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                           2020年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，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。

1）画取主电路图；

2）画取触发角α=60o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=60o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) 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：

其中：白炽灯等效电阻为：

所以, 流过晶闸管的最大有效值电流为:

晶闸管的额定电流为：

               

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