电源电子学多项选择题

答案：a

解释：MOSFET一词代表金属氧化物半导体场效应晶体管。它是数字电子产品中最常见的晶体管之一。它是一种多数载流子器件，由于没有少数载流子，因此开关速度最快，因为少数载流子需要更多时间来稳定下来。

答案：b

解释：阻容降压电路是指一种用于晶闸管的dv/dt保护电路。它用于限制从阴极到阳极的电压快速变化。它通常用于保护SCR晶闸管免受高dv/dt和di/dt应力。

答案：b

说明

答案：c

说明

已知，∅=30°

我们知道：

位移因数 = cos?∅ = cos30° =

答案：d

解释：硅控整流器的正向阻断模式是指阳极相对于阴极正向偏置的模式。它也称为关断状态。

答案：c

解释：SCR代表硅控整流器。一旦SCR导通，它将保持相同的导通状态，直到阳极电流低于维持电流。

答案：b

解释：一旦SCR激活或进入导通状态，栅极电流就无法控制它。因此，电流值保持不变。

答案：b

解释：关断是指它已从导通状态转为关断状态，并且能够阻断正向电压。

答案：b

解释：我们知道，对于单相全波整流器

答案：b

解释：TRIAC是三端交流开关的缩写。如果我们分解TRIAC，我们会得到TRI 和 AC。“TRI”顾名思义，表示器件有三个端子，而“AC”表示器件控制交流电。它是一种四层、三端、双向器件。

答案：a

说明

已知：

最大输入电压 = 10 V

我们知道，对于半波整流电路

以及输出电压的RMS值

答案：b

解释：已知：

太阳能电池的电动势 = 450 V

直流电流 I_dc = 10 A

太阳能电池电阻，R_cell = 1 Ω

我们知道，逆变器上的电压=太阳能电池的输出电压，

V_out = -(450 - 10 × 1) = -440 V

对于三相全控桥

答案：c

说明

答案：b

解释：用于更高频率（100 kHz 以上）开关应用的最合适的电力器件是功率 MOSFET，因为它具有较低的开关损耗。因此，对于较低频率的开关应用，则使用 BJT。

答案

解释：IGBT 代表绝缘栅双极晶体管。它包含了功率 MOSFET 和功率晶体管（BJT）的最佳特性。与 MOSFET 类似，它具有低输入电容和高输入阻抗。在某种状态下，它具有低电阻和高电流控制能力，就像 BJT 一样。

答案：b

解释：晶闸管称为 SCR，因为它是一种用作整流器的硅器件，并且这种整流是可以控制的。它仅由硅制成，因为硅的漏电流小于锗。如果任何器件用作开关，则漏电流必须最小。

答案：c

解释：计算偶次谐波的公式如下

= 2f_S= 2 × 50 = 100 Hz

答案：b

说明

已知：

α = 30°

µ = 20°

我们知道输入交流电网的基本功率因数或位移因数。

答案：c

说明

已知：

触发角 α =

我们知道半导体变换器的平均输出电压为

答案：b

解释：续流二极管也称为旁路二极管或换相二极管。它用于改善负载电流波形和功率因数。它连接在继电器两端，继电器由晶体管驱动。当晶闸管被阻断时，它能够消散负载电感中存储的能量，并提供负载电流的连续流动。

答案：a

解释：在三相桥式整流器中，每个晶闸管的最大导通时间是 120°。

答案：b

解释：在三相可控桥式整流器中，输出电压的纹波频率取决于电源频率。输出电压的纹波频率

F_out = 脉冲总数 × 电源频率

在三相可控桥式整流器中，输出电压的纹波频率是电源频率的 6 倍。

答案：b

解释：我们知道，

答案：c

解释：三相变换器具有一个附加特性，即当触发角 α < 时，它工作为 6 脉冲变换器，当触发角 α ≥ 时，它工作为三脉冲变换器。

答案：c

解释：众所周知，三相全控桥式变换器仅在两个象限（第一和第四象限）运行。

答案：b

说明

已知：

V = 210

I = 90 A

α= 60°

我们知道，并联补偿

= VI tan alpha;

将 V、I 和 α 的值代入上述方程，我们得到

= 210 × 90 tan 60°

= 72,735 VAR = 72.8 KVAR

功率因数 =

Cos α = Cos 60° = 0.5

答案：c

解释：升降压稳压器可以在不使用变压器的情况下提供输出电压极性反转。升降压转换器是指用于稳压直流电源的稳压器。相对于输入电压的同一端，可能需要负极性输出。输出电压可以高于或低于输入电压。

答案：d

解释：斩波器是指用于从恒定直流电压源提供可变直流电压的开关。它是直流到直流转换器。它可以是升压或降压直流到直流转换器。在升压直流转换器中，输出电压小于输入电压。它也称为降压转换器。升压转换器（也称为升压转换器）与降压转换器相反。还有一个基于这两种组合的转换器，它根据运行条件在升压和降压模式下工作；这种类型的斩波器称为升降压转换器。

答案：c

说明

已知：

V_out = 180 V

V_s = 220 V

f = 4 kHz = 4 × 10 ³

我们知道：

答案：b

解释：变频器是一种基于晶闸管的交流到交流转换器，它可以在不涉及直流源的情况下将一种频率的交流转换为另一种频率的交流。它主要用于增加或减少输出电压的频率相对于输入电压的频率，而在此过程中不使用任何交流-直流或直流-交流转换器。变频器的电源侧被视为输入，而负载侧是其输出。

答案：c

说明

已知：

源电压= V

占空比 = α

我们知道

升压斩波器的平均输出电压为

其中

V 是电压源，α 是占空比。

答案：c

解释：构建三相到三相变频器需要 18 个开关。三相变频器的三相需要三组三相半波电路，每组电路需要 6 个晶闸管。因此，所需的晶闸管总数为 18 个。

答案：b

解释：三相到三相变频器需要 36 个 SCR 才能实现 6 脉冲器件。

答案：d

说明

已知：

脉冲总数 (m) = 6

输入相电压 (V_P) = 220 V

我们知道 RMS 输出电压的基波值由下式给出

答案：c

说明

已知,

V_out(rms)= 240 V

m = 3 (对于三相)

我们知道 RMS 输出电压的基波值由下式给出

答案：a

说明

已知,

Vs = 60

我们知道，单相半桥逆变器的输出电压基波分量由下式给出

答案：d

解释：PWM 代表脉冲宽度调制。它用于电压源逆变器中以控制输出电压和输出谐波。它是一种通过在导通和关断状态之间切换来控制信号平均功率的方法。它是一种生成幅度调制的方​​法。通过增加每半周期的脉冲数，谐波频率的阶数会增加，从而减小滤波器的尺寸。

答案：c

说明

给定脉冲持续时间 (d) = 60°

Vs = 240 V

我们知道脉冲宽度由下式给出

2d = 60°

D = 30°

因此，输出电压基波分量的 RMS 值由下式给出

答案：a

说明

已知,

电机的启动转矩测试 = 18 Nm

负载转矩 T_L = 9 Nm

加速转矩 Ta = Tst - T_L = 18 Nm - 9 Nm = 9 Nm

加速度 α = 3 rad/sec²

我们知道转动惯量由下式给出

答案：b

解释：三相半控桥式变换器仅在单象限运行；因此，电机只能在第一象限运行，即速度为正且转矩为正。

答案：b

说明

已知,

额定速度 (N₁) = 1200 rpm

电枢两端的电压 (V_a1) = 240 V

电枢电流 (I_a) = 30 A

电枢电阻 (R_a) = 3 欧姆

额定速度 (N₂) = 700 rpm 且 V_s=280 V

我们知道：

额定速度 1200 rpm 时，电机电枢两端的电压为

V_a1= E_b1+ I_a R_a

E_b1 = V_a1- I_a R_a

= 240 - 30 × 3

= 240 - 90 = 150 V

在 700 rpm 时，

在额定转矩下，电枢电流也将是额定值，即 30 A，因为电流与转矩成正比

所以施加的电压

V_a2= E_b2+ I_a R_a

= 87.5 + 30 × 3

= 177.5 V

因此，占空比 ratio

答案：c

说明

已知,

电机的反电动势常数 E_b = 0.30 V/rpm

电枢电流 (I_a) = 8 A

电枢电阻 (R_a) = 3 欧姆

V_max = 240 V

触发角 α = 60°

我们知道：

单相半控整流器的平均输出电压为

答案：a

解释：纹波频率是指剩余交流电压的频率。之后，它在电源中被整流为直流。由于转换器输出电机纹波含量较高，会产生发热和换相问题。它工作在高直流电压下。对于半波整流器，纹波频率的值与交流频率相同，对于全波整流器，纹波频率的值是原始交流频率的两倍。

答案：c

解释：我们知道电压与速度成正比。因此，在较高速度下可以获得更平滑的电压形状。

答案：c

解释：单相感应电机以单相交流电源工作。它有两个绕组；主绕组和辅助绕组。通过交流电压控制器调速单相感应电机，只需要电流的基波分量来产生转矩。电机电流中的谐波可能导致功率损耗，从而导致电机发热。

答案：b

说明

已知,

通常在关断期间将 4 欧姆电阻连接到转子电路；r = 8 欧姆是额外的

T_off = 6 ms

f = 200 Hz

我们知道频率是周期的倒数

所以，

答案：c

说明

我们知道，

同步电机始终以同步速度运行

其中，

f = 频率

p = 极数。

因此，转子速度由定子频率决定。

答案：b

说明

已知,

直流链路电流 I_d = 恒定

直流链路电压 V_d = 450 V

P = 60×10³

因此，供给电机的功率为

P = V_d I_d

答案：b

解释：变频器主要用于需要精确速度控制的场合。这意味着变频器不适用于水泥磨驱动和压缩机驱动。造纸机需要恒速驱动。因此，变频器馈电的感应电机驱动广泛用于机床驱动。

答案：d

解释：双象限斩波器用于再生制动和电动制动。

答案：d

说明

:

已知,

V_out = 400 V

占空比 α = 0.6

电枢电流 I_S = 80 A

我们知道，对于再生模式，斩波器作为升压斩波器工作

因此，

= 600(1 - 0.6) = 240 V

现在反馈到电源的功率

= V_S I_S = 240 × 80 = 19200 W

答案：a

解释：功率二极管是指一种用于将交流电转换为直流电的半导体器件。它与普通二极管一样，具有两个端子：阴极和阳极。功率二极管只不过是一个带有额外层的信号二极管。

答案：d

解释：二极管的 V-I 特性位于第一和第三象限。第一象限工作在正向区域，第三象限工作在反向偏置模式。

答案：b

说明

在六相半波整流器中，通常使用六个二极管。由于电源频率是 50 Hz，因此纹波频率是电源频率的六倍

= 50 × 6 = 300 Hz

答案：b

解释：位移因数是指由于基本线频率下的电压和电流之间的相位差引起的功率因数。

所以，

位移功率因数由 Cos?给出

? 是 60°

因此，Cos60° = 0.5

答案：b

解释：PN 结二极管是指 p 型半导体与 n 型半导体熔合形成的二极管。它会在二极管结处产生势垒。在正向偏置条件下，PN 结二极管相当于一个闭合开关。

答案：b

说明

已知,

电流增益 β = 400

基极电流 I_B = 8mA

直流电流增益 β_dc 指的是在恒定 V_CE 下，直流偏置条件下集电极电流与基极电流之比。

答案：b

解释：SCR 的双晶体管模型是通过对 SCR 的上下两层进行平分而获得的。SCR 是一种单向器件，其工作原理类似二极管。它只允许电流单向流动。

答案：c

说明

已知,

斜率 = 160

我们知道

功率定义为电压和电流的乘积

因此，

P = V_g× I_g = 0.8

斜率 V_g / I_g = 160

V_g = 160 × I_g

160 I²_g = 0.8

I_g = 71 mA