2025年大学大三（电力电子技术）变流技术考核试题及答案

2025年大学大三（电力电子技术）变流技术考核试题及答案

（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：本卷共6题，每题5分。每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案填写在相应位置。1.以下哪种变流电路常用于直流电动机的调速控制？（）A.整流电路B.逆变电路C.斩波电路D.交流调压电路2.晶闸管的导通条件是（）A.阳极加正向电压，门极加反向电压B.阳极加反向电压，门极加正向电压C.阳极和门极都加正向电压D.阳极和门极都加反向电压3.单相桥式全控整流电路，电阻性负载，晶闸管承受的最大反向电压为（）A.√2U2B.2√2U2C.√2U2/2D.U24.三相半波可控整流电路，电阻性负载，晶闸管的触发脉冲宽度应（）A.大于60°B.等于60°C.小于60°D.等于120°5.逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种逆变称为（）A.无源逆变B.有源逆变C.电压型逆变D.电流型逆变6.斩波电路中，降压斩波电路的输出电压平均值U0与输入电压Ud的关系为（）A.U0=UdB.U0>UdC.U0<UdD.U0=0第II卷（非选择题，共70分）一、填空题（共10分）答题要求：本大题共5空，每空2分。请将答案填写在横线上。1.电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它包括电力电子器件、______和电力电子装置及其系统。2.晶闸管的关断条件是______。3.单相全波可控整流电路，电阻性负载，晶闸管承受的最大反向电压为______。4.三相桥式全控整流电路带大电感负载时，输出电压平均值Ud=______。5.无源逆变电路是把直流电能逆变成______电能。二、简答题（共20分）答题要求：本大题共2题，每题10分。请简要回答问题。1.简述晶闸管的工作原理。2.说明逆变失败的原因及防止措施。三、分析计算题（共20分）答题要求：本大题共1题，20分。请写出详细的计算过程和答案。某电阻性负载，要求直流输出电压Ud=100V，直流输出电流Id=20A，采用单相桥式全控整流电路，已知交流电源电压U2=220V，试计算晶闸管的控制角α，并选择晶闸管的型号（考虑安全裕量）。四、材料分析题（共10分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：在某工业生产中，采用了三相桥式全控整流电路对直流电动机进行调速控制。在运行过程中，发现电动机转速不稳定，且有时出现过电流现象。经过检查，发现触发电路存在故障，触发脉冲的相位不准确。问题：请分析触发脉冲相位不准确对三相桥式全控整流电路工作的影响，并提出解决措施。五、设计题（共10分）答题要求：设计一个降压斩波电路，已知输入电压Ud=24V，要求输出电压平均值U0=12V，输出电流平均值I0=5A，计算占空比D，并画出电路原理图。答案：第I卷1.C2.C3.A4.A5.B6.C第II卷1.电力电子电路2.阳极电流小于维持电流3.2√U24.2.34U2cosα5.交流二、1.晶闸管具有单向导电性。当阳极加正向电压，门极加适当正向电压时，晶闸管导通，导通后阳极电流由外电路决定。当阳极电流小于维持电流时，晶闸管关断。2.逆变失败的原因主要有：触发电路工作不可靠；晶闸管发生故障；交流电源缺相或突然消失；换相的裕量角不足。防止措施：选用可靠的触发电路；保证晶闸管的质量；采用保护电路防止交流电源故障；保证足够的换相裕量角。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，考虑2倍安全裕量，晶闸管额定电流IT(AV)≥31.4A，额定电压URM≥622V，可选择KP50-8型晶闸管。四、触发脉冲相位不准确会导致整流输出电压不稳定，可能使电动机转速波动。过电流现象可能是由于输出电压异常升高引起。解决措施：检查触发电路，调整触发脉冲的相位，使其准确可靠；可采用双脉冲触发或宽脉冲触发方式，保证晶闸管可靠导通；增加过电流保护装置，如快速熔断器等，在过电流时及时切断电路。五、由U0=DUd可得：12=D×24，解得D=0.5