电力电子技术计算题
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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）
（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）
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
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。
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。
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°
解：∵有300R-C滤波环节
∴同步变压器接线为Y/Y4-10
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）
（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）。
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）
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
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）。
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）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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）
（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）
（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）
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）
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，
1)
2)
3)
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、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）
（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）
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
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。
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。
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°
解：∵有300R-C滤波环节
∴同步变压器接线为Y/Y4-10
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）
（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）。
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）
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
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）。
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）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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）
（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）
（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）
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）
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，
1)
2)
3)
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）