Контрольная работа 1 8 2 Контрольная работа 2 8 3 Примеры решения типовых задач контрольных заданий и экзаменационной работы 9

• Название: Контрольная работа 1 8 2 Контрольная работа 2 8 3 Примеры решения типовых задач контрольных заданий и экзаменационной работы 9
• Дата: 20.08.2022
• Размер: 7.25 Mb.
• Имя файла: 3-174.doc
• Тип: Контрольная работа; #649544
• страница: 10 из 13

Определить среднее значение тока замагничивания, привести схему и временные диаграммы токов и напряжений силовой цепи инвертора.

9.3. Рассчитать параметры элементов силовой цепи квази-двухтактного преобразователя, выполненного на основе двух «прямоходовых» однотактных ячеек. Потерями пренебречь.

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Напряжение нагрузки UН (В) Ток нагрузки IН (А) Коэффициент пульсаций выходного напряжения К’ (%) Относительная длительность включенного состояния транзисторов γ (%) Частота переключения транзисторов f (кГц)	50 200 0,5 2 0,4 1	100 100 1 2 0,45 15	100 50 2 5 0,3 5	200 40 5 1 0,25 10

Привести схему преобразователя и характерные временные диаграммы токов и напряжений.

10.1. Непосредственный преобразователь постоянного напряжения инвертирующего типа работает в режиме непрерывного тока дросселя. Потерь нет. Рассчитать электрические параметры элементов схемы.

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Ток нагрузки IН (А) Относительная длительность открытого состояния транзистора γ Сопротивление нагрузки RН (Ом) Коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке К΄п (%)	3 0,5 30 5	0,5 0,6 100 3	5 0,7 7 2	2 0,3 50 1

Привести временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.
10.2. Определить напряжение источника питания трехфазного инвертора напряжения с симметричной активной нагрузкой, включенной по схеме «звезда».

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Мощность нагрузки одной фазы Pф (Вт) Угол управления тиристорами (град) Сопротивление нагрузки в фазе RФ (Ом)	1000 180 100	3000 180 100	400 120 400	200 120 300

Привести схему преобразователя и характерные временные диаграммы токов и напряжений.


10.3. Рассчитать параметры RCD-цепи одиночного транзисторного ключа, прерывающего ток в цепи индуктивной нагрузки, если:

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Индуктивность нагрузки LН (мкГн) Ток нагрузки IН(А) Допустимое напряжение транзистора UКЭ (В) Частота переключения f (кГц)	50 5 500 5	500 1 450 1	100 10 200 1	10 20 800 10

Привести схему преобразователя и характерные временные диаграммы токов и напряжений.
11.1. Рассчитать параметры конденсатора, установленного на выходе НПН понижающего типа, работающего в режиме непрерывного тока дросселя, если:

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Сопротивление нагрузки RН (Ом) Напряжение на нагрузке UН (В) Частота преобразования f (кГц) Коэффициент сглаживания напряжения нагрузки КСГЛ.	100 400 40 15 12	300 20 20 10 15	50 50 25 8 15	200 80 6 5 20

Привести схему НПН. Расчеты иллюстрировать временными диаграммами токов и напряжений на элементах схемы.
11.2. Рассчитать электрические параметры полупроводниковых элементов однотактной преобразовательной ячейки с прямым включением выпрямительного диода, выполненной по схеме (рис. 4.2). Пульсациями напряжения на нагрузке пренебречь.

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение питания Е (В) Ток нагрузки IН (А) Ток намагничивания в % от тока нагрузки Iμ Относительная длительность открытого состояния транзистора γ Число витков первичной обмотки W1 (витков) Число витков вторичной обмотки W2 (витков) Число витков обмотки размагничивания WР (витков)	100 10 15 0,5 100 25 25	24 1 20 0,6 50 100 100	50 5 10 0,4 100 50 25	200 2 5 0,4 100 100 40

Привести схему преобразователя и характерные временные диаграммы токов и напряжений.



Рис. 4.2

11.3. Рассчитать параметры элементов однофазного однотактного инвертора с накопительным конденсатором. Определить кпд инвертора, мощность нагрузки. Потерями в схеме и пульсациями напряжения на конденсаторе пренебречь.

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Ток нагрузки IН (А) Максимально допустимый постоянный ток ключа IК (А) Частота работы инвертора f (кГц)	100 5 20 1	300 2 8 10	200 1 5 15	400 0,5 10 20

Привести схему и временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.
12.1. Рассчитать электрические параметры конденсатора сглаживающего фильтра, установленного на выходе НПН повышающего типа, при условии, что ток дросселя непрерывен. Потерями пренебречь.

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Минимальное сопротивление нагрузки RН (Ом) Напряжение на нагрузке UН (В) Частота преобразования f (кГц) Амплитуда основной гармоники пульсаций напряжения нагрузки U1 (В)	24 200 50 10 2	48 160 160 5 5	12 100 18 20 1	60 100 100 15 5

Привести схему. Расчеты иллюстрировать временными диаграммами токов и напряжений.

12.2. Определить коэффициент полезного действия (КПД) однофазного мостового инвертора тока, выполненного на транзисторах, если

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е(В) Активное сопротивление нагрузки RН (Ом) Индуктивное сопротивление нагрузки XН (Ом) Напряжение на нагрузке UН (В) Амплитуда тока транзистора I VT(А)	50 20 180 15	28 60 80 200 10	12 40 30 100 15	100 100 0 200 5

Индуктивность в цепи источника питания L_d = ∞. Привести схему и временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.
12.3. Рассчитать силовую цепь однофазного однотактного инвертора напряжения с накопительным дросселем. Потерями пренебречь.

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Ток нагрузки IН (А) Частота инвертирования f (кГц)	100 50 5	300 5 10	50 200 15	20 100 2

Привести схему и временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.

13.1. В схеме НПН инвертирующего типа определить величину максимального напряжения, прикладываемого к транзистору, если:

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Сопротивление нагрузки RН (Ом) Активное сопротивление дросселя rдр(Ом) Относительная длительность открытого состояния транзистора γ	100 28,5 1,5 0,7	24 9 1 0,2	50 28 2 0,4	70 25 5 0,5

Привести схему и временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.
13.2. В схеме однофазного инвертора тока определить напряжение источника питания, если:

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Активное сопротивление нагрузки RН (Ом) Индуктивное сопротивление нагрузки XН (Ом) Напряжение на нагрузке UН (В) Потребляемый инвертором ток IП (А) Коэффициент полезного действия кпд (%)	12 5 52 10 100	80 60 300 10 90	6 8 90 5 81	200 0 50 1,25 80

Привести схему и временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.

13.3. Рассчитать параметры разрядного резистора защитной RCD-цепи, установленной параллельно транзисторному ключу однофазного мостового инвертора напряжения, работающего на активно-индуктивную нагрузку, если:

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Ток нагрузки IН(А) Максимально допустимое напряжение транзистора UКЭ (В) Максимально допустимый ток транзистора IК(А); Частота переключения ключа f (кГц)	50 5 400 10 1	24 10 450 25 15	100 2 800 5 5	300 1 1000 3 10

Привести схему и временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.

1. 
   Многофазный преобразователь постоянного напряжения понижающего типа работает в режиме непрерывного тока дросселей при идентичных параметрах всех модулей и идеальном распределении тока нагрузки между ними. Пульсациями тока в дросселях пренебречь. Определить среднее значение тока, протекающего через транзистор, если:
   

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Относительная длительность открытого состояния транзистора γ Сопротивление нагрузки RН (Ом) Количество модулей n (шт.)	1000 0,3 35 5	60 0,7 20 3	500 0,2 10 7	150 0,6 4,5 4

Расчеты иллюстрировать временными диаграммами токов и напряжений.

14.2. В однофазном мостовом транзисторном инверторе напряжения для ограничения сквозных токов установлен дроссель. Определить величину максимально допустимого коллекторного тока транзисторов при условии отсутствия «накачки» тока в дросселе.

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Время выключения транзистора t(мкC) Индуктивность дросселя Lдр (мкГн)	180 4 20	110 1 5	50 8 10	300 2 15

Привести схему и временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.
14.3. Определить отношение числа витков первичной обмотки силового трансформатора к числу витков отпайки в схеме однотактной преобразовательной ячейки с прямым включением выпрямительного диода, представленной на рис. 4.3. Потерями пренебречь.

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Среднее значение напряжения на нагрузке UН (В) Относительная длительность открытого состояния транзисторов γ Отношение числа витков обмоток Максимально допустимое значение обратного напряжения диодов UVD в цепи размагничивания (В)	20 0,5 5 150	300 0,75 0,5 150	60 0,3 2 300	100 0,4 3 600

Расчеты иллюстрировать временными диаграммами токов и напряжений на элементах схемы.


Рис. 4.3

1. 
   В схеме НПН понижающего типа последовательно с диодом установлен дроссель. Определить величину индуктивности этого дросселя, если:
   

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Ток нагрузки IН (А) Относительная длительность открытого состояния транзистора γ Сопротивление нагрузки RН(Ом) Максимально допустимый ток транзистора IКЭ (А) Время выключения диода tВЫКЛ(мкс)	1 0,7 100 5 1	0,1 0,5 400 1 0,8	1,6 0,4 150 3 0,5	5 0,8 20 10 1,2

Привести схему НПН, работу иллюстрировать временными диаграммами токов и напряжений.

2. 
   Рассчитать количество витков обмотки размагничивания Wр трансформатора однотактной преобразовательной ячейки с прямым включением выпрямительного диода по схеме рис. 4.4. при отсутствии потерь, если:
   

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Среднее значение напряжения нагрузки UН (В) Относительная длительность открытого состояния транзистора γ Число витков первичной обмотки W1 (витков) Число витков вторичной обмотки W2 (витков) Максимально допустимое постоянное напряжение UКЭ (В) Допустимый коэффициент загрузки транзистора по напряжению КЗ	20 0,4 50 20 500 0,7	200 0,5 50 100 500 0,8	10 0,5 80 20 300 0,8	60 0,6 60 40 400 1

Привести временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.



Рис. 4.4

15.3. Рассчитать среднее значение тока, потребляемого однофазным нулевым инвертором напряжения с трансформаторным выходом, работающим на активно-индуктивную нагрузку. Потерями пренебречь. Х_н = R_н.

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Ток нагрузки IН (А) Напряжение нагрузки UН (В) Частота инвертирования f (кГц)	50 4 200 10	24 3 200 15	100 15 150 5	200 50 50 2

Привести схему и временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.
16.1. Рассчитать параметры элементов схемы однотактной преобразовательной ячейки (рис. 4.5), выполненной на двух транзисторах, с прямым включением выпрямительного диода. Потерями в элементах ячейки пренебречь.

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Минимальное напряжение источника питания Е (В) Максимальное напряжение источника питания Е (В) Напряжение на нагрузке UН (В) Ток нагрузки IН (А) Частота квантования f (кГц) Амплитуда пульсаций напряжения нагрузки U1 (В)	20 30 40 1 12 2	300 250 250 0,2 20 5	50 70 20 5 5 0,5	100 150 120 0,5 10 5

Расчеты иллюстрировать временными диаграммами токов и напряжений на элементах схемы.

Рис. 4.5

2. 
   Определить коэффициент полезного действия мостового инвертора тока, выполненного на тиристорах, если:
   

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Индуктивное сопротивление нагрузки XН (Ом) Напряжение на нагрузке UН(В) Потребляемый инвертором ток IП (А) Активное сопротивление нагрузки RН (Ом)	250 80 300 4 60	60 30 125 4 40	135 200 20	100 0 200 8 50

2. 
   Однофазный мостовой транзисторный инвертор напряжения с балластным резистором для ограничения сквозного тока работает на активную нагрузку. Рассчитать параметры элементов схемы, определить мощность нагрузки, среднее значение сквозного тока, кпд схемы, если:
   

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Максимально допустимый ток транзистора IКЭ МАКС (А) Сопротивление нагрузки RН (Ом) Частота инвертирования f (кГц) Длительность протекания сквозного тока tСКВ.(мкс)	50 10 10 5 6	24 20 4 2 15	100 5 50 10 5	200 2 150 20 2

Потерями пренебречь, кроме балластного резистора. Привести временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.
17.1. Определить напряжение питания трехфазного мостового инвертора напряжения, работающего на симметричную активную нагрузку, если:

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Действующее значение напряжения в линии U АВ (В) Угол управления тиристорами (град)	380 180	220 180	415 120	200 120

Привести схему инвертора и временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.

2. 
   Определить среднее значение напряжения на нагрузке, подключенной к выходу «прямоходовой» однотактной преобразовательной ячейки, выполненной на двух транзисторах с размагничивающими диодами.
   

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение питания Uп (В) Число витков первичной обмотки W1(витков) Число витков вторичной обмотки W2 (витков)	100 200 50	24 120 60	50 50 150	200 100 100

Алгоритм работы ключей на периоде частоты преобразования указан в таблице.

2. 
   Рассчитать параметры элементов силовой цепи преобразователя напряжения, выполненного на базе полумостового нерегулируемого инвертора с трансформаторным выходом, и выпрямителя с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора, если сглаживающий фильтр на выходе выпрямителя отсутствует, а потерями пренебречь.
   

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е(В) Напряжение на нагрузке UН (В) Ток нагрузки IН (А); Коэффициент пульсаций напряжения нагрузки К ́П (%); Частота инвертирования f (кГц)	100 50 5 3 2	24 12 10 5 15	200 400 1 5 5	50 200 5 8 10

Привести характерные временные диаграммы токов и напряжений.
18.1. Определить отношение числа витков обмотки w_отп к числу витков первичной обмотки w₁ трансформатора однотактной преобразовательной ячейки с прямым включением выпрямительного диода, приведенной на рис. 4.6.

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Среднее значение напряжения на нагрузке UН (В) Относительная длительность открытого состояния транзистора γ Число витков первичной обмотки W1 (витков) Число витков вторичной обмотки W2 (витков) Максимально допустимое постоянное напряжение транзистора UКЭМАКС (В)	30 0,6 100 20 300	15 0,6 30 30 50	50 0,5 200 100 400	80 0,4 80 40 400

Рис. 4.6
Привести характерные временные диаграммы токов и напряжений.

2. 
   Рассчитать электрические параметры элементов однофазного мостового инвертора с ограничивающим сквозной ток балластным дросселем, шунтированным обратным диодом. Инвертор работает на трансформаторную нагрузку. Определить величину индуктивности L_бал дросселя, при которой отсутствует эффект накачки тока в дросселе, если прямое падение напряжения на диоде ∆U_VD = 1,5 В.
   

   Исходные данные	Вариант
   	а	б	в	г
   Напряжение источника питания Е (В) Напряжение на нагрузке UН(В) Ток нагрузки IН (А) Длительность протекания сквозного тока tСКВ.(мкс) Частота инвертирования f (кГц) Отношение	50 50 1 8 5 1,5	300 100 5 1 15 2	100 20 10 15 2 1,5	20 100 2 5 10 2

3. 
   Рассчитать электрические параметры резисторов, обеспечивающих статическое выравнивание токов в параллельно включенных транзисторных насыщенных ключах, если динамическое сопротивление у каждого последующего ключа больше на 0,03 Ом, а падение напряжения больше на 0,02 В соответственно.
   

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Количество параллельно включенных транзисторов n (шт) Суммарный ток в ключах I∑(А) Динамическое сопротивление первого транзистора rМИН (Ом) Остаточное напряжение на первом транзисторе ∆UМИН (В) Максимально допустимое значение тока транзистора IМАКС (А)	3 40 0,1 0,2 15	2 20 0,1 0,3 14	3 15 0,08 0,5 6	4 12 0,06 0,4 4

19.1. В трехфазном мостовом инверторе напряжения, работающем на симметричную нагрузку, соединенную в треугольник, определить напряжение источника питания, если:

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Потребляемая инвертором мощность PП (Вт) Угол проводимости ключей инвертора (град); Действующее значение линейного тока IЛИН (А)	600 120 5	1000 180 50	300 180 10	1200 120 3

Потерями пренебречь.

2. 
   Рассчитать электрические параметры элементов однотактной преобразовательной ячейки с обратным включением выпрямительного диода, приведенной на рис. 4.7.
   

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Напряжение на нагрузке UН (В) Сопротивление нагрузки RН (Ом) Относительная длительность открытого состояния транзистора γ Частота инвертирования f (кГц) Коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке К’П(%)	100 20 20 0,4 2 15	24 100 50 0,5 15 5	50 50 200 0,5 5 10	200 100 1000 0,6 10 5

Рис. 4.7

2. 
   Определить параметры диода RCD-цепи, подключенной параллельно транзисторному ключу однофазного мостового инвертора напряжения, работающего на активно-индуктивную нагрузку, если:
   

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Ток нагрузки IН (А) Индуктивность в цепи нагрузки LН (Гн) Емкость конденсатора в RCD-цепи C (мкФ) Сопротивление зарядного резистора RЗ (Ом) Частота переключения ключей инвертора f (кГц) Время выключения ключа t ВЫКЛ (мкс)	1 0,008 0,01 4 2 2	2 0,01 0,02 5 5 1,5	5 0,001 0,05 2 20 1	10 0,001 0,01 10 10 1

1. 
   В инверторе тока, выполненном по мостовой схеме, определить потребляемую от источника питания мощность, если:
   

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение на нагрузке Е (В) Активное сопротивление нагрузки RН (Ом) Индуктивное сопротивление нагрузки XН (Ом) Коэффициент полезного действия кпд (%)	169 12 5 90	338 5 12 90	150 3 4 85	300 8 6 80

Индуктивность дросселя в цепи источника питания L_d = ∞.

2. 
   В однофазном инверторе напряжения, работающем на активную нагрузку, определить амплитуду сквозного тока, если для его ограничения установлены балластные резисторы.
   

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Ток нагрузки IН (А) Схема инвертора Коэффициент полезного действия кпд (%)	100 5 мосто- вая 70	300 10 полумо-стовая 90	50 10 полумо-стовая 80	200 2 мосто- вая 60

Привести схему инвертора, построить временные диаграммы напряжения на нагрузке, тока нагрузки, потребляемого от источника тока.

3. 
   Определить параметры элементов RCD-цепи транзисторного ключа, прерывающего ток электрической цепи, если
   

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Ток, прерываемый ключем IН (А) Индуктивность в цепи нагрузки L (мкГн) Максимально допустимое напряжение на ключе UVTМАКС (В) Частота переключения f (кГц); Время выключения ключа tВЫКЛ (мкс)	5 200 500 20 1	1 100 250 10 1,5	20 50 400 10 2	10 500 1000 1 3

21.1. Определить минимально необходимую индуктивность дросселя, обеспечивающего режим непрерывного тока дросселя непосредственного преобразователя постоянного напряжения понижающего типа, если:

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Ток нагрузки IН (А) Сопротивление нагрузки RН (Ом) Частота преобразования f (кГц)	100 16 2,5 5	60 0,5 20 10	300 10 24 1	150 10 10 15

21.2. Рассчитать электрические параметры элементов однофазного мостового транзисторного инвертора напряжения, работающего на трансформатор с активно-индуктивной нагрузкой, если Х_Н = R_Н.

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение источника питания Е (В) Сопротивление нагрузки RН (Ом) Ток нагрузки IН (А) Частота инвертирования f (кГц)	50 50 1 3	300 100 5 1	100 20 10 5	20 100 2 8

Потерями пренебречь. Привести схему и характерные временные диаграммы токов и напряжений.

3. 
   Рассчитать номинальную емкость герметичной никель-кадмиевой (НКГ) аккумуляторной батареи, обеспечивающей питание источников вторичного электропитания (ИВЭП) в системе гарантированного электропитания (СГЭП), выполненной по схеме рис. 4.8.
   

Исходные данные	Вариант
	а	б	в	г
Напряжение в общей шине питания ЕП (В) Номинальное напряжение АБ UАБ (В) Напряжение первого канала UН1 (В) Ток нагрузки первого канала IН1 (А) Напряжение второго канала UН2 (В) Ток нагрузки второго канала IН2 (А) Время работы СГЭП от аккумуляторной батареи ∆t (мин) Кпд каждого преобразователя (%)	48 12 5 10 24 2 20 80	36 24 15 5 12 4 15 90	120 12 24 3 5 10 15 85	200 24 10 5 5 15 10 90