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2025年电力电子常见题试题及答案

一、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. 电力传输 C. 电力控制 D. 电力分配
答案：A
解析：电力电子技术主要研究各种电力变换技术，所以核心是电力变换。
2. 下列哪种器件属于半控型器件（ ）
A. 晶闸管 B. 绝缘栅双极晶体管 C. 电力场效应晶体管 D. 可关断晶闸管
答案：A
解析：晶闸管是半控型器件，其导通后不能自行关断，需要外部信号控制关断。
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为（ ）
A. √2U2 B. 2√2U2 C. √2U2/2 D. U2
答案：A
解析：根据单相桥式全控整流电路的电压关系，晶闸管承受的最大反向电压为√2U2。
4. 降压斩波电路中，已知电源电压Ud = 100V，导通比α = 0.5，则负载电压U0为（ ）
A. 50V B. 100V C. 200V D. 不确定
答案：A
解析：降压斩波电路中，U0 = αUd，代入数据可得U0 = 0.5×100 = 50V。
5. 三相桥式全控整流电路，电感性负载，晶闸管触发角α的移相范围是（ ）
A. 0° - 90° B. 0° - 。

二、填空题（每题3分，共15分）
1. 电力电子器件一般工作在______状态。
答案：开关
解析：电力电子器件主要用于实现电能的变换和控制，工作在开关状态。
2. 晶闸管的导通条件是______。
答案：阳极加正向电压，门极加适当正向触发电压
解析：只有同时满足这两个条件，晶闸管才能导通。
3. 单相半波可控整流电路，电阻性负载，输出电压平均值的计算公式为______。
答案：Ud = 0.45U2(1 + cosα)/2
解析：这是根据单相半波可控整流电路的工作原理推导得出的公式。
4. 逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种逆变称为______。
答案：有源逆变
解析：与电网连接的逆变称为有源逆变。
5. PWM控制技术是通过对一系列脉冲的______、______和______来控制输出电压。
答案：宽度、相位、幅值
解析：PWM控制技术通过这些参数来实现对输出电压的精确控制。

三、简答题（每题10分，共30分）
1. 简述电力电子技术的应用领域。
答案：电力电子技术在电力系统、工业、交通运输、通信、家电等领域都有广泛应用。在电力系统中用于无功补偿、电力变换等；工业中用于电机调速、电解电镀等；交通运输方面用于电动汽车、电力机车等；通信领域用于电源模块等；家电中用于空调、冰箱等电器的控制。
解析：电力电子技术的应用领域非常广泛，涉及到电能的各个方面的处理和控制。
2. 说明晶闸管的过电流保护措施。
答案：晶闸管的过电流保护措施主要有：快速熔断器，利用其快速熔断特性在过流时迅速切断电路；过电流继电器，当电流超过整定值时动作切断电路；限流电阻，限制电流大小；采用电子保护电路，实时监测电流并采取相应措施。
解析：这些措施可以有效保护晶闸管在过电流情况下不被损坏。
3. 简述直流斩波电路的三种基本控制方式。
答案：直流斩波电路的三种基本控制方式为：脉冲宽度调制（PWM），通过改变脉冲宽度来控制输出电压；频率调制（FM），通过改变脉冲频率来控制输出电压；混合调制，同时改变脉冲宽度和频率来控制输出电压。
解析：不同的控制方式适用于不同的应用场景，以满足对输出电压的不同要求。

四、分析计算题（每题12分，共24分）
1. 单相桥式全控整流电路，接电感性负载，R = 5Ω，L 值极大，U2 = 220V，当α = 60°时，求输出电压平均值Ud、输出电流平均值Id以及晶闸管的电流有效值IT。
答案：Ud = 0.9U2cosα = 0.9×220×cos60° = 99V；Id = Ud/R = 99/5 = 19.8A；IT = Id/√2 = 19.8/√2 ≈ 14A。
解析：根据单相桥式全控整流电路电感性负载的计算公式，先求出输出电压平均值，再根据欧姆定律求出输出电流平均值，最后根据电流有效值关系求出晶闸管电流有效值。
2. 降压斩波电路，已知电源电压Ud = 200V，负载电阻R = 10Ω，导通比α = 0.6，求输出电压平均值U0、输出电流平均值I0以及电源提供的功率P。
答案：U0 = αUd = 0.6×200 = 120V；I0 = U0/R = 120/10 = 12A；P = UdI0 = 200×12 = 2400W。
解析：根据降压斩波电路的公式求出输出电压平均值，再由欧姆定律求出输出电流平均值，最后根据功率公式求出电源提供的功率。

五、设计题（11分）
设计一个三相半波可控整流电路，要求输出电压平均值能够在0 - 234V范围内可调，已知电源电压为三相380V。
答案：首先计算变压器二次侧相电压U2 = 380/√3 ≈ 220V。根据三相半波可控整流电路输出电压平均值公式Ud = 1.17U2cosα，当Ud = 0时，α = 90°；当Ud = 234V时，234 = 1.17×220×cosα，解得α = 30°。所以晶闸管触发角α的移相范围是30° - 90°。需要设计触发电路，保证触发角能在这个范围内准确调节。可以采用单结晶体管触发电路等，通过改变控制电压来调节触发角，从而实现输出电压在0 - 234V范围内可调。
解析：根据三相半波可控整流电路的原理和要求，先计算出相关参数，确定触发角范围，然后设计合适的触发电路来满足输出电压可调的要求。