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电力电子系统中的功率因数校正试题及答案

试题部分

一、选择题（每题3分，共30分）

1.功率因数的定义是（）

A.有功功率与视在功率之比

B.无功功率与视在功率之比

C.有功功率与无功功率之比

D.视在功率与有功功率之比

2.以下哪种电路拓扑常用于功率因数校正（）

A.降压斩波电路

B.升压斩波电路

C.升降压斩波电路

D.以上都是

3.有源功率因数校正（APFC）和无源功率因数校正（PPFC）相比，以下说法错误的是（）

A.APFC校正效果更好

B.PPFC成本更低

C.APFC电路更复杂

D.PPFC动态响应更快

4.在功率因数校正电路中，平均电流控制模式的优点是（）

A.电路简单

B.对电感参数要求低

C.电流畸变率小

D.开关频率不固定

5.若某电力电子系统的视在功率为1000VA，有功功率为800W，则其功率因数为（）

A.0.6

B.0.8

C.1.25

D.1

6.功率因数校正的目的不包括（）

A.提高电能利用率

B.降低电网谐波污染

C.增大无功功率

D.减小设备发热

7.对于Boost型功率因数校正电路，其输入电流波形接近（）

A.正弦波

B.方波

C.三角波

D.锯齿波

8.在单级功率因数校正电路中，通常将功率因数校正功能和（）功能集成在一起。

A.整流

B.逆变

C.隔离

D.调压

9.以下关于功率因数校正控制器的说法，正确的是（）

A.只能采用模拟控制器

B.只能采用数字控制器

C.模拟和数字控制器都可以采用

D.不需要控制器

10.功率因数校正电路中，电感的主要作用是（）

A.滤波

B.储能和能量传递

C.限流

D.以上都是

二、填空题（每题3分，共15分）

1.功率因数校正的基本原理是使输入电流波形跟踪__________波形，从而提高功率因数。

2.无源功率因数校正主要通过__________元件来改善功率因数。

3.有源功率因数校正电路通常工作在__________模式，以实现较高的功率因数。

4.在功率因数校正电路中，常用的控制策略有峰值电流控制、平均电流控制和__________控制。

5.功率因数校正电路的输入电流谐波含量越低，其功率因数越__________。

三、简答题（每题10分，共30分）

1.简述功率因数校正的意义。

2.说明有源功率因数校正和无源功率因数校正的工作原理。

3.分析平均电流控制模式在功率因数校正电路中的工作过程。

四、计算题（共25分）

已知某电力电子系统的输入电压为\(u(t)=220\sqrt{2}\sin(314t)V\)，输入电流为\(i(t)=10\sqrt{2}\sin(314t30^{\circ})A\)。

1.计算该系统的视在功率、有功功率和无功功率。（15分）

2.计算该系统的功率因数。（10分）

答案部分

一、选择题

1.A。功率因数的定义为有功功率\(P\)与视在功率\(S\)之比，即\(\lambda=\frac{P}{S}\)。

2.B。升压斩波电路（Boost电路）由于其输入电流连续、易于实现功率因数校正等优点，常用于功率因数校正。

3.D。有源功率因数校正（APFC）校正效果更好、电路更复杂；无源功率因数校正（PPFC）成本更低，但APFC动态响应更快，所以D选项错误。

4.C。平均电流控制模式可以使输入电流很好地跟踪输入电压，电流畸变率小。

5.B。根据功率因数公式\(\lambda=\frac{P}{S}\)，已知\(S=1000VA\)，\(P=800W\)，则\(\lambda=\frac{800}{1000}=0.8\)。

6.C。功率因数校正的目的是提高电能利用率、降低电网谐波污染、减小设备发热，而不是增大无功功率。

7.A。Boost型功率因数校正电路通过控制可以使输入电流波形接近正弦波。

8.C。单级功率因数校正电路通常将功率因数校正功能和隔离功能集成在一起。

9.C。功率因数校正控制器可以采用模拟控制器，也可以采用数字控制器。

10.D。在功率因数校正电路中，电感具有滤波、储能和能量传递、限流等作用。

二、填空题

1.输入电压。使输入电流波形跟踪输入电压波形，可使电流和电压同相位，从而提高功率因数。

2.电感和电容。无源功率因数校正主要通过电感和电容等无源元件来改善功率因数。

3.连续导电（CCM）。有源功率因数校正电路通常工作在连续导电模式，以实现较高的功率因数。

4.滞环电流。常用的控制策略有峰值电流控制、平均电流控制和滞