2018年西安理工大学814 电力电子技术考研大纲

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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


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