电力电子试题

第二章电力电子器件概述例1：型号为KP100-3的晶闸管，维持电流IH=4mA的晶闸管，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)因为HAImAKVI250100，所以不合理。(b)AVIA2010200,KP100的电流额定值为100Ａ，合理。(c)AVIA1501150，小于157A，所以合理。例2：如图所示电路中，E=50V，R=0.5欧姆，L=0.5H，晶闸管的擎住电流为15mA，要使晶闸管导通，门极触发电流脉冲宽度至少应为多少？解：当门极有触发信号时，则导通，回路方程为：ERidtdiL(一阶线性非齐次方程)采用常数变量法来求解，设tLRdtLRetuetui)()(最后解得)1(tLReREi当iiL时，门极触发电流可以撤销，即015.0)1(tLReREi，代入参数值，最后可得st150例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？第三章整流电路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。2、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220V交流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）TVTRu1u2uVTudidTVTRu1u2uVTudid3、有一单相半波可控整流电路，负载电阻Rd为100欧姆，直接接到交流电源220V上，要求控制角从180°～0°可移相，求：（1）求控制角α＝60°时，电压表、电流表读数及此时的电路功率因数。（2）如导线电流密度取j＝6A／mm，计算导线截面。（3）计算Rd的功率。（4）电压电流考虑2倍裕量，选择晶闸管元件。4、单相半波可控整流电路对电感负载供电，mHL20，VU1002，求当0的负载电流dI，并画出du与di波形。6、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8、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）选择晶闸管电压等级9、单相全控桥反电动势阻感负载，,40,,1VELR30,5.0,1002mHLVUB时，求的数值。和ddIU,解：10、单相桥式全控整流电路，U2=220V，E=100V，30,2R，问能否实现有源逆变？为什么？如U2=220V，E=120V，60,1R时能否实现有源逆变？如可以的话，求这时电动机的制动电流多大？11、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：(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。第四章直流变换电路1、已知一降压变换器，工作电压10VUs20V,输出电压5V，设纹波电压为输出电压的0.5%，即%,5.0ooUU负载电阻将在101R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）2、对下图所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转回馈制动状态，试分析此时电路的工作情况。第五章逆变电路1、如下图所示单相桥式串联逆变电路，Ud=300V,逆变频率f=1000Hz,R=0.5欧，L=1.5mH,C=16uf,忽略电流基波外的所有各次谐波，求：（1）计算电路为晶闸管提供的关断时间和逆变器输出基波功率因数（2）计算电源Ud送出的功率和负载消耗的功率（谐波次数最高计算到7次）。2、已知Id=100A,L=5mH,R=30欧，C=4.7uF，f=1050HZ,不计输出电压谐波，求：（1）若要逆变器可靠工作，晶闸管关断时间最大为多少？（2）计算逆变器输入直流电压Ud。3、设图中半周期的脉冲数为5，脉冲幅值为相应正弦波幅值的2倍，试按面积等效原理来计算各脉冲的宽度。