广东技术师范学院电力电子技术期末考试D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（D）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.按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，晶闸管属于。(B)A.不可控器件B.半控器件C.全控器件D.复合型器件2.绝缘门极晶体管的文字符号是。(D)A.GTOB.GTRC.P-MOSFETD.IGBT3.下列两种电力电子器件均属于全控型器件的是。（B）A.GTO和SCRB.GTR和P-MOSFETC.GTR和SCRD.GTO和电力二极管4.出现换相重叠角γ的原因是。（C）A.晶闸管换相B.有源逆变C.变压器漏感D.谐波5.逆变时允许采用的最小逆变角min应等于。(D)A.B.'C.'D.'6.斩波电路有三种控制方式：频率调制型、。（D）题目一二三四五六七八总分标准分数2016241030100实得分数评卷人A.相位控制型和通断控制型B.幅度调制型和混合型C.PWM型和幅度调制型D.PWM型和混合型7.把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管的控制就可以控制交流电力，这种电路不改变交流电的频率，称为。（D）A.交交变频电路B.逆变电路C.PWM控制电路D.交流电力控制电路8.一交流单相晶闸管调压器用作控制从220V交流电源送至电阻可视为零的电感负载电路的电压，则稳态时控制角移相范围是。（A）A.900~1800B.300~1800C.450~1800D.600~18009.交流电力控制电路是。（C）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，交流侧电压波形是。（D）A.矩形波B.锯齿波C.梯形波D.因负载阻抗情况的不同而不同二、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.IGBT是三端器件，三个引出电极分别是栅极、集电极和发射极。2单相半控桥接电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的目的是防止失控现象的产生。3.三相半波可控整流电路，在交流电源一个周期里，输出电压脉动3次。4.交交变频电路中晶闸管的开通与关断必须采用无环流控制方式，防止两组晶闸管桥同时导通。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.无源逆变器是将直流电能转换为交流电能提供给负载的逆变电路。8.SPWM有两种调制方式：单极性和双极性调制。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IGBT。（T）2.直流斩波技术是将交流电变换为另一固定电压或可调电压的交流电的技术。（F）3.Cuk斩波电路的输出功率等于输入功率，可将Cuk斩波电路看作直流变压器。（T）4.交交变频电路中哪组整流器电路工作是由输入电流决定。（F）5.单相交流调压电阻性负载电路的功率因素随移相触发角的增大而提高。（F）6.单相交交变频电路中，为了使输出电压u0的波形接近方波，可以按正弦规律对α角进行调制。（F）7.电压型逆变器，直流侧是电压源，或并联有大电感，相当于电压源。（F）8.电流型逆变器，直流侧是电流源，或并联有大电容，相当于电流源。（F）9.在PWM控制电路中，PWM调制方式可分为异步调制和同步调制，其中载波比等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的调制方式称为同步调制。（T）10.根据软开关技术发展可将软开关电路分为准谐振电路、零开PWM电路和零转换PWM电路。（T）11.间接直流变换电路主要用于变频器方面UPS电源。（F）12.间接交流变流电路由逆变电路、中间交流电路和整流电路构成。（F）四、简答题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）1.题4.1(a)图是Cuk斩波电路图，题4.1(b)图是题4.1(a)图所示的Cuk斩波电路的等效电路图。请结合题4.1(a)图、题4.1(b)图，简述Cuk斩波电路的工作原理。答：当V处于通态时，E—1L—V回路和R—2L—C—V回路分别流过电流。(2分)。当V处于断态时，E—1L—C－VD回路和R—2L—VD回路分别流过电流。(2分)。输出电压的极性与电源电压极性相反。该电路的等效电路题4.1(b)图所示，相当于开关S在A、B两点之间交替切换。假设电容C很大使电容电压Cu的脉动足够小时。当开关S合到B点时，B点电压0Bu，A点电压CAuu；相反，当S合到A点时，CBuu、0Au。因此，B点电压Bu的平均值为CoffBUTtU（CU为电容电压Cu的平均值），又因电感1L的电压平均值为零，所以CoffBUTtUE。另一方面，A点的电压平均值为ConAUTtU，且2L的电压平均值为零，按题4.1(b)图输出电压oU的极性，有ConoUTtU。于是可得出输出电压oU与电源电压E的关系：EEtTtEttUononoffono1改变导通比，输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当210时为降压，当121时为升压，因此将该电路也具有升降压功能。(1分)题4.1图评分说明：(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2.三相交交变频电路有那两种接线方式？它们有什么区别？答：三相交交变频电路有公共交流母线进线方式和输出星形联结方式两种接线方式。（2分）两种方式的主要区别在于：公共交流母线进线方式中，因为电源进线端公用，所以三组单相交交变频电路输出端必须隔离。为此，交流电动机三个绕组必须拆开，共引出六根线。而在输出星形联结方式中，因为电动机中性点不和变频器中性点接在一起，电动机只引三根线即可，但是因其三组单相交交变频器的输出联在一起，其电源进线必须隔离，因此三组单相交交变频器要分别用三个变压器供电。（3分）评分说明：(1)给出两者接线方式，计2分。(2)两种接线方式每一正确特点，计1分，某种接线方式的特点计分累计不超过2分。两者特点计分相加计满3分为止。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VU2002，负载中3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分别为题5.1图)(88.15530cos2009.0cos9.02VUUod(2分))(96.51388.155ARUIdd(2分))(96.512AIId(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图所示的降压斩波电路中，已知VE100，20R，L值极大，VEM10，sT50、stoff20,计算输出电压平均值oU、输出电流平均值oI解：由于L值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为)(60100502050VETtTETtUoffono(4分)输出电流平均值为)(5.2201060AREUIMoo(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)三相桥式全控整流电路，VU1002，带电阻电感负载，5R，L值极大，当o30时，要求：(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)题5.2图(2)dU、dI、DVTI和VTI分别为)(64.20230cos10034.2cos34.22VUUod(2分))(53.40564.202ARUIdd(2分))(51.13353.403AIIdDVT(2分))(4.23353.403AIIdVT(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ud1=30°ud2uduabuacubcubaucaucbuabuacⅠⅡⅢⅣⅤⅥtOtOtOtOidiat1uaubucud1=30°ud2uduabuacubcubaucaucbuabuacⅠⅡⅢⅣⅤⅥtOtOtOtOidiat1uaubuc