(xù)流二極管的作用是

(B)o

A、抑制溫漂

B、防止失控現象的產生

C、增加晶閘管的導電能力

D、增加輸出電壓的穩(wěn)定性

9、IGBT是一個復合型的器件，它是（B）o

A、GTR驅動的MOSFET

B、MOSFET驅動的GTR

C、MOSFET驅動的晶閘管

D、MOSFET驅動的GTO

10、在大功率晶閘管裝置中，常用多個器件并聯(lián)來承擔

較大的電流。對于均流的措施，以下說法不正確的是

（B）。

A、采用均流電抗器

B、用RC并聯(lián)支路

C、用門極強脈沖觸發(fā)

D、選擇特性參數盡量一致的器件

二、填空題

1、下列電力電子器件：GTR、晶閘管和IGBT,其中

（IGBT）是復合型器件，（GTR）是電平控制型器件，（晶閘

管）是脈沖觸發(fā)型器件。

2、大功率晶閘管裝置中，常用多個器件（并聯(lián)）連接來承

擔較大的電流，這會存在（電流）分配不均勻的問題。。

3、帶阻感負載的單相交-交變頻電路，為避免兩組變流器之

間產生（環(huán)流），兩組變流電路在工作時不同時施加觸發(fā)脈沖,

即一組變流電路工作時，封鎖另一組變流電路的觸發(fā)脈沖，

這種方式稱為(無環(huán)流)工作方式。

4、逆變角和控制角的計量方向相反，兩者的關系是a+懺

(K)o

5、三相半波可控整流電路中，帶阻感性負載時，當晶閘管

的控制角(a>30°)時，輸出電壓波形出現負值。

6、各種電子設備需要多路不同的電壓供電，需要專門設計

電源裝置來提供這些電壓，其中采用高頻開關方式進行電能

變換的電源稱為(開關電源)。

三、分析簡答題

1、在單相橋式全控整流電路和三用橋式全控整流

電路中，當負載分別為電阻性負載、阻感性負載時，試求晶

閘管的移相范圍分別是多少？

答電阻負載：單相橋式全控整流電路時晶閘管的移相范圍0。

?180。；三相橋式全控整流電路時晶閘管的移相范圍0°

?120。；阻感性負載：單相全控橋和三相全控橋時晶閘管的

移相范圍都是0。?9。。o

2、電力電子裝置中可能發(fā)生的過電壓分為外因過

電壓和內因過電壓。寫出兩個產生外因過電壓的原因。此外，

寫出三種過電壓保護措施。

答兩個產生外因過電壓的原因：操作過電壓和雷擊

過電壓；三種過電壓的保護措施：避雷器保護，用非線性元

件限制過電壓的幅度，RC過電壓抑制電路，電子保護電路。

3、如下圖所示單相交流調壓電路，帶電阻性負載，

怎樣控制晶閘管來調節(jié)輸出電壓的有效值？此電路中。角的

移相范圍是多少？畫出。二60。時輸巳電壓〃。和電流的波

形。

答通過控制觸發(fā)延遲角a的變化可實現輸出電壓的有

效值的調節(jié)；此電路中a角的移相范圍為0。?180。；

4、什么是載波比？根據載波和信號波是否同步及

載波比的變化情況，PWM調制方式有哪兩種？

答載波頻率fc與調制信號波頻率fr之比，即：1=/；同

r

步調制和異步調制。

5、圖示為升壓斬波電路，使輸出電壓高于電源電

壓的兩個關鍵原因是什么？電路中電感和電容的值很大，設

V的開通時間為rOn,關斷時間為Zoff,寫出輸出電壓平均值

U。和負載電流平均值/。的表達式。

答兩個關鍵原因：一是電感L儲能之后具有使電壓泵

升的作用，二是電容可將輸出電壓保持住；

+=-；

U0=E=—E

itoffLtcff夕B”R

四、計算題

1、單相半波可控整流電路帶電阻性負載，U2=200V,

/?=10Qo則①晶閘管的導通條件是什么？a角的移相范圍

是多少？②當a=60°時，求《、/d；并畫出⑷的波形。

答①導通條件：（1）承受適當的正向陽極電壓；（2）承受適當

的正向門極電壓；Q的移相范圍是0°?180°；

②L=0.45，、1+；°sa=67.5yl^U^R=6.75A

2

2、圖示為單相橋式半

控整流電路，阻感性

負載，變壓器二次側

電壓的有效值為。2,乙=8,控制