Q153.
下圖為單相全控全橋整流電路，交流電源
V，頻率為60 Hz，含有交流側電感Ls＝1.5 mH，若負載為I d＝20A，激發延遲角為30°，下列哪些選項正確？
電力電子 · 甲級 · 電力電子系統與應用 · Q153
難易度分析
4 / 5
本題要求同時正確判斷兩個項目，需運用換向角與平均輸出電壓兩套公式，並正確使用峰值電壓與區分平均值與有效值，呈現較高的結構性複雜度。
正確答案 (複選)：①, ②
- ① 換向角度u 約為14°:換向重疊角 u 之計算公式為 cos(α+u) = cos(α) − (2ωLs·Id)/Vm。代入 α=30°、ω=2π×60=377 rad/s、Ls=1.5 mH、Id=20 A、Vm=110√2≈155.6 V，可得 cos(30°+u) ≈ 0.722，解得 u ≈ 14°，故此選項正確。
- ② 直流側輸出電壓之平均值
約為79V:單相全控全橋整流器 含交流側電感時，直流側平均輸出電壓 Vd = (2Vm/π)·cos(α) − (2ωLs·Id)/π。代入數值得 Vd ≈ (2×155.6/π)×cos30° − (2×377×0.0015×20)/π ≈ 85.6 − 7.2 ≈ 79 V，故此選項正確。
錯誤選項解析
- ③ 含有交流側電感會提高直流側輸出電壓:交流側電感 Ls 會造成換向重疊現象，使輸出電壓波形在換向期間下降，因此會降低而非提高直流側平均輸出電壓。電感越大、負載電流越高，電壓降越明顯。
- ④ 電源端之電流平均值為10A:電源端電流 為交流波形，在理想大電感負載下近似為方波，其平均值為零（交流對稱）。若問有效值則約為 Id=20 A，而非 10 A。此選項混淆了平均值與有效值之概念。
Learning Tip
"單相全控整流器 之核心考點在於 換向重疊角 與 輸出電壓降 之關係。常見陷阱：(1) 誤認交流側電感會提升輸出電壓，實則因換向壓降而降低；(2) 混淆 平均值 與 有效值，交流電源電流之週期平均值恆為零；(3) 計算 u 時需使用 峰值電壓 Vm 而非有效值。實務上，交流側電感雖造成電壓損失，但可限制 di/dt 並保護 SCR 元件。"
學員答題分佈
①換向角度u 約為14°0%
②直流側輸出電壓之平均值約為79V0%
約為79V0%③含有交流側電感會提高直流側輸出電壓0%
④電源端之電流平均值為10A0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！
相似類型題目
如下圖所示之單相全波全控整流器電路，若輸入電壓為
、閘流體均為理想、R＝10Ω、L＝10mH、觸發角α＝45°且電感之電流為連續，試求負載兩端的平均電壓為多少？
、閘流體均為理想、R＝10Ω、L＝10mH、觸發角α＝45°且電感之電流為連續，試求負載兩端的平均電壓為多少？下圖為三相全控全橋整流電路，加入三相平衡交流電源其線對線電壓有效值為480V，頻率為60Hz，純電阻性負載，閘流體激發延遲角調在α＝30°，下列哪些選項正確？
下圖所示之單相受控全波整流電路，純電阻性負載，輸入電源為
，α為激發延遲角(delay angle)，下列哪些選項正確？
，α為激發延遲角(delay angle)，下列哪些選項正確？如下圖所示之單相全波半控整流器電路，若輸入電壓為
、二極體及閘流體均為理想、R＝10Ω、L＝10mH、觸發角α＝ 45°且電感之電流為連續。試求負載兩端的平均電壓為多少？
、二極體及閘流體均為理想、R＝10Ω、L＝10mH、觸發角α＝ 45°且電感之電流為連續。試求負載兩端的平均電壓為多少？如下圖所示之三相全波全控整流器電路，若輸入a 相電壓為
、閘流體均為理想、R＝10Ω、L＝10mH、當三相平衡條件下a 相觸發角α＝ 45°，試求負載之平均電壓為多少？
、閘流體均為理想、R＝10Ω、L＝10mH、當三相平衡條件下a 相觸發角α＝ 45°，試求負載之平均電壓為多少？