常州工学院电力电子试题库题目汇总

电力电子试题库题目汇总简答题（共题）第一章绪论及电力电子器件（共5题）1、晶闸管的导通条件是什么?怎样使晶闸管由导通变为关断?（5分）答：(1)晶闸管加上正向阳极电压之后，还必须加上触发电压Ug产生足够的触发电流Ig，才能使晶闸管一加正向电压就从阻断状态转为导通状态，称为触发导通。（2.5分）（2）晶闸管一旦触发导通之后，门极完全失去控制作用，要关断已经导通的晶闸管必须使阳极电流Ig小于维持电流IH,对于电阻负载，只要使管子阳极电压降为零即可。为了保证晶闸管可靠迅速地关断，通常在管子阳极电压降为零之后，加一段时间的反向电压。（2.5分）2、简述缓冲电路的基本思路和作用。（5分）答：设计缓冲电路的思想就是使器件在开通过程中电流缓升，关断过程中电压缓升。（2分）缓冲电路的实质是一种开关辅助电路，利用它来减小器件在开关过程中产生的过电压、过电流、过热，抑制du/dt，di/dt，把开关损耗从器件内部转移到缓冲电路中去，然后再消耗到缓冲电路的电阻上，或者由缓冲电路再反馈到电源中去，以确保器件安全可靠运行。（3分）3、什么是晶闸管的额定电流？（5分）答：晶闸管的额定电流就是它的通态平均电流，（2分）国标规定：晶闸管在环境温度为40℃和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温所允许的最大工频正弦半波电流的平均值。（3分）4、电力二极管有哪些主要类型？简述每种类型器件适用在什么场合以及各自的优缺点。（10分）答：电力二极管有普通二极管、快恢复二极管和肖特基二极管三种主要类型。（1分）普通二极管：多用于开关频率不高（1KHZ以下）的整流电路当中。（1分）优点：它的正向电流定额和反向电压定额可以达到数千安和数千伏以上（1分）缺点：反向恢复时间较长（1分）快恢复二极管:多用于高频下的斩波和逆变电路。（1分）优点：恢复过程很短，特别是反向恢复过程很短（5us以下），正向压降较低（0.9V左右）（1分）缺点：反向耐压在1200V以下(1分)肖特基二极管：多用在200V以下的低压场合（1分）优点：反响恢复时间很短，正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲，在反向耐压较低情况下其正向压降也较小，明显低于快恢复二极管。(1分)缺点：在所能承受的反压提高时，其正向压降也会高得不能满足要求。（1分）5、简述电力电子器件系统组成以及各部分的功能，并画出结构框图。（10分）答：主电路：对电能进行变换（1’）控制电路：产生主电路中电力电子器件导通和关断的控制信号。(1’)驱动电路：对控制电路产生的控制信号进行放大（1’）检测电路：检测主电路或应用现场的信号，将其反馈给控制电路，让其根据系统需要形成新的控制信号。（1’）保护电路：保证电力电子器件和整个电力电子系统的正常可靠运行（1’）结构图（5‘）第二章整流电路（共8题）1、将下列表格中空缺的部分按要求填好。变压器二次相电压U2对于电感负载满足大电感负载的条件。（6分）变流器产生有源逆变状态必须同时具备的条件？（5分）变流器的直流端应具有反电势负载ED，其极性必须与晶闸管导电电流方向一致；(2)变流器输出的直流平均电压UO的极性必须为负，且小于ED。(1.5)采用能够实现逆变工作的电路结构；(1.5)3、简述变压器漏抗对整流电路的影响。（5分）答：出现换相重叠角，整流输出电压平均值降低；（1分）整流电路的工作状态增多；（1分）晶闸管的di/dt减小，有利于晶闸管的安全导通。（1分）有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/di，可能使晶闸管误导通，为此，必须加吸收电路。（1分）换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。（1分）4、产生换向重叠角的原因是什么？与哪些元素有关？（5分）答：产生换向重叠角的原因是交流电源的内阻抗，尤其是变压器的漏抗。由于电感对电流变化的抑制作用，电感电流不能突变，因此换相过程不能瞬时完成，而是需要持续一段时间。(2.5)相关因素有：负载电流越大，换向重叠角γ越大；变压器折算到副边的漏抗XB越大，换向重叠角γ越大；当α≤90。时，α越小，换向重叠角γ越大。(2.5)5、简述逆变失败的原因。（5分）①触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相。使交流电源电压和直流电动势顺向串联，形成短路。②晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通。③交流电源缺相或突然消失。④换相的裕量角不足，引起换相失败。（第一条2分，其余每条1分）6、什么是逆变失败？如何防止逆变失败？(4分)答：逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。(2’)防止逆变失败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换相裕量角等。(2’)7、在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在时，电阻性负载和电感性负载下整流电压的波形。（4分）解：假设，当负载为电阻时，的波形如下：（2分）当负载为电感时，的波形如下：（2分）8、电路形式为两组三相桥式并联可逆电路，负载为直流电动机，请画出：电气原理图和直流电动机运行四个象限变流器的工作情况（电动机运行状态，变流器工作状态，整流电压极性，直流电动机反电势极性，主电路电流方向）。（8分）答：每种状态电路2分，共8分。第三章直流变换（共题）1、何谓斩波电路的直流调压和直流调功原理?分别写出降压和升压斩波电路直流输出电压U0与电源电压Ud的关系式。解：改变导通比Kt即可改变直流平均输出电压U0又可改变负载上消耗功率的大小，这就是斩波电路的直流调压和调功原理。降压斩波电路U0=Kt·Ud升压斩波电路U0=2、若电源电压Ud已知，开关元件S接通时间Ton与周期T的比值α1=已知，试写出输出电压平均值U0的表达式，并画出S接通与关断时的等效电路图。（6分）3、对于图所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作情况。（10分）答：需使电动机工作于反转电动状态时，由V3和VD3构成的降压斩波电路工作，此时需V2保持导通，与V3和VD3构成的降压斩波电路相配合。当V3导通时，电源向M供电，使其反转电动，（3分）电流路径如下图（2分）：当V3关断时，负载通过VD3续流（2分），电流路径如下图（3分）：4、下图所示为Buck电路，已知VT在0-DT期间导通，在DT-T期间关断。要求:（1）分析电路的工作过程，推导输出电压Uo的表达式(2)画出负载输出电压Uo和负载输出电流Io的波形以及电路不同工作阶段的等效电路图。（10分）答：1.工作模式1：[0，DT]（2分）VT导通，VD截止，电感上的电压为：（1分）设UO不变，iL按线性规律从I1上升到I2，有（1分）2.工作模式2：[DT，T]（2分）VT关断，VD导通，iL按线性从I2下降到Il，则有：（1分）△I为电感的峰一峰脉动电流，考虑(1)、(2)得（1分）输出波形为：（2分）5、下图所示为BOOST电路，已知VT在0-DT期间导通，在DT-T期间关断。要求:（1）分析电路的工作过程，推导输出电压Uo的表达式(2)画出负载输出电压Uo和负载输出电流Io的波形以及电路不同工作阶段的等效电路图。（10分）答：电感电流连续的条件下有两种工作模式1.工作模式1[0，DT]（2分）VT管导通，iL按线性规律上升，有：（1分）2.工作模式2[DT，T]（2分）VT断开，iL从I2降到Il，则有:（2分）由（1）和（2）得：（1分）输出波形如右图所示：（2分）第四章逆变电路1、如图为单相桥式SPWM逆变器的主电路。试说明单极性控制方式在调制波ur的负半周的控制方法和工作过程。解：设ur为正弦调制波，uc为负向三角形载波。在ur的负半周，关断V31、V34，使V32始终受控导通，只控制V33。在ur<uc时，控制V33导通，输出电压u0为-Ud，在ur>uc时，使V33关断，输出电压为0V。2、脉冲宽度调制的理论依据是什么？什么是调制比？什么是载波比？（7分）3、什么叫异步调制？什么叫同步调制？它们各自有什么特点？分段同步调制有什么优点？（10分）答：载波信号和调制信号不保持同步关系时的调制方式称为异步方式，当调制信号频率较低时，载波比较大，半周期内的脉冲数较多，输出波形接近正弦波。（2)当调制信号频率增高时，载波比就减小，输出脉冲的不对称性影响变大，还会出现脉冲的跳动。同时输出波形和正弦波之间的差异也变大，电路输出特性变坏(2)；载波比等于常数，并在变频时使载波和调制信号保持同步的调制方式称为同步调制(1)。当逆变电路输出频率很低时，会产生低频的谐波，且通常难以滤除，带电动机负载时产生转距脉动和噪音；(2)为克服上述缺点，采用分段同步调制，即把逆变电路的输出频率范围划分为若干频段，每个频段内保持载波比为恒定，不同频段的载波比不同。在输出频率的高频段采用较高的载波比，以使载波频率不致过高。在输出频率的低频段采用较高的载波比，以使载波频率不致过低而对负载产生不利影响(3)。4、换流方式有那几种？各有什么特点？（5分）答：换流方式有4种：①器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。全控型器件采用此换流方式。(1)②电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。(1)③负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。(1)④强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强追施加反向电压换流称为强迫换流。通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。(1)晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。(1)5、简述串联逆变器和并联逆变器的异同点。（10分）答：相同点：1串、并联逆变器都是负载换相的逆变器，负载电路必须满足欠阻尼振荡条件。（1分）2串、并联逆变器为保证可靠换流，其负载都必须呈容性。(1分)3串、并联逆变器都主要用于感应加热、感应炼融设备（1分）不同点：1串联逆变器负载电感与换向电容串联，构成电流谐振电路，以直流电压元供电，输出电压为方波，输出电流接近正弦波；并联逆变器负载电感与谐振电容并联构成电压谐振电路，采用直流电流源供电，输出电流为方波，输出电压近似正弦波。（2分）2串、并联逆变器负载呈容性的话逆变器工作频率应低于负载谐振频率，并联逆变器工作频率应高于负载写真频率（1分）3串联逆变器依靠负载电流振荡过零关断晶闸管，在另一组晶闸管触发开通前，电路必须为负载提供续流通路，因此晶闸管应带有反并联二极管；并联逆变器则依靠触发另一队晶闸管来对原来导通的晶闸管施加反向电压使其关断，无须为负载提供续流通路，晶闸管不加反并联二极管。（3分）4串联逆变器主要用于较低Q值的感应器，并联逆变器一般用在高Q值、大电流的应用中。（1分）第五章缓冲电路及电力公害1、高频化的意义是什么？为什么提高开关频率可以减小滤波器和变压器的体积和重量？（6分）答：高频化可以减小滤波器的参数，并使变压器小型化，从而有效的降低装置的体积和重量(2’)。使装置小型化、轻量化是高频化的意义所在。提高开关频率，周期变短，可使滤除开关频率中谐波的电感和电容的参数变小，从而减轻了滤波器的体积和重量(2’)；对于变压器来说，当输入电压为正弦波时，，当频率提高时，可减小N、S参数值，从而减小了变压器的体积和重量。(2’)2、电力电子装置所产生的谐波对公用电网的危害有那些？（5分）答：①谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低设备的效率，大量的3次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾；②影响用电设备的正常工作。③引起电网局部的谐振，使谐波放大，加剧危害。④导致继电保护和自动装置的误动作。⑤对通信系统造成干扰。（每问1分）计算题第一章绪论及电力电子器件(共7题)1、如图所示电路，要使晶闸管VT导通，门极触发电流脉冲的宽度最小应为多少？图中E=50V，R=0.5Ω，L=0.5H，晶闸管擎住电流IL=15mA.(8分)解：当门极有触发信号时，则导通，回路方程为：(一阶线性非齐次方程)采用常数变量法来求解，设最后解得当i>iL时，门极触发电流可以撤销，即，代入参数值，最后可得2、某一整流电路，流过晶闸管的实际电流波形如图所示，其平均值Id=20A，试选择晶闸管的额定电流IT(AV)(不考虑裕度系数)。（8分）解：(2分)（2分）波形系数（2分），，所以（2分）3、实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值为Im，试求晶闸管的电流平均值Id，有效值IT，及波形系Kf。若选用100A的晶闸管，不考虑安全余量，晶闸管能承受的平均电流是多少？(5分)(1’)；IT==(1’)Kf==1.11；图波形系数为1.11(1’)，则有：1.11=1.57100A,(1’)Id=141.4A(1’)4、实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值为Im，试求晶闸管的电流平均值Id，有效值IT，及波形系Kf。若选用100A的晶闸管，不考虑安全余量，晶闸管能承受的平均电流是多少？（5分）Id==Im(1)；IT==Im(1)Kf==1.26；波形系数为1.26(1)，则有：1.26=1.57100A,Id=124.6A(2)5、实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值为Im，试求晶闸管的电流平均值Id，有效值IT，及波形系Kf。若选用100A的晶闸管，不考虑安全余量，晶闸管能承受的平均电流是多少？(5分)解：Id==Im(2’)IT==(2’)波形系数为Kf==1.328(2’)，则有：Kf=1.57100A,Id=118.2A(2’)6、型号为KP100-3的晶闸管，维持电流IH=4mA，使用如图所示电路，是否合理，为什么?(暂不考虑电压电流裕量)（5分）解：(a)UM=100V<300v,电压满足要求；，不合理。(1.5)(b)UM=282.8V<300V，电压满足要求，电流最大=，合理。(2)(c)UM=150V〈300V，，大于额定值，所以不合理。(1.5)7、实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值为Im，试求晶闸管的电流平均值Id，有效值IT，及波形系Kf。若选用100A的晶闸管，不考虑安全余量，晶闸管能承受的平均电流是多少？（5分）Id==(1)；IT==(1)Kf==2.83；图波形系数为2.83(1)，则有：2.83=1.57100A,Id=55.5A(2)第二章整流电路(共34题)（一）单相半波全控整流电路(共6题)1、单相半波可控整流电路对电阻性负载供电，已知U2=220V,要求输出直流平均电压Ud=80V,平均电流Id=50A，试计算晶闸管的控制角α，导通角θ各为何值?并选用晶闸管。(10分)TVTRu1u2uVTudiTVTRu1u2uVTudid∴α=arccos(0.616)=52°（1分）(2)导通角θ=180°-52°=128°（1分）(3)流过晶闸管的电流有效值IT=Id=90A（2分）(4)IT(AV)=(1.5-2.0)=(86~115)A,取IT(AV)=100A（2分）(5)承受的最大正反向电压URM=U2=311V,取UKE=700V（1分）故选取KP100-7这种晶闸管。（1分）2、单相半波可控整流电路对电感负载供电，，，求当时的负载电流，并画出与波形。（10分）解：当时，在的正半周期～期间，晶闸管导通使电惑储能，电感储藏的能量在负半周期～期间释放，因此在的一个周期中～期间，以下微分方程成立：，考虑到初始条件，当时可解方程得：其平均值为：(5)此时与的波形如下图：(5)TVTRu1u2uVTudid3、某电阻性负载要求0~24V直流电压，最大负载电流Id=30A，如采用由TVTRu1u2uVTudid解：采用由220V交流直接供电时：，(2)Ud==24V时(2)；；；，取2倍安全裕量，额定电压、额定电流分别为622V和108A。(3)电源提供有功功率；电源提供视在功率(2)电源侧功率因数(1)4、某电阻性负载，Rd=50Ω,要求Ud在0~600V可调，试用单相半波整流电路来供给，分别计算：（12分）(1)晶闸管额定电压、电流值[取2倍余量]；(2)连接负载的导线截面积(导线允许电流密度j=6A／mm2)；(3)负载电阻上消耗的最大功率。解：对应时，所以，U2=1333V（2分）（2分）（2分）导线截面积：（2分）（2分）（2分）单相半波可控整流电路对电感负载供电，，，求当的负载电流，并画出与波形。(10分)解：时，在电源电压的正半周期晶闸管导通时，负载电感储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。在电源电压的负半周期，负载电感释放能量，晶闸管继续导通。因此，在电源电压的一个周期里，以下方程均成立：（2‘）考虑到初始条件：当时可解方程得：，（3‘）(2‘)与的波形如下图：(3‘)下图为带续流二极管的单相半波可控整流电路，电感无穷大，保证电流连续。，要求输出整流电压平均值0~30V连续可调。试求控制角的范围，并选择晶闸管定额并计算变压器次级容量。（安全裕量为2倍）。（10分）解：（2分）当时，有，时，，（1分）所以的范围是，导通角的范围是（1分）因为电感无穷大，，流过晶闸管电流有效值为：，（2分）当时，取最大值，（1分），额定电压：。（1分）因为变压器次级绕组电流波形与流过晶闸管电流波形相同，所以（1分）变压器次级容量（1分）（二）单向全控桥整流电路(共7题)1、单相桥式半控整流电路，负载为大电感，并接有续流二极管，设最大负载电流为20A，控制角α=30°，试回答：①画出ud、iv11波形②计算晶闸管电流有效值Iv1③计算续流二极管的电流有效值Iv4解：2、单相桥式半控整流电路，由220V经变压器供电，负载为大电感，并接有续流二极管，要求输出整流电压20～80V连续可调，最大负载电流为20A，最小控制角αmin=3０°。试回答：(1)画出ud,iv11波形(α=30°时)(2)计算晶闸管电流有效值(3)计算整流二极管的电流平均值.(1)波形ud,iV11(2)IV1=Id≈12.9A(3)IV2AR=Id≈8.3A3、单相全控桥电路如下图所示。若L满足ωL≥R，且已知U2=100V,R=10Ω，α=45°，试回答：①计算输出电压Ud,输出电流Id,晶闸管电流有效值IvT；②画出ud、iv11波形。（10分）解：（2分）（2分）(2分)波形略（4分）4、单相全控桥带大电感负载，要求输出电压在20～80V内连续可调，最大负载电流Id=20A，限制控制角αmin=30°,则(1)计算晶闸管的电流有效值IV11;(2)计算变压器二次容量S2。（10分）解：（2分）（4分）=14.14A（1分）（1分）（2分）5、单相全控桥整流电路供反电动势负载，电抗器L足够大，电源电压为220V，，负载电流50A，试计算晶闸管、续流二极管的电流平均值、有效值。若电枢回路电阻为，求电动机的反电动势(12分)解：反电动势负载接大电感，可视作电感性负载来计算。(2’)(2’)（2’）（2‘）（2‘）(2’)6、单相桥式全控整流电路，，负载中，值极大，当时，要求：①作出、和的波形；（3分）②求整流输出平均电压、电流，变压器二次电流有效值；（3分）③考虑安全裕量为2，确定晶闸管的额定电压和额定电流。（4分）解：①、和的波形如下图：（3分）②输出平均电压、电流，变压器二次电流有效值分别为（3分）③晶闸管承受的最大反向电压为：考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为：（2分）流过晶闸管的电流有效值为：晶闸管的额定电流为：（2分）7、单相桥式全控整流电路，，负载，值极大，反电势，当时，要求：①作出、和的波形；②求整流输出平均电压、电流，变压器二次电流有效值；③考虑安全裕量2倍，确定晶闸管的额定电压和额定电流。（10分）解：①、和的波形如下图：（3分）②整流输出平均电压、电流，变压器二次测电流有效值分别为：（3分）③晶闸管承受的最大反向电压为：（1分）流过每个晶闸管的电流的有效值为：（1分）故晶闸管的额定电压为：（1分）晶闸管的额定电流为：（1分）晶闸管额定电压和电流的具体敢值可按晶闸管产品系列参数选取。（三）三相半波(共5题)1、一个三相半波可控整流电路如图所示。已知带大电感负载，α=45°、R=2Ω、变压器二次相电压U2=380V。试计算负载的平均电压Ud和负载平均电流Id，计算晶闸管电流平均值IVIAR。（6分）解：(2分)（2分）（2分）2、三相半波可控整流电路，电感负载L=0.3H，电阻R=5Ω，二次相电压为200V，控制角α=45°，试回答：（10分）(1)计算负载的平均整流电压Ud和二次相电流的有效值I2；(2)按裕量系数2确定晶闸管的额定电压。解：，可认为大电感负载（2分）（2分）（1分）（2分）晶闸管承受的最大正反向电压为：（2分），，取1000V（1分）3、三相半波相控整流电路带大电感负载，Rd=10Ω，相电压有效值U2=220V。求α=45°时负载直流电压Ud、流过晶闸管的平均电流IdT和有效电流IT，画出ud、iT2、uT3的波形。（10分）解：1.17(1)因为：220V，Ud=1.17=182V(2)(2)(2)ud、iT2、uT3波形图如下所示：(3)4、三相半波可控整流电路，，带电阻电感负载，，值极大，当时，要求：①画出、、和的波形②计算、、和。（10分）解：①、和的波形如下图（6’）②、、和分别如下:（1’）(1’)(1’)(1’)5、三相半波可控整流电路，负载电感极大，电阻、，当，求出接续流二极管和不接续流二极管两种电路结构下的整流电压、整流电流，考虑2倍安全裕量，选择晶闸管。（12分）解：①接续流二极管时：（2分）（1分）（1分）晶闸管：（1分）(1分)②不接续流二极管时：（2分）（1分）（1分）晶闸管：（1分）（1分）（四）三相全控桥(共3题)1、有一个三相全控桥整流电路如图所示。已知电感负载L=0.2H、α=75°、R=1Ω、变压器二次相电压U2=100V。试画出ud的波形，计算负载的平均整流电压Ud和负载电流平均值Id，计算变压器二次电流的有效值I2。（10分）解：，可看成大电感负载，电流可以连续(2分)（1分）（2分），（2分）波形略（2分）2、三相桥式全控整流电路，，带电阻电感负载，，值极大，当时，要求：①画出、、和的波形；②计算、、和。（10分）解：①、和的波形如下：(4‘)②、、和分别如下 (1.5) (1.5)(1.5) (1.5)3、三相全控桥整流电路，Ud=230V，求控制角为零度的时候，求（1）确定变压器二次电压（2）不考虑安全裕量，选择晶闸管电压等级（5分）解：（2分）晶闸管承受最大正反向电压为（2分）不考虑安全裕量角，选额定电压300V等级。（1分）（五）换相重叠角(共5题)1、三相全控桥，反电动势阻感负载，，，，，，，求、、的值。（10分）答：当时：（1分）（1分）（1分）解方程组得：(2分)（1分）(1分)又因为（1分）即得出（1分）换流重叠角（1分）2、、三相桥式不可控整流电路，阻感负载，，，，，求、、、和的值。（10分）解：三相桥式不可控整流电路相当于三相桥式可控整流电路时的情况。(3’)解方程组得：(1’)(1’)又因为(2分)即得出换流重叠角(1’)二极管电路和变压器二次侧电流的有效值分别为(1’)(1’)3、三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，，，，求当、时、、的值并作出与和的波形。（10分）解：考虑时，有：(2‘)解方程组得：(1‘)(1‘)(1‘)又因为即得出换流重叠角(2‘)、和的波形如图。(3‘)4、单相全控桥反电动势阻感负载，时，求的数值。（10分）解：（1分）（1分），（1分）(1分)（1分）（1）和（2）联列方程组，解得（1分）（1分）又因为（2分）即得出（1分）换流重叠角（1分）串联Ｌd带电动机负载的三相全控桥电路，已知变压器二次测电压U2=100V，变压器每相绕组漏感（折合至二次圈）LB=100uH,负载电流为150A，求由于漏抗引起的换相压降，该压降所对应整流器的等效内阻及时的重叠角。（8分）解：（2分）（2分）（2分）（2分）（六）有源逆变（共8题）1、三相全控桥式有源逆变电路如图所示，变压器二次相电压的有效值U2=220V，回路总电阻R∑=0.5Ω，平波电抗器L足够大，可使负载电流连续，若Ed=-280V，要求电机在制动过程中的负载电流Id=45.2A，试回答下列各题：（6分）(1)求出此时的逆变控制角β;(2)计算变压器二次的总容量S2。解：(1)Ud=IdR∑+Ed=-257.4V（2分）cosβ==0.5（1分）β=60°（1分）(2)I2=Id=36.9A（1分）S2=3U2I2=24354(VA)=24.35(KVA)（1分）2、设交流电源相电压U2=220V,变流器为三相半波可控整流电路，R∑=0.2Ω，L→∞。试求当电动机在提升重物时，负载电流Id=200A，反电势ED=180V时，变流器的控制角应为何值?变流器处于何种工作状态?又当电机在降落重物时起制动作用的负载电流Id=200A,与电机转速相对应的ED=180V,试求此时变流器的控制角应为何值?计算交流电网吸收的功率Pd、电阻上消耗的功率PR以及电动势ED送出的功率。（10分）解：(1)电机在提升重物时，Id=，Ud=IdR∑+ED=200×0.2+180=220V（2分）三相零式电路Ud=1.17U2cosα,（1分）cosα==∴α=31.3°（1分）变流器处于可控整流状态。（1分）(2)电机在降落重物时，=Id,∴Ud-(ED-R∑Id)=-140V（1分）Ud=-1.17U2cosβ,-140=-1.17×220cosβ,∴β=57.1°（1分）此时交流电网吸收的功率Pd=UdId=140×200=28KW（1分）电阻R∑上消耗的功率PR=IR∑=2002×0.2=8KW(1分)电势ED给出的功率PE=EDId=180×200=36KW（1分）3、单相全控桥式变流电路如图所示，工作于有源逆变状态。β=60°，U2=220V,Ed=-150V,R=1Ω，L足够大，可使负载电流连续，试按要求完成下列各项：（10分）(1)画出输出电压Ud的波形；(2)画出晶闸管V12的电流波形iV12；(3)计算晶闸管V12电流的有效值IV12。解：.(1)波形：（4分）(2)Ud=-0.9U2cosβ=-99(V)(2分)Id==51A（2分）IV12=Id=36.1(A)（2分）4、三相全控桥式有源逆变电路如图所示。变压器二次相电压的有效值U2=220V，回路总电阻R∑=1.5Ω，平波电抗器L足够大，可使负载电流连续，若β=30°，Ed=-474V，试回答下列问题：（10分）①画出输出电压ud的波形；②画出晶闸管VT4的电流波形iVT4；③计算晶闸管VT4电流的有效值IVT4。解：（1）波形（4分）（2分）（2分）（2分）5、单相全控桥，工作在有源逆变状态，变压器二次相电压有效值为220V，回路总电阻R=1.2Ω，平波电抗器足够大，可使负载电流连续，Ed=-120V,β＝60°，试回答：(1)画出输出电压ud的波形，(2)求输出平均电压Ud，(3)按裕量系数2确定晶闸管的额定电流。解：（1）波形：（2分）（2分）（2分）（2分）（2分）6、单相压有效值为200V，回路总电阻R=2Ω，平波电抗器足够大，可使负载电流连续，Ed=－188V,若要求负载电流Id=30A，试回答：（10分）(1)计算电路的逆变角β；(2)计算变压器的总容量S2；(3)画出输出电压ud的波形。解：（2分）(2分)（2分）（1分）（1分）波形（略）（2分）7、如图所示全控桥式变流电路工作于有源逆变状态L=∞，主电路总电阻R=1Ω变压器二次电压U2=200V，电动机负载处于发电制动运行状态，其反电动势为Ed=-300V，若要求电机全制动过程中的负载电流为66A。（12分）①求出此时的逆变控制角β；②求变压器二次侧A相电流有效值I2；③画出此时输出电压Ud的波形。解：（2分）(2分)（2分）(2分)波形（2分）8、三相全控桥变流器，反电动势阻感负载，R=1Ω，当时，求、、的值，此时送回电网的有功功率是多少？（10分）答：由题意可列出如下3个等式：(4)三式联立求解，得(1.5)(1.5)由下式可计算换流重叠角：(1.5)送回电网的有功功率为：(1.5)第三章直流斩波（共6题）1、如图所示升压斩波电路，已知Ud=100V，D=0.6，R=25Ω①求输出电压、电流的平均值Uo、Io；②对应给定的V31触发信号波形及电容电流ic波形，试画出uo、io的波形。2、在下图所示的降压斩波电路中，已知V，，值极大，V，，s，计算输出电压平均值，输出电流平均值。（4分）解：由于值极大，故负载电流连续，可得：输出电压平均值为（2分），输出电流平均值为（A）（2分）3、降压斩波电路如下图，的开关周期秒，导通时间，V，,，求:负载的电压、电流、流过和的电流,和负载功率。（10分）解：，故负载电流不变,①（V）(2)②（A）(2)③（A）(2)④（A）(2)⑤（KW）(2)4、已知一降压变换器，工作电压10V<Us<20V,输出电压5V，设纹波电压为输出电压的0.5%，即负载电阻将在变化，求工作频率为10kHz下所需临界电感值、电容值和晶体管的峰值电流。（实际电感量取临界电感的2倍）（10分）解：（1），（1‘）（2）临界电感：（2‘）所以时，（1‘）实际电路电感取临界值的2倍（1‘）（3）（1’）（1’）（4）临界电容：（2‘）（1‘）5、已知一降压变换器，工作电压10V<Us<20V,输出电压5V，设纹波电压为输出电压的0.5%，即负载电阻将在变化，求工作频率为50kHz下所需临界电感值、电容值和晶体管的峰值电流。（实际电感量取临界电感的2倍）（10分）6、在下图所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20Ω，采用脉宽调制控制方式，当T=40μs，=25μs时，计算输出电压平均值，输出电流平均值。（5分）解：输出电压平均值为：（V）（2.5）输出电流平均值为：（A）（2.5）第四