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                           2020年西安理工大學研究生招生入學考試《電力電子技術》考試大綱

科目代碼：814

科目名稱：電力電子技術

第一部分    課程目標與基本要求 

一、課程目標

電力電子技術是電氣工程及其自動化類專業一門必修的專業基礎課。本課程主要考查考生對電力電子技術基本概念的理解，對常用電力電子器件特性和使用方法，基本的電力電子變換電路的結構、工作原理、控制方法、分析和設計方法掌握程度；考查考生基本電力電子基礎知識的綜合運用能力。

二、基本要求

本課程主要任務是研究常用的電力電子器件的驅動控制方法；使學生掌握基本電力電子變換電路控制、設計和分析方法；熟悉各種電力電子裝置的應用范圍和技術指標。通過本課程的學習，學生能運用所學正確分析典型電力電子變換電路的問題，使學生具備進一步學習后續課程的理論基礎。

第二部分    課程內容與考核目標 

第一章 緒論

1、 理解電力電子技術設計的學科范疇；

2、 了解電力電子技術研究內容；

3、 了解電力電子技術發展史；

4、 了解電力電子技術應用領域。

第二章 電力電子器件

1、 了解電力電子器件在實際應用系統中的地位；

2、 掌握常用電力電子器件：電力二極管、晶閘管、典型全控型器件IGBT和電力MOSFET的結構、工作原理、動靜態特性及參數；

3、 了解新型電力電子器件及材料。

第三章 整流電路

1、 掌握相控整流電路的基本概念及分析方法；

2、 掌握單相及三相相控整流電路控制方式、工作原理及波形分析；

3、 掌握有源逆變實現條件、有源逆變顛覆概念，掌握常用有源逆變電路工作原理；

4、 理解變壓器漏抗對可控整流電路的影響，電容濾波對整流器輸出電壓的影響；

5、 了解整流電路諧波及其評價指標，了解非正弦電路中功率因數評價方法。

第四章 逆變電路

1、 掌握電力電子技術的基本換流方式；

2、 掌握逆變電路常用控制方法；

3、 掌握單相及三相電壓型逆變電路結構特點、工作原理和輸出波形特性；

4、 掌握電流型逆變電路結構特點、工作原理和輸出波形特性；

5、 理解逆變電路多重化工作原理及作用。

第五章 直流-直流變換電路

1、 掌握直流斬波電路常用控制方法及分析方法；

2、 掌握基本的直流斬波電路，如降壓斬波、升壓斬波和升降壓斬波電路的拓撲結構、控制方法和工作原理；

3、 掌握電流可逆和橋式可逆斬波電路控制方法，了解斬波電路多重化意義。

第六章 交流-交流變換電路

1、 掌握交流電力控制電路的基本控制方法；

2、 掌握單相及三相交流電力控制電路的基本結構及工作原理；

3、 理解交流-交流頻率變換電路基本結構、基本控制方法和主接線方式。

第七章 PWM控制技術

1、 掌握PWM控制的基本原理；

2、 掌握單相及三相SPWM逆變電路的基本概念、調制方法及電路工作原理，如單極性和雙極性調制、異步調制和同步調制、規則采樣法、特定諧波消去法；

3、 理解PWM跟蹤控制方法：滯環比較法和三角波比較法。

第八章 軟開關技術

1、 掌握軟開關的基本概念及研究意義；

2、 理解軟開關電路的發展歷程及分類；

3、 理解典型的零電壓準諧振軟開關電路。

第九章 電力電子器件應用的共性問題

1、 掌握電力電子器件驅動電路的作用及其隔離方式；

2、 掌握常用電力電子器件—晶閘管、GTO、電力MOSEFT和IGBT理想的驅動波形和驅動電路；

3、 理解電力電子器件的過電壓和過電流保護方法、di/dt和du/dt緩沖抑制方法以及串聯和并聯使用方法。

第十章 電力電子技術的應用

了解電力電子技術在直流調速、交流調速、不間斷電源、開關電源、功率因數校正和電力系統中的應用。

第三部分    有關說明與實施要求 

1、考試目標的能力層次的表述

本課程對各考核點的能力要求，一般分為三個層次用相關詞語描述：

較低要求——了解；一般要求——理解、熟悉、會；較高要求——掌握、應用。

一般來說，對概念、原理、理論知識等，可用“了解”、“理解”、“掌握”等詞表述；對計算方法、應用方面，可用“會”、“應用”、“掌握”等詞。

2、命題考試的若干規定

(1)本課程的命題考試是根據本大綱規定的考試內容來確定的，根據本大綱規定的各種比例(每種比例規定可有3分以內的浮動幅度，來組配試卷，適當掌握試題的內容、覆蓋面、能力層次和難易度)。

(2)各章考題所占分數大致如下：

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)其難易度分為易、較易、較難、難四級，每份試卷中四種難易度，試題分數比例一般為2：3：3：2。

(4)試卷中對不同能力層次要求的試題所占的比例大致是：“了解(知識”占20%，“理解(熟悉、能、會)”占20%，“掌握(應用)”占60%。

(5)試題主要題型有簡答題、計算題、波形及分析題和設計題等多種題型。

(6)考試方式為閉卷筆試?？荚嚂r間為180分鐘，試題主要測驗考生對本學科的基礎理論、基本知識和基本技能掌握的程度，以及運用所學理論分析、解決問題的能力。試題要有一定的區分度，難易程度要適當。一般應使本學科、專業本科畢業的優秀考生能取得及格以上成績。

(7)題型舉例

●簡答題：30％

1、IGBT關斷時，通常還施加一定幅值的負驅動電壓，其主要目的是什么？用于IGBT的驅動電路，一般要求驅動電路輸出電阻應盡量大一些、還是小一些？為什么？

答：IGBT關斷時，通常還施加一定幅值的負驅動電壓，其主要目的是有利于減小關斷時間和關斷損耗。

用于IGBT的驅動電路，一般要求驅動電路輸出電阻應盡量小一些，因為IGBT柵射極之間都有數千皮法左右的極間電容，小的電阻利于快速建立驅動電壓。

●計算題、波形及分析題：60％

1、三相全控橋式晶閘管整流電路，阻感負載，電阻，電感L很大足以保證電流連續。三相對稱交流輸入相電壓為。

1）畫取主電路圖；

2）畫取觸發角α=60o時的整流輸出電壓ud的波形，且在波形圖上標注出各段對應導通的晶閘管；

3）計算時的整流電壓平均值Ud =？

答：1)主電路圖如圖1所示；

圖1 三相全控橋式晶閘管整流電路

2)α=60o時的整流輸出電壓ud的波形及各段對應導通的晶閘管見圖2所示。

圖2三相全控橋式晶閘管整流電路輸出電壓波形

    3) 時的整流電壓平均值:

●設計題：10％

1、單相交流電源電壓有效值U2=220V，頻率50Hz，擬給一只額定功率2kW，額定電壓220V的白熾燈供電，燈光亮度調節范圍要求為（10~100）%，試設計一個電力電子燈光控制電路，并確定主控電力電子器件的電流定額。

答：1）采用單相交流調壓電路完成白熾燈的燈光控制，如圖3所示；

圖3 白熾燈燈光控制電路

2）主控電力電子器件采用晶閘管。流過晶閘管的最大有效值電流為：

其中：白熾燈等效電阻為：

所以, 流過晶閘管的最大有效值電流為:

晶閘管的額定電流為：

               

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