2014电力电子技术考试参考答案及评分标准(A卷)

第 页 共 页 电力电子技术 课程试题参考答案及评分标准 中文试卷 A 卷 适用专业年级 电气工程 11 级 考试时间 100 分钟 命题人 肖强晖 一 请用中文正确填入下图括号内电力电子变换四大类型名称 另请用图示法和输入 与输出关系的数量法分别简述电力变换 AC DC DC DC 的工作过程 每题 10 分 共 10 分 D DC CA AC C A AC CD DC C 答案要点 1 每空一分 4 分 D DC CA AC C A AC CD DC C 逆逆变变 变变频频 变变 相相或或变变压压 直直流流斩斩波波 整整流流 2 视描述和图示的对错酌情给分 6 分 二 分别画出三极管 BJT 或 GTR 可关断晶闸管 GTO MOSFET 管和 IGBT 管电路符 号 电力电子器件按控制方式来分类可分为不可控器件 半可控器件和全可控器件三 类 下列器件请分别按这三类进行分类 可关断晶闸管 GTO 功率晶体管 BJT 功率 场效应管 MOSFET 整流二极管 肖特基二极管 普通晶闸管 SCR 高频晶闸管 光控晶闸管 绝缘栅双极型晶体管 IGBT 静电感应晶体管 SIT 快速恢复二极管 双向晶闸管 静电感应晶闸管 SITH MOS 控制晶闸管 MCT 集成门极换流晶 闸管 IGCT GCT 每题 10 分 共 10 分 答案要点 1 电路符号 略 3 分 2 不可控器件 整流二极管 快速恢复二极管 肖特基二极管 2 分 3 半可控器件 普通晶闸管 SCR 高频晶闸管 双向晶闸管 光控晶闸管 2 分 4 全可控器件 功率晶体管 BJT 功率场效应管 MOSFET 绝缘栅双极型晶体管 IGBT 静电感应晶体管 SIT 可关断晶闸管 GTO 静电感应晶闸管 SITH MOS 控制晶闸管 MCT 集成门极换流晶闸管 IGCT GCT 3 分 三 PWM 和 SPWM 的中英文全称是什么 试说明 PWM 与 PFM 在工作时的开关频率与脉冲宽度关系 上有何区别 每题 10 分 共 10 分 答案要点 1 PWM 脉冲宽度调制 Pulse Width Modulation 2 分 SPWM 正弦脉冲宽调制 sinusoidal Pulse Width Modulation 3 分 2 PWM 是定频不定宽的调制方式 PFM 是定宽不定频的调制方式 5 分 四 用图示举例说明无源逆变定义 简述相控型电力变换装置的有源逆变条件是什么 每题 10 分 共 10 分 答案要点 1 图示举例 5 分 1 直流电动电源 其极性须和晶闸管的导通方向一致 其值应稍大于变流器定流侧的平均电压 3 分 2 晶闸管的控制角 a 90 度 使交流器输出电压 ud 为负 2 分 以上条件必须同时具备才可实现有源逆变 五 当控制角为多少度时 其不可控整流与可控整流电路的输出波形是相同的 三相相控型整 流电路的控制角与单相相控整流控制角有什么数量关系 三相相控型整流电路的控制角 37 8214 度 相当于单相相控型整流电路的控制角多少度 作题时要体现计算过程 如果测 得三相相控型桥式整流电路经整流后输出频率为 432 66Hz 可以初步断定其交流输入频率为多 少 Hz 作题时要体现计算过程 每题 10 分 共 10 分 答案要点 1 控制角为 0 度时 不可控整流与可控整流电路的输出波形是相同的 2 分 2 三相相控型整流电路的控制角滞后单相相控整流控制角 30 度 2 分 3 相当于单相相控型整流电路的控制角的 37 8214 30 67 8214 度 3 分 4 可以初步断定其交流输入频率为 432 66 6 72 11Hz 3 分 第 页 共 页 六 在电力电子装置中常用的变压器的主要起的作用是什么 在隔离型 DC DC 变换装 置中 其变压器是否能直接传递了直流 为什么 每题 10 分 共 10 分 答案要点 1 主要起 根据变压器匝比的数量关系得到合适的输入和输出电压 隔离抗干 扰 阻抗匹配 相位匹配 5 分 2 因为变压器只能传递交流 实际上隔离型 DC DC 变换装置是 DC AC DC 的变换过程 变压 器只是传递了其中的交流 故变压器没有直接传递直流 5 分 七 单相交流调压电路相线上的开关管主要有双向晶闸管与两个单向晶闸管反并联的 两种结构 试比较这两种电路的不同点是什么 控制方式又有什么不同 答案要点 1 采用双向晶闸管结构的 其相线上只有一个开关管 并且一路控制移相控制信号电路 采 用两个单向晶闸管反并联结构的 其相线上两个开关管 并且各有一路相互独立控制移相控制信 号电路 5 分 2 因为变压器只能传递交流 实际上隔离型 DC DC 变换装置是 DC AC DC 的变换过程 变压 器只是传递了其中的交流 故变压器没有直接传递直流 5 分 八 电力电子器件只能工作什么状态 为什么 在电力半导体器件的散热 一般有哪 些冷却方式 各分别应用哪些场合 答案要点 1 电力电子器件只能工作开关状态 不能工作在线性状态 如果工作在线性状态 其开通阻 抗高 其发热远远要超过其工作在的开关态 并且易烧毁其自身 5 分 2 自然冷却 只适用于小功率应用场合 风扇冷却 适用于中等功率应用场合 如 IGBT 应用电路 水冷却 适用于大功率应用场合 如大功率 GTO IGCT 及 SCR 等应用电路 5 分 九 试判断以下两种电路分别属于哪种电路 并分别说明其工作原理 以及它们的主 要器件作用分别是什么 每题 10 分 共 10 分 a b 答案要点 1 图 a 为 BOOST 图 b 为 BUCK BOOST 5 分 2 描述部分略 视描述情况酌情给分 5 分 十 下图是电路属于何种电路 说明其工作原理 各主要器件的作用 每题 10 分 共 10 分 1 答案要点 正激式变换器电路 3 分 2 答案