2025年大学电气工程及其自动化（电力电子技术）试题及答案

2025年大学电气工程及其自动化（电力电子技术）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40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2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。请将正确答案的序号填在括号内。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半控型器件（）A.晶闸管B.绝缘栅双极型晶体管C.电力场效应晶体管D.门极可关断晶闸管3.晶闸管导通的条件是（）A.阳极加正向电压，门极加正向电压B.阳极加反向电压，门极加正向电压C.阳极加正向电压，门极加反向电压D.阳极加反向电压，门极加反向电压4.晶闸管一旦导通，门极就失去了（）作用。A.控制B.保护C.导通D.关断5.单相半波可控整流电路，电阻性负载，晶闸管的导通角为（）A.180°B.120°C.90°D.60°6.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.U27.三相半波可控整流电路，电阻性负载，晶闸管的导通角为（）A.120°B.150°C.180°D.60°8.三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.√6U2D.√3U29.实现有源逆变的条件之一是（）A.要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压B.要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向相反，其值应大于变流器直流侧的平均电压C.要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应小于变流器直流侧的平均电压D.要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向相反，其值应小于变流器直流侧的平均电压10.下列哪种电路不能实现有源逆变（）A.三相半波可控整流电路B.三相桥式全控整流电路C.单相桥式全控整流电路D.单相半波可控整流电路11.电力电子器件按照能够被控制电路信号所控制的程度可分为（）A.半控型器件、全控型器件和不可控器件B.单极型器件、双极型器件和复合型器件C.电压驱动型器件和电流驱动型器件D.主控型器件和被控型器件12.绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是一种（）A.电压控制型器件B.电流控制型器件C.复合型器件D.单极型器件13.电力场效应晶体管（MOSFET）是一种（）A.电压控制型器件B.电流控制型器件C.复合型器件D.双极型器件14.以下哪种不是电力电子技术的应用领域（）A.电力系统B.交通运输C.计算机技术D.工业自动化15.单相半控桥式整流电路，电感性负载，需在负载两端并联一个（）A.电阻B.电容C.电感D.续流二极管16.三相桥式半控整流电路，电感性负载，需在负载两端并联一个（）A.电阻B.电容C.电感D.续流二极管17.晶闸管触发电路中，若改变（）的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。A.同步电压B.控制电压C.脉冲变压器变比D.整流变压器变比18.晶闸管触发电路中，同步信号的作用是（）A.保证触发脉冲与主电路电源电压同步B.控制触发脉冲的宽度C.控制触发脉冲的幅度D.控制触发脉冲的相位19.电力电子电路中，过电流保护常用的方法有（）A.快速熔断器保护、过电流继电器保护、限流保护B.过电压保护、欠电压保护、过电流保护C.短路保护、过载保护、漏电保护D.过温保护、过流保护、过压保护20.电力电子电路中，过电压保护常用的方法有（）A.阻容保护、压敏电阻保护、硒堆保护B.过电流保护、欠电压保护、过电压保护C.短路保护、过载保护、漏电保护D.过温保护、过流保护、过压保护第II卷（非选择题，共60分）二、填空题（每空1分，共10分）答题要求：请在横线上填上正确的答案。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、电力电子电路和____________________三个部分。2.晶闸管的导通条件是阳极加正向电压，____________________。3.单相桥式全控整流电路，电阻性负载，输出电压平均值Ud=____________________。4.三相桥式全控整流电路，电阻性负载，输出电压平均值Ud=____________________。5.实现有源逆变的条件是要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应____________________变流器直流侧的平均电压。6.电力电子器件按照内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况可分为单极型器件、双极型器件和____________________。7.绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是一种复合型器件，它集成了____________________和MOSFET的优点。8.电力场效应晶体管（MOSFET）是一种____________________控制型器件。9.单相半控桥式整流电路，电感性负载，需在负载两端并联一个____________________。10.晶闸管触发电路中，同步信号的作用是保证触发脉冲与____________________同步。三、简答题（每题5分，共20分）答题要求：简要回答问题，要求条理清晰，语言简洁。1.简述电力电子技术的发展历程。2.说明晶闸管的工作原理。3.简述单相桥式全控整流电路的工作过程。4.实现有源逆变的条件有哪些？四、分析计算题（每题10分，共20分）答题要求：根据题目要求进行分析计算，写出详细的计算过程和答案。材料：有一单相半波可控整流电路，接在220V的交流电源上，负载电阻RL=10Ω。当控制角α=60°时，求输出电压平均值Ud、输出电流平均值Id和晶闸管承受的最大正向电压UFM、最大反向电压URM。材料：有一三相桥式全控整流电路，接在线电压UL=380V的三相交流电源上，负载电阻RL=10Ω。当控制角α=30°时，求输出电压平均值Ud、输出电流平均值Id和晶闸管承受的最大正向电压UFM、最大反向电压URM。五、设计题（10分）答题要求：根据题目要求设计电力电子电路，要求画出电路原理图，并简要说明设计思路。设计一个单相桥式全控整流电路，要求输出电压平均值Ud=150V，负载电阻RL=10Ω，交流电源电压U2=220V。答案：1.A2.A3.A4.A5.A6.A7.A8.C9.A10.D11.A12.A13.A14.C15.D16.D17.B18.A19.A20.A二、1.电力电子系统2.门极加正向电压3.0.9U2cosα4.2.34U2cosα5.大于6.复合型器件7.GTR8.电压9.续流二极管10.主电路电源电压三、1.电力电子技术经历了由电子管到晶闸管，再到全控型器件的发展过程。早期电子管体积大、功耗高；晶闸管的出现使电力电子技术得到快速发展；后来全控型器件不断涌现，性能不断提升，应用领域不断扩大。2.晶闸管具有阳极、阴极和门极。当阳极加正向电压，门极加正向触发信号时，晶闸管导通，导通后阳极电流由主电路决定，门极失去控制作用。当阳极电流小于维持电流时，晶闸管关断。3.单相桥式全控整流电路由四个晶闸管组成。在电源正半周，VT1、VT4导通，电流从电源正极经VT1、负载、VT4回到电源负极；在电源负半周，VT2、VT3导通，电流从电源正极经VT2、负载、VT3回到电源负极。通过控制晶闸管的触发角来控制输出电压。4.实现有源逆变的条件：要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压；变流器必须工作在β<90°区域，即控制角α>90°。四、1.单相半波可控整流电路：Ud=0.45U2(1+cosα)/2=0.45×220×(1+cos60°)/2=74.25V；Id=Ud/RL=74.25/10=7.425A；UFM=√2U2=220√2V；URM=√2U2=220√2V。2.三相桥式全控整流电路：Ud=2.34U2cosα=2.34×380