事业单位综合类专业能力测试试卷(工程类)-电力电子技术试题及答案

事业单位综合类专业能力测试试卷(工程类)-电力电子技术试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.在单相全控桥式整流电路中，若触发角α=60°，负载为纯电阻，则输出电压平均值与输入电压有效值之比最接近A.0.45  B.0.675  C.0.9  D.1.35答案：B解析：Ud=0.9U₂(1+cosα)/2，α=60°时Ud/U₂=0.675。2.三相半波可控整流电路带大电感负载，连续电流条件下，晶闸管导通角为A.60°  B.90°  C.120°  D.180°答案：C解析：每管导通120°，与触发角无关。3.下列器件中，属于电流控制型全控器件的是A.MOSFET  B.IGBT  C.GTO  D.肖特基二极管答案：C解析：GTO通过门极负电流关断，属电流控制。4.在SPWM逆变器中，若调制比m=1.2，直流母线电压Ud=400V，则输出线电压基波幅值约为A.400V  B.480V  C.520V  D.560V答案：B解析：线电压基波幅值=√3·m·Ud/2=1.732×1.2×200≈480V。5.boost变换器进入断续模式时，保持输出电压不变的控制策略是A.提高占空比  B.降低开关频率  C.提高开关频率  D.减小负载答案：C解析：断后续流时间缩短，需提高频率维持能量传输。6.单相交流调压电路采用反并联晶闸管，触发角α=90°，负载为R=10Ω，电源电压220V，则电流有效值约为A.11A  B.15.6A  C.22A  D.7.8A答案：B解析：I=U/R·√[(π−α)/π+sin2α/2π]=220/10×0.707≈15.6A。7.三相电压源逆变器采用180°导通方波控制，直流电压Ud=600V，则输出线电压基波有效值为A.270V  B.330V  C.390V  D.420V答案：C解析：方波线电压基波有效值=√6·Ud/π=600×2.45/3.14≈390V。8.下列关于IGBT的描述，错误的是A.驱动功率小  B.存在擎住效应  C.关断拖尾电流小  D.可承受反向电压答案：D解析：IGBT无反向阻断能力，需反并联二极管。9.在双极性SPWM中，若载波频率fc=2kHz，调制波频率fm=50Hz，则开关器件每秒动作次数为A.2000  B.4000  C.8000  D.16000答案：B解析：每周期开关两次，fc=2kHz即4000次。10.三相PWM整流器采用电压定向控制，若电网电压跌落20%，为维持单位功率因数，应A.减小d轴电流给定  B.增大q轴电流给定  C.增大d轴电流给定  D.保持q轴电流为零答案：C解析：d轴电流负责有功传输，电压跌落需增大Id维持功率。11.在零电压开关（ZVS）全桥变换器中，实现软开关的关键是A.滞后臂并联电容  B.超前臂串联电感  C.变压器漏感与结电容谐振  D.增大死区时间答案：C解析：漏感与器件结电容谐振实现ZVS。12.单相半控桥式整流电路带反电动势负载，若E=100V，U₂=220V，α=30°，则导通角约为A.60°  B.90°  C.120°  D.150°答案：B解析：只有当瞬时电压>E时器件才导通，计算得约90°。13.下列控制策略中，可抑制三相PWM整流器直流母线二次脉动的是A.重复控制  B.PR谐振控制  C.前馈解耦  D.虚拟阻抗答案：B解析：PR在100Hz处高增益，可抑制二次谐波。14.在双向DC-DC变换器中，若能量由低压侧流向高压侧，则器件工作于A.buck模式  B.boost模式  C.buck-boost模式  D.反激模式答案：B解析：低压升高压为boost。15.晶闸管串联运行时，为均压常采用A.并联电阻  B.并联RC  C.串联电阻  D.串联电感答案：B解析：RC动态均压，R静态均压。16.三相逆变器采用空间矢量调制，当参考矢量位于第Ⅰ扇区时，作用时间最长的矢量是A.V₀  B.V₁  C.V₂  D.V₇答案：B解析：第Ⅰ扇区主矢量为V₁(100)。17.在光伏逆变器中，若MPPT电压范围为300~500V，母线电容为1mF，允许峰峰值纹波5%，则满载1kW时的最小开关频率约为A.5kHz  B.10kHz  C.15kHz  D.20kHz答案：B解析：ΔU=5%·400=20V，由P=C·U·ΔU·f得f≈10kHz。18.下列关于SiCMOSFET的描述，正确的是A.驱动电压与Si器件相同  B.拖尾电流显著  C.可工作在200℃结温  D.反向恢复电荷大答案：C解析：SiC允许更高结温，驱动需负关断电压。19.在单相PFC电路中，若输入电流THD=5%，功率因数为A.0.95  B.0.99  C.0.998  D.0.999答案：C解析：PF=1/√(1+THD²)=0.998。20.三相六阶梯波逆变器输出线电压总谐波失真THD约为A.30%  B.48%  C.62%  D.76%答案：B解析：六阶梯波THD=√(π²/9−1)≈48%。二、多项选择题（每题2分，共20分，多选少选均不得分）21.下列措施可提高晶闸管di/dt耐量的有A.门极强脉冲触发  B.阴极短路结构  C.放大门极  D.串联电感  E.并联RC答案：A、B、C解析：强触发与放大门极加速导通，阴极短路均匀电流。22.三相PWM整流器电网电压不平衡时，会出现A.直流母线二次纹波  B.交流侧三次谐波  C.有功功率振荡  D.无功功率振荡  E.负序电流答案：A、C、E解析：不平衡产生负序，导致二次纹波及功率振荡。23.关于ZVS与ZCS，正确的有A.ZVS适合高压小电流  B.ZCS适合低压大电流  C.ZVS降低容性开通损耗  D.ZCS降低感性关断损耗  E.二者均属于软开关答案：A、B、C、D、E解析：全选，原理与应用场景均正确。24.下列属于多电平逆变器拓扑的有A.NPC  B.FC  C.CHB  D.Z-source  E.MMC答案：A、B、C、E解析：Z-source为单级升降压，非多电平。25.在IGBT驱动电路中，负栅压的作用有A.防止误导通  B.加速关断  C.抑制米勒效应  D.降低导通压降  E.提高短路耐量答案：A、B、C解析：负栅压与导通压降无关，短路耐量靠电路设计。26.下列参数可用来衡量DC-DC变换器动态性能的有A.相位裕度  B.穿越频率  C.输出阻抗  D.负载调整率  E.峰峰值纹波答案：A、B、C解析：调整率与纹波为稳态指标。27.关于光伏逆变器漏电流，正确的有A.与寄生电容相关  B.与调制策略相关  C.可用H4拓扑抑制  D.可用H5拓扑抑制  E.与电网频率无关答案：A、B、C、D解析：漏电流与频率成正比，E错误。28.下列属于谐波治理手段的有A.有源滤波  B.无源滤波  C.多重化  D.PWM整流  E.动态电压恢复器答案：A、B、C、D解析：DVR用于电压暂降，非谐波。29.在高压直流输电（HVDC）中，采用晶闸管换流阀的优点有A.损耗低  B.可靠性高  C.成本低  D.可关断电流  E.过载能力强答案：A、B、C、E解析：晶闸管为半控，不可主动关断。30.下列关于电力电子装置EMI的描述，正确的有A.共模干扰经寄生电容传播  B.差模干扰经导线传播  C.屏蔽可抑制辐射干扰  D.软开关可降低EMI  E.随机调制可分散频谱答案：A、B、C、D、E解析：全选，均为EMI基本结论。三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）31.晶闸管一旦导通，门极失去控制作用。答案：√32.在buck变换器中，输出电压始终低于输入电压，即使占空比大于0.9。答案：×解析：考虑损耗，理论上可接近但永远小于。33.IGBT的安全工作区（SOA）与温度无关。答案：×解析：温度升高SOA缩小。34.三相SPWM逆变器调制比大于1即进入过调制区。答案：√35.在ZVS全桥中，实现零电压的条件与负载电流无关。答案：×解析：需足够能量抽走结电容电荷。36.多电平逆变器输出电压du/dt比两电平小。答案：√37.光伏组件最大功率点电压随温度升高而升高。答案：×解析：负温度系数，温度升高电压下降。38.有源滤波器可补偿无功、谐波和不平衡电流。答案：√39.在PWM整流器中，d轴电流控制有功功率，q轴电流控制无功功率。答案：√40.SiC器件的开关损耗高于同等级的Si器件。答案：×解析：SiC损耗显著降低。四、填空题（每空2分，共20分）41.单相全控桥式整流电路，触发角α=0°时，输出电压平均值Ud=______×U₂。答案：0.942.在boost变换器连续导通模式下，电压转换比M=______。答案：1/(1−D)43.三相六阶梯波逆变器每管导通______°。答案：18044.IGBT关断拖尾电流主要由______层载流子复合决定。答案：n−漂移区45.空间矢量调制中，零矢量作用时间T₀=Tₛ−______。答案：T₁+T₂46.晶闸管额定电流指工频正弦半波电流的______值。答案：平均47.在HVDC逆变侧，发生换相失败时，直流电流会______。答案：骤增48.光伏逆变器漏电流检测通常采用______传感器。答案：剩余电流（RCM）49.三相PWM整流器直流母线电压必须大于电网线电压峰值的______倍。答案：1.1550.随机PWM调制的主要目的是降低______干扰峰值。答案：电磁（EMI）五、简答题（每题8分，共40分）51.简述晶闸管串联均压措施及原理。答案：静态均压：并联高阻值电阻，使漏电流差异造成的电压不均减小；动态均压：并联RC网络，利用电容电压不能突变特性，使瞬态电压均匀分配；门极同步触发：采用强脉冲同时触发，减少导通时间差异；选择参数一致：同一批次、同温度系数器件；安装对称：保持散热与机械应力一致，避免热不均导致特性漂移。52.画出buck-boost变换器连续模式下的关键波形（电感电流、开关管电压、二极管电流），并标注连续与临界条件。答案：波形图描述：电感电流iL三角波，最小值>0为连续；开关管电压VDS方波，0~Uin+Uo；二极管电流iD与iL互补，关断时为0。临界条件：ΔiL/2=Io，即(1−D)D·Uin/(2fL)=Io。53.说明三相电压源逆变器采用SVPWM相比SPWM的两大优势。答案：1.直流电压利用率高15%，输出基波电压提高约15%；2.谐波特性优，相同开关频率下THD更低，等效开关次数减少，降低损耗。54.解释IGBT擎住效应机理及抑制方法。答案：机理：n−漂移区空穴电流在体区电阻上产生压降，当>0.7V时使npn寄生晶体管导通，门极失去关断能力。抑制：降低驱动电阻加速抽走载流子；加反向栅压；限制集电极电流密度；优化元胞结构，降低体区电阻；采用质子辐照降低载流子寿命。55.给出一种基于二阶广义积分器（SOGI）的单相锁相环结构框图，并说明其抗谐波原理。答案：框图描述：输入u→SOGI块输出u′与qu′；qu′与u′正交；u′·cosθ+u·sinθ→PI→ω；ω积分得θ。抗谐波：SOGI带通特性，仅基波频率通过，谐波增益极低；正交信号消除谐波分量乘积，PI仅对直流误差调节，实现高谐波抑制。六、计算题（共40分）56.（12分）单相全控桥式整流电路，U₂=220V，R=5Ω，L极大，α=30°。求：(1)输出电压平均值Ud；(2)输出电流平均值Id；(3)晶闸管电流有效值IVT；(4)功率因数λ。答案：(1)Ud=0.9×220×(1+cos30°)/2=184.7V(2)Id=Ud/R=36.9A(3)IVT=Id/√2=26.1A(4)输入电流基波有效值I₁=2√2·Id/π=33.3A，视在功率S=U₂·I₁=220×33.3=7326VA，有功P=Ud·Id=6816W，λ=P/S=0.9357.（14分）三相六阶梯波逆变器，Ud=600V，f=50Hz，负载为星形接法R=10Ω，L=50mH。求：(1)基波线电压有效值；(2)基波相电流有效值；(3)五次谐波相电流有效值；(4)负载总有功功率。答案：(1)U₁=√6·Ud/π=600×2.45/3.14=468V(2)Z₁=√(R²+(ωL)²)=√(100+15.7²)=18.7Ω，I₁φ=U₁/√3/Z₁=468/1.732/18.7=14.5A(3)U₅=U₁/5，Z₅=√(R²+(5ωL)²)=√(100+78.5²)=79.1Ω，I₅φ=(468/5)/1.732/79.1=0.69A(4)P=3·I₁φ²·R=3×14.5²×10=6308W58.（14分）boost变换器，Uin=200V，Uo=400V，Po=1kW，f=100kHz，允许电感电流纹波20%。求：(1)占空比D；(2)临界电感Lc；(3)实际取L=1