哈爾濱工業(yè)大學(xué)2023年春季電力電子技術(shù)考試試題

哈爾濱工業(yè)大學(xué)2007年春季電力電子技術(shù)考試試題（注：卷面80分，平時(shí)成績20分）本題得分一、填空題（11小題，每空0.5分，共22分）1、電力電子學(xué)是由、和交叉而形成的邊緣學(xué)科。2、按照電力電子器件能夠被控制電路信號(hào)所控制的程度，可以將電力電子器件分為以下三類；1)的電力電子器件被稱為半控型器件，這類器件主要是指及其大部分派生器件。2)的電力電子器件被稱為全控型器件，這類器件品種很多，目前常用的有和。3)的電力電子器件被稱為不可控器件，如。3、根據(jù)下面列出的電力電子器件參數(shù)的定義，在空格處填寫該參數(shù)的名稱。參數(shù)定義參數(shù)名稱GTR集電極電流與基極電流之比使IGBT能實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)調(diào)制而導(dǎo)通的最低柵射電壓維持晶閘管導(dǎo)通所必需的最小陽極電流4、在GTR、GTO、IGBT與MOSFET中，開關(guān)速度最快的是_________，單管輸出功率最大的是_____________，在中小功率領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的是___________。5、電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路一般應(yīng)具有電路與之間的電氣隔離環(huán)節(jié)，一般采用光隔離，例如；或磁隔離，例如。6、緩沖電路又稱為吸收電路，緩沖電路可分為關(guān)斷緩沖電路和開通緩沖電路。其中緩沖電路又稱為du／dt抑制電路，用于吸收器件的過電壓。緩沖電路又稱為di／dt抑制電路，用于抑制器件時(shí)的電流過沖和di／dt，減小器件的損耗。7、單相半波可控整流電路、單相橋式全控整流電路、三相半波可控整流電路和三相橋式全控整流電路，當(dāng)負(fù)載分別為電阻負(fù)載和電感負(fù)載時(shí)，晶閘管的控制角移相范圍分別是多少（用角度表示，如0°～180°）？負(fù)載單相半波單相橋式三相半波三相橋式電阻

阻感

（注：有續(xù)流二極管）

8、在單相全控橋式電阻-反電動(dòng)勢負(fù)載電路中，當(dāng)控制角α大于停止導(dǎo)電角δ時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角θ=_____________。當(dāng)控制角α小于停止導(dǎo)電角δ時(shí)，且采用寬脈沖觸發(fā)，則晶閘管的導(dǎo)通角θ=_____________。9、由于器件關(guān)斷過程比開通過程復(fù)雜得多，因此研究換流方式主要是研究器件的關(guān)斷方法。換流方式可分以下四種：，，，。10、正弦脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)運(yùn)用于電壓型逆變電路中，改變_可改變逆變器輸出電壓幅值；改變__可改變逆變器輸出電壓頻率；改變__可改變開關(guān)管的工作頻率。11、在SPWM控制電路中，根據(jù)載波和信號(hào)波是否同步及載波比的變化情況，PWM調(diào)制可分為與________兩種類型，采用________調(diào)制可以綜合二者的優(yōu)點(diǎn)。本題得分二、選擇題（5小題，每空0.5分，共3分）1、晶閘管穩(wěn)定導(dǎo)通的條件（）A、晶閘管陽極電流大于晶閘管的擎住電流B、晶閘管陽極電流小于晶閘管的擎住電流C、晶閘管陽極電流大于晶閘管的維持電流D、晶閘管陽極電流小于晶閘管的維持電流2、某晶閘管，若其斷態(tài)重復(fù)峰值電壓為500V，反向重復(fù)峰值電壓700V，則該晶閘管的額定電壓是（）A500VB600VC700VD1200V3、（）存在二次擊穿問題。A.SCRB.GTOC.GTRD.P.MOSFETE.IGBT4、下圖所示的是（）的理想驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形。A.SCRB.GTOC.GTRD.P.MOSFETE.IGBT5、IGBT綜合了（）和（）的優(yōu)點(diǎn)，因而具有良好的特性。A.SCRB.GTOC.GTRD.P.MOSFETF.電力二極管本題得分三、計(jì)算題（4小題，共20分）1、單相橋式全控整流電路，U2=200V，負(fù)載中R=2Ω，L值極大，反電勢E=120V。已知控制角的變化范圍是：0°~30°,考慮安全裕量(按1.5倍計(jì)算)，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。（4分）2、單相全控橋式變流電路工作在有源逆變狀態(tài)下，已知U2=200V，電動(dòng)機(jī)反電勢E=120V，負(fù)載中R=2Ω，L極大?；卮鹣铝袉栴}。(6分)（1）畫出變流電路的電路圖，并在圖中標(biāo)出在有源逆變初期電動(dòng)機(jī)反電勢的極性和變流電路輸出直流電壓的極性。（2）逆變角β應(yīng)限制在什么范圍內(nèi)？畫出β＝60°時(shí)的和的波形。3、三相橋式全控整流電路，U2=100V，帶阻感負(fù)載，R=5Ω，L值極大，當(dāng)α=60°時(shí)，回答下列問題。（4分）（注：后面有提示）（1）變壓器二次側(cè)電流中含有哪些次數(shù)的諧波？其中主要的是哪幾次？（2）求電路的輸入功率因數(shù)。（提示：有關(guān)電流波形及其傅立葉級(jí)數(shù)）4、降壓斬波電路中，已知電源電壓E=16V，要求輸出負(fù)載電壓平均值Uo=12V，回答下列問題：(6分)（1）畫出用IGBT構(gòu)成的降壓斬波器的主電路原理圖，并推導(dǎo)出理想情況下輸入、輸出電壓的關(guān)系表達(dá)式。2）若采用脈沖寬度調(diào)制方式，設(shè)斬波周期T=1ms，求開通時(shí)間Ton？3）若采用脈沖頻率調(diào)制方式，設(shè)開通時(shí)間Ton=1ms，求斬波周期T？本題得分四、作圖題（4小題，共28分）1、對(duì)于三相全控橋式整流電路，阻感負(fù)載，L極大，回答下列問題：（6分）1）畫出該電路帶阻感負(fù)載時(shí)的電路圖。2）當(dāng)α=π/3時(shí)，在下圖中畫出整流輸出電壓ud一個(gè)周期的波形（用陰影線表示），并在波頭上方標(biāo)出其余5個(gè)線電壓的名稱；若整流電路采用雙窄脈沖觸發(fā)，在圖中波形上方的對(duì)應(yīng)位置畫出觸發(fā)脈沖，并標(biāo)明所對(duì)應(yīng)的器件號(hào)。2、由IGBT構(gòu)成的橋式可逆斬波電路，負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)。電源電壓E=200V,電機(jī)為正向電動(dòng)狀態(tài)，反電勢EM＝100V，電機(jī)電樞電阻R=5Ω,電樞電流平直連續(xù)，平均值為2A，IGBT的開關(guān)頻率為10KHz。完成下題：（9分）1）畫出該橋式可逆斬波電路的電路圖。2）采用單極同頻控制方式時(shí)，計(jì)算此時(shí)的控制占空比，器件的開關(guān)周期，及每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)導(dǎo)通的時(shí)間。3）根據(jù)前面計(jì)算得出的控制時(shí)間畫出V1～V4驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形，負(fù)載上電壓和電流的波形；3、下圖所示為一個(gè)三相橋式電壓型逆變電路。當(dāng)該電路采用輸出為方波的180°導(dǎo)電方式時(shí)，試畫出V1－V6上驅(qū)動(dòng)電壓的波形及UUN＇、UVN＇和UWN＇的波形。（6分）4、圖1所示的單相全橋逆變電路工作于雙極性PWM模式。設(shè)載波比N=9要求：(7分)1）在圖2中畫出1個(gè)調(diào)制信號(hào)波周期內(nèi)的開