2025年大學(xué)大三（電力電子技術(shù)）變流技術(shù)考核試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案填寫在相應(yīng)位置。1.以下哪種變流電路常用于直流電動機的調(diào)速控制？（）A.整流電路B.逆變電路C.斬波電路D.交流調(diào)壓電路2.晶閘管的導(dǎo)通條件是（）A.陽極加正向電壓，門極加反向電壓B.陽極加反向電壓，門極加正向電壓C.陽極和門極都加正向電壓D.陽極和門極都加反向電壓3.單相橋式全控整流電路，電阻性負載，晶閘管承受的最大反向電壓為（）A.√2U2B.2√2U2C.√2U2/2D.U24.三相半波可控整流電路，電阻性負載，晶閘管的觸發(fā)脈沖寬度應(yīng)（）A.大于60°B.等于60°C.小于60°D.等于120°5.逆變電路中，當(dāng)交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時，這種逆變稱為（）A.無源逆變B.有源逆變C.電壓型逆變D.電流型逆變6.斬波電路中，降壓斬波電路的輸出電壓平均值U0與輸入電壓Ud的關(guān)系為（）A.U0=UdB.U0>UdC.U0<UdD.U0=0第II卷（非選擇題，共70分）一、填空題（共10分）答題要求：本大題共5空，每空2分。請將答案填寫在橫線上。1.電力電子技術(shù)是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，它包括電力電子器件、______和電力電子裝置及其系統(tǒng)。2.晶閘管的關(guān)斷條件是______。3.單相全波可控整流電路，電阻性負載，晶閘管承受的最大反向電壓為______。4.三相橋式全控整流電路帶大電感負載時，輸出電壓平均值Ud=______。5.無源逆變電路是把直流電能逆變成______電能。二、簡答題（共20分）答題要求：本大題共2題，每題10分。請簡要回答問題。1.簡述晶閘管的工作原理。2.說明逆變失敗的原因及防止措施。三、分析計算題（共20分）答題要求：本大題共1題，20分。請寫出詳細的計算過程和答案。某電阻性負載，要求直流輸出電壓Ud=100V，直流輸出電流Id=20A，采用單相橋式全控整流電路，已知交流電源電壓U2=220V，試計算晶閘管的控制角α，并選擇晶閘管的型號（考慮安全裕量）。四、材料分析題（共10分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在某工業(yè)生產(chǎn)中，采用了三相橋式全控整流電路對直流電動機進行調(diào)速控制。在運行過程中，發(fā)現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，且有時出現(xiàn)過電流現(xiàn)象。經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)觸發(fā)電路存在故障，觸發(fā)脈沖的相位不準(zhǔn)確。問題：請分析觸發(fā)脈沖相位不準(zhǔn)確對三相橋式全控整流電路工作的影響，并提出解決措施。五、設(shè)計題（共10分）答題要求：設(shè)計一個降壓斬波電路，已知輸入電壓Ud=24V，要求輸出電壓平均值U0=12V，輸出電流平均值I0=5A，計算占空比D，并畫出電路原理圖。答案：第I卷1.C2.C3.A4.A5.B6.C第II卷1.電力電子電路2.陽極電流小于維持電流3.2√U24.2.34U2cosα5.交流二、1.晶閘管具有單向?qū)щ娦?。?dāng)陽極加正向電壓，門極加適當(dāng)正向電壓時，晶閘管導(dǎo)通，導(dǎo)通后陽極電流由外電路決定。當(dāng)陽極電流小于維持電流時，晶閘管關(guān)斷。2.逆變失敗的原因主要有：觸發(fā)電路工作不可靠；晶閘管發(fā)生故障；交流電源缺相或突然消失；換相的裕量角不足。防止措施：選用可靠的觸發(fā)電路；保證晶閘管的質(zhì)量；采用保護電路防止交流電源故障；保證足夠的換相裕量角。三、由Ud=0.9U2cosα可得：100=0.9×220×cosα，解得α=60.5°。IdT=Id/2=10A，IT(AV)=1.57IdT=15.7A，URM=√2U2=311V，考慮2倍安全裕量，晶閘管額定電流IT(AV)≥31.4A，額定電壓URM≥622V，可選擇KP50-8型晶閘管。四、觸發(fā)脈沖相位不準(zhǔn)確會導(dǎo)致整流輸出電壓不穩(wěn)定，可能使電動機轉(zhuǎn)速波動。過電流現(xiàn)象可能是由于輸出電壓異常升高引起。解決措施：檢查觸發(fā)電路，調(diào)整觸發(fā)脈沖的相位，使其準(zhǔn)確可靠；可采用雙脈沖觸發(fā)或?qū)捗}沖觸發(fā)方式，保證晶閘管可靠導(dǎo)通；增加過電流保護裝置，如快速熔斷器等，在過電流時及時切斷電路。五、由U0=DUd可得：12=D×24，解得D=0.5