2025年大學(xué)大二（電氣工程及其自動(dòng)化）電力電子技術(shù)階段測(cè)試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。（總共10題，每題3分）1.電力電子技術(shù)的核心是（）A.電力變換B.電力控制C.電力傳輸D.電力分配2.下列哪種電力電子器件屬于半控型器件（）A.晶閘管B.絕緣柵雙極型晶體管C.電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管D.門(mén)極可關(guān)斷晶閘管3.單相橋式全控整流電路，電阻性負(fù)載，晶閘管承受的最大反向電壓是（）A.√2U2B.2√2U2C.√2U2/2D.2U24.三相半波可控整流電路，電阻性負(fù)載，晶閘管觸發(fā)角α的移相范圍是（）A.0°-120°B.0°-150°C.0°-180°D.0°-90°5.逆變電路中，當(dāng)交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時(shí)，這種逆變稱(chēng)為（）A.有源逆變B.無(wú)源逆變C.電壓型逆變D.電流型逆變6.降壓斬波電路中，已知電源電壓Ud=16V，負(fù)載電壓U0=12V，斬波周期T=4ms，則開(kāi)通時(shí)間ton為（）A.1msB.2msC.3msD.4ms7.下列哪種電路可以實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速（）A.降壓斬波電路B.升壓斬波電路C.交-直-交變頻電路D.以上都可以8.電力電子器件工作時(shí)所承受的實(shí)際電壓和電流要（）其額定值。A.大于B.小于C.等于D.小于等于9.絕緣柵雙極型晶體管的英文縮寫(xiě)是（）A.GTOB.GTRC.IGBTD.MOSFET10.單相全波可控整流電路，電阻性負(fù)載，晶閘管的導(dǎo)通角為（）A.180°-αB.180°+αC.90°-αD.90°+α第II卷（非選擇題共70分）11.填空題：（總共5題，每題4分）（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、電力電子電路和____________________三個(gè)部分。（2）晶閘管的導(dǎo)通條件是____________________和____________________。（3）三相橋式全控整流電路，電阻性負(fù)載，當(dāng)觸發(fā)角α=0°時(shí)，輸出電壓平均值Ud=____________________。（4）在逆變電路中，若要實(shí)現(xiàn)有源逆變，必須滿(mǎn)足兩個(gè)條件，一是要有直流電動(dòng)勢(shì)，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)____________________變流器直流側(cè)的平均電壓；二是變流器必須工作在____________________區(qū)域。（5）直流斬波電路中，改變____________________的大小，就可以改變輸出電壓的大小。12.簡(jiǎn)答題：（總共3題，每題10分）（1）簡(jiǎn)述電力電子器件的分類(lèi)方法。（2）說(shuō)明單相橋式全控整流電路中晶閘管觸發(fā)脈沖的要求。（3）什么是逆變失??？逆變失敗的原因有哪些？13.分析計(jì)算題：（總共2題，每題15分）（1）有一單相橋式全控整流電路，接在220V的交流電源上，負(fù)載電阻RL=10Ω，要求輸出直流電壓Ud=180V，試求晶閘管的觸發(fā)角α，并計(jì)算晶閘管的平均電流IT(AV)和有效值電流IT。（2）降壓斬波電路如圖所示，已知電源電壓Ud=24V，負(fù)載電阻RL=12Ω，斬波周期T=5ms，開(kāi)通時(shí)間ton=2ms，求輸出電壓U0、輸出電流I0以及電源電流Id的平均值。14.材料分析題：（15分）材料：某工廠有一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，其額定電壓為220V，額定功率為10kW，額定效率為85%?，F(xiàn)采用三相橋式全控整流電路對(duì)其供電，交流電源電壓為380V。問(wèn)題：（1）計(jì)算直流電動(dòng)機(jī)的額定電流。（2）確定三相橋式全控整流電路輸出的直流電壓平均值。（3）若要求直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍為1:10，采用降壓斬波電路實(shí)現(xiàn)調(diào)速，已知電源電壓Ud=300V，負(fù)載電阻RL=20Ω，計(jì)算斬波周期T=10ms時(shí)的導(dǎo)通時(shí)間ton。15.設(shè)計(jì)題：（15分）設(shè)計(jì)一個(gè)單相交流調(diào)壓電路，要求輸入電壓為220V，輸出電壓在100V-220V之間可調(diào)，采用晶閘管作為功率開(kāi)關(guān)器件。畫(huà)出電路原理圖，并簡(jiǎn)述工作原理。答案：1.A2.A3.A4.A5.A6.C7.D8.D9.C10.A11.（1）電力電子系統(tǒng)（2）陽(yáng)極加正向電壓門(mén)極加正向觸發(fā)脈沖（3）2.34U2（4）大于逆變（5）導(dǎo)通比12.（1）按電力電子器件能夠被控制電路信號(hào)所控制的程度分為：半控型器件、全控型器件和不可控器件；按驅(qū)動(dòng)電路加在電力電子器件控制端和公共端之間信號(hào)的性質(zhì)分為：電壓驅(qū)動(dòng)型和電流驅(qū)動(dòng)型；按電力電子器件內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況分為：?jiǎn)螛O型器件、雙極型器件和復(fù)合型器件。（2）觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽(yáng)極電壓同步；觸發(fā)脈沖要有足夠的寬度，一般應(yīng)保持在20°-30°；觸發(fā)脈沖前沿要陡，最好在10μs以下；觸發(fā)脈沖應(yīng)具有一定的幅值。（3）逆變運(yùn)行時(shí)，一旦發(fā)生換流失敗，外接的直流電源就會(huì)通過(guò)晶閘管電路形成短路，或者使變流器的輸出平均電壓和直流電動(dòng)勢(shì)變?yōu)轫樝虼?lián)，由于逆變電路內(nèi)阻很小，形成很大的短路電流，稱(chēng)為逆變失敗。原因有：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；換相的裕量角不足引起換相失敗。13.（1）由Ud=0.9U2cosα可得：180=0.9×220×cosα，解得α=約34.7°。IT(AV)=(Ud/RL)/2=(180/10)/2=9A，IT=√2IT(AV)=9√2≈12.73A。（2）U0=Ud×ton/T=24×2/5=9.6V，I0=U0/RL=9.6/12=0.8A，Id=I0×ton/T=0.8×2/5=0.32A。14.（1）額定電流IN=PN/ηUN=10000/0.85×220≈53.7A。（2）三相橋式全控整流電路輸出直流電壓平均值Ud=2.34U2=2.34×380≈889.2V。（3）調(diào)速范圍為1:10，最低轉(zhuǎn)速時(shí)輸出電壓U0min=220/10=22V，由U0=Ud×ton/T可得：22=300×ton/10，解