南陽理工學院電子與電氣工程系
2009—2010學年第一學期期末考試卷
課程名稱電力電子技術試卷編號 b
考試方式閉卷滿分分值 100分考試時間 120分鐘
一、填空題（每空1分，共26分）
1. 電壓型逆變電路中，逆變橋各橋臂都反併聯了二極體。二極體的作用有
兩個：一是提供負載向直流側反饋能量的通道，
二是使負載電流連續 。
2. 在pwm控制電路中，載波比是指載波頻率與調製訊號波頻率之比 .
根據載波和訊號波是否同步及載波比的變化情況，pwm調製方式可分為同步調製
和非同步調製兩種。
3. 三相橋式全控整流電路，若整流變壓器副邊電壓v,阻感性
負載，電感值極大，，則整流輸出平均電壓= 117v。
4. 電力電子裝置中可能發生的過電壓分為內因過電壓和外因過電壓兩類。
5．變流電路工作於整流狀態與逆變狀態的區別僅僅是控制角α的不同，當
0 <α<π/2時，電路工作在整流狀態，π/2<α<π時，電路工作在
逆變狀態。
6. 在電力電子電路中，常設定緩衝電路，其作用是抑制器件的內因過電壓、du/dt、過電流和di/dt，減小器件的開關損耗。
7. 電力電子電路中控制電路和主電路之間的電氣隔離環節一般採用光隔離
和磁隔離。
8. 若閘流體電流的有效值是628a，則其額定電流為400a a。若該閘流體
陰、陽極間所加電壓為500sinv，則其額定電壓應為 500v v。（不
考慮閘流體電流、電壓的安全裕量。）
9. 從外形上看，閘流體主要有螺栓型和平板型兩種封裝結構。
10. 電力電子技術是應用於電力領域的電子技術，具體地說就是利用電力電子器件對電能進行變換和控制
的技術。
11．將直流電變成交流電稱為逆變。有源逆變是指交流側和電網連線
，無源逆變是指交流側和負載連線。
12. 電力變換通常分為四大類，即交流變直流直流變交流交流變交流和直流變直流
13. 在1800導電方式的逆變器中，為了防止同一相上下兩橋臂的開關器件同
時導通而引起直流側電源的短路，在同一相上下兩橋臂換流時要採取先斷後通
的方法。
二、單項選擇題（每小題2分，共10分）
14. 下列電力半導體器件中，耐壓和耐流能力最高的是（a ）。
a. 閘流體 b. gtr c. 電力mosfet d. igbt
15. 三相橋式全控整流電路帶電阻性負載，則電路中閘流體的觸發角的移
相範圍是（ c）
a. 1800 b. 1500 c. 1200 d. 900
16. 三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法，a、b兩相的自然換相點
在相位上相差（b ）
a. 900 b.1800 c.1500 d. 1200
17. 凡是採用igbt、電力mosfet、gto、gtr等全控型器件的電力電子
電路中，其換流方式均屬於（a ）
a. 器件換流 b. 電網換流 c. 負載換流 d. 強迫換流
18. 下列電力半導體器件中，屬於電流控制型器件的是（a ）
a. gto b. mos控制閘流體mct c. 電力mosfet d. igbt
三、問答題（每小題6分，共24分）
19. 使閘流體導通的條件是什麼？怎樣才能使閘流體由導通變為截止？
閘流體導通的條件有二：一是要有正向陽極電源，二是有足夠大的門極觸發電
流。（3分）
要使閘流體由導通變為關斷，可利用外加電壓和外電路的作用使流過閘流體的電流降到接近於零的某一數值以下，即降到維持電流以下，便可使導通的閘流體關斷。（3分）
20. 什麼是逆變失敗？逆變失敗的原因是什麼？
逆變時，一旦換相失敗，外接直流電源就會通過閘流體電路短路，或使變流器
的輸出平均電壓和直流電動勢變成順向串聯，形成很大短路電流，發生逆變失敗。(2分)
逆變失敗的原因：(1) 觸發電路工作不可靠，不能適時、準確地給各閘流體分配脈
衝，如脈衝丟失、脈衝延時等，致使閘流體不能正常換相，使交流電源電壓和直流電動勢順向串聯，形成短路。(2) 閘流體發生故障，該斷時不斷，或該通時不通。(3) 交流電源缺相或突然消失。
(4) 換相的裕量角不足，引起換相失敗。（4分）
21. 簡述正弦脈寬調變（spwm）技術的基本原理。
取樣控制理論中有一條重要的理論：衝量相等而形狀不同的窄脈衝加在具有慣
性的環節上時，其效果基本相同，衝量即窄脈衝的面積。效果基本相同是指環節的輸出響應波形基本相同。上述原理稱為面積等效原理。（1分）
把正弦分成n等分，就可把其看成是n個彼此相連的脈衝列組成的波形。這些脈衝寬度相等，都等於π/n，但幅值不等且脈衝頂部不是水平直線而是曲線，各脈衝幅值按正弦規律變化（2分）。如果把上述脈衝列用相同數量的等幅而不等寬的矩形脈衝代替，使矩形脈衝的中點和相應正弦波部分的中點重合，且使矩形脈衝和相應的正弦波部分面積相等，就得到pwm波形。
各pwm脈衝的幅值相等而寬度是按正弦規律變化的（2分）。根據面積等等效原理，pwm波形和正弦半波是等效的。對於正弦波的負半周，也可以用相同的方法得到pwm波形。
可見，所得到的pwm波形和期望得到的正弦波是等效的（1分）。
22. 什麼是電流型逆變電路？有什麼特點？
直流側電源為電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路。（2分）
電流型逆變電路的特點如下：
(1) 直流側串大電感，電流基本無脈動，相當於電流源。 （1分）
(2) 交流輸出電流為矩形波，與負載阻抗角無關。輸出電壓波形和相位因負載不同而不同。（2分）
(3)直流側電感起緩衝無功能量的作用，因反饋無功能量時直流電流並不反向，不必給開關器件反併聯二極體。（1分）
四、計算題（每小題10分，共30分）
23． 三相半波可控整流電路如圖1所示，，電阻電感負載，，值極大，當時，要求：①畫出和的波形；②計算、、和。
圖124.一台220v、20kw的電爐，採用閘流體單相交流調壓。現使其工作在10kw，試求電路的控制角α、工作電流及電源側的功率因數。
25．在圖2所示的降壓斬波電路中，已知，，值極大，。採用脈寬調變控制方式，當，時，計算輸出電壓平均值和輸出電流平均值。
圖2五、波形分析題（10分）
26. 單相橋式全控整流電路，=300，閘流體vt3因故斷開，請畫出下列兩
種情況下的波形：
① 電阻性負載；
② 阻感性負載，。
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