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2025年电力电子基础练试题及答案

一、单项选择题（每题 3 分，共 30 分）
1. 电力电子技术的核心是（ ）
A. 电力变换 B. 电力控制 C. 电力传输 D. 电力分配
答案：A
解析：电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术，其核心是电力变换，包括整流、逆变、直流变直流、交流变交流等。

2. 晶闸管导通的条件是（ ）
A. 阳极加正向电压，门极加反向电压
B. 阳极加反向电压，门极加正向电压
C. 阳极和门极都加正向电压
D. 阳极和门极都加反向电压
答案：C
解析：晶闸管导通的条件是阳极和门极都加正向电压，且阳极电流大于维持电流。

3. 单相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为（ ）
A. √2U2 B. 2√2U2 C. U2 D. 2U2
答案：A
解析：在单相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为电源电压的峰值，即√2U2。

4. 三相桥式全控整流电路，电阻性负载，当控制角α=0°时，输出电压平均值 Ud 为（ ）
A. 0.9U2 B. 2.34U2 C. 1.17U2 D. 0.45U2
答案：B
解析：三相桥式全控整流电路，电阻性负载，当α=0°时，Ud=2.34U2。

5. 逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种逆变称为（ ）
A. 有源逆变 B. 无源逆变 C. 负载逆变 D. 自换相逆变
答案：A
解析：当交流侧和电网连接时的逆变称为有源逆变，用于直流可逆调速系统、绕线转子异步电动机串级调速等。

6. 斩波电路中，若输入电压为 Ud，输出电压平均值为 U0，则降压斩波电路的输出电压表达式为（ ）
A. U0=αUd B. U0=(1-α)Ud C. U0=Ud/α D. U0=Ud/(1-α)
答案：A
解析：降压斩波电路中，输出电压平均值 U0=αUd，α为导通占空比。

7. 下列哪种器件属于全控型器件（ ）
A. 晶闸管 B. 二极管 C. 绝缘栅双极型晶体管 D. 电力二极管
答案：C
解析：绝缘栅双极型晶体管（IGBT）属于全控型器件，可通过控制信号控制其导通和关断。

8. 单相桥式全控整流电路，电感性负载，晶闸管的导通角θ为（ ）
A. π-α B. 2π-α C. π/2-α D. 3π/2-α
答案：A
解析：电感性负载时，晶闸管的导通角θ=π-α。

9. 直流斩波器中最基本的两种电路是（ ）
A. 降压斩波电路和升压斩波电路
B. 半波斩波电路和全波斩波电路
C. 桥式斩波电路和非桥式斩波电路
D. 单管斩波电路和多管斩波电路
答案：A
解析：直流斩波器中最基本的两种电路是降压斩波电路和升压斩波电路。

10. 电力 MOSFET 的漏极伏安特性中的三个区域与 GTR 共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的（ ）
A. 放大区 B. 饱和区 C. 截止区 D. 击穿区
答案：C
解析：电力 MOSFET 的截止区对应 GTR 共发射极接法时的截止区。

二、多项选择题（每题 4 分，共 20 分）
1. 电力电子技术包括以下哪些内容（ ）
A. 电力变换 B. 电力控制 C. 电力拖动 D. 电力系统
答案：AB
解析：电力电子技术包括电力变换和电力控制等内容，电力拖动和电力系统不属于电力电子技术的范畴。

2. 晶闸管的派生器件有（ ）
A. 快速晶闸管 B. 双向晶闸管 C. 逆导晶闸管 D. 光控晶闸管
答案：ABCD
解析：晶闸管的派生器件包括快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。

3. 下列哪些属于无源逆变电路的应用（ ）
A. 交流电动机调速 B. 不间断电源 C. 感应加热电源 D. 高压直流输电
答案：ABC
解析：交流电动机调速、不间断电源、感应加热电源等属于无源逆变电路的应用，高压直流输电属于有源逆变的应用。

4. 斩波电路的控制方式有（ ）
A. 脉冲宽度调制（PWM） B. 频率调制 C. 混合型 D. 相位调制
答案：ABC
解析：斩波电路的控制方式有脉冲宽度调制（PWM）、频率调制、混合型等。

5. 以下哪些是电力电子器件的特点（ ）
A. 处理电功率的能力一般远大于处理信息的电子器件
B. 电力电子器件一般都工作在开关状态
C. 电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制
D. 电力电子器件自身的功率损耗远大于信息电子器件
答案：ABCD

三、填空题（每题 2 分，共 20 分）
1. 电力电子技术是一门研究电力电子器件及其（ ）的学科。
答案：应用电路
解析：电力电子技术主要研究电力电子器件以及它们所构成的应用电路。

2. 晶闸管的导通条件是阳极加正向电压且（ ）。
答案：门极加正向电压
解析：如前面所述，晶闸管导通需阳极和门极都加正向电压。

3. 单相桥式全控整流电路，电感性负载，当控制角α增大时，输出电压平均值 Ud（ ）。
答案：减小
解析：电感性负载时，α增大，输出电压平均值 Ud 减小。

4. 逆变电路中，将直流电逆变成交流电回馈给电网的过程称为（ ）。
答案：有源逆变
解析：明确有源逆变的定义。

5. 斩波电路中，若输出电压平均值 U0 大于输入电压 Ud，则该斩波电路为（ ）。
答案：升压斩波电路
解析：升压斩波电路输出电压平均值大于输入电压。

6. IGBT 是一种（ ）控制型器件。
答案：电压
解析：IGBT 是电压控制型器件。

7. 电力二极管的主要特性是（ ）。
答案：单向导电性
解析：电力二极管具有单向导电性。

8. 三相半波可控整流电路，电阻性负载，晶闸管承受的最大反向电压为（ ）。
答案：√6U2
解析：三相半波可控整流电路中晶闸管承受的最大反向电压为√6U2。

9. 直流斩波器的输出电压平均值取决于（ ）。
答案：占空比
解析：直流斩波器输出电压平均值与占空比有关。

10. 电力电子技术的发展方向是高频化、（ ）、集成化。
答案：智能化
解析：电力电子技术发展方向包括高频化、智能化、集成化等。

四、简答题（每题 10 分，共 20 分）
1. 简述晶闸管的工作原理。
答案：晶闸管具有单向导电性，其内部有 PNPN 四层结构。当阳极加正向电压，门极不加电压时，晶闸管处于阻断状态。当阳极加正向电压且门极加正向触发电压时，晶闸管内部形成强烈的正反馈，使晶闸管迅速导通。导通后，即使门极电压消失，晶闸管仍保持导通状态，只有当阳极电流小于维持电流时，晶闸管才会关断。
解析：详细阐述晶闸管从阻断到导通以及导通后维持导通的条件等工作原理相关内容。

2. 说明降压斩波电路的工作原理。
答案：降压斩波电路是在一个控制周期 T 内，让开关管 VT 导通时间为 ton，关断时间为 toff，T = ton + toff。当 VT 导通时，电源 Ud 向负载供电，负载电压等于电源电压 Ud；当 VT 关断时，负载电流经二极管 VD 续流，负载电压为零。输出电压平均值 U0 = ton/T Ud = αUd，α为导通占空比，通过改变占空比α可调节输出电压平均值，实现降压目的。
解析：解释降压斩波电路中开关管导通和关断时的情况以及如何通过占空比实现降压。

五、计算题（10 分）
有一单相半波可控整流电路，接在 220V 的交流电源上，负载电阻 RL = 10Ω，要求输出直流电压平均值 Ud = 60V，试求晶闸管的控制角α及导通角θ。
答案：
单相半波可控整流电路输出电压平均值 Ud = 0.45U2(1 + cosα)/2，U2 = 220V。
已知 Ud = 60V，可得：
60 = 0.45×220×(1 + cosα)/2
1 + cosα = 60×2/(0.45×220)
1 + cosα = 1.212
cosα = 0.212
α = 77.8°
导通角θ = 180° - α = 180° - 77.8° = 102.2°
解析：根据单相半波可控整流电路输出电压平均值公式，代入已知数据求解控制角α，再通过导通角与控制角的关系求出导通角θ。