电力电子技术试题3

3-1. 可控整流纯电阻负载下，电阻上的平均电流与平均电压的乘积 U _d I _d 是否等于负载功率？为什么？大电感 L_d 与电阻 R_d 串联时，负载电阻 R_d 上的 U _d I _d 又是否等于负载功率？为什么？

3-2. 某单相可控整流电路，给电阻性负载供电和给蓄电池充电时，流过负载电流的平均值相同，试问哪种情况下晶闸管发热厉害些？

3-3. 一种舞台调光线路如图 3-38 所示。 RP 为可调电阻， S 为开关， u ₂ 为正弦交流电压。试问： (1) 调光原理如何？根据 u _g 、 u _d 分析之； (2) RP 、 VD 、 S 的作用如何？ (3) 晶闸管最小导通角 θ_min 多少？

     

图 3-38

3-4. 某电阻负载要求（ 0 ～ 24 ） V 直流电压，最大负载电流 I _d ＝ 30A ，采用单相半波可控整流电路。如交流采用 220V 直接供电与用变压器降至 60V 供电是否都满足要求？试比较两种方案的晶闸管导通角、额定电压、额定电流、整流电路功率因数以及对电源要求的容量。

3-5. 某电阻性负载， R_d ＝ 50Ω ，要求直流平均电压 U _d 在（ 0 ～ 600 ） V 内连续可调，试计算采用单相半波与单相双半波二种电路供电时 (1) 晶闸管额定电压、电流 ; (2) 连接负载的导线截面积（设导线电流密度为 J ＝ 6A /mm² ） ; (3) 负载电阻上消耗的最大功率。

3-6. 单相桥式可控整流电路，带电阻 — 大电感负载， R_d ＝ 4Ω ，变压器次级电压有效值 U ₂ ＝ 220V 。试计算当控制角 α ＝ 60° 时，直流电压、电流平均值。如果负载两端并接一续流二极管，其直流电压、电流平均值又是多少？并求此时流过晶闸管和续流二极管的电流平均值、有效值，画出两种情况下的输出电压、电流波形。

3-7. 单相桥式全控整流电路， U ₂ ＝ 100V ，负载 R_d ＝ 4Ω ， L_d ＝ ∞ ，直流电势 E ＝ 50V 顺向依次串联（极性相加）。当 α ＝ 30° 时求输出平均电压和电流，晶闸管电流平均值及有效值。设整流变压器初级电压 u ₁ ＝ 220V ，求变压器初、次级绕组电流有效值。

3-8. 大电感性负载上，要求获得（ 15 ～ 60 ） V 的可调直流电压，电压最高时的电流为 10A ，准备采用带续流二极管的单相桥式全控整流电路，从 220V 电网上经变压器供电。根据控制上的考虑，整定最小控制角为 α _min ＝ 25° 。计算此时晶闸管和续流二极管的电流有效值及变压器次级的电流、电压定额。

3-9. 一电阻负载，要求获得平均值为 30V 的直流电压、 7A 的电流。如果用 100V 或 220V 的交流电源经半波可控整流供电，是否均能满足要求？试比较用 100V 和用 220V 两种供电方案的晶闸管定额、导通角和电源侧的功率因数，并选用晶闸管。

3-10. 有一电磁滑差电机的励磁绕组（电感性负载），内阻为 45Ω ，希望电压能在（ 0 ～ 90 ） V 内可调。采用单相半波可控整流电路，由 220V 电网直接供电，试选择晶闸管及整流二极管的型号、规格。

3-11. 在三相半波可控整流电路中，如果触发脉冲出现在自然换流点之前，能否进行换流？可能会出现什么情况？

3-12. 三相半波可控整流电路，如果 a 相的触发脉冲消失，试绘出电阻性负载和电感性负载下的直流电压  u_d 波形。

3-13. 三相桥式整流电路对直流电动机电枢绕组供电。当电源合闸后电动机仍然保持静止状态，此时 a 相晶闸管的触发脉冲距 a 相电压由负到正过零点至少多少度？画出此时整流电压的波形。

3-14. 现有单相半波、单相桥式、三相半波三种电路，直流电流平均值 I _d 都是 40A ，问串在晶闸管中的保护用熔断器电流是否一样大？为什么？

3-15. 三相半波可控整流电路，大电感负载， U ₂ ＝ 220V ， R_d ＝ 10Ω ，求 α ＝ 45° 时直流平均电压 U _d ，晶闸管电流平均值及有效值，并画出输出直流电压 u _d 及晶闸管电流 i _T 波形。

3-16. 上题如负载两端并接续流二极管，此时直流平均电压 U _d 及直流平均电流 I _d 多少？晶闸管及续流二极管的电流平均值及有效值各多少？并画出输出直流电压 u _d ，晶闸管及续流二极管电流波形。

3-17. 三相半波可控整流电路通过一大电感的平波电抗器给直流电动机供电，续流二极管并联在平波电抗器与电动机串联支路的两端。 U ₂ ＝ 220V ， α ＝ 60° 时电流连续且 I _d ＝ 40A 。电枢回路总电阻 R_Σ ＝ 0.2Ω ，求此时电动机的反电势 E ，并画出电压、电流波形。

3-18. 三相桥式全控整流电路，通过电抗器 L_d 向直流电动机供电。已知变压器次级电压 U ₂ ＝ 100V ，变压器每相绕组漏感（折算到次级） L_B ＝ 100μH ，直流电流平均值 I _d ＝ 150A ，求漏抗引起的换流压降 U _d 及 α ＝ 0° 时的重叠角 μ 。

3-19. 三相桥式全控整流电路对电阻 — 电感 — 反电势负载供电。 E ＝ 200V ， R_d ＝ 1Ω ， L_d 数值很大， U ₂ ＝ 220V ， α ＝ 30° ，当 (1) L_B ＝ 0 ；（ 2 ） L_B ＝ 1mH 时，分别求 U _d 、 I _d 和换流重叠角 μ 。

3-20. 三相半波可控整流电路带电阻性负载， a 相晶闸管 VT₁ 触发脉冲丢失，试画出 α ＝ 15° 及 α ＝ 60° 时的直流电压 u _d 波形，并画出 α ＝ 60° 时 b 相 VT₂ 管两端的电压 u _T2 波形。

3-21. 三相桥式全控整流电路， L _d ＝ 0.2H ， R _d ＝ 4Ω ，要求 U _d ＝ 0 ～ 220V 可变。试求：

(1)    变压器次级相电压有效值；

(2)    计算晶闸管电压、电流。如电压、电流裕量取 2 倍，选择晶闸管型号；

(3)    变压器次级电流有效值；

(4)    计算变压器次级容量；

(5)    α ＝ 0° 时，电路功率因数；

(6)    当触发脉冲距对应次级相电压波形原点何处时， U _d 等于零。