高级电工计算题缩印

1. 何谓去耦电路？为什么多级放大电路中要用到去耦电路？ 答：在多级放大器的直流电源部分，级间串联了电阻R，对地并联电容C，这就是去耦电路。采用去耦电路以后，可以使得各级的交流通路相互隔离，从而可以消除电源公用时，因电源内阻过大而引起的自激振荡。 2. 负反馈的不同组态对于放大器的输入电阻与输出电阻有什么影响? 答：电压负反馈具有稳定输出电压的作用，或者说可以减小输出电阻；电流负反馈具有稳定输出电流的作用，或者说可以增大输出电阻。串联负反馈能增大电路的输入电阻；并联负反馈则可以起到减小输入电阻的作用。 3. 负反馈电路为什么会产生自激振荡?如何消除高频自激振荡? 答：放大器的输入与输出之间的相移以外还会产生附加相移，对于三级或三级以上的多级负反馈放大器来讲，附加相移就可以达到了180°，原来的负反馈再加上180°的附加相移，就会变成正反馈，此时如果电路的反馈很深，满足了产生振荡的相衰位条件及幅度条件，电路自然就会产生自激振荡了。 消除高频自激振荡最常用的方法是在电路中接入RC校正电路，使电路的高频特性减得更大－些。这样，当电路附加相移达到180°，因为高频段放大倍数.A的减小，使得.A.F＜1而达不到振荡的幅度条件，电路就不会产生自激振荡。 1. 三相桥式全控整流电路对触发电路又有哪些特殊要求? 答: 三相桥式全控整流电路对触发电路要求 (1) 釆用单宽脉冲（脉冲宽度在60°～120°）或双窄脉冲（在每个周期中对每个晶闸管连续输出二个相隔60°相位差的窄脉冲）。 （2）按1－2－3－4－5－6的顺序依次滞后60°对6个晶闸管输出触发脉冲。 2. 如何防止晶闸管整流电路被误触发？ 答：（1）门极导线用金属屏蔽线。 （2）脉冲变压器尽量靠近主电路，以缩短门极走线。（3）同步变压器及触发器电源采用静电屏蔽。 （4）在门极与阴极之间并接0.01～0.1μF小电容。 （5）触发器电源采用RC滤波以消除电网高频干扰。 3. 在三相桥式全控整流电路中，带大电感负载时其移项范围是多少？元件承受的最大正反向电压是多少？ 答：移相范围为00～900；最大正反向电压为6U2φ。 4. 三相全控桥式整流电路，当一只晶闸管短路时，电路会发生什么情况？ 答：在三相桥式电路中，若一只晶闸管发生短路，例如共阴极组中一只管子短路，则共阴极组中其余任意一只晶闸管被触发导通后，都要引起电源线电压短路，使管子连续烧坏，严重时，还会损坏输入变压器．所以要求每只晶闸管桥路中应串接快速熔断器，以保护晶闸管及整个电路。 3.三相半波和三相半控桥带电阻性负载时，其移项范围各是多少？ 答：三相半波1500，三相半控桥1800。 5.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路的主要特点有哪些？ 答：（1）二组三相半波电路同时并联工作，整流电压波形的脉动程度比三相半波电路要小得多；（2）变压器的二组星型接法的绕组中各有－相同时导电，直流磁势互相抵消，不存在直流磁化问题；（3）负载电流同时由二个晶闸管和二个绕组承担，因此可选用电流定额较小的元件，也可选用容量较小的变压器。 6.为保证晶闸管装置能正常可靠地工作，触发电路应满足哪些要求？ 答:（1）触发信号应具有足够的功率；（2）触发脉冲应有一定的宽度，且前沿陡峭；（3）触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，且满足一定的移相范围要求。 7.逆变失败的原因有哪些？ 答：(1) 触发脉冲丟失或滞后；(2) 晶闸管损坏造成不能导通或在关断时发生误导通；(3) 电网发生异常，缺相或突然停电；(4) 逆变角太小。 8.有环流反并联可逆电路中变流器的待逆变状态与逆变状态有什么区别？ 答：变流器处于待逆变状态时，其触发脉冲控制角与处于逆变状态时一样，都处于逆变区内（a〉90°），变流器的直流侧电压也都为负值。但待逆变时，负载电流并未流过变流器，故没有直流能量回送交流侧，这就是与逆变状态的区别。 9.晶闸管的过零触发指的是什么？主要应用在什么地方？ 答：晶闸管的过零触发指触发脉冲总是在交流电压的过零点处发出，在负载上得到的是完整的正弦波，它是通过在一定的时间间隔内改变导通的周波数来改变输出电压的有效值或输出功率，过零触发的方法通常用于调功器。(热惯性较大的电热负载)。 1.三相半波可控整流电路，变压器次级相电压为20V带大电感负载，无续流二极管。 试计算α=450度时的输出电压；如负载电流为200A，求晶闸管上的最高电压和晶闸管电流的平均值IdT、和有效值IT 解：Ud=1.17U2Φcosα=1.17×20×cos450 =16.55 V UTM =6U2Φ = 6×20=49 V IdT = Id/3 = 200÷3 = 66.7 A IT = Id/3 = 115.5 A 2.有一三相全控桥式整流电路接感性负载，接在次级电压U2φ为200V的三相变压器上。 求：①控制角α=00时，整流输出电压平均值Ud =？ ②控制角α=600时，整流输出电压平均值Ud =？ 解：(1) Ud = 2.34U2Φcosα = 2.34×200×COS 00 = 468 v (2) Ud = 2.34U2Φcosα = 2.34×200×COS 600 = 234 V 3. 三相全控桥电路大电感負载，巳知Ud = 220V，Rd = 5Ω，求：(1) 变压器二次线电压U2l及变压器容量S (2) 选择晶闸管，并写出型号(在α = 00 时，2倍裕量) 解：(1) Ud=2. 34U2ΦCOSα U2Φ = Ud /2.34COSα = 220/2.34 = 94 V U2l=3 U2Φ = 3×94=162.8 V Id = Ud / Rd = 220/5 = 44 A I2 =32Id = 0.817×44 = 36A S = 3 U2e I2 =3×162.8× 36 = 10.2 KVA (2) IT = 31Id = 0.577×44 = 25.4 A IT(AV) = 2×57.1TI= 2×57.14.25= 32.36 A (取50 A 管子) UTM = 6U2Φ = 2.45×94 = 230 V (取2倍容量，选500V管子) 选KP50-5 4. 有一三相全控桥式整流电路接电阻性负载，接在次级电压U2Φ为200V的三相变压器上。求：①控制角α＝60°时，整流输出电压平均值Ud＝？②控制角α＝90°时，整流输出电压平均值Ud＝？ 答：（1）Ud=2.34U2φcosα＝2.34×200×cos60°=234V （2）Ud=2.34U2φ[1+cos（60°+α）] =2.34×200×[1+cos（60°+90°）]=62.7V 5.有一三相半控桥式整流电路接感性负载，变压器采用△/Y接法，初级接380V三相交流电。 ①控制角α=00时，输出平均电压为234V，求变压器的次级电压。 ②控制角α=600时，输出平均电压Ud为多少？ 答：（1）Ud = 1.17U2Φ（1+COSα） 234=1.17U2Φ（1+COS00） U2Φ=100V （2）Ud = 1.17U2Φ（1+COSα） Ud=1.17×100×（1+COS600） Ud=175.5V 6.有一三相半控桥式整流电路带电阻性负载，接在次级相电压为200V的三相变压器上，求其输出电压平均值的调节范围。 答：α = 00 时输出电压为最高 Ud = 1.17U2Φ（1+COSα）=1.17×200×2=468V α =1800 时输出电压为最低 Ud = 1.17U2Φ（1+COSα）=1.17×200×0=0V 所以输出电压平均值的调节范围为 0V ～ 468V 。 7.直接由三相交流电网供电卷场机负载的三相半波晶闸管调速电路，在重物下降时，ED=140V，RΣ=1Ω，β= 600 时能实现有源逆变，U2φ=220V， 试求：①电动机处于什么工作状态，晶闸管电路处于什么工作状态，流过电枢电流Id=？ ②若使β增大，电机转速如何变化？试说明电机工作情况及转速的变化过程？ 解：(1) Udβ= －1.17U2ΦCOSβ = －1.17×220×COS 600 = －128.7 V ED = 140 V 且 ︱ED︱＞︱Udβ︱ 晶闸管电路处于有源逆变状态，而电动机处于回馈制动状态。 Id = （︱ED︱－ ︱Udβ︱）÷RΣ = （140－128.7）/ 1 = 11.3 A (2) 当β增大，电机转速会下降。n变化过程如下：β↑→Udβ↓，因转速来不及变化 ED=CenΦ维持原值→Id↑→使制动转矩M = CMΦId↑→n↓；n↓→ED↓→Id↓降到原耒数值时，电动机轴上转矩重新平衡，于是电动机以较低速度稳定运行。 1. 闭环控制系统为什么具有良好的抗扰能力和控制精度? 答：闭环控制系统是建立在负反馈基础上，按偏差进行控制。当系统中由于某种原因使被控制量偏离希望值而出现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差，使被控制量与希望值趋于一致，所以闭环控制系统具有良好的抗扰动能力和控制精度。 2. 闭环控制系统一般由哪几部分组成?有哪些作用量和被控制量? 答：闭环控制系统一般由给定元件、比较元件、放大校正元件、执行元件、被控对象、检测反馈元件等组成。系统有给定量（输入量）、反馈量、控制量、扰动量、被控量（输出量）。 3. 直流调速系统有哪些主要性能指标? 答：直流调速系统主要性能指标包括静态性能指标和动态性能指标两个部分。 静态性能指标主要有调速范围D、静差率S。动态性能指标分成给定控制信号和扰动信号作用下两类性能指标。给定控制信号作用下的动态性能指标有上升时间tr,调节时间tT（亦称过渡过程时间）和超调量σ％等。扰动信号作用下的动态性能指标有最大动态速降、恢复时间ts等。 4. 比例积分调节器具有哪些特点? 答：PI调节器的输出电压Usc由两部分组成。第一部分KpUsr是比例部分，第二部分

dtU

sr

1

是积分部分。当t=0突加Usr

瞬间，电容C相当于短路，反馈回路只有电阻Rf，此时相当于P调节器，输出电压Usc= －KpUsr，随着电容C被充电开始积分，输出电压Usc线性增加，只要输入电压Usr继续存在，Usc一直增加到饱和值（或限幅值）为止。 6. 5. 试说明转速负反馈调速系统工作原理.

答：转速负反馈直流调速系统由转速给定、转速调节器ASR、触发器CF、晶闸管变流器U、测速发电机TG等组成。当电动机负载TL增加时，电枢电流Id也增加，电枢回路压降增加，电动机转速下降，则转速反馈电压Ufn也相应下降，而转速给定电压Ugn不变，△U=Ugn—Ufn增加。转速调节器ASR输出电压Uc增加，使控制角减小，晶闸管整流装置输出电压Ud增加，于是电动机转速便相应自动回升，起调节过程可简述为： TL↑→Id↑→Id(RΣ+Rd) ↑→n↓→Ufn↓→△U↑→Uc↑→α↓→Ud↑→n↑ 6. 转速电流双闭环系统中,转速调节器,电流调节器起什么作用? 答：转速调节器和电流调节器的作用： （1）转速调节器ASR的作用 1）使转速n跟随转速给定电压Ugn变化，稳态无静差。 2）突加负载时转速调节器ASR和电流调节器ACR均参与调节作用，但转速调节器ASR处于主导作用，对负载变化起抗扰作用。 3）其输出电压限幅值决定允许最大电流值。 （2）电流调节器ACR的作用 1）起动过程时保证获得允许最大电流。 2）在转速调节过程中，使电流跟随其电流给定电压Ugi变化。 3）电源电压波动时及时抗扰作用，使电动机转速几乎不受电源电压波动的影响。 4）当电动机过载、堵转时，限制电枢电流的最大值，从而起到安全保护作用。