湖南工業(yè)大學(xué)電力電子學(xué)考試試卷(B卷)2007答案要點(diǎn)

湖南工業(yè)大學(xué)考試試卷紙系(院)課程名稱班級(jí)湖南工業(yè)大學(xué)考試試卷紙系(院)課程名稱班級(jí)姓名學(xué)號(hào)密封線適用專業(yè)年級(jí)：電氣工程自動(dòng)化041班考試時(shí)間:100分鐘題號(hào)一二三四五六七八九十總分統(tǒng)分人簽名題分101010101010101020100得分考生注意事項(xiàng)：1、本試卷共3頁(yè)，試卷如有缺頁(yè)或破損，請(qǐng)立即舉手報(bào)告以便更換。2、考試結(jié)束后，考生不得將試卷、答題紙和草稿紙帶出考場(chǎng)。(答案請(qǐng)寫在密封線內(nèi)和紙卷正面，否則不記分)一、簡(jiǎn)答題(每題10分，共80分)1、PWM、SPWM和SVPWM的中英文全稱是什么？PWM工作原理是什么（可用圖示進(jìn)行說(shuō)明）？（10分）答案要點(diǎn)：1）（5分）PWM：脈沖寬度調(diào)制PulseWidthModulationSPWM：正弦脈沖寬調(diào)制sinusoidalPulseWidthModulationSVPWM:空間矢量脈沖寬調(diào)制SpaceVectorPulseWidthModulation2)（5分）PWM是基于面積等效原理，即沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在慣性環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果相同。只要畫出以下類似圖即可得分2、電力半導(dǎo)體器件的緩沖吸收電路有哪幾種基本形式（要求說(shuō)明其組成元件）？其作用是什么？試用圖文并茂形式舉例說(shuō)明它們的工作原理。（10分）答案要點(diǎn)：1）RC和RCD形式。2）采用緩沖吸收回路后：不僅保護(hù)了器件，使之工作在安全工作區(qū)，而且由于器件的開(kāi)關(guān)損耗有一部分轉(zhuǎn)移到了緩沖吸收回路的功率電阻R上，因此降低了器件的損耗，并且可以降低器件的結(jié)面溫度，從而可充分利用器件的電壓和電流容量。3）器件關(guān)斷過(guò)程：電流經(jīng)過(guò)C、D給無(wú)感電容器充電，使器件的UCE電壓緩慢上升，可有效地抑制過(guò)電壓的產(chǎn)生；器件開(kāi)通過(guò)程：C上的電荷再通過(guò)電阻R經(jīng)器件放電，可加速器件的導(dǎo)通。3．試分析相控型電力變換電路有源逆變的條件是什么？舉例分析有源逆變與無(wú)源逆變的區(qū)別是什么？（10分）答案要點(diǎn)：（1）一定要有直流電動(dòng)勢(shì)源，其極性必須與晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)稍大于變流器直流側(cè)的平均電壓。（2）變流器必須工作在α＞90度的區(qū)域內(nèi)，使Ud＜0。舉例及區(qū)別（略）第1頁(yè)共3頁(yè)湖南工業(yè)大學(xué)考試試卷紙系(院)課程名稱湖南工業(yè)大學(xué)考試試卷紙系(院)課程名稱班級(jí)姓名學(xué)號(hào)密封線4、試說(shuō)明在相控整流狀態(tài)下純電阻性負(fù)載與純電感性負(fù)載的輸出波形有何區(qū)別？在什么情況下，純電阻性負(fù)載與電感性負(fù)載的輸出波形相同？并舉一例說(shuō)明。（10分）答案要點(diǎn)：1）純電阻性負(fù)載輸出波形不過(guò)負(fù)半軸，純電感性負(fù)載可能會(huì)過(guò)負(fù)半軸；2）、在相控整流中加有續(xù)流二極管的情況下，純電阻性負(fù)載與電感性負(fù)載的輸出波形相同。舉例（略）5、電力變換器常用的基本形式有哪些？并分別簡(jiǎn)單說(shuō)明其工作過(guò)程。（10分）答案要點(diǎn)：1）DC/DC變換、AC/DC變換、AC/AC變換、DC/AC變換、AC/DC/AC變換。2）DC/DC變換器：可改變幅值的大小，實(shí)現(xiàn)直流對(duì)直流的變換，一般叫做斬波器。AC/DC變換器：可改變電壓和頻率，實(shí)現(xiàn)從交流到直流的變換，一般叫做整流器。AC/AC變換器：可改變電壓和頻率，實(shí)現(xiàn)交流到交流的變換，一般叫做周期變換器。DC/AC變換器：可改變電壓和頻率，實(shí)現(xiàn)從直流到交流的變換，一般叫做逆變器。AC/DC/AC變換器：這是一個(gè)復(fù)雜的而又最常用的電力電子變換系統(tǒng)，是由整流器和逆變器構(gòu)成的，中間有一個(gè)直流環(huán)節(jié)。6、在電力半導(dǎo)體器件SCR、GTR（BJT）、MOSFET和IGBT管中，有電流拖尾現(xiàn)象的有哪些？有拖尾現(xiàn)象意味著關(guān)斷時(shí)間怎么樣？電力二極管SR，BJT（或GTR），SCR，MOSFET和IGBT根據(jù)器件開(kāi)通、關(guān)斷可控性的不同，屬于全控型的器件有哪些？屬于半控型的器件有哪些？屬于不可控型的器件有哪些？（10分）答案要點(diǎn)：1）有有拖尾現(xiàn)象意味著關(guān)斷時(shí)間延遲。2）有電流拖尾現(xiàn)象的器件：GTR（BJT）和IGBT。3）全控型器件：GTR（BJT）、MOSFET和IGBT。4）半控型器件：SCR5）不可控器件：電力二極管SR7、試說(shuō)明常用的可靠性指標(biāo)有哪幾個(gè)？各代表什么含義？（10分）答案要點(diǎn)：1）常用的可靠性指標(biāo)有可靠度、失效率和平均無(wú)故障時(shí)間等。2）可靠度：定義為元件或系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)和規(guī)定的使用條件下，正常工作的概率。失效率：為元件或系統(tǒng)的在t時(shí)刻以前一直正常工作的條件下，在t時(shí)刻以后單位時(shí)間內(nèi)失效的概率。平均無(wú)故障時(shí)間：隨機(jī)變量T的數(shù)學(xué)期望就是電力電子裝置或系統(tǒng)湖南工業(yè)大學(xué)考試答卷紙系(院)課程名稱湖南工業(yè)大學(xué)考試答卷紙系(院)課程名稱班級(jí)姓名學(xué)號(hào)密封線湖南工業(yè)大學(xué)考試答卷紙系(院)課程名稱班級(jí)姓名學(xué)號(hào)密封線8、參見(jiàn)下圖，分析各圖中直流斬波是升壓斬波還是降壓斬波？并分析其斬波原理。其中，電感、電解電容和二極管各起什么作用？（10分）(c)(b)(a)(c)(b)(a)答案要點(diǎn)：（1）圖（a）、（b）、（c）都為BUCK電路；（2）原理（具體內(nèi)容略，只要就其中一圖，說(shuō)明開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和截止時(shí)的過(guò)程正確就可得分）（3）電感為儲(chǔ)能濾波作用，電容為濾波作用，二極管為續(xù)流作用。二、分析題(每題20分，共20分)1、參見(jiàn)下圖，回答下述問(wèn)題：（2×10分=10分）（1）試分析R2和C2、兩個(gè)電感L、以及并聯(lián)在兩個(gè)電解電容的并聯(lián)電阻R6和R7，分別起什么作用。這個(gè)電路圖的完整名稱叫什么？（10分）（2）分析圖中直流斬波是升壓斬波還是降壓斬波？并分析其斬波原理。（10分）答案要點(diǎn)：1）R2和C2為吸收緩沖作用，LA為儲(chǔ)能作用，LQ抑制QA過(guò)流作用，R6和R7為均壓電阻。BoostPFC電路2）為直