交流电力控制电路

第6章 交流电力控制电路1.关于单相交流调压电路带电阻性负载,以下叙述正确地是：A.为保证输出无直流成份,要求输出给负载地电压波形o u 正负半周对称,平均值为零；B.两只晶闸管都是在电源电压1u 过零时关断,并且一只晶闸管导通时地通态压降,对另一只晶闸管为反向偏压；C.由双向晶闸管组成地单相交流调压电路门极触发脉冲为高频脉冲列,并且在电压1u 过零点之前,应留出一定裕量角提前停止触发脉冲；D.负载电压有效值o U 、电路功率因数λ分别为：παπαπ-+=2sin 211U U o ,παπαπλ-+=2sin 21 2.关于单相交流调压电路带电感性负载(负载阻抗角()R L /arctan ωϕ=>,以下叙述正确地是：A.只能进行滞后控制,使负载电流更为滞后,而无法使其超前；B.当ϕα>时,导通角︒<180θ,正负半波电流断续.α越大,θ越小,波形断续越严重.但此时交流电压可调；C.当ϕα=时,控制角︒=180θ,正负半周电流处于临界连续状态.两只晶闸管地导通角θ均为︒180,电流o i 比电压1u 滞后ϕ角.晶闸管对交流电压失去控制作用；D.当ϕα<时：若采用宽脉冲触发,输出电压、电流波形与ϕα=时相同,导通角θ恒为︒180,电流o i 比电压1u 滞后ϕ角.晶闸管对交流电压失去控制作用；若采用窄脉冲触发,因为电感电压作用面积较大,L 被过充电,放电时间延长,使另一个晶闸管无法正常导通.3.关于单相交流调压电路,以下叙述中不正确地是：A.输出电压可控时负载电压和负载电流均不是正弦波,含有大量谐波；B.能使输出电压可调地正常移相范围：︒=180~ϕα.输出电流为正负半波断续(︒<180θ>地非正弦波形,α越大,则θ越小,电流波形断续加重；C.当ϕα≤时,若采用宽脉冲或高频脉冲列触发,则作用效果与交流开关完全短路地情况相同,不具备可控调压作用,1u u o =,o i 为连续正弦波(︒=180θ>；D.在电感性负载下,不能用窄脉冲触发,否则当ϕα<时会发生一只SCR 无法导通现象,输出电流出现很大地直流成份,会烧毁晶闸管和交流负载.4.三相交流调压电路如图6-12所示：A.(a>图是星形联接.有中线时,三相地3次整数倍谐波是同相位地,全部流过中线；B.三相三线电阻负载时,应采用双脉冲或宽脉冲触发,并且各晶闸管地触发脉冲满足“三种触发关系”,即5,3,1VT 依次对应于a 、b 、c 三相电源地正半周,开通角α相同,故三相地触发脉冲应依次相差︒120；C.三相三线电阻负载时,每相地正、负半周依次分别由反并联地两只晶闸管触发控制,所以同一相地两个反并联晶闸管触发脉冲应相差︒180；触发顺序也是61~VT VT ,依次相差︒60；D.三相三线电阻负载时,把相电压过零点定为控制角α地起点.三相三线电路中,两相间导通时是靠线电压导通地,而线电压超前相电压︒30,因此α地移相范围是︒︒150~0；5.关于三相对称电阻性负载星形联接时地工作波形,以下叙述中正确地是：A.︒=0α时,与将器件短路时地情况相同.任何时刻均有3个SCR 同时导通,每相各有一只.各相负载地电压波形为完全正弦波,即等于电源相电压波形；B.︒=30α时,三管导通与两管导通情况交替出现,每只管导通角度为(α-︒180>,即每到半周过零时关断；C.︒=60α时,任何时刻总是仅有两只晶闸管同时导通,每只管地导通角为︒120；D.︒=90α时,任何时刻总是有两只晶闸管同时导通,此外触发脉冲保持时间需要延续至少︒30；E.︒<<︒12090α时,电路处于2个晶闸管导通与无晶闸管导通地交替状态,每个晶闸管导通角度为α2300-︒,而且这个导通角度被分割为不连续地两部分,在半周波内形成两个断续地波头,各占α-︒150；F.和三相桥式全控整流电路相同,输出电压波形中含,...)3,2,1(16=+k k 次谐波,而且也是谐波地次数越低,其含量越大.没有3地整倍次谐波；G.在阻感负载情况下,与单相阻感负载时地情况相类似,在ϕα<时,负载电流最大且为正弦波,相当于晶闸管全部被短接时地情况.只有在︒=150~ϕα移相范围内,电路才具有交流调压作用.6.关于交流-交流变流电路,以下叙述中正确地是：A. 交流-交流变流电路是把一种形式地交流变成另一种形式地交流地电路,变流时可以改变相关地电压、电流、频率和相数等；B.交流-交流变流电路可以分为直接方式和间接方式两种；C.只改变电压、电流或对电路地通断进行控制,而不改变频率地电路称为交流电力控制电路；D.改变频率地电路称变频电路.7.关于交流-交流变流电路,以下叙述中正确地是：A.在每半个周波内通过对晶闸管开通相位地控制,可以调节输出电压地有效值,这种电路称为交流调压电路；B.以交流电地周期为单位控制晶闸管地通断,改变通态周期数和断态周期数图 三相交流调压电路地比,可以调节输出功率地平均值,这种电路称为交流调功电路；C.如果并不着意调节输出平均功率,而只是根据需要接通或断开电路,则称串入电路中地晶闸管为交流电力电子开关；D.交流调压电路广泛用于灯光控制及异步电动机地软启动,也用于异步电动机调速,在电力系统中,这种电路还常用于对无功功率地连续调节.8.单相交流调压电路如图所示,以下叙述中正确地是：A.图中曲线描述地是单相交流调压电路带阻感负载地情况；B.阻感负载稳态下,ϕα>时地移相范围为παϕ<≤,式中ϕ负载地阻抗角；C. 阻感负载稳态下,ϕα<时地移相范围为παϕ<≤,晶闸管调压器全开放.式中ϕ负载地阻抗角；D.图中红色曲线绘制正确.9.关于斩控式交流调压电路,以下叙述中正确地是：A.1V 、2V 负责斩波控制；B.3V 、4V 给负载电流提供续流通道；C.1VD 在1V 导通期间,负责u Ru R阻止电流流过2V ；D.负载承受正向电压时,3V 阻止电流经4V 流过.10.一单相交流调压器,输入交流电压为220V ,50HZ,阻感负载.其中Ω=8R ,Ω=6L X .试求6/πα=和3/πα=时地输出电压、电流有效值及输入功率和功率因数.解：负载阻抗及负载阻抗角分别为：Ω=+=1022L X R Z)87.36(435.0︒=⎪⎭⎫⎝⎛=R X arctg L ϕ 因此,触发延迟角α地变化范围为：πα<≤6435.0.(1>当6/πα=时,因为ϕα<,因此晶闸管调压器全开放,输出电压为完整地正弦波,负载电流也为最大,为A ZI I o in 22220=== 此时输出功率最大,为W R I P o in 38722==功率因数为8.01≈=oinI U P λ 实际上,此时地功率因数也就是负载阻抗角地余弦.(2>当3/πα=时,先计算晶闸管地导通角,因ϕθϕαϕθαtg e--=-+)sin()sin(,代入3/πα=及)87.36(435.0︒=⎪⎭⎫ ⎝⎛=R X arctg L ϕ有：)2.156(727.2︒=θ 考虑到晶闸管电流有效值为ϕθϕαθθπcos )2cos(sin 21++-=U I VT ,代入数据有： A I VT 55.13=于是：A I I I VT o in 16.192===W R I P o in 29372==697.01≈=oinI U P λ P161<1、2）1.一调光台灯由单相交流调压电路供电,设该台灯可看作电阻负载,在α=0时输出功率为最大值,试求功率为最大输出功率地80%,50%时地开通角α.解：α=0时地输出电压最大,为1021omax )sin 2(1U t d t U U ==⎰πωωπ此时负载电流最大,为RU R U I 1omax omax ==因此最大输出功率为RU I U P 21max o max o max ==输出功率为最大输出功率地80%时,有：RU P P 21max o )8.0(8.0==此时,1o 8.0U U =又由παππα-+=22sin 1o U U 解得α=60.54°同理,输出功率为最大输出功率地50%时,有：1o 5.0U U =又由παππα-+=22sin 1o U U α=90°2.一单相交流调压器,电源为工频220V ,阻感串联作为负载,其中R =0.5Ω,L =2mH.试求：①开通角α地变化范围；②负载电流地最大有效值；③最大输出功率及此时电源侧地功率因数；④当α=2π时,晶闸管电流有效值,晶闸管导通角和电源侧功率因数.解：①负载阻抗角为：φ=arctan<RLω）=arctan<5.01025023-⨯⨯⨯π）=0.89864=51.49°开通角α地变化范围为：φ≤α<π即0.89864≤α<π③当α=φ时,输出电压最大,负载电流也为最大,此时输出功率最大,为P omax =R L R R I 2222max o )(220⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=ω=37.532(KW>功率因数为6227.098.27322037532o 1max o =⨯==I U P λ 实际上,此时地功率因数也就是负载阻抗角地余弦,即cos ϕ=0.6227④α=2π时,先计算晶闸管地导通角,由式<4-7）得 sin(2π+θ-0.89864>=sin(2π-0.89864>ϕθtan -e解上式可得晶闸管导通角为： θ=2.375=136.1°也可由图4-3估计出θ地值.此时,晶闸管电流有效值为ϕθϕαθθπcos )2cos(sin 21VT ++-=ZU I =803.02220⨯π×89864.0cos )375.289864.0cos(375.2sin 375.2++⨯-π=123.2(A>电源侧功率因数为o12o I U RI =λ 其中：VT o 2I I ==174.2(A>于是可得出3959.02.1742205.02.1742o 12o =⨯⨯==I U R I λ。