2026年大学大二（电气工程及其自动化）电力电子技术阶段测试题及答案

2025年大学大二（电气工程及其自动化）电力电子技术阶段测试题及答案

（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：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。（总共10题，每题3分）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.下列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.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是（）A.√2U2B.2√2U2C.√2U2/2D.2U24.三相半波可控整流电路，电阻性负载，晶闸管触发角α的移相范围是（）A.0°-120°B.0°-150°C.0°-180°D.0°-90°5.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.电压型逆变D.电流型逆变6.降压斩波电路中，已知电源电压Ud=16V，负载电压U0=12V，斩波周期T=4ms，则开通时间ton为（）A.1msB.2msC.3msD.4ms7.下列哪种电路可以实现直流电动机的调速（）A.降压斩波电路B.升压斩波电路C.交-直-交变频电路D.以上都可以8.电力电子器件工作时所承受的实际电压和电流要（）其额定值。A.大于B.小于C.等于D.小于等于9.绝缘栅双极型晶体管的英文缩写是（）A.GTOB.GTRC.IGBTD.MOSFET10.单相全波可控整流电路，电阻性负载，晶闸管的导通角为（）A.180°-αB.180°+αC.90°-αD.90°+α第II卷（非选择题共70分）11.填空题：（总共5题，每题4分）（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____________________和____________________。（3）三相桥式全控整流电路，电阻性负载，当触发角α=0°时，输出电压平均值Ud=____________________。（4）在逆变电路中，若要实现有源逆变，必须满足两个条件，一是要有直流电动势，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；二是变流器必须工作在____________________区域。（5）直流斩波电路中，改变____________________的大小，就可以改变输出电压的大小。12.简答题：（总共3题，每题10分）（1）简述电力电子器件的分类方法。（2）说明单相桥式全控整流电路中晶闸管触发脉冲的要求。（3）什么是逆变失败？逆变失败的原因有哪些？13.分析计算题：（总共2题，每题15分）（1）有一单相桥式全控整流电路，接在220V的交流电源上，负载电阻RL=10Ω，要求输出直流电压Ud=180V，试求晶闸管的触发角α，并计算晶闸管的平均电流IT(AV)和有效值电流IT。（2）降压斩波电路如图所示，已知电源电压Ud=24V，负载电阻RL=12Ω，斩波周期T=5ms，开通时间ton=2ms，求输出电压U0、输出电流I0以及电源电流Id的平均值。14.材料分析题：（15分）材料：某工厂有一台直流电动机，其额定电压为220V，额定功率为10kW，额定效率为85%。现采用三相桥式全控整流电路对其供电，交流电源电压为380V。问题：（1）计算直流电动机的额定电流。（2）确定三相桥式全控整流电路输出的直流电压平均值。（3）若要求直流电动机调速范围为1:10，采用降压斩波电路实现调速，已知电源电压Ud=300V，负载电阻RL=20Ω，计算斩波周期T=10ms时的导通时间ton。15.设计题：（15分）设计一个单相交流调压电路，要求输入电压为220V，输出电压在100V-220V之间可调，采用晶闸管作为功率开关器件。画出电路原理图，并简述工作原理。答案：1.A2.A3.A4.A5.A6.C7.D8.D9.C10.A11.（1）电力电子系统（2）阳极加正向电压门极加正向触发脉冲（3）2.34U2（4）大于逆变（5）导通比12.（1）按电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度分为：半控型器件、全控型器件和不可控器件；按驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质分为：电压驱动型和电流驱动型；按电力电子器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为：单极型器件、双极型器件和复合型器件。（2）触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步；触发脉冲要有足够的宽度，一般应保持在20°-30°；触发脉冲前沿要陡，最好在10μs以下；触发脉冲应具有一定的幅值。（3）逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败。原因有：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；换相的裕量角不足引起换相失败。13.（1）由Ud=0.9U2cosα可得：180=0.9×220×cosα，解得α=约34.7°。IT(AV)=(Ud/RL)/2=(180/10)/2=9A，IT=√2IT(AV)=9√2≈12.73A。（2）U0=Ud×ton/T=24×2/5=9.6V，I0=U0/RL=9.6/12=0.8A，Id=I0×ton/T=0.8×2/5=0.32A。14.（1）额定电流IN=PN/ηUN=10000/0.85×220≈53.7A。（2）三相桥式全控整流电路输出直流电压平均值Ud=2.34U2=2.34×380≈889.2V。（3）调速范围为1:10，最低转速时输出电压U0min=220/10=22V，由U0=Ud×ton/T可得：22=300×ton/10，解