广东技术师范学院电力电子技术期末考试A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（A）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.晶闸管的伏安特性是指。（C）A.阳极电压与门极电流的关系B.门极电压与门极电流的关系C.阳极电压与阳极电流的关系D.门极电压与阳极电流的关系2.可关断晶闸管的文字符号是。（A）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。（D）A.GTO和SCRB.GTR和电力二极管C.GTR和SCRD.GTO和GTR4.单相半波可控整流电路，阻性负载，控制角α的最大移相范围是0°～。（D）A.90°B.120°C.150°D.180°5.关于有源逆变的条件，表述正确的是。（A）A要有直流电动势，其极性和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压B要有直流电动势，其极性和晶闸管的导通方向相反，其值应大于变流电路题目一二三四五六七八总分标准分数2016241030100实得分数评卷人直流侧的平均电压C要有直流电动势，其极性和晶闸管的导通方向一致，其值应小于变流电路直流侧的平均电压D要有直流电动势，其极性和晶闸管的导通方向相反，其值应小于变流电路直流侧的平均电压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感L储能泵升和。（C）A.VD的单相导电B.开关V的通断特性C.电容C的电压保持D.电容C的“通交隔直”性7.利用晶闸管投切电容器控制无功功率，一般采用是控制电路。（C）A.交流调压控制电路B.交流调功控制电路C.交流电力电子开关D.交交变频电路8．一交流单相晶闸管调压器用作控制从220V交流电源送至电阻为2Ω，感抗为2Ω的串联负载电路的电压，则稳态时控制角移相范围是。（C）A.00~1800B.300~1800C.450~1800D.600~18009.逆变电路是。（B）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.电压型逆变器，交流侧电压波形为。（B）A．正弦波B．矩形波C．锯齿波D．梯形波二、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.单相交流调压电阻性负载电路的移相范围在0º-180º内。（T）2.双极型功率晶体管和MOSFET的复合器件是MCT。（F）3.若单相交流调压电阻性负载电路的移相触发角等于零时，则电路的功率因素为1。（T）4.电压型逆变器，直流侧是电压源，或并联有大电容，相当于电压源。（T）5.直流斩波技术是将交流电变换为另一直流电压的技术。（F）6.降压斩波器的输出功率等于输入功率，可将降压斩波器看作直流降压变压器。（T）7.电流型逆变器，直流侧是电流源，或串联有大电感，相当于电流源。（T）8.脉宽调制变频电路的基本原理是：控制逆变器开关元件的导通和关断时间比，即调节脉冲宽度来控制逆变电压的大小和频率。（T）9.软开关技术是利用以谐振为主的辅助换流手段，解决了电路中的开关损耗和开关噪声问题，使开关频率可以大幅度提高。（T）10.交交变频电路中哪组整流器电路工作是由输出电压决定。（F）11.组合变流电路是将某几种基本的变流电路AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/DC组合起来，以实现一定新功能的变流电路。（T）12.UPS广泛应用于各种对交流供电可靠性和供电质量要求高的场合。（T）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图所示的降压斩波电路的工作原理。答：在一个控制周期中，让V导通一段时间ont，由电源E向L、R、M供电，在此期间，Euo。(2分)。然后使V关断一段时间offt，此时电感L通过二极管VD向R和M供电，0ou。(2分)。一个周期内的平均电压EtttUoffonono。输出电压小于电源电压，起到降压的作用。(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.题4.2图晶闸管相控单相交交变频电路，试简述该图的工作原理。答：电路中具有相同特征的两组晶闸管整流电路反并联构成，将其中一组整流器作为正组整流器，另外为反组整流器，当正组整流器工作，反组整流器被封锁，负载端输出电压为上正下负；(2分)。如果负组整流器工作，正组整流器被封锁，则负载端得到输出电压上负下正，(2分)。这样就可以在负载端获得交变的输出电压。(1分)评分说明：(1)表达出正组工作、反组封锁的时的输出电压方向，计2分。(2)表达出反组工作、正组封锁的时的输出电压方向，计2分。(3)电路总体结论性表达，计1分。(4)计分点的最小计分为计分点满分的一半题4.1图ZPN输出电压平均输出电压图4-18OuouoP=0P=2P=2t题4.2图五、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)单相半波可控整流电路对电感负载供电，mHL20，VU1002，求当o60时的负载电流dI，并画出du与di波形。解：当o60时，在2u正半周期oo18060期间晶闸管导通使电感L储能，电感L储藏的能量在2u负半周期oo300180期间释放，因此在2u一个周期中oo30060期间以下微分方程成立：tUdtdiLdsin22(1分)考虑初始条件：当ot60时di可解方程得：tLUidcos2122(2分)其平均值为)(25.11102050410024222)(cos212213223532AfLULUtdtLUId(3分)此时du与di波形如下图：(4分)评分说明：(1)di的瞬时表达式，计2分。(2)导通角的起止角度，各计2分。(3)du波形，计2分(4)di波形，计2分(5)计分点的最小计分为计分点满分的一半2.(8分)题5.3图所示的升压斩波电路中，已知VE50，L值和C值极大，20R，采用脉宽调制控制方式，当sT40、ston25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：)(3.13350254040VEtTTEtTUonoffo(4分)输出电流平均值为：)(667.6203.133ARUIoo(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5.2图所示为三相半波可控整流电路，已知VU1002，带电阻电感负载，5R，L值极大，若控制角o60，(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)(5.5860cos10017.1cos17.12VUUod(2分))(7.1155.58ARUIdd(2分))(9.337.113AIIdDVT(2分))(76.637.113AIIdVT(2分)题5.2图题5.3图评分说明：(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