1 / 8东 北 大 学 继 续 教 育 学 院现代电力电子及变流技术 复习题 一、 单选题1. （ B ）是电流控制型电力电子器件。A. GTR、SITHB. TRIAC、GTRC. P-MOSFET、IGBTD. GTO、MCT 2. 180°导电型交-直-交电压变频器，任意时刻有（ C ）导通。A. 一只开关管B. 两只开关管C. 三只开关管D. 四只开关管 3. 三相半波可控整流电路，大电感负载，晶闸管的电流有效值是（ D ）。A. B. C. D. 4. 三相桥式全控整流电路，电阻性负载，脉冲的移相范围是（ B ）。A. 90°B. 120°课程名称: 现代电力电子及变流技术 2 / 8C. 150°D. 180° 5. 同步信号为锯齿波的触发电路，双窄脉冲中第一个主脉冲由本相触发单元产生，第二个补脉冲（ B ）。A. 由超前本相 60°相位的前一相触发单元产生；B. 由滞后本相 60°相位的后一相触发单元产生；C. 由超前本相 120°相位的前一相触发单元产生；D. 由滞后本相 120°相位的后一相触发单元产生。 6. 晶闸管是（ A ）。A. 四层三端器件B. 三层四端器件C. 四个 PN 结的器件D. 电压驱动型器件7. （ C ）是双极型全控电力电子器件。A. P-MOSFETB. TRIACC. GTRD. GTO8. 功率晶体管三个电极分别为( A )。A. 发射极，基极，集电极；B. 第一基极，发射极，第二基极；C. 源极，栅极，漏极；D. 阴极，门极，阳极。9. 电压型交-直-交变频器中间直流环节是（ A ）。课程名称: 现代电力电子及变流技术 3 / 8A. 电容B. 电感C. 电容加电感D. 电容加电阻10. 三相半波可控整流电路，负载两端分别接（ B ）。A. 整流变压器输出端和中性点B. 整流电路输出端和中性点C. 共阴极组整流电路输出端和共阳极组整流电路输出端D. 平波电抗器两端二、 问答题1. 列举出至少三种晶闸管变流装置的过电流保护方法。答：用快速熔断器切断过电流；用直流快速开关切断过电流；用桥臂电抗器抑制元件过电流；用过电流继电器控制过电流大小。2. 生成 SPWM 波形有几种软件采样方法？各有什么优缺点？答：自然采样法：实时计算与控制困难，一般事先计算好，通过查表方式控制。规则采样法：简化了计算公式，但有一定误差。指定谐波消除法：从消除某些指定次数的谐波出发，通过求解方程组解出待定开关时刻。在不同的输出频率下，有不同的待定开关时刻，因此计算量非常大，难以实现实时控制。一般先离线计算好，通过查表方式控制。课程名称: 现代电力电子及变流技术 4 / 83. 试说明异步调制有何优缺点。答：对于任意的调制波频率 fr，载波频率 fc 恒定的脉宽调制称为异步调制。在异步调制方式中，由于 fc 保持一定，因而当 fr 变化时，调制波信号与载波信号不能保持同步，即载波比 N 与调制波频率 fr 成反比。当 fr 较高时，由于一个调制波周期中的脉冲数较少，脉冲波形的不对称性所造成的基波相位跳动的相角相对变大。因此采用异步调制时，SPWM 的低频性能好，而高频性能较差。4. 试分析电力电子器件并联使用时可能出现什么问题及解决方法。答：并联使用时必须考虑器件的均流问题。一般采用在每个元件回路串联均流电感的办法。5. 简述正弦脉宽调制（SPWM）技术的工作原理。答：正弦脉宽调制（SPWM）波是与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波。等效的原则是每一区间的面积相等。也就是把一个正弦半波分成 n 等分，然后把每一等分正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与之面积相等的矩形脉冲来代替，矩形脉冲的幅值不变 ，各脉冲的中点与正弦波每一等分的中点相重合。由 n 个等幅不等宽的矩形脉冲所组成的波形就与正弦波的半周波形等效，称作 SPWM 波形。6. 晶闸管逆变器为什么要有换流电路？逆变器换流有哪几种基本方法？ 答：晶闸管不能自行关断，需在导通的器件上加反向电压才能使其关断，实现换流。因此除了交-交变频电路的电网换流外，其它变频电路均需另加换流电路。换流方法有电网换流、负载换流、强迫换流（脉冲换流）。7. 什么是脉冲宽度调制方式？课程名称: 现代电力电子及变流技术 5 / 8答：斩波开关的工作周期 T 不变，改变斩波开关导通时间 ton与关断时间 to的比值。8. 试说明升压斩波器的特点。答：升压斩波器：输出电压平均值 U0恒大于输入电压 E，升压比大于 1。输入电流连续，输出电流断续。9. 单极性和双极性 PWM 调制有什么区别？答：单极性调制。调制信号 ur为正弦波，载波 uc在 ur的正半周为正极性的三角波，在 ur的负半周为负极性的三角波。 双极性调制。在 ur的半个周期内，三角波载波有正有负，所得的 PWM 波也是有正有负，在 ur的一个周期内，输出的 PWM 波只有±Ud两种电平。三、 计算题1. 三相桥式全控整流电路， 阻感负载。R=4Ω，L→∞，当 α=0°时，Ud=220V。1、计算 U2、Id值；2、按 2 倍安全裕量确定晶闸管定额；3、计算变压器容量和负载的功率因数。课程名称: 现代电力电子及变流技术 6 / 82. 三相半波共阴极组可控整流电路，如果 a 相晶闸管的触发脉冲丢失，试画出电感性负载下整流电压 ud的波形。（设 α=0°）答案： 3. 采 用 晶 闸 管 反 并 联 的 单 相 调 压 电 路 ， 输 入 电 压 220V ， 负 载 为 RL 串 联 ， 其 中R=1Ω，L=5.5mH。求：1）控制角移相范围；2）负载电流最大值；3）最大输出功率。答：1）Ф=arctg(ωL/R) =arctg(314×0.0055/1)=60°，60°≤α<180°2）3）4. 三 相 半 波 逆 变 电 路 ， 直 流 电 动 机 负 载 ， 电 流 连 续 。U2=200V，Id=93.7A，β=30゜，ceф=0.142V·min/r，晶闸管通态平均电压 ΔU=1V，变压器二次 侧每 相等效电 阻 RB=0.02Ω ，电 枢 电 阻 Rs=0.05Ω ， 折 算 到 变 压器 二 次 侧 的 每 相漏 抗XB=0.01Ω，平波电抗器电阻 RT=0.005Ω。1） 计算变流器输出的空载逆变电压；2） 写出此时的电压平衡方程式；课程名称: 现代电力电子及变流技术 2 ）电感性负载VT1VT3VT50abcRabca0ωtωt0udug1351(a)(b)=0ºL 7 / 83） 求出电动机的转速 n。答：四、 分析题三相桥式全控整流电路，电阻性负载。如果 VT3不能导通，画出此时的整流电压 ud波形。如果 VT5被击穿短路，其他晶闸管受什么影响？答案：如果 VT3不能导通，输出电压 ud将缺少 ubc和 uba波形。课程名称: 现代电力电子及变流技术 ωt0udabac bc ba ca cb abBB s T2π3 0.010.02 0.05 0.0052π0.08mXR R R R       dβ 2d 21.17 cos1.17 200 cos30202.65 V( 1.17 cos 202.65 VU UU U    或 － － ）dβ d T2 d TBd B s T d T1.17 cos( )2πE U I R UU I R UmXU E R R R I U            或 （ ）2 d TeBd B s T d Te1(1.17 cos )1(1.17 200 cos30 93.7 0.08 1)0.1421487 r/min1( [ ( ) ] 1487 r/min2πn U I R UcmXn U R R R I Uc                或 8 / 8如果 VT5被击穿短路，输出电流将显著增大，当换流到 VT1 时，将造成 a、b 两相电源短路，烧毁变压器和 VT1晶闸管。课程名称: 现代电力电子及变流技术