江西理工大學 電力電子技術(shù) 復習題答案

1、第二章:1.晶閘管的動態(tài)參數(shù)有斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt和通態(tài)電流臨界上升率等,若du/dt過大,就會使晶閘管出現(xiàn)_ 誤導通_,若di/dt過大,會導致晶閘管_損壞_。2.目前常用的具有自關(guān)斷能力的電力電子元件有電力晶體管、可關(guān)斷晶閘管、功率場效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極型晶體管幾種。簡述晶閘管的正向伏安特性?答: 晶閘管的伏安特性正向特性當IG=0時,如果在器件兩端施加正向電壓,則晶閘管處于正向阻斷狀態(tài),只有很小的正向漏電流流過。如果正向電壓超過臨界極限即正向轉(zhuǎn)折電壓Ubo,則漏電流急劇增大,器件開通。隨著門極電流幅值的增大,正向轉(zhuǎn)折電壓降低,晶閘管本身的壓降很小,在1V左右。如果門極電流為零,

2、并且陽極電流降至接近于零的某一數(shù)值IH以下,則晶閘管又回到正向阻斷狀態(tài), IH稱為維持電流。3.使晶閘管導通的條件是什么?答:使晶閘管導通的條件是:晶閘管承受正向陽極電壓,并在門極施加觸發(fā)電流(脈沖?；?uAK>0且uGK>0。4.在如下器件:電力二極管(Power Diode、晶閘管(SCR、門極可關(guān)斷晶閘管(GTO、電力晶體管(GTR、電力場效應(yīng)管(電力MOSFET、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT中,屬于半控型器件的是 SCR 。5.晶閘管的擎住電流IL答:晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號后,能維持導通所需的最小電流。6.晶閘管通態(tài)平均電流I T(AV答:晶閘管在環(huán)境溫度為4

3、0 C和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下,穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫時所允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。標稱其額定電流的參數(shù)。7.晶閘管的控制角(移相角答:從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度,用a表示,也稱觸發(fā)角或控制角。8.常用電力電子器件有哪些?答:不可控器件:電力二極管。半控型器件:晶閘管。全控型器件:絕緣柵雙極晶體管IGBT,電力場效應(yīng)晶體管(電力MOSFET,門極可關(guān)斷晶閘管(GTO,電力晶體管。9.電力電子器件有幾種工作狀態(tài)?(電力電子器件有哪四種工作狀態(tài)?答:四種,即開通、截止、反向擊穿、正向擊穿。10.維持晶閘管導通的條件是什么?怎樣才能使晶閘管由導通變?yōu)殛P(guān)斷?答:維持

4、晶閘管導通的條件是晶閘管的電流大于使晶閘管維持導通所必需的最小電流。晶閘管由導通變?yōu)殛P(guān)斷:去掉正向電壓,施加反壓,使晶閘管的電流低于維持電流。11.簡述晶閘管的正常工作時的特性。答: 當晶閘管承受反向電壓時,不論門極是否有觸發(fā)電流,晶閘管都不會導通。當晶閘管承受正向電壓時,僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通。晶閘管一旦導通,門極就失去控制作用,不論門極觸發(fā)電流是否還存在,晶閘管都保持導通。若要使已導通的晶閘管關(guān)斷,只能利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下。12.對同一只晶閘管,維持電流IH 與擎住電流IL在數(shù)值大小上有IH小于 IL。13.請在空格內(nèi)標出

5、下面元件的簡稱:電力晶體管GTR;可關(guān)斷晶閘管GTO;功率場效應(yīng)晶體管MOS FET;絕緣柵雙極型晶體管IG BT ;IG BT是MOS FET和GTR的復合管。14.晶閘管觸發(fā)電路的要求?答:晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求:1 觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導通(結(jié)合擎住電流的概念。 2 觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度。3 不超過門極電壓、電流和功率定額,且在可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)。4應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。16.按內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導電的情況,電力電子器件可分為單極型 、 雙極型 、復合型 三 17. 電力二極管的主要類型?答:電力二極管的主要類型有 普通 、快恢復

6、 、 肖特基 。18. 按照驅(qū)動電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的性質(zhì),可將電力電子器件分為_電流驅(qū)動和 電壓驅(qū)動 兩類 第三章:1三相零式可控整流電路帶電阻性負載工作時,在控制角>30°時,負載電流出現(xiàn) 斷續(xù)_。晶閘管2。 2 單相全控橋整流電路,其輸出電壓的脈動頻率是100hz ,三相零式可控整流電路,其輸出電壓的脈動頻率為 150hz 。3 三相半波可控整流電路,帶大電感負載,移相范圍為( 90° 。4三相全控橋整流電路,帶電阻負載,控制角=30°,試畫出整流輸出電壓u d 的波形,畫出晶閘管V11的電壓u v11的波形; 5單相半波可控整流電路

7、接電阻負載。=30°,畫出輸出電壓U d 和晶閘管承受的電壓Uvt 波形。 7在單相半波可控整流大電感負載有續(xù)流二極管的電路中,晶閘管的控制角a 的最大移相范圍是多少?晶閘管的導通角、續(xù)流二極管的導通與a 關(guān)系如何? 答: a 的最大移相范圍1800晶閘管的導通角=-a 續(xù)流二極管的導通角=+a6 三相半波可控整流電路,變壓器二次相電壓為20V ,帶大電感負載,無續(xù)流二極管,試計算O=45時輸出電壓,如負載為200A ,求晶閘管上最高電壓和晶閘管電流的平均值I dT 、有效值I T 。 解:A I d 200=A I I d dT 7.663/=A I I d T 5.1153/=8

8、 單相全控橋式變流電路如圖所示,工作于有源逆變狀態(tài),=60°,變壓器二次相電壓有效值U2=220V ,Ed=-150V ,R=l ,L 足夠大,試按要求完成下列各項: (1畫出輸出電壓ud 的波形; (2畫出輸出電流id 的波形;(3計算輸出電流平均值Id ;(4計算晶閘管電流的平均值IdV1和有效值IV1。 解:(3v u u d 99cos 9.02= ARu E I dd51=-=(4A 5.252I IdV1d =A 06.362I IV1d = 9三相零式可控整流電路,在電阻性負載時,當控制角30°,每個晶閘管的導通角=120°。10 有源逆變失敗的原因

9、?答:逆變失敗的原因1觸發(fā)電路工作不可靠,不能適時、準確地給各晶閘管分配脈沖,如脈沖丟失、脈沖延時等,致使晶閘管不能正常換相。2晶閘管發(fā)生故障,該斷時不斷,或該通時不通。 3交流電源缺相或突然消失。4換相的裕量角不足,引起換相失敗。11 在三相全控橋式有源逆變電路中,以連接于A 相的共陰極組晶閘管V 1為例 ,說明其在一個周期中,導通及關(guān)斷期兩端承受電壓波形的規(guī)律。答:V 1導通期間為其正向管壓降(0為120°期間;V 1關(guān)斷期間首先為承受線電壓U AB 為120°期間; 之后承受線電壓U AC 為120°期間。12 .在三相半波整流電路中,=60°,如

10、果a 相的觸發(fā)脈沖消失,試繪出在電阻性負載整流電壓ud 的波形和晶閘管V1的電壓u v1的波形。 13有一個三相全控橋整流電路如圖所示。已知電感負載L=0.2H 、=75°、R=1、變壓器二次相電壓U 2=100V 。試畫出u d 的波形,計算負載的平均整流電壓U d 和負載電流平均值I d ,計算變壓器二次電流的有效值I 2。 解:L=2fL=6.28×300×0.2=376.8 >>R,可視為大電感負載。U d =U 2cos 2.34U 2cos =2.34×100×cos75°=60.56VI d = = =60.

11、56A變壓器二次電流的有效值I 2I 2=I d 0.816I d=0.816×60.56=49.42A14單相橋式全控整流電路接阻感負載。=30°,畫出輸出電壓u d 和輸出電流i d 的波形。 15 有源逆變產(chǎn)生的條件?答: (1在負載將產(chǎn)生負向電壓,且|U d |<|E d | (2<9016 什么是逆變失敗?如何防止逆變失敗?答: 逆變運行時,一旦發(fā)生換流失敗,外接的直流電源就會通過晶閘管電路形成短路,或者使變流器的輸出平均電壓和直流電動勢變?yōu)轫樝虼?lián),由于逆變電路內(nèi)阻很小,形成很大的短路電流,稱為逆變失敗或逆變顛覆。防止逆變失敗的方法有:采用精確可靠的

12、觸發(fā)電路,使用性能良好的晶閘管,保證交流電源的質(zhì)量,留出充足的換向裕量角等。17有一單相半波相控整流電路,負載電阻R d =10,直接接到交流220V 電源上,如圖所示。在控制角=60°時,求輸出電壓平均值U d 、輸出電流平均值I d ,并選擇晶閘管元件(考慮兩倍裕量,確定晶閘管的額定電壓和額定電流。 解:V u U d 25.742cos 145.02=+=A R U I dd d 425.7=晶閘管承受的最大電壓v 311U 22= 311×2=622V 選800V 7.425×2=14.85A 選20A18 有一個三相半波可控整流電路如圖所示。已知帶大電感

13、負載,a=45°,R=2變壓器二次相電壓U 2=380V 。試 (1 計算負載的平均整流電壓U d 和負載電流I d 。 (2 計算晶閘管電流的有效值I V1。 (3 按裕量系數(shù)2確定晶閘管的額定電壓。解:(1V u u d 3.314cos 17.12= (2(3V u 93162= V 18622931=選晶閘管的額定電壓為2000V19 在三相全控橋式有源逆變電路中,直流側(cè)輸出電流電壓Ud=_-2.34 U 2_cos 。(電路中電感L 足夠大且電流連續(xù),設(shè)變壓器二次側(cè)相電壓有效值為U 220在三相橋式全控整流電路中,電阻負載,假設(shè)VT 1不能導通,畫出0=整流電壓u d 波形

14、。(5分 21單相全控橋式整流電路接大電感負載。已知R=10,a=45°,U 2=100V ,試回答:(1 計算輸出整流電壓U d ,輸出電流平均值I d ;ARUI dd 2.157=A7.903I IV1d =(2 計算晶閘管電流的有效值I V1;(3 按裕量系數(shù)2確定晶閘管的額定電流。答: (1VCOS U U d 63.63459.02=(363.6A RU Id d=(2(5.421A I I d v =(3(85.257.1A I I VI VIEAR =2×2.85=5.7(A 額定電流為10(A的晶閘管。22控制角與逆變角之間的關(guān)系為 =- 。23三相全控橋

15、式整流電路在運行中,當晶閘管觸發(fā)脈沖丟失或電源缺相,將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象,如果是逆變電路又將如何? 答:(1丟失一只晶閘管上的觸發(fā)脈沖時; 會使輸出電壓波形缺少2個波頭,在電流連續(xù)的情況下輸出電壓約降低1/3。 某一已導通的晶閘管會關(guān)不斷二失控,從而導致長期導通而可能過載損壞。 (2電源缺一相時, 會使輸出電壓波形缺少四個波頭。 在電流連續(xù)的情況下輸出電壓約降低2/3。 如果是逆變電路,將造成短路故障,使逆變失敗。24分別畫三相半波整流電路電感性負載=0°和三相全控有源逆變電路電感性負載=60°的輸出電壓u d 波 26在三相半波整流電路中,=90°,試繪出在電阻性負

16、載整流電壓ud 和電流id 的波形;25對三相橋式全控變流電路實施觸發(fā)時,如采用單寬脈沖觸發(fā),單寬脈沖的寬度一般取 >60º 度較合適;如采用雙窄脈沖觸發(fā)時,雙窄脈沖的間隔應(yīng)為 60º 度。 27 晶閘管觸發(fā)電路的要求?答:晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求:1 觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導通(結(jié)合擎住電流的概念。 2 觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度。3 不超過門極電壓、電流和功率定額,且在可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)。 4 應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。28 阻感負載的特點是 電流不能突變 ,在單相半波可控整流帶阻感負載并聯(lián)續(xù)流二極管的電路中,晶閘管控制角的最大移

17、相范圍是 180 ,其承受的最大正反向電壓均為 22U ,續(xù)流二極管承受的最大反向電壓為22U (設(shè)U2為相電壓有效值。 1. 確定最小逆變角min要考慮的三個因素是晶閘管關(guān)斷時間t af 所對應(yīng)的電角度,安全裕量角Ø0和 換相重疊角 。 2.電壓型逆變器中間直流環(huán)節(jié)以 電容 貯能。3.適用于全控型器件的換流方式是 器件換流。4.什么是電壓型逆變電路?有什么特點?答:按照逆變電路直流測電源性質(zhì)分類,直流側(cè)是電壓源的稱為逆變電路稱為電壓型逆變電路。 電壓型逆變電路的主要特點是:直流側(cè)為電壓源,或并聯(lián)有大電容,相當于電壓源。直流側(cè)電壓基本無脈動,直流回路呈現(xiàn)低阻抗。 由于直流電壓源的鉗位

18、作用,交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波,并且與負載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負載阻抗情況的不同而不同。當交流側(cè)為阻感負載時需要提供無功功率,直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道,逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。 5.畫出負載換流電路的輸出電壓電流波形圖,并分析其工作原理。 電阻電感串聯(lián)后再和電容并聯(lián),工作在接近并聯(lián)諧振狀態(tài)而略呈容性,電容為改善負載功率因數(shù)使其略呈容性而接入直流側(cè)串入大電感L d , i d 基本沒有脈動。t 1前:VT1、VT4通,VT2、VT3斷,u o 、i o 均為正,VT2、VT3電壓即為u o 。 t 1時:觸發(fā)VT2、V

19、T3使其開通,u o 加到VT4、VT1上使其承受反壓而關(guān)斷,電流從VT1、VT4換到VT3、VT2。t 1必須在u o 過零前并留有足夠裕量,才能使換流順利完成。6.電流型逆變器中間直流環(huán)節(jié)以 電感 貯能。 7 畫出三相橋式逆變電路圖。 8.畫出單相半橋電壓型逆變電路原理圖,并簡述其工作原理。 u i u VV1和V2柵極信號在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏,兩者互補,輸出電壓u o為矩形波,幅值為U m=U d/2。V1或V2通時,i o和u o同方向,直流側(cè)向負載提供能量;VD1或VD2通時,i o和u o反向,電感中貯能向直流側(cè)反饋。VD1、VD2稱為反饋二極管,它又起著使負載電流連續(xù)的

20、作用?；蛘?設(shè)開關(guān)器件V1和V2的驅(qū)動信號在一個周期內(nèi)各有半周正偏、半周反偏,且兩者互補。設(shè)t2時刻以前V1為通態(tài),V2為斷態(tài)。t2時刻給V1關(guān)斷信號,給V2開通關(guān)斷信號,則V1關(guān)斷,但感性負載中的電流i0不能立即改變方向,于是VD2導通續(xù)流。當t3時刻i0降為0時,VD2截止,V2開通,i0反向。同樣,在t4時刻給V2關(guān)斷信號,給V1開通關(guān)斷信號后,V2關(guān)斷,VD1先續(xù)流,t5時刻V1才開通。9 逆變器按直流側(cè)提供的電源的性質(zhì)來分,可分為電壓型逆變器和電流型逆變器。10 電壓型三相橋式逆變電路的每只晶閘管導電的角度是 180°度。11 通常變流電路實現(xiàn)換流的方式有器件換流、電網(wǎng)換流

21、、負載換流、強迫換流四種。12.高壓直流輸電系統(tǒng)原理如圖所示,若使功率從左向右傳輸,變流器、分別工作于什么狀態(tài)?控制角如何?輸出電壓大小、極性如何? 答:變流器工作在整流狀態(tài),1<90o,變流器分別工作在逆變狀態(tài), 2>90o。Ud1上正下負。Ud2上正下負。Ud1> Ud2。13.180°導電型三相橋式逆變電路,晶閘管換相是在同一橋臂上的上、下二個元件之間進行;而120o導電型三相橋式逆變電路,晶閘管換相是在不同橋臂上的元件之間進行的。14.在無源逆變器中,為使晶閘管可靠關(guān)斷,常采用_負載換流_和_強迫換流_兩種。15.將直流電變?yōu)轭l率、電壓可調(diào)的交流電稱為逆變,

22、交流測接電源稱為有源逆變。16.為保證晶閘管安全可靠工作,需對它進行過電壓、過電流保護及吸收電路保護。17.畫出單相全橋逆變電路的原理圖和采用移相調(diào)壓方式時的控制信號波形圖、輸出電壓波形圖,并分析其工作原理。 工作原理: V1, V4導通, U0=Ud V1, VD3導通, U0=0 VD2, VD3導通, U0=-Ud V3, V2導通, U0=-Ud V2, VD4導通, U0=0 VD1, VD4導通, U0=Udu o成為正負各為的脈沖,改變即可調(diào)節(jié)輸出電壓有效值。18.在橋式全控有源逆變電路中,理論上逆變角的范圍是_0º 90º。19.畫出單相半橋逆變電路的原理圖

23、和輸出電壓電流波形圖,并分析其工作原理。 V1和V2柵極信號在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏,兩者互補,輸出電壓u o為矩形波,幅值為U m=U d/2。V1或V2通時,i o和u o同方向,直流側(cè)向負載提供能量;VD1或VD2通時,i o和u o反向,電感中貯能向直流側(cè)反饋。VD1、VD2稱為反饋二極管,它又起著使負載電流連續(xù)的作用。20三相電壓型逆變電路中,每個橋臂的導電角度為 180 ,各相開始導電的角度依次相差 120 ,在任一時刻,有 3 個橋臂導通。21.無源逆變電路和有源逆變電路有何不同?答:交流側(cè)接電網(wǎng),為有源逆變,交流側(cè)接負載,為無源逆變。22. 全橋逆變電路輸出交流電壓的幅值

24、Um為 1 (填上倍數(shù)Ud 。23電流從一個支路向另一個支路轉(zhuǎn)移的過程稱為換流,從大的方面,換流可以分為兩類,即外部換流和自換流,進一步劃分,前者又包括電網(wǎng)換流和負載換流兩種換流方式,后者包括器件換流和強迫換流兩種換流方式。24半橋逆變電路輸出交流電壓的幅值Um為 0.5 Ud ,全橋逆變電路輸出交流電壓的幅值Um為 1 Ud 。第四章:1、直流斬波電路按照輸入電壓與輸出電壓的高低變化來分類有降壓斬波電路;升壓斬波電路;升降壓斬波電路。2.對于橋式可逆斬波電路,若需使電動機工作于正轉(zhuǎn)電動狀態(tài),試分析此時電路的工作情況,并繪制相應(yīng)的電流流通路徑圖,同時標明電流流向。解:需使電動機工作于正轉(zhuǎn)電動狀

25、態(tài)時,由V3和VD3構(gòu)成的降壓斬波電路工作,此時需要V2保持導通,與V3和VD3構(gòu)成的降壓斬波電路相配合。 V D3D4當V3關(guān)斷時,負載通過VD3續(xù)流,電流路徑如(2圖:3、分析Cuk斬波電路的工作原理。Cuk 斬波電路工作原理V 導通時,E L1V 回路和R L2C V 回路分別流過電流。 V 關(guān)斷時,E L1C VD 回路和R L2VD 回路分別流過電流。 輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。 基本的數(shù)量關(guān)系C 的電流在一周期內(nèi)的平均值應(yīng)為零,即得從而可得由L1和L2的電壓平均值為零,可得出輸出電壓Uo 與電源電壓E 的關(guān)系4. 如圖所示斬波電路,直流電源電壓E=100V ,斬波頻率f=1

26、kHz 。若要求輸出電壓ud 的平均值=25V75V 可調(diào),試計算斬波器V 的占空比的變化范圍以及相應(yīng)的斬波器V 的導通時間t0n 的變化范圍。 解:E u =0 75.025.0=ms T 1=Tt on =ms t on 75.025.0=5.分析下圖所示斬波電路的基本工作原理。 形狀Q 是可以代替什么元件?解:Q 通時,E 向L 充電,充電電流恒為I 1,同時C 的電壓向負載供電,因C 值很大,輸出電壓u o 為恒值,記為U o 。設(shè)Q 通的時間為t on ,此階段L 上積蓄的能量為Q 斷時,E 和L 共同向C 充電并向負載R 供電。設(shè)Q 斷的時間為t off ,則此期間電感L 釋放能量

27、為穩(wěn)態(tài)時,一個周期T 中L 積蓄能量與釋放能量相等:T/t off>1,輸出電壓高于電源電壓,故稱該電路為升壓斬波電路.形狀Q 是可以代替晶閘管或全控型器件。 6.下圖所示的降壓斬波電路中,E =100V ,L =100mH ,R =0.5,EM =10V ,采用脈寬調(diào)制控制方式,T =20s ,=ont EI 1(off1o t I E U -Q(off1o t I E U -ont EI 1=TC t i 0d offon t I t I 12=-=-=112onononoff t t T t t I I EE t T t E t t U onon offon o -=-=1當Ton

28、 =4s 時。求:(1輸出電壓平均值U o ;(2輸出電流平均值I o ;(3并判斷負載電流是否連續(xù)。 m =EE M =10010=0.1 =RL =5.01.0=0. 2當t on =4s 時,有=T=0.0001 =ont =0.00002由于11-ee=111e=0.2>m所以輸出電流連續(xù)。 此時輸出平均電壓為U o =E Tt on =204100=20(V輸出平均電流為I o =RE U Mo -=5.01020-=20(A7.畫出升壓斬波電路的原理圖和輸出電流波形圖,并分析其工作原理。 V 通時,E 向L 充電,充電電流恒為I 1,同時C 的電壓向負載供電,因C 值很大,輸

29、出電壓u o 為恒值,記為U o 。設(shè)V 通的時間為t on ,此階段L 上積蓄的能量為 。V 斷時,E 和L 共同向C 充電并向負載R 供電。設(shè)V 斷的時間為t off ,則此期間電感L 釋放能量為 。 穩(wěn)態(tài)時,一個周期T 中L 積蓄能量與釋放能量相等= ont EI 1(offot I E U1-(off1o t I E U -on t EI 1Et T E t t t U offoffoffon o =+=T/t off>1,輸出電壓高于電源電壓,故稱該電路為升壓斬波電路。8. 畫出降壓斬波電路的原理圖和輸出電壓電流波形圖(電流連續(xù),并分析其工作原理。 工作原理t=0時刻驅(qū)動V導通

30、,電源E向負載供電,負載電壓u o=E,負載電流i o按指數(shù)曲線上升;t=t1時刻控制V關(guān)斷,負載電流經(jīng)二極管VD續(xù)流,負載電壓u o近似為零,負載電流呈指數(shù)曲線下降。為了使負載電流連續(xù)且脈動小通常使串接的電感L值較大。 9.如圖所示為一降壓斬波電路,試畫出輸出電壓u0和輸出電流i0的波形(電流斷續(xù)。 10交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能稱整流,把一種直流電能轉(zhuǎn)換成另一種直流電能稱直流斬波,而把直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能稱逆變。11 .直流斬波電路按照輸入電壓與輸出電壓的高低變化來分類有降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路。12.畫出升降壓斬波電路的原理圖和電源i1、電流負載i2波形圖。 13.分別寫

31、出降壓斬波電路、升壓斬波電路和升降壓斬波電路的直流輸出電壓U0與電源電壓E 的關(guān)系式。答:降壓斬波電路升壓斬波電路 升 降壓斬波電路14.降壓斬波電路,已知E=200V ,R=10,L 值極大。采用脈寬調(diào)制控制方式,當控制周期T=50s ,全控開關(guān)VT 的導通時間t on =20s ,試完成下列各項要求。 畫出降壓斬波電路圖 計算穩(wěn)態(tài)時輸出電壓的平均值U O 、輸出電流的平均值I O 。 解: 15. 升壓斬波電路的典型應(yīng)用有 直流電動機傳動 和 單向功率因素校正 等。1、直流斬波電路按照輸入電壓與輸出電壓的高低變化來分類有 降壓 斬波電路; 升壓 斬波電路; 升降壓 斬波電路。第六、七章:1

32、.交交變頻電路(采用三相橋式整流電路的最高輸出頻率是多少?制約輸出頻率提高的因素是什么? 答:一般來講,構(gòu)成交交變頻電路的兩組變流電路的脈波數(shù)越多,最高輸出頻率就越高。當交交變頻電路中采用常用的6脈波三相橋式整流電路時,最高輸出頻率不應(yīng)高于電網(wǎng)頻率的1/31/2錯誤!未指定書簽。當電網(wǎng)頻率為50Hz 時,交交變頻電路輸出的上限頻率為20Hz 左右。當輸出頻率增高時,輸出電壓一周期所包含的電網(wǎng)電壓段數(shù)減少,波形畸變嚴重,電壓波形畸變和由此引起的電流波形畸變以及電動機的轉(zhuǎn)矩脈動是限制輸出頻率提高的主要因素。2.單相交流調(diào)壓電路帶阻感負載,當控制角 < ( =arctan( L/R 時,VT1

33、的導通時間 大于 ,VT2的導通時間小于 。3.根據(jù)載波和信號波是否同步及載波比的變化情況,PWM 調(diào)制方式可分為 同步調(diào)制和異步調(diào)制。一般為綜合兩種方法的優(yōu)點,在低頻輸出時采用方法是 異步調(diào)制 。EU -=110E U =0EU -10=VE Tt E t t t U 80=+=on off on ono A RUI 8=o o4.改變頻率的電路稱為變頻電路,變頻電路有交交變頻電路和 交直交 電路兩種形式,前者又稱為直接變頻,后者也稱為間接變頻。5.什么叫交交變頻電路?答:晶閘管交交變頻電路,也稱周波變流器(Cycloconvertor。交交變頻電路把電網(wǎng)頻率的交流電變成可調(diào)頻率的交流電,屬

34、于直接變頻電路。 6.什么是電壓型逆變電路?有什么特點?答:按照逆變電路直流測電源性質(zhì)分類,直流側(cè)是電壓源的稱為逆變電路稱為電壓型逆變電路。 電壓型逆變電路的主要特點是:直流側(cè)為電壓源,或并聯(lián)有大電容,相當于電壓源。直流側(cè)電壓基本無脈動,直流回路呈現(xiàn)低阻抗。 由于直流電壓源的鉗位作用,交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波,并且與負載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負載阻抗情況的不同而不同。當交流側(cè)為阻感負載時需要提供無功功率,直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道,逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。7. 改變SPWM 逆變器中的調(diào)制比,可以改變_ 輸出電壓基波_的

35、幅值。 8.交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路有什么區(qū)別?答:交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路的電路形式完全相同,二者的區(qū)別在于控制方式不同。交流調(diào)壓電路是在交流電源的每個周期對輸出電壓波形進行控制。而交流調(diào)功電路是將負載與交流電源接通幾個周波,再斷開幾個周波,通過改變接通周波數(shù)與斷開周波數(shù)的比值來調(diào)節(jié)負載所消耗的平均功率。9、一臺工業(yè)爐原由額定電壓為單相交流220供電,額定功率為10千瓦?，F(xiàn)改用雙向晶閘管組成的單相交流調(diào)壓電源供電,如果正常工作時負載只需要5千瓦。試問雙向晶閘管的觸發(fā)角應(yīng)為多少度?試求此時的電流有效值,以及電源側(cè)的功率因數(shù)值。解:1021max0sin 2(1U t d t u U =此時

36、負載電流最大,為 RU RUI1max0max0=因此最大輸出功率為 RU I U P 21max 0max 0max =輸出功率為最大輸出功率的50%時,有: RU P 215.0(=10U 5.0=U又 10U 22sin -+=U得90=84.421PU RA R U I 14.322sin 2110=-+=707.02sin 21=-+=10.交流調(diào)功電路的調(diào)節(jié)方式。答:將負載與電源接通幾個周波,再斷開幾個周波,改變通斷周波數(shù)的比值來調(diào)節(jié)負載所消耗的平均功率,因其直接調(diào)節(jié)對象是電路的平均輸出功率,所以稱為交流調(diào)功電路。11. 已知自耦變壓器基本繞組為1-0,調(diào)整繞組1-3與1-2之間的

37、匝數(shù)是1-0的10%。試分析圖示兩組反并聯(lián)晶閘管組成的電路,是如何實現(xiàn)在輸入電壓波動時,使輸出電壓0保持穩(wěn)定? 解 通過對電壓檢測,實施對兩組反并聯(lián)晶閘管門極予以控制。例如:輸入電壓高于10%時,讓VT1、VT2這組反并聯(lián)的晶閘管的觸發(fā)脈沖移到180°,使它不輸出電壓,而讓VT3、VT4這組反并聯(lián)晶閘管的觸發(fā)脈沖移到0°,使他們分別在正負半周全導通時輸出電壓降低;當輸入電壓低于額定值10%時,讓VT1、VT2這組反并聯(lián)晶閘管的觸發(fā)脈沖移到0°,使他們分別在正負半周全導通。讓VT3、VT4反并聯(lián)晶閘管的觸發(fā)脈沖移到180°使他們截止,從而使輸出電壓提高10

38、%,達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。12.一單相交流調(diào)壓器,電源為工頻220V ,阻感串聯(lián)作為負載,其中R=1,L=2mH 。試求:開通角的變化范圍;負載電流的最大有效值;最大輸出功率及此時電源側(cè)的功率因數(shù)。解:負載阻抗角為:=arctan (RL =arctan (11025023-= 0.5610開通角的變化范圍為:<當=時,輸出電壓最大,負載電流也為最大 22max o (220L R I += 186.28A,此時輸出功率最大,為P omax =R L R R I 2222max o (220+= 34.7(KW功率因數(shù)為8467.028.186*o1max o =I U P 實際上，此時的功率因數(shù)也就是負載阻抗角的余弦，即 cos0.8467 13. 正弦脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)運用于電壓型逆變電路中， 改變載波頻率 14. 分析單相交交變頻電路的整流與逆變工作狀態(tài)。(10 工作狀態(tài)