電力電子f復(fù)習(xí)整理

1、1. 我們消耗的能源中哪些是傳統(tǒng)能源？哪些是新能源？簡(jiǎn)述新能源和電力電子技術(shù)之間的關(guān)系？新能源：有核能、太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、氫能、地?zé)崮芎统毕艿仍S多種傳統(tǒng)能源：已能大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛利用的一次能源。又稱傳統(tǒng)能源。如煤炭、石油、天然氣、水力和核裂變能，是促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步和文明的主要能源電力電子技術(shù)作為新能源發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)，直接關(guān)系到新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展及前景，緊密聯(lián)系著社會(huì)的進(jìn)步與需求，因此，電力電子技術(shù)對(duì)能源發(fā)電技術(shù)起著一定的決定性作用。2. 簡(jiǎn)述國(guó)際學(xué)術(shù)組織IEEE和PELS分別代表什么意思？它們之間的相互關(guān)系是什么？IEEE:電氣與電子工程師學(xué)會(huì) PELS:電力電子學(xué)會(huì)。電力電子學(xué)會(huì)是IE

2、EE下屬的37個(gè)專業(yè)學(xué)術(shù)組織之一。3. ECCE和APEC分別是電力電子領(lǐng)域內(nèi)2個(gè)什么樣的重要會(huì)議？ ECCE和PESC是什么樣的關(guān)系？ECCE ECCE能量變換大會(huì)暨博覽會(huì)APEC IEEE 應(yīng)用電力電子會(huì)議暨博覽會(huì)PESC電力電子專家會(huì)議。2009年起，與IEEE工業(yè)應(yīng)用學(xué)會(huì)中有關(guān)電力電子技術(shù)部分合并稱ECCE。4.簡(jiǎn)述為什么高頻化可使電力電子裝置體積減?。慨?dāng)輸入電壓為正弦波時(shí)，U1 =kfBSN1，當(dāng)頻率f提高時(shí)，可減小N，S參數(shù)值，從而減小了變壓器的體積和重量。5、 分別簡(jiǎn)述壓敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻在開關(guān)電源電路中所起的作用。壓敏電阻又稱可恢復(fù)保險(xiǎn)絲，起抗雷擊、防止接錯(cuò)線的作用，是

3、并聯(lián)在電路上的。熱敏電阻啟動(dòng)時(shí)限制浪涌電流，待自身溫度升高后，電阻迅速降低到很小，串聯(lián)在電路里。6.畫圖并簡(jiǎn)要說明電磁干擾的三要素。騷擾源、敏感設(shè)備與耦合途徑并稱電磁干擾三要素。顧名思義，要構(gòu)成電磁干擾效應(yīng)，這三個(gè)要素缺一不可。只要缺失三個(gè)其中的任何一個(gè)因素，電磁干擾現(xiàn)象就不會(huì)發(fā)生。騷擾源一般可分為自然騷擾源與人為騷擾源。傳導(dǎo)傳輸必須在干擾源和敏感器之間有完整的電路連接，干擾信號(hào)沿著這個(gè)連接電路傳遞到敏感器，發(fā)生干擾現(xiàn)象。輻射傳輸是通過介質(zhì)以電磁波的形式傳播，干擾能量按電磁場(chǎng)的規(guī)律向周圍空間發(fā)射。敏感設(shè)備是對(duì)干擾對(duì)象總稱，它可以是一個(gè)很小的元件或一個(gè)電路板組件，也可以是一個(gè)單獨(dú)的用電設(shè)備甚至可

4、以是一個(gè)大型系統(tǒng)。7.畫出騷擾電平和獨(dú)立變量（如頻率）之間的關(guān)系。9.單相全橋PWM整流電路如下圖所示，敘述其工作原理。并對(duì)下圖中的3種PWM整流電路的運(yùn)行方式向量圖進(jìn)行說明？寫出其屬于什么運(yùn)行方式按照正弦信號(hào)波和三角波相比較的方法對(duì)圖1b中的V1V4進(jìn)行SPWM控制，就可以在橋的交流輸入端AB產(chǎn)生一個(gè)SPWM波uAB。uAB中含有和正弦信號(hào)波同頻率且幅值成比例的基波分量，以及和三角波載波有關(guān)的頻率很高的諧波，而不含有低次諧波。由于Ls的濾波作用，is脈動(dòng)很小，可以忽略，所以當(dāng)正弦信號(hào)波的頻率和電源頻率相同時(shí)，is也為與電源頻率相同的正弦波。在us一定的情況下，is的幅值和相位僅由uAB中基波

5、分量uABf的幅值及其與us的相位差來決定，改變uABf的幅值和相位，就可以使is和us同相位、反相位，is比us超前90°,或使is與us的相位差為所需要的角度。a) 整流運(yùn)行圖a中，滯后的相角為，完全同相位，電路工作在整流狀態(tài)，且功率因數(shù)為1，是PWM整流電路最基本的工作狀態(tài)。B)逆變運(yùn)行圖b中超前的相角為，相位正好相反，電路工作在逆變狀態(tài)，說明PWM整流電路可以實(shí)現(xiàn)能量正反兩個(gè)方向的流動(dòng)。c) 無功補(bǔ)償運(yùn)行圖2c中滯后的相角為，超前90°，電路在向交流電源送出無功功率，這時(shí)的電路被稱為靜止無功功率發(fā)生器。9.PWM整流電路的控制方法有多種，根據(jù)有沒有引入電流反饋可分為

6、兩種:間接電流控制、直接電流控制。分別敘述其工作原理。圖9a 間接電流控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖9 b 直接電流控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖控制原理：Ud*和實(shí)際的直流電壓ud比較后送入PI調(diào)節(jié)器，PI調(diào)節(jié)器的輸出為一直流電流信號(hào)id，id的大小和整流器交流輸入電流幅值成正比。穩(wěn)態(tài)時(shí)，ud=Ud*，PI調(diào)節(jié)器輸入為零，PI調(diào)節(jié)器的輸出id和負(fù)載電流大小對(duì)應(yīng)，也和交流輸入電流幅值相對(duì)應(yīng)。負(fù)載電流增大時(shí)，C放電而使ud下降，PI的輸入端出現(xiàn)正偏差，使其輸出id增大，進(jìn)而使交流輸入電流增大，也使ud回升；達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)時(shí)，ud和Ud*相等，PI調(diào)節(jié)器輸入仍恢復(fù)到零，而id則穩(wěn)定為新的較大的值，與較大的負(fù)載電流和較大的交流輸入

7、電流對(duì)應(yīng)。負(fù)載電流減小時(shí)，調(diào)節(jié)過程和上述過程相反。直接電流控制：外環(huán)PI調(diào)節(jié)器的輸出為id，id分別乘以和a、b、c三相相電壓同相位的正弦信號(hào)，得到三相交流電流的正弦指令信號(hào)i*a，i*b和i*c。i*a，i*b和i*c分別和各自的電源電壓同相位，其幅值與反映負(fù)載電流大小的直流信號(hào)id成正比，這是整流器運(yùn)行時(shí)所需的交流電流指令信號(hào)。指令信號(hào)和實(shí)際交流電流信號(hào)比較后，通過滯環(huán)對(duì)器件進(jìn)行控制，便可使實(shí)際交流輸入電流跟蹤指令值。10.熟練掌握多重逆變電路和多電平逆變電路。把若干個(gè)逆變電路的輸出按一定的相位差組合起來，使它們所含的某些主要諧波分量相互抵消，就可以得到較為接近正弦波的波形。多重逆變電路有

8、串聯(lián)多重和并聯(lián)多重兩種方式，電壓型逆變電路多用串聯(lián)多重方式，電流型逆變電路多用并聯(lián)多重方式。也可以改變電路結(jié)構(gòu)，構(gòu)成多電平逆變電路，它能夠輸出較多的電平，從而使輸出電壓向正弦波靠近。11.二電平、三電平、五電平、七電平逆變電路的電平數(shù)是多少？?jī)呻娖侥孀冸娐份敵鱿嚯妷河蠻d/2和-Ud/2兩種電平；兩電平逆變電路的輸出線電壓有±Ud和0三種電平，三電平逆變電路的輸出線電壓有±Ud、±Ud/2和0五種電平。12.掌握三電平和四電平二極管鉗位逆變電路。13、 掌握三電平和四電平飛跨電容型逆變14、 掌握三電平和四電平級(jí)聯(lián)型逆變電路。15.掌握中點(diǎn)鉗位型五電平逆變電路16

9、.什么叫PFC？畫出典型的單相有源PFC電路及主要原理波形？分析工作原理。PFC的意思是“功率因數(shù)校正”是對(duì)電流脈沖的幅值進(jìn)行抑制，使電流波形盡量接近正弦波。 控制原理：直流電壓給定信號(hào)Ud*和實(shí)際的直流電壓ud比較后送入電壓調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器的輸出為一直流電流信號(hào)id，id的大小和整流后的正弦電壓相乘得到直流輸入的電流的波形指令信號(hào)i*，該指令信號(hào)和實(shí)際直流電感電流信號(hào)比較后，通過滯環(huán)對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行控制，便可使輸入直流電流跟蹤指令值，這樣交流側(cè)電流波形將近似成為與交流電壓同相的正弦波，跟蹤誤差在有滯環(huán)環(huán)寬所決定的范圍內(nèi)。由于采用升壓斬波電路，只要輸入電壓不高于輸出電壓，電感L的電流就完全受開關(guān)S

10、的通斷控制。S開通式，電感L的電流增長(zhǎng)，S關(guān)斷式，電感L的電流下降。因此控制S的占空比按正弦絕對(duì)值規(guī)律變化，且與輸入電壓同相，就可以控制電感L的電流波形為正弦絕對(duì)值，從而使輸入電流的波形為正弦波，且與輸入電壓同相，輸入功率因數(shù)為1.17、 下圖為典型的boost型單級(jí)PFC AC/DC變換器，試分析其工作原理。基本工作原理：開關(guān)在一個(gè)開關(guān)周期中按照一定的占空比導(dǎo)通，開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，輸入電源通過開關(guān)給升壓電路中的電感L1儲(chǔ)能，同事中間直流電容C1通過開關(guān)給反激變壓器儲(chǔ)能，在開關(guān)關(guān)斷期間，輸入電源與L1一起給C1充電，反激變壓器同時(shí)向二次側(cè)電路釋放能量。開關(guān)的占空比由輸出電壓調(diào)節(jié)器決定。在輸入電壓及負(fù)

11、載一定的情況下，中間直流側(cè)電容電壓在工作過程中基本保持不變，開關(guān)的占空比也基本保持不變，輸入功率中的100HZ波動(dòng)由中間直流電容進(jìn)行平滑濾波。18.實(shí)現(xiàn)PFC的方法基本上有三種，即電流峰值控制，電流滯環(huán)控制，以及平均電流控制。比較其異同點(diǎn)。19.簡(jiǎn)述空間矢量PWM（SVPWM）控制原理。SVPWM 是通過三相交流逆變橋的6 個(gè)開關(guān)的不同導(dǎo)通模式產(chǎn)生不同的電壓基本矢量，通過矢量合成，來合成任意矢量（在實(shí)際允許范圍內(nèi)），通過導(dǎo)通時(shí)間的不同大小，來確定矢量的大小，這也就是PWM 調(diào)制的原理。20.建立電力電子電路小信號(hào)模型的3個(gè)假設(shè)條件，及建模思路。滿足三個(gè)假設(shè)：1、低頻假設(shè)：交流小信號(hào)的頻率fg應(yīng)

12、該遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于變換器的開關(guān)頻率fs；2、小紋波假設(shè)：變換器的轉(zhuǎn)折頻率f0遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于開關(guān)頻率fs；(變換器的低通濾波器的轉(zhuǎn)折頻率f0)3、小信號(hào)假設(shè)：交流分量的幅值必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于直流分量。建立小信號(hào)線性解析模型的基本思路：、對(duì)變換器的各變量求平均值；、分解平均變量，求得靜態(tài)工作點(diǎn)及交流小信號(hào)狀態(tài)方程；、對(duì)小信號(hào)狀態(tài)方程進(jìn)行線性化處理。、根據(jù)解析模型建立交流小信號(hào)等效電路模型5 、進(jìn)行分析（低頻動(dòng)特性）21.電力電子電路建模方法有哪幾種？分別簡(jiǎn)述之原理。1、狀態(tài)空間平均法：用狀態(tài)方程的形式對(duì)基本建模法的建模過程加以整理，即可得到：狀態(tài)空間平均法。2、開關(guān)元件平均模型法：直接對(duì)開關(guān)元件的變量求平均，采用受控

13、源構(gòu)成原開關(guān)元件的等效電路。3、開關(guān)網(wǎng)絡(luò)平均模型法：對(duì)開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的端口變量求平均，采用受控源構(gòu)成開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的等效電路。22.簡(jiǎn)述太陽能發(fā)電中孤島效應(yīng)的危害，常用的被動(dòng)式孤島檢測(cè)方法。孤島的危害： 失去電網(wǎng)的平衡控制作用，逆變器一旦出現(xiàn)電壓、頻率不正常，損壞設(shè)備；當(dāng)用戶認(rèn)為電網(wǎng)己經(jīng)斷開，但電網(wǎng)仍然帶電，給維修人員或使用帶來危險(xiǎn)；市電突然恢復(fù)，由于相位錯(cuò)開而引起大的沖擊電流，損壞發(fā)電裝置和設(shè)備；當(dāng)人為或自動(dòng)的需要市電重新切入時(shí)，由于電流沖擊引起故障。常用的被動(dòng)式孤島檢測(cè)方法： 電壓/頻率檢測(cè)法 相位檢測(cè)法 諧波檢測(cè)法 關(guān)鍵電量變化率檢測(cè)法23.畫出最大功率點(diǎn)跟蹤方法（MPPT）之改進(jìn)干擾觀察法的跟蹤過

14、程示意圖及其改進(jìn)干擾觀察法的流程圖，并祥述之。改進(jìn)干擾觀察法的核心思想是變步長(zhǎng)，即在擾動(dòng)過程中不斷地改變擾動(dòng)步長(zhǎng)。開始時(shí)給控制器指定一個(gè)固定的步長(zhǎng)，然后開始擾動(dòng)，直到檢測(cè)到擾動(dòng)方向錯(cuò)誤，擾動(dòng)方向?qū)?huì)變反，此時(shí)將原先指定的步長(zhǎng)減去某個(gè)常數(shù)作為新步長(zhǎng)沿著變反的方向擾動(dòng)，直到再次將擾動(dòng)方向變反；此時(shí)將改變后的步長(zhǎng)再減去同一個(gè)常數(shù)作為再次擾動(dòng)的步長(zhǎng)，然后按照改變后的方向繼續(xù)擾動(dòng)；如此反復(fù)，直到步長(zhǎng)減到零，此時(shí)光伏陣列的實(shí)際工作點(diǎn)就穩(wěn)定在最大功率點(diǎn)處。24.畫圖并簡(jiǎn)述同時(shí)實(shí)現(xiàn)有源濾波與光伏并網(wǎng)發(fā)電的功能的原理圖同時(shí)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電和電能質(zhì)量治理，充分發(fā)揮裝置的作用，提高裝置利用率。PQPV系統(tǒng)需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)并

15、網(wǎng)電能饋送和諧波抑制，目前的PQPV系統(tǒng)的控制指令都是通過將最大功率跟蹤控制所得的基波有功電流指令與用于諧波抑制的諧波電流指令相加得到。2簡(jiǎn)述風(fēng)力同步發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)條件和并網(wǎng)方法風(fēng)力同步發(fā)電機(jī)組并聯(lián)到電網(wǎng)時(shí)，為防止過大的電流沖擊和轉(zhuǎn)矩沖擊，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的各相端電壓的瞬時(shí)值要與電網(wǎng)端對(duì)應(yīng)相電壓的瞬時(shí)值完全一致。具體有五個(gè)條件：波形相同；幅值相同；頻率相同；相序相同；相位相同。并網(wǎng)方法：(1) 自動(dòng)準(zhǔn)同步并網(wǎng)(2) 自同步并網(wǎng)42、 風(fēng)力異步發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)方式主要有哪幾種？風(fēng)力異步發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)方式主要有三種：直接并網(wǎng)、降壓并網(wǎng)和通過晶閘管軟并網(wǎng)。25永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)逆變裝置有哪幾種技術(shù)方案

16、？其中雙PWM變流器方式有哪些優(yōu)點(diǎn)？發(fā)展前景如何？1）發(fā)電側(cè)二極管整流方式2）發(fā)電側(cè)二極管整流+升降壓電路方式3）雙PWM變流器方式該方式的優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)車的電動(dòng)啟動(dòng)；發(fā)電機(jī)側(cè)和電網(wǎng)側(cè)可以分別控制；不論風(fēng)速大小，發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率均能并入電網(wǎng)；發(fā)電機(jī)側(cè)采用PWM整流電路，電流為正弦波，功率因數(shù)接近1；注入電網(wǎng)的電流為正弦波，功率因數(shù)接近1；通過PWM整流器控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以達(dá)到最大風(fēng)能俘獲的目的；在切入風(fēng)速附近，發(fā)電機(jī)可作電動(dòng)運(yùn)行，避免風(fēng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。前景：雙PWM方式具有更優(yōu)發(fā)電和并網(wǎng)特性，代表交直交直接并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展方向。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子器件的成本日益降低，雙PWM變流器并網(wǎng)