电力电子技术试卷（考试时长:100分钟）
A01、一、简答题，每题3分，共15分
1.1.简述电力电子技术的定义。
1）有效地使用电力半导体器件应用电路和设计理论以及分析开发工具实现对电能的高效能变换和控制的一门技术。
2.举例说明电力电子技术可以实现四种变换？
2）电压变换、电流变换、频率变换、波形变换
3.试叙述交-交变频器的特点。
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调速技术，经验和装置；流过电动机的电流近似三相正弦，附加损耗小，脉动转矩小，负载是普通交流电动机，价格便宜；当电源为50HZ时，最大频率不超过20HZ；主回路复杂，应用器件多小容量时不经济。
4.简述逆变的分类，说明其逆变的应用场合。
4）有源逆变和无源逆变；有源逆变应用在高压直流输电、直流调速的电力机车；供给要求变频调速的负载.
5.电力电子器件在变流装置是作为开关应用的，所谓的软开关是怎样实现的？
5）利用串联或并联谐振时阻抗最大或最小的特性，在谐振时（负载电流为零时或负载电压为零时）接通或关断负载，这时对应的电流（或电压）为零。具体实现是用电力电子器件控制来完成的。
A02、二、计算题，15分
如图所示的中小型发电机采用的单相半波自激稳压可控整流电路，当发电机满负荷运行时，相电压为220伏，要求的励磁工作电压为40伏。已知励磁线圈的电阻为2Ω，电感量为0.1H。
试求：
（1）晶闸管及续流二极管的电流平均值和有效值
（2）晶闸管及续流二极管承受的最大电压
（3）试选择晶闸管和续流二极管 解：由2cos 145.02α+=U U d 可得192.01220
4045.02cos -=-⨯=α α=arcos(-0.192)=1010=100
0 晶闸管导通的角度： θT =π-α=1800-1000=800
续流二极管导通角度：θD =π+α=1800+1000=2800
由于ωL=2πf=2*3.14*50*0.1=31.4Ω>>2Ω所以负载为大电感负载，且回路有续流二极管，按纯电阻负载的方法计算。
I d =U d /R=40/2=20A
流过晶闸管的平均电流I dT =[（180-α）/360]I d =[（180-100）/360]*20=4.4A 流过晶闸管电流有效值A I I d T 4.920*360
1001802180=-=-=πα 流过二极管的平均电流I dR =[（180+α）/360]I d =[（180+100）/360]*20=15.6A 流过二极管电流有效值A I I d D 6.1720*360
1001802=+=+=παπ 加在晶闸管电压峰值:U Tm =V U U Tm 312220*222===
续流管最高电压 312V
A03、三、计算题，15分 电路如图3所示：
1.
1）试叙述电路工作在逆变工作状态下的工作过程
2）在右图中画出β=600时的输出电压U d的瞬时值波形
3）晶闸管D T1两端电压波形
4）计算β=600、U2=110伏时电路的输出平均电压U
5）当E M=110V时，回路总电阻为2Ω时，计算平均电流
I d
答：在β=60度前，DT5导通，输出电压U C的瞬时值，
且大部分负压，当β=60度时，触发DT1导通，输出电
压U A的瞬时值，且U A大部分在交流电的负半周，故导通
使DT5承受负压而关断。
从自然换相点3开始，B相的电位最高，但由于EM
提供电势，仍能使A相的晶闸管DT1承受正压而维持导
通，直到自然换相点后β=60时，控制B相的晶闸管DT3
导通，输出电压U B的瞬时值，且BT3导通给DT1施加一
个负电压Uab，使DT1关断截止，实现换相；
从自然换相点5开始，C相的电位最高，但由于EM
提供电势，仍能使B相的晶闸管DT1承受正压而维持导
通，直到自然换相点后β=60时，控制C相的晶闸管DT5
导通，输出电压U C的瞬时值，且BT5导通给DT3施加一
个负电压Ubc ，使DT3关断截止，实现换相。
2）当β=60度时、U2=110伏时的输出电压U d值；
U d= —1.17*U2*COSβ==--64.35伏
3）当回路电阻R=2Ω时输出平均电流I d。
I d=(EM-Ud)/2=(110-64.35)/2=22.825安
A04、四、计算题，20分
如图4-1所示的三相桥式整流电路：
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1.
（1）试叙述电路工作在工作状态下的工作过程
（2）在左图中画出α=30度时，输出电压U d的波形，晶闸管DT1两端的电压波形；
（3）计算当U2=110伏时的输出电压U d值
（4）回路总电阻R=2Ω时，求逆变的平均电流I d
答：在自然换相点1后30度处控制DT1导通，并给DT6加控制脉冲，输出电压为Uab；在自
然换相点2后30度处控制共阳极的DT2导通，并给共阴极的DT1加控制脉冲，输出电压为Uac，DT2导通关断了DT6；在自然换相点3后30度处控制共阳极的DT3导通，并给共阳极的DT2加控制脉冲，输出电压为Ubc，DT3导通关断DT1；
在自然换相点4后30度处控制DT4导通，并给DT3加控制脉冲，输出电压为Uba；在自然换相点5后30度处控制共阴极的DT5导通，并给共阳极的DT4加控制脉冲，输出电压为Uca，DT5导通关断了DT3；在自然换相点6后30度处控制共阳极的DT6导通，并给共阳极的DT5加控制脉冲，输出电压为Ucb，DT6导通关断DT4；这样在一个周期中电路输出6个波头。
当α=30度时、U2=110伏时的输出电压U d值；
U d=2.34*U2*COSα==2.34*110*COS300=222.91493893411450767698234415181伏当回路电阻R=2Ω时输出平均电流I d：I d=Ud/2=222.9/2=111.45安
A05、五、计算题，10分
如图5所示的电流可逆斩波器
1.
（1）讲叙降压斩波的工作原理，并画出流过负载的电流波形
（2）试述电路的升压原理，并画出电流的方向和电流波形
