电力电子测试题二

一、填空（28分）

1．（4分）采用电力电子技术可实现的电力变换通常可分为四大类，它们分别是：AC/DC ，DC/DC， DC/AC， AC/AC 。

2．（1分）同一晶闸管，维持电流IH与掣住电流IL在数值大小上有IL 小于  IH。

3．（5分）百度即可

晶闸管的电气图形符号是         

晶闸管SCR

门极可关断晶闸管的电气图形符号是     

门及可关断晶闸管GTO

电力晶体管的电气图形符号是  

电力晶体管CTR

绝缘栅双极型晶体管的电气图形符号是 

绝缘双极型晶体管IGBT

电力场效应晶体管的电气图形符号是           

场效应晶体管MOSFET

4．（3分）三相桥式全控整流电路，带电阻负载时，其a角的移相范围为120；带阻感负载（电感极大）时，其a角的移相范围为90 ，其交流侧电流中所含谐波的次数为5，7，11，13   ...。

5       畸变因数   基波电流与电压之间的相位差余弦

6．（2分）把直流电逆变成交流电的电路称为逆变电路。当交流侧和电网连接时，这种逆变电路称为 有源逆变电路，

如果变流电路的交流侧不与电网连接，而直接接到负载，即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载，称为无源逆变电路

8．（4分）根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式可分为异步调制 和 同步调制     。一般为综合两种方法的优点，在低频输出时采用 异步调制方法，在高频输出时采用 同步调制方法。

9．（4分）零电压开关是指： 开关开通前其两端电压为零，则开通时不会产生损耗和噪声；零电流开关又是指开关关断前其电流为零，则关断时不会产生损耗和噪声。

（6分）电力电子器件是如何定义的？同处理信息的电子器件相比，它的特点是什么？

      答：电力电子器件（Power Electronic Device）是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。（2分）

它的特点：

1)  所能处理电功率的大小，也就是其承受电压和电流的能力，是其最重要的参数，一般都远大于处理信息的电子器件。

2)为了减小本身的损耗，提高效率，一般都工作在开关状态。

3)由信息电子电路来控制 ,而且需要驱动电路。

4) 自身的功率损耗通常仍远大于信息电子器件，在其工作时一般都需要安装散热器。  （4分）

绘制升降压斩波电路的电路图，分析其工作原理，并推导输入输出电压关系式。

单相交流调压电路带阻感负载，如果控制角α大于负载阻抗角φ，稳态时α的移相范围是多少电角度？如果控制角α小于负载阻抗角φ，稳态时晶闸管VT1和晶闸管VT2的导通时间分别是多少电角度？α小于φ的情况下，对晶闸管驱动脉冲宽度有何要求？为什么？

答：如果控制角α小于负载阻抗角φ，稳态时晶闸管VT1和晶闸管VT2的导通时间分别是π（2分）。α小于φ的情况下，晶闸管驱动脉冲宽度要足够宽，使得关闭的晶闸管电流过零时，开通的晶闸管仍有脉冲（2分）。此时需开通的晶闸管才会承受正向电压而开通（2分）。

在PWM控制中，什么是占空比？什么是载波比？

在PWM控制中，某器件开通时间与开关周期之比称为占空比；（3分）；在PWM控制中，载波频率与调制信号频率之比称为载波比。（3分）

单相半波可控整流电路对电阻性负载供电，已知U2=220V，要求输出直流平均电压Ud=80V，平均电流Id=50A，试计算晶闸管的控制角α，导通角θ各为何值?并选取用晶闸管额定电压电流参数

三相半波可控整流电路给电动机负载供电，设交流电源相电压U2=220V，R∑=0.2Ω，L→∞。试求当电动机在提升重物时，负载电流Id=200A，反电势ED=180V时，变流器的控制角应为何值?变流器处于何种工作状态?又当电机在降落重物时起制动作用的负载电流Id=200A,与电机转速相对应的ED=180V,试求此时变流器的控制角应为何值?并求此时交流电网吸收的功率，电阻R∑上消耗的功率，电势ED给出的功率。 

 一台输出电压为10V，输出电流为50A的开关电源： 1）如果采用全桥整流电路，并采用通态压降为0.98V的快恢复二极管，整流电路整体工作效率是多少？ 2）如果采用全波整流电路，并采用通态压降为0.64V的肖特基二极管，整流电路整体工作效率是多少？ 注：本题计算中忽略器件开关损耗