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

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.電力電子技術(shù)中，以下哪種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2.晶閘管導(dǎo)通的條件是（）A.陽(yáng)極加正向電壓，門(mén)極加反向電壓B.陽(yáng)極加反向電壓，門(mén)極加正向電壓C.陽(yáng)極和門(mén)極都加正向電壓D.陽(yáng)極和門(mén)極都加反向電壓3.三相半波可控整流電路，電阻性負(fù)載，晶閘管承受的最大反向電壓為（）A.√2U2B.√3U2C.2√2U2D.2√3U24.單相橋式全控整流電路，電阻性負(fù)載，晶閘管的導(dǎo)通角為（）A.90°B.120°C.180°D.360°5.三相橋式全控整流電路，電阻性負(fù)載，輸出電壓平均值Ud的計(jì)算公式為（）A.Ud=2.34U2cosαB.Ud=1.17U2cosαC.Ud=0.9U2cosαD.Ud=0.45U2cosα6.下列哪種電路可以實(shí)現(xiàn)有源逆變？（）A.三相半波可控整流電路B.單相橋式全控整流電路C.三相橋式全控整流電路D.以上都可以7.電力電子器件工作時(shí)所承受的實(shí)際電壓和電流要（）額定值。A.大于B.小于C.等于D.不超過(guò)8.絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）是一種（）器件。A.電壓驅(qū)動(dòng)型B.電流驅(qū)動(dòng)型C.復(fù)合型D.電阻型9.電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）的特點(diǎn)是（）A.開(kāi)關(guān)速度快B.通態(tài)電阻小C.輸入阻抗高D.以上都是10.單相半波可控整流電路，電阻性負(fù)載，輸出電壓平均值Ud的計(jì)算公式為（）A.Ud=0.45U2(1+cosα)/2B.Ud=0.9U2(1+cosα)/2C.Ud=1.17U2(1+cosα)/2D.Ud=2.34U2(1+cosα)/211.三相橋式半控整流電路，電阻性負(fù)載，晶閘管承受的最大反向電壓為（）A.√2U2B.√3U2C.2√2U2D.2√3U212.晶閘管的關(guān)斷條件是（）A.陽(yáng)極電流小于維持電流B.陽(yáng)極電壓小于零C.門(mén)極電壓小于零D.以上都不對(duì)13.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.90°B.120°C.180°D.360°14.三相半控橋式整流電路，電阻性負(fù)載，輸出電壓平均值Ud的計(jì)算公式為（）A.Ud=1.17U2(1+cosα)B.Ud=2.34U2(1+cosα)C.Ud=0.9U2(1+cosα)D.Ud=0.45U2(1+cosα)15.有源逆變電路中，逆變角β的取值范圍是（）A.0°-90°B.0°-180°C.30°-120°D.90°-180°16.電力電子技術(shù)主要研究（）之間的變換和控制。A.電能與機(jī)械能B.電能與熱能C.電能與化學(xué)能D.電能與其他形式能17.下列哪種變流電路可以實(shí)現(xiàn)直流-直流變換？（）A.整流電路B.逆變電路C.斬波電路D.交流調(diào)壓電路18.晶閘管的額定電流是用（）來(lái)表示的。A.有效值B.平均值C.最大值D.瞬時(shí)值19.單相橋式半控整流電路，電阻性負(fù)載，晶閘管承受的最大正向電壓為（）A.√2U2B.√3U2C.2√2U2D.2√3U220.三相全控橋式整流電路，電阻性負(fù)載，輸出電壓平均值Ud的計(jì)算公式為（）A.Ud=2.34U2cosαB.Ud=1.17U2cosαC.Ud=0.9U2cosαD.Ud=0.45U2cosα第II卷（非選擇題共60分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。1.電力電子技術(shù)包括電力電子器件、______和電力電子裝置及其系統(tǒng)三個(gè)部分。2.晶閘管的導(dǎo)通條件是陽(yáng)極加正向電壓且______。3.三相橋式全控整流電路，電阻性負(fù)載，當(dāng)α=0°時(shí)，輸出電壓平均值Ud=______。4.有源逆變的條件是要有一個(gè)直流電源，其極性必須與晶閘管的______一致，其數(shù)值應(yīng)稍大于變流器直流側(cè)的平均電壓。5.斬波電路中，降壓斬波電路的輸出電壓平均值Ud=______。（二）簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：簡(jiǎn)要回答問(wèn)題，每題10分。1.簡(jiǎn)述電力電子器件的分類及特點(diǎn)。2.說(shuō)明三相橋式全控整流電路電阻性負(fù)載時(shí)電壓、電流波形及工作原理。（三）分析計(jì)算題（共20分）答題要求：寫(xiě)出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程和答案。1.單相橋式全控整流電路，電阻性負(fù)載，U2=220V，求α=60°時(shí)輸出電壓平均值Ud，并畫(huà)出晶閘管VT1兩端電壓uVT1的波形。（10分）2.三相半波可控整流電路，電阻性負(fù)載，U2=220V，求α=30°時(shí)輸出電壓平均值Ud及晶閘管承受的最大反向電壓。（10分）（四）材料分析題（共10分）答題要求：閱讀材料，回答問(wèn)題。材料：在某工業(yè)控制系統(tǒng)中，采用了三相橋式全控整流電路對(duì)直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)晶閘管有一只損壞。問(wèn)題：分析晶閘管損壞可能的原因，并提出解決措施。（五）設(shè)計(jì)題（共10分）答題要求：根據(jù)要求設(shè)計(jì)電路。設(shè)計(jì)一個(gè)采用單相橋式全控整流電路的充電電路來(lái)給12V的蓄電池充電，已知輸入交流電壓U2=220V，充電電流I=2A，要求畫(huà)出電路原理圖，并計(jì)算晶閘管的參數(shù)。答案：第I卷答案：1.A2.C3.B4.C5.A6.D7.D8.A9.D10.A11.B12.A13.C14.A15.D16.D17.C18.B19.A20.A第II卷答案：（一）：1.變流電路2.門(mén)極加正向觸發(fā)脈沖3.2.34U24.導(dǎo)通方向5.αE（二）：1.電力電子器件分為半控型器件（如晶閘管）、全控型器件（如絕緣柵雙極型晶體管、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管等）和不可控器件（如二極管）。半控型器件導(dǎo)通后不能通過(guò)控制信號(hào)使其關(guān)斷；全控型器件可通過(guò)控制信號(hào)使其導(dǎo)通和關(guān)斷；不可控器件只有導(dǎo)通和截止兩種狀態(tài)。2.三相橋式全控整流電路電阻性負(fù)載時(shí)，輸出電壓波形是六脈波，每個(gè)周期有六個(gè)波頭。工作原理是在一個(gè)周期內(nèi)，按一定順序觸發(fā)晶閘管，使三相電源依次向負(fù)載供電，通過(guò)控制觸發(fā)角α來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓平均值。（三）：1.Ud=0.9U2cosα=0.9×220×cos60°=99V。uVT1波形：在α=60°時(shí)，晶閘管VT1在0-π/3期間承受正向電壓，π/3-π期間承受反向電壓，π-4π/3期間承受正向電壓，4π/3-2π期間承受反向電壓。2.Ud=1.17U2cosα=1.17×220×cos30°≈227.4V。最大反向電壓為2√2U2=2√2×220≈622.2V。（四）：晶閘管損壞可能原因：過(guò)電壓、過(guò)電流、頻繁通斷、散熱不良等。解決措施：安裝過(guò)電壓保護(hù)裝置（如壓敏電阻）、過(guò)電流保護(hù)裝置