电力电子技术计算题.docx
《电力电子技术计算题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力电子技术计算题.docx（63页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
电力电子技术计算题
六、分析题（本题共2小题，共20分）
1、三相全控桥阻感负载，主回路整流变压器的接法是△/Y－5，采用NPN管的锯齿波触发器，要求在整流与逆变状态运行。
同步变压器二侧电压经R-C滤波器滤波后（滞后角为30°）接到触发电路。
试问：
同步变压器的的接法为？
画出主回路整流变压器和同步变压器接法。
（要求给出矢量分析图）（10分）
解：
∵有300R-C滤波环节
∴同步变压器接线为Y/Y4-10
UAB
Uab
Uab
△/Y-5
△/Y-11
Y/Y-10
Uab
四、作图题（共2小题，每题12分，共24分）
1、三相全控桥，阻感负载，主回路整流变压器的接法是D,y5，采用NPN管的锯齿波触发器，要求在整流与逆变状态运行。
同步变压器二侧电压经R-C滤波器滤波后（滞后角为30°）接到触发电路。
同步变压器的的接法为Y/Y-10，4接法，如下图所示，选择晶闸管的同步电压。
（要给出分析过程，分析依据）
晶 闸 管
VT1
VT2
VT3
VT4
VT5
VT6
主电路电压
+Uu
-Uw
+Uv
-Uu
+Uw
-Uv
同步电压
同步变压器的钟点数为Y/Y-10,4
晶 闸 管
VT1
VT2
VT3
VT4
VT5
VT6
主电路电压
+Uu
-Uw
+Uv
-Uu
+Uw
-Uv
同步电压
UsU
-UsW
UsV
-UsU
UsW
-UsV
2、电路与波形如图所示。
（1）若在t1时刻合上K，在t2时刻断开K，画出负载电阻R上的电压波形；
（2）若在t1时刻合上K，在t3时刻断开K，画出负载电R上的电压波形（ug）宽度大于360度。
（a）电路图
（b）输入电压u2的波形
五、计算题（共1小题，共20分）
1、电路如图所示，单相全控桥式整流电路接大电感负载，R=4Ω，U2=220V。
（1）触发角为60°时，（a）试求Ud、Id、晶闸管电流平均值IdVT、晶闸管电流有效值IVT、变压器副边电流有效值I2；（b）作出ud、id、iVT2、i2的波形图（图标清楚，比例适当）。
1、
（1）（a）Ud=0.9U2cosα=0.9×220×cos600=99V （1分）
Id=Ud/R=99/4=24.75A（1分）
I2=Id=24.75A（1分）
IdVT=1800/3600×Id=24.75/2=13.38A（1分）
IVT=（2分）
（b）波形如图1所示（3分）
（2）当负载两端接有续流二极管时，（a）试求Ud、Id、IdVT、IVT、IVD、IdVD、I2；（b）作出ud、id、iVT2、iVD、i2的波形图（图标清楚，比例适当）。
（2）（a）Ud=0.9U2（1+cosα）/2=0.9×220×（1+cos600）/2=148.5V（1分）
Id=Ud/R=148.5/4=37.13A IdVT=（1800-α）/3600×Id=（1800-600）/3600×37.13=12.38A（1分）
（1分）
（2分）
IdVD=2α/3600×Id=2×600/3600×37.13=12.38A（1分）
（2分）
四、作图题（本题共3小题，共26分）
1、画出三相桥式全控整流电路带阻感负载的原理图，并给图中6个晶闸管写上正确的编号，编号写在晶闸管的正上方或正下方。
变压器采用Δ/Y接法。
（8分）
2、画出下图对应的Ud、iT1、VT1的波形其中虚线为脉冲信号。
（12分）
3、将控制电路、检测电路、驱动电路、主电路填入以下框图中，组成一个电力电子应用系统。
（6分）
控
制
电
路
驱动电路
检测电路
主
电
路
六、计算题（本题共1小题，共15分）
1、有一个三相全控桥整流电路。
已知电感负载L=0.2H、α=60°、R=1Ω、变压器二次相电压U2=100V。
试画出Ud的波形，计算负载端输出的直流电压Ud和负载电流平均值Id，计算变压器二次电流的有效值I2
1、∵wL=2πfL=62.8≥10R=10
∴此为大电感负载，负载端电流波形平直。
（3分）
Ud=2.34U2cosα=117V（3分）
Id=Ud/R=117A（3分）
I2=＝175.5A。
（3分）
五、作图题（本题共1小题，共16分）
Ud
UVT2
1、在三相半波整流电路中，如果U相的触发脉冲消失，试绘出在电阻负载下整流电压ud的波形和V相上晶闸管VT2上的管压降波形。
设触发角分别为15º和60º。
（1）触发角为15º时
Ud
UVT2
（2）触发角为60º时
六、计算题（本题共1小题，共12分）
1、单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R=20Ω，L值极大，反电动势E＝60V。
当α＝30°时，要求：
（1）作出ud、id和i2的波形；（3分）
（2）求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2；（4分）
（3）考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
（5分）
五、作图题：
（本题共2小题，共14分）
1、对于下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，试分析电路的工作情况，并绘出相应的两条电流流通路径，同时标注电流流向。
（8分）
V2保持接通，V3交替处于接通、断开状态，形成一个提供负压的降压斩波电路，使电动机工作于反转电动工作状态（2分）。
两条电流通路各3分。
uab
uac
ubc
uba
uca
ucb
uab
uac
ud
2、设三相桥式可控整流电路工作于有源逆状态，试画出β=60º时的整流输出电压波形（6分）
五、计算题（本题共1小题，共15分）
三相全控桥式整流电路如图所示，Ld=0..2H，Rd=4Ω，要求Ud从0～220V之间变化，试求：
1）、不考虑控制角裕量时，整流变压器二次相电压U2；
2）、如电压、电流裕量取2倍，选择晶闸管型号；
3）、整流变压器二次侧容量S2；
4）、电路的功率因数cosΦ；
5）、当触发脉冲距对应二次相电压波形原点多少电度角时，Ud已为0。
解：
∵＞＞4Ω
∴负载为大电感，流过负载的电流可看为直线（1分）
1）当α=0时，输出电压平均值为220V
由式知（2分）
2）由题知，（1分）故取额定电压500V（1分）
∵（1分）∴（1分）
（1分）故取额定电流50A（1分）
因此，选取晶闸管的型号为KP50-5（1分）
3）（1分）
（1分）
4）∵
∴（1分）
5）当触发脉冲距对应二次相电压波形原点1200电度角时，Ud已为0。
（2分）
六、计算题（本题共1小题，共18分）
1、三相全控桥式整流电路，L=0.2H，R=4Ω，要求Ud从0~220V之间变化。
试求：
（1）不考虑控制角裕量时的，整流变压器二次线电压。
（3分）
（2）如电压，电流裕量取2倍，计算晶闸管额定电压，电流值。
（8分）
（3）变压器二次电流有效值I2。
（4分）
（4）计算整流变压器二次侧容量S2。
（3分
1、（18分）
解：
（Ω），而Rd=4（Ω），所以，ωL>>Rd，按大电感负载情况计算，三相全控桥式整流电路，相当于最小控制角αmin=0°
计算.整流变压器次级相电压U2（3分）
Ud=2.34U2,，则U2=220／2.34≈94（V）
（2）.计算晶闸管电压、电流值，如果电压、电流按裕量系数2计算，选择晶闸管（8分）
晶闸管承受的最大峰电压为
（V）
按裕量系数2计算，则U=230.25×2=460.5（V），选额定电压500V晶闸管。
（2分）
（A）
（A）（3分）
（A）
则 Ａ（3分）
按裕量系数2计算，则20.2×2=40.4（A）,选额定通态平均电流为50A的晶闸管。
（3）.计算变压器次级电流有效值I2（4分）
（A）
（4）.计算整流变压器次级容量S2（3分）
S2=3U2I2=3×94×44.9=12661.8（VA）≈12.66（KVA）
四、作图题（本题共2小题，每小题10分，共20分）
已知单相全控桥式整流电路，带电阻性负载。
试绘出当控制角α=600时的输出电压波形ud，晶闸管T1的端电压波形UT1。
2、试绘出三相半波共阴极组电路当β=600时的输出电压波形ud，以及晶闸管T1的端电压波形（L=∞）。
六、分析题（本题共1小题，共10分）
如图所示为电压型三相逆变器，试以U相桥臂VT1、VT4之间的换流过程来分析电路的工作原理，并说明此电路的特点。
答：
U相桥臂VT1、VT4之间的换流过程如下图示。
1）VT1稳定导通如图a，iT1=iA，C1短路，C4充电至电压Ud。
（1分）
2）触发VT4换流开始，C4通过L4、VT4放电。
如图b（1分）
3）Uc1由零逐渐升到Ud，如图c（1分）
4）换流过程结束，如图d（1分）
主要特点：
1）每桥臂导电180°，同一相上下两臂交替导电，各相开始导电的角度差120°（2分）
2）任一瞬间有三个桥臂同时导通（2分）
3）每次换流都是在同一相上下两臂之间进行，也称为纵向换流（2分）
四、作图题（本题共2小题，每小题10分，共20分）
1、已知单相全控桥式整流电路，电感性负载不接续流二极管。
试绘出当α=450时输出电压波形ud和晶闸管T1的端电压波形。
\
2、三相桥式全控整流电路，电阻性负载，试画出当α=600时输出电压ud的波形、晶闸管的端电压uT1的波形。
五、计算题（本题共1小题，共15分）
三相全控桥整流电路如图所示。
已知电感性负载L=0.2H、R=1Ω、α=75°，变压器二次相电压U2=100V。
1）计算负载的平均整流电压Ud和负载电流平均值Id；
2）选择晶闸管的型号；
3）计算变压器二次电流的有效值I2。
解：
1）（2分）
（1分）
2）由题知，（1分）故取额定电压1200V（1分）
∵（2分）∴（2分）故取额定电流100A（1分）
因此，选取晶闸管的型号为KP100-12（2分）
3）（3分）
六、分析题（本题共1小题，共10分）
如图所示为串联二极管式电流型三相逆变器，试以从VT1到VT3之间的换流过程来分析电路的工作原理，并说明此电路的特点。
答：
如图所示为从VT1到VT3之间的换流过程
1）换流前，VT1、VT2稳定导通，电容C13（就是C3与C5串联后再与C1并联的等效电容）被充电，左正右负；如图a（1分）
2）触发VT3导通，在C1充电电压下VT1承受反压关断；如图b（1分）
3）二极管换流；如图c（1分）
4）换相结束。
如图d（1分）
电路的特点：
（1） 直流侧串大电感，相当于电流源（1分）
（2） 交流输出电流为矩形波，输出电压波形和相位因负载不同而不同（1分）
（3） 直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管（1分）
（4）电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍应用较多（1分）
（5）换流方式有负载换流、强迫换流（1分）
（6）基本工作方式是120°导电方式，即每个臂一周期内导电120°每时刻上下桥臂组各有一个臂导通，横向换流。
（1分）
四、作图题（本题共2小题，每小题10分）
1、如图所示电路，试画出α=450时
输出电压波形ud
和晶闸管V11的电流波形iv11。
2、三
升级会员 