1、西安電子科技大學考試時間 120 分鐘試 題題號一二三四五六七八九十總分分數1515151515101051001.考試形式：閉卷；2.本試卷共8大題，滿分100分。班級 學號 姓名 任課教師 一、（15）簡答題： 1. 根據學過的電力電子知識，用自己的語言給電力電子技術下一個定義：2. 電力電子技術中所說的PWM的含義是：其PWM控制技術的重要理論基礎是：3在三相交-交變頻器電路中，如果考慮感性負載的無環流工作的死區時間，可以把一個周期的波形分成6個區域，這6個區域分別是：1）2組橋逆變區域；2）死區13）1組橋流區域4）5）6）4簡述雙反星型整流器和十二相整流的特點，說明各自的應用場合。1

2、）雙反星型整流器 2）十二相整流 5試述電流型逆變器的主要特點。 二、(15) 某電感負載采用帶續流二極管的單相半橋可控整流電路，已知電感線圈的內阻為5，輸入的交流電壓為220伏，角為60°，試求： 晶閘管及續流二極管的電流平均值和有效值；解：負載電壓平均值：負載電流平均值： 晶閘管電流平均值:晶閘管電流有效值: 二極管的電流平均值:二極管的電流有效值:晶閘管的通態平均電流：IT(AV)=（23）IT/1.57 =三、(15) 電路如圖3所示：1）試敘述電路工作在整流工作狀態下的工作過程； 2）在右圖中畫出=600時的輸出電壓Ud的瞬時值波形； 3）晶閘管DT1兩端電壓波形； 4）計

3、算=600、U 2=220伏時電路的輸出平均電壓Ud；5）當EM=110V時，回路總電阻為2時，計算平均電流Id；四、（15）如圖4所示的三相橋式逆變電路：1）試敘述電路工作在逆變工作狀態下的工作過程：答：在自然換相點4前=60度（即在自然換相點3處）處控制DT1導通，輸出電壓Ua，同時給原來導通的管子DT6加控制脈沖，DT6導通輸出電壓Ub，電路輸出電壓為Uab=Ua-Ub，這時的Uab全部為負壓； 在自然換相點5前=60度2）在左圖中畫出=60度時，輸出電壓Ud的波形，晶閘管DT1兩端的電壓波形UDT1；3）并計算當U2=110伏時的輸出電壓Ud值；4）當回路總電阻R=2，發電機的EM =

4、 220V時，求平均電流Id。五、（15）如圖所示的斬波電路，試回答并計算下面各題。 1）電路采用何種電力電子器件構成的何種斬波器？2）計算當E=12伏、EM=5伏、回路電阻R=1、導能比=0.5時其降壓斬波電路的輸出電壓U0、I0 ：3）電路正反轉分別是怎樣完成降壓斬波電路的；4）試述電路的升壓工作原理（只敘述一種情況）； 六、（10）如圖6所示的PWM控制波形1）PWM波形的是如何形成的： 其中調制信號為：2）輸出的PWM波命名為：3）該PWM波的極性是層雙極性還是單極性？七、（10）如圖所示的直流電機驅動電路，說明各部分的作用和系統對各部分的要求八、 （5）已知晶閘管承受的總電壓，總電流

5、，如采用管子參數（電壓定額），（電流定額）的晶閘管串并聯工作，電壓、電流裕量按2倍考慮，均壓、均流系數按0.8考慮。試求：（1）需要幾路并聯？（2）每路串聯幾個晶閘管？答 案：一、（15）1）有效地使用電力半導體器件應用電路和設計理論以及分析開發工具實現對電能的高效能變換和控制的一門技術。2）電壓變換、電流變換、頻率變換、波形變換3）原理基于可逆整流，工作可靠，可以直接套用成熟的直流可逆調速技術，經驗和裝置；流過電動機的電流近似三相正弦，附加損耗小，脈動轉矩小，負載是普通交流電動機，價格便宜；當電源為50HZ時，最大頻率不超過20HZ；主回路復雜，應用器件多小容量時不經濟。4）有源逆變和無源逆

6、變；有源逆變應用在高壓直流輸電、直流調速的電力機車；供給要求變頻調速的負載5）利用串聯或并聯諧振時阻抗最大或最小的特性，在諧振時（負載電流為零時或負載電壓為零時）接通或關斷負載，這時對應的電流（或電壓）為零。具體實現是用電力電子器件控制來完成的。二、（15）解：由可得=arcos(-0.192)=1010=1000晶閘管導通的角度： T =-=1800-1000=800續流二極管導通角度：D =+=1800+1000=2800 由于L=2f=2*3.14*50*0.1=31.4>>2所以負載為大電感負載，且回路有續流二極管，按純電阻負載的方法計算。Id=Ud/R=40/2=20A流

7、過晶閘管的平均電流IdT=（180-）/360Id=（180-100）/360*20=4.4A流過晶閘管電流有效值流過二極管的平均電流IdR=（180+）/360Id=（180+100）/360*20=15.6A流過二極管電流有效值加在晶閘管電壓峰值:UTm=，續流管最高電壓 312V三、（15）三相半波逆變電路：答：在=60度前，DT5導通，輸出電壓UC的瞬時值，且大部分負壓，當=60度時，觸發DT1導通，輸出電壓UA的瞬時值，且UA大部分在交流電的負半周，故導通使DT5承受負壓而關斷。從自然換相點3開始，B相的電位最高，但由于EM提供電勢，仍能使A相的晶閘管DT1承受正壓而維持導通，直到自

8、然換相點后=60時，控制B相的晶閘管DT3導通，輸出電壓UB的瞬時值，且BT3導通給DT1施加一個負電壓Uab，使DT1關斷截止，實現換相；從自然換相點5開始，C相的電位最高，但由于EM提供電勢，仍能使B相的晶閘管DT1承受正壓而維持導通，直到自然換相點后=60時，控制C相的晶閘管DT5導通，輸出電壓UC的瞬時值，且BT5導通給DT3施加一個負電壓Ubc ，使DT3關斷截止，實現換相。 2）當=60度時、U2=110伏時的輸出電壓Ud值；Ud= 1.17*U2*COS=-64.35伏3）當回路電阻R=2時輸出平均電流Id。 Id=(EM-Ud)/2=(110-64.35)/2=22.825安四

9、、（20）1）試敘述電路工作在整流工作狀態下的工作過程：2）當=30度時，在圖中畫出輸出電壓的波形并計算當U2=110伏時的輸出電壓Ud值；228.63V3）當回路電阻R=2時輸出平均電流Id。答：在自然換相點1后30度處控制DT1導通，并給DT6加控制脈沖，輸出電壓為Uab；在自然換相點2后30度處控制共陽極的DT2導通，并給共陰極的DT1加控制脈沖，輸出電壓為Uac，DT2導通關斷了DT6；在自然換相點3后30度處控制共陽極的DT3導通，并給共陽極的DT2加控制脈沖，輸出電壓為Ubc，DT3導通關斷DT1；在自然換相點4后30度處控制DT4導通，并給DT3加控制脈沖，輸出電壓為Uba；在自

10、然換相點5后30度處控制共陰極的DT5導通，并給共陽極的DT4加控制脈沖，輸出電壓為Uca，DT5導通關斷了DT3；在自然換相點6后30度處控制共陽極的DT6導通，并給共陽極的DT5加控制脈沖，輸出電壓為Ucb，DT6導通關斷DT4； 當=60度時、U2=110伏時的輸出電壓Ud值；Ud=2.34*U2*COS=2.34*110*COS300= 21伏當回路電阻R=2時輸出平均電流Id： Id=Ud/2=222.9/2=111.45安五、（10）解： 電機正轉時：電路可實現降壓斬波和升壓斬波。電機反轉時：電路可實現降壓斬波和升壓斬波。1）U0=E=0.5*12=6V I0=(U0-EM)/R=

11、(6-5)/2=0.5A2) 假如Q1、Q2導通，電機正轉，當Q1關斷時Q4并接的續流二極管導通續流，完成降壓斬波任務。 當T1關斷后某個時刻，動能使電機產生的電能大于電源提供的能量時（電動機進入發電電運行狀態），關斷T2并開通T4，電機的能量通過T4和T2的續流二極管導通給L反向存儲能量，當關斷T4時，L的存儲能量通過T1的續流二極管給電源E充電，從而實現制動功能。也就是說所謂的升壓斬波。在升壓的過程中，電機消耗了動能，轉換成電能，使運動的車輛平穩下坡，起到了制動的目的。 反轉時與正轉時敘述類似，換成另一對IGBT工作。3）降壓斬波電路應用在車輛的直流調速上；升壓斬波應用在直流調速車輛下坡時的制動上。六、（10） 1）在C的一個周期內，輸出的PWM波只有±U兩種電平，而不象單極性控制時還有零電平。在調制信號C和載波信號r的交點時刻控制各開關器件的通斷。在C的正負半周，對各開關器件的控制規律相同。調制信號為正弦波。2)輸出的PWM波為SPWM波（正弦調制規律的PWM）3）雙極性（正負極性的）PWM波。七、（10）變頻器的通用電路1）整流電路：把交流電變成直流電，采用三相橋式不可控整流電路，功率因素高。2）逆變電路：把直流電變成交流電，采用GTR的三相橋式逆變電路，前面有大電容器，是電壓型逆