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)UgIg，才能使晶闸管一加正〔2.5分〕〔2〕晶闸管一旦触发导通之后，门极完全失去掌握作用，要关断已经导通的晶闸管必需使阳极电流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。为了保证晶闸管牢靠快速地关断，通常在管子阳极电〔2.5分〕2〔5分〕〔2分〕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响到〔3分〕3、什么是晶闸管的额定电流？〔5分〕〔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〔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：电力二极管有一般二极管、快恢复二极管和肖特基二极管三种主要类型。〔1〕一般二极管：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到达数千安和数千伏以上〔1分〕缺点：反向恢复时间较长〔1〕快恢复二极管:多用于高频下的斩波和逆变电路。〔1〕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〕1200V(1200V〔1〕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，在反向耐压较低状况下其正向压降也较小，明显低于快恢复二极管。(1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〔10分〕答：主电路：对电能进展变换〔1’〕掌握电路：产生主电路中电力电子器件导通和关断的掌握信号。(1’)驱动电路：对掌握电路产生的掌握信号进展放大〔1’〕检测电路：检测主电路或应用现场的信号，将其反响给掌握电路，〔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牢靠运行〔1’〕构造图〔5‘〕其次章整流电路〔共8题〕1、将以下表格中空缺的局部按要求填好。变压器二次相电压U2

〔6分〕 1〔5分〕变流器的直流端应具有反电势负载ED

，其极性必需与晶闸管导电电流方向全都；(2)变流器输出的直流平均电压UO

ED

。(1.5)承受能够实现逆变工作的电路构造；(1.5)3〔5分〕答：消灭换相重叠角，整流输出电压平均值1分〕

1分〕di/dt〔1分〕有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。换相时晶闸管电压消灭缺口，产生正的du/di，可能使晶闸〔1分〕〔1分〕4、产生换向重叠角的缘由是什么？与哪些元素有关？〔5分〕答：产生换向重叠角的缘由是沟通电源的内阻抗，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X越大，换向重叠角γ越大；当αB≤90。时，α越小，换向重叠角γ越大。(2.5)5、简述逆变失败的缘由。〔5〕①触发电路工作不行靠，不能适时、准确地给各晶闸管安排脉冲，如脉冲丧失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相。使沟通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。〔21〕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(2’)防止逆变失败的方法有：承受准确牢靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证沟通电源的质量，留出充分的换相裕量角等。(2’)7、在三相半波整流电路中，假设a相的触发脉冲消逝，试绘出在0时，电阻性负载和电感性负载下整流电压u 的波形〔4分〕d解：假设0ud

〔2分〕 ud

〔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状况〔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28分。第三章直流变换〔〕01?分别写出降压和升压斩波电路直流输出电压U0

dU的关d系式。0KtU0

又可转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。U=Kt·Ud0升压斩波电路U= Ud0 1-Kt2、假设电源电压U，开关元件S接通时间T 与周期T的比值α=Ton，试写出输出电压平均值U的d on 1 T 0S〔6分〕3、对于图所示的桥式可逆斩波电路，假设需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作状况〔10分〕答：需使电动机工作于反转电动状态时，由V3

VD3

构成的降压斩波电路工作，此时需V2

V和3VD构成的降压斩波电路相协作。当V3

导通时，电源向M供电，使其反转电动，〔3分〕电流路径如以下图〔2分〕：VVD3

续流〔2〕，电流路径如以下图〔3〕：4BuckVT0-DTDT-T:〔1〕分析电路的工作过程，推Uo(2)画出负载输出电压UoIo图。〔10〕答：1.1：[0，DT]〔2分〕

VT导通，VD截止，电感上的电压为： 〔1分〕diu L LL dtUO不变，iLI1I2，有

I I I1分〕U U L

2 1L

(1)D O t t1 12.2：[DT，T]〔2分〕VT关断，VD导通，iL按线性从I2下降到Il，则有：

L I O

2 〔1分〕△I为电感的峰一峰脉动电流，考虑(1)、(2)得UO

DU 〔1分〕D2分〕5、以下图所示为BOOST电路，VT0-DT期间导通，在DT-T〔1〕分析电路的工作过程，推Uo(2)画出负载输出电压UoIo图。〔10〕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

IL

I I〔1分〕1〔1分〕D t DT12.工作模式2[DT，T] 〔2分〕VT断开，iLI2Il，则有:

U U L

I 〔2分〕(2)由〔1〕和〔2〕得：

UU

O 〔1分〕

D)TO 1D2分〕1SPWM逆变器的主电路。试说明单极性掌握方式在调制波ur

的负半周的掌握方法和工作过程。ur

为正弦调制波，uc

为负向三角形载波。uV31、V34V32V33u<uV33导通，输出电r r cu为-Uu>uV330V。0 d r c、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〔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，还会消灭脉冲的跳动。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)；(1)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)为抑制上述缺点，承受分段同步调制，即把逆变电路的输出频率范围划分为假设干频段，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承受较高的载波比，以使载波频率不致过高。在输出频率的低频段承受较高的载波比，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〕4种：①器件换流：利用全控器件的自关断力量进展换流。全控型器件承受此换流方式。(1)②电网换流：由电网供给换流电压，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：由负载供给换流电压，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)晶闸管电路不能承受器件换流，依据电路形式的不同承受电网换流、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〕答：一样点：1串、并联逆变器都是负载换相的逆变器，负载电路必需满足欠阻尼振荡条件。〔1分〕串、并联逆变器为保证牢靠换流，其负载都必需呈容性。(1分)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，承受直流电流源供电，输出电流为方波，输出电压近似正弦波。〔2〕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〕管。〔3〕QQ〔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，U444fNBS，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〕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〔1分〕绪论及电力电子器件(7题)VT5I=15mA.(8分)L解：当门极有触发信号时，则导通，回路方程为：LdiRiE(一阶线性非齐次方程)dti

u(t)e

RdtL

u(t)e

RtLi

E(1eR

RtL )LL

时，门极触发电流可以撤销，即i

E(1eR

RtL

)0.015

，代入参数值，最终可得t 150 s2、某一整流电路，流过晶闸管的实际电流波形如下图，其平均值Id考虑裕度系数)〔8分〕

=20AI

(不T(AV)

1 sintd(t)Im(2分)Id 2 m 2I212I12I(sint)2d(t)2mm2 2T

〔2分〕kf

IT 2I2d

2.22〔2分，2.22Id

1.57I

T(AV)

I

T(AV)

283A〔2分〕3、实线局部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IKf100A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)

，及波形系TI 1d

I0

sintd(t)2I m

(1’) ；1(1(Isint)2d(t)0mm2T

(1’)IK= Tf Id

=1.111.11(1’)，则有：1.11I

=1.57 100A,(1) I=141.4(1’)d d4、实线局部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I

，及波形系TKf100A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〕I= d

I 3

sintd(t) = 32

I(1)；I= =11(Isint)2d(t)m31 33 8mI 1 33 8mm

(1)IK= Tf Id

=1.261.26(1)，则有：1.26Id

=1.57 100A, I=124.6A(2)d5IIIK。m d T f假设选用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：I=1

I

sintd(t)= 3I

(2’)3d 2 m31212(Isint)2d(t)mT3I

2 m1 1 33 8m

0.6342Im

(2’)Kf

TIT(AV)

=1.328(2’)，则有：Kf

I =1.57 100A, I=118.2A(2’)d d6、型号为KP100-3的晶闸管，维持电流I=4mA?(暂不考虑电压电流裕H量)〔5分〕解：(a)U

=100V<300v,I

100V

，不合理。(1.5)M A 50K HUM

=282.8V<300V，电压满足要求，电流最大=IA

282V10

28.2A100A,IH

，合理。(2)U

=150V〈300V，I

150A，大于额定值，所以不合理。(1.5)M A 17、实线局部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IKf100A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〕

，及波形系TI=1d 2

4I0

Id(t)=m 8

(1)；I=T

I12124I02d(t)mm2 2IK= f I

=2.832.83(1)，则有：2.83Id

=1.57 100A, I=55.5A(2)dT(AV)其次章整流电路(共34题)〔一〕单相半波全控整流电路(共6题)1U=220VU=80V,平均电2 dI=50A，试计算晶闸管的掌握角α，导通角θ各为何值?并选用晶闸管。(10u1Tu1TVuVTu2ud解：(1)U=0.45U

1+cosα

,得cosα=2Ud

-1=0.616(2d 2 2

0.45Ui2id∴α=arccos(0.616)=52° 〔1〕πsin2α +2πsin2α +2π(π -α)2(1+cosα)(3)IT

RI=90A〔2〕d(4)I

T(AV)

=(1.5-2.0)

IT

=(86~115)AI

T(AV)

=100A〔2〕(5)U=RM

U=311V,取U=700V〔1〕22 KE2KP100-7〔1〕2单相半波可控整流电路对电感负载供电，L20mH，U 100V求当60时的负载电流I 并画出u2 d d与i 波形〔10分〕d解：当60时，在u2

的正半周期60～180期间，晶闸管导通使电惑L储能，电感L贮存的能量在u 负2半周期180～300期间释放，因此在u222

的一个周期中60～300期间，以下微分方程成立：diL dt

2U

sint，考虑到初始条件，当t60

2U 12时i0 可解方程得：i ( cost)2

其平均值为：d d L 252U3I 52U3d 2 3

2(1cost)d(t)L 22U 2U2L

11.25(A)(5)此时u 与id d

的波形如以下图：(5)30~24V直流电压，最大负载电流Id=30A220V沟通直接供电的单相半波相控整流电路，试求晶闸管的导通角、额定电压、额定电流、电路的功率因数及对电源容量的要求〔取2倍安全裕量〕TVuVTuTVuVTuu2d220VUd

0.45U2

1cos2

，(2) iu1u1dU==24V时 121 18012159 (2)d

RU 24U 2UT 2

311V ； I 1212[2U2sint]2dtR0

84A

； R

d I 30d

0.8 ；I 2

2

108A2622V108A。(3)T(AV)

1.57

1.57电源供给有功功率 PI

2R8420.8564.8W；2电源供给视在功率 SU I2 2

84 22018.48kVA(2)电源侧功率因数 PF

P0.305(1)S、某电阻性负载，Rd=0Ω要求Ud在0~600V〔12分〕对应晶闸管额定电压、电流值[2倍余量]；对应连接负载的导线截面积(导线允许电流密度j=6A／mm2)；负载电阻上消耗的最大功率。1

1cosa解：U d 20

2U sinwtd(wt)0.45U2 2 200U

dmax

0.45U2

600 所以，U=1333V 〔2分〕V2VU2RU2R14sin22maxdI

13335014133350140 2

189A〔2分〕IT(AV)

2

max1.57

2 24A〔2分〕1.57S

IMAXj

3.14mm2

〔2分〕U 2UN TM

2 2U2

3770V〔2分〕 Pmax

I2 RMAX

1786KW 〔2分〕4、单相半波可控整流电路对电感负载供电，L20mH ，U2

100V，求当0Id

，并画出ud与i 波形。(10分)d0时，在电源电压u

的正半周期晶闸管导通时，负载2 L储能，在晶闸管开头导通时刻，负载电流为零。在电源电压u L释放能量，晶闸管连续导通。因此，在2u2di

的一个周期里，以下方程均成立：2L 2dt

2U

sint〔2‘〕考虑到初始条件：当t0时id

0可解方程得：2Ui 22Ud L

1cost)〔‘〕I 1 d 2

222U22U

(1cost)d(t)

222.51(A)(2‘)2UL2Uu 与id d

的波形如以下图：(3‘)5U2220V,R10，要求输出整流电压平均值0~30V连续可调。试求掌握角〔安2倍〔10分〕解：U 1 d 2

2U sinwtd(wt)0.45U2 2U

1cosa2

〔2分〕当U 30V时，有cosd

d 10.394,113.2，U0.45U 2

0V时，180〔1分〕所以的范围是113.2

~180

，导通角的范围是0

~668〔1分〕I

U d,在0A~3A之间，流过晶闸管电流有效值为：d R12I2d(wt12I2d(wt)dT 2 180180113.22180

〔2分〕当113.2I2T2

I

Tmax

31.29A 〔1分〕I 2

ITmax

1.64A U

2

220622V〔1分〕T(AV)

1.57 N由于变压器次级绕组电流波形与流过晶闸管电流波形一样，所以I2

ITmax

164A〔1分〕变压器次级容量S2

U I2

2201.64360.8VA〔1分〕〔二〕单向全控桥整流电路(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，掌握角α=30°，试回ud解：

、iv11

波形②计算晶闸管电流有效值Iv1

③计算续流二极管的电流有效值Iv42220V20～80V20A，最小掌握角α试答复：

=3０°。min画出u,i 波形(α=30°时)dv11计算晶闸管电流有效值计算整流二极管的电流平均值.(1)波形ud

,imin2(2)I V1

I≈12.9Ad(3)I

V2AR

2

I≈8.3Ad3L满足ωL≥RU=100V,R=10Ω，α=45°，试答复：2①计算输出电压U,输出电流I,晶闸管电流有效值I ；d d vTud

、iv11

〔10分〕1cos

1cos30解：Ud

0.9U2

0.91002

83.97(V〔2分〕UI d R

83.9710

8.4A〔2分〕 I VT

1 I 5.94A(2分)2d2波形略〔4分〕420～80VI=20A，限制掌握角dα=30°,则minI

;V11S2

〔10分〕

UdmaxIdmax

8020

4〔2〕UUdmax

0.9U2

cos

min

,U2

dmax0.9cos30

102.6V〔4〕IV11

I12d12

=14.14A〔1〕I2

Idmax

20A〔1〕S U I2 2

102.61202052VA〔2〕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。假设电枢回路电阻为 ，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’)6U2

100VR2L值极大，当30时，要求：①作出u 、id d

和i 的波形3分〕2②求整流输出平均电压U

Id

I2

〔3分〕③考虑安全裕量为2〔4分〕解：①u 、id d

和i 的波形如以下图〔3分〕2②输出平均电压U

Id

IddR

分别为U 0.9Ud 2

cos0.9100cos3077.97(V) I d

77.972

38.99(A)I I2 d

38.99A)〔3分〕22U22

100141.4(V)考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为：UN

2141.4283V〔2分〕d2流过晶闸管的电流有效值为：I d2VT

27.57(A)IN227.5715735(A)〔2分〕7、单相桥式全控整流电路，U2

100VR2LE60V，当30时，要求：①作出ud

、i 和id 2

的波形；②求整流输出平均电压U

Id

，变压器二次电流有效值I ；22〔10分〕解：①u 、id d

和i 的波形如以下图〔3分〕2②整流输出平均电压U 、电流I ，变压器二次测电流有效值I 分别为〔3分〕d d 2dI (Udd

E)R

(77.9760)2

9(A)I I2 d

9(A)③晶闸管承受的最大反向电压为：22U 22

100141.4V)〔1分〕流过每个晶闸管的电流的有效值为：I Id 636A)〔1分〕VT 2故晶闸管的额定电压为：U 2141.4283(V)〔1分〕N晶闸管的额定电流为：NI 26361578A)〔1分〕N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(5题)1、一个三相半波可控整流电路如下图。带大电感负载，α=45°、R=2Ω、变压器二次相电压U=380V。2Ud

IId

VIAR

〔6〕Ud

1.17U2

cos1.17380cos453143(V)(2分)I Ud 314.3 157.2A〔2分〕d R 2IdV11

1I3d

157.23

52.4A〔2分〕2L=0.3HR=5Ω200V，掌握角α=45〔10分〕Ud

I；22确定晶闸管的额定电压。2fL2500.394.25，可认为大电感负载〔2分〕U 1.17Ud

cos1.17200cos451654(V〔2分〕dRI dRd

165.45

33A)〔1分〕I 1I2 3

11A〔2分〕晶闸管承受的最大正反向电压为：6U2

489.V〔2分，UN

2489.9980V1000V〔1分〕3、三相半波相控整流电路带大电感负载，Rd=10ΩU=220Vα=45°Ud、流2I

和有效电流I，画出u、i 、udT T d T2

〔10分〕

1 5 6

2U

U

cos

(1)d 2/3

2 26由于U2

220V，450U=1.17Ud 2U

cos45 =182V(2)182VI d Rd

18.2AI T I

1I

6.1A(2)dT 2 d 3 dI TI

1

10.5A(2)3T 2 d d3u、i 、ud T2

波形图如下所示：(3)4、三相半波可控整流电路，U2

100VR5L值极大，当60出u 、id d

、和i

VT1

的波形②计算U 、Id d

IdVT

和I 〔10分〕VT解：①u 、id d

和iVT1

的波形如以下图〔6〕 ②U Id d

IdVT

和I 分别如下:VTU 1.17Ud 2

cos1.17100cos6058.5(V)〔1’〕dRI dRd

58.5511.7(A) (1’)I IdVTdI IdVT

11.73d3.73d3.733

3.9(A) (1’)6.755(A)(1’)5、三相半波可控整流电路，负载电感极大，电阻R 2、U 220V，当60，求出接续流二极管和d 2不接续流二极管两种电路构造下的整流电压、整流电流，考虑2〔12分〕解：①接续流二极管时：U 0.675U cos

1d 2

6 0.675220 cos

135(V〔2分〕1 6

3UI dd Rd

1352

67.5(A) 〔1分〕15015036015060360T d

6753375A) 〔1分〕I

I2

42A)〔1分〕N 1.57U 2 6U 700V)(1分)N 2②不接续流二极管时：U 1.17Ud

cos117220cos60117(V)〔2分〕UI d d RdI 1IT 3 d

11721313

58.5A〔1分〕5853375A)〔1分〕I

I2 TN 1.57

42A)〔1分〕U 2 6UN 2

700V)〔1分〕〔四〕三相全控桥(3题)1L=0.2Hα=75R=1ΩU=100V。d2dud

的波形，计算负载的平均整流电压Ud

I

，计算变压器二次电流的有效值I2

〔10分〕L2fL2314500262.81，可看成大电感负载，电流可以连续(2分)U 2.34Ud 2

cos234100cos75 60.56V〔1分〕UI

60.56A〔2分，I

I 4945A〔2分〕23d R 2 23波形略〔2分〕2U2100VR5L值极大，当60时，要求：①画出u 、id d

、和i

的波形；②计算U 、Id d

、I 和I〔〔10分〕解：①u 、id d

和iVT1

的波形如下：(4‘)②U IdRdR

IdVT

和I 分别如下VTU 2.34Ud 2

cos2.34100cos60117(V)(1.5) I Ud

1175

23.4(A)(1.5)I IdVTdI IdVT

23.43d3.43d3.433

7.8(A)(1.5)13.51(A)(1.5)3Ud=230V，求掌握角为零度的时候，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〕Ud

2.34U2

cos230(V),0U2

98.3V 〔2分〕晶闸管承受最大正反向电压为UTM

6U2

230V〔2分〕300V〔1分〕〔五〕换相重叠角51三相全控桥，反电动势阻感负载，E 200V，R1，L，U 220V，60，L 1mH求U 、2 B dI 、〔10分〕d答：当LB

1mH时：U 2.34Ud 2

cosUd

〔1分〕U d

3X dd

〔1分〕dI (Udd

E)R

〔1分〕Ud

2.34RU cos3X 2R3X

EB 244.15V)(2分)BI 4415A〔1分〕dU 1325V)(1分)dB6Ud又由于 coco)2B6Ud

〔1分〕2即得出 cos(60)0.4485〔1分〕换流重叠角 63.35603.35〔1分〕2R5L，U2220VXB0.3，求UdId、IVD、I2和〔10分〕dR解：三相桥式不行控整流电路相当于三相桥式可控整流电路0dR3XU 2.34U cosU U d 2 d d

I I Ud d

(3’)解方程组得： Ud

2.34U3X

cos2/RB

486.9(V)(1’) Id

97.38(A)(1’)B6Ud又由于 coscos()2B6Ud

(2分) 即得出 cos0.892 换流重叠角226.93(1’)二极管电路和变压器二次侧电流的有效值分别为I IVD

97.38332.46(A)(1’) I d32d3

I 79.51(A)(1’)23233三相半波可控整流电路反电动势阻感负载，U 1mH，求当30、E50V2 B时U 、I 、的值并作出u 与i 和i 的波形〔10分〕d d d VT1 VT2LB

时，有：Ud

1.17U2

cosUd3XU BId 2 d解方程组得：

I (Uddd

E)R

(2‘)R1.17UU 2

cos3X B

d 2R3XBU 6.7(V)(1‘)dI 44.63(A)(1‘)dB6Ud又由于 coco)2B6Ud2即得出 cos(30)0.752换流重叠角 41.283011.28(2‘)u 、id

VT1

和iVT2

的波形如图。(3‘)4、单相全控桥反电动势阻感负载，R1,L,E40V,U2100V,LB0.5mH,30 时，求U d

和〔10分〕d解：X L2fL0.05〔1分〕BU 0.9Ud0 2

cos77.94V〔1分，Ud

U Udo

77.940.1Id

〔1分〕BU 2X Bd

0.1Idd

(1分)U ERId d

40Id

〔1分〕〔1〕和〔2〕Id

345A〔1分〕U 745V〔1分〕dd又由于 cocos() 2I d

〔2分〕BBU即得出 cos(30)0.826〔1分〕换流重叠角 4.14〔1分〕4d

带电动机负载的三相全控桥电路，变压器二次测电压U=100V，变压器每相绕组漏感〔折合至2B

=100uH,150A0〔8分〕Ud

3XBI

3250100106

15045V〔2分〕23I 232a

122.47(A)RUdI2a

4.5122.47

0036〔2分〕dBcoscos()2I XdB

21502501001066100 0038〔61006U2cos0961 16〔2分〕〔六〕有源逆变〔8题〕1U=220V，回路总电阻R=0.5Ω，平波2 ∑L足够大，可使负载电流连续，假设E=-280VI=45.2A，试答复下d d6分〕求出此时的逆变掌握角β;S。2解：(1)Ud

=IR+Ed ∑

=-257.4V〔2分〕cosβ= Ud2.34U2

=0.5〔1分〕β=60°〔1分〕(2)I=2

I=36.9A〔1分〕2323S=3UI=24354(VA)=24.35(KVA)〔1分〕2 222、设沟通电源相电压U=220V,变流器为三相半波可控整流电路，R2

=0.2Ω，L→∞。试求当电动机在提升重物∑Id

=200A，ED

=180V时，变流器的掌握角应为何值?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,试求此时变流器的掌握角应为何值?计算Pd

、电阻上消耗的功率PRU -E

ED

〔10〕解：(1)电机在提升重物时，I=d

d D，R∑U=Id d

R∑+ED

=200×0.2+180=220V 〔2分〕三相零式电路U=1.17Ucosα,〔1分〕cosα= Udd 2 1.17U2

=1

∴α=31.3°〔1分〕变流器处于可控整流状态。〔1〕E -U (2)电机在降落重物时，d d=I,∴U-(ER d d

-RID ∑d

)=-140V〔1分〕U=-1.17Ucosβ, -140=-1.17×220cosβ,∴β=57.1° 〔1分〕d 2此时沟通电网吸取的功率P=UI=140×200=28KW 〔1分〕d ddR

上消耗的功率P=I2R=2023×0.2=8KW (1分)∑ R d ∑ED

给出的功率P=EE D

I=180×200=36KW〔1分〕d3、单相全控桥式变流电路如下图，工作于有源逆变状态。β=60°，U=220V,E2 d，L〔10分〕

=-150V,Ud

的波形；V12V12

iV12I

；。V12解：.(1)4分〕(2)U=-0.9Ucosβ=-99(V)(2分)d 2I=UdEd

=51A〔2分〕dI V12

R21 I=36.1(A)〔2分〕2d4、三相全控桥式有源逆变电路如下图。变压器二次相电压的有效值U=220V，回路总电阻R=1.5Ω，平波电L足够大，可使负载电流连续，假设β=30°，Ed

2 ∑=-474〔10分〕u的波形；dVT4

i

；VT4VT4

I

。VT4〔1〕波形〔4分〕U 2.34Ud 2

cos

〔2〕2.34220cos30445.8VU EI d d R

188A 〔2〕IV14

1I3

109A 〔2〕5220V，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°，试答复：u的波形，dU，dU 0.9U cosd2U 0.9U cosd2〔2〕0.9220cos6099VU EI d d R

175A〔2〕I V11

1I 124A〔2〕2 dII 2V11N 1.57

158A〔2〕6200V，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,Id

=30A，10分〕计算电路的逆变角β；S；2u

的波形。dU解：d

0.9U2

cos

〔2〕0.9200cos180cosU EI d d R

180cos1882

30(2cos071 447〔2〕I 1I2 2 S U I2 2 2

212A〔1〕4240VA〔1〕波形〔略2分〕7L=R=1ΩU=200V，电动2机负载处于发电制动运行状态，其反电动势为Ed=-300V，假设要求电机全制动过程中的负载电流为66A〔12分〕①求出此时的逆变掌握角β；AI；2Ud

的波形。U解：d

2.34U2

cos

〔2分〕2.34200cos468cosU EI d d R

468cos3001

66A(2分)cos05 60〔2分〕I 2I2 3

539A(2分)波形〔2〕8三相全控桥变流器反电动势阻感负载，R=1Ω，L,U 220V,L 1mH,当E 400V,600时，2 B M求U 、I 、 的值，此时送回电网的有功功率是多少？〔10分〕d d3个等式：U 2.34Ud 2

cos()UdBU 3X Bd

(U Ed)d)RI d2.34RU

EU d三式联立求解，得

2R3XB

B M

(1.5)Id109.7(A)由下式可计算换流重叠角：dBcoscos()2I XdB

(1.5)0.1279 cos(120)0.62796U2128.901208.90(1.5)M d 送回电网的有功功率为： PE I I2R400109.7109.72M d

131.85(W)(1.5)第三章直流斩波〔6〕1U=100V，D=0.6，R=25ΩdU、I；o oV31

ic

u、io o

的波形。2E200V，R10，L值极大，EM

30V，ton

计算输出电压平均值U

Io

〔4分〕L值极大，故负载电流连续，可得：输出电压平均值为U

ton

20200E

80V〔2分，o T 50Io

R

803010

5〔〔2分〕3VT

的开关周期T1 秒，导通时间t300

TE100VLR1，求:3负载的电压U

Io

、流过VT

和V 的电流ID

I PdD

〔10〕L，故负载电流不变,①U tonE110033.3〔V〕 (2)o T 3②I Uo

33.3

33.3〔A〕 (2)o R 1③I

T13

dtId

33.3

11.1〔A〕 (2)dT T T 3 30④I 1dD T

iDT3

2Idt 3

22.2〔A〕 (2)⑤P U IR o

33.3*33.31.11〔KW〕 (2)4、一降压变换器，工作电压10V<Us<20V,5V0.5%，即UoU

0.5%,o负载电阻将在1R1010kHz〔实际电感量取临界电感的2倍〔10分〕〔1〕UU

DUo Uo ，0.25D0.5〔1‘〕U Usmsx

s smin〔2〕L

U (1D) o

(1D)

R 〔2‘〕c 2I f 2fo s sfs

10KHzL

(10.25)102101000

375H〔1‘〕2倍L 750H〔1‘〕10〔 3 〕

(1D)U o U10 L f10 s

5(10.25)750106101000

0.5A 〔 1’ 〕ITP10

I o

I Uo2 10 Ro

1I2

50.25 5.25A〔〕1min〔4〕临界电容：Uo

U o8LCf2s

〔2‘〕C

U (1D)o

5(10.25)

250uF〔1‘〕1o 8LU f2 875010650.5%(10000)2o sU5、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 Uo

0.5%,负载电阻将在1R1050kHz〔实际电感量取临界电感的2倍〔10分〕6E=50V，LC值极大，R=20ΩT=40onoμs，ono

=25μs时，计算输出电压平均值U

，输出电流平均值Io

。〔5分〕解：输出电压平均值为： Uo

toff

40E4025

5013.3〔〔2.5〕输出电流平均值为：

Uo133.3

6.66〔〔2.5〕o R 20第四章逆变电路1IGBTUd220180°导电调制方式，试计算电路输出电压中的基波幅值和有效值.(10分)2UoE=110Vf=100Hz，R=10欧，9次〕(8分)解:〔1〕基波重量Uo1(t)4Esint，有效值为

V

〔2分〕2R222R221021002

16.06输出基波重量为Io1=Uo1/Z1=6.16A (2分)R2(L)2102R2(L)2102(61000.02)2Z5=63.6欧，Z7=88.57欧，Z9=113.54欧Uo3=1/3Uo1=33V, Uo5=1/5Uo1=19.8V,U07=1/7Uo1=14.14,U09=1/9Uo1=11VI3=Uo3/Z3=0.85A I5=0.31A I7=0.16A I9=0.097A9次以上无视不计I2I2I2..I21 3

624A 〔2分〕P 〔2分〕o2Id=100A,L=5mH,R=30欧，C=4.7uF，f=1050HZ,不计输出电压谐波，求：假设要逆变器牢靠工作，晶闸管关断时间最大为多少？〔6分〕Ud〔4分〕解：(1)负载阻尼系数

1 3546 〔1分〕RC谐振频率 1o LC

6523rad/s 〔1分〕 电路欠阻尼振荡〔1分〕0C1 00010 所以负载呈电容性〔1分〕LC负载基波电压与电流间的相位差1

arctan[(C1R]17 〔1分〕L要想逆变器牢靠工作，必需满足

t

t 1

1.7

2.25us 2.25us〔1分〕

1

off1 2