電力變換技術(shù)復(fù)習(xí)要點(diǎn)

一、基本概念1、AC/DC變換電路有哪幾種電路形式？（1）二極管整流電路：單相半波、單相全波、單相橋式、三相半波、三相橋式；（2）晶閘管整流電路：單相半波、單相全波、單相橋式半控、單相橋式全控、三相半波、三相橋式半控、三相橋式全控；2、DC/DC變換器有哪幾種電路形式？（1）單管不隔離DC-DC變換器（Buck>Boost、Buck-Boost、Cuk>Sepic>Zeta）（2）隔離型Buck變換器一單端正激式DC-DC變換器（3）隔離型Buck-Boost變換器一-單端反激式變換器3、單端反接式變換電路和單端正接式變換電路各有什么特點(diǎn)？（1）單端正激變換器是在Buck變換器中插入隔離變壓器，實(shí)現(xiàn)電源側(cè)與負(fù)載側(cè)的電氣隔離，也使正激變換器的輸出電壓可高于電源電壓或低于電源電壓，還可實(shí)現(xiàn)多路輸出。（2）單端反激式變換器在變壓器的一次側(cè)是Buck變換器，變壓器二次側(cè)是Boost變換器，也是一種隔離型直流變換器。單端反激式變換器中變壓器的磁通也只在單方向變化，開關(guān)管導(dǎo)通時電源將能量轉(zhuǎn)為磁能存儲在變壓器的電感中，當(dāng)開關(guān)管阻斷時再將磁能轉(zhuǎn)變成電能傳送給負(fù)載。4、DC/AC變換器有哪兒種電路形式？（1）電壓型單相半橋逆變電路（2）電壓型單相全橋逆變電路（3）電流型單相全橋逆變電路（4）電壓型三相橋式逆變電路5、功率器件的驅(qū)動功率跟哪些因素有關(guān)？驅(qū)動電路有哪些功能？因素：柵極驅(qū)動負(fù)、正偏置電壓的差值、柵極總電荷和工作頻率。功能：將信息電子電路傳來的信號按照其控制目標(biāo)的要求，轉(zhuǎn)換為加在電力電子器件控制端和公共端之間，可以使其開通或關(guān)斷的信號。采用性能良好的驅(qū)動電路，可使電力電子器件工作在較理想的開關(guān)狀態(tài)，縮短開關(guān)時間，減小開關(guān)損耗，對裝置的運(yùn)行效率、可靠性、安全性都有重要意義。驅(qū)動電路還提供控制電路與主電路之間的電氣隔離環(huán)節(jié)。6、緩沖電路有哪幾種形式？其作用是什么？形式：1、電容C緩沖電路2、阻容RC3、RCD（上下橋臂共用一個）4、RCD（每個橋臂并聯(lián)一個）作用：抑制電力電子器件的內(nèi)因過電壓或者過電流，減小器件的開關(guān)損耗。采用性能良好的緩沖電路，可使MOSFET或IGBT工作在較理想的開關(guān)狀態(tài)，縮短開關(guān)時間，減小開關(guān)損耗，對裝置的運(yùn)行效率、可靠性、安全性都有重要意義。7、什么叫硬開關(guān)？什么叫軟開關(guān)？什么叫開關(guān)損耗？（1）硬開關(guān)：開關(guān)損耗大、感性關(guān)斷電壓尖峰大、容性開通電流尖峰大、電磁干擾嚴(yán)重（2）軟開關(guān)：零電壓開關(guān)和零電流開關(guān)統(tǒng)稱軟開關(guān)，用來防御對電子設(shè)備的電磁干擾（3）開關(guān)損耗：導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗統(tǒng)稱開關(guān)損耗。8、簡述功率因數(shù)校正的基本思想。（1）使輸入電壓、輸入電流同相位。（2）使輸入電流正弦化。9、開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電源在電路結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別？開關(guān)電源的變壓器不是工作在工頻，而是工作在幾十千赫茲到幾兆赫茲的高頻，功率管工作在開關(guān)狀態(tài)。開關(guān)電源比線性電源多了一個電壓反饋電路部分。開關(guān)電源有哪些部分組成？整流電路、濾波電路、逆變調(diào)壓、高頻變壓器、高頻整流電路、電壓反饋電路、控制及保護(hù)電路全橋移相式變換器的工作原理。輸入50Hz工頻交流電壓Ui經(jīng)整流、濾波轉(zhuǎn)換成直流電壓，經(jīng)全橋移相逆變電路變換成高頻脈寬可調(diào)的交流方波電壓，經(jīng)高頻變壓器變壓、濾波變換成穩(wěn)定的直流輸出電壓?？刂撇糠植捎靡葡嗫刂品绞?，通過驅(qū)動電路控制全橋移相逆變電路的4個開關(guān)管。移相角的控制是根據(jù)輸出電壓檢測信號反饋進(jìn)行調(diào)節(jié),當(dāng)輸出電壓由于負(fù)載或輸入電壓波動下降時，減小移相角，使逆變器輸出電壓方波脈寬增加，從而使輸出電壓U。上升到穩(wěn)定值。反之，當(dāng)輸出電壓上升時，增加移相角，使逆變器輸出電壓方波脈寬減小，從而使輸出電壓Uo下降到穩(wěn)定值。變頻器主電路有哪幾部分組成？說明各部分的功能。組成：整流電路、中間電路和逆變電路功能：1、整流電路：將交流轉(zhuǎn)換成直流，供逆變電路使用，整流電路在變頻器當(dāng)中有不可控整流和可控整流電路兩種。2、中間電路：中間電路有濾波電路、制動電路和諧振電路等。濾波電路對整流電路的輸出進(jìn)行濾波，以減小電壓或電流的波動。制動電路通過制動電阻吸收電動機(jī)的再生電能。諧振電路使開關(guān)器件工作在軟開關(guān)的環(huán)境中。3、逆變電路：講直流轉(zhuǎn)換成交流變頻器中的制動電路有何作用？利用設(shè)置在直流回路中的制動電阻吸收電動機(jī)的再生電能。制動電路由制動電阻或斬波制動單元構(gòu)成。在制動時能量經(jīng)逆變器回饋到直流側(cè)，使直流側(cè)濾波電容上的電壓升高，稱為“泵升電壓”，當(dāng)該值超過設(shè)定值時，控制電路即自動給Vb基極施加占空比可變的斬波信號，使之高頻的導(dǎo)通關(guān)斷，則存儲于電容C中的再生能量經(jīng)Rb消耗掉。不間斷電源UPS有那幾種形式，一般具有哪些功能？形式：1、后備式UPS2、在線UPS3、在線互動式UPS4、串并聯(lián)調(diào)整在線式UPS功能：解決電源斷電、電壓下陷、電源浪涌、減幅振蕩、電源干擾、電源波動、諧波失真等電源質(zhì)量問題。一旦電網(wǎng)異常乃至停電，即由蓄電池自動向逆變器供電，從負(fù)載側(cè)看，供電不受電網(wǎng)影響。Delta變換器的作用有哪些？Delta是一個正弦波電流源，串接在主電路中，功能是提供正弦波電流，監(jiān)控蓄電池的充電電平，調(diào)整輸入功率因素，以及補(bǔ)償輸出電壓的差值。從結(jié)構(gòu)上來說，Delta是一個雙向變換器，逆變時輸出功率，在主電路中輸入電壓進(jìn)行正補(bǔ)償；整流時吸收功率，對輸入電壓進(jìn)行負(fù)補(bǔ)償。為什么采用諧振負(fù)載？諧振負(fù)載有哪幾種形式，比較它們的特點(diǎn)。(1)諧振負(fù)載功率因數(shù)高，可以提高電路的效率。(2)形式：串聯(lián)諧振型、并聯(lián)諧振型、串并聯(lián)諧振型。(3)特點(diǎn)：并聯(lián)諧振：等效阻抗Z=L/(RC),改變等效電路中的電容、電感、電阻的值都能改變阻抗，使并聯(lián)諧振電路的阻抗匹配更加靈活。串聯(lián)諧振：電路的等效阻抗只與等效電阻R有關(guān)，改變等效電路中電容和電感值不影響等效阻抗。逆變電源有哪幾部分組成？說明各部分的功能。(？？哪一種逆變電源？)組成：晶閘管可控整流電路、LC濾波電路、逆變電路、諧振型負(fù)載電路逆變電源功率調(diào)節(jié)方式有哪幾種，各有什么特點(diǎn)？方式：(串聯(lián)諧振)1、改變逆變器輸入直流電壓，稱為調(diào)壓調(diào)功2、改變逆變器輸出功率因數(shù)，稱為調(diào)頻調(diào)功3、改變逆變器輸出電壓脈沖寬度，有移相調(diào)功和脈寬調(diào)功4、改變逆變器輸出電壓脈沖寬度，有間歇式脈沖密度調(diào)功和均勻脈沖密度調(diào)功特點(diǎn)：1、調(diào)壓調(diào)功：二極管不可控整流電路加直流斬波調(diào)壓可提高功率因數(shù)，但直流斬波工作在硬開關(guān)狀態(tài)，EMI較大。2、調(diào)頻調(diào)功：是目前普遍采用的一種功率調(diào)節(jié)方式，電路簡單但是逆變器的輸出功率調(diào)節(jié)過程實(shí)際上是調(diào)節(jié)輸出功率因數(shù)，特別是輕載時逆變器輸出功率因數(shù)很低，輸出電壓含有較大的諧波成分，對開關(guān)器件造成很大的電壓沖擊。3、移相調(diào)功：開關(guān)損耗小，工作頻率較高，控制簡單，恒頻運(yùn)行、器件應(yīng)力小，但當(dāng)移相角增大時輸出電流波形逐步由正弦波向三角波轉(zhuǎn)變，波形失真，高次諧波增加。4、脈寬密度調(diào)功：PDM脈沖密度調(diào)制逆變電路的主要缺點(diǎn)是輕載時，逆變器輸出電壓間斷時間長，逆變器輸出電流波形峰值波動很大，甚至?xí)p到零。PSM對逆變器的開關(guān)進(jìn)行均勻?qū)ΨQ間隙控制，逆變器承擔(dān)逆變和功率調(diào)節(jié)兩個任務(wù)，即使在輕載的情況下，也能使逆變器輸出電流波形峰值波動較小，而且開關(guān)管工作在零電流關(guān)斷、零電壓開通狀態(tài)。逆變電源采用頻率調(diào)節(jié)功率的原理通過改變逆變器開關(guān)管驅(qū)動脈沖的頻率達(dá)到調(diào)節(jié)輸出功率的目的。逆變電源采用PWM移相調(diào)節(jié)功率的原理通過改變逆變器開關(guān)管驅(qū)動脈沖的相位達(dá)到調(diào)節(jié)輸出功率的目的。通過移相使全橋的4個開關(guān)管輪流導(dǎo)通，在同一橋臂的兩個開關(guān)管輪流導(dǎo)通的過程中，通過開關(guān)管的輸出寄生電容，保證開關(guān)管處于零電壓開關(guān)狀態(tài)，從而避免了開關(guān)工作過程中電壓電流的重疊。逆變電源采用脈沖密度調(diào)節(jié)功率的原理脈沖密度調(diào)節(jié)功率有兩種功率控制方式，PDM、PSMoPDM脈沖密度調(diào)制逆變器利用串聯(lián)諧振負(fù)載的儲能，對逆變器的開關(guān)進(jìn)行間斷控制。調(diào)節(jié)間斷期間的大小達(dá)到功率調(diào)節(jié)的目的。PSM對逆變器的開關(guān)進(jìn)行均勻?qū)ΨQ間隙控制，逆變器承擔(dān)逆變和功率調(diào)節(jié)兩個任務(wù)，即使在輕載的情況下，也能使逆變器輸出電流波形峰值波動較小，而且開關(guān)管工作在零電流關(guān)斷、零電壓開通狀態(tài)。二、電路分析1、單相功率因數(shù)校正電路P492、單相軟開關(guān)功率因數(shù)校正電路P583、單端反激式開關(guān)電源電路P784、半橋變換式開關(guān)電源電路P825、變頻器主電路原理P1096、傳統(tǒng)在線式雙變換UPS主電路P1457、帶有功率因數(shù)校正的雙變換在線式UPS主電路P1478、采用循環(huán)換流器中間無直流回路的UPS主電路P1529、晶閘管可控整流串聯(lián)諧振逆變電源P17410、二極管整流直流斬波串聯(lián)諧振逆變電源P17911、二極管整流直流斬波并聯(lián)諧振逆變電源P19812、移相控制串聯(lián)諧振逆變電源P185三、電路設(shè)計(jì)計(jì)算1、Buck變換器的參數(shù)計(jì)算P142、Boost變換器的參數(shù)計(jì)算P153、濾波電路的參數(shù)計(jì)算4、諧振負(fù)載的參數(shù)計(jì)算附錄資料：不需要的可以自行刪除面積知識點(diǎn)歸納.物體的表面或封閉圖形的大小，就是他們的面積。.比較兩個圖形面積的大小，要用統(tǒng)一的面積單位來測量。.常用的面積單位有平方厘米（cn?）,平方分米（出產(chǎn)）、平方米^2）。.測量土地的面積時，常常要用到更大的面積單位：公頃、平方千米。從大到小：平方千米公頃平方米平方分米平方厘米.長方形的面積二長X寬 （長二面積+寬寬二面積4■長）.正方形的面積=邊長X邊長.長方形的周長二（長+寬）X2.正方形的周長二邊長X4.相鄰的兩個常用的長度單位間的進(jìn)率是10o.相鄰的兩個常用的面積單位間的進(jìn)率是lOOo.1平方米=100平方分米；1平方分米=100平方厘米；1公頃=10000平方米；1平方千米=100公頃（公頃、平方千米這兩個土地面積單位間的進(jìn)率是100。）注：面積和周長是不能相比較的;分清楚什么時候填長度單位，什么時候填面積單位，填土地面積單位時，比較小的土地面積（如：公園、體育場館、超市、果園、廣場）等一般情況下填公頃;（城市的占地、國家的面積、江河湖海的面積）等一般情況下填平方千米。.注意:面積相等的兩個圖形，周長不一定相等。周長相等的兩個圖形，面積不一定相等。面積堂上練習(xí)1.學(xué)校會議室地面的長是12米，寬是8米，要在地面上鋪地毯，需要多少平方米?2.一塊長方形鐵板的周長是68分米，寬是12分米，求它的面積?3?王大爺家院子里有一塊菜地，它的長是5米，寬是3米，王大爺在這塊菜地里種白菜，如果每平方米收白菜3千克，這塊菜地共收多少千克的白菜？.用三個同樣大小的正方形拼成一個長方形，拼成的長方形的周長比原來三個正方形州的和少了60厘米，每個正方形的面積是多少？.一個長方形，長16分米，寬12分米，在這個長方形上盡可能剪下一個正方形，正方形的面積是多少？剩下圖形的面積是多少？剩下圖形的周長是多少？.綠化地，長16米，寬是8米，長、寬中間各留了一條2米寬的小路，綠化面積是多少？每塊水泥磚的邊長為1米的正方形，鋪路共需要多少塊水泥磚？一個長方形，長95米，寬63米，他的周長和面積各是多少？一塊長方形菜地，長80米，長是寬的4倍，這塊菜地的面積是多少平方米？一個正方形周長是24分米，它的面積是多少？一根鐵絲能夠圍成一個長16厘米，寬12厘米的長方形，如