湖南工业大学电力电子学考试试卷(B卷)2007答案要点

湖南工业大学考试试卷纸系(院)课程名称班级湖南工业大学考试试卷纸系(院)课程名称班级姓名学号密封线适用专业年级：电气工程自动化041班考试时间:100分钟题号一二三四五六七八九十总分统分人签名题分101010101010101020100得分考生注意事项：1、本试卷共3页，试卷如有缺页或破损，请立即举手报告以便更换。2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。(答案请写在密封线内和纸卷正面，否则不记分)一、简答题(每题10分，共80分)1、PWM、SPWM和SVPWM的中英文全称是什么？PWM工作原理是什么（可用图示进行说明）？（10分）答案要点：1）（5分）PWM：脉冲宽度调制PulseWidthModulationSPWM：正弦脉冲宽调制sinusoidalPulseWidthModulationSVPWM:空间矢量脉冲宽调制SpaceVectorPulseWidthModulation2)（5分）PWM是基于面积等效原理，即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在惯性环节上时，其效果相同。只要画出以下类似图即可得分2、电力半导体器件的缓冲吸收电路有哪几种基本形式（要求说明其组成元件）？其作用是什么？试用图文并茂形式举例说明它们的工作原理。（10分）答案要点：1）RC和RCD形式。2）采用缓冲吸收回路后：不仅保护了器件，使之工作在安全工作区，而且由于器件的开关损耗有一部分转移到了缓冲吸收回路的功率电阻R上，因此降低了器件的损耗，并且可以降低器件的结面温度，从而可充分利用器件的电压和电流容量。3）器件关断过程：电流经过C、D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。3．试分析相控型电力变换电路有源逆变的条件是什么？举例分析有源逆变与无源逆变的区别是什么？（10分）答案要点：（1）一定要有直流电动势源，其极性必须与晶闸管的导通方向一致，其值应稍大于变流器直流侧的平均电压。（2）变流器必须工作在α＞90度的区域内，使Ud＜0。举例及区别（略）第1页共3页湖南工业大学考试试卷纸系(院)课程名称湖南工业大学考试试卷纸系(院)课程名称班级姓名学号密封线4、试说明在相控整流状态下纯电阻性负载与纯电感性负载的输出波形有何区别？在什么情况下，纯电阻性负载与电感性负载的输出波形相同？并举一例说明。（10分）答案要点：1）纯电阻性负载输出波形不过负半轴，纯电感性负载可能会过负半轴；2）、在相控整流中加有续流二极管的情况下，纯电阻性负载与电感性负载的输出波形相同。举例（略）5、电力变换器常用的基本形式有哪些？并分别简单说明其工作过程。（10分）答案要点：1）DC/DC变换、AC/DC变换、AC/AC变换、DC/AC变换、AC/DC/AC变换。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。AC/DC变换器：可改变电压和频率，实现从交流到直流的变换，一般叫做整流器。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。DC/AC变换器：可改变电压和频率，实现从直流到交流的变换，一般叫做逆变器。AC/DC/AC变换器：这是一个复杂的而又最常用的电力电子变换系统，是由整流器和逆变器构成的，中间有一个直流环节。6、在电力半导体器件SCR、GTR（BJT）、MOSFET和IGBT管中，有电流拖尾现象的有哪些？有拖尾现象意味着关断时间怎么样？电力二极管SR，BJT（或GTR），SCR，MOSFET和IGBT根据器件开通、关断可控性的不同，属于全控型的器件有哪些？属于半控型的器件有哪些？属于不可控型的器件有哪些？（10分）答案要点：1）有有拖尾现象意味着关断时间延迟。2）有电流拖尾现象的器件：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：电力二极管SR7、试说明常用的可靠性指标有哪几个？各代表什么含义？（10分）答案要点：1）常用的可靠性指标有可靠度、失效率和平均无故障时间等。2）可靠度：定义为元件或系统在规定时间内和规定的使用条件下，正常工作的概率。失效率：为元件或系统的在t时刻以前一直正常工作的条件下，在t时刻以后单位时间内失效的概率。平均无故障时间：随机变量T的数学期望就是电力电子装置或系统湖南工业大学考试答卷纸系(院)课程名称湖南工业大学考试答卷纸系(院)课程名称班级姓名学号密封线湖南工业大学考试答卷纸系(院)课程名称班级姓名学号密封线8、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？（10分）(c)(b)(a)(c)(b)(a)答案要点：（1）图（a）、（b）、（c）都为BUCK电路；（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）电感为储能滤波作用，电容为滤波作用，二极管为续流作用。二、分析题(每题20分，共20分)1、参见下图，回答下述问题：（2×10分=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。这个电路图的完整名称叫什么？（10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。（10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。BoostPFC电路2）为直