中国的能源蕴藏量位居世界前列，同时也是世界第二大能源生产国与消费国。
一、中国远景一次能源资源总储量估计为4万亿吨标准煤。但是，人均能源资源占有量和消费量远低于世界平均水平。1990年,中国人均探明煤炭储量147吨，为世界平均数的41.4%；人均探明石油储量2.9吨，为世界平均数的11%；人均探明天然气为世界平均数的4%；探明可开发水能资源按人口平均也低于世界人均数。从人均能源消费看，1994年世界平均为1433千克油当量，发达国家为5066千克油当量，中国大约为670千克油当量。1997年中国人均拥有电力装机容量0.21千瓦、人均用电量900kWh，仅相当于世界平均水平的1/3。中国能源开发利用呈现出以下主要特点。
一是能源以煤炭为主，可再生资源开发利用程度很低。中国探明的煤炭资源占煤炭、石油、天然气、水能和核能等一次能源总量的90%以上，煤炭在中国能源生产与消费中占支配地位。20世纪60年代以前中国煤炭的生产与消费占能源总量的90%以上，70年代占80%以上，80年代以来煤炭在能源生产与消费中的比例占75%左右，其他种类的能源增长速度较快，但仍处于附属地位。1995年，世界能源生产总量达到123万亿吨标准煤，固体、液体、气体、水电和核电的比重分别为28.3%、38.4%、23.5%和9.8%(刘洪，1999，12)。在世界能源由煤炭为主向油气为主的结构转变过程中，中国仍是世界上极少数几个能源以煤为主的国家之一。
二是能源消费总量不断增长，能源利用效率较低。随着经济规模的不断扩大，中国的能源消费呈持续上升趋势。1957？1989年中国能源消费总量从9644万吨标准煤（SCE）增加到96934万吨，增加了9倍。1989？1999年，中国能源消费，从96394万吨标准煤增加到122000万吨，增长26%。受资金、技术、能源价格等因素的影响，中国能源利用效率比发达国家低很多。能源综合利用效率为32%，能源系统总效率为9.3%，只有发达国家的50%左右。1994年单位GNP能耗（吨标准煤/千美元）比较，中国分别是瑞士、意大利、日本、法国、德国、英国、美国、加拿大的14.4倍、11.3倍、10.6倍、8.8倍、8.3倍、7.2倍、4.6倍、4.2倍。
三是能源消费以国内供应为主，环境污染状况加剧，优质能源供应不足。中国经济发展主要建立在国产能源生产与供应基础之上，能源技术装备也主要依靠国内供应。90年代中期以前，中国能源供应的自给率达98%以上。随着能源消费量的持续上升，以煤炭为主的能源结构造成城市大气污染，过度消耗生物质能引起生态破坏，生态环境压力越来越大。世界银行认为，中国空气和水污染所造成的经济损失，大体占国内生产总值的3%？8%。中国有的学者甚至认为中国环境破坏经济损失占到国民生产总值的10%。
《电力电子基础》模拟考题一
一、判断题（在每题的最左边打√或×号，每题2分）
（ ）⑴普通晶闸管为四层三端器件，其门极有关断能力；
（ ）⑵普通晶闸管导通的充分条件为：承受正向门极与正向阳极信号； （ ）⑶门极可关断晶闸管（GTO）为四层三端器件，特性与普通晶闸管相同； （ ）⑷单相全桥全控整流电路，在大电感性负载下，可能会发生失控现象； （ ）⑸晶闸管的额定电流定义为实际流过晶闸管电流的有效值； （ ）⑹三相全桥整流电路中，最低次谐波的频率为150Hz； （ ）⑺晶闸管门极触发信号的形式可为脉冲、直流或交流；
（ ）⑻在感性负载下，晶闸管门极触发信号脉冲的宽度要比纯电阻性负载下的小或相等； （ ）⑼在单相交流调压电路中，感性负载下移相范围为[0，π]； （ ）⑽在电压型无源逆变电路中，能量回馈二极管可有可无。
二、填空题（每题2分）
⑴单相半波可控整流电路中，纯电阻性负载的移相范围为 °； ⑵单相桥式可控整流电路中，纯电阻性负载的移相范围为 °； ⑶三相半波可控整流电路中，纯电阻性负载的移相范围为 °； ⑷三相半波可控整流电路中，大电感性负载的移相范围为 °； ⑸三相桥式可控整流电路中，纯电阻性负载的移相范围为 °； ⑹三相桥式可控整流电路中，大电感性负载的移相范围为 °；
⑺在电感性负载的整流电路中，当电路进入稳态后，电感两端的平均电压为 V； ⑻单相交流调压电路中，电感性负载下晶闸管的移相范围为 °，φ为负载功率因数角； ⑼单相半波可控整流装置（纯电阻负载），对电网的最大功率因数为 ;
⑽三相半波可控整流电路中，U2=220V，α=30°，纯电阻性负载，则输出电压为 V。
三、简答题（每题10分） ① 整流电路有单相和三相、半波和全波、半控与全控之分，试分析和比较它们的优、缺点和适用范围。
② 对如下图所示斩波器，问：
+ R R1
C E T T1
-
⑴负载电阻上承受的最大电压为多少？何时承受？ ⑵T1能否自然关断？为什么？什么条件下可自然关断？ ⑶谈谈R1的选取原则。 ③ 单相桥式整流电路中，若一个晶闸管不能导通，此时负载的电压波形如何（考虑纯电阻负载）？若此整流装置有负载电流恒定的要求，分析此时触发角α的变化趋势与对其它晶闸管的影响。
四、计算题（每题10分）
①一台220V 10KW单相电阻炉，采用单相交流调压控制，现欲使其输出为5KW（设电炉丝电阻值不随温度改变），求⑴控制角α值，⑵负载电流有效值，⑶输入功率因数。
②具有续流二极管的三相半波可控整流电路，大电感负载，R=10Ω，U2=220V，当α=60，求：
① 输出电压、电流平均值；
② 流过晶闸管和续流二极管电流的有效值。
③三相桥式全控可逆电路，输入相电压100V，电源变压器漏感折合到变压器副边为1.5mH，负载电流Id=50A，设负载电流连续，计算： ⑴变压器漏感上压降；
⑵只考虑换向重叠角γ影响情况下的最小逆变角βmin=？ ⑶在βmin情况下直流端输出直流电压的大小。
答案
一、 判断题
× × × × × × √ × × × 只有⑺对，其余错
二、填空题
180，180，150，90，120，90，0，π-φ，0.707，222.92
三、简答题
①单相线路简单，谐波大，容易造成电网不平衡，时间特性较差，适合于小容量装置，三相结构复杂，谐波小，时间特性好，适合于较大容量装置；半波电路所用的晶闸管少，线路压降小，但变压器存在直流磁化问题，适用于低压大电流场合，全波用的晶闸管多，成本高，线路压降高一些，适用于高压小电流场合；半控电路用的晶闸管少，成本低，大电感下输出电压高，但存在失控现象，全控电路成本偏高，不存在失控现象。 ① 负载电阻上承受的最大电压为2E，在T1导通瞬间；根据晶闸管的关断条件，T1可以自然判断，只要E/R1小于T1的维持电流即可；R1不能太小，这样在T1导通期间R1上消耗的功率太大，影响电路的效率，R1又不能太大，太大会影响T的最小导通时间（3R1C），因此要综合考虑选择R1的大小。 ② 这样负载上一个周期内只有一个波头，输出电压比正常情况下降低一半；由于输出电压下降，因此α角会减小以试图增大输出电压，引起正常导通的一对晶闸管电流的增大，使其处于过载状态。
四、计算题
㈠
①α=90°；②32.14A；③0.707
㈡
①输出电压=148.5V，电流=14.85A；②流过晶闸管电流有效值=7.425A，流过续流二极管电流有效值=7.425A。 ㈢
①变压器漏感上压降=22.5V；②βmin=36.1°；③βmin情况下直流端输出直流电压=-211.57V
《电力电子基础》模拟考题二
一、判断题（在每题的最左边打√或×号，每题2分）
（ ）⑴三相桥式整流电路可看成是两个三相半波整流电路的并联； （ ）⑵三相全桥整流电路中，最低次谐波的频率为150Hz； （ ）⑶双向晶闸管的T2极为参考电位极；
（ ）⑷三相桥式整流电路的快速性与三相半波整流电路的快速性相同； （ ）⑸单相半波可控整流装置（纯电阻负载），对电网的最大功率因数为0.5; （ ）⑹单相桥式可控整流装置（纯电阻负载），对电网的最大功率因数为1.0;
（ ）⑺单相桥式电压型无源逆变电路中，在外加输入电压及负载阻抗值已确定情况下，
负载为纯电感时，能量回馈二极管流过的电流时间最长，为T/2（T为导通周期）；
（ ）⑻在大电感负载下，可控整流电路负载电阻上的平均电流与平均电压的乘积为负载功
率；
（ ）⑼单相半波可控整流电路纯电阻负载下的移相范围为120°；
（ ）⑽三相半波与三相桥式可控整流电路中，晶闸管承受的最大电压均为线电压的最大值；
二、填空题（每题2分）
⑴晶闸管并联谐振式逆变器的开关频率主要取决于 ； ⑵单相半波可控整流电路中，U2=220V，α=30°，纯电阻性负载，则输出电压为 V； ⑶单相桥式可控整流电路中，U2=220V，α=30°，纯电阻性负载，则输出电压为 V； ⑷单相桥式可控整流电路中，负载电感足够大，U2=110V，α=45°，R=1Ω，则负载功率应为 瓦；
⑸定义晶闸管通态平均电流的波形系数为 ； ⑹单相桥式可控整流电路, α=0°时的波形系数为 ；
⑺某整流电路中，已知波形系数为1.78，实际流过晶闸管的平均电流为150A，则应选用额定电流为 A的晶闸管（安全裕量为1）；
⑻单相交流调压电路中，φ=45°（负载功率因数角），U2=230V，则负载上得到的最大电压有效值为 V；
⑼三相桥式可控整流电路中，触发脉冲的时间间隔为 °；
⑽单相桥式电压型无源逆变电路中，能量回馈二极管的作用为 ；
三、简答题（每题10分） ④ 为什么要定义晶闸管的dv/dt与di/dt？
②如下图示的无源逆变电路，问：
① D1、D2、D3、D4的作用？ ② R1、R2的作用？
③ L、C的作用？晶闸管换流方式为何种？
负载+D3ED1T1R1CT2D2D4R2L-
③整流电路要实现有源逆变的条件是什么？
四、计算题（每题10分）
③ 采用两晶闸管反并联相控的单相调压电路，输入电压Ui=220V，负载为RL串联，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④输入功率因数
④ 三相桥式电路中，负载为RL型+反电势，R=0.8Ω，L=50mH，线电压U2l=230V，反电势ED=-290V，控制角β=π/6，电流连续近似直线，求：
① 电路是否满足逆变条件？ ② 输出电流平均值； ③ 晶闸管电流有效值；
③单相桥式半控整流电路，由220V经变压器供电，大电感负载+续流二极管，输出电压20~80V可调，最大负载电流为20A，最小控制角为30度，计算：晶闸管、续流二极管、整流二极管的电流有效值与变压器容量。
答案
二、 判断题
× × × × × √ × × × √ 只有⑹、⑽对，其余错
二、填空题
①负载RL与外加电容C的谐振频率；②92.37V；③184.74V；④4900.5W；⑤1.57；⑥1.57；⑦170.06；⑧230；⑨60；⑩给负载电感向电源释物能量提供通道
三、简答题
①大容量的晶闸管一般是平板型结构，晶闸管的PN节间有节电容的存在，Cdu/dt为流过节电容的电流，在du/dt过大的情况下，这一电流相当于给晶闸管施加了一个一定强度的正向门极信号，会引起晶闸管的误触发导通，因此要定义晶闸的断态电压临界上升率。晶闸管在由断态向通态转变的初期，并不是一个面导通，导通电流只在随机斑点中，然后在整个导通面扩散，如果电流上升速率太大（di/dt太大），斑点来不及扩散，局部电流密度过高，引起晶闸管损坏，因此要定义晶闸管的通态电流临界上升率。
②D1、D2为隔离二极管，阻止电容C向负载放电，D3、D 4为能量回馈二极管；R1、R2消耗负载电感向电源回馈的能量；L为限制电路中di/dt的大小，防止晶闸管损坏，C提供反向电压，用来关断晶闸管，晶闸管的换流方式为强迫换流。 ⑤ 整流电路要实现有源逆变，要同时满足内因与外因两个条件：内因为控制角大于90度，小于180度，使整流电路的直流输出电压为负，外因为反电势负载电压的绝对值大于整流输出电压的绝对值，保证晶闸管可以导通。
四、计算题
㈠
①移相范围60°-180°；②负载电流最大值110A；③最大输出功率12100W；④输入功率因数为1
㈡
①输出电压为-269V，反电势为-290V，满足有源逆变条件；②输出电流平均值=26.25A；③由于负载电流电流近似为直线，因此晶闸管电流有效值=15.16A。
㈢
计算得出变压器负边电压=95.3V，最大控制角为122.3度，晶闸管电流有效值=12.91，整流二极管电流有效值=12.91A，续流二极管电流有效值=16.5A，变压器副边电流=18.3A，变压器容量=1740VA。
《电力电子基础》模拟考题三
㈠单相桥式全控整流电路，纯电阻负载，要求Ud=12~30V连续可调，在此范围内输出电流均要达到20A，电路的最小控制角为20度，考虑两个晶闸管导通后的平均压降为2V，线路压降为1V，要求：⑴对晶闸管选型（安全裕量为1）；⑵变压器二次侧电压、电流与容量。
㈡在三相半波可控整流电路中，纯电阻负载，R=5Ω，输入相电压U2=220V，若A相触发脉冲丢失，B、C相脉冲正常，计算： ⑴α=0º时，负载电压、电流的大小； ⑵α=30º时，负载电压与电流大小；
⑶在什么控制角范围内，输出电压为脉冲正常时的2/3？为什么？
㈢在下图电路中，E=50V，R=0.5Ω，L=0.5H，晶闸管掣住电流为15mA。要使晶闸管导通，门极触发电流脉冲宽度至少应为多少？（时间单位转为μS）
T0.5H50V0.5Ω
㈣三相桥式全控可逆电路，输入线电压173.2V，电源变压器漏感折合到变压器副边为1.5mH，负载电流Id=60A，设负载电流连续，计算：
① 只考虑换向重叠角γ影响情况下的最小逆变角βmin=？ ② 在βmin情况下直流端输出直流电压的大小。
㈤采用晶闸管反并联的单相交流调压电路，输入电压Ui=220V，负载为RL串联，R=1Ω，L=3.183mH。求：
① 控制角移相范围； ② 负载电流最大值； ③ 最大输出有功功率； ④ 输入功率因数。
㈥对如下图所示斩波器，R为纯电阻性负载，C为电容，问：
+RR1CTT1TT_
①负载电阻R上承受的最大电压为多少？何时承受？ ②T1能否自然关断？为什么？什么条件下可自然关断？ ③谈谈R1的选取原则。
答案
㈠变压器二次侧电压=37.8V，最大控制角=96.78度。 ① 晶闸管额定电流=14.8A，额定电压=53.5V
② 变压器二次电压=37.8V，电流=32.8A，容量=1240VA ㈡
① 电压=178.23V，电流=35.65A； ② 电压=148.61V，电流=29.72A；
③ 控制在30~150度之间，输出电压为脉冲正常时的2/3。 ㈢
门极触发脉冲宽度至少为150μS ㈣
① βmin=39.73°
② -179.83-27=-206.83V ㈤
① 移相范围45度~180度；
② 最大负载电流有效值=155.56A； ③ 最大功率=24200W； ④ 输入功率因数=1。 ㈥
① 负载上电压最大值为2E，在晶闸管T1导通瞬间承受；
② 由于流过晶闸管T1的电流有两部分，但RC充电回路的电流在3RC时间后基本为0，因此主要电流为E/R1，根据晶闸管的关断条件，T1可以自然判断，只要E/R1小于T1的维持电流即可。
③ R1不能太小，这样在T1导通期间R1上消耗的功率太大，影响电路的效率，R1
又不能太大，太大会影响T的最小导通时间（3R1C），因此要综合考虑选择R1的大小。
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