东南大学研究生电力电子测验题
电力电子模拟测试试卷(附答案)
一、填空题（本题共8小题，每空1分，共20分）1、电子技术包括_信息电子技术__和电力电子技术两大分支，通常所说的模拟电子技术和数字电子技术就属于前者。
2、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在___开关______状态。
当器件的工作频率较高时，___开关______损耗会成为主要的损耗。
3、在PWM控制电路中，载波频率与调制信号频率之比称为____载波比_________，当它为常数时的调制方式称为___同步______调制。
在逆变电路的输出频率范围划分成若干频段，每个频段内载波频率与调制信号频率之比为桓定的调制方式称为_____分段同步_______调制。
4、面积等效原理指的是，___冲量______相等而__形状___不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
5、在GTR、GTO、IGBT与MOSFET中，开关速度最快的是____MOSFET_____，单管输出功率最大的是___GTO__________，应用最为广泛的是_____IGBT______。
6、设三相电源的相电压为U2，三相半波可控整流电路接电阻负载时，晶闸管可能承受的最大反向电压为电源线电压的峰值，即，其承受的最大正向电压为。
7、逆变电路的负载如果接到电源，则称为有源逆变，如果接到负载，则称为无源逆变。
8、如下图，指出单相半桥电压型逆变电路工作过程中各时间段电流流经的通路(用V1,VD1,V2,VD2表示)。
(1) 0~t1时间段内，电流的通路为___VD1_____；(2) t1~t2时间段内，电流的通路为___V1____；(3) t2~t3时间段内，电流的通路为___VD2____；(4) t3~t4时间段内，电流的通路为___V2____；(5) t4~t5时间段内，电流的通路为___VD1____；二、选择题（本题共10小题，前4题每题2分，其余每题1分，共14分）1、单相桥式PWM逆变电路如下图，单极性调制工作时，在电压的正半周是（B）A、V1与V4导通，V2与V3关断B、V1常通，V2常断，V3与V4交替通断C、V1与V4关断，V2与V3导通D、V1常断，V2常通，V3与V4交替通断2、对于单相交流调压电路，下面说法错误的是（D）A、晶闸管的触发角大于电路的功率因素角时，晶闸管的导通角小于180度B、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角时，必须加宽脉冲或脉冲列触发，电路才能正常工作C、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角正常工作并达到稳态时，晶闸管的导通角为180度D、晶闸管的触发角等于电路的功率因素角时，晶闸管的导通角不为180度3、在三相三线交流调压电路中，输出电压的波形如下图所示，在t1~t2时间段内，有（C）晶闸管导通。
东南大学自动化考研试题2001年电路
东南大学2001年攻读硕士学位研究生入学考试试题试题编号：448 试题科目：电路分析基础本试卷共七题，一、二、三、五题各16分，其余各题12分。
一、图示电路，已知二端网络N吸收的功率P=2W，求电压U。
二、图示电路，求a、b两点间的电压Uab。
（用Us1、Us2表示）三、图示电路，电源电压Us1和Us2有效值均为150V，角频率为1000rad/s，L为氖灯，内阻可以认为无限大，当氖灯电压达到100V时发亮。
试证明：当Uac超前Ubc 60°时，氖灯发亮；当Uac之后Ubc 60°时，氖灯不亮。
四、图示电路，已知A t t i s )30cos(2)( +=，t t U s 3cos 23)(1=V ，Us2=3V ，R1=R3=1Ω，R2=2Ω，L1=1/3 H ，L2=8/3 H, C=1/3 F 。
求电容两端电压Uc ，is 两端电压U 。
五、图示电路，初始状态不详，当Us1（t ）=ε（t ）V ，Us2=2t cos ε（t ）V 时，A t t e t i t L )()]4/cos(231[)(επ-+-=-。
求：1、在相同的初始状态下，Us1（t ）=ε（t ），Us2（t ）=0时，)(t i L =？2、在相同的初始状态下，Us1（t ）=0，Us2（t ）=0时，)(t i L =？六、图示电路，已知Us （t ）=16cos t V ，t<0时，K 断开，电路已达稳态。
t=0时，K 闭合，求t>=0时的电流i （t ）。
七、已知N为线性无源结构对称的电阻网络，已测得图（a）电路的输入导纳为Y a，图（b）电路的输入导纳为Yb，试求网络的Y参数。
（a）（b）。
电气考研练习题
电气考研练习题一．选择题1.电流A经过电阻为100欧姆的电路，电压为10伏，求电流A的大小是多少？A.0.1安B.0.01安C.10安D.1安2.已知电压为12伏，电阻为3欧姆的电路中，通过的电流大小为多少？A.4安B.6安C.3安D.0.25安3.电阻R1为10欧姆，电阻R2为15欧姆，两个电阻并联，求并联之后的总电阻为多少？A.5欧姆B.25欧姆C.150欧姆D.6欧姆4.一个电压表的内阻为100欧姆，当测量一个电池时，读数为9.2伏，但实际电动势为10伏，求该电池的电动势大小为多少？A.10.8伏B.9.6伏C.10.8伏D.9.8伏5.一个电感器的电感为0.5亨，通过的电流为2安，求该电感器的自感应电动势大小为多少？A.0.5伏B.1伏C.2伏D.0.25伏二．填空题1.电容器的电容为________。
2.用带有微调开关的三安数字电流表测电流时候，应在电流表的________进行接入。
3.欧姆定律是指________。
4.并联电路中，总电流等于________。
5.串联电路中，总电压等于________。
三．计算题1.一个电压表的内阻为500欧姆，当电压表连接到一个电路上时，读数为2伏，如果实际电压为5伏，求该电路的电流大小。
2.一台收音机的电源是4个1.5伏的干电池串联，求电源的总电压。
3.一个电容为10微法的电容器，通过的电流是0.2安，求该电容器的电压大小。
四．综合题某电路中有一个电阻为20欧姆的电阻元件，一个电容为0.1微法的电容元件，以及一个电感为0.5亨的电感元件，并有一个电压为10伏的电源。
请计算：1.该电路中的总电流大小；2.电阻元件两端的电压；3.电容元件两端的电压；4.电感元件两端的电压。
请将答案写在下方空白处。
解答：一．选择题1. C2. C3. D4. B5. B二．填空题1. 电容器的电容为C；2. 用带有微调开关的三安数字电流表测电流时候，应在电流表的毫安档进行接入；3. 欧姆定律是指电流密度与电导率成正比，与电阻成反比的关系；4. 并联电路中，总电流等于各支路电流之和；5. 串联电路中，总电压等于各电阻之和。
电力电子技术考试试题(doc 8页)
电力电子技术考试试题(doc 8页)一、填空题（11 小题，每空0.5分，共22 分）1、电力电子学是由、和交叉而形成的边缘学科。
2、按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，可以将电力电子器件分为以下三类；1) 的电力电子器件被称为半控型器件，这类器件主要是指及其大部分派生器件。
2) 的电力电子器件被称为全控型器件，这类器件品种很多，目前常用的有和。
3) 的电力电子器件被称为不可控器件，如。
3、根据下面列出的电力电子器件参数的定义，在空格处填写该参数的名称。
4、在GTR、GTO、IGBT与MOSFET中，开关速度最快的是_________，单管输出功率最大的是_____________，在中小功率领域应用最为广泛的是___________。
5、电力电子器件的驱动电路一般应具有电路与之间的电气隔离环节，一般采用光隔离，例如；或磁隔离，例如。
6、缓冲电路又称为吸收电路，缓冲电路可分为关断缓冲电路和开通缓冲电路。
其中缓冲电路又称为du／dt抑制电路，用于吸收器件的过电压。
缓冲电路又称为di／dt抑制电路，用于抑制器件时的电流过冲和di／dt，减小器件的损耗。
5、IGBT 综合了（ ）和（ ）的优点，因而具有良好的特性。
A.SCRB.GTOC.GTRD.P.MOSFET F. 电力二极管三、计算题（4 小题，共20分）1、单相桥式全控整流电路，U2=200V ，负载中R=2Ω，L 值极大，反电势E=120V 。
已知控制角的变化范围是： 0°~30°,考虑安全裕量(按1.5倍计算)，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
（4分）2、单相全控桥式变流电路工作在有源逆变状态下，已知U2=200V ，电动机反电势E=120V ，负载中R=2Ω，L 极大。
回答下列问题。
(6分)（1）画出变流电路的电路图，并在图中标出在有源逆变初期电动机反电势的极性和变流电路输出直流电压的极性。
（2）逆变角β应限制在什么范围内？画出β＝60°时的d u 和d i 的波形。
电力电子技术考研必备题库与答案
电力电子技术试题库答案来源：欧阳陶昱的日志电力电子技术试题库答案一、填空题（每空1分，共20分）1、电力电子技术是利用（电力电子器件）对电能进行（控制、转换和传输）的技术.3电力电子技术研究的对象是（电力电子器件的应用）、（电力电子电路的电能变换原理）和电力电子装置的开发与应用。
.1957年（美国通用电气（GE）公司）研制出第一只晶闸管，它标志着（电力电子技术）的诞生。
6、电力二极管的主要类型有（普通二极管），（快恢复二极管）和肖特基二极管。
7、电力二极管的主要类型有普通二极管，（快恢复二极管）和（肖特基二极管）。
8、晶闸管是一种既具有（开关作用），又具有（整流作用）的大功率半导体器件。
9、晶闸管有三个电极，分别是（阳极），（阴极）和门极或栅极。
10、晶闸管有三个电极，分别是阳极，（阴极）和（门极或栅极）。
11、晶闸管的正向特性又有（阻断状态）和（导通状态）之分。
12、半控型电力电子器件控制极只能控制器件的（导通），而不能控制器件的（关断）。
13、电流的波形系数Kf指（电流有效值）和（电流平均值）比值。
14、电力晶体管是一种（耐高压）、（大电流）的双极型晶体管。
15、电力晶体管的安全工作区分为（正偏安全工作区）和（反偏安全工作区）。
16、双向晶闸管有两个（主）电极和一个（门）极。
17、双向晶闸管有(I+触发方式)，（I-触发），III+触发和III-触发。
18、IGBT的保护有（过电流保护），过电压保护和（过热保护）。
19、降压变换电路的输出电压与输入电压的关系为（Uo=DUd），升压变换电路的输出电压与输入电压的关系为（Uo=Ud/(1-D)）。
20、全控型电力电子器件控制极既能控制器件的（导通），也不能控制器件的（关断）。
21、电力器件的换流方式有（器件换流），（电网换流），负载换流和脉冲换流。
22、负载换流式逆变电路分为（并联谐振式），（串联谐振式）。
23、按照稳压控制方式，直流变换电路可分为（脉冲宽度调制）和（脉冲频率调制）。
电力电子研究生试题(1)
一、试设计采用IGBT模块和微机（或DSP等）构成的SPWM三相逆变系统，要求在100HZ/150HZ下调制，输出电压、电流和频率可调，试画出主电路和控制电路的硬件框图和软件流程图，并给出设计思路。
并要求画出u和uv的波形。
设计思想：本方案以电压型逆变器（VSI）作为主工作电路，该逆变器为基于自关断器件IGBT的脉宽调制SPWM逆变器。
直流端为一大电容，并由三相整流桥为其提供能量，R为泻放电阻，L为指示灯。
VSI的输出端接有输出滤波器，以此来滤除开关器件通断造成的高频毛刺，从而获得较为平滑的正弦波。
当载波幅值一定时，调制波的幅值改变输出电压幅值（输出电压限值由直流电压决定），载波频率设定为150Hz，调制波的频率为100HZ，直接决定输出电压频率。
注意事项：（1）必须采用输出滤波器，否则很难得到较为平滑的正弦波；（2）泻放电阻当整流断路器关断时泄放直流侧电容上的能量；（3）为了使输出电压的幅值和频率稳固须采用闭环控制。
逆变器主电路框图三相桥式逆变器硬件电路如下：三相桥式逆变器控制电路框图SPWM脉宽调制我们采用改进规则采样法的PWM调制方法改进规则采样法设三角波的周期为T ，在相邻两个三角波负峰时刻t i 和t i +T 对调制信号采样而得到C 点和D 点，过C 点和D 点作一直线和三角波分别交于A 点和B 点，在A 点的时刻t 1和B 点的时刻t 2控制功率开关器件的通断。
每个周期的采样时刻t i 、三角波的周期T 和幅值H 都是确定的，设调制信号在C 点和D 点的值分别为s 1和s 2，则线段CD 的方程为121s s Ts s t t i -=-- 三角波两腰的方程分别为HTH S t t i 4=+-HTH S T t t i 4-=+--分别联立方程上面三个方程，可解得t1和t2分别为i t s s H s H T t +-++=21114)(i t s s H s H T t +-+-=12124)3(这样，就得到了PWM 控制信号的脉宽数据。
东南大学电力电子
全日制硕士研究生入学复试554专业综合之<<电力电子技术>>课程考试大纲一、考试目的《电力电子技术》作为电气工程硕士学位入学复试的专业课复试课程，其目的是考察考生是否电力电子的基本功底和电力电子电路的理解分析能力。
二、考试基本要求掌握电力电子技术的定义、各种电力电子器件的特性和使用方法、电力变换的四种基本类型，熟悉典型电力电子电路的拓扑结构，并掌握其工作原理、控制方法及计算方法。
熟悉各种电力电子装置的应用。
考察考生是否具有电力电子的基本功底和对电力电子电路的理解分析能力。
三、考试内容范围1、电力电子器件了解电力电子器件的特征；新型电力电子器件和功率模块和功率集成电路；由电力电子器件所构成的系统。
掌握电力电子器件的分类；电力二极管、晶闸管及基本的全控型器件（GTO、GTR、MOSFET 及IGBT）的结构、电气图形符号、工作原理、基本特性、主要参数；器件的保护电路、缓冲电路及驱动电路的工作原理；晶闸管的基本保护措施及电力电子器件的串并联特点。
重点掌握晶闸管的结构、工作原理、主要参数（电压额定、电流额定）的选择计算。
2、整流电路了解各种整流电路的结构、移相范围，有源逆变失败的原因及由晶闸管同步相位控制驱动的电路；可逆直流拖动系统。
掌握变流电路在整流和逆变工作状态时的原理及波形分析；电路中各物理量的计算；有源逆变的条件；变压器漏感对整流电路的影响。
重点掌握单相和三相半波整流电路及单相和三相全控桥整流电路在不同性质的负载下的波形分析及计算。
3、逆变电路了解单相全桥电压型逆变电路的移相调压方式、多相多重逆变电路及多电平逆变电路。
掌握无源逆变电路的工作原理及换流方式；三相逆变电路的工作特点。
重点掌握电压型和电流型逆变电路的特点；单相半桥和全桥电压型逆变电路的结构、工作原理、输出波形及不同时间段各器件的工作状态的分析；单相电流型逆变电路（并联谐振逆变电路）的结构、工作原理及换流过程的分析。
东南大学电子电路基础考试样卷
东南大学考试卷课程名称电子电路基础考试学期08- 09- 3 得分适用专业测控技术与仪器考试形式半开卷考试时间长度120分钟1、单项选择题（共20分，每小题2分）①在PN结外加正向电压时，扩散电流_______ 漂移电流，当PN结外加反向电压时,扩散电流___ 漂移电流。
A.小于，大于B.大于，小于C.大于，大于D•小于，小于②在三极管放大电路中，下列等式不正确的是（）。
A. |E=|B I cB. | cC. I CBO 二（1 「）1 CEOD.:: :=：③下面的电路符号代表（）管。
A.耗尽型PMOSB.耗尽型NMOSC.增强型PMOSD.增强型NMOS④放大电路如图所示，已知三极管的 E -50，则该电路中三极管的工作状态为（）°A.截止B.饱和C.放大D.无法确定⑤放大电路A、B的放大倍数相同，但输入电阻、输出电阻不同，用它们对同一个具有内阻的信号源电压进行放大，在负载开路条件下测得A的输出电压小，这说明A 的（）。
A.输入电阻大B.输入电阻小C.输出电阻大D.输出电阻小⑥把差分放大电路中的发射极公共电阻改为电流源可以（）A •增大差模输入电阻B •提高共模增益C .提高差模增益D •提高共模抑制比⑦ 乙类互补对称功率放大电路（）A •能放大电压信号，但不能放大电流信号B •既能放大电压信号，也能放大电流信号C •能放大电流信号，但不能放大电压信号D •既不能放大电压信号，也不能放大电流信号⑧ 为了减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力，应引入 （ ）负反馈。
A.电压串联B.电压并联C.电流串联D.电流并联⑨已知变压器二次电压为U 2=：：j 2U 2sin’t v ，负载电阻为R L ，则桥式整流电路流⑩关于三极管高频参数，下列说法中不准确的为（ ）。
A.许二 0B. f ：. = （4：o ）f 1 C. 2、（15分）放大电路如图所示，已知电容量足够大， Vcc=18V , R Bi =75k 「R B 2=20^ 1,R E2=1.8k 「R EI =200」R C =8.2k 「R L =6.2k 「, R s =600「三极管的 3 =100 r bb ' =200门,U BEQ =0.7V 。
电力电子技术试卷试题包括答案.docx
考试试卷一、填空题（本题共17 小题，每空 1 分，共 20 分）1、晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的外形有与2、选用晶闸管的额定电流时，根据实际最大电流计算后至少还要乘以。
3、晶闸管的导通条件是。
4、晶闸管的断态不重复峰值电压U DSM与转折电压U BO在数值大小上应为U DSMU BO。
5、从晶闸管的伏安特性曲线可知，晶闸管具有的特性。
6、把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度称为。
7、触发脉冲可采取宽脉冲触发与双窄脉冲触发两种方法，目前采用较多的是触发方法。
8、可控整流电路，是三相可控整流电路最基本的组成形式。
9、在三相半波可控整流电路中，电感性负载，当控制角时，输出电压波形出现负值，因而常加续流二极管。
10、三相桥式整流电路中，当控制角α＝300时，则在对应的线电压波形上触发脉冲距波形原点为。
11、考虑变压器漏抗的可控整流电路中，如与不考虑漏抗的相比，则使输出电压平均值。
12、有源逆变器是将直流电能转换为交流电能馈送回的逆变电路。
13、有源逆变产生的条件之一是：变流电路输出的直流平均电压须保证与直流电源电势E d的极性成相连，且满足14、为了防止因逆变角β过小而造成逆变失败，一般βmin 应取U d的极性必|U d|<|E d |。
，以保证逆变时能正常换相。
15、载波比 (又称频率比 )K 是 PWM 主要参数。
设正弦调制波的频率为角波的频率为 f c，则载波比表达式为K=。
f r，三16、抑制过电压的方法之一是用吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。
17、斩波器的时间比控制方式分为二、选择题（本题共10 小题，每题1、晶闸管的伏安特性是指()A、阳极电压与门极电流的关系C、阳极电压与阳极电流的关系、、三种方式。
1 分，共 10 分）B、门极电压与门极电流的关系D、门极电压与阳极电流的关系2、晶闸管电流的波形系数定义为 ()A 、 K fIdTB 、 K fI TC f=I dT T D 、K f=I dT - I T I T IdT 、 K ·I3、接有续流二极管的单相半控桥式变流电路可运行的工作象限是 () A 、第二象限 B 、第三象限 C 、第四象限 D 、第一象限4、电阻性负载三相半波可控整流电路，相电压的有效值为 U 2，当控制角 α≤ 30° 时，整流输出电压平均值等于 ( ) C 、 1.41U cos αD 、 A 、 1.17U cos α B 、 1.17U sin α2 2 21.41U 2sin α5、在大电感负载三相全控桥中，整流电路工作状态的最大移相范围是（ ）A 、60°B 、180°C 、 120°D 、90°6、对于三相半波可控整流电路，换相重叠角γ与哪几个参数有关 ( )A 、α、 U 2、负载电流 I d 以及变压器漏抗 X CB 、α和 U 2C 、α以及负载电流 ID 、α、U 2 以及变压器漏抗 X C 7、单相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态，在逆变角 β期间，处于换相进 行关断的晶闸管承受的电压是 ( ) A 、反向电压 B 、正向电压 C 、零电压 D 、交变电压 8、三相全控桥式有源逆变电路，晶闸管电流的有效值 I T 为( )A 、 1I dB 、1I dC 、 2I dD 、I d3339、若增大 SPWM 逆变器的输出电压基波频率，可采用的控制方法是()A 、增大三角波幅度B 、增大三角波频率C 、增大正弦调制波频率D 、增大正弦调制波幅度 10、晶闸管固定脉宽斩波电路，一般采用的换流方式是 ( )A 、电网电压换流B 、负载电压换流C 、器件换流D 、LC 谐振换流三、简答题（本题共 5 小题，每小题 5 分，共 25 分）1、 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能由导通变为关断？（5 分）2、 要实现有源逆变，必须满足什么条件？哪些电路类型不能进行有源逆变？ （ 5分）3、 什么是直流斩波电路？分别写出降压和升压斩波电路直流输出电压源电压 U d 的关系式。
东南大学继续教育,电力电子试题
2015年东南大学继续教育电力电子考题范围一、简答题1、在选择晶闸管电流定额时为什么不用晶闸管的额定电流？为什么说有效值相等的原则是选择晶闸管电流定额的基本原则？答：①在环境温度为+40度，及规定的冷却条件下，晶闸管元件在电阻负载的单相、工频、正弦半波、导通角不小于170度的电路中，单结温稳定在额定值125度时所允许的通态最大平均电流称为额定通态平均电流。
将这个电流整化至规定的电流等级，则为该元件的额定电流。
②平均电流作为额定电流不一定能保证晶闸管的安全使用，原因是排除电压击穿的破坏外，影响晶闸管工作安全与否的主要因素是管芯PN结的温度，结温的高低决定于元件的发热与冷却两方面的平衡，在规定的冷却条件下，结温主要取决于管子的R耗损，这里的应是流过晶闸管电流的有效值不是平均值。
2、为什么要定义晶闸管的断态电压临界上升率du/dt？防止du/dt过大可采取什么方法与措施？答：①是因为防止晶闸管工作时误导通。
②采取在晶闸管阴极与阳极并联RC阻容支路，利用电容两端电压不能突变的特点来限制电压上升率。
电阻R的作用是防止并联电容与阳极主回路电感产生串联谐振。
3、某单相可控整流电路，给电阻性负载供电和给蓄电池充电时，流过负载电流的平均值相等，试问那种情况下晶闸管发热厉害些？为什么？答：给蓄电池充电时晶闸管发热厉害些。
因为：给蓄电池充电时，晶闸管导通做条件除了门极需要触发外，还必须瞬时阳极电压大于蓄电池的电源电动势，所以导通角比电阻性负载时小，在平均电流相等时，蓄电池负载电流波形系数Kf比电阻负载时大，电流有效值也大，发热更厉害。
4.晶闸管导通的必要条件是什么？工作原理是？答：晶闸管导通条件：同时承受正向阳极、正向门极电压；与触发电流＞擎住电流晶闸管关闭条件：阳极电压减小接近于零或者施加反向阳极电压；或阳极电流＜维持电流5、晶闸管的伏安特性：①正向阻断高阻区②负阻区③正向导通低阻区④反向阻断高阻6、在电压源型逆变器中与功率开关反并联的二极管的作用是什么？如果逆变电路中没有反并联二极管会出现什么现象?答：逆变电源中一般都有一逆变变压器，这个变压器作为逆变管的负载而存在，当逆变管截止时会产生高压而使逆变管损坏，为了防止这种故障的产生，采用反向并联二极管来释放电感上的电压，这叫做续流二极管或逆程二极管。
东南大学电工电子学试卷
共 45 页 第 1 页东 南 大 学 考 试 卷（A 卷）课程名称电工学 考试学期 11-12-2得分适用专业 机械工程及自动化 考试形式 闭卷 考试时间长度120分钟1)Birds routinely land and relax on power lines whichcarry tens of thousands of volts of electricity. Explain why these birds do not get electrocuted. (6 pts)The resistance of the air is too large for current to flow from the line to the bird to the ground.Alternately, the resistance is too large for current to divert from the wire, into the bird, and then back into the wire. It is not because of wire insulation. Birds could land on uninsulated wires just fine.6 pts for right answer. 1 pt for something vaguely correct.2) Suppose your car battery is dead, and you need to charge it using another car’s battery. You have a pair of cables 电缆which you can use to connect the terminals终端of the batteries. In order to charge your car battery, should you connect the same terminals (positive of one battery to the positive of the other, and the same with the negative) or the opposite terminals (positive of one battery to the negative of the other battery)? Why did you choose this configuration配置；结构? (6 pts)First note that real batteries have internal内部的resistance, so the universe领域will not explode爆炸if you directly connect two car batteries.Next, if the opposite terminals are connected, then P=VI and common sense tells us that both batteries will be supplying power, and the internal resistances will be consuming消耗power, so clearly no power is being delivered 递送by either battery. If the same terminals are connected,共45 页第 2 页then we can see that if one battery is of a higher voltage than the other, it will provide power to theother battery. Key to this realization实现is to know that battery voltages drop下降；终止as the battery is depleted耗尽的.6 pts for right answer. 2 pts if you try to say there is no current if two batteries are connected + to+ because voltage sources are perfectly balanced.3) A standard procedure for testing the internal resistance of a battery is the “dual双重的pulse脉冲” test. We first attach an ideal 5 mA current source between the terminals of the battery, so that current flows in the usual direction (positive to negative), and measure the voltage across the battery terminals. We then remove the 5 mA source, and attach an ideal 505 mA current source instead,and again measure the battery terminals. (6 pts)共45 页第 3 页i.Suppose that we find a 1.485V voltage with the 5 mA source, and a 1.385 with the 505 mA source, what is the internal resistance?Easy way to solve these is to subtract减去；扣掉 2nd from first, giving, or .3 pts for right answer. 2 pts if sign error or algebra 代数学mistake.ii. Assuming the battery is perfectly linear 线型的(i.e. accurately modeled 模式化；被效仿by a Thevenin 戴维宁equivalent), is it possible to find the voltage provided by the battery with no load attachedusing the data above? If so, what is it? If not, why not?共45 页第 4 页Plug塞住；用插头将与电源接通 in to one of our equations above, e.g., giving , or finally. If you did it with the current source the other way, you should still have gotten 1.486V.3 pts for right answer.Find the Thevenin or Norton equivalent circuit model.(12 pts ).共45 页第 5 页(6 pts )(6 pts )Find the Voltage v and the currents i1 and i2 for the circuit shown below. (10 pts )共45 页第 6 页SolutionLabel标注 the meshes；网状物:Since i3=2 it is not a variable.Writing KVL around the first mesh:24*(i2-i3) + 12*i1 = 0Writing KVL around the second mesh:12*i2 + 6*(i2 –i3) = 0Substituting代替，取代 for i3 and rearranging 36*i1 = 4818*i2 = 12共45 页第7 页Namelyi1 = 4/3 Ai2 = 2/3A7. Find the current i for the circuit shown below (10 pts )SolutionZeroing the 1A source gives共45 页第8 页By the current division principle, the contribution of the 2A source to i1 is2*(-1/30) / (1/30+1/5) = -2/7A.Zeroing the 2A source givesBy the current division principle, the contribution of the 1A source to i1 is1*(1/15)/(1/15+1/20) = 4/7A.Hence i1 = 4/7-2/7 = 2/7A.共45 页第9 页Find the Thevenin and Norton equivalent circuits across terminals a and b for the following circuitWith an open circuit across terminals a and b the current through the 20 resistor must be 0.5ix and the voltage across it is then 10ix. ByKVL we also get30V = 5ix + 10ixSo ix = 2A and we calculateVTH = 10ix = 20VTo find RTH we zero the independent独立的 source to get the circuit in Figure 4.We wish to determine what resistance this circuit isequivalent 等价的to across共45 页第10 页the terminals a and b. One way to do this is to imagine connecting anindependent voltage source of voltage VS across the terminals and findingthe current drawn from this voltage source. We therefore consider thecircuit in Figure 5.KVL gives−5Ωix = VS → ix = −VS/5Ω A (1)KVL also gives20Ωi1 = VS → i1 =VS/20 Ω (2)KCL givesi = i1 + 0.5ix − ix = i1 − 0.5ix (3)共45 页第11 页Plugging (1) and (2) into (3) yieldsi =VS/20Ω+VS/10Ω=3VS/20ΩEventually,RTH =VS/i=20/3 ΩThe Thevenin equivalent circuit is depicted描述； in Figure 6.From this we get the Norton equivalent circuit in Figure 7 where we usedWe could have also determined IN by applying a short circuit across theterminals a and b and computing 计算；处理the current through the short circuit短路.This involves analyzing the circuit in Figure 8. Here wehave by KVL共45 页第12 页5ix = 30V → ix = 6AThis gives, by KCLi = ix − 0.5ix = 0.5ix = 3Awhich matches the earlier calculation计算；估计.Suppose that v1(t) = 80 cos (ωt) and v2(t) = 60 sin (ωt). Use phasors相量 to reduce the sum vs(t) =v1(t) + v2(t) to a single 单一的term of the form Vm cos (ωt +θ). Draw a phasor diagram, showing V1, V2, and Vs. State the phase relationships between each pair of these phasors. (16共45 页第13 页pts )The phasor corresponding tov1(t) = 80 cos (ωt)isV1 = 80∠0 = 80Equivalently, we get forv2(t) = 60 sin (ωt) + 60 cos (ωt −π/2)the phasorV2 = 60∠−π/2 = −j60To find the sum using phasors we add the complex numbers which yieldsV = V1 + V2 = 80 − j60 = 100e−j arctan 3/4This corresponds符合，一致 to the time signalvs(t) = 100 cos (ωt − jarctan3/4)The phasor diagram is depicted描述 in Figure 2.Note that V1 leads V2 by π/2 and leads Vs by arctan反正切 ( 4/3 ).共45 页第14 页Find an expression 表达式for v(t) of the form Vm cos (ωt +θ) when v(t) = v1(t) + v2(t) + v3(t) + v4(t) withv1(t) = 20 sin (ωt)v2(t) = 20 cos (ωt +π/6)v3(t) = 20 sin (ωt +π/3)v4(t) = −10 cos (ωt)Use phasors. (6 pts )Solution:The phasors corresponding 相应的to each component 成分；组件；[电子] 元件signal are given in Table表格 1. The complex number equivalent复数等效to each phasor is given as well.共45 页第15 页Adding all complex numbers giveswhich corresponds to the phasorwhich can be transformed变形 into the time signalFind the complex impedance阻抗 in polar form 点斜式极坐标形式极形式of the network shown below for ω = 10001/s , ω= 20001/s ,and ω = 40001/s . (6 pts )共45 页第16 页(5 pts)Both capacitors电容器 and inductors电感器 can be used to store energy for use later. Capacitors, though, are far more popular for energy storage than inductors, because they are easier to keep charged带电荷的带电的. In lab, for example, you can easily connect up a capacitor to a battery, disconnect it from the source, carry it around in your pocket to grab lunch午餐, go back to lab, and then find that it's still holding a charge even after a long time. Explain why this is relatively difficult with inductors.共45 页第17 页(5 pts) If you've ever had the batteries on a flash li ght闪光灯；手电筒 run out,you know that as soon as the ligh t starts dimming调光；变暗,your battery will very soon be dead.This is because a battery supplies its maximum vo ltage峰点电压 until right before it is depleted耗尽的.On t he axis 坐标轴on the left,I have plotted标绘的 the brightn ess亮度辉度 of a battery powered flashlight over the lif e of the battery.We can also power a flashlight using共45 页第18 页a capacitor.Assuming the brightness of a bulb 电灯泡is p roportional比例的 to the voltage across it,on the right axis,draw (qualitatively定性地) the brightness vs. Time for a capacitor powered flashlight.Draw so that bright ness is 1 at time=0,and has dropped to at least 0.1 by time=1.We just want the shape形状,not necessarily the exact values.c) (5 pts) A student is not satisfied with the amount of共45 页第19 页energy stored in his one-capacitor circuit. He wants to store more energy, so puts 10 capacitors in series串联 and charges them with a single voltage source. Is this a good idea? Why or why not?Find the Thevenin equivalent 戴维南定理of the circuit电路below at the two terminals on the far right:共45 页第20 页e) Find the Thevenin equivalent of the circuit below between terminals and [Think about the various algorithms算法 we’ve used to find Thevenin equivalents.If you get stuck被困住了,complete the rest of these tricky 棘手的复杂的problem and come back to this one and maybe some inspiration will reach you]:共45 页第21 页共45 页第22 页For the circuits below, please find expressions for the specified voltage表达式指定的电压over the indicated time 表示时间ranges in terms of the circuit parameters电路参数. Plot 绘图 the waveform 波形图on the provided axes轴线, and clearly identify. 确定 the key parameters参数 in your graph图表. (3A) Consider the circuit of Fig. 4. The switch is open for t <0, closed for 0≤t < t1, and open for t ≥t1, where t1 = 3RC. Find and plot the voltage v C (t).共45 页第23 页(3B) Consider the circuit of Figure 5, in which > -1.共45 页第24 页The switch is open for t <0, and closed for t 0. vC(0-) = V0. Find and plot the voltage v1(t).共45 页第25 页The circuit shown in Figure 4 has been at rest with theswitch open for a long time. At t = O the switch is closed.共45 页第26 页Sketch 素描；略图；梗概the current ic集成电路 through the capacitor for t > O on the axes below. Using the circuit parameters R1, R2, C, and Vo,indicate on your sketch (i) the initial value初始值 ic(Ot), (ii) the final value ic(oo), and (iii) the time constant时间常数.共45 页第27 页Problem 1F: 5 pointsThe capacitor in the circuit in Figure 6 has an initial初始最初的voltage V O on its terminals at t =0−when a step of voltage Vu(t) is applied at t = 0. Find an expression for the voltage across the capacitor v C for t> 0.共45 页第28 页Consider the current divider circuit分流电路 shown below:共45 页第29 页1a. How many branches分支 are there in the circuit?1b. How many nodes节点 are there in the circuit?2. Derive an expression派生一个表达式 for the output current 输出电流(Iout, shown above) as a function of theinput current (Iin) and the two resistors (R1 and R2). Use any technique you’d like.3. How should the resistors be chosen such that twice as much current flows throughR1 compared to R2?4. Using the equation 方程等式you obtained in #2, show what happens to Iout输出电流 if R2 is replacedwith a short circuit (i.e. R2 = 0). Repeat if R2 is replaced with an open circuit.(think about what R2 should be replaced with here) Now suppose the following values are used: Iin = 3 A, R1= 5 , R2 = 20 , and we wish to find the Thevenin共45 页第30 页equivalent circuit across the two indicated terminals below:5. Find Voc and Isc across the two terminals indicated on the circuit.6. Draw the Thevenin equivalent circuit for the two terminals indicated above.7. Suppose a load is now attached across the two terminals of the Theveninequivalent circuit:a. Write an equation for I in terms of V.b. Sketch the IV characterstics伏安特性. Use I as the“y-axis Y轴” and V as the“x-axis”. Label标注all relevant points相关点.共45 页第31 页8. Suppose the load has an IV characteristic given as follows:a. What are the values of I and V if the load is attached to the Thevenin equivalent circuit ] 等效电路?b. Looking at the IV characteristic, what is the load? (describe the load as much as you can)For problems 9 through 12, consider the following circuit:9. Using KVL and mesh analysis, write down the equations needed to solve the circuit. Convert转变the resistor voltages into currents.10. The dependent source requires one additional equat共45 页第32 页ion附加方程to be generated产生. Write down that equation by looking at the 3 resistor.11. Solve the equations simultaneously同时地to determine the two mesh currents网孔电流.12. To check your answer, confirm确认that power is conserved 守恒in the circuit. Find the power dissipated浪费的in each resistor. Find the power generated生成的(or dissipated in each source). Be clear in your answers whether power is being generated or dissipated in each circuit element. For problems 1–7, consider the following circuit:1. Find the transfer转移function, i.e. Vout输出电压()/Vin(), in terms of R, L, and .2. What is the magnitude大小of the transfer function传递函数, i.e. | H() |, in dB?3a. What is | H() | equal to (in dB) for very low共45 页第33 页frequencies频率?3b. What happens to | H() | at high frequencies? What kind of a filter滤波器do we have here?4. Derive the equation for the break frequency推导出方程为截止频率. The break frequency is definedas the frequency where | H() | = –3.0103 dB.5. Sketch the magnitude Bode波特图plot for this filter滤波器. Label标注all critical points andslopes. Show how you obtained the value for any non-zero slopes零斜坡.6. Suppose R = 1 , L = 2 H, and Vin = 3 cos(5t + 30o). Find Vout(t).7. Draw a phasor diagram, indicating the voltage and current phasors of all thecircuit elements电路参量.For problems 8–12, consider the following circuit:共45 页第34 页8a. Find the current that appears on the output side ofthe transformer变压器.8b. What is the voltage that appears across the capacitor. (phasor form is acceptable,assume an angular frequency角频率of 1 rad/s)9. Find the voltage that appears on each side of the transformer.10. Find the voltage that appears across the current source.11. Replace the transformer and input circuitry with an equivalent current sourceand inductor. In other words, draw a circuit which will have a current source,an inductor, and a 3 F capacitor all in series. Label the values for the current source and the inductor.Check your answer to #11 by comparing the amount of power共45 页第35 页generated by the currentsource in each circuit.12. Find the amount of power generated by the current source in the new circuit.Compare this with the amount of power generated by the current source in theoriginal circuit原电路 (they should be the same)For problems 4–7, consider the following circuit:4. Find the transfer function, i.e. Vout ()/Vin (), in terms of R, L, and (or f).5. What is the magnitude of the transfer function, i.e. | H() |?共45 页第36 页6. What is | H() | equal to for very low frequencies? For very high frequencies?What happens at resonance谐振? (i.e. = o =LC1) What kind of a filter滤波器do we have here?7. Sketch the magnitude Bode plot for this filter. Label all critical points andslopes斜率. Use R = 2 , L =41H, and C =81F. Show how you obtained the valuefor any non-zero slopes.In order to measure the voltage across a resistor in a circuit, a voltmeter电压表is used.Although we assume an ideal voltmeter in most cases, a real voltmeter has a finite有限的resistance (R3) which can have an effect on your circuit. Consider the followingmeasurement on a voltage divider分配共45 页第37 页Vin, R1, and R2 are just the standard elements of a voltage divider.1a. How many nodes are there in the circuit?1b. How many meshes are there in the circuit?2. Write a KCL equation at node A. Convert the currents into voltages.3. Solve the equation for Vout, so that you have an equation for Vout based onVin, R1, R2, and R3.4. Show that as R3 approaches infinity无限大(i.e. R3 ), you get the standardequation for a voltage divider.For problems 5 through 11, consider the following circuit:共45 页第38 页Find the Norton equivalent circuit, as follows:5. Short circuit the two terminals and redraw the circuit without the 2 resistor.Explain why the 2 resistor can be dropped from the circuit.放弃了电路6. Use node analysis to find Isc. (You will need to come up with one additionalequation to eliminate消除ix and get a numerical数字的answer) 7. Now consider the circuit when the two terminals are open circuited. Using meshanalysis, find ix under these conditions.8. Using your results from #7 (or using node analysis, which will take more time),find Voc, the voltage across the two terminals in an open circuit condition.共45 页第39 页9. Confirm that power is conserved in the circuit under open-circuit conditions.Find the power dissipated in each resistor. Find the power generated (ordissipated in each source). Be clear in your answers whether power is beinggenerated or dissipated in each circuit element.10a. Draw the Norton equivalent circuit. Label values for all circuit elements.10b. Draw the Thevenin equivalent circuit. (Note: you already have everything youneed)11a. Assume that a circuit element (that draws some current I and has somevoltage drop V) is attached to the terminals of the Norton equivalent circuit.Using KCL, write an equation for I in terms of V.11b. Graph the IV relationship (i.e. the load line). Use I as the “y-axis” and V as the共45 页第40 页“x-axis”. Label all relevant points.For problems 1–5, consider the following circuit:Use Vin = 100 v, R1 = 1000 , R2 = 250 , R3 = 1000 , and C = 1 F. At t = 0, theswitch is moved down, disconnecting R1 and connecting R2 to the circuit. We want to find the voltage v(t), and current i(t), across the capacitor as a function of time. 1a. Redraw the circuit, showing how the circuit looks just before the switch ismoved. Assume a long time has already elapsed before the switch is moved.1b. What is the continuity连续性condition for this circuit共45 页第41 页at t = 0?2. Using the circuit generated in #1a, find v(0–) and i(0–)3a. Find v(). Explain how you get this result.3b. Write a KCL equation for the circuit after the switch as been moved at t = 0.Convert the currents into voltages. (you should end up with a first-orderdifferential equation for v(t))4a. What form should the solution for v(t) take?4b. Substitute替代this solution into the differential equation generated in #3b. Use theresults of the substitution, along with the results for #1b and #2 to find all theconstants defined for v(t). (Clearly show your work) 5. Sketch curves of i(t) and v(t) as a function of time (t ). Indicate allcritical and asymptotic values.For problems 6–10, consider the following second-order共45 页第42 页circuit:The switch is opened at t = 0. The goal is to find the current through the inductor, i(t).6a. Assume that the switch has been closed for a long period of time. Find i(0–).6b. What should i(0+) be? Explain.7a. Find i(). Explain how you get this result. Draw the corresponding相应的circuitat this steady state condition.7b. Since this is a second-order circuit, another initial 初始/boundary condition is needed.Find that other value. Show your work.8. Derive导出the second-order differential equation for this circuit. Start by writing aKVL equation for the circuit after the switch has been opened. Then convert共45 页第43 页voltages in each passive element into currents.9a. What form does the solution for i(t) take?9b. Substitute your solution into the differential equation. Solve the correspondingcharacteristic equation.相应的特征方程10. Finish determining i(t) by using the results in #6b and #7b to find any constantsyou have defined in your solution for i(t).For problems 1–5, consider the following circuit:Use Vs = 5 v, R1 = 5 , R2 = 10 , and L = 1 H. After a long time has elapsed, theswitch is opened at t = 0. We want to find the voltage v(t), and current i(t), across共45 页第44 页R2 as a function of time.1a. Redraw the circuit, showing how the circuit looks just before the switch isopened.1b. Using this result, find v(0-).2a. What is the continuity/boundary condition for this circuit at t = 0?2b. Find the numerical value of the boundary condition.3. Write a KVL equation for the circuit after the switch as been opened at t = 0.(note: do not use the circuit you drew in #1a). Convert the voltages into currents.4. Solve the differential equation generated in #3 for i(t). Clearly show how youobtained all of the numerical values in i(t).5. Sketch curves of i(t) and v(t) as a function of time (t ). Indicate allcritical and asymptotic渐近的values.共45 页第45 页。
东南大学电子学院《电路基础》期末考试样卷及答案
Solve the following problems. (100 points)1、( 6 points) Find U ab in the circuit in Figure 1.Figure 1a b2、( 8 points) Find u o and i o in the circuit in Figure 2.u o Figure 2-3、( 6 points) In the circuit of Figure 3, readings of voltmeter ○V1，○V2 and ○V3 are 10V , 18V and 6V , respectively. Please determinate the reading of the voltmeter ○V. aFigure 34、( 8 points) The resonant or tuner circuit of a radio is portrayed in Figure 4, where u s1 represents a broadcast signal, given that R =10Ω，L =200μH , U s1rms =1.5mV ，f 1=1008kHz. If the circuit is resonant with signal u s1, please determinate: (1) the value of C ; (2) the quality factor Q of the circuit; (3) the current I rms ; (4) the voltage U c rms .Figure 4u5、( 8 points) A balanced three-phase circuit is shown in Figure 5. Calculate the phase currents and voltages in the delta-connected load Z, if V U A ︒∠=•0220, Z =(24+j15)Ω，Z L =(1+j1)Ω.Figure 5•6、( 8 points) Find the yparameters for the circuit in Figure 6.••Figure 67、( 15 points) For the circuit in figure 7, find the rms value of the current i and the average power absorbed by the circuit, given that Ω10=L ω,Ω51=R ,Ω202=R ,Ω20/1=C ω,V )302cos(50cos 10080)(︒+++=t t t u s ωω.Figure 72u s8、( 12 points) In the circuit of Figure 8, determinate the value of Z that will absorb the maximum power and calculate the value of the maximum power.Figure 8V ︒∠050ω=103•rms9、( 14 points) If the switch in Figure 9 has been closed for a long time and is opened at t = 0, find u c , i L , u k for t ≥ 0.20Figure 9u c +-10、( 15 points) The switch in Figure 10 has been in position a for a long time. At t = 0, it moves to position b. Find i 2(t) for t ≥ 0 and sketch it. (Attention: Please markthe key data in your graph.)Figure 1010ΩSolve the following problems. (100 points)1、( 6 points) Find U ab in the circuit in Figure 1.Figure 1a bSolution:U ab = 9V2、( 8 points) Find u o and i o in the circuit in Figure 2.u o Figure 2-Solution:V 4.2=o u , 0.256mA -=o i3、( 6 points) In the circuit of Figure 3, readings of voltmeter ○V1，○V2 and ○V3 are 10V , 18V and 6V , respectively. Please determinate the reading of the voltmeter ○V. aFigure 3Solution:The reading of the voltmeter ○V is 10V .4、( 8 points) The resonant or tuner circuit of a radio is portrayed in Figure 4, where u s1 represents a broadcast signal, given that R =10Ω，L =200μH , U s1rms =1.5mV ，f 1=1008kHz. If the circuit is resonant with signal u s1, please determinate: (1) the value of C ; (2) the quality factor Q of the circuit; (3) the current I rms ; (4) the voltage U c rms .Figure 4uSolution:pF 5.12)1(≈C 6.126)2(≈Q μA 150)3(=rms I mV 190)4(=Crms U5、( 8 points) A balanced three-phase circuit is shown in Figure 5. Calculate the phase currents and voltages in the delta-connected load Z, if V U A ︒∠=•0220, Z =(24+j15)Ω，Z L =(1+j1)Ω.Figure 5•Solution:A 3.69-11.74''︒∠=•B A I , V 31.28332''︒∠=•B A U6、( 8 points) Find the y parameters for the circuit in Figure 6.••Figure 6Solution:[]S y ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=0.5 40.02 2.07、( 15 points) For the circuit in figure 7, find the rms value of the current i and theaverage power absorbed by the circuit, given that Ω10=L ω,Ω51=R ,Ω202=R ,Ω20/1=C ω,V)302cos(50cos 10080)(︒+++=t t t u s ωω.Figure 72u sSolution:A 17.6357.2714.42.3222222120=++=++=I I I I rmsP =P 0+P 1+P 2=256+333.28+50=639.28W8、( 12 points) In the circuit of Figure 8, determinate the value of Z that will absorbthe maximum power and calculate the value of the maximum power.Figure 8V ︒∠050ω=103•rmsSolution:If Ω135jZ Z eq+==*, Z will absorb the maximum average power. The maximum average power is, W 7.2491356.1941412max=⋅=⋅=*eq OC R U P9、( 14 points) If the switch in Figure 9 has been closed for a long time and isopened at t = 0, find u c , i L , u k for t ≥ 0.20Figure 9u c +-Solution:0 A,5.15.1)5.10(5.14040>-=-+=--t e e i t t L ， 0 V,60120)12060(12020/20/>-=-+=--t e e u t t C 0 ,V 6030902020/40>+--=-=--t e e u i u t t C L K10、( 15 points) The switch in Figure 10 has been in position a for a long time. At t = 0, it moves to position b. Find i 2(t) for t ≥ 0 and sketch it. (Attention: Please mark the key data in your graph.)Figure 1010ΩSolution: A 25.125.132t t e e i ---= 打发第三方.。
东南电气工程面试题(回忆版)
东南电气工程面试题（回忆版）
电力电子方向：
1、晶体管投切电抗器的原理
2、晶闸管的特点，并列举一个应用的例子
3、缓冲电路的组成和原因
4、全控整流电路电阻型负载，负载侧的平均功率是否等于平均电流乘以平均电压（不是！）
5、单相半控整流桥的失控
6、双脉冲触发相比于单脉冲触发的优点
7、半波整流电路，直流侧（还是交流侧，记不清了）为什么不能并联大电容
8、缓冲电路的作用、原理图，零电压零电流电路原理
9、交交变压电路如果二次侧是变压器和一般情况有何不同
10、器件换流有哪几种方式（强迫换流和负载换流）
电力系统方向：
1、变压器分接头变换是否总是有效
2、升压变压器和降压变压器的区别
3、XX矩阵（记不大清了，你就把书上涉及的重要矩阵都看一看）
4、不对称短路故障的分析方法
5、串联电容器和并联电容器对于电力系统的影响
6、无功功率是从高电势处流向低电势处，那么无功功率是从高电压等级流向低电压等级的吗（不是！）
7、调差率是什么，大好还是小好
8、环网的潮流计算步骤，如何打开环网
9、一次调频和二次调频是什么，有什么区别
电机方向：
1、电机的可逆原理
2、异步/同步电机原副边电流关系，磁场频率关系
3、变压器一次侧波形特点
4、不对称三相绕组的分析方法
5、磁链产生的原因和意义
6、三相交流电机的工作原理
7、同步电动机（发电机）的原理
8、同步电机并联运行的条件
9、直流电动机的原理
10、同步电动机如何调节无功功率
11、感应电势和电抗有什么关系
12、电机双反应是什么。
2013 东南大学 电子电路实践理论考试 模电理论考试 2
考试时间：共 30 分钟
卷面总分：100 分
1、(单选题)对于下面的电路原理图，输入为 1V 的正弦波，则下面哪个输出波形是正确的
(10 分)
UO3 UO1 UO4 UO2
2、(单选题)下图为反相滞回比较器实验中的输入输出波形图，蓝线为 CH1，灵敏度档位为 1V/DIV，黄 线为 CH2，灵敏度档位为 2V/DIV，则该滞回比较器的下限阈值电平 VLT 为多少？
选择合理的输入信号的电压 将输入信号接入 CH2，输出信号接入 CH 选择示波器 X-Y 显示方式
可以用“MeБайду номын сангаасsure”功能测量
可以用“V/DIV”和“t/DIV”来测量
10、(多选题)我们可以用示波器测量双端口网络的电压传输特性，下面哪些是测量必须的正确步骤(10 分)
进行原点校准 将输入信号接入 CH1，输出信号接入 CH2 调节灵敏度旋钮使两路信号显示的高度大致相等 CHx 输入耦合方式设成 AC CHx 输入耦合方式设成 DC 选择合理的输入信号频率
(10 分)
1.2V -1.2V 0.6V -0.6V
3、(单选题)放大器输出电阻 Ro 的大小反映了放大器带负载能力的大小， 设负载为 RL ，则 RO << RL(10 分)
负载从放大器获取较大电流
负载从放大器获取较大功率
负载从放大器获取较大电压
4、(单选题)下图为方波发生电路实验中遇到的几种输出波形，请根据波形选择可能的故障原因
(10 分)
A 稳压管短路，B 正常 B 稳压管短路，A 正常 两个稳压管都短路
两个稳压管都开路
5、(单选题)请问在下图中 1 脚和 5 脚之间接的 560pF 电容的作用是
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东南大学研究生电力电子测验题作者: 日期:1请一一列举电力电子器件和理想开关的主要区别，并简要说明使电力电子器件正常工作 的应对措施。
答：电力电子器件与理想开关的主要区别在于：（1） 理想开关导通零电阻，而器件存在导通压降，存在通态损耗；且关断后存在反向漏 电流，存在断态损耗。
（2） 理想开关可瞬时开通和关断，而器件需要一定的开通、关断时间，存在开通和关断 损耗。
（3） 理想开关耐压、耐流能力无限，而器件只能承受一定的额定电压和额定电流，并且 只能承受一定的du/dt 和di/dt 。
下面以晶闸管为例说明使电力电子器件正常工作的应对措施：（1） 选用晶闸管时注意其额定电压和电流应留有一定裕量，额定电压取正常工作时承受 的峰值电压的2~3倍，额定电流取1.5~2倍通态平均电流有效值，并工作在安全工 作区内。
（2） 晶闸管需要在门级加一定宽度和强度的触发脉冲才能正常工作。
（3） 当晶闸管承受反压或其中流过的电流下降至维持电流以下时，晶闸管才能关断。
（4） 晶闸管具有一定的开通和关断时间，实际应用中应注意使用频率的限制。
（5） 避免过大的du/dt 和di/dt ，使用中应该加缓冲电路；为了防止器件过热导致器件损 坏，实际应用时还应该注意散热。
2、大功率开关器件（GTR 、IGBT 等）在开关电路中为何需要加入缓冲电路？缓冲电路根 据其在器件工作中的作用可分为哪两大类?答:缓冲电路可以抑制过电压 du/dt ，过电流di/dt ，减少器件的开关损耗，塑造开关器件开关过程中的开关状态轨迹。
如无极性的 R-C 缓冲 电路可以保护器件；极性化 R-C 缓冲电路可以吸收器件的关断、换向过电压和du/dt ，进行关断保护；极性化L-R 缓冲电路可以抑制开通电 流过冲和di/dt ，进行开通保护；关断和开通缓冲电路结合可以构成复 合缓冲电路。
按能量去向分配可分为耗能式和馈能式缓冲电路。
如图所示的缓冲电 路在V 开通时，C s 通过R s 向V 放电，使i c 先上一个台阶，以后因有 L ，i c 上升速度减慢；在 V关断时，负载电流通过 VD s 向C s 分流，减轻了 V 的负担，抑制了 du/dt 和过电压。
3、电力电子开关器件的功耗主要有哪些？请简述软开关谐振技术减少开关损耗的基本原理。
答：电力电子器件的功耗主要有开通损耗、 关断损耗和导通期间的损耗三种。
高频环境中前 两种损耗占主要比例，低频环境中第三种损耗占主要比例。
软开关技术使电压 U 或/且电流I 减小从而减小开关损耗功率 P=UI 。
软开关可分为ZVS （零 电压开关）和ZCS （零电流开关）两种，前者可以减小器件开通、关断期间的电流I ;后者可以减小器件开关期间的电压 U ，都达到减小损耗 P 的目的。
4、如下图所示为一 PWM 整流电路，请简单分析该电路的工作原理，并（与相控整流电路 相比较）举出三条该电路的优点。
RiLiVD i 7i-di/dt 抑制电路u;(oon答：PWM整流电路是升压型整流电路。
工作时按自然采样法对VT I~VT4进行SPWM控制，使U AB输出电压中含有与正弦调制波同频、幅值成比例的基波，以及载波频率的高次谐波，不含低次谐波。
当u s>0时，VT2、VD4、VD1和L s以及VT3、VD「VD 4和L s分别组成两组升压斩波电路。
以第一组为例，VT2导通时，电源通过VT2和VD4为L s充电；VT2截止时，L s通过VD j和VD4向直流电容C 供电。
同理，当u s<0时，VT i、VD3、VD2和L s以及VT4、VD2、VD 3和L s分别组成两组升压斩波电路。
而输入电流i s与U s的相位角通过控制U AB来实现。
比如目标电流为& = l s-G：，则控制使U AB心l& j L s R s，即能达到控制目标。
与相控整流电路相比，PWM整流电路具有以下优点：1、输入电流谐波含量较小；2、输入电流功率因数可调；3、通过改变控制策略可以实现能量双向流动；4、输出直流电压纹波较小。
5、请画出电压源型三相全桥逆变电路开关状态图并依次正确标注其相应的空间矢量编号, 说明空间矢量编号的基本原则以及哪些空间矢量是零矢量。
答:1 11 1]n n oUdOll) U S(IO1)空间矢量编号的基本原则是：开关按照A->B->C的顺序依次导通，且相邻的开关状态只改r r变一位，即(100,110,010,011,001,101 以及000,111),其中u0二0,0,0 和U7 二1,1,1是零矢量。
6、假设下图中开关器件VT和V的开关占空比为a= t on/T。
请推导：(1)如下图左所示的降压buck电路在稳态工作条件下的输出输入电压的关系表达式U o/E=? ； (2)如下图右所示的升降压boost-buck电路在稳态工作条件下的输出输入电压的关系表达式U JE=?。
答：(1)降压buck电路：该电路在一个工作周期内，电感L中流过的电流积分为0 (这样才能保证电感L电流在周期末和周期初时相等)。
当VT导通时，有d" :. E_U TE -U。
二L 一丄=L丄2：即剧Ln 0 °L;当VT关断时，电感L通过VD续流,dt T on L有L 皿U o =o , U o「-L ，:i Loff - -^T off。
dt T off L7、请列举电力电子开关器件和理想开关的主要区别。
造成电力电子开关器件发热的主要来 源有哪些？列出几种电力电子开关器件散热的措施。
答：电力电子器件与理想开关的主要区别在于：(4) 理想开关导通零电阻，而器件存在导通压降，存在通态损耗；且关断后存在反向漏 电流，存在断态损耗。
(5) 理想开关可瞬时开通和关断，而器件需要一定的开通、关断时间，存在开通和关断 损耗。
(6) 理想开关耐压、耐流能力无限，而器件只能承受一定的额定电压和额定电流，并且只能承受一定的 du/dt 和di/dt 。
造成电力电子器件发热的原因是功耗。
电力电子器件的功耗主要有开通损耗、 关断损耗和导 通期间的损耗三种。
高频环境中前两种损耗占主要比例，低频环境中第三种损耗占主要比例。
在计算等效热阻的基础上，可以对电力电子器件采取散热措施。
按散热方式可以分为传导型、 对流型和辐射型，按具体操作可以分为风冷、水冷和油冷等。
8试以晶闸管 SCR 为例，简述电力电子器件串联工作时，应采取哪些措施来实现器件的 均压？简述电力电子器件并联工作时，应采取哪些措施来实现器件的均流？并画出均压和 均流线路原理图。
答：(1)晶闸管SCR 串联均压：由于器件特性的差异，不同晶闸管的正向阻断电阻和反向阻断电阻不尽相同，从而造成晶闸管串联后电压分配不均的问题。
当晶闸管串联时，首先应选取参数和特性尽量一致的器件，其次要加均压电路。
如右图所示，电阻 R p 远小于晶闸管的正、反向阻断电阻，使晶闸管分得的电压取决于均压电 阻R p 的分压；电容C 用于平衡动态过程中晶闸管的反向恢复电荷，实现动 态均压。
(2)晶闸管SCR 并联均流：如图所示，耦合电感T 1和T 2可以提供动态均流。
当VT 1中电流11上升时，由_C ――ZL VT1£ VT 2 于电感T 1会产生一个与11相反的电动势从而产生反向电流 △【抑制I 1的增长； T ""由于T 1和T 2异名端耦合，所以T 2中产生与12同向的增长电流 △【使12增长，4 L 从而达到平衡两支晶闸管中电流的作用。
有时串联电阻有助使晶闸管为正温 M ?| ■度系数，从而提升静态均流，但需视器件特性而定。
一 .1 如果需要同时串联和并联晶闸管，一般采用先串后并的方法联接。
因为厶 i Lon •「hoff =0，所以 E -U ° Ton _U_°T off =0,即 U o T on(2)升降压boost-buck 电路：同样的，在一个工作周期内，电感L 的电流保持不变。
V 导 通时，电源为电感 L 充电， J 加0， i Lon = I ^on ；关断时，电感L 向负载放 di L 电，咗Uo =0，心i Lon i Loff=0，所以-T on -^T off =0， L L T on= oVT 1 R p9、三相PWM逆变电路分别采用梯形调制波和注入三次谐波进行输出波形控制有何好处？请简单说明二者工作原理并就性能作简单比较。
答：采用梯形波调制和注入三次谐波都提升了调制波中基波的幅值，由于直流电压利用率=输出基波电压幅值/直流电压，所以它们提高了电压利用率，改善了逆变器的输出性能。
采用梯形波作为调制信号时，由于梯形波中含有低次谐波，故输出波形中含有5次、7次等低次谐波。
采用在正弦波调制信号中加入三次谐波的马鞍形”作为调制信号时，输出相电压中含有三次谐波；但合成线电压时，各相电压三次谐波互相抵消，故输出线电压为正弦波，不含低次谐波。
其输出谐波小于梯形调制波，但电压利用率略低。
10、请分析如下图所示的斩控式单相交流调压电路的工作原理（过程），请画出交流输出电压U。
的波形示意图。
该斩控式单相交流调压电路和相控式单相交流调压电路在功率因数、答：如图所示为一个周期的波形，上半图为U i波形，下半图为U o波形。
当输入电压5>0,即在正半周内，V4截止，V3持续导通，V i则以斩波频率导通和关断；在V i关断期间，V3和VD3为负载续流。
当输入电压U i<0，即在负半周内，V3截止而V4导通，V进行通断控制；同样的，在V2关断时，V4和VD4为负载续流。
与相控式交流调压电路相比，斩控式电路的输出电压仅含有高次谐波，谐波含量较低；输入电流与输入电压同相位，功率因数较高。
11、有一单相异步电机（额定工作电压有效值为300V）需要进行变频调速，调速装置的外部输入电压为单相工频交流电（220V，50Hz）。
试采用交直交电路用设计出一种满足该电机调速用的变换器，画出其电路原理示意图并就工作原理作简单说明。
答：由于220V工频交流经过整流和逆变后无法达到300V的有效值，所以变换器必须要有升压设备。
我采取的思路是：220V，50Hz交流-> 加前端变压器升压->全波桥式整流->PWM逆变。
电路原理图如下图所示。
设变压器的变比为1:k,升压后交流电压有效值为U2,桥式整流电路带容性负载输出直流电压为U c，—般取U C=0.9U2；PWM 逆变器直流电压利用率乓= 0.7071m a，即U cU o =0.7071 m a U c,这里取m a=0.8,要求U°=300V ,即：k=300/(0.7071 0.8 09 120)=2.68, 所以变压器变比选为1:2.68。