常州工學(xué)院電力電子試題庫(kù)題目匯總

電力電子試題庫(kù)題目匯總簡(jiǎn)答題〔共題〕第一章緒論及電力電子器件〔共5題〕1、晶閘管的導(dǎo)通條件是什么?怎樣使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷?〔5分〕答：(1)UgIg，才能使晶閘管一加正〔2.5分〕〔2〕晶閘管一旦觸發(fā)導(dǎo)通之后，門(mén)極完全失去掌握作用，要關(guān)斷已經(jīng)導(dǎo)通的晶閘管必需使陽(yáng)極電流Ig小于維持電流IH,對(duì)于電阻負(fù)載，只要使管子陽(yáng)極電壓降為零即可。為了保證晶閘管牢靠快速地關(guān)斷，通常在管子陽(yáng)極電〔2.5分〕2〔5分〕〔2分〕du/dt，di/dt，把開(kāi)關(guān)損耗從器件內(nèi)部轉(zhuǎn)移到緩沖電路中去，然后再消耗到緩沖電路的電阻上，或者由緩沖電路再反響到〔3分〕3、什么是晶閘管的額定電流？〔5分〕〔2分〕國(guó)標(biāo)規(guī)定：晶閘管在環(huán)境溫度為40℃和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過(guò)額定結(jié)溫所允許的最大工頻正弦半〔3分〕4、電力二極管有哪些主要類型？簡(jiǎn)述每種類型器件適用在什么場(chǎng)合以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)?！?0分〕答：電力二極管有一般二極管、快恢復(fù)二極管和肖特基二極管三種主要類型?！?〕一般二極管：多用于開(kāi)關(guān)頻率不高〔1KHZ以下〕的整流電路當(dāng)中?！?分〕優(yōu)點(diǎn)：它的正向電流定額和反向電壓定額可以到達(dá)數(shù)千安和數(shù)千伏以上〔1分〕缺點(diǎn)：反向恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)〔1〕快恢復(fù)二極管:多用于高頻下的斬波和逆變電路?！?〕優(yōu)點(diǎn)：恢復(fù)過(guò)程很短，特別是反向恢復(fù)過(guò)程很短〔5us以下〕，正向壓降較低〔0.9V左右〕〔1分〕1200V(1200V〔1〕優(yōu)點(diǎn)：反響恢復(fù)時(shí)間很短，正向恢復(fù)過(guò)程中也不會(huì)有明顯的電壓過(guò)沖，在反向耐壓較低狀況下其正向壓降也較小，明顯低于快恢復(fù)二極管。(1缺點(diǎn)：在所能承受的反壓提高時(shí)，其正向壓降也會(huì)高得不能滿足要求?！?分〕5〔10分〕答：主電路：對(duì)電能進(jìn)展變換〔1’〕掌握電路：產(chǎn)生主電路中電力電子器件導(dǎo)通和關(guān)斷的掌握信號(hào)。(1’)驅(qū)動(dòng)電路：對(duì)掌握電路產(chǎn)生的掌握信號(hào)進(jìn)展放大〔1’〕檢測(cè)電路：檢測(cè)主電路或應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)，將其反響給掌握電路，〔1’〕保護(hù)電路：保證電力電子器件和整個(gè)電力電子系統(tǒng)的正常牢靠運(yùn)行〔1’〕構(gòu)造圖〔5‘〕其次章整流電路〔共8題〕1、將以下表格中空缺的局部按要求填好。變壓器二次相電壓U2

〔6分〕 1〔5分〕變流器的直流端應(yīng)具有反電勢(shì)負(fù)載ED

，其極性必需與晶閘管導(dǎo)電電流方向全都；(2)變流器輸出的直流平均電壓UO

ED

。(1.5)承受能夠?qū)崿F(xiàn)逆變工作的電路構(gòu)造；(1.5)3〔5分〕答：消滅換相重疊角，整流輸出電壓平均值1分〕

1分〕di/dt〔1分〕有時(shí)人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。換相時(shí)晶閘管電壓消滅缺口，產(chǎn)生正的du/di，可能使晶閘〔1分〕〔1分〕4、產(chǎn)生換向重疊角的緣由是什么？與哪些元素有關(guān)？〔5分〕答：產(chǎn)生換向重疊角的緣由是溝通電源的內(nèi)阻抗，尤其是變壓器的漏抗。由于電感對(duì)電流變化的抑制作用，電感電流不能突變，因此換相過(guò)程不能瞬時(shí)完成，而是需要持續(xù)一段時(shí)間。(2.5)相關(guān)因素有：負(fù)載電流越大，換向重疊角γ越大；變壓器折算到副邊的漏抗X越大，換向重疊角γ越大；當(dāng)αB≤90。時(shí)，α越小，換向重疊角γ越大。(2.5)5、簡(jiǎn)述逆變失敗的緣由?！?〕①觸發(fā)電路工作不行靠，不能適時(shí)、準(zhǔn)確地給各晶閘管安排脈沖，如脈沖喪失、脈沖延時(shí)等，致使晶閘管不能正常換相。使溝通電源電壓和直流電動(dòng)勢(shì)順向串聯(lián)，形成短路。②晶閘管發(fā)生故障，該斷時(shí)不斷，或該通時(shí)不通。〔21〕6、什么是逆變失?。咳绾畏乐鼓孀兪?？(4分)答：逆變運(yùn)行時(shí)，一旦發(fā)生換流失敗，外接的直流電源就會(huì)通過(guò)晶閘管電路形成短路，或者使變流器的輸出平均(2’)防止逆變失敗的方法有：承受準(zhǔn)確牢靠的觸發(fā)電路，使用性能良好的晶閘管，保證溝通電源的質(zhì)量，留出充分的換相裕量角等。(2’)7、在三相半波整流電路中，假設(shè)a相的觸發(fā)脈沖消逝，試?yán)L出在0時(shí)，電阻性負(fù)載和電感性負(fù)載下整流電壓u 的波形〔4分〕d解：假設(shè)0ud

〔2分〕 ud

〔2分〕8、電路形式為兩組三相橋式并聯(lián)可逆電路，負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)，請(qǐng)畫(huà)出：電氣原理圖和直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行四個(gè)象限變流器的工作狀況〔電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，變流器工作狀態(tài)，整流電壓極性，直流電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)極性，主電路電流方向〔8分〕答：每種狀態(tài)電路28分。第三章直流變換〔〕01?分別寫(xiě)出降壓和升壓斬波電路直流輸出電壓U0

dU的關(guān)d系式。0KtU0

又可轉(zhuǎn)變負(fù)載上消耗功率的大小，這就是斬波電路的直流調(diào)壓和調(diào)功原理。U=Kt·Ud0升壓斬波電路U= Ud0 1-Kt2、假設(shè)電源電壓U，開(kāi)關(guān)元件S接通時(shí)間T 與周期T的比值α=Ton，試寫(xiě)出輸出電壓平均值U的d on 1 T 0S〔6分〕3、對(duì)于圖所示的橋式可逆斬波電路，假設(shè)需使電動(dòng)機(jī)工作于反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)，試分析此時(shí)電路的工作狀況〔10分〕答：需使電動(dòng)機(jī)工作于反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由V3

VD3

構(gòu)成的降壓斬波電路工作，此時(shí)需V2

V和3VD構(gòu)成的降壓斬波電路相協(xié)作。當(dāng)V3

導(dǎo)通時(shí)，電源向M供電，使其反轉(zhuǎn)電動(dòng)，〔3分〕電流路徑如以下圖〔2分〕：VVD3

續(xù)流〔2〕，電流路徑如以下圖〔3〕：4BuckVT0-DTDT-T:〔1〕分析電路的工作過(guò)程，推Uo(2)畫(huà)出負(fù)載輸出電壓UoIo圖?！?0〕答：1.1：[0，DT]〔2分〕

VT導(dǎo)通，VD截止，電感上的電壓為： 〔1分〕diu L LL dtUO不變，iLI1I2，有

I I I1分〕U U L

2 1L

(1)D O t t1 12.2：[DT，T]〔2分〕VT關(guān)斷，VD導(dǎo)通，iL按線性從I2下降到Il，則有：

L I O

2 〔1分〕△I為電感的峰一峰脈動(dòng)電流，考慮(1)、(2)得UO

DU 〔1分〕D2分〕5、以下圖所示為BOOST電路，VT0-DT期間導(dǎo)通，在DT-T〔1〕分析電路的工作過(guò)程，推Uo(2)畫(huà)出負(fù)載輸出電壓UoIo圖?！?0〕答：電感電流連續(xù)的條件下有兩種工作模式1.工作模式1[0，DT] 〔2分〕VT管導(dǎo)通，iL

IL

I I〔1分〕1〔1分〕D t DT12.工作模式2[DT，T] 〔2分〕VT斷開(kāi)，iLI2Il，則有:

U U L

I 〔2分〕(2)由〔1〕和〔2〕得：

UU

O 〔1分〕

D)TO 1D2分〕1SPWM逆變器的主電路。試說(shuō)明單極性掌握方式在調(diào)制波ur

的負(fù)半周的掌握方法和工作過(guò)程。ur

為正弦調(diào)制波，uc

為負(fù)向三角形載波。uV31、V34V32V33u<uV33導(dǎo)通，輸出電r r cu為-Uu>uV330V。0 d r c、脈沖寬度調(diào)制的理論依據(jù)是什么？什么是調(diào)制比？什么是載波比？7分〕3、什么叫異步調(diào)制？什么叫同步調(diào)制？它們各自有什么特點(diǎn)？分段同步調(diào)制有什么優(yōu)點(diǎn)？〔10分〕答：載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不保持同步關(guān)系時(shí)的調(diào)制方式稱為異步方式，當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率較低時(shí)，載波比較大，半〔2)當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率增高時(shí)，載波比就減小，輸出脈沖的不對(duì)稱性影響變大，還會(huì)消滅脈沖的跳動(dòng)。同時(shí)輸出波形和正弦波之間的差異也變大，電路輸出特性變壞(2)；(1)低時(shí)，會(huì)產(chǎn)生低頻的諧波，且通常難以濾除，帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)距脈動(dòng)和噪音；(2)為抑制上述缺點(diǎn)，承受分段同步調(diào)制，即把逆變電路的輸出頻率范圍劃分為假設(shè)干頻段，每個(gè)頻段內(nèi)保持載波比為恒定，不同頻段的載波比不同。在輸出頻率的高頻段承受較高的載波比，以使載波頻率不致過(guò)高。在輸出頻率的低頻段承受較高的載波比，以使載波頻率不致過(guò)低而對(duì)負(fù)載產(chǎn)生不利影響(3)。4、換流方式有那幾種？各有什么特點(diǎn)？〔5分〕4種：①器件換流：利用全控器件的自關(guān)斷力量進(jìn)展換流。全控型器件承受此換流方式。(1)②電網(wǎng)換流：由電網(wǎng)供給換流電壓，只要把負(fù)的電網(wǎng)電壓加在欲換流的器件上即可。(1)③負(fù)載換流：由負(fù)載供給換流電壓，當(dāng)負(fù)載為電容性負(fù)載即負(fù)載電流超前于負(fù)載電壓時(shí)，可實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流。(1)④強(qiáng)迫換流：設(shè)置附加換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)追施加反向電壓換流稱為強(qiáng)迫換流。通常是利用附加電容上的能量實(shí)現(xiàn)，也稱電容換流。(1)晶閘管電路不能承受器件換流，依據(jù)電路形式的不同承受電網(wǎng)換流、負(fù)載換流和強(qiáng)迫換流3種方式。(1)5、簡(jiǎn)述串聯(lián)逆變器和并聯(lián)逆變器的異同點(diǎn)?！?0〕答：一樣點(diǎn)：1串、并聯(lián)逆變器都是負(fù)載換相的逆變器，負(fù)載電路必需滿足欠阻尼振蕩條件?！?分〕串、并聯(lián)逆變器為保證牢靠換流，其負(fù)載都必需呈容性。(1分)串、并聯(lián)逆變器都主要用于感應(yīng)加熱、感應(yīng)煉融設(shè)備〔1分〕不同點(diǎn)：1串聯(lián)逆變器負(fù)載電感與換向電容串聯(lián)，構(gòu)成電流諧振電路，以直流電壓元供電，輸出電壓為方波，輸出電流接近正弦波；并聯(lián)逆變器負(fù)載電感與諧振電容并聯(lián)構(gòu)成電壓諧振電路，承受直流電流源供電，輸出電流為方波，輸出電壓近似正弦波?！?〕2串、并聯(lián)逆變器負(fù)載呈容性的話逆變器工作頻率應(yīng)低于負(fù)載諧振頻率，并聯(lián)逆變器工作頻率應(yīng)高于負(fù)載寫(xiě)真頻率〔1〕管?！?〕QQ〔1分〕第五章緩沖電路及電力公害1、高頻化的意義是什么？為什么提高開(kāi)關(guān)頻率可以減小濾波器和變壓器的體積和重量？〔6分〕答：高頻化可以減小濾波器的參數(shù)，并使變壓器小型化，從而有效的降低裝置的體積和重量(2’)。使裝置小型從而減輕了濾波器的體積和重量(2’)；對(duì)于變壓器來(lái)說(shuō)，當(dāng)輸入電壓為正弦波時(shí)，U444fNBS，當(dāng)頻率提高時(shí)，可減小N、S參數(shù)值，從而減小了變壓器的體積和重量。(2’)2、電力電子裝置所產(chǎn)生的諧波對(duì)公用電網(wǎng)的危害有那些？〔5分〕3次諧波流過(guò)中性線會(huì)使線路過(guò)熱甚至發(fā)生火災(zāi)；②影響用電設(shè)備的正常工作。③引起電網(wǎng)局部的諧振，使諧波放大，加劇危害。④導(dǎo)致繼電保護(hù)和〔1分〕緒論及電力電子器件(7題)VT5I=15mA.(8分)L解：當(dāng)門(mén)極有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，則導(dǎo)通，回路方程為：LdiRiE(一階線性非齊次方程)dti

u(t)e

RdtL

u(t)e

RtLi

E(1eR

RtL )LL

時(shí)，門(mén)極觸發(fā)電流可以撤銷，即i

E(1eR

RtL

)0.015

，代入?yún)?shù)值，最終可得t 150 s2、某一整流電路，流過(guò)晶閘管的實(shí)際電流波形如下圖，其平均值Id考慮裕度系數(shù))〔8分〕

=20AI

(不T(AV)

1 sintd(t)Im(2分)Id 2 m 2I212I12I(sint)2d(t)2mm2 2T

〔2分〕kf

IT 2I2d

2.22〔2分，2.22Id

1.57I

T(AV)

I

T(AV)

283A〔2分〕3、實(shí)線局部表示流過(guò)晶閘管的電流波形，其最大值為Im，試求晶閘管的電流平均值Id，有效值IKf100A的晶閘管，不考慮安全余量，晶閘管能承受的平均電流是多少？(5分)

，及波形系TI 1d

I0

sintd(t)2I m

(1’) ；1(1(Isint)2d(t)0mm2T

(1’)IK= Tf Id

=1.111.11(1’)，則有：1.11I

=1.57 100A,(1) I=141.4(1’)d d4、實(shí)線局部表示流過(guò)晶閘管的電流波形，其最大值為Im，試求晶閘管的電流平均值Id，有效值I

，及波形系TKf100A的晶閘管，不考慮安全余量，晶閘管能承受的平均電流是多少？〔5分〕I= d

I 3

sintd(t) = 32

I(1)；I= =11(Isint)2d(t)m31 33 8mI 1 33 8mm

(1)IK= Tf Id

=1.261.26(1)，則有：1.26Id

=1.57 100A, I=124.6A(2)d5IIIK。m d T f假設(shè)選用100A的晶閘管，不考慮安全余量，晶閘管能承受的平均電流是多少？(5分)解：I=1

I

sintd(t)= 3I

(2’)3d 2 m31212(Isint)2d(t)mT3I

2 m1 1 33 8m

0.6342Im

(2’)Kf

TIT(AV)

=1.328(2’)，則有：Kf

I =1.57 100A, I=118.2A(2’)d d6、型號(hào)為KP100-3的晶閘管，維持電流I=4mA?(暫不考慮電壓電流裕H量)〔5分〕解：(a)U

=100V<300v,I

100V

，不合理。(1.5)M A 50K HUM

=282.8V<300V，電壓滿足要求，電流最大=IA

282V10

28.2A100A,IH

，合理。(2)U

=150V〈300V，I

150A，大于額定值，所以不合理。(1.5)M A 17、實(shí)線局部表示流過(guò)晶閘管的電流波形，其最大值為Im，試求晶閘管的電流平均值Id，有效值IKf100A的晶閘管，不考慮安全余量，晶閘管能承受的平均電流是多少？〔5分〕

，及波形系TI=1d 2

4I0

Id(t)=m 8

(1)；I=T

I12124I02d(t)mm2 2IK= f I

=2.832.83(1)，則有：2.83Id

=1.57 100A, I=55.5A(2)dT(AV)其次章整流電路(共34題)〔一〕單相半波全控整流電路(共6題)1U=220VU=80V,平均電2 dI=50A，試計(jì)算晶閘管的掌握角α，導(dǎo)通角θ各為何值?并選用晶閘管。(10u1Tu1TVuVTu2ud解：(1)U=0.45U

1+cosα

,得cosα=2Ud

-1=0.616(2d 2 2

0.45Ui2id∴α=arccos(0.616)=52° 〔1〕πsin2α +2πsin2α +2π(π -α)2(1+cosα)(3)IT

RI=90A〔2〕d(4)I

T(AV)

=(1.5-2.0)

IT

=(86~115)AI

T(AV)

=100A〔2〕(5)U=RM

U=311V,取U=700V〔1〕22 KE2KP100-7〔1〕2單相半波可控整流電路對(duì)電感負(fù)載供電，L20mH，U 100V求當(dāng)60時(shí)的負(fù)載電流I 并畫(huà)出u2 d d與i 波形〔10分〕d解：當(dāng)60時(shí)，在u2

的正半周期60～180期間，晶閘管導(dǎo)通使電惑L儲(chǔ)能，電感L貯存的能量在u 負(fù)2半周期180～300期間釋放，因此在u222

的一個(gè)周期中60～300期間，以下微分方程成立：diL dt

2U

sint，考慮到初始條件，當(dāng)t60

2U 12時(shí)i0 可解方程得：i ( cost)2

其平均值為：d d L 252U3I 52U3d 2 3

2(1cost)d(t)L 22U 2U2L

11.25(A)(5)此時(shí)u 與id d

的波形如以下圖：(5)30~24V直流電壓，最大負(fù)載電流Id=30A220V溝通直接供電的單相半波相控整流電路，試求晶閘管的導(dǎo)通角、額定電壓、額定電流、電路的功率因數(shù)及對(duì)電源容量的要求〔取2倍安全裕量〕TVuVTuTVuVTuu2d220VUd

0.45U2

1cos2

，(2) iu1u1dU==24V時(shí) 121 18012159 (2)d

RU 24U 2UT 2

311V ； I 1212[2U2sint]2dtR0

84A

； R

d I 30d

0.8 ；I 2

2

108A2622V108A。(3)T(AV)

1.57

1.57電源供給有功功率 PI

2R8420.8564.8W；2電源供給視在功率 SU I2 2

84 22018.48kVA(2)電源側(cè)功率因數(shù) PF

P0.305(1)S、某電阻性負(fù)載，Rd=0Ω要求Ud在0~600V〔12分〕對(duì)應(yīng)晶閘管額定電壓、電流值[2倍余量]；對(duì)應(yīng)連接負(fù)載的導(dǎo)線截面積(導(dǎo)線允許電流密度j=6A／mm2)；負(fù)載電阻上消耗的最大功率。1

1cosa解：U d 20

2U sinwtd(wt)0.45U2 2 200U

dmax

0.45U2

600 所以，U=1333V 〔2分〕V2VU2RU2R14sin22maxdI

13335014133350140 2

189A〔2分〕IT(AV)

2

max1.57

2 24A〔2分〕1.57S

IMAXj

3.14mm2

〔2分〕U 2UN TM

2 2U2

3770V〔2分〕 Pmax

I2 RMAX

1786KW 〔2分〕4、單相半波可控整流電路對(duì)電感負(fù)載供電，L20mH ，U2

100V，求當(dāng)0Id

，并畫(huà)出ud與i 波形。(10分)d0時(shí)，在電源電壓u

的正半周期晶閘管導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載2 L儲(chǔ)能，在晶閘管開(kāi)頭導(dǎo)通時(shí)刻，負(fù)載電流為零。在電源電壓u L釋放能量，晶閘管連續(xù)導(dǎo)通。因此，在2u2di

的一個(gè)周期里，以下方程均成立：2L 2dt

2U

sint〔2‘〕考慮到初始條件：當(dāng)t0時(shí)id

0可解方程得：2Ui 22Ud L

1cost)〔‘〕I 1 d 2

222U22U

(1cost)d(t)

222.51(A)(2‘)2UL2Uu 與id d

的波形如以下圖：(3‘)5U2220V,R10，要求輸出整流電壓平均值0~30V連續(xù)可調(diào)。試求掌握角〔安2倍〔10分〕解：U 1 d 2

2U sinwtd(wt)0.45U2 2U

1cosa2

〔2分〕當(dāng)U 30V時(shí)，有cosd

d 10.394,113.2，U0.45U 2

0V時(shí)，180〔1分〕所以的范圍是113.2

~180

，導(dǎo)通角的范圍是0

~668〔1分〕I

U d,在0A~3A之間，流過(guò)晶閘管電流有效值為：d R12I2d(wt12I2d(wt)dT 2 180180113.22180

〔2分〕當(dāng)113.2I2T2

I

Tmax

31.29A 〔1分〕I 2

ITmax

1.64A U

2

220622V〔1分〕T(AV)

1.57 N由于變壓器次級(jí)繞組電流波形與流過(guò)晶閘管電流波形一樣，所以I2

ITmax

164A〔1分〕變壓器次級(jí)容量S2

U I2

2201.64360.8VA〔1分〕〔二〕單向全控橋整流電路(7題)1、單相橋式半控整流電路，負(fù)載為大電感，并接有續(xù)流二極管，設(shè)最大負(fù)載電流為20A，掌握角α=30°，試回ud解：

、iv11

波形②計(jì)算晶閘管電流有效值Iv1

③計(jì)算續(xù)流二極管的電流有效值Iv42220V20～80V20A，最小掌握角α試答復(fù)：

=3０°。min畫(huà)出u,i 波形(α=30°時(shí))dv11計(jì)算晶閘管電流有效值計(jì)算整流二極管的電流平均值.(1)波形ud

,imin2(2)I V1

I≈12.9Ad(3)I

V2AR

2

I≈8.3Ad3L滿足ωL≥RU=100V,R=10Ω，α=45°，試答復(fù)：2①計(jì)算輸出電壓U,輸出電流I,晶閘管電流有效值I ；d d vTud

、iv11

〔10分〕1cos

1cos30解：Ud

0.9U2

0.91002

83.97(V〔2分〕UI d R

83.9710

8.4A〔2分〕 I VT

1 I 5.94A(2分)2d2波形略〔4分〕420～80VI=20A，限制掌握角dα=30°,則minI

;V11S2

〔10分〕

UdmaxIdmax

8020

4〔2〕UUdmax

0.9U2

cos

min

,U2

dmax0.9cos30

102.6V〔4〕IV11

I12d12

=14.14A〔1〕I2

Idmax

20A〔1〕S U I2 2

102.61202052VA〔2〕5、單相全控橋整流電路供反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載，電抗器L足夠大，電源電壓為220V， ，負(fù)載電流50A，試計(jì)算晶閘管、續(xù)流二極管的電流平均值、有效值。假設(shè)電樞回路電阻為 ，求電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)(12分)解：反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載接大電感，可視作電感性負(fù)載來(lái)計(jì)算。(2’)2’)(〔2’〕 〔2‘〕〔2‘〕 (2’)6U2

100VR2L值極大，當(dāng)30時(shí)，要求：①作出u 、id d

和i 的波形3分〕2②求整流輸出平均電壓U

Id

I2

〔3分〕③考慮安全裕量為2〔4分〕解：①u 、id d

和i 的波形如以下圖〔3分〕2②輸出平均電壓U

Id

IddR

分別為U 0.9Ud 2

cos0.9100cos3077.97(V) I d

77.972

38.99(A)I I2 d

38.99A)〔3分〕22U22

100141.4(V)考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為：UN

2141.4283V〔2分〕d2流過(guò)晶閘管的電流有效值為：I d2VT

27.57(A)IN227.5715735(A)〔2分〕7、單相橋式全控整流電路，U2

100VR2LE60V，當(dāng)30時(shí)，要求：①作出ud

、i 和id 2

的波形；②求整流輸出平均電壓U

Id

，變壓器二次電流有效值I ；22〔10分〕解：①u 、id d

和i 的波形如以下圖〔3分〕2②整流輸出平均電壓U 、電流I ，變壓器二次測(cè)電流有效值I 分別為〔3分〕d d 2dI (Udd

E)R

(77.9760)2

9(A)I I2 d

9(A)③晶閘管承受的最大反向電壓為：22U 22

100141.4V)〔1分〕流過(guò)每個(gè)晶閘管的電流的有效值為：I Id 636A)〔1分〕VT 2故晶閘管的額定電壓為：U 2141.4283(V)〔1分〕N晶閘管的額定電流為：NI 26361578A)〔1分〕N晶閘管額定電壓和電流的具體敢值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取?！踩橙喟氩?5題)1、一個(gè)三相半波可控整流電路如下圖。帶大電感負(fù)載，α=45°、R=2Ω、變壓器二次相電壓U=380V。2Ud

IId

VIAR

〔6〕Ud

1.17U2

cos1.17380cos453143(V)(2分)I Ud 314.3 157.2A〔2分〕d R 2IdV11

1I3d

157.23

52.4A〔2分〕2L=0.3HR=5Ω200V，掌握角α=45〔10分〕Ud

I；22確定晶閘管的額定電壓。2fL2500.394.25，可認(rèn)為大電感負(fù)載〔2分〕U 1.17Ud

cos1.17200cos451654(V〔2分〕dRI dRd

165.45

33A)〔1分〕I 1I2 3

11A〔2分〕晶閘管承受的最大正反向電壓為：6U2

489.V〔2分，UN

2489.9980V1000V〔1分〕3、三相半波相控整流電路帶大電感負(fù)載，Rd=10ΩU=220Vα=45°Ud、流2I

和有效電流I，畫(huà)出u、i 、udT T d T2

〔10分〕

1 5 6

2U

U

cos

(1)d 2/3

2 26由于U2

220V，450U=1.17Ud 2U

cos45 =182V(2)182VI d Rd

18.2AI T I

1I

6.1A(2)dT 2 d 3 dI TI

1

10.5A(2)3T 2 d d3u、i 、ud T2

波形圖如下所示：(3)4、三相半波可控整流電路，U2

100VR5L值極大，當(dāng)60出u 、id d

、和i

VT1

的波形②計(jì)算U 、Id d

IdVT

和I 〔10分〕VT解：①u 、id d

和iVT1

的波形如以下圖〔6〕 ②U Id d

IdVT

和I 分別如下:VTU 1.17Ud 2

cos1.17100cos6058.5(V)〔1’〕dRI dRd

58.5511.7(A) (1’)I IdVTdI IdVT

11.73d3.73d3.733

3.9(A) (1’)6.755(A)(1’)5、三相半波可控整流電路，負(fù)載電感極大，電阻R 2、U 220V，當(dāng)60，求出接續(xù)流二極管和d 2不接續(xù)流二極管兩種電路構(gòu)造下的整流電壓、整流電流，考慮2〔12分〕解：①接續(xù)流二極管時(shí)：U 0.675U cos

1d 2

6 0.675220 cos

135(V〔2分〕1 6

3UI dd Rd

1352

67.5(A) 〔1分〕15015036015060360T d

6753375A) 〔1分〕I

I2

42A)〔1分〕N 1.57U 2 6U 700V)(1分)N 2②不接續(xù)流二極管時(shí)：U 1.17Ud

cos117220cos60117(V)〔2分〕UI d d RdI 1IT 3 d

11721313

58.5A〔1分〕5853375A)〔1分〕I

I2 TN 1.57

42A)〔1分〕U 2 6UN 2

700V)〔1分〕〔四〕三相全控橋(3題)1L=0.2Hα=75R=1ΩU=100V。d2dud

的波形，計(jì)算負(fù)載的平均整流電壓Ud

I

，計(jì)算變壓器二次電流的有效值I2

〔10分〕L2fL2314500262.81，可看成大電感負(fù)載，電流可以連續(xù)(2分)U 2.34Ud 2

cos234100cos75 60.56V〔1分〕UI

60.56A〔2分，I

I 4945A〔2分〕23d R 2 23波形略〔2分〕2U2100VR5L值極大，當(dāng)60時(shí)，要求：①畫(huà)出u 、id d

、和i

的波形；②計(jì)算U 、Id d

、I 和I〔〔10分〕解：①u 、id d

和iVT1

的波形如下：(4‘)②U IdRdR

IdVT

和I 分別如下VTU 2.34Ud 2

cos2.34100cos60117(V)(1.5) I Ud

1175

23.4(A)(1.5)I IdVTdI IdVT

23.43d3.43d3.433

7.8(A)(1.5)13.51(A)(1.5)3Ud=230V，求掌握角為零度的時(shí)候，求〔1〕確定變壓器二次電壓〔2〕不考慮安全裕量，選擇晶閘管電壓等級(jí)〔5分〕Ud

2.34U2

cos230(V),0U2

98.3V 〔2分〕晶閘管承受最大正反向電壓為UTM

6U2

230V〔2分〕300V〔1分〕〔五〕換相重疊角51三相全控橋，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，E 200V，R1，L，U 220V，60，L 1mH求U 、2 B dI 、〔10分〕d答：當(dāng)LB

1mH時(shí)：U 2.34Ud 2

cosUd

〔1分〕U d

3X dd

〔1分〕dI (Udd

E)R

〔1分〕Ud

2.34RU cos3X 2R3X

EB 244.15V)(2分)BI 4415A〔1分〕dU 1325V)(1分)dB6Ud又由于 coco)2B6Ud

〔1分〕2即得出 cos(60)0.4485〔1分〕換流重疊角 63.35603.35〔1分〕2R5L，U2220VXB0.3，求UdId、IVD、I2和〔10分〕dR解：三相橋式不行控整流電路相當(dāng)于三相橋式可控整流電路0dR3XU 2.34U cosU U d 2 d d

I I Ud d

(3’)解方程組得： Ud

2.34U3X

cos2/RB

486.9(V)(1’) Id

97.38(A)(1’)B6Ud又由于 coscos()2B6Ud

(2分) 即得出 cos0.892 換流重疊角226.93(1’)二極管電路和變壓器二次側(cè)電流的有效值分別為I IVD

97.38332.46(A)(1’) I d32d3

I 79.51(A)(1’)23233三相半波可控整流電路反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，U 1mH，求當(dāng)30、E50V2 B時(shí)U 、I 、的值并作出u 與i 和i 的波形〔10分〕d d d VT1 VT2LB

時(shí)，有：Ud

1.17U2

cosUd3XU BId 2 d解方程組得：

I (Uddd

E)R

(2‘)R1.17UU 2

cos3X B

d 2R3XBU 6.7(V)(1‘)dI 44.63(A)(1‘)dB6Ud又由于 coco)2B6Ud2即得出 cos(30)0.752換流重疊角 41.283011.28(2‘)u 、id

VT1

和iVT2

的波形如圖。(3‘)4、單相全控橋反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，R1,L,E40V,U2100V,LB0.5mH,30 時(shí)，求U d

和〔10分〕d解：X L2fL0.05〔1分〕BU 0.9Ud0 2

cos77.94V〔1分，Ud

U Udo

77.940.1Id

〔1分〕BU 2X Bd

0.1Idd

(1分)U ERId d

40Id

〔1分〕〔1〕和〔2〕Id

345A〔1分〕U 745V〔1分〕dd又由于 cocos() 2I d

〔2分〕BBU即得出 cos(30)0.826〔1分〕換流重疊角 4.14〔1分〕4d

帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載的三相全控橋電路，變壓器二次測(cè)電壓U=100V，變壓器每相繞組漏感〔折合至2B

=100uH,150A0〔8分〕Ud

3XBI

3250100106

15045V〔2分〕23I 232a

122.47(A)RUdI2a

4.5122.47

0036〔2分〕dBcoscos()2I XdB

21502501001066100 0038〔61006U2cos0961 16〔2分〕〔六〕有源逆變〔8題〕1U=220V，回路總電阻R=0.5Ω，平波2 ∑L足夠大，可使負(fù)載電流連續(xù)，假設(shè)E=-280VI=45.2A，試答復(fù)下d d6分〕求出此時(shí)的逆變掌握角β;S。2解：(1)Ud

=IR+Ed ∑

=-257.4V〔2分〕cosβ= Ud2.34U2

=0.5〔1分〕β=60°〔1分〕(2)I=2

I=36.9A〔1分〕2323S=3UI=24354(VA)=24.35(KVA)〔1分〕2 222、設(shè)溝通電源相電壓U=220V,變流器為三相半波可控整流電路，R2

=0.2Ω，L→∞。試求當(dāng)電動(dòng)機(jī)在提升重物∑Id

=200A，ED

=180V時(shí)，變流器的掌握角應(yīng)為何值?變流器處于何種工作狀態(tài)?又當(dāng)電機(jī)在降落重物時(shí)起制動(dòng)作用的負(fù)載電流Id

=200A,與電機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的ED

=180V,試求此時(shí)變流器的掌握角應(yīng)為何值?計(jì)算Pd

、電阻上消耗的功率PRU -E

ED

〔10〕解：(1)電機(jī)在提升重物時(shí)，I=d

d D，R∑U=Id d

R∑+ED

=200×0.2+180=220V 〔2分〕三相零式電路U=1.17Ucosα,〔1分〕cosα= Udd 2 1.17U2

=1

∴α=31.3°〔1分〕變流器處于可控整流狀態(tài)?！?〕E -U (2)電機(jī)在降落重物時(shí)，d d=I,∴U-(ER d d

-RID ∑d

)=-140V〔1分〕U=-1.17Ucosβ, -140=-1.17×220cosβ,∴β=57.1° 〔1分〕d 2此時(shí)溝通電網(wǎng)吸取的功率P=UI=140×200=28KW 〔1分〕d ddR

上消耗的功率P=I2R=2023×0.2=8KW (1分)∑ R d ∑ED

給出的功率P=EE D

I=180×200=36KW〔1分〕d3、單相全控橋式變流電路如下圖，工作于有源逆變狀態(tài)。β=60°，U=220V,E2 d，L〔10分〕

=-150V,Ud

的波形；V12V12

iV12I

；。V12解：.(1)4分〕(2)U=-0.9Ucosβ=-99(V)(2分)d 2I=UdEd

=51A〔2分〕dI V12

R21 I=36.1(A)〔2分〕2d4、三相全控橋式有源逆變電路如下圖。變壓器二次相電壓的有效值U=220V，回路總電阻R=1.5Ω，平波電L足夠大，可使負(fù)載電流連續(xù)，假設(shè)β=30°，Ed

2 ∑=-474〔10分〕u的波形；dVT4

i

；VT4VT4

I

。VT4〔1〕波形〔4分〕U 2.34Ud 2

cos

〔2〕2.34220cos30445.8VU EI d d R

188A 〔2〕IV14

1I3

109A 〔2〕5220V，回路總電阻R=1.2Ω，平波電抗器足夠大，可使負(fù)載電流連續(xù)，Ed

=-120V,β＝60°，試答復(fù)：u的波形，dU，dU 0.9U cosd2U 0.9U cosd2〔2〕0.9220cos6099VU EI d d R

175A〔2〕I V11

1I 124A〔2〕2 dII 2V11N 1.57

158A〔2〕6200V，回路總電阻R=2Ω，平波電抗器足夠大，可使負(fù)載電流連續(xù)，Ed

=－188V,Id

=30A，10分〕計(jì)算電路的逆變角β；S；2u

的波形。dU解：d

0.9U2

cos

〔2〕0.9200cos180cosU EI d d R

180cos1882

30(2cos071 447〔2〕I 1I2 2 S U I2 2 2

212A〔1〕4240VA〔1〕波形〔略2分〕7L=R=1ΩU=200V，電動(dòng)2機(jī)負(fù)載處于發(fā)電制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，其反電動(dòng)勢(shì)為Ed=-300V，假設(shè)要求電機(jī)全制動(dòng)過(guò)程中的負(fù)載電流為66A〔12分〕①求出此時(shí)的逆變掌握角β；AI；2Ud

的波形。U解：d

2.34U2

cos

〔2分〕2.34200cos468cosU EI d d R

468cos3001

66A(2分)cos05 60〔2分〕I 2I2 3

539A(2分)波形〔2〕8三相全控橋變流器反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，R=1Ω，L,U 220V,L 1mH,當(dāng)E 400V,600時(shí)，2 B M求U 、I 、 的值，此時(shí)送回電網(wǎng)的有功功率是多少？〔10分〕d d3個(gè)等式：U 2.34Ud 2

cos()UdBU 3X Bd

(U Ed)d)RI d2.34RU

EU d三式聯(lián)立求解，得

2R3XB

B M

(1.5)Id109.7(A)由下式可計(jì)算換流重疊角：dBcoscos()2I XdB

(1.5)0.1279 cos(120)0.62796U2128.901208.90(1.5)M d 送回電網(wǎng)的有功功率為： PE I I2R400109.7109.72M d

131.85(W)(1.5)第三章直流斬波〔6〕1U=100V，D=0.6，R=25ΩdU、I；o oV31

ic

u、io o

的波形。2E200V，R10，L值極大，EM

30V，ton

計(jì)算輸出電壓平均值U

Io

〔4分〕L值極大，故負(fù)載電流連續(xù)，可得：輸出電壓平均值為U

ton

20200E

80V〔2分，o T 50Io

R

803010

5〔〔2分〕3VT

的開(kāi)關(guān)周期T1 秒，導(dǎo)通時(shí)間t300

TE100VLR1，求:3負(fù)載的電壓U

Io

、流過(guò)VT

和V 的電流ID

I PdD

〔10〕L，故負(fù)載電流不變,①U tonE110033.3〔V〕 (2)o T 3②I Uo

33.3

33.3〔A〕 (2)o R 1③I

T13

dtId

33.3

11.1〔A〕 (2)dT T T 3 30④I 1dD T

iDT3

2Idt 3

22.2〔A〕 (2)⑤P U IR o

33.3*33.31.11〔KW〕 (2)4、一降壓變換器，工作電壓10V<Us<20V,5V0.5%，即UoU

0.5%,o負(fù)載電阻將在1R1010kHz〔實(shí)際電感量取臨界電感的2倍〔10分〕〔1〕UU

DUo Uo ，0.25D0.5〔1‘〕U Usmsx

s smin〔2〕L

U (1D) o

(1D)

R 〔2‘〕c 2I f 2fo s sfs

10KHzL

(10.25)102101000

375H〔1‘〕2倍L 750H〔1‘〕10〔 3 〕

(1D)U o U10 L f10 s

5(10.25)750106101000

0.5A 〔 1’ 〕ITP10

I o

I Uo2 10 Ro

1I2

50.25 5.25A〔〕1min〔4〕臨界電容：Uo

U o8LCf2s

〔2‘〕C

U (1D)o

5(10.25)

250uF〔1‘〕1o 8LU f2 875010650.5%(10000)2o sU5、一降壓變換器，工作電壓10V<Us<20V,輸出電壓5V，設(shè)紋波電壓為輸出電壓的0.5%，即 Uo

0.5%,負(fù)載電阻將在1R1050kHz〔實(shí)際電感量取臨界電感的2倍〔10分〕6E=50V，LC值極大，R=20ΩT=40onoμs，ono

=25μs時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值U

，輸出電流平均值Io

?！?分〕解：輸出電壓平均值為： Uo

toff

40E4025

5013.3〔〔2.5〕輸出電流平均值為：

Uo133.3

6.66〔〔2.5〕o R 20第四章逆變電路1IGBTUd220180°導(dǎo)電調(diào)制方式，試計(jì)算電路輸出電壓中的基波幅值和有效值.(10分)2UoE=110Vf=100Hz，R=10歐，9次〕(8分)解:〔1〕基波重量Uo1(t)4Esint，有效值為

V

〔2分〕2R222R221021002

16.06輸出基波重量為Io1=Uo1/Z1=6.16A (2分)R2(L)2102R2(L)2102(61000.02)2Z5=63.6歐，Z7=88.57歐，Z9=113.54歐Uo3=1/3Uo1=33V, Uo5=1/5Uo1=19.8V,U07=1/7Uo1=14.14,U09=1/9Uo1=11VI3=Uo3/Z3=0.85A I5=0.31A I7=0.16A I9=0.097A9次以上無(wú)視不計(jì)I2I2I2..I21 3

624A 〔2分〕P 〔2分〕o2Id=100A,L=5mH,R=30歐，C=4.7uF，f=1050HZ,不計(jì)輸出電壓諧波，求：假設(shè)要逆變器牢靠工作，晶閘管關(guān)斷時(shí)間最大為多少？〔6分〕Ud〔4分〕解：(1)負(fù)載阻尼系數(shù)

1 3546 〔1分〕RC諧振頻率 1o LC

6523rad/s 〔1分〕 電路欠阻尼振蕩〔1分〕0C1 00010 所以負(fù)載呈電容性〔1分〕LC負(fù)載基波電壓與電流間的相位差1

arctan[(C1R]17 〔1分〕L要想逆變器牢靠工作，必需滿足

t

t 1

1.7

2.25us 2.25us〔1分〕

1

off1 2