一、填空题（共30分，每空1分。答案一律写在答题纸上，否则无效。）

1. 电力电子器件与信息电子技术中的半导体器件的主要区别在于：电力电子器件只工作在（    ），目的是为了（    ）。

2. 电力变换的四种基本类型为：（   ）、（   ）、（   ）、（   ）。    

3. 晶闸管正常导通的条件是（   ）和（   ）。在开通过程中，当晶闸管阳极电流大于（  ）                 时，认为晶闸管已进入导通状态。

4. 单相桥式整流电路，每周期内输出电压波头数为（  ）个；三相半波整流电路，每周期内输出电压波头数为（  ）个。三相桥式整流电路，每周期内输出电压波头数为 （  ）个。

5. 变压器漏抗使相控整流电路产生换流重叠过程，从而使整流输出直流平均电压（   ），当变压器漏抗为定值时，换相压降正比于（   ）。

6. 晶闸管相控整流电路工作在有源逆状态时，要求逆变角β（  ），但当β（  ）换流重叠角γ时，会导致逆变颠覆。

7. 升压斩波电路输入电压为Ui，占空比为D，其输出电压与输入电压之间的关系表达式为（    ），而电感的平均电压为（  ），该电路能够升压的原因是（   ）和（   ）。

8. 交流调压电路控制目的是（  ），常用的控制方式为（   ），单相交流调压电路在阻感负载时触发角α的移相范围为（   ）（设负载阻抗角为φ）。

9. 在单相交交变频电路中有正组、反组两组变流器，输出电压波形一个周期内，存在正组整流、正组逆变，反组整流、反组逆变四种工作状态。每个阶段正组工作还是反组工作由（   ）决定；具体工作在整流还是逆变状态由（    ）决定。

10. 电压型逆变电路直流侧采用（   ）滤波，除了等效直流电压源作用外，与各桥臂上并联二极管还起到了（   ）作用。

11. SPWM控制的理论基础是（  ）。采用SPWM控制的三相电压型逆变电路中，输出线电压的谐波特点为：不含（   ）次谐波，并且谐波分布在（   ）附近。

二、选择题（共24分，每题2分，答案不一定唯一，多选或错选均不得分，答案一律写在答题纸上，否则无效。）

1. 下列电力电子器件中，属于双极型全控型的器件为（  ）。

   A.  晶闸管      B.  GTR      C.  Power MOSFET      D.  IGBT

2. 下列电路中，为防止失控，需要采用续流二极管的电路有（  ）。

  A. 单相半波可控整流电路带阻感负载       B. 单相桥式全控整流电路带阻感负载     

  C. 单相桥式半控整流电路带阻感负载       D. 三相桥式全控整流电路带阻感负载

3. 三相桥式全控整流电路，电阻性负载和阻感性负载时，晶闸管触发角的移相范围分别为（  ）。

   A. [0～120°] ，[0～90°]    B. [0～150°]，[0～90°]   

   C. [0～120°]， [0～150°]   D. [0～150°]，[0～120°]

4. 有源逆变电路为避免逆变失败，确定最小逆变角时应考虑：（  ）。

   A. 换流重叠角γ   B. 晶闸管关断时间   C. 晶闸管导通角θ   D. 触发角α

5. 三相桥式全控整流电路的同一相的上下桥臂两只晶闸管的触发脉冲相位差，及相邻相的上桥臂晶闸管的触发脉冲相位差分别是（  ）。

   A.   60°，120°    B.   90°，120°     C.  180°，120°    D.  120°，180°

6. 采用周波控制的交流调功电路，导通周波数为M，关断周波数为N，则输出电压Uo为（    ）。

   A.     B.    C.    D. 

7. 三相电压型逆变电路的工作特点有（   ）。

   A.120°导电方式，横向换流     B. 180°导电方式，纵向换流    

   C. 直流侧通过电压反向来缓冲无功 D. 输出线电压为120°矩形波

8. 使用晶闸管的无源逆变电路能够采用的换流方式有（  ）。

   A. 器件换流      B. 电网换流     C. 负载换流    D. 强迫换流

9. 采用单极性PWM调制的单相桥式逆变电路的特点有(    )。

  A. 输出电压中含有±Ud和0三个电平      B. 输出电压中含有±Ud 两个电平     

  C. 调制波正负半周需要的载波极性不同    D. 调制波正负半周调制规律相同

10. 一般在异步SPWM调制中保持（    ）

  A. 载波比恒定   B. 载波频率恒定   C. SPWM波形半个周期内的脉冲数恒定   D. 开关频率恒定

11. 三相全控整流电路和三相交流调压电路的自然换流点分别为（  ）。

  A. 线电压交点；相电压过零点    B. 相电压过零点；线电压交点

  C. 相电压30°；线电压过零点    D. 相电压30°；相电压过零点

12. 相控整流电路会对电网造成谐波污染并使得电网功率因数降低，为了减少谐波影响并提高功率因数，可采取下列哪些措施？（    ）

  A．减小整流电路相数  B．增加整流电路相数  C．减小触发角α  D．增大触发角α

三、计算题（共60分。答案一律写在答题纸上，否则无效。）

1.（12分）直流斩波电路包括降压斩波电路、升压斩波电路和升降压斩波电路，已知E = 500V，R =10Ω，L值极大，E_M=50V，采用PWM控制，当T=50μs，Ton=10μs。

    1）（6分）画出采用IGBT作为开关器件降压斩波电路的原理图，并简述其工作原理。

    2）（6分）计算输出电压平均值U₀，输出电流平均值I₀。  

2.(12分)对于由晶闸管构成的单相交流调压电路和单相交流调功电路来说，其电路结构图一样，控制方式和实现功能不同，输入电压为工频正弦交流电，U₂=220V。

     1）（2分）画出由晶闸管构成的主电路结构图；

     2）（4分）如果该电路为调功电路，采用过零触发，负载电阻R=1Ω，控制的设定周期TC内，使晶闸管导通0.3S，断开0.2S。求负载电压的有效值U_L和送到电阻负载上的功率P_L。

     3）（6分）如果该电路为交流调压电路，采用相位控制方式，负载电阻R=1Ω，电感L=4mH。确定晶闸管触发角的移相范围；求负载电流的最大有效值；求最大输出功率。

3.（20分）如图1所示的三相桥式全控整流电路，线电压U_2L=220V，R=10Ω，E=120V，L极大，当α=60°时，试完成：

    1）（6分）作出负载电压u_d、晶闸管电压u_VT1和变压器二次侧电流i_a的波形；

    2）（6分）计算负载电压Ud、负载电流Id与变压器二次侧电流的有效值Ia；

    3）（8分） 当E=-180V，α=120°时，该电路能否工作在有源逆变状态？如果不能，说明理由；如果可以，计算逆变电流Id。

图 1

4.(16分)如图2为两相零式可控整流电路，纯电阻负载，直接由三相交流电源供电，已知电源相电压为。

  1）（6分）绘出触发角α=0º的负载电压ud波形，并说明晶闸管的移相范围。

  2）（6分）推导输出平均电压Ud = f（a ）的表达式。

  3）（4分）若α=30º，U₂=200V，计算Ud值。

          图2                                             图3

四、简单题（共36分。答案一律写在答题纸上，否则无效。）

1.（12分）绘出以IGBT作为开关器件的单相桥式逆变主电路原理图；简述单极性PWM调制和双极性PWM调制的区别；并说明双极性PWM调制方式下4个器件的通断规律。

2.（6分）电力电子装置进行高频化的意义是什么？说明什么是零电压开通、什么是零电流关断？

3.（12分）变频器包括直接式交交变频器和交直交间接式变频器，画出两种变频器的结构框图；简述其各自的工作原理；并对比其优缺点。

4.（6分）什么叫做多相多重斩波电路？什么叫做相数？什么叫做重数？试绘制由基本升压斩波电路构成的二相二重斩波电路。