電力電子技術(shù)答案第五版

1、電子電力課后習(xí)題答案第一章 電力電子器件1、1 使晶閘管導(dǎo)通得條件就是什么？答: 使晶閘管導(dǎo)通得條件就是 :晶閘管承受正相陽(yáng)極電壓 ,并在門極施加觸發(fā)電流 (脈沖)。 或者 UAK 0且 UGK01、2 維持晶閘管導(dǎo)通得條件就是什么？怎樣才能使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷？答: 維持晶閘管導(dǎo)通得條件就是使晶閘管得電流大于能保持晶閘管導(dǎo)通得最小電流, 即維 持電流1、3 圖 143 中陰影部分為晶閘管處于通態(tài)區(qū)間得電流波形 , 各波形得電流最大值均為d1I m ,試計(jì)算各波形得電流平均值 I d1、I d2、 I d3與電流有效值 I 1、I2、I3解:a)IIb)II 2=c) II1、4、上題中如果

2、不考慮安全裕量 ,問(wèn) 100A得晶闡管能送出得平均電流 I d1、I d2、 I d3各為 多少?這時(shí),相應(yīng)得電流最大值 I m1、I m2、I m3各為多少 ?解: 額定電流 I T(AV)=100A得晶閘管 , 允許得電流有效值 I=157A, 由上題計(jì)算結(jié)果知a) Im1A, I d10、2717I m189、48Ab) I m2 I d2c)I m3=2I=314Id3=1、5、GTO與普通晶閘管同為 PNPN結(jié)構(gòu),為什么 GTO能夠自關(guān)斷 ,而普通晶閘管不能 ?答:GTO與普通晶闡管同為 PNPN結(jié)構(gòu),由 P1N1P2與 N1P2N2構(gòu)成兩個(gè)晶體管 V1、V2,分別具 有共基極電流增

3、益與 , 由普通晶闡管得分析可得 , 就是器件臨界導(dǎo)通得條件。 兩個(gè)等效晶體管 過(guò)飽與而導(dǎo)通 ; 不能維持飽與導(dǎo)通而關(guān)斷。GTO 之所以能夠自行關(guān)斷 , 而普通晶閘管不能 , 就是因?yàn)?GTO與普通晶閘管在設(shè)計(jì)與工 藝方面有以下幾點(diǎn)不同 :l) GTO 在設(shè)計(jì)時(shí)較大 , 這樣晶體管 V2控制靈敏 , 易于 GTO關(guān)斷;2) GTO 導(dǎo)通時(shí)得更接近于 l, 普通晶閘管 , 而 GTO則為,GTO得飽與程度不深 , 接近于 臨界飽與 , 這樣為門極控制關(guān)斷提供了有利條件 ;3) 多元集成結(jié)構(gòu)使每個(gè) GTO元陰極面積很小 , 門極與陰極間得距離大為縮短 , 使得 P2極區(qū)所謂得橫向電阻很小 , 從而

4、使從門極抽出較大得電流成為可能。1、6、如何防止電力 MOSFET因靜電感應(yīng)應(yīng)起得損壞 ?答:電力MOSFE得T柵極絕緣層很薄弱 ,容易被擊穿而損壞。 MOSFE得T輸入電容就是低泄漏 電容,當(dāng)柵極開(kāi)路時(shí)極易受靜電干擾而充上超過(guò) 20得擊穿電壓 ,所以為防止 MOSFE因T靜電感 應(yīng)而引起得損壞 , 應(yīng)注意以下幾點(diǎn) : 一般在不用時(shí)將其三個(gè)電極短接 ; 裝配時(shí)人體、工作臺(tái)、電烙鐵必須接地 , 測(cè)試時(shí)所有儀器外殼必須接地 ; 電路中 ,柵、源極間常并聯(lián)齊納二極管以防止電壓過(guò)高 ; 漏、源極間也要采取緩沖電路等措施吸收過(guò)電壓。1、7、IGBT、GTR、GTO與電力 MOSFE得T 驅(qū)動(dòng)電路各有什么

5、特點(diǎn) ?答:IGBT 驅(qū)動(dòng)電路得特點(diǎn)就是 : 驅(qū)動(dòng)電路具有較小得輸出電阻 , GBT 就是電壓驅(qū)動(dòng)型器 件 ,IGBT 得驅(qū)動(dòng)多采用專用得混合集成驅(qū)動(dòng)器。GTR驅(qū)動(dòng)電路得特點(diǎn)就是 :驅(qū)動(dòng)電路提供得驅(qū)動(dòng)電流有足夠陡得前沿 , 并有一定得過(guò)沖 , 這樣可加速開(kāi)通過(guò)程 , 減小開(kāi)通損耗 ;關(guān)斷時(shí) ,驅(qū)動(dòng)電路能提供幅值足夠大得反向基極驅(qū)動(dòng)電流 , 并加反偏截止電壓 , 以加速關(guān)斷速度。GTO 驅(qū)動(dòng)電路得特點(diǎn)就是 :GTO 要求其驅(qū)動(dòng)電路提供得驅(qū)動(dòng)電流得前沿應(yīng)有足夠得幅 值與陡度 ,且一般需要在整個(gè)導(dǎo)通期間施加正門極電流 , 關(guān)斷需施加負(fù)門極電流 , 幅值與陡度要 求更高,其驅(qū)動(dòng)電路通常包括開(kāi)通驅(qū)動(dòng)電路

6、 , 關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路與門極反偏電路三部分。電力 MOSFE驅(qū)T 動(dòng)電路得特點(diǎn) : 要求驅(qū)動(dòng)電路具有較小得輸入電阻 , 驅(qū)動(dòng)功率小且電路 簡(jiǎn)單。1、8、全控型器件得緩沖電路得主要作用就是什么 ?試分析 RCD緩沖電路中各元件得作用。 答: 全控型器件緩沖電路得主要作用就是抑制器件得內(nèi)因過(guò)電壓 ,du/dt 或過(guò)電流與 di/dt, 減小器件得開(kāi)關(guān)損耗。RCD 緩沖電路中 , 各元件得作用就是 : 開(kāi)通時(shí) ,Cs 經(jīng) Rs放電 ,Rs 起到限制放電電流得作用;關(guān)斷時(shí),負(fù)載電流經(jīng) VDs從 Cs分流,使du/dt 減小,抑制過(guò)電壓1、9、試說(shuō)明 IGBT、GTR、 GTO與電力 MOSFET各自得優(yōu)缺

7、點(diǎn) 解: 對(duì)GBT、GTR、GTO與電力 MOSFE得T 優(yōu)缺點(diǎn)得比較如下表器件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)IGBT開(kāi)關(guān)速度高 , 開(kāi)關(guān)損 耗小 , 具有耐脈沖電流沖 擊得能力, 通態(tài)壓降較 低, 輸入阻抗高 , 為電壓 驅(qū)動(dòng), 驅(qū)動(dòng)功率小。開(kāi)關(guān)速度低于電力 MOSFET電, 壓, 電流 容量 不及 GTO 。GTR耐壓高 , 電流大 , 開(kāi) 關(guān)特性好 , 通流能力強(qiáng) , 飽與壓降低。開(kāi)關(guān)速度低 , 為電流 驅(qū)動(dòng) , 所需驅(qū)動(dòng)功率大 , 驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜 , 存在二次 擊穿問(wèn)題。GTO電壓、電流容量大 , 適用于大功率場(chǎng)合 , 具有 電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng) , 其通流能 力很強(qiáng)。電流關(guān)斷增益很小 , 關(guān)斷時(shí)門極負(fù)脈沖電流 大,

8、開(kāi)關(guān)速度低 , 驅(qū)動(dòng)功 率大 , 驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜 , 開(kāi) 關(guān)頻率低。電力 MOSFET開(kāi)關(guān)速度快 , 輸入阻 抗高 , 熱穩(wěn)定性好 , 所需 驅(qū)動(dòng)功率小且驅(qū)動(dòng)電路 簡(jiǎn)單 , 工作頻率高 , 不存 在二次擊穿問(wèn)題。電流容量小, 耐壓 低, 一般只適用于功率不 超過(guò) 10kW得電力電子裝 置。1、10 什么就是晶閘管得額定電流？ 答:晶閘管得額定電流就就是它得通態(tài)平均電流,國(guó)標(biāo)規(guī)定 : 就是晶閘管在環(huán)境溫度為40與規(guī)定得冷卻狀態(tài)下 , 穩(wěn)定結(jié)溫不超過(guò)額定結(jié)溫所允許得最大工頻正弦半波電流得平均 值。1、11 為什么要限制晶閘管斷電電壓上升律 du/dt?答: 正向電壓在阻斷狀態(tài)下 , 反向結(jié) J2相當(dāng)

9、得一個(gè)電容加在晶閘管兩端電壓上升率過(guò)大 , 就 會(huì)有過(guò)大得充電電流 ,此電流流過(guò) J3,起到觸發(fā)電流得作用 , 易使晶閘管誤觸發(fā) , 所以要限制 du/dt 。1、12. 為什么要限制晶閘管導(dǎo)通電流上升率 di/dt?答: 在晶閘管導(dǎo)通開(kāi)始時(shí)刻 , 若電流上升過(guò)快 , 會(huì)有較大得電流集中在門集附近得小區(qū)域內(nèi) 雖然平均電流沒(méi)有超過(guò)額定值 , 但在小得區(qū)域內(nèi)局部過(guò)熱而損壞了晶閘管 , 所以要限制通態(tài) di/dt 。1、13 電力電子器件工作時(shí)產(chǎn)生過(guò)電壓得原因及防止措施有哪些？答: 產(chǎn)生原因 :1、由分閘、合閘產(chǎn)生得操作過(guò)電壓 ;2、雷擊引起得雷擊過(guò)電壓 ;3、晶閘管或與全控型器件反并聯(lián)得續(xù)流二極管

10、換相過(guò)程中產(chǎn)生得換相電壓。措施:壓敏電阻,交流側(cè) RC抑制電路,直流側(cè) RC控制電路,直流側(cè) RC抑制電路,變壓器屏蔽層 , 避雷器, 器件關(guān)斷過(guò)電壓 RC抑制電路。第 2 章 整流電路2、1、單相半波可控整流電路對(duì)電感負(fù)載供電 ,L=20Mh,U2=100V,求當(dāng)時(shí)與時(shí)得負(fù)載電流 I d, 并畫出 Ud與 I d 波形。解: 時(shí), 在電源電壓 U2得正半周期晶閘管導(dǎo)通時(shí) ,負(fù)載電感 L儲(chǔ)能,在晶閘管開(kāi)始導(dǎo)通時(shí)刻 , 負(fù)載電流為零。在電源電壓 U2得負(fù)半周期 ,負(fù)載電感 L釋放能量 ,晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通。因此 ,在電 源電壓 U2 得一個(gè)周期中下列方程成立 :考慮到初始條件 :當(dāng)時(shí) i d=0可解

11、方程:Ud與Id得波形如下圖 :當(dāng) a=時(shí), 在 U2得正半周期 期間, 晶閘管導(dǎo)通使電感 L儲(chǔ)能, 電感 L儲(chǔ)藏得能量在 U2負(fù)半 周期期間釋放 ,因此在 U2得一個(gè)周期中 期間, 下列微分方程成立 :考慮到初始條件 :當(dāng)時(shí) i d=0可解方程得 :i d= 其平均值為I d=此時(shí) Ud 與 i d得波形如下圖 :2、 2 圖 1 為具有變壓器中心抽頭得單相全波可控整流電路 , 問(wèn)該變壓器還有直流磁化問(wèn) 題嗎?試說(shuō)明:晶閘管承受得最大反向電壓為 2U2; 當(dāng)負(fù)載就是電阻或電感時(shí) , 其輸出電壓與電流得波形與單相全控橋時(shí)相同。答: 具有變壓器中心抽頭得單相全波可控整流電路 , 該變壓器沒(méi)有直流

12、磁化問(wèn)題。 因?yàn)閱蜗?全波可控整流電路變壓器二次側(cè)繞組中 ,在正負(fù)半周上下繞組中得電流方向相反 ,波形對(duì)稱 ,其 一個(gè)周期內(nèi)得平均電流為零 , 故不存在直流磁化得問(wèn)題。以下分析晶閘管承受最大反向電壓及輸出電壓與電流波形得情況。 以晶閘管 VT2為例。當(dāng) VT1導(dǎo)通時(shí),晶閘管 VT2通過(guò) VT1與 2個(gè)變壓器二次繞組并 聯(lián), 所以 VT2承受得最大電壓為 2U2。 當(dāng)單相全波整流電路與單相全控橋式整流電路得觸發(fā)角相同時(shí) , 對(duì)于電阻負(fù)載 :(O) 期間無(wú)晶閘管導(dǎo)通 ,輸出電壓為 0;() 期間, 單相全波電路中 VT1導(dǎo)通, 單相全控橋電路中 VTl、 VT4導(dǎo)通,輸出電壓均與電源電壓 U2相等

13、;( ) 期間均無(wú)晶閘管導(dǎo)通 ,輸出電壓為 0;(2) 期間, 單相全波電路中 VT2導(dǎo)通,單相全控橋電路中 VT2、VT3導(dǎo)通, 輸出電壓等于 U2。對(duì)于電感負(fù)載 : ( )期間,單相全波電路中 VTl 導(dǎo)通,單相全控橋電路中 VTl 、VT4導(dǎo)通, 輸出電壓均與電源電壓 U2相等; (2) 期間, 單相全波電路中 VT2導(dǎo)通,單相全控橋電路中 VT2、 VT3導(dǎo)通,輸出波形等于 -U2?？梢?jiàn),兩者得輸出電壓相同 , 加到同樣得負(fù)載上時(shí) ,則輸出電流也相同。 2、3、單相橋式全控整流電路 ,U2=100V,負(fù)載中 R=20,L值極大 ,當(dāng)=時(shí), 要求: 作出 Ud、I d、與 I2得波形;

14、求整流輸出平均電壓 Ud、電流 I d, 變壓器二次電流有效值 I 2; 考慮安全裕量 , 確定晶閘管得額定電壓與額定電流 解: Ud、Id、與 I 2得波形如下圖 :輸出平均電壓 Ud、電流 I d、變壓器二次電流有效值 I 2分別為 : Ud=0、9U2cos=0、9100 cos77、97(V)IdUd/R=77、97/2=38 、99(A)I2=Id=38 、 99(A) 晶閘管承受得最大反向電壓為 :U2=100=141、 4(V)考慮安全裕量 , 晶閘管得額定電壓為 :UN=(23) 141、 4=283424(V)具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。 流過(guò)晶閘管得電流有效值為 :

15、IVT=Id/=27 、57(A)晶閘管得額定電流為 :IN=(1、52)27、57/1、57=2635(A)具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。2、4、單相橋式半控整流電路 , 電阻性負(fù)載 , 畫出整流二極管在一周內(nèi)承受得電壓波形。 解: 注意到二極管得特點(diǎn) : 承受電壓為正即導(dǎo)通。因此 , 二極管承受得電壓不會(huì)出現(xiàn)正得部 分。在電路中器件均不導(dǎo)通得階段 , 交流電源電壓由晶閘管平衡。整流二極管在一周內(nèi)承受得 電壓波形如下 :2、5、單相橋式全控整流電路 ,U2 =100V, 負(fù)載 R=20,L值極大,反電勢(shì) E=60V,當(dāng)時(shí), 要求: 作出 Ud、Id與 I2得波形 ;求整流輸出平均電壓

16、Ud、電流 I d, 變壓器二次側(cè)電流有效值 I 2;考慮安全裕量 , 確定晶閘管得額定電壓與額定電流 。 解: Ud、Id與 I 2得波形如下圖 :整流輸出平均電壓 Ud、電流 I d、變壓器二次測(cè)電流有效值 I 分別為 :Ud=0、9U2cos=O、9100 cos=77、97(V)Id=(Ud一 E)/R=(77 、97一 60)/2=9(A)I2=I d=9(A)晶閘管承受得最大反向電壓為 :U2=100=141、 4(V)流過(guò)每個(gè)晶閘管得電流有效值為 :IVT=I d/=6 、 36(A)故晶閘管得額定電壓為 :UN=(23) 141、 4=283424(V)晶閘管得額定電流為 :I

17、N=(1、52)6、36/1 、57=68(A)晶閘管額定電壓與電流得具體敢值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。 2、6、晶閘管串聯(lián)得單相半控橋 (橋中 VT1、VT2為晶閘管 ), 電路如圖 2 所示,U2=100V電阻電感負(fù)載 ,R=20,L 值很大 , 當(dāng)=時(shí)求流過(guò)器件電流得有效值 ,并作出 Ud、I d、I VT、I D得波形解:Ud、I d、I VT、I D得波形如下圖 :負(fù)載電壓得平均值為U d= 負(fù)載電流得平均值為Id=Ud/R=67、52/2=33、75(A)流過(guò)晶閘管 VTl 、 VT2得電流有效值為IVT=19、49(A)流過(guò)二極管 VD3、 VD4得電流有效值為IVD=27、5

18、6(A)2、7、在三相半波整流電路中 , 如果 a 相得觸發(fā)脈沖消失 , 試?yán)L出在電阻性負(fù)載與電感性 負(fù)載下整流電壓 Ud得波形。解:假設(shè)=,當(dāng)負(fù)載為電阻時(shí) ,Ud得波形如下 :當(dāng)負(fù)載為電感時(shí) ,Ud 得波形如下 :2、8、三相半波整流電路 ,可以將整流變壓器得二次繞組分為兩段成為曲折接法, 每段得電動(dòng)勢(shì)相同 , 其分段布置及其矢量如圖所示 ,此時(shí)線圈得繞組增加了一些 , 銅得用料約增加 10%, 問(wèn)變壓器鐵心就是否被直流磁化 , 為什么 ?圖 變壓器二次繞組得曲折接法及其矢量圖 答: 變壓器鐵心不會(huì)被直流磁化。原因如下變壓器二次繞組在一個(gè)周期內(nèi) ,當(dāng) a1c2對(duì)應(yīng)得晶閘管導(dǎo)通時(shí) ,a l得電

19、流向下流 ,c 3得電流向 上流;當(dāng) clb2對(duì)應(yīng)得晶閘管導(dǎo)通時(shí) ,c l得電流向下流 ,b 2得電流向上流 ;當(dāng) bla2對(duì)應(yīng)得晶閘管導(dǎo)通 時(shí),b l 得電流向下流 ,a 2得電流向上流 ; 就變壓器得一次繞組而言 , 每一周期中有兩段時(shí)間 （各為 ） 有電流流過(guò) , 流過(guò)得電流大小相等而方向相反 , 故一周期內(nèi)流過(guò)得電流平均值為零 , 所以變壓器 鐵心不會(huì)被直流磁化。2、9、三相半波整流電路得共陰極接法與共陽(yáng)極接法 ,a 、b兩相得自然換相點(diǎn)就是同一點(diǎn) 嗎？如果不就是 , 它們?cè)谙辔簧喜疃嗌俣?？? 三相半波整流電路得共陰極接法與共陽(yáng)極接法 ,a 、b 兩相之間換相得得自然換相點(diǎn)不 就是同

20、一點(diǎn)。它們?cè)谙辔簧舷嗖睢?、10、有兩組三相半波可控整流電路 , 一組就是共陰極接法 ,一組就是共陽(yáng)極接法 , 如果 它們得觸發(fā)角都就是 , 那么共陰極組得觸發(fā)脈沖與共陽(yáng)極組得觸發(fā)脈沖對(duì)同一相來(lái)說(shuō), 例如都就是 a相, 在相位上差多少度？答: 相差。2、ll 、三相半波可控整流電路 ,U2=100V,帶電阻電感負(fù)載 ,R=50,L 值極大 ,當(dāng)時(shí), 要求: 畫出 Ud、I d與 I VT1得波形;計(jì)算 Ud、 I d、I dT與 I VT。 解: Ud、I d與I VT1得波形如下圖 :Ud、 I d、I dT與 I VT分別如下d=1、17U2cos=1、17100cos=58、5(V)Id

21、Ud/R=58、5/5=11 、7(A)IdVT= I d/3=11 、7/3=3 、9(A)IVT= I d/=6 、 755(A)12、在三相橋式全控整流電路中 ,電阻負(fù)載 ,如果有一個(gè)晶閘管不能導(dǎo)通 ,此時(shí)得整流電壓Ud 波形如何？如果有一個(gè)晶閘管被擊穿而短路 , 其她晶閘管受什么影響？ 答:假設(shè) VTl 不能導(dǎo)通,整流電壓波形如下 :假設(shè) VT1被擊穿而短路 ,則當(dāng)晶閘管 VT3或 VT5導(dǎo)通時(shí),將發(fā)生電源相間短路 ,使得 VT3、 VT5也可能分別被擊穿。2、13、三相橋式全控整流電路 ,U2 =100V, 帶電阻電感負(fù)載 R=50,L值極大,當(dāng)=時(shí),要求: 畫出 Ud、I d與 I

22、 VT1得波形 計(jì)算 Ud、 I d、I dT與 I VT 解:Ud、Id與 I VT1得波形如下 :Ud、 I d、I dT與 I VT分別如下Ud=2、34U2cos=2、34100 cos=117(V)Id=Ud/R=117/5=23 、4(A)IDVT =I d/3=23 、4/3=7、8(A)IVT=I d/=23 、4/=13 、51(A)2、14、單相全控橋 , 反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載 ,R=1,L=,E=40V,U2=100V,LB=0、5Mh,當(dāng)=時(shí),求 Ud、 I d與得數(shù)值 , 并畫出整流電壓 Ud得波形。解: 考慮 LB時(shí), 有Ud=0、 9U2cos- ud ud=2XBI

23、 d/ I d(Ud-E)/R由方程組得I d=4、 55(A)又換相重疊角 整流電壓 Ud 得波形2、15、三相半波可控整流電路 , 反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載 ,U2=100V,R=1,LB=lmH,求當(dāng)=時(shí)、E=50V 時(shí) Ud、I d、得值并作出 Ud與 IVT1與 I VT2得波形。解: 考慮 LB時(shí), 有:Ud=1、 17U2cos- ud ud=3XBI d/2Id (Ud-E)/R解方程組得 :UdUd=6、7(V)Id=44、 63(A)又因?yàn)?即得出 cos()=0 、752換相重疊角U d 與 I VTl 與 I VT2 得波形如下 :2、16、單相橋式全控整流電路 , 其整流輸出

24、電壓中含有哪些次數(shù)得諧波？其中幅值最大得就是哪一次？變壓器二次側(cè)電流中含有哪些次數(shù)得諧波？其中主要得就是哪兒次？答:單相橋式全控整流電路 ,其整流輸出電壓中含有 2K (K=l 、2、3)次諧波,其中幅值最 大得就是 2次諧波。變壓器二次側(cè)電流中含有 2K+l(K= 、2,3 )次即奇次諧波 ,其中主要得 有 3 次、 5 次諧波。2、17、三相橋式全控整流電路 , 其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)得諧波？其中幅值最大 得就是哪一次？變壓器二次側(cè)電流中含有哪些次數(shù)得諧波？其中主要得就是哪幾次？答: 三相橋式全控整流電路得整流輸出電壓中含有 6K（K=l 、2、3 ）次得諧波 ,其中幅值 最大得就是

25、 6次諧波。變壓器二次側(cè)電流中含有 6K+l（K=l 、2、3）次得諧波, 其中主要得就 是 5、7 次諧波。2、18、試計(jì)算第 2、3題中 I2得 3、5、7次諧波分量得有效值 I23,I 25,I 27 解: 在第 3 題中己知電路為單相全控橋 , 其輸出電流平均值為I d=38、 99 （A） 于就是可得 :I23=38、99/3=11 、7（A）I25=38、99/5=7 、02（A）I37=38、99/7=5 、01（A）2、19、帶平衡電抗器得雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整流電路相比有何主要異 同?答: 帶平衡電抗器得雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整流電路相比有以下異同點(diǎn)

26、 : 三相橋式電路就是兩組三相半波電路串聯(lián) , 而雙反星形電路就是兩組三相半波電 路并聯(lián), 且后者需要用平衡電抗器 ;當(dāng)變壓器二次電壓有效值 U2相等時(shí) ,雙反星形電路得整流電壓平均值 Ud就是三相 橋式電路得 1/2, 而整流電流平均值 I d就是三相橋式電路得 2 倍。 在兩種電路中 ,晶閘營(yíng)得導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖得分配關(guān)系就是一樣得 , 整流電壓 Ud與整 流電流 I d 得波形形狀一樣。2、20、整流電路多重化得主要目得就是什么 ?答: 整流電路多重化得目得主要包括兩個(gè)方面 :一就是可以使裝置總體得功率容量大 , 二就 是能夠減少整流裝置所產(chǎn)生得諧波與無(wú)功功率對(duì)電網(wǎng)得干擾。2、21、十二脈波

27、、二十四脈波整流電路得整流輸出電壓與交流輸入電流中各含哪些次數(shù) 得諧 波？答:12 脈波電路整流電路得交流輸入電流中含有 ll 次、 13 次、23 次、 25 次等即 12Kl（K=1,2,3 、）次諧波,整流輸出電壓中含有 12、24等即 12K（K=1,2,3 、）次諧波。24脈波整流電路得交流輸入電流中含有 23次、25次、47 次、49次等即 24K1（K=l, 2,3 、） 次諧波,整流輸出電壓中含有 24、 48等即 24K（K=1,2,3 、 ）次諧波。2、22、使變流器工作于有源逆變狀態(tài)得條件就是什么 ?答: 條件有二 :直流側(cè)要有電動(dòng)勢(shì) , 其極性須與晶閘管得導(dǎo)通方向一致

28、,其值應(yīng)大于變流電路直流側(cè)得 平均電壓;要求晶閘管得控制角使 Ud 為負(fù)值。 2、23、什么就是逆變失??？如何防止逆變失??？ 答:逆變運(yùn)行時(shí) ,一旦發(fā)生換流失敗 ,外接得直流電源就會(huì)通過(guò)晶閘管電路形成短路 ,或者 使變流器得輸出平均電壓與直流電動(dòng)勢(shì)變?yōu)轫樝虼?lián) , 由于逆變電路內(nèi)阻很小 , 形成很大得短 路電流 , 稱為逆變失敗或逆變顛覆。 防止逆變夫敗得方法有 : 采用精確可靠得觸發(fā)電路 , 使用性能良好得晶閘管 , 保證交流電源 得質(zhì)量, 留出充足得換向裕量角等。2、24、單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路中, 當(dāng)負(fù)載分別為電阻負(fù)載或電感負(fù)載時(shí) , 要求得晶閘管移相范圍分別就是多少

29、？答: 單相橋式全控整流電路 , 當(dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí) ,要求得晶閘管移相范圍就是 0,當(dāng)負(fù)載 為電感負(fù)載時(shí) , 要求得晶閘管移相范圍就是 0。三相橋式全控整流電路 , 當(dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí) , 要求得晶閘管移相范圍就是 0,當(dāng)負(fù)載為 電感負(fù)載時(shí) , 要求得晶閘管移相范圍就是 0。2、25、三相全控橋 ,電動(dòng)機(jī)負(fù)載 ,要求可逆運(yùn)行 ,整流變壓器得接法就是 D/Y-5, 采用 NPN 鋸齒波觸發(fā)器 , 并附有滯后 30得 R-C 濾波器,決定晶閘管得同步電壓與同步變壓器得聯(lián)結(jié)形 式。答:(1) 考慮踞齒波底寬 240;(2) 信號(hào)USA與對(duì)應(yīng)晶閘管陽(yáng)極電壓 UA 同相,同步信號(hào) USA 超前對(duì)應(yīng)晶閘

30、管陽(yáng)極電壓 UA 30(3) 共陰極組 :Y/Y-4 、共陽(yáng)極組 :Y/Y-10第 3 章 直流斬波電路1. 簡(jiǎn)述圖 3-la 所示得降壓斬波電路工作原理。 答:降壓斬波器得原理就是 :在一個(gè)控制周期中 ,讓V導(dǎo)通一段時(shí)間。 ,由電源 E向L、R、M 供電,在此期間,Uo=E。然后使 V關(guān)斷一段時(shí)間 ,此時(shí)電感 L通過(guò)二極管 VD向 R與M供電,Uo=0。 一個(gè)周期內(nèi)得平均電壓輸出電壓小于電源電壓 , 起到降壓得作用。2. 在圖 3-1a 所示得降壓斬波電路中 , 已知 E=200V,R=10 ,L 值微大 ,E=30V,T=50 s,ton=20 s, 計(jì)算輸出電壓平均值 Uo, 輸出電流平

31、均值 I o。解:由于 L值極大,故負(fù)載電流連續(xù) ,于就是輸出電壓平均值為輸出電流平均值為3. 在圖 3-la 所示得降壓斬波電路中 ,E=100V,L=lmH,R=0.5 ,=10V, 采用脈寬調(diào)制控制方 式,T=20s, 當(dāng)=5s 時(shí),計(jì)算輸出電壓平均值 , 輸出電流平均值 ,計(jì)算輸出電流得最大與最小 值瞬時(shí)值并判斷負(fù)載電流就是否連續(xù)。當(dāng) =3 s 時(shí), 重新進(jìn)行上述計(jì)算。解: 由題目已知條件可得 :當(dāng)時(shí),有由于所以輸出電流連續(xù)4. 簡(jiǎn)述圖 3-2a 所示升壓斬波電路得基本工作原理。答: 假設(shè)電路中電感 L 值很大,電容 C值也很大。當(dāng) V處于通態(tài)時(shí) , 電源 E向電感 L 充電, 充電電

32、流基本恒定為 , 同時(shí)電容 C上得電壓向負(fù)載 R供電,因 C值很大, 基本保持輸出電壓為恒 值。設(shè) V處于通態(tài)得時(shí)間為 ,此階段電感 L 上積蓄得能量為 E。當(dāng) V處于斷態(tài)時(shí) E與己共同向電 容 C充電并向負(fù)載 R提供能量。設(shè) V處于斷態(tài)得時(shí)間為 , 則在此期間電感 L釋放得能量為 ; 當(dāng)電 路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí) , 一個(gè)周期 T中電感 L積蓄得能量與釋放得能量相等 , 即:化簡(jiǎn)得:式中得 T1, 輸出電壓高于電源電壓 ,故稱該電路為升壓斬波電路。5. 在圖 3-2a 所示得升壓斬波電路中 ,已知 E=50V,L 值與 C值極大,R=20, 采用脈寬調(diào)制 控制方式 , 當(dāng) T=40s,=25 s 時(shí)

33、,計(jì)算輸出電壓平均值 , 輸出電流平均值。解: 輸出電壓平均值為 :輸出電流平均值為 :6. 試分別簡(jiǎn)述升降壓斬波電路與 Cuk斬波電路得基本原理 , 并比較其異同點(diǎn)。答: 升降壓斬波電路得基本原理 : 當(dāng)可控開(kāi)關(guān) V處于通態(tài)時(shí) , 電源 E經(jīng) V向電感 L供電使其 貯存能量 , 此時(shí)電流為 ,方向如圖。 3-4 中所示。同時(shí) ,電容 C維持輸出電壓基本恒定并向負(fù)載 R 供電。此后 ,使 V關(guān)斷, 電感 L 中貯存得能量向負(fù)載釋放 , 電流為 i 2, 方向如圖 3-4 所示?？梢?jiàn) , 負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正 , 與電源電壓極性相反。穩(wěn)態(tài)時(shí), 一個(gè)周期 T內(nèi)電感 L 兩端電壓對(duì)時(shí)間得積分為零

34、, 即當(dāng) V 處于通態(tài)期間 ,=E: 而當(dāng) V 處于斷態(tài)期間。于就是 :改變導(dǎo)通比 ,輸出電壓既可以比電源電壓高 , 也可以比電源電壓低。當(dāng) 0l 2 時(shí)為降壓 , 當(dāng) l 2l 時(shí)為升壓 , 因此將該電路稱作升降壓斬波電路。Cuk斬波電路得基本原理 : 當(dāng) V處于通態(tài)時(shí) ,E V回路與 R-CV回路分別流過(guò)電流。 當(dāng) V 處于斷態(tài)時(shí) , 回路與 R-VD 回路分別流過(guò)電流。輸出電壓得極性與電源電壓極性相反。該 電路得等效電路如圖 3-5b 所示, 相當(dāng)于開(kāi)關(guān) S在 A、B兩點(diǎn)之間交替切換。假設(shè)電容 C很大使電容電壓得脈動(dòng)足夠小時(shí)。 當(dāng)開(kāi)關(guān) S合到 B點(diǎn)時(shí),B 點(diǎn)電壓=0,A 點(diǎn)電壓; 相反,

35、 當(dāng) S合到 A 點(diǎn)時(shí), 。因此 ,B 點(diǎn)電壓得平均值為 （Uc 為電容電壓“ c 得平均值 ）, 又因電感 Ll 得電壓平均值為零 , 所以。另一方面 ,A 點(diǎn)得電壓平均值為 , 且得電壓平均值為零 ,按圖 35b 中輸出電壓 Uo得極性 ,有。于就是可得出輸出電壓 Uo與電源電壓 E得關(guān)系 :兩個(gè)電路實(shí)現(xiàn)得功能就是一致得 , 均可方便得實(shí)現(xiàn)升降壓斬波。與升降壓斬波電路相 比,Cuk 斬波電路有一個(gè)明顯得優(yōu)點(diǎn) , 其輸入電源電流與輸出負(fù)載電流都就是連續(xù)得 ,且脈動(dòng)很 小, 有利于對(duì)輸入、輸出進(jìn)行濾波。7. 試?yán)L制 Speic 斬波電路與 Zeta 斬波電路得原理圖 , 并推導(dǎo)其輸入輸出關(guān)系。

36、解:Sepic 電路得原理圖如下在 V 導(dǎo)通期間 ,左 V 關(guān)斷期間當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí) ,電感 L、L得電壓平均值均為零 ,則下面得式子成立由以上兩式即可得出Zeta 電路得原理圖如下 :在 V 導(dǎo)通期間在 V 關(guān)斷期間當(dāng)電路工作穩(wěn)定時(shí) , 電感、得電壓平均值為零 , 則下面得式子成立由以上兩式即可得出8. 分析圖 3-7a 所示得電流可逆斬波電路 , 并結(jié)合圖 3-7b 得波形, 繪制出各個(gè)階段電流流 通得路徑并標(biāo)明電流方向。解:電流可逆斬波電路中 ,Vl 與 VDl構(gòu)成降壓斬波電路 ,由電源向直流電動(dòng)機(jī)供電 ,電動(dòng)機(jī) 為電動(dòng)運(yùn)行 , 工作于第 l 象限:V2 與構(gòu)成升壓斬波電路 , 把直流

37、電動(dòng)機(jī)得動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伒?電源, 使電動(dòng)機(jī)作再生制動(dòng)運(yùn)行 , 工作于第 2象限。圖 3-7b 中, 各階段器件導(dǎo)通情況及電流路徑等如下 :導(dǎo)通, 電源向負(fù)載供電 :關(guān)斷,VD,續(xù)流:也導(dǎo)通 ,L 上蓄能 :關(guān)斷,導(dǎo)通, 向電源回饋能量9、對(duì)于圖 3-8 所示得橋式可逆斬波電路 , 若需使電動(dòng)機(jī)工作于反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài) , 試分析此時(shí) 電路得工作情況 ,并繪制相應(yīng)得電流流通路徑圖 , 同時(shí)標(biāo)明電流流向。解: 需使電動(dòng)機(jī)工作于反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)時(shí) ,由 V3 與 VD3構(gòu)成得降壓斬波電路工作 ,此時(shí)需要 V2保持導(dǎo)通,與V3與 VD3構(gòu)成得降壓斬波電路相配合。當(dāng)V3導(dǎo)通時(shí),電源向 M供電,使其反轉(zhuǎn)電動(dòng),電

38、流路徑如下圖 :當(dāng) V3關(guān)斷時(shí), 負(fù)載通過(guò) VD3續(xù)流,電流路徑如下圖 :10. 多相多重?cái)夭娐酚泻蝺?yōu)點(diǎn) ?答: 多相多重?cái)夭娐芬蛟陔娫磁c負(fù)載間接入了多個(gè)結(jié)構(gòu)相同得基本斬波電路,使得輸入電源電流與輸出負(fù)載電流得脈動(dòng)次數(shù)增加、 脈動(dòng)幅度減小 ,對(duì)輸入與輸出電流濾波更容易 , 濾波電感減小。, 各斬波單元之間互為備用, 總體可靠性提此外, 多相多重?cái)夭娐愤€具有備用功能高。第 4 章 交流電力控制電路與交交變頻電路4、1 一臺(tái)調(diào)光臺(tái)燈由單相交流調(diào)壓電路供電 功率為最大值 , 試求功率為最大輸出功率得 80%、 解:=0 時(shí)得輸出電壓最大 , 為Uomax=此時(shí)負(fù)載電流最大 , 為 I 因此最大

39、輸出功率為Pmax=Uomax I omax輸出功率為最大輸出功率得 80%時(shí), 有: P, 設(shè)該臺(tái)燈可瞧作電阻負(fù)載 50%時(shí)得開(kāi)通角。, 在 =0 時(shí)輸出omaxmax=Uomax I omax=此時(shí)Uo=又由Uo=U解得同理, 輸出功率為最大輸出功率得 50%時(shí), 有: Uo= 又由Uo=U 14、2一單相交流調(diào)壓器 ,電源為工頻 220V,阻感串聯(lián)作為負(fù)載 ,其中R=0、5,L=2mH。 試 求: 開(kāi)通角 得變化范圍 ; 負(fù)載電流得最大有效值 ; 最大輸出功率及此時(shí)電源側(cè)得功率因 數(shù);當(dāng) = /2 時(shí), 晶閘管電流有效值晶閘管導(dǎo)通角與電源側(cè)功率因數(shù)。解:(1) 所以(2) 時(shí), 電流連續(xù)

40、 , 電流最大且導(dǎo)通角 =I o=(3) P=(4) 由公式當(dāng)時(shí)對(duì)上式 求導(dǎo)則由得4、3 交流調(diào)壓電路與交流調(diào)功電路有什么區(qū)別？二者各運(yùn)用于什么樣得負(fù)載？為什么？ 答: 交流調(diào)壓電路與交流調(diào)功電路得電路形式完全相同 , 二者得區(qū)別在于控制方式不同。交流調(diào)壓電路就是在交流電源得每個(gè)周期對(duì)輸出電壓波形進(jìn)行控制。 而交流調(diào)功電路 就是將負(fù)載與交流電源接通幾個(gè)波 ,再斷開(kāi)幾個(gè)周波 , 通過(guò)改變接通周波數(shù)與斷開(kāi)周波數(shù)得比 值來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗得平均功率。交流調(diào)壓電路廣泛用于燈光控制 ( 如調(diào)光臺(tái)燈與舞臺(tái)燈光控制 ) 及異步電動(dòng)機(jī)得軟起 動(dòng),也用于異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速。在供用電系統(tǒng)中 , 還常用于對(duì)無(wú)功功率得連續(xù)

41、調(diào)節(jié)。此外 , 在高電 壓小電流或低電壓大電流直流電源中 , 也常采用交流調(diào)壓電路調(diào)節(jié)變壓器一次電壓。如采用晶 閘管相控整流電路 ,高電壓小電流可控直流電源就需要很多晶閘管串聯(lián) ;同樣, 低電壓大電流直 流電源需要很多晶閘管并聯(lián)。 這都就是十分不合理得。 采用交流調(diào)壓電路在變壓器一次側(cè)調(diào)壓 , 其電壓電流值都不太大也不太小 , 在變壓器二次側(cè)只要用二極管整流就可以了。這樣得電路體 積小、成本低、易于設(shè)計(jì)制造。交流調(diào)功電路常用于電爐溫度這樣時(shí)間常數(shù)很大得控制對(duì)象。 由于控制對(duì)象得時(shí)間常 數(shù)大, 沒(méi)有必要對(duì)交流電源得每個(gè)周期進(jìn)行頻繁控制。4、4、 什么就是 TCR,什么就是 TSC？它們得基本原理

42、就是什么？各有何特點(diǎn)？ 答:TCR就是晶閘管控制電抗器。 TSC就是晶閘管投切電容器。二者得基本原理如下 :TCR 就是利用電抗器來(lái)吸收電網(wǎng)中得無(wú)功功率 ( 或提供感性得無(wú)功功率 ), 通過(guò)對(duì)晶 閘管開(kāi)通角角得控制 ,可以連續(xù)調(diào)節(jié)流過(guò)電抗器得電流 ,從而調(diào)節(jié) TCR從電網(wǎng)中吸收得無(wú)功功率 得大小。TSC 則就是利用晶閘管來(lái)控制用于補(bǔ)償無(wú)功功率得電容器得投入與切除來(lái)向電網(wǎng)提 供無(wú)功功率 (提供容性得無(wú)功功率 ) 。二者得特點(diǎn)就是 :TCR 只能提供感性得無(wú)功功率 , 但無(wú)功功率得大小就是連續(xù)得。 實(shí)際應(yīng)用中往往配以 固定電容器 (FC), 就可以在從容性到感性得范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功功率。TSC提供

43、容性得無(wú)功功率 , 符合大多數(shù)無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)眯枰?。其提供得無(wú)功功率不能連續(xù) 調(diào)節(jié)但在實(shí)用中只要分組合理 , 就可以達(dá)到比較理想得動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果。4、5 單相交交變頻電路與直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用得反并聯(lián)可控整流電路有什么不同?答: 單相交交變頻電路與直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用得反并聯(lián)可控整流電路得電路組成就是相同得 均由兩組反并聯(lián)得可控整流電路組成。但兩者得功能與工作方式不同。單相交交變頻電路就是將交流電變成不同頻率得交流電 , 通常用于交流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng) , 兩組 可控整流電路在輸出交流電壓一個(gè)周期里 ,交替工作各半個(gè)周期 , 從而輸出交流電。而直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用得反并聯(lián)可控整流電路就是將交流電變?yōu)橹绷麟?, 兩組可

44、控整流路中 哪丁組工作并沒(méi)有像交交變頻電路那樣得固定交替關(guān)系 , 而就是由電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)得需要決 定。4、6、交交變頻電路得最高輸出頻率就是多少 ?制約輸出頻率提高得因素就是什么 ?答: 一般來(lái)講 , 構(gòu)成交交變頻電路得兩組變流電路得脈波數(shù)越多 ,最高輸出頻率就越高。當(dāng) 交交變頻電路中采用常用得 6 脈波三相橋式整流電路時(shí) , 最高輸出頻率不應(yīng)高于電網(wǎng)頻率得 1/31/2 。當(dāng)電網(wǎng)頻率為 50Hz時(shí), 交交變頻電路輸出得上限頻率為 20Hz左右。當(dāng)輸出頻率增高時(shí) ,輸出電壓一周期所包含得電網(wǎng)電壓段數(shù)減少 ,波形畸變嚴(yán)重 ,電壓波形 畸變與由此引起得電流波形畸變以及電動(dòng)機(jī)得轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)就是限制輸出頻

45、率提高得主要因素。4、7 交交變頻電路得主要特點(diǎn)與不足就是什么？其主要用途就是什么？答: 交交變頻電路得主要特點(diǎn)就是 :只用一次變流效率較高 ; 可方便實(shí)現(xiàn)四象限工作 , 低頻輸出時(shí)得特性接近正弦波。交交變頻電路得主要不足就是 :接線復(fù)雜 , 如采用三相橋式電路得三相交交變頻器至少要用 36只晶閘管 ; 受電網(wǎng)頻率與變 流電路脈波數(shù)得限制 ,輸出頻率較低 ;輸出功率因數(shù)較低 ;輸入電流諧波含量大 ,頻譜復(fù)雜。主要用途 :500 千瓦或 1000千瓦以下得大功率、 低轉(zhuǎn)速得交流調(diào)速電路 , 如軋機(jī)主傳 動(dòng)裝置、鼓風(fēng)機(jī)、球磨機(jī)等場(chǎng)合。4、8、三相交交變頻電路有那兩種接線方式？它們有什么區(qū)別？答:

46、三相交交變頻電路有公共交流母線進(jìn)線方式與輸出星形聯(lián)結(jié)方式兩種接線方式。 兩種方式得主要區(qū)別在于 :公共交流母線進(jìn)線方式中 ,因?yàn)殡娫催M(jìn)線端公用 , 所以三組單相交交變頻電路輸出端必須 隔離。為此 ,交流電動(dòng)機(jī)三個(gè)繞組必須拆開(kāi) , 共引出六根線。而在輸出星形聯(lián)結(jié)方式中 ,因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)中性點(diǎn)與變頻器中中性點(diǎn)在一起 ; 電動(dòng)機(jī)只引三根 線即可 , 但就是因其三組單相交交變頻器得輸出聯(lián)在一起 , 其電源進(jìn)線必須隔離 , 因此三組單相 交交變頻器要分別用三個(gè)變壓器供電。4、9、在三相交交變頻電路中 , 采用梯形波輸出控制得好處就是什么？為什么？答: 在三相交交變頻電路中采用梯形波控制得好處就是可以改善輸入

47、功率因數(shù)。因?yàn)樘菪尾ǖ弥饕C波成分就是三次諧波 ,在線電壓中 ,三次諧波相互抵消 ,結(jié)果線電壓仍 為正弦波。 在這種控制方式中 , 因?yàn)闃蚴诫娐纺軌蜉^長(zhǎng)時(shí)間工作在高輸出電壓區(qū)域 ( 對(duì)應(yīng)梯形波 得平頂區(qū) ), 角較小,因此輸入功率因數(shù)可提高 15%左右。4、10、試述矩陣式變頻電路得基本原理與優(yōu)缺點(diǎn)。為什么說(shuō)這種電路有較好得發(fā)展前景？答: 矩陣式變頻電路得基本原理就是 :對(duì)輸入得單相或三相交流電壓進(jìn)行斬波控制 , 使輸出成為正弦交流輸出。矩陣式變頻電路得主要優(yōu)點(diǎn)就是 :輸出電壓為正弦波 ;輸出頻率不受電網(wǎng)頻率得限制 ; 輸入 電流也可控制為正弦波且與電壓同相 ; 功率因數(shù)為 l, 也可控制為需

48、要得功率因數(shù) ; 能量可雙向 流動(dòng), 適用于交流電動(dòng)機(jī)得四象限運(yùn)行 ; 不通過(guò)中間直流環(huán)節(jié)而直接實(shí)現(xiàn)變頻 , 效率較高。矩陣式交交變頻電路得主要缺點(diǎn)就是 :所用得開(kāi)關(guān)器件為 18 個(gè), 電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 , 成本較 高,控制方法還不算成熟 ; 輸出輸入最大電壓比只有 0、866,用于交流電機(jī)調(diào)速時(shí)輸出電壓偏低。因?yàn)榫仃囀阶冾l電路有十分良好得電氣性能 , 使輸出電壓與輸入電流均為正弦波 , 輸入功 率因數(shù)為 l, 且能量雙向流動(dòng) , 可實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行 ; 其次,與目前廣泛應(yīng)用得交直交變頻電路相比 雖然多用了 6個(gè)開(kāi)關(guān)器件,卻省去直流側(cè)大電容 ,使體積減少 ,且容易實(shí)現(xiàn)集成化與功率模塊化。 隨著當(dāng)前

49、器件制造技術(shù)得飛速進(jìn)步與計(jì)算機(jī)技術(shù)得日新月異 , 矩陣式變頻電路將有很好得發(fā)展 前景。第 5 章 逆變電路5、l 、無(wú)源逆變電路與有源逆變電路有何不同？答: 兩種電路得不同主要就是 :有源逆變電路得交流側(cè)接電網(wǎng)即交流側(cè)接有電源。 而無(wú)源逆變電路得交流側(cè)直接與負(fù)載聯(lián) 接。5、2、換流方式各有那兒種？各有什么特點(diǎn)？答: 換流方式有 4 種:器件換流 : 利用全控器件得自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。全控型器件采用此換流方式。 電網(wǎng)換流 : 由電網(wǎng)提供換流電壓 , 只要把負(fù)得電網(wǎng)電壓加在欲換流得器件上即可。 負(fù)載換流 : 由負(fù)載提供換流電壓 , 當(dāng)負(fù)載為電容性負(fù)載即負(fù)載電流超前于負(fù)載電壓時(shí) , 可實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流。

50、強(qiáng)迫換流 :設(shè)置附加換流電路 , 給欲關(guān)斷得晶閘管強(qiáng)追施加反向電壓換流稱為強(qiáng)迫換 流。通常就是利用附加電容上得能量實(shí)現(xiàn) , 也稱電容換流。晶閘管電路不能采用器件換流 , 根據(jù)電路形式得不同采用電網(wǎng)換流、負(fù)載換流與強(qiáng)迫 換流 3 種方式。5、3、什么就是電壓型逆變電路？什么就是電流型逆變電路？二者各有什么特點(diǎn)？ 答:按照逆變電路直流測(cè)電源性質(zhì)分類 , 直流側(cè)就是電壓源得稱為逆變電路稱為電壓型逆 變電路, 直流側(cè)就是電流源得逆變電路稱為電流型逆變電路電壓型逆變電路得主要持點(diǎn)就是: 直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)有大電容 ,相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng) , 直流回路呈現(xiàn) 低阻抗。 由于直流電壓源得鉗位作

51、用 , 交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波 , 并且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。 而 交流側(cè)輸出電流波形與相位因負(fù)載阻抗情況得不同而不同。 當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率 , 直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量得作用。為了給 交流側(cè)向直流側(cè)反饋得無(wú)功能量提供通道 , 逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。電流型逆變電路得主要特點(diǎn)就是 : 直流側(cè)串聯(lián)有大電感 , 相當(dāng)于電流源。直流側(cè)電流基本無(wú)脈動(dòng) , 直流回路呈現(xiàn)高阻抗。 電路中開(kāi)關(guān)器件得作用僅就是改變直流電流得流通路徑 , 因此交流側(cè)輸出電流為矩形波 并且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。而交流側(cè)輸出電壓波形與相位則因負(fù)載阻抗情況得不同而不同。 當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率 ,

52、直流測(cè)電惑起緩沖無(wú)功能量得作用。因?yàn)榉?饋無(wú)功能量時(shí)直流電流并不反向 , 因此不必像電壓型逆變電路那樣要給開(kāi)關(guān)器件反并聯(lián)二極 管。5、4、電壓型逆變電路中反饋二極管得作用就是什么？為什么電流型逆變電路中沒(méi)有反 饋二極管？答: 在電壓型逆變電路中 , 當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率 ,直流側(cè)電容起緩沖無(wú) 功能量得作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋得無(wú)功能量提供通道 , 逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二 極管。當(dāng)輸出交流電壓與電流得極性相同時(shí) , 電流經(jīng)電路中得可控開(kāi)關(guān)器件流通 , 而當(dāng)輸出電壓 電流極性相反時(shí) , 由反饋二極管提供電流通道。在電流型逆變電路中 , 直流電流極性就是一定得 , 無(wú)功能量由

53、直流側(cè)電感來(lái)緩沖。 當(dāng)需 要從交流側(cè)向直流側(cè)反饋無(wú)功能量時(shí) , 電流并不反向 , 依然經(jīng)電路中得可控開(kāi)關(guān)器件流通 , 因此 不需要并聯(lián)反饋二極管。5、5、三相橋式電壓型逆變電路 ,180o 導(dǎo)電方式,Ud=100V 。試求輸出相電壓得基波幅值 UUN1m 與有效值 UUN1輸出線電壓得基波幅值 UUV1m與有效值 UUV1輸出線電壓中 5 次諧波得有效 值 UUV5 。解:5、6、并聯(lián)諧振式逆變電路利用負(fù)載電壓進(jìn)行換相 , 為保證換相應(yīng)滿足什么條件？答: 假設(shè)在 t 時(shí)刻觸發(fā) VT2、VT3使其導(dǎo)通 , 負(fù)載電壓 u。就通過(guò) VT2、VT3施加在 VTl、VT4 上,使其承受反向電壓關(guān)斷 ,電

54、流從 VTl、VT4向VT2、VT3轉(zhuǎn)移,觸發(fā) VT2、VT3時(shí)刻必須在 u。 過(guò)零前并留有足夠得裕量 , 才能使換流順利完成。5、7、串聯(lián)二極管式電流型逆變電路中 , 二極管得作用就是什么？試分析換流過(guò)程。答: 二極管得主要作用 ,一就是為換流電容器充電提供通道 ,并使換流電容得電壓能夠得以 保持,為晶閘管換流做好準(zhǔn)備 ; 二就是使換流電容得電壓能夠施加到換流過(guò)程中剛剛關(guān)斷得晶 閘管上 , 使晶閘管在關(guān)斷之后能夠承受一定時(shí)間得反向電壓 , 確保晶閘管可靠關(guān)斷 , 從而確保晶 閘管換流成功。以 VTl 與 VT3 之間得換流為例 , 串聯(lián)二極管式電流型逆變電路得換流過(guò)程可簡(jiǎn)述如下 :給 VT3

55、 施加觸發(fā)脈沖 , 由于換流電容 C13電壓得作用 , 使 VT3導(dǎo)通而 VTl 被施以反向電壓而 關(guān)斷。直流電流 Id從 VTl 換到 VT3上,C13通過(guò) VDl、U相負(fù)載、 W相負(fù)載、 VD2、VT2、直流電 源與 VT3放電,如圖 5-16b 所示。因放電電流恒為 I d,故稱恒流放電階段。在 C13電壓 Uc13下降 到零之前,VTl 一直承受反壓 ,只要反壓時(shí)間大于晶閘管關(guān)斷時(shí)間 tq, 就能保證可靠關(guān)斷。Uc13降到零之后在 U相負(fù)載電感得作用下 , 開(kāi)始對(duì) C13反向充電。如忽略負(fù)載沖電阻得壓降 , 則在 Uc13=0時(shí)刻后,二極管 VD3受到正向偏置而導(dǎo)通 ,開(kāi)始流過(guò)電流 ,

56、 兩個(gè)二極管同時(shí)導(dǎo)通 ,進(jìn) 入二極管換流階段 ,如圖 5-16c 所示。隨著 C13充電電壓不斷增高 , 充電電流逐漸減小 , 到某一 時(shí)刻充電電流減到零 ,VDl 承受反壓而關(guān)斷 , 二極管換流階段結(jié)束。之后 ,進(jìn)入 VT2、VT3穩(wěn)定導(dǎo) 通階段, 電流路徑如圖 5-16d 所示。5、8、逆變電路多重化得目得就是什么？如何實(shí)現(xiàn)？串聯(lián)多重與并聯(lián)多重逆變電路備 用于什么場(chǎng)合？答: 逆變電路多重化得目得之一就是使總體上裝置得功率等級(jí)提高, 二就是可以改善輸出電壓得波形。因?yàn)闊o(wú)論就是電壓型逆變電路輸出得矩形電壓波 , 還就是電流型逆變電路輸出得 矩形電流波 , 都含有較多諧波 , 對(duì)負(fù)載有不利影響 , 采用多重逆變電路 ,可以把幾個(gè)矩形波組合 起來(lái)獲得接近正弦波得波形。逆變電路多重化就就是把若干個(gè)逆變電路得輸出按一定得相位差組合起來(lái) , 使它們所含得 某些主要諧波分量相互抵消 , 就可以得到較為接近正弦波得波形。組合方式有串聯(lián)多重與并聯(lián) 多重兩種方式。串聯(lián)多重就是把幾個(gè)逆變電路得輸出串聯(lián)起來(lái) , 并聯(lián)多重就是把幾個(gè)逆變電路 得輸出并聯(lián)起來(lái)。串聯(lián)多重逆變電路多用于電壓型逆變電路得多重化。 并聯(lián)多重逆變電路多用于電流型逆變電路得多重化。第 6 章 PWM控制技術(shù)6、l 、試說(shuō)明 PWM控制得基本原