A一只,B二只,C三只,D四只。
四、问答题<每小题6分,共计24分)
答:
电力电子变流技术现在一般都应用在可控整流、有源逆变、交流调压、逆变器<变频器)、直流斩波和无触点功率静态开关等几个方面。
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1、晶闸管的正常导通条件是什么?
晶闸管的关断条件是什么?
如何实现?
答:
当晶闸管阳极上加有正向电压的同时,在门极上施加适当的触发电压,晶闸管就正常导通;当晶闸管的阳极电流小于维持电流时,就关断。
只要让加在晶闸管两端的阳极电压减小到零或让其反向,就可以让晶闸管关断。
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2、对晶闸管的触发电路有哪些要求?
答:
为了让晶闸管变流器准确无误地工作要求触发电路送出的触发信号应有足够大的电压和功率;门极正向偏压愈小愈好;触发脉冲的前沿要陡、宽度应满足要求;要能满足主电路移相范围的要求;触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压取得同步。
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3、正确使用晶闸管应该注意哪些事项?
答:
由于晶闸管的过电流、过电压承受能力比一般电机电器产品要小的多,使用中除了要采取必要的过电流、过电压等保护措施外,在选择晶闸管额定电压、电流时还应留有足够的安全余量。
另外,使用中的晶闸管时还应严格遵守规定要求。
此外,还要定期对设备进行维护,如清除灰尘、拧紧接触螺钉等。
严禁用兆欧表检查晶闸管的绝缘情况。
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4、晶闸管整流电路中的脉冲变压器有什么作用?
答:
在晶闸管的触发电路采用脉冲变压器输出,可降低脉冲电压,增大输出的触发电流,还可以使触发电路与主电路在电气上隔离,既安全又可防止干扰,而且还可以通过脉冲变压器多个二次绕组进行脉冲分配,达到同时触发多个晶闸管的目地。
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5、一般在电路中采用哪些措施来防止晶闸管产生误触发?
答:
为了防止晶闸管误导通,①晶闸管门极回路的导线应采用金属屏蔽线,而且金属屏蔽层应接“地”;②控制电路的走线应远离主电路,同时尽可能避开会产生干扰的器件;③触发电路的电源应采用静电屏蔽变压器。
同步变压器也应采用有静电屏蔽的,必要时在同步电压输入端加阻容滤波移相环节,以消除电网高频干扰;④应选用触发电流稍大的晶闸管;⑤在晶闸管的门极与阴极之间并接0.01μF~0.1μF的小电容,可以有效地吸收高频干扰;⑥采用触发电流大的晶闸管。
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7、晶闸管的过电流保护常用哪几种保护方式?
其中哪一种保护通常是用来作为“最后一道保护”用?
答:
晶闸管的过电流保护常用快速熔断器保护;过电流继电器保护;限流与脉冲移相保护和直流快速开关过电流保护等措施进行。
其中快速熔断器过电流保护通常是用来作为“最后一道保护”用的。
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8、对晶闸管的触发电路有哪些要求?
计算题<每小题10分,共计20分)
1、单相半波可控整流电路,电阻性负载。
要求输出的直流平均电压为50~92V之间连续可调,最大输出直流电流为30A,由交流220V供电,求①晶闸管控制角应有的调整范围为多少?
②选择晶闸管的型号规格<安全余量取2倍,
=1.66)。
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解:
①单向半波可控整流电路的
UL=0.45U2
当UL=50V时
COSα=
—1=
—1≈0
则α=90°
当UL=92V时
COSα=
—1=
—1=0.87
则α=30°
∴控制角α的调整范围应为0~90°
②由
=1.66知
I=1.66Id=1.66×30=50A为最大值
∴IT(AV>=2×
=2×
=64A取100A
又Uyn=2UTM=2×
×220=624V取700V
晶闸管的型号为:
KP100-7。
2、一台由220V供电的自动恒温功率为1kW的电炉,采用单相半控桥整流电路。
通过计算选择晶闸管和续流二极管的型号。
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解:
电炉电阻丝的电阻
Rd=
=
≈48Ω
当α=0°时晶闸管与整流管的电流有效值才最大为
ITm=IDm=
=
=3.2A
选择晶闸管和整流管的型号
IT(AV>=(1.5~2>
=(1.5~2>
=34A
取5A(电流系列值>
UTn=(2~3>UTM=(2~3>
×220=625~936V
所以,晶闸管的型号为KP5-8
同理,整流管的型号为ZP5-8
3、单相半波可控整流电路中,已知变压器次级U2=220V,晶闸管控制角α=45°,负载RL=10Ω。
计算负载两端的直流电压平均值、负载中电流平均值和每只晶闸管流过的电流平均值。
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4、某感性负载采用带续流二极管的单相半控桥整流电路,已知电感线圈的内电阻Rd=5Ω,输入交流电压U2=220V,控制角α=60°。
试求晶闸管与续流二极管的电流平均值和有效值。
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解:
首先求整流使出电压的平均值
Ud=0.9
=0.9×220×
=149V
再求负载电流
Id=Ud/Rd=(149/5>≈30A
晶闸管与续流二极管的电流平均值和有效值分别为
IdT=
Id=
=10A
IT=
Id=
×30=17.3A
IdD=
Id=
×30=10A
ID=
Id=
×30=17.3A
5、某小型发电机采用的单相半波晶闸管自励励磁电路<见图)。
L为励磁绕组,发电机满载时相电压为220V,要求励磁电压为45V,励磁绕组内阻为4Ω,电感量为0.2H。
试求满足要求时,晶闸管的导通角及流过晶闸管、续流二极管的电流平均值和有效值。
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解:
6、单相半控桥式整流电路对恒温电炉供电,电炉电热丝电阻为34Ω。
直接由220V输入,试选用晶闸管与计算电炉功率。
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解:
I=U/R=220/34=6.47A
IT=I/
=6.47/
=4.59A
7、单相全控桥式整流电路带大电感负载时,若已知U2=220V。
负载电阻Rd=10Ω,求α=60°时,电源供给的有功功率、视在功率以及功率因数为多少?
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解:
识、作图题<10分)
1、画一个有整流变压器的单结晶体管触发电路,并指出改变哪些元件的参数,就可以改变输出触发脉冲的相位角,通常是采用改变什么元件的参数来实现改变相位角的?
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2、画一个有整流变压器的单结晶体管触发电路,并分别画出①变压器二次绕组电压U2波形;②稳压管V1两端的波形;③电容C两端的波形;④该电路输出的电压波形EXBaIkppfk
3、要让图示电路能正常、可靠地工作,还应在电路中增设哪些元器件?
<直接画在图中)
6、单相半波可控整流电路中,如:
⑴晶闸管内部短路,⑵晶闸管内部短开,⑶晶闸管门极不加触发信号。
画出上述三种情况晶闸管两端电压uT与负载两端电压ud的波形。
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7、画出单相半控桥可控整流电路,并分析电路的工作过程。
8、画出单相半波可控整流电路控制角α=60°时,下列五种情况的ud、iT、uT波形。
①电阻性负载;②大电感负载不接续流二极管;③大电感负载接续流二极管;④反电动势负载不串入平波电抗器;⑤反电动势负载串入平波电抗器还并接续流二极管。
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9、画一个具有完整保护措施,能正常工作的单相全控桥式晶闸管可控整流带大电感负载的主电路。
申明:
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