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Q154.

下圖所示之單相交流電壓控制器(AC voltage controller),輸入電源為vi(t)=V msin(ωt)V,純電阻性負載,觸發延遲角為α,若兩SCR 分別導通時間相同,下列哪些正確?電力電子 乙級 電力電子系統與應用 第 154 題 題目 圖片

電力電子 · 乙級 · 電力電子系統與應用 · Q154

難易度分析

4 / 5

本題為複選題,要求考生對交流電壓控制器的多項電學參數(平均值、有效值、功率因數及元件電流)進行全面分析。由於需同時判別多個選項的對錯,且包含關於純電阻負載在相位控制下功率因數的易錯考點,增加了答題難度。

正確答案 (複選):①, ②, ④

  • ① 負載端電壓平均值為0V:單相交流電壓控制器採兩隻 SCR 反並聯架構,正負半週對稱導通,正負半週電壓波形面積相等且極性相反,因此一個完整週期內的負載電壓平均值為 0V。
  • ② 負載端電壓有效值為電力電子 乙級 電力電子系統與應用 第 154 題 選項 ② 圖片:純電阻負載下,輸出電壓有效值公式為 Vo_rms = Vs × √[(1/π) × (π - α + (sin2α)/2)],此為相位控制之標準有效值計算式,與圖中所示公式一致。
  • ④ 流過每個SCR 之電流有效值為電力電子 乙級 電力電子系統與應用 第 154 題 選項 ④ 圖片:兩 SCR 各導通半週且對稱,每隻 SCR 僅流過半週期電流,其電流有效值為總負載電流有效值除以 √2,即 I_SCR = I_o_rms / √2,與圖中所示公式相符。

錯誤選項解析

  • ③ 純電阻性負載,功率因數為1:雖為純電阻負載,但因 SCR 採相位角控制導致電壓波形被斬波,產生諧波成分,故功率因數小於 1,並非為 1。
Learning Tip

"本題核心考點為單相交流電壓控制器之波形分析與電參數計算。常考陷阱:①純電阻負載不等於功率因數為 1,因相位控制會引入諧波使 PF < 1;②SCR 電流有效值為負載電流有效值的 1/√2,因每隻 SCR 僅導通半週;③平均值為零源於正負半週對稱,此為 AC 調壓器之基本特性。"

學員答題分佈

①負載端電壓平均值為0V0%
②負載端電壓有效值為電力電子 乙級 電力電子系統與應用 第 154 題 選項 ② 圖片0%
③純電阻性負載,功率因數為10%
④流過每個SCR 之電流有效值為電力電子 乙級 電力電子系統與應用 第 154 題 選項 ④ 圖片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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