50 Dạng Bài Tập Và Đáp Án Môn Điện Tử Công Suất ( Đề cương Điện tử công suất )

Một bộ chỉnh lưu điốt cầu 3 pha được nuôi từ nguồn điện xoaychiều có điện áp dây là 380V, thông qua máy biến áp 3 pha nối tamgiác- sao.. Giả thiết điện áp rơi trên mỗi điốt là 0,7V và dò

Trang 1

50 dạng bài tập và đáp án Môn điện tử công suất

1 Cho sơ đồ chỉnh lưu cầu điốt 1 pha với các thông số:

, 0

48 92 , 63

) ( 92 , 63 71 2 2 2

2 2

A R

E U

I

V

U U

615 , 42 2

2

; 2 2

2 sin 2 2

cos

3

2 4

; 2

cos 3

2 4

1 1

2 1

2

mH I

A L

L

A I

t L

A tdt L

A i

U A

dt

di L t

U u

a C

C a

C C

a

C

a a

u2  2 2sin  ; U2 = 220V; f = 50Hz; E= 120V

a Tính thời gian mở cho dòng chảy qua mỗi điốt trong một chu kỳ

b Xác định R sao cho dòng tải có trị trung bình Id = 40A

Đáp án : Bài 2.

Trong mỗi nửa chu kỳ, đường cong ud cắt đường thẳng E tại hai điểm 1,

2 nên 1, 2 sẽ là nghiệm của phương trình:

Trang 2

) ( 47 , 7 314

34

,

2

34 , 2 39 , 0 2 2

) ( 39

,

0

385 , 0 2 220

120 sin

sin

2

1 1

1

1 2

ms rad

E U

220 2 2 sin

cos

2

sin cos 2

2

1 1

2

1 1

U R

T R

U I

Đáp án bài 3 Bài 3

Sơ đồ chỉnh lưu điốt 1 pha hai nửa chu kỳ:

) ( 17 , 89 2

34 , 178 2

) ( 34 , 178 5

, 0

17 , 89

) ( 17 , 89 14

, 3

100 2 2 2

U

I

V

U U

Trang 3

Chỉnh lưu điốt 3 pha tia

) ( 7 , 27 3

12 , 83 3

) ( 12 , 83 8

, 0

50 5 , 116

) ( 5 , 116 14

, 3 2

100 6 3 2

E U

I

V

U U

66 , 28 2

3

; 2

3

3 sin 3 3

cos

8

6 3

; 3

cos 8

6

3

3 3

2 3

2

mH I

A tdt L

A

i

U A

dt

di L t

U u

a t

t

a

t t

a

t

a a

3 2

Tính trị trung bình của điện áp tải, trị trung bình của dòng tải, dòng chảyqua điốt và xác định giá trị điện cảm L sao cho Ia = 0,3Id

Đáp án Bài 5

Chỉnh lưu điốt 3 pha cầu

) ( 8 , 15 3

4 , 47 3

) ( 4 , 47 6

220 5 , 504

) ( 5 , 504 14

, 3

220 6 3 6

E U

I

V

U U

Trang 4

) ( 76 , 0 3 , 0 4 , 47 314 2 6

8 , 28 2

6

; 2

6

6 sin 6 6

cos

35

6 6

; 6

cos 35

6

3 3

2 3

2

mH L

A tdt L

A

i

U A

dt

di L t

U u

C

a

C C

a

C

a a

Cho sơ đồ chỉnh lưu 1 pha hai nửa chu kỳ Tính C

1

2

1 1

m

f R C m f R C m

Biến đổi biểu thức và thay số ta có phương trình bậc 2 như sau:

0 10 5

Sơ đồ chỉnh lưu 3 pha tia: A=0,2; n=3;

áp dụng công thức:

 

6 2

2 2

10 54 , 22 01 , 0 314 9

2 , 0

A LC

LC n

A k



Nếu chọn L = 22,54 mH thì C 22,54.10 1000F

10 54 , 22

Trang 5

8 Cho sơ đồ chỉnh lưu 3 pha cầu với các thông số:

kLC= 0,03; f= 50Hz Tính LC

Đáp án Bài 8.

Sơ đồ chỉnh lưu 3 pha cầu A= 0,095; n=6

 

6 2

2 2

10 2 , 89 03 , 0 314 36

095 , 0

A LC

LC n

A k



10 2 , 89

Chỉnh lưu cầu tiristo 1 pha không đối xứng

- Trị trung bình của điện áp tải:

2

1 1 14 , 3

100 2 cos

55 , 67

A R

Trang 6

Chỉnh lưu tiristo 3 pha tia

Sơ đồ làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc





2 3

;

) ( 72 , 22 220 5000

'

d C

U U

U

R

E U

I

A E

220 2

50 2 10 3 2 72 , 22 220 6 3

14 , 3 2 2

3 6

3

2 cos

2

3 cos 2

6 3

0

3 2

2 '

I X U

U

C d

d C d

2 2

2

63 133

69 , 0 0265 , 0 664 , 0 6

2 cos cos

6

2 cos

I X

d C

11 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo cầu 3 pha không đối xứng với cácthông số sau:

U2 = 110V; R = 1,285; L = ∞; Pd = 12,85kW

Xác định góc mở , trị trung bình của dòng tải, trị trung bình của dòngchảy qua tiristo, trị trung bình của dòng chảy qua điốt

Sơ đồ chỉnh lưu cầu tiristo 3 pha không đối xứng

- Xác định góc mở 

Trang 7

12850

285 , 1

cos 1 5 , 128 cos

1 2

P R

A R

100

I I

Chỉnh lưu tiristo cầu 3 pha

) ( 95 , 486 39 , 97 5

) ( 39 , 97 286 , 5

86 , 514 3

) ( 86 , 514 14

, 3

220 6 3 cos 6

R

U

A X

d d

4 , 97 3 , 0 2 1 6

2 1 cos 0

6

2 cos

U

I X

d C

Trang 8

13 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha tia, mạch tải R+L với cácthông số:

Ud = 217V; U2 = 190V; f= 50Hz; Id = 866A;  = 0 Tính R, điện cảmchuyển mạch LC và góc trùng dẫn 

Chỉnh lưu điốt 3 pha tia, tải là R+L

Do có hiện tượng trùng dẫn (LC0) nên điện áp chỉnh lưu Ud’=217(V)

) ( 41 866

, 3 2

190 6 3 217 2

6 3 2

3

) ( 25 , 0 866

217

2 '

'

mH L

V

U U

U I

952 , 0 190

6

866 10 41 314 2 ( 1 cos

6

2 cos 1 0

6

2 cos

cos

0

6 2

U

I X

d C

14 Một bộ chỉnh lưu điốt cầu 3 pha được nuôi từ nguồn điện xoaychiều có điện áp dây là 380V, thông qua máy biến áp 3 pha nối tamgiác- sao Giả thiết điện áp rơi trên mỗi điốt là 0,7V và dòng điện tảicoi như được nắn thẳng Id = 60A Điện áp trên tải là 300V

Tính trị trung bình của dòng điện chảy qua điốt và điện áp ngược cựcđại mà mỗi điốt phải chịu

Trong trường hợp lý tưởng ta có:

Trang 9

  128,85( )

6

3

4 , 1

300

) ( 300 ) 7 , 0 ( 2 6

Khi T1 mở cho dòng chảy qua ta có phương trình:

A t L

U A

t td L

U

i

dt

di L dt

di L t

U

d

d d

2

sin

2

2 2

2

2   

   

16 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 1 pha hai nửa chu kỳ làm việc ở chế

độ nghịch lưu phụ thuộc với các thông số:

U2 = 200V; E= 180V; f = 50Hz; LC = 1mH; R = 0,2; L = ∞; Id = 200A;Tính góc mở  và góc trùng dẫn 

Trang 10

Chỉnh lưu tiristo 1 pha 2 nửa chu kỳ, làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc

Do LC0 nên trị trung bình của điện áp tải:

d

I X U

U U

180 200 314 , 0 2 , 0 2

2

314 cos

cos 2 2

0

2 2

R

I X U

E

I

d c

d c d

888 , 0 200 2

200 314 , 0 76 131 cos 2

cos cos

2 cos

cos

0

0 2

I X

d C

17 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha cầu làm việc ở chế độ nghịchlưu phụ thuộc với các thông sô:

U2= 239,6V; f = 50Hz; = 1450; XC =0,3; RC = 0,05; Điện áp rơi trênmỗi tiristo là UT = 1,5 V; với giả thiết dòng điện tải được nắn thẳng id =

Id = 60A

Tính E và góc trùng dẫn 

Khi các phần tử trong sơ đồ được coi là lý tưởng thì trị trung bình của điện áp tải:

Trang 11

) ( 28 , 485

; 0

;

) ( 28 , 485 5

, 1 2 60 05 , 0 2 60 3 , 0 3 145 cos 6 , 239 6 3

2 2

' '

0 '

'

V U

E R R

U E

I

V U

U I

R U U

U

d

d d

d

T d

c d

7 151

88 , 0 6 , 239 6

60 3 , 0 2 145 cos cos

6

2 cos

cos

0 0

0 2

Điện áp rơi trên tiristo là 1,5(V)

Điện áp rơi trên điện trở nguồn xoay chiều: 0,07.30=2,1(V)

Điện áp rơi do điện cảm nguồn xoay chiều gây nên:

) ( 4 , 5 2

30 10 2 , 1 50 2 3 2

V I

9 cos 43 , 175

4 , 5 1 , 2 5 , 1 cos 2

150 6 3

Trang 12

19 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha cầu làm việc ở chế độ nghịchlưu phụ thuộc, với các thông số:

U2= 220V; f = 50Hz; E = 400V; R = 1; L=∞; = 1200

Tính công suất có ích trả về lưới xoay chiều trong hai trường hợp:

a Bỏ qua điện cảm chuyển mạch Lc( LC = 0)

b Khi LC = 2mH

LC = 0 ( không xét hiện tượng trùng dẫn)

Biểu thức công suất: Pd = Ud.Id

) ( 7 , 36 7 , 142 3 , 257

) ( 7 , 142 1

3 , 257 400

) ( 3 , 257 120

cos 220 6 3 cos 6

kW P

A R

E U

I

V

U U

89 314 002 , 0 3 ( 5 , 257

) ( 18 , 89 628 , 0 3 1

7 , 142 3

) ( 7 , 142 3 , 257 400 3

3 cos 6 3

'

2 '

V U

A X

R

U E

I

V U

E

X R

I

I X U

U U

U

d

c

d d

d

c d

d c d

20 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo cầu 3 pha Nguồn điện xoay chiều

có điện áp dây Ud = 415 V, f= 50Hz, LC = 0,9mH Giả thiết dòng điệntải được nắn thẳng và bỏ qua điện áp rơi trên các tiristo và điện trởnguồn

Trang 13

a Lập bảng tính trị trung bình của điện áp tải theo góc mở 0( 00,100,300,400,600,800) khi dòng điện tải Id = 60A.

b Lập bảng tính trị trung bình của điện áp tải theo dòng điện tải Id( 0,10,20,30,40,50) khi góc mở = 300

Đáp ánBài 20

) ( 6 , 239 3

415

; cos 6 3

'

3 2

U

I X U

V U

U U

2 2

Tính trị trung bình của dòng tải và xác định giá trị điện cảm L saocho Ia = 0,2Id

Sơ đồ chỉnh lưu cầu điốt 1 pha 1/2 chu kỳ

) ( 6 , 26 8

, 0

50 3 , 71

) ( 3 , 71 80 2 2 2

2 2

A R

E U

I

V

U U

Trang 14

Từ biểu thức giải tích ta có:

) ( 10 314 32 , 5 2 2

5 , 47 2

2

; 2 2

2 sin 2 2

cos

5 , 47

3

80 2 4 3

2 4

; 2

cos 3

2 4

1 1

2 1

2

mH I

A L

L

A I

t L

A tdt L

A i

U A

dt

di L t

U u

a C

C a

C C

a

C

a a

u2  2 2sin  ; U2 = 240V; f = 60Hz; E= 120V

a Tính thời gian mở cho dòng chảy qua mỗi điốt trong một chu kỳ

b.Xác định R sao cho dòng tải có trị trung bình Id = 30A

Trong mỗi nửa chu kỳ, đường cong ud cắt đường thẳng E tại hai điểm 1,

2 nên 1, 2 sẽ là nghiệm của phương trình:

) ( 7 , 7 314

42

,

2

42 , 2 36 , 0 2 2

) ( 36

,

0

357 , 0 2 240

120 sin

sin

2

1 1

1

1 2

ms rad

E U

240 2 2 sin

cos

2

sin cos 2

2

1 1

2

1 1

U R

T R

U I

6



Trang 15

Tính trị trung bình của điện áp tải, trị trung bình của dòng tải, dòng chảyqua điốt và xác định giá trị điện cảm L sao cho Ia = 0,5Id.

) ( 6 , 51 3

155 3

) ( 155 5

, 0

60 5 , 137

) ( 5 , 137 14

, 3 2

120 6 3 2

E U

I

V

U U

4 , 34 2

3

; 2

3

3 sin 3 3

cos

4 , 34

8

120 6 3 8

6 3

; 3

cos 8

6

3

3 3

2 3

2

mH I

A tdt L

A

i

U A

dt

di L t

U u

a t

t a

t t

a

t

a a

3 2

) ( 26 , 5 3

8 , 15 3

) ( 8 , 15 9

110 2 , 252

) ( 2 , 252 14

, 3

110 6 3 6

E U

I

V

U U

Trang 16

Từ biểu thức giải tích ta có:

) ( 72 , 1 2 , 0 8 , 15 314 2 6

4 , 14 2

6

; 2

6

6 sin 6 6

cos

4 , 14

35

110 6 6 35

6 6

; 6

cos 35

6

3 3

2 3

2

mH I

A tdt L

A

i

U A

dt

di L t

U u

a C

C

a

C C

a

C

a a

Cho sơ đồ chỉnh lưu 1 pha hai nửa chu kỳ Tính C

1

2

1 1

m

f R C m f R C m

Biến đổi biểu thức và thay số ta có phương trình bậc 2 như sau:

0 1 10

3 3510

Giải phương trình bậc hai có 2 nghiệm: C1=2.10-5 (F); C2 = 3,4.10-7(F)

26 Cho sơ đồ chỉnh lưu 3 pha tia với các thông số:

kLC= 0,05; f= 50Hz Tính LC

Sơ đồ chỉnh lưu 3 pha tia: A=0,2; n=3;

áp dụng công thức:

 

6 2

2 2

10 5 , 4 05 , 0 314 9

2 , 0

A LC

LC n

A k



Trang 17

10 5 , 4

Sơ đồ chỉnh lưu 3 pha cầu A= 0,095; n=6

 

6 2

2 2

10 9 , 66 04 , 0 314 36

095 , 0

A LC

LC n

A k



10 9 , 66

Chỉnh lưu cầu tiristo 1 pha không đối xứng

- Trị trung bình của điện áp tải:

2

1 1 14 , 3

120 2 cos

25 , 80

A R

Trang 18

29 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha tia với các thông số:

Chỉnh lưu tiristo 3 pha tia

Sơ đồ làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc





2 3

;

) ( 1 , 18 220 4000

'

d C

U U

U

R

E U

I

A E

696 , 0 cos

220 2

50 2 10 3 3 2 1 , 18 220 6 3

14 , 3 2 2

3 6

3

2 cos

2

3 cos 2

6 3

0

3 2

2 '

I X U

U

C d

d C d

4 139

760 , 0 220

6

1 , 18 314 10 3 2 696 , 0 6

2 cos cos

6

2 cos

cos

0 0

3 2

I X

d C

30 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo cầu 3 pha không đối xứng với cácthông số sau:

Trang 19

U2 = 130V; R = 1,585; L = ∞; Pd = 15,85kW

Xác định góc mở , trị trung bình của dòng tải, trị trung bình của dòngchảy qua tiristo, trị trung bình của dòng chảy qua điốt

Sơ đồ chỉnh lưu cầu tiristo 3 pha không đối xứng

- Xác định góc mở 

5 86

1

149

) ( 5 , 158 585 , 1

15850

585 , 1

cos 1 149 cos

1 2

6

3

0 2

P R R

A R

100

I I

) ( 5 , 230 1 , 46 5

) ( 1 , 46 47 , 5

2 , 252 3

) ( 2 , 252 14

, 3

110 6 3 cos 6

R

U

A X

U

I R U U

d d

Trang 20

1 , 46 5 , 0 2 1 6

2 1 cos 0

6

2 cos

U

I X

d C

Chỉnh lưu điốt 3 pha tia, tải là R+L

Do có hiện tượng trùng dẫn (LC0) nên điện áp chỉnh lưu Ud’=240(V)

) ( 09 , 0 866

.

2

) ( 2 , 12 240 14

, 3 2

220 6 3 240 2

6 3 2

3

) ( 27 , 0 866

240

2 '

'

mH L

V

U U

U I X

6

866 09 , 0 314 2 1

cos

6

2 cos

1

0

6

2 cos

U

I X

d C

33 Một bộ chỉnh lưu điốt cầu 3 pha được nuôi từ nguồn điện xoaychiều có điện áp dây là 380V, thông qua máy biến áp 3 pha nối tamgiác- sao Giả thiết điện áp rơi trên mỗi điốt là 0,5V và dòng điện tảicoi như được nắn thẳng Id = 40A Điện áp trên tải là 280V

Tính trị trung bình của dòng điện chảy qua điốt và điện áp ngược cựcđại mà mỗi điốt phải chịu

Trang 21

Trong trường hợp lý tưởng ta có:

) ( 280 ) 5 , 0 ( 2 6

3

2

2 '

V U

U nm   

34 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 1 pha hai nửa chu kỳ làm việc ở chế

độ nghịch lưu phụ thuộc với các thông số:

U2 = 220V; E= 200V; f = 50Hz; LC = 2mH; R = 0,6; L = ∞; Id = 220A;Tính góc mở  và góc trùng dẫn 

Chỉnh lưu tiristo 1 pha 2 nửa chu kỳ, làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc

Do LC0 nên trị trung bình của điện áp tải:

d

I X U

U U

Xác định góc mở 

9 82

220 2 2

200 220 10 2 314 6

, 0 2

2

314 cos

cos 2 2

0

3 2

R

I X U

E

I

d c

d c d

Góc trùng dẫn 

Trang 22

27

9 55

56 , 0 220 2

220 628 , 0 9 82 cos 2

cos cos

2 cos

I X

d C

35 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha cầu làm việc ở chế độ nghịchlưu phụ thuộc với các thông sô:

U2= 240V; f = 50Hz; = 1450; XC =0,5; RC = 0,05; Điện áp rơi trên mỗitiristo là UT = 1,5 V; với giả thiết dòng điện tải được nắn thẳng id = Id =40A

; 0

;

) ( 468 5

, 1 2 60 05 , 0 2 40 5 , 0 3 145 cos 240 6 3

2 2

' '

0 '

'

V U

E R R

U E

I

V U

U I

R U U

U

d

d d

d

T d

c d

7 151

87 , 0 240 6

40 5 , 0 2 145 cos cos

6

2 cos

cos

0 0

0 2

Trang 23

LC = 1,5mH; R= 0,07; Giả thiết điện áp rơi trên mối tiristo là UT =1,5 V và trị trung bình của dòng điện tải là: Id = 30A.

Hãy tính trị trung bình của điện áp tải khi các góc mở  là 00; 300;450;600

Điện áp rơi trên tiristo là 1,5(V)

Điện áp rơi trên điện trở nguồn xoay chiều: 0,07.30=2,1(V)

Điện áp rơi do điện cảm nguồn xoay chiều gây nên:

) ( 75 , 6 2

30 10 5 , 1 50 2 3 2

V I

35 , 10 cos 9 , 194

75 , 6 1 , 2 5 , 1 cos 2

170 6 3

Tính công suất có ích trả về lưới xoay chiều trong hai trường hợp:

a.Bỏ qua điện cảm chuyển mạch Lc( LC = 0)

b.Khi LC = 4mH

LC = 0 ( không xét hiện tượng trùng dẫn)

Biểu thức công suất: Pd = Ud.Id

) ( 4 , 9 6 , 74 1 , 126

) ( 6 , 74 3

1 , 126 350

) ( 1 , 126 120

cos 110 6 3 cos 6

kW P

A R

E U

I

V

U U

Trang 24

Với LC=2mH ( có xét đến hiện tượng trùng dẫn)

) ( 78 , 406 9

, 233 10 4 314 3 120 cos 110 6 3

) ( 9 , 233 1 , 126 350 3

3 cos 6 3

3 /

2 '

V U

E

X R

I

I X U

U U

U

d

c d

d c d

38 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo cầu 3 pha Nguồn điện xoay chiều

có điện áp dây Ud = 415 V, f= 50Hz, LC = 0,6mH Giả thiết dòng điệntải được nắn thẳng và bỏ qua điện áp rơi trên các tiristo và điện trởnguồn

a Lập bảng tính trị trung bình của điện áp tải theo góc mở 0( 00,200,300,450,600,700) khi dòng điện tải Id = 50A

b Lập bảng tính trị trung bình của điện áp tải theo dòng điện tải Id( 0,20,25,45,65,85) khi góc mở = 300

Điện áp tải:

a/ U d' U d  U ;

Ud’= f()

9 cos 4 , 549

9 50 10 6 , 0 50 2 3 3

) ( 6 , 239 3

415

; cos 6 3

'

3 2

U

I X U

V U

U U

Trang 25

) ( 9 , 23 3

8 , 71 3

) ( 8 , 71 8

, 0

80 5 , 137

) ( 5 , 137 14

, 3 2

120 6 3 2

E U

I

V

U U

4 , 34 2

3

; 2

3

3 sin 3 3

cos

4 , 34 8

120 6 3 8

6 3

; 3

cos 8

6

3

3 3

2 3

2

mH I

A tdt L

A

i

U A

dt

di L t

U u

a t

t a

t t

a

t

a a

2 2

Tính trị trung bình của dòng tải và xác định giá trị điện cảm L saocho Ia = 0,1Id

Đáp án

Trang 26

Bài 40.

Sơ đồ chỉnh lưu cầu điốt 1 pha 1/2 chu kỳ

) ( 8 , 37 8

, 0

50 25 , 80

) ( 25 , 80 90 2 2 2

2 2

A R

E U

I

V

U U

5 , 53 2

2

; 2 2

2 sin 2 2

cos

5 , 53 3

90 2 4 3

2 4

; 2

cos 3

2 4

1 1

2 1

2

mH I

A L

L

A I

t L

A tdt L

A i

U A

dt

di L t

U u

a C

C a

C C

a

C

a a

3 2

) ( 2 , 17 3

7 , 51 3

) ( 7 , 51 3

120 15 , 275

) ( 15 , 275 14

, 3

120 6 3 6

E U

I

V

U U

Trang 27

) ( 15 , 1 17 , 5 314 2 6

7 , 15 2

6

; 2 6

6 sin 6 6

cos

7 , 15

35

120 6 6 35

6 6

; 6

cos 35

6 6

3 3

2 3

2

mH I

A L

L

A I

t L

A tdt L

A i

U A

dt

di L t

U u

a C

C a

C C

a

C

a a

) ( 39 , 396 13 , 132 3

) ( 13 , 132 47 , 3

5 , 458 3

) ( 5 , 458 14

, 3

200 6 3 cos 6

R

U

A X

U

I R U U

d d

13 , 132 5 , 0 2 1 6

2 1 cos 0

6

2 cos

U

I X

d C

Đáp án

Tiêu đề	50 Dạng Bài Tập Và Đáp Án Môn Điện Tử Công Suất (Đề cương Điện tử công suất)
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Điện Tử Công Suất
Thể loại	Đề cương
Năm xuất bản	Không rõ
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	33
Dung lượng	183,31 KB