2018年西安理工大学814 电力电子技术终考研大纲

西安理工大学研究生招生入学考试
《电力电子技术》考试大纲
科目代码：814
科目名称：电力电子技术
第一部分 课程目标与基本要求
一、课程目标
电力电子技术是电气工程及其自动化类专业一门必修的专业基础课。本课程主要考查考生对电力电子技术基本概念
的理解，对常用电力电子器件特性和使用方法，基本的电力电子变换电路的结构、工作原理、控制方法、分析和设计
方法掌握程度；考查考生基本电力电子基础知识的综合运用能力。
二、基本要求
本课程主要任务是研究常用的电力电子器件的驱动控制方法；使学生掌握基本电力电子变换电路控制、设计和分析
方法；熟悉各种电力电子装置的应用范围和技术指标。通过本课程的学习，学生能运用所学正确分析典型电力电子变
换电路的问题，使学生具备进一步学习后续课程的理论基础。
第二部分 课程内容与考核目标
第一章 绪论
1、 理解电力电子技术设计的学科范畴；
2、 了解电力电子技术研究内容；
3、 了解电力电子技术发展史；
4、 了解电力电子技术应用领域。
第二章 电力电子器件
1、 了解电力电子器件在实际应用系统中的地位；
2、 掌握常用电力电子器件：电力二极管、晶闸管、典型全控型器件 IGBT 和电力 MOSFET 的结构、工作原理、动
静态特性及参数；
3、 了解新型电力电子器件及材料。
第三章 整流电路
1、 掌握相控整流电路的基本概念及分析方法；
2、 掌握单相及三相相控整流电路控制方式、工作原理及波形分析；
3、 掌握有源逆变实现条件、有源逆变颠覆概念，掌握常用有源逆变电路工作原理；
4、 理解变压器漏抗对可控整流电路的影响，电容滤波对整流器输出电压的影响；
5、 了解整流电路谐波及其评价指标，了解非正弦电路中功率因数评价方法。
第四章 逆变电路
1、 掌握电力电子技术的基本换流方式；
2、 掌握逆变电路常用控制方法；
3、 掌握单相及三相电压型逆变电路结构特点、工作原理和输出波形特性；
4、 掌握电流型逆变电路结构特点、工作原理和输出波形特性；
5、 理解逆变电路多重化工作原理及作用。
第五章 直流-直流变换电路
1、 掌握直流斩波电路常用控制方法及分析方法；
2、 掌握基本的直流斩波电路，如降压斩波、升压斩波和升降压斩波电路的拓扑结构、控制方法和工作原理；
3、 掌握电流可逆和桥式可逆斩波电路控制方法，了解斩波电路多重化意义。
第六章 交流-交流变换电路
1、 掌握交流电力控制电路的基本控制方法；
2、 掌握单相及三相交流电力控制电路的基本结构及工作原理；
3、 理解交流-交流频率变换电路基本结构、基本控制方法和主接线方式。
第七章 PWM 控制技术
1、 掌握 PWM 控制的基本原理；
2、 掌握单相及三相 SPWM 逆变电路的基本概念、调制方法及电路工作原理，如单极性和双极性调制、异步调制
和同步调制、规则采样法、特定谐波消去法；
3、 理解 PWM 跟踪控制方法：滞环比较法和三角波比较法。
第八章 软开关技术
1、 掌握软开关的基本概念及研究意义；
2、 理解软开关电路的发展历程及分类；
3、 理解典型的零电压准谐振软开关电路。
第九章 电力电子器件应用的共性问题
1、 掌握电力电子器件驱动电路的作用及其隔离方式；
2、 掌握常用电力电子器件—晶闸管、GTO、电力 MOSEFT 和 IGBT 理想的驱动波形和驱动电路；
3、 理解电力电子器件的过电压和过电流保护方法、di/dt 和 du/dt 缓冲抑制方法以及串联和并联使用方法。
第十章 电力电子技术的应用
了解电力电子技术在直流调速、交流调速、不间断电源、开关电源、功率因数校正和电力系统中的应用。
第三部分 有关说明与实施要求
1、考试目标的能力层次的表述
本课程对各考核点的能力要求，一般分为三个层次用相关词语描述：
较低要求——了解；一般要求——理解、熟悉、会；较高要求——掌握、应用。
一般来说，对概念、原理、理论知识等，可用“了解”、“理解”、“掌握”等词表述；对计算方法、应用方面，
可用“会”、“应用”、“掌握”等词。
2、命题考试的若干规定
(1)本课程的命题考试是根据本大纲规定的考试内容来确定的，根据本大纲规定的各种比例(每种比例规定可有 3
分以内的浮动幅度，来组配试卷，适当掌握试题的内容、覆盖面、能力层次和难易度)。
(2)各章考题所占分数大致如下：
第一章 2％；第二章 10％；第三章 15％；第四章 15％；第五章 12％；第六章 12%；第七章 15％；第八章 7％ ；
第九章 10％；第十章 2％。
(3)其难易度分为易、较易、较难、难四级，每份试卷中四种难易度，试题分数比例一般为 2：3：3：2。
(4)试卷中对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“了解(知识”占 20%，“理解(熟悉、能、会)”占 20%，
“掌握(应用)”占 60%。
(5)试题主要题型有简答题、计算题、波形及分析题和设计题等多种题型。
(6)考试方式为闭卷笔试。考试时间为 180 分钟，试题主要测验考生对本学科的基础理论、基本知识和基本技能
掌握的程度，以及运用所学理论分析、解决问题的能力。试题要有一定的区分度，难易程度要适当。一般应使本学科、
专业本科毕业的优秀考生能取得及格以上成绩。
(7)题型举例
●简答题：30％
1、IGBT 关断时，通常还施加一定幅值的负驱动电压，其主要目的是什么？用于 IGBT 的驱动电路，一般要求驱
动电路输出电阻应尽量大一些、还是小一些？为什么？
答：IGBT 关断时，通常还施加一定幅值的负驱动电压，其主要目的是有利于减小关断时间和关断损耗。
用于 IGBT 的驱动电路，一般要求驱动电路输出电阻应尽量小一些，因为 IGBT 栅射极之间都有数千皮法左
右的极间电容，小的电阻利于快速建立驱动电压。
●计算题、波形及分析题：60％
1、三相全控桥式晶闸管整流电路，阻感负载，电阻 5R   ，电感 L 很大足以保证电流连续。三相对称交流输入
相电压为 tu  sin20202
 。
1）画取主电路图；
2）画取触发角 α=60
o
时的整流输出电压 ud 的波形，且在波形图上标注出各段对应导通的晶闸管；
3）计算 o
06 时的整流电压平均值 Ud =？
答：1)主电路图如图 1 所示；
图 1 三相全控桥式晶闸管整流电路
2)α =60
o
时的整流输出电压 ud 的波形及各段对应导通的晶闸管见图 2 所示。
图 2 三相全控桥式晶闸管整流电路输出电压波形
3) o
06 时的整流电压平均值:
●设计题：10％
1、单相交流电源电压有效值 U2=220V，频率 50Hz，拟给一只额定功率 2kW，额定电压 220V 的白炽灯供电，灯光
亮度调节范围要求为（10~100）%，试设计一个电力电子灯光控制电路，并确定主控电力电子器件的电流定额。
答：1）采用单相交流调压电路完成白炽灯的灯光控制，如图 3 所示；
图 3 白炽灯灯光控制电路
2）主控电力电子器件采用晶闸管。流过晶闸管的最大有效值电流为：
R
U
IVT
2

其中：白炽灯等效电阻为：
P
U
R
2
2

所以, 流过晶闸管的最大有效值电流为:
)(2345.020034.2cos34.2sin6
3 3
2
3
22
VUttdUU d
 





 

)(09.9
220
2000
2
2
A
U
P
R
U
IVT

晶闸管的额定电流为：
)(6.11~7.8
57.1
09.9
)2~5.1(
57.1
)2~5.1()(
A
I
I VT
avVT
