Q206.
下圖所示之導通-截止(on-off)控制之交流電壓控制器,輸入電源為
,純電阻性負載。閘流體開關控制導通m 個週期,截止n 個週期,重複循環,下列哪些選項正確?
電力電子 · 甲級 · 電力電子系統與應用 · Q206
難易度分析
3 / 5
本題需判斷多項說法是否符合整週期導通控制下的電壓與功率特性,須了解導通比對有效值與功率因數的影響,並判斷平均值是否因波形對稱而為零。
正確答案 (複選):①, ②, ④
- ① 負載端電壓有效值為
:在導通-截止控制(Integral Cycle Control)的交流電壓控制器中,負載端電壓有效值計算需考慮導通比。當導通 m 個週期、截止 n 個週期時,輸出電壓有效值為輸入電壓有效值乘以導通比的平方根,即 V_o = V_s × √(m/(m+n)),此為週期積分控制的標準公式。 - ② 負載端電壓平均值為0 V:由於採用純電阻性負載且控制器為對稱導通控制,正負半週波形完全對稱,因此在完整週期內的電壓平均值為 0 V。這是交流調壓器的基本特性,正負半週面積相等且方向相反,互相抵消。
- ④ 電源側功率因數為
:電源側功率因數在導通-截止控制下等於導通比的平方根,即 PF = √(m/(m+n))。因為此控制方式在導通期間輸出完整正弦波,不產生諧波失真,功率因數僅由導通週期比例決定,屬於位移因數等於 1 的情況。
錯誤選項解析
- ③ 各閘流體電流平均值為0 A:此選項錯誤。在反並聯閘流體組態中,每個閘流體(SCR)僅在單一方向導通電流,於導通期間(m 個週期)會承載單向脈波電流,其平均值不為 0 A。正確而言,各閘流體的平均電流等於負載電流峰值除以 π 再乘以導通比。
Learning Tip
"本題核心考點為導通-截止控制(Integral Cycle Control)與相位控制(Phase Control)的差異。導通-截止控制以完整週期為單位切換,輸出波形為完整正弦波片段,不產生諧波但會造成低頻閃爍;相位控制則在每個半週內延遲觸發角,會產生諧波失真。計算時需牢記:有效值與功率因數均乘以 √(導通比),而平均值因波形對稱必為 0 V。實務上此控制方式常用於電熱負載(如電爐、烘乾機),不適用於馬達調速。"
學員答題分佈
①負載端電壓有效值為
0%
0%②負載端電壓平均值為0 V0%
③各閘流體電流平均值為0 A0%
④電源側功率因數為
0%
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!
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