2025年專升本電力電子技術(shù)模擬考卷（附答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種電力電子器件是電壓控制型器件？A.晶閘管（SCR）B.雙極結(jié)型晶體管（BJT）C.場效應(yīng)晶體管（MOSFET）D.絕緣柵雙極晶體管（IGBT）2.在單相半波可控整流電路中，若交流電源電壓有效值不變，僅增大控制角α，則負(fù)載上得到的直流電壓平均值將如何變化？A.增大B.減小C.不變D.無法確定3.在三相半波可控整流電路中，若控制角α=π/3rad，則每個(gè)晶閘管在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通的時(shí)間為多少個(gè)交流電周期？A.1/6B.1/3C.1/2D.14.下列哪種電路拓?fù)鋵儆谥绷鲾夭娐罚緼.單相全波不可控整流電路B.三相橋式逆變電路C.Boost斬波電路D.單相半波調(diào)壓電路5.IGBT（絕緣柵雙極晶體管）器件相比于MOSFET（場效應(yīng)晶體管），其主要優(yōu)點(diǎn)是？A.更高的開關(guān)頻率B.更低的導(dǎo)通壓降C.更高的電壓和電流額定值D.更好的開關(guān)速度6.在電力電子電路中，為了限制電路中出現(xiàn)的瞬時(shí)過電壓，通常會(huì)采用哪種元件？A.電容B.電感C.穩(wěn)壓管D.電阻7.逆變電路的基本功能是將哪種電信號(hào)轉(zhuǎn)換為另一種電信號(hào)？A.直流信號(hào)轉(zhuǎn)換為交流信號(hào)B.交流信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)C.直流信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)D.交流信號(hào)轉(zhuǎn)換為交流信號(hào)8.在電壓型逆變電路中，負(fù)載的類型通常是？A.電阻性負(fù)載B.電感性負(fù)載C.容性負(fù)載D.電阻電感性負(fù)載9.晶閘管（SCR）從阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)的外部條件是？A.施加正向陽極電壓B.施加正向門極電壓C.施加正向陽極電壓和正向門極電壓D.施加反向陽極電壓10.下列哪項(xiàng)不是電力電子技術(shù)的主要特點(diǎn)？A.效率高B.體積小、重量輕C.控制靈活D.對(duì)電網(wǎng)干擾大二、填空題（每空2分，共20分）1.電力電子器件通常工作在______狀態(tài)和______狀態(tài)。2.單相橋式全控整流電路中，若變壓器副邊電壓有效值為U2，則電阻性負(fù)載上得到的直流電壓平均值約為______。3.在逆變電路中，實(shí)現(xiàn)換流的方法主要有______和______兩種。4.MOSFET是一種______控制、______型器件。5.為了防止晶閘管在關(guān)斷后重新導(dǎo)通，需要在門極和陰極之間并聯(lián)一個(gè)______。6.斬波電路主要用于直流電路的______或______。7.衡量電力電子器件開關(guān)性能的兩個(gè)重要參數(shù)是______和______。8.電力電子變流技術(shù)中的濾波電路通常用于______電路的輸出，以得到平滑的直流電壓或電流。9.絕緣柵雙極晶體管（IGBT）結(jié)合了MOSFET的______結(jié)構(gòu)和BJT的______結(jié)構(gòu)。10.在電力電子電路設(shè)計(jì)中，必須考慮器件的______、______和______保護(hù)。三、判斷題（每題2分，共10分）1.晶閘管一旦導(dǎo)通，即使撤銷門極觸發(fā)信號(hào)，也會(huì)繼續(xù)導(dǎo)通。（）2.在三相半波可控整流電路中，若α=0，則輸出電壓波形與三相半波不可控整流相同。（）3.逆變電路可以將直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能。（）4.MOSFET和IGBT都屬于電壓控制型器件。（）5.電力電子器件的開關(guān)頻率越高，其損耗通常越大。（）四、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述晶閘管（SCR）與普通二極管的主要區(qū)別。2.簡述單相半波可控整流電路中，改變控制角α對(duì)輸出電壓平均值的影響。3.簡述什么是逆變電路的換流。五、計(jì)算題（每題10分，共30分）1.有一單相橋式全控整流電路，負(fù)載為電阻性，已知交流電源電壓有效值U2=100V，負(fù)載電阻RL=10Ω。試計(jì)算：（1）控制角α=0時(shí)的輸出直流電壓平均值Ud；（2）控制角α=π/3（60°）時(shí)的輸出直流電壓平均值Ud。2.有一三相半波可控整流電路，帶電阻性負(fù)載，交流電源電壓有效值U2=220V。試計(jì)算：（1）控制角α=0時(shí)的輸出直流電壓平均值Ud；（2）每個(gè)晶閘管在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通的時(shí)間（電角度）。3.有一Boost斬波電路，輸入直流電壓Ui=100V，負(fù)載電阻RL=50Ω，占空比D=0.4（D=Ton/T）。試計(jì)算：（1）電路工作在理想狀態(tài)（忽略開關(guān)損耗和續(xù)流二極管壓降）時(shí)，輸出直流電壓平均值Uo；（2）電路工作在理想狀態(tài)時(shí)，流過開關(guān)管T和續(xù)流二極管D的平均電流各為多少？---試卷答案一、選擇題1.C2.B3.B4.C5.C6.C7.A8.D9.C10.D二、填空題1.導(dǎo)通，阻斷2.0.9U23.電網(wǎng)換流，器件換流4.電荷，雙極5.鉗位二極管（或續(xù)流二極管，若指關(guān)斷保護(hù)）6.升壓，降壓7.開關(guān)速度，開關(guān)損耗8.整流，逆變9.柵極，集電極10.過流，過壓，過溫三、判斷題1.√2.√3.√4.√5.√四、簡答題1.解析思路：對(duì)比晶閘管和二極管。二極管是兩端器件，正向?qū)?，反向截止，不可控。晶閘管是三端器件（陽極、陰極、門極），正向?qū)ㄊ荛T極信號(hào)控制，反向阻斷，導(dǎo)通后需外部條件才能關(guān)斷。2.解析思路：分析α對(duì)導(dǎo)通角的影響。α增大，晶閘管導(dǎo)通時(shí)間縮短，導(dǎo)通角減小，輸出電壓波形中正向?qū)娊嵌葴p少，因此輸出直流電壓平均值Ud減小。3.解析思路：解釋逆變電路輸出交流需要的過程。直流電不能直接變交流，需要通過開關(guān)器件的通斷控制，將直流電壓的極性按一定規(guī)律切換，形成交流電壓輸出。這個(gè)切換過程就是換流。五、計(jì)算題1.解析思路：（1）α=0時(shí)，晶閘管在正半周始終導(dǎo)通，相當(dāng)于不可控全波整流。Ud=0.9U2*（1+α/π+α2/2π2）=0.9U2=0.9*100=90V。（2）α=π/3時(shí)，計(jì)算導(dǎo)通角θ=π-α=π-π/3=2π/3。Ud=0.9U2*（1+α/π+α2/2π2）=0.9*100*(1+π/3+(π/3)2/2π2)=90*(1+1/3+1/18)=90*19/18=95V。（注意：此公式為α非0時(shí)的通用公式，若α=π/3，則θ=2π/3，計(jì)算結(jié)果應(yīng)為Ud'=Ud*(π-α)/(π+α)=90*(π-π/3)/(π+π/3)=90*2π/(4π/3)=90*3/2=135V。此處修正通用公式適用性，單相橋式α非0時(shí)Ud=0.9U2*cos(α)。故α=π/3時(shí)Ud=0.9*100*cos(π/3)=0.9*100*0.5=45V。原簡答思路有誤，需修正。重新按橋式計(jì)算：α非0時(shí)Ud=0.9U2*（1+α/π+α2/2π2）適用三相，單相橋式α非0時(shí)Ud=0.9U2*cos(α)。所以α=π/3時(shí)Ud=0.9*100*cos(π/3)=45V。）修正計(jì)算：（1）α=0,Ud=0.9*100=90V。（2）α=π/3,Ud=0.9*100*cos(π/3)=0.9*100*0.5=45V。2.解析思路：（1）α=0時(shí)，三相半波整流，Ud=1.35U2*（1+α/π+α2/2π2）=1.35U2=1.35*220=297V。（2）每個(gè)晶閘管導(dǎo)通120°電角度。α=0時(shí)，在自然換流點(diǎn)（線電壓過零點(diǎn)）換流。α=π/3時(shí)，換流發(fā)生在觸發(fā)角α之后。第一個(gè)晶閘管（如T1）在α=α處觸發(fā)導(dǎo)通，導(dǎo)通120°后（α+120°）自然換流給下一個(gè)晶閘管（T2）。所以T1導(dǎo)通角為(α+120°)-α=120°。即導(dǎo)通時(shí)間為120°/（2π）*T=120°/（2π）*(1/f線)=120/360*T線=1/3*T線。換流次數(shù)為3次/周期。每個(gè)晶閘管導(dǎo)通電角度為120°。3.解析思路：（1）理想Boost電路，輸出電壓與輸入電壓關(guān)系為Uo=Ui/(1-D)。D=0.4，Uo=100/(1-0.4)=100/0.6=166.67V。（2）理想狀態(tài)下，開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電流從Ui流向RL，電流Id=Uo/RL=166.67/50=3.33A。開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感L儲(chǔ)能讓電流繼續(xù)流過二極管D給RL供電，電流Id'=Uo/RL=166.67/50=3.33A。由于是理想狀態(tài)，忽略損耗，一個(gè)周期內(nèi)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間Ton=(1-D)T，關(guān)斷時(shí)間Toff=D*T。平均電流I_Ton=Id*Ton/T=3.33*(1-0.4)/1=2A。平均電流I_Toff=Id'*Toff/T=3.33*0.4/1=1.33A。但通常問的是流