2011电力电子学考试参考答案及评分标准(b)

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《电力电子学》课程试题参考答案及评分标准（中

文试卷）( B卷)

适用专业年级：电气081-083 考试时间:100分钟命题人：肖强晖

一、例出常用的电力变换装置的四大种类，简述DC-DC和AC-AC电力变换器定义，用图示方法说明其工作过程 (每题10分，共10分)

答案要点：

1）交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流(3分)2）DC/DC变换器：可改变幅值的大小，实现直流对直流的变换，

一般叫做斩波器。 (2分)

3）AC/AC变换器：可改变电压和频率，实现交流到交流的变换，一般叫做周期变换器或变频 (2分)

4）（图略）(3分)

二、分别画出电力开关器件SCR、GTR（BJT）、IGBT、MOSFET的电路符号，说明哪些为相控型和全控型驱动器件？GTO的中英文全称是什么？上述器件工作的开关频率请按从高到低顺序排队。(每题10分，共10分)

答案要点：

1)电路符号：（略）(3分)

2）SCR为相控型的，其它的为全控型的。(2分)

3）GTO的中英文全称门极可关断晶闸管(Gate-Turn-OffThyristor)简称GTO(2分)

4）开关频率从高到低顺序排队：MOSFET 、IGBT、GTR（BJT）、SCR。(3分)

三、PWM和SPWM中英文全称是什么？SPWM驱动器内部的三角波（或锯齿波）电路的作用是什么，其频率是固定的吗？ (每题10分，共10分)

答案要点：

1）PWM：脉冲宽度调制 Pulse Width Modulation；SPWM：正弦脉冲宽调制 sinusoidal Pulse Width Modulation；(5分)

2）SPWM驱动器内部的三角波（或锯齿波）发生器的作用是与反馈的电信进行比较，用于产生不同的占空比，其频率是固定的。(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)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。(5分)

2)晶闸管的控制角a>90度．使交流器输出电压ud为负。(5分) 以上条件必须同时具备才可实现有源逆变。

五、三相相控型整流电路的控制角60度，相当于单相相控型整流电路的控制角多少度？如果测得三相相控型桥式整流电路经整流后输出频率为360Hz，可以初步断定其交流输入频率为多少Hz？(每题10分，共10分)

答案要点：

1）30度；(5分)2）60Hz；(5分)

六、画出RC无源吸收缓冲电路图，并说明工作原理，说出另一种无源吸收缓冲电路结构是什么？(每题10分，共10分)

答案要点：

1）RC形式。(3分)

2) 器件关断过程：电流经过C、R给无感电容器充电，使器件的UCE电压缓慢上升，可有效地抑制过电压的产生；器件开通过程：C上的电荷再通过电阻R经器件放电，可加速器件的导通。(5分)

3）还有一种常见的无源吸收缓冲电路结构是RCD.(2分)

七、同步变压器的作用是什么？在什么电力电子装置中要用到同步变压器，如果不用会出现什么情况？(每题10分，共10分)

答案要点：

1)同步变压器的作用主要有：取得隔离的同步信号和合适幅值的电压信号；(5分)

2）在相控型电力电子装置要用到同步变压器，如果不用则会不能采集到同步信号，也有可能得不到主电路与驱动信号的隔离。(5分)

八、GTR和MOSFET，哪一个易于并联运行，为什么? (每题10分，共10分)

答案要点：

1) MOSFET易于并联（5分）2) MOSFET的通态电阻Ron具有正温度系数，因此它的漏极电流Id。具有负温度系数。并联使用时，漏电流ID增加．通态电阻Ron增大，致使Id减小，有自动调节均流作用。（5分）

九、参见下图，分析各图中直流斩波是升压斩波还是降压斩波？并分析其斩波原理。其中，电感、电解电容和二极管各起什么作用？（每题10分，共10分）

(a) (b)

答案要点：

（1）图（a）、（b）都为BUCK电路；(5分)

（2）原理（具体内容略，只要就其中一图，说明开关管导通和截止时的过程正确就可得分）(3分)

（3）电感为储能滤波作用，电容为滤波作用，二极管为续流作用。(2分)

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湖南工业大学考试试卷纸

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十、参见下图，回答下述问题： （每题10分，共10分）

（1）试分析R2和C2、两个电感L、以及并联在两个电解电容的并联电阻R6和R7，分别起什么作用。（5分）

（2）分析图中直流斩波是升压斩波还是降压斩波？并分析其斩波原理。（5分）

答案要点：

1）R2和C2为吸收缓冲作用，LA为储能作用，LQ抑制QA过流作用，R6和R7为均压电阻。Boost PFC电路(3分)

2）为直流升压斩波电路。(2分)

3）原理：对照图示，根据开关管的导通和截止过程,只要说明升压过程即可。（5分）