2025年大学（自动化）电力电子技术基础综合测试卷及解析

2025年大学（自动化）电力电子技术基础综合测试卷及解析

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.电力电子技术的核心是（）A.电力变换B.电力控制C.电力传输D.电力分配2.以下哪种电力电子器件属于全控型器件（）A.晶闸管B.二极管C.绝缘栅双极型晶体管D.电力二极管3.单相桥式全控整流电路，当控制角α增大时，输出直流电压平均值Ud（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小4.三相半波可控整流电路，变压器二次侧相电压的有效值为U2，则输出直流电压平均值Ud的计算公式为（）A.Ud=1.17U2cosαB.Ud=2.34U2cosαC.Ud=0.9U2cosαD.Ud=1.35U2cosα5.逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种逆变称为（）A.有源逆变B.无源逆变C.负载逆变D.自换相逆变6.斩波电路中，降压斩波电路的输出电压平均值Uo与输入电压Ud的关系是（）A.Uo>UdB.Uo=UdC.Uo<UdD.不确定7.下列哪种电路可以实现直流-直流变换（）A.整流电路B.逆变电路C.斩波电路D.交流调压电路8.PWM控制技术中，载波比N是指（）A.载波频率fc与调制波频率fr之比B.调制波频率fr与载波频率fc之比C.载波幅值与调制波幅值之比D.调制波幅值与载波幅值之比9.电力电子装置中常用的过电流保护措施不包括（）A.快速熔断器B.过电流继电器C.热继电器D.压敏电阻10.电力电子技术主要应用于（）A.电力系统B.电子设备C.工业自动化D.以上都是第II卷（非选择题，共70分）二、填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每空2分。1.电力电子技术包括电力电子器件、电力电子电路和____________________三个部分。2.晶闸管导通的条件是____________________和____________________。3.三相桥式全控整流电路，当α=0°时，输出直流电压平均值Ud=____________________。4.软开关电路可以分为零电压电路和____________________电路两大类。5.电力电子装置的功率因数定义为____________________与____________________之比。三、简答题（共20分）答题要求：简要回答问题，条理清晰，语言简洁。1.简述电力电子技术的发展趋势。（5分）2.说明晶闸管的工作原理。（5分）3.分析单相桥式全控整流电路在电阻性负载时的工作情况。（5分）4.简述逆变电路的分类及各自特点。（5分）四、分析题（共20分）答题要求：阅读材料，结合所学知识进行分析解答。材料：某直流调速系统采用三相半波可控整流电路，已知变压器二次侧相电压有效值U2=220V，负载电阻R=10Ω，控制角α=30°。1.计算输出直流电压平均值Ud。（10分）2.计算输出直流电流平均值Id。（10分）五、设计题（共20分）答题要求：根据题目要求设计相应的电力电子电路。设计一个降压斩波电路，要求输入电压Ud=24V，输出电压Uo=12V，负载电阻R=5Ω，采用PWM控制方式，画出电路原理图并说明工作原理。（20分）答案：一、选择题1.A2.C3.B4.A5.A6.C7.C8.A9.D10.D二、填空题1.电力电子系统的应用2.阳极加正向电压；门极加正向触发脉冲3.2.34U24.零电流5.有功功率；视在功率三、简答题1.电力电子技术的发展趋势包括：提高电力电子器件的性能及集成度；发展软开关技术；提高电力电子装置的功率因数；智能化控制等。2.晶闸管由阳极、阴极和门极组成。当阳极加正向电压，门极加正向触发脉冲时，晶闸管导通；导通后，门极失去控制作用，只有当阳极电流小于维持电流时，晶闸管才关断。3.单相桥式全控整流电路在电阻性负载时，在一个周期内，晶闸管VT1、VT4和VT2、VT3轮流导通，输出直流电压平均值Ud=0.9U2(1+cosα)/2。α=π时，Ud=0；α=0时，Ud=0.9U2。4.逆变电路分为有源逆变和无源逆变。有源逆变是将直流电逆变成与电网同频率的交流电并回馈给电网；无源逆变是将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流电供给负载。四、分析题1.Ud=1.17U2cosα=1.17×220×cos30°≈227.5V。2.Id=Ud/R=227.5/10=22.75A。五、设计题降压斩波电路原理图：输入电压U