2025年电气工程考研电力电子技术冲刺押题（附答案）

2025年电气工程考研电力电子技术冲刺押题（附答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（每题2分，共20分。下列每小题的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1.下列电力电子器件中，属于电压控制型器件的是（）。A.晶闸管（SCR）B.门极关断晶闸管（GTO）C.绝缘栅双极晶体管（IGBT）D.复合门极晶闸管（MCT）2.在单相半波可控整流电路中，若控制角α=90°，则输出电压的平均值为输入电压峰值的（）。A.0.45倍B.0.318倍C.0.9倍D.0.5倍3.三相桥式全控整流电路中，若晶闸管T1和T3同时导通，则接下来导通的晶闸管是（）。A.T2和T4B.T3和T5C.T4和T6D.T1和T34.下列关于脉宽调制（PWM）控制的描述中，错误的是（）。A.PWM控制可以改变输出电压的平均值。B.PWM控制可以改变输出电压的频率。C.PWM控制可以提高电力电子变换器的效率。D.PWM控制只能用于直流斩波电路。5.在Buck变换器中，输出电压高于输入电压的是（）。A.Buck变换器B.Boost变换器C.Buck-Boost变换器D.Cuk变换器6.下列关于逆变电路的描述中，正确的是（）。A.电压型逆变器输出电流是可控的。B.电流型逆变器输出电压是可控的。C.电压型逆变器和电流型逆变器的控制方式相同。D.SPWM调制是一种正弦波调制方式。7.在电力电子变换器中，滤波器的目的是（）。A.提高变换器的效率。B.滤除谐波，使输出波形平滑。C.增大变换器的输出功率。D.减小变换器的体积。8.下列关于电力电子器件保护的描述中，错误的是（）。A.过流保护可以防止器件因电流过大而损坏。B.过压保护可以防止器件因电压过高而损坏。C.过温保护可以防止器件因温度过高而损坏。D.过压保护可以防止器件因电压过低而损坏。9.在直流电机调速系统中，通常使用（）进行控制。A.变频器B.变压器C.整流器D.逆变器10.下列关于开关电源的描述中，错误的是（）。A.开关电源的效率比线性电源高。B.开关电源的体积比线性电源小。C.开关电源的输出电压比线性电源稳定。D.开关电源只能用于直流电源。二、填空题（每空2分，共20分）1.晶闸管是一种______控器件，其导通条件是阳极电压为正，门极加上______的触发信号。2.在三相桥式全控整流电路中，若交流电源相电压有效值为U2，则输出电压的平均值为______。3.PWM控制中，控制输出电压平均值的参数是______，控制输出电压频率的参数是______。4.Buck变换器中，开关管导通时，储能元件______储能；开关管关断时，储能元件______储能。5.逆变电路中，SPWM调制是指______波与______波进行调制，得到脉宽按正弦规律变化的脉冲列。三、简答题（每题5分，共15分）1.简述MOSFET和IGBT的区别。2.简述电力电子变换器中滤波器的种类及其作用。3.简述电力电子变换器中常见保护电路的类型及其作用。四、计算题（每题10分，共30分）1.有一单相半波可控整流电路，负载为纯阻性，阻值为R=10Ω，交流电源电压有效值U2=220V。求：(1)控制角α=30°时，输出电压的平均值Ud和负载电流的平均值Id。(2)当α从0°变化到180°时，输出电压的平均值Ud的变化范围。2.有一三相桥式全控整流电路，负载为阻感性，阻感比R/L=1Ω/μs，交流电源相电压有效值U2=220V。求：(1)α=60°时，输出电压的平均值Ud和输出电流的平均值Id。(2)若忽略电感的作用，α=60°时，输出电压的平均值Ud是多少？3.有一Buck变换器，输入电压Ud=100V，输出电压Uo=50V，开关管导通占空比D=0.5，开关频率fs=50kHz。求：(1)变换器的输出电流的平均值Io。(2)变换器的功率转换效率η（假设变换器的效率为90%）。五、分析题（15分）有一电压型SPWM逆变电路，输出频率为50Hz，输出电压有效值为220V，三角波载波频率为10kHz。试分析：(1)当逆变电路输出为基波电压时，一个周期内有多少个开关管导通和关断？(2)画出输出电压的基波分量和各次谐波分量的波形示意图。(3)简述SPWM调制的原理及其优点。试卷答案一、单项选择题1.C2.B3.C4.D5.B6.B7.B8.D9.A10.D二、填空题1.半导体，正向2.1.35U23.占空比，频率4.充电，放电5.正弦，三角三、简答题1.解析：MOSFET是电压控制型器件，输入阻抗高，开关速度快，适用于高频场合；IGBT是复合门极晶闸管，结合了MOSFET和GTO的优点，具有输入阻抗高、开关速度较快、耐压高、电流大的特点，适用于大功率场合。2.解析：电力电子变换器中滤波器的种类主要有电容滤波器、电感滤波器、LC滤波器、LCL滤波器等。滤波器的作用是滤除开关管开关过程中产生的谐波，使输出波形平滑，提高输出电能的质量。3.解析：电力电子变换器中常见保护电路的类型主要有过流保护、过压保护、过温保护、欠压保护等。保护电路的作用是防止变换器中的器件因过流、过压、过温而损坏，提高变换器的可靠性和安全性。四、计算题1.解析：(1)根据单相半波可控整流电路输出电压的平均值公式Ud=0.45U2(1+cosα)/2，代入U2=220V，α=30°，可得Ud=0.45*220*(1+cos30°)/2≈107.3V。负载电流的平均值Id=Ud/R=107.3V/10Ω=10.73A。(2)当α=0°时，Ud=0.45*220*(1+cos0°)/2=124.5V；当α=180°时，Ud=0.45*220*(1+cos180°)/2=0V。所以Ud的变化范围是0V～124.5V。2.解析：(1)根据三相桥式全控整流电路输出电压的平均值公式Ud=2.34U2(1+cosα)/2，代入U2=220V，α=60°，可得Ud=2.34*220*(1+cos60°)/2≈254.4V。输出电流的平均值Id=Ud/(R+Xl)=254.4V/(1+1)=127.2A。（此处假设电感足够大，电流近似为直流）(2)若忽略电感的作用，α=60°时，输出电压的平均值Ud=2.34*220*(1+cos60°)/2≈127.2V。3.解析：(1)Buck变换器的输出电压平均值公式为Uo=D*Ud，代入Ud=100V，D=0.5，可得Uo=0.5*100V=50V。输出电流的平均值Io=Uo/P=50V/(100V*0.5*0.9)=1.11A。(2)变换器的功率转换效率η=输出功率/输入功率=Uo*Io/Ud*Io=Uo/Ud=50V/100V=0.5，即效率为50%。五、分析题解析：(1)电压型SPWM逆变电路输出电压的基波频率为50Hz，一个周期为20ms。三角波载波频率为10kHz，一个周期为0.1ms。一个基波周期内，三角波载波周期数N=20ms/0.1ms=200。由于SPWM波在一个基波周期内脉宽呈正弦规律变化，因此需要200个开关管导通和关断才能形成完整的SPWM波形。(2)输出电压的基波分量是50Hz的正弦波，谐