广东技术师范学院电力电子技术期末考试B卷附答案

广东技术师范学院全日制本科生课程考试试卷科目：电力电子技术（B）卷（参考答案及评分标准）考试形式：闭卷考试时间:120分钟一、选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。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）A.导通状态B.关断状态C.饱和状态D.开关状态2.大功率晶体管的文字符号是。（B）A.GTOB.GTRC.P-MOSFETD.IGBT3.下列两种电力电子器件中均属于全控型器件的是。（C）A.GTO和SCRB.GTR和电力二极管C.GTR和IGBTD.IGBT和SCR4.单相半控桥式整流电路带纯电阻性负载时，晶闸管承受正向电压的最大值为。（B）A.2U221B.2U2C.2U22D.2U65.关于有源逆变的条件，表述正确的是。（B）A要求晶闸管的控制角小于90度，使Ud为正值题目一二三四五六七八总分标准分数2016241030100实得分数评卷人B.要求晶闸管的控制角大于90度，使Ud为负值C.要求晶闸管的控制角大于60度，使Ud为正值D.要求晶闸管的控制角大于30度，使Ud为正值6.升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的关键原因是电容C的电压保持和。（B）A.VD的单相导电B.电感L储能泵升C.电感L“通直阻交”性D.电容C的电压保持7.斩控式交流调压电路一般采用的开关器件是。（D）A.电力二极管B.机械式开关C.半控型器件D.全控型器件8.一交流单相晶闸管调压器用作控制从220V交流电源送至电阻为3Ω，感抗为3Ω的串联负载电路的电压，则稳态时控制角移相范围是。（B）A.00~1800B.300~1800C.450~1800D.600~18009.整流电路是。（A）A.AC/DC变换器B.DC/AC变换器C.AC/AC变换器D.DC/DC变换器10.电流型逆变器，交流侧电流波形为。（A）A．矩形波B．锯齿波C．梯形波D．正弦波二、填空题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。1.晶闸管是三端器件，三个引出电极分别是阳极、__阴___极和门极。2.单相半控桥电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的目的是为了防止失控现象的产生。3.要使三相全控桥式整流电路正常工作，对晶闸管触发方法有两种，一是用宽脉冲触发；二是用双脉冲触发。4.交交变频电路中的相控整流电路是工作在整流状态还是逆变状态，则是由输出电流方向和输出电压方向的异同决定。5.在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中，两组变流装置分别工作在正组整流状态、正组逆变状态、反组整流状态、反组逆变状态。6.换流方式有器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流四种方式。7.逆变器分为有源逆变器和无源逆变器两大类型。8.正弦脉宽调制(SPWM)的载波信号波形一般是三角波，基准信号波形为正弦波。三、判断题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）请将每小题的判断结果填写在题后的括号内，正确用“T”表示，错误用“F”表示。1.双极型功率晶体管和MOSFET的复合器件是GTO。（F）2.直流斩波技术是将一直流电变换为交流电的技术。（F）3.升压斩波电路的输出功率等于输入功率，可将升压斩波电路看作直流升压变压器。（T）4.交交变频电路中哪组整流器电路工作是由输出电流决定。（T）5.单相交流调压电阻性负载电路的移相范围在0º-180º内，在电感性负载时移相范围在0º-180º内。（F）6.若单相交流调压电阻性负载电路的移相触发角等于180o时，则电路的功率因素为1。（F）7.软开关电路可以消除开关过程中电压电流的重叠，降低它们的变化率，从而大大减少甚至消除损耗和开关噪声。（T）8.电压型逆变器的直流回路呈现高阻抗。（F）9.电流型逆变器的直流回路呈现低阻抗。（F）10.PWM控制技术的重要理论基础是面积等效原理。（T）11.间接直流变换电路主要用于开关电源方面。（T）12.间接交流变流电路由逆变电路、中间直流电路和逆变电路构成。（F）四、简答题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）1.简述题4.1图所示升压斩波电路的基本工作原理。（图中设：电感L、与电容C足够大）题4.1图答：假设电路中电感L值很大，电容C值也很大。当V处于通态时，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为1I，同时电容C上的电压向负载R供电，因C值很大，基本保持输出电压为恒值oU。设V处于通态的时间为ont，此阶段电感L上积蓄的能量为ontEI1。(2分)。当V处于断态时E和L共同向电容C充电并向负载R提供能量。(2分)。设V处于断态的时间为offt，则在此期间电感L释放的能量为offotIEU1)(。当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等，即：offoontIEUtEI11)(化简得EtTEtttUoffoffoffono式中的1offtT，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。(1分)评分说明：(1)表达出V导通期间电路的主要工作回路，计2分。(2)表达出V关断期间电路的主要工作回路，计2分。(3)表达出输出电压与输入电压的关系，计1分。(4)计分点的最小计分为计分点满分的一半2.交交变频电路的最高输出频率是多少？制约输出频率提高的因素是什么？答：就常用的6脉波三相桥式电路而言，输出上限频率一般不高于电网频率的1/3～1/2。（2分）。制约频率提高的原因是由于每段电网电压的平均持续时间是由变流电路的脉波数决定的，当输出频率增高时，输出电压一周期所含的电网电压的段数就减少，波形畸变就严重。（2分）。因而电压波形畸变以及由此产生的电流波形畸变和转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素。（1分）评分说明：(1)给出最高输出频率，计2分。(2)描述了制约输出频率提高因素原因，计2分。(3)表达了制约输出频率的因素，计1分。(4)计分点的最小计分为计分点满分的一半五、计算题（本大题共3小题，1、2、3小题分别10分、8分、12分，共30分）1．(10分)题5.1图所示为单相桥式全控整流电路，已知VU1002，负载中2R，L值极大。若控制角o30，(1)作出du、di和2i的波形；(2)求整流输出平均电压dU、电流dI，变压器二次电流有效值2I；解：(1)du、di和2i的波形如下图：(4分)(2)输出平均电压dU、电流dI，变压器二次电流有效值2I分别为)(97.7730cos1009.0cos9.02VUUod(2分))(99.38297.77ARUIdd(2分))(99.382AIId(2分)评分说明：(1)du波形，计2分；(2)di波形，计1分；(3)2i波形，计1分；(4)每一物理量计算时，计算表达式计1分，计算结果计1分。(5)计分点的最小计分为计分点满分的一半2.(8分)题5.2图所示的升压斩波电路中，已知VE100，L值和C值极大，30R，采用脉宽调制控制方式，当ston25、stoff50时，计算输出电压平均值oU、输出电流平均值oI。解：输出电压平均值为：题5.1图题5.2图)(150100505025VEtttEtTUoffoffonoffo(4分)输出电流平均值为：)(530150ARUIoo(4分)评分说明：(1)每一物理量计算时，计算表达式计2分，计算结果计2分。(2)计分点的最小计分为计分点满分的一半3．(12分)题5.3图所示为三相半波可控整流电路，已知VU2002，带电阻电感负载，20R，L值极大，若控制角o30，(1)画出du、di和1VTi的波形；(2)计算dU、dI、DVTI和VTI。解：(1)du、di和1VTi的波形如下图：(4分)(2)dU、dI、DVTI和VTI分别为)(64.20230cos20017.1cos17.12VUUod(2分))(13.102064.202ARUIdd(2分))(38.3313.103AIIdDVT(2分))(85.5313.103AIIdVT(2分)评分说明：(1)du波形，计2分；(2)di波形，计1分；(3)2i波形，计1分；(4)每一物理量计算时，计算表达式计1分，计算结果计1分。(5)计分点的最小计分为计分点满分的一半=30°u2uaubucOtOtOtOtOtuGuduabuact1iVT1uVT1uac=30°u2uaubucOtOtOtOtOtuGuduabuact1iVT1uVT1uac=30°u2uaubucOtOtOtOtOtuGuduabuact1iVT1uVT1uac=30°u2uaubucOtOtOtOtOtuGuduabuact1iVT1uVT1uac题5.3图