2025年大学大二（电气工程及其自动化）电力电子技术综合测试试题及答案.doc

2025年大学大二（电气工程及其自动化）电力电子技术综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）
答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题4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
2. 下列哪种电力电子器件属于半控型器件（ ）
A. 晶闸管 B. 绝缘栅双极型晶体管 C. 电力场效应晶体管 D. 门极可关断晶闸管
3. 单相桥式全控整流电路，电阻性负载，晶闸管承受的最大反向电压是（ ）
A. √2U2 B. 2√2U2 C. √2U2/2 D. U2
4. 三相半波可控整流电路，电阻性负载，晶闸管触发角α的移相范围是（ ）
A. 0°-120° B. 0°-150° C. 0°-180° D. 0°-90°
5. 降压斩波电路中，已知电源电压Ud=100V，导通比D=0.5，则负载电压U0为（ ）
A. 50V B. 100V C. 200V D. 25V
6. 升压斩波电路中，已知电源电压Ud=50V，导通比D=0.4，则负载电压U0为（ ）
A. 20V B. 50V C. 83.3V D. 125V
7. 下列哪种电路可以实现有源逆变（ ）
A. 单相桥式全控整流电路 B. 三相半波可控整流电路 C. 降压斩波电路 D. 升压斩波电路
8. 电力电子器件的损耗主要包括（ ）
A. 通态损耗 B. 断态损耗 C. 开关损耗 D. 以上都是
9. 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是一种（ ）
A. 电压驱动型器件 B. 电流驱动型器件 C. 复合型器件 D. 单极型器件
10. 软开关电路可以分为零电压电路和（ ）
A. 零电流电路 B. 零功率电路 C. 零电阻电路 D. 零电感电路

第II卷（非选择题，共60分）
1. 简答题（每题10分，共20分）
答题要求：简要回答问题，语言要精炼准确。
（1）简述电力电子技术的发展历程。
（2）说明晶闸管的导通和关断条件。
2. 分析计算题（每题15分，共30分）
答题要求：写出详细的计算过程和步骤，答案要准确。
（1）三相桥式全控整流电路，电阻性负载，已知电源电压U2=380V，触发角α=30°，求输出电压平均值U0和晶闸管电流平均值IT。
（2）降压斩波电路，已知电源电压Ud=12V，负载电阻R=10Ω，开关频率f=50kHz，导通比D=0.6，求负载电流平均值I0和输出电压平均值U0。
3. 论述题（10分）
答题要求：结合电力电子技术的相关知识，论述其在电力系统中的应用及发展趋势。
4. 材料分析题（10分）
材料：随着电力电子技术的不断发展，新型电力电子器件不断涌现，如碳化硅（SiC）器件和氮化镓（GaN）器件。这些器件具有更高的开关频率、更低的导通电阻和更小的寄生电容等优点，能够显著提高电力电子装置的性能和效率。
答题要求：根据上述材料，分析新型电力电子器件的优势及其对电力电子技术发展的影响。
5. 设计题（10分）
答题要求：设计一个基于电力电子技术的直流电动机调速系统，要求说明系统的组成、工作原理及主要参数的选择依据。

答案：
1. A
2. A
3. A
4. A
5. A
6. D
7. A
8. D
9. A
10. A

简答题答案：
（1）电力电子技术经历了由电子管到晶闸管，再到全控型器件以及智能功率模块等的发展过程。
（2）晶闸管导通条件：阳极加正向电压，门极加适当正向触发脉冲；关断条件：阳极电流小于维持电流。

分析计算题答案：
（1）U0=2.34U2cosα=2.34×380×cos³0°≈897.24V；IT=1/3Id=1/3×U0/R。
（2）U0=D×Ud=0.6×12=7.2V；I0=U0/R=7.2/10=0.72A。

论述题答案：电力电子技术在电力系统中用于电能的变换和控制，如高压直流输电、无功补偿等。发展趋势是向更高功率密度、更高效率、更高频率、智能化方向发展，以适应电力系统不断增长的需求。

材料分析题答案：新型电力电子器件优势在于开关频率高、导通电阻低、寄生电容小。影响是提高电力电子装置性能和效率，推动电力电子技术向更高性能发展，拓展其在高频、高压等领域应用。

设计题答案：系统由直流电源模块、斩波电路、电动机等组成。工作原理是通过斩波电路调节直流电压实现调速。参数选择依据：根据电动机额定功率、电压等确定电源电压，根据调速范围确定斩波电路参数等。