Энергетическая электроника

Контрольная работа № 1
Контрольная работа № 1 выполняется на компьютере. Она содержит
вопросы и задачи по разделам:
− общие вопросы энергетической электроники;
− непосредственные преобразователи постоянного напряжения;
− автономные инверторы;
− средства реализации транзисторных преобразователей;
− преобразовательные ячейки со звеном повышенной частоты;
− квазирезонансные преобразователи.
2.2 Контрольная работа № 2
Контрольная работа № 2 выполняется письменно и предполагает решение трех задач по расчету электрических параметров элементов преобразователей электрической энергии (одно- или многофазных инверторов
напряжения или тока, непосредственных преобразователей постоянного
напряжения понижающего, повышающего или инвертирующего типа, однотактных преобразовательных ячеек и т. д.) или их отдельных функциональных узлов.
Варианты задач по контрольной работе № 2 приведены в разделе 5,
а порядок выбора варианта указан в разделе 4. Примеры решения задач контрольной работы № 2 приведены в разделе 3.

1.1. Определить максимальное значение тока диода непосредственного транзисторного преобразователя напряжения понижающего типа, если
он работает в режиме непрерывного тока дросселя.
Привести схему преобразователя. Расчеты иллюстрировать временными диаграммами токов и напряжений.

1.2. В трехфазном мостовом инверторе напряжения с симметричной активной нагрузкой определить среднее значение потребляемого тока, если нагрузка подключена звездой.
Привести схему инвертора и временные диаграммы напряжений
управления тиристорами (Uупр) и напряжений на нагрузке (Uф).

1.3. В инверторе тока, выполненном по мостовой схеме, определить
потребляемую от источника питания мощность, если индуктивность дросселя в цепи источника питания Ld = ∞.

2.1. В схеме понижающего ключевого преобразователя с неполной
глубиной модуляции определить суммарное напряжение двух одинаковых
источников питания.
Привести схему преобразователя и рассчитать электрические параметры элементов схемы.

2.2. В трехфазном мостовом инверторе напряжения с симметричной
нагрузкой, соединенной звездой, определить напряжение источника питания.
Привести схему инвертора и временные диаграммы, характерные для основных токов и напряжений.

2.3. Рассчитать электрические параметры резисторов, обеспечивающих статическое выравнивание токов в параллельно соединенных ключах,
выполненных на базе полевых транзисторов, c точностью не более 10% при
условии, что сопротивление сток – исток в открытом состоянии каждого последующего транзистора на 0,1 Ом больше предыдущего.

3.1. В схеме непосредственного преобразователя постоянного напряжения повышающего типа, выполненного на идеальных элементах, определить относительную длительность открытого состояния транзистора.
Привести схему преобразователя, характерные временные диаграммы
токов и напряжений. Рассчитать электрические параметры элементов силовой цепи схемы.

3.2. В трехфазном мостовом инверторе напряжения, работающем на симметричную активную нагрузку, определить эффективное значение фазного тока.

3.3. Рассчитать мощность сигнала управления составным транзисторным ключом (схема Дарлингтона), выбрать базовый резистор.

4.1. Рассчитать величину емкости конденсатора для сглаживания
пульсаций напряжения на выходе непосредственного преобразователя
напряжения понижающего типа, работающего в режиме непрерывного тока
дросселя.

4.2. Определить мощность, потребляемую трехфазным мостовым инвертором напряжения, работающим на симметричную активную нагрузку.

4.3. В схеме однофазного мостового инвертора напряжения с балластным дросселем, шунтированным обратным диодом, в цепи источника питания для ограничения сквозного тока определить максимально возможную частоту работы инвертора, при которой отсутствует «накачка» тока в дросселе.

5.1. Рассчитать коэффициент пульсаций напряжения на входе фильтра
понижающего непосредственного преобразователя постоянного напряжения с неполной глубиной модуляции при двух одинаковых источниках питания и непрерывном токе дросселя.

5.2. Рассчитать электрические параметры транзисторов однотактной
преобразовательной ячейки с прямым включением выпрямительного диода,
выполненной по схеме на рисунке 4.1. с дополнительными отпайками Wотп
первичной обмотки W1 трансформатора. Потерями в преобразователе пренебречь.

5.3. Рассчитать цепь делителя статического напряжения для последовательно соединенных транзисторов, работающих в режиме переключения,
при условии, что ток утечки Iк0 каждого последующего транзистора в два
раза больше предыдущего.

6.1. В схеме непосредственного преобразователя напряжения повышающего типа определить величину напряжения на нагрузке.

И т.д