期中考试-电力电子技术

1．电力电子器件在实际应用中，一般是由 控制电路、 驱动电路 和以电力电子器件为核心的 主电路 一个系统。

2．晶闸管有三个电极，分别是 阳极 、 阴极 和 门极 。

3．半控型电力电子器件控制极只能控制其 开通 ，不能控制其 关断 。 4.三项半波可控整流电路中，当接电阻负载时，晶闸管所能承受的最大正向

电压是

U2，设U2为相电压有效值。

5.三相桥式全控整流电路中，6个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次相差 60°。

二、 单项选择题（10分）

1. 当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都

将工作在 B 状态。

A、导通 B、关断 C、饱和 D、不定 2. 晶闸管的伏安特性是指 C 。

A、阳极电压与门极电流的关系 B、门极电压与门极电流的关系

C、阳极电压与阳极电流的关系 D、门极电压与阳极电流的关系

3. 将直流电能转换为交流电能供给负载的变流器是 D 。

A、有源逆变器 B、A/D变换器 C、D/A变换器 D、无源逆变器 4. 不能实现器件换流的电力电子器件为 C 。

A、GTO B、GTR C、SCR D、IGBT

5. 单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管所能承受的最大正想电压为

B 。

A、U2 B、U2 C、

U2 D、

U2

6. 单相桥式全控整流电路中，当负载为电阻负载时，晶闸管的移相范围

B ；当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是 A 。

A、0°-90° B、0°-180° C、90°-180° D、180°-360°

7. 三相桥式全控整流电路中，当负载为电阻负载时，要求的晶闸管移相范

围是 B ；当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是 A 。 A、0°-90° B、0°-120° C、0°-150° D、0°-180°

8. 三相半波可控整流电路的自然换相点是 B 。

A、交流相电压的过零点

B、本相相电压与相邻相电压正、负半周的交点处 C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30° D、比三相不控整流电路的自然换相点超前60°

三、 简答题（40分）

1. 画出晶闸管的电气符号，并简述晶闸管正常工作时的特性有哪些？ 2. 使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？

3. 单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中

幅值最大的是哪一次？变压器二次电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？

答：其整流输出电压中，含有2K（K=1，2,，3……）次谐波，其中幅值最大

的是2次谐波；变压器二次侧电流中含有2K+1（K=1，2,，3……）次谐波，即奇次谐波，其中主要的有3次、5次谐波。

4. 三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中

幅值最大的是哪一次？变压器二次电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？

答：其整流输出电压中，含有6K（K=1，2,，3……）次谐波，其中幅值最大

的是6次谐波；变压器二次侧电流中含有6K+1（K=1，2,，3……）次谐波，其中主要的有5次、7次谐波。

四、 计算题（40分）

1. 三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5，L值极大，当a=60°时，要求：

①画出ud、id和iVT1的波形； ②计算Ud、Id、IdVT、IVT；

③计算i2的5,7次谐波分量的有效值； ④计算电路的输入功率因数是多少。 解：①ud、id和iVT1的波形如下：

u2= 60°uaubuct1OⅠⅡⅢⅣⅤⅥuacubcubaucaucbuabuactuduabOtidOiVT1ttO

②Ud、Id、IdT和IVT分别如下 Ud＝2.34U2cos＝2.34×100×cos60°＝117（V）

Id＝Ud∕R＝117∕5＝23.4（A） IDVT＝Id∕3＝23.4∕3＝7.8（A）

IVT＝Id∕3＝23.4∕3＝13.51（A）

③基波电流的有效值：

I1＝6Id∕π＝6×23.39∕π＝18.243（A） 基波因数为

＝I1∕I＝I1∕Id＝0.955

④电路的输入功率因数为：

＝ cos＝0.955 cos60°＝0.48

2. 三相桥式不可控整流电路，阻感负载，R=5，L=∞，U2=220V，XB=0.3，

求Ud、Id、IVD、I2和的值并作出ud、iVD和i2的波形。

解：三相桥式不可控整流电路相当于三相桥式可控整流电路α＝0°时的情况。

Ud＝2.34U2cosα－ΔUd ΔUd＝3XBId∕π

Id＝Ud∕R 解方程组得：

Ud＝2.34U2cosα∕（1＋3XB/πR）＝486.9（V）Id＝97.38（A） 又∵

cos－cos()＝2IdXB∕6U2 即得出 cos=0.2

换流重叠角  ＝26.93°

二极管电流和变压器二次测电流的有效值分别为 IVD＝Id∕3＝97.38∕3＝32.46（A） I2a＝ud、iVD1和i2a的波形如下：

u2uaubuc2 Id＝79.51（A） 3Ot1ⅠⅡuabuacⅢⅣⅤⅥubcubaucaucbuabuactudOtiVD1Oi2aOIdtIdt

3. 三相全控桥变流器，反电动势阻感负载，R=1，L=∞，U2=220V，LB=1mH，

当EM=-400V，=60°时求Ud、Id与的值，此时送回电网的有功功率是多少？

解：由题意可列出如下3个等式： Ud＝2.34U2cos(πβ)－ΔUd

ΔUd＝3XBId∕π

Id＝（Ud－EM）∕R 三式联立求解，得

Ud＝[2.34πU2R cos(πβ)＋3XBEM]∕(πR＋3XB)＝－290.3（V） Id＝109.7（A） 由下式可计算换流重叠角：

cos－cos()＝2XBId∕6U2＝0.1279 cos(120)＝0.6279

γ＝128.90－120＝8.90 送回电网的有功功率为 P=|EMId|Id2R=400×109.7-109.72×109.7×1=31.85(W)