电力电子技术复试笔试重点复习题

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

如图所示 在大电感负载情况下,必须接续流二极管 ,,电路才能正常运行。如
第 7 页 共 29 页
第二章 相控整流电路
U =90V
d
I
d
=
Ud =2A R
V
1 + cosα
U
d
= 0 .45 × 220
2
o
α=35
I
T
θ T = 180 − 35 = 145 145
o o o
o
o
o
=
θT
Id=
× 2 A = 1 .23A
360
360
I T ( AV ) ≥ 1. 57
IT
= 0 .8
若不考虑电压、电流欲量,选 KP1-4 型晶闸管即可。 360 − θ T = 360 o
o
流过二极管 VD 电流有效值 I
I
D
D
=0.773 × 2A=1.55A
若不考虑电压、电流欲量,选 ZP2-4 行整流二极管即可。
7、图为同步发电机单相半波自励电路 ,原先运行正常,突然发电机电压很低,经检查,晶闸 管触发电路以及熔断器 FU 均正常,试问是何原因?
Ud = 24V
o o o
α=39 θ = 180 − 39 = 141 查图示曲线,波形系数 K
f
= 1. 77
I
T (VA)
≥ 1. 77 × 30
1 .57 A = 33.8 A
UTm ≥ 2U2 = 所以选 KP50-2 型的晶闸管也就可以了。
(
2 × 60 V = 84.4V
)
S=U2 I 2 = (60 × 1. 77 × 30)VA = 3.18KV • A
− R ωt /(ωL ) = 1
ωL = π lim arctg( ) 2 R R−>0
id=
2 U (1 − cosωt ωL
)
d
β变为 2 π,即ωt = 2π , 4π ,...时,i Ud = 1

= 0 ,即二极管在此时刻才截止。
U Rv = 0
2 U (1 − cosωt )d (ωt ) = 2U = 9 A
2U
sinωt
dt 如果电流的初相位为α,则
− R ( ωt − α )
i d =I m sin (ωt − Φ) − I m sin(α − ϕ)e 其中 2U
Im=
( ωt )
ϕ = arctg
2
ωt R
R + (ωt ) 当α= ϕ 时,i
d
2
成为正弦半波电流。
β
1 Ud = 2π
U 2U sinωtd(ωt ) = 2π (cosα − cos β ) U 1 β d 或
RP、VD 及开关 Q 的作用。③本电路晶闸管最小导通角 θ min = ?
答:①根据晶闸管工作原理分析 ,波形u
g
是正弦波,但半波被 VD 截去,当它的瞬时值超过
+Ioe
(ωL )
值为 I
1
,则
i
d1
− R (ωt −π )
(ωt )
= I1 e ωt = 2π + α 可求出晶闸管电流的初始值,即
第 4 页 共 29 页
四川大学电力电子与电力传动专业 电力电子技术复试笔试重点复习题
− R (π + α )
Io=
e 1−e
(ωL )
−R(2π)
− R ( π −α )
电压有效值
U = U2
1 4π
sin2α +
π−α 2π
= 123.4 V
R = Ud = 60 Ω = 2Ω I d 30 I = U =123.4 A = 61.7 A R 2 即电流有效值为 61.7A
5、某电阻负载要求 0~24V 直流电压,最大负载电流 I d =30A,如果用 220V 交流直接供电与
A = 53. 5 A
UTm ≥ 2U2 = 311V 考虑安全欲度,晶闸管至少应选 KP100-4 查图示曲线,cosϕ =0.302 要求电源视在功率 S=U2 I 如采用降压到 60V 供电 Ud = 0. 45U2 1 + cosα 2 U 2 = 60V
o 2
= (220 × 2. 8 × 30 )=18.48KV • A
dit
+Ri ωt dt
d
=
2 Usin
当ωt=0 时,id=0 则
其中
i d =Imsin(ωt-Φ)+ImsinvΦe − Rt L 2U
Im=
R + (ωL )
2
2
φ = arctg
ωL R
图 b 中在三种时间常数时电流波形曲线 β角随
R
(ωt )
的减小而增大。负载为纯电感时 ,
lim e
R−>0
f
比电阻负载时大,所以晶闸管的额定电流应选大一些。
10、某电阻负载的单相桥式半控整流电路,若其中一只晶闸管的阳极、阴极之间被烧断,试 画出整流二极管、晶闸管和负载电阻两端的电压波形。
第 9 页 共 29 页
第二章 相控整流电路
11、图为一种简单的舞台调光线路 ,求:①根据u d 、u g 波形分析电路调光工作原理 。②说明
d id
+ Rid = 2U sinωt dt
当二极管 VD 导通时 L
di t
dt
+ Rid = 0 ,则
− R (ωt − α )
设ωt=α时,晶闸管的初始电流为 I
o
i d = I m sin(ωt − ϕ ) − I m sin(α − ϕ )e 其中 2U
Im=
(ωL )
− R (ωt −ϕ )
用变压器降压到 60V 供电,都采用单相半波可控整流电路 ,是否都满足要求?试比较两种 供 电方案的晶闸管的导通角 ,额定电压,电流值,电源与变压器二侧的功率因数,以及对电 源 容量的要求。
答: 采用 220V 电源直接供电α =0 时,Ud 采用 60V 电源供电、Ud
0 0
= 0 .45U2 = 99V
I m [sinϕ − sin(α − ϕ )e
(ωL ) ]
(ωL )
u d 和i d 的关系为 u d = L 1 Ud = 2π
2 π +α
did
d t + Rid
1
2 π +α
did
1
2 π +α

α
u d d ( ωt ) = 2π
d

α
L dt d ( ωt ) + 2π

α
Rid d ( ωt )
= 0 .45U2 = 27V
所以只要适当调节控制角α,均能满足最大整流电压为 24V 的要 求。 下面我们分析以下两种情况的利弊。 先计算用 220V 交流电源直接供电的情况。 Ud = 0. 45U2 1 + cosα 2 cosα = −0 .515 θ= 180 − 121 = 59
o o o

d
α
I =
2π ∫ α
i d (ωt )
d
Id= R
3、单相半波可控整流,电感性负载接有续流二极管 ,如图所示。求此时直流电压平均值 Ud 及
第 3 页 共 29 页
第二章 相控整流电路
直流电流的平均值 I
d
,并绘出输出电压 u
d
及电流 i
d
的波形,若ωL>>R 时,波形又如何?
答: 当晶闸管 VT 导通时 L
2π ∫ 0 ωL ωL 题图 c 反电动势负载时输出波形如图 c 所示。 设二极管导通时的角度为 α1 ,截止时的角度为β1 ,则 α E
1 = arcsin
2U
β 1 = arcsin
E 2U
= π —α1
π 2
≤β1≤π
1 β U d =E+ 2π ∫ α 11 ( 2 × 100 sinωt − E d (ωt ) =
当晶闸管导通时, u
= 2U sinωt ,当二极管导通时, u d = 0 。 1
π
2 2U sinωtd(ωt ) = 2π (1 + cosα
i d ( 2 π +α )
u d = 2π ∫ 1 因为 2π
2 π +α
α
)
did
ωL

α

i L dt d (ωt ) = 2π ∫ d (α ) did = ωL [i ( 2π + α ) − i (α )] = ωL ( I − I ) = 0 o o d d 2π 2π 1 2π + α Rid d (ωt )I d R Ud = 2π α
压。 答:
题图电阻性负载时输出波形如上图 a 所示。 1 U d = 2π
π
2 2 sinωtd(ωt)= Ud 45A = =4.5A R 10
第 1 页 共 29 页
∫0
d
π × 100V=45A
பைடு நூலகம்I =
第二章 相控整流电路
U RV = 2 × 100V=141.4V 题图感性负载时输出波形如上图 b 所示。二极管一导通,下面电压方程式成立。 L
6.8 A Rr
URV = E + 2U = 241.4V
2、晶闸管单相半波可控整流 ,设交流电压有效值为 U ,频率为 f ,负载为电感性负载,延迟 角为 α ,如图所示。绘出输出电压 u
d
的波形以及输出电流 i
d
的波形,并求出 u
d
及i
d
来。
答: 晶闸管在延迟角α处导通后下面电压方程式 成立。 Id did + Rid =
均值相同的条件下,哪一种负载的晶闸管额定电流应选大一点?为什么? 答:在流过负载电流平均值相同的条件下,反电动势负载时晶闸管额定电流应选大一些。因
为反电动势负载时,晶闸管导通的条件除了门极需要触发外 ,还必须瞬时阳极电压 u
a
大于发
电动势 E 值,所以导通角θ比电阻负载小时。因此,在平均电流值相同时,反电动势负载 的 电流波形系数 K
答:是续流二极管断开所致。因为发电机励磁线圈为大电感负载,所以晶闸管导通角为 θ=2 π- 2α,Ud 始终为零或零电压很低。
8、单相半波可控整流电路,如门极不加触发脉冲 ;晶闸管内部电极短开,试分析上述三种情 况晶闸管两端 (u
T
)
和负载两端 (u
d
)
波形。
T
答:晶闸管门极不加触发脉冲 ,即晶闸管呈阻断状态,可视作开路,所以u
和u
d
波形如图 a
所示。
第 8 页 共 29 页
四川大学电力电子与电力传动专业 电力电子技术复试笔试重点复习题
1 晶闸管内部短路,显然晶闸管两端电压为零,此时 u T 和u d 波形如图 b 所示。 2 晶闸管内部断开, u T 和u d 波形如图 c 所示。
9、某单相可控整流电路给电阻性负载供电和给反电动势负载蓄电池充电 ,在流过负载电流平
四川大学电力电子与电力传动专业 电力电子技术复试笔试重点复习题
1、在题图所示的单相半波整流电路中 ,R=10Ω,L=50mH,E=100V,Rr=1Ω,u=(100 2 sin
ωt)V,f=50Hz,当纯电阻负载,纯电感与电阻串联负载以及反电动势负载三种情况下,试 计算:
1 直流输出电压的平均值 Ud。 2 直流输出电流的平均值 Id。 3 加在二极管上的反向峰值电
+Ioe
(ωL )
0 ≤ ωt ≤ π
ϕ = arctg
2
ωL R
1
R + ( ωL )
2
如果ωt = π 时所求出的二极管电流的初始值为 I
− R ( π −α )
,则
I 1 = I m sinϕ − I m sin(α − ϕ )e 在π ≤ ωt ≤ 2π + α 期间的i
d
(ωL )
− R ( π −α )
这样,增加了整流变压器后,使延迟角减小了,选择的晶闸管的额定电压、额定电流都减小 了,要 求的电源容量也减小了 。由此可以看出,应当尽量使晶闸管电路工作在小延迟角状态 。
6、有一转差离合器的励磁绕组 ,其直流电阻为 45 Ω ,希望在 0 ~90V 范围内可调,采用单 相 半波可控整流电路,由电网直接供电,电源电压为 220V,试选择晶闸管和二极管。 答:
输出电流的平均值与 L 无关系。可写作 Id = Ud R
− R (π + α )

∆i d = I 1 − I 0 = I 1 [1 − e
− R ( π +α )
(ωL )
]
当ωL >> R 时,则
e
(ωL )
=1
∆i d ≈ 0 这样,我们就可以把电流看作一条直线来计算了。
4、某一电热负载,要求直流电压 60V,电流 30A,采用单相半波可控整流电路 ,直接由 220V
U2 = 220V α= 121
o
Ud = 24V
第 6 页 共 29 页
四川大学电力电子与电力传动专业 电力电子技术复试笔试重点复习题 查图示曲线,波形系数 K
即I
T
f
=
I
(VA) ≥
2. 8 × 30 1 .57
= 2. 8 ,要求晶闸管额定有效值 1.57 I T (VA ) ≥ K f I d Id
)
1−
β 1 − α1 2π
E−
2 × 100 2π
(cos β 1
− cosα1 ) =
106.8V Id = 1 2π
∫ αβ
1 1
1
(
2 × 100 sinωt − E d (ωt ) =
)
Rr
第 2 页 共 29 页
四川大学电力电子与电力传动专业 电力电子技术复试笔试重点复习题
1
(Ud − E ) =
电网供电,计算晶闸管的导通角及电流有效 值。 答: U = 0.45U
d 2
1 + cosα 2
U = 60V
d
U = 220V
2
cosα = 导通角
2 × 60 − 1 = 0 .21 0 .45 × 220
o o o
第 5 页 共 29 页
α = 78
o
θ = 180 − 78 = 102
第二章 相控整流电路
相关文档
最新文档