电力电子习题答案

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电力电子技术练习题与答案

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(第一章)一、填空题1、普通晶闸管内部有PN结,,外部有三个电极,分别是极极和极。

1、两个、阳极A、阴极K、门极G。

2、晶闸管在其阳极与阴极之间加上电压的同时,门极上加上电压,晶闸管就导通。

2、正向、触发。

3、、晶闸管的工作状态有正向状态,正向状态和反向状态。

阻断、导通、阻断。

4、某半导体器件的型号为KP50—7的,其中KP表示该器件的名称为,50表示,7表示。

4、普通晶闸管、额定电流50A、额定电压100V。

5、只有当阳极电流小于电流时,晶闸管才会由导通转为截止。

5、维持电流。

6、当增大晶闸管可控整流的控制角α,负载上得到的直流电压平均值会。

减小。

7、按负载的性质不同,晶闸管可控整流电路的负载分为性负载,性负载和负载三大类。

7、电阻、电感、反电动势。

8、当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时,负载两端的直流电压平均值会,解决的办法就是在负载的两端接一个。

8、减小、并接、续流二极管。

9、工作于反电动势负载的晶闸管在每一个周期中的导通角、电流波形不连续、呈状、电流的平均值。

要求管子的额定电流值要些。

9、小、脉冲、小、大。

10、单结晶体管的内部一共有个PN结,外部一共有3个电极,它们分别是极、极和极。

10、一个、发射极E、第一基极B1、第二基极B2。

11、当单结晶体管的发射极电压高于电压时就导通;低于电压时就截止。

11、峰点、谷点。

12、触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压,保证在管子阳极电压每个正半周内以相同的被触发,才能得到稳定的直流电压。

12、同步、时刻。

13、晶体管触发电路的同步电压一般有同步电压和电压。

13、正弦波、锯齿波。

14、正弦波触发电路的同步移相一般都是采用与一个或几个的叠加,利用改变的大小,来实现移相控制。

14、正弦波同步电压、控制电压、控制电压。

15、在晶闸管两端并联的RC回路是用来防止损坏晶闸管的。

15、关断过电压。

16、为了防止雷电对晶闸管的损坏,可在整流变压器的一次线圈两端并接一个或。

电力电子课后习题答案 5

电力电子课后习题答案 5

第五章 直流—直流交流电路1.简述图5-1a 所示的降压斩波电路工作原理.答:降压斩波器的原理是:在一个控制周期中,让V 导通一段时间t on ,由电源E 向L 、R 、M 供电,在此期间,u o =E 。

然后使V 关断一段时间t off ,此时电感L 通过二极管VD 向R 和M 供电,u o =0.一个周期内的平均电压U o =E t t t ⨯+offon on。

输出电压小于电源电压,起到降压的作用。

2.在图5-1a 所示的降压斩波电路中,已知E =200V ,R =10Ω,L 值极大,E M =30V ,T =50μs ,t on =20μs ,计算输出电压平均值U o ,输出电流平均值I o 。

解:由于L 值极大,故负载电流连续,于是输出电压平均值为U o =E T t on =5020020⨯=80(V)输出电流平均值为I o =R E U M o -=103080-=5(A)3.在图5-1a 所示的降压斩波电路中,E =100V , L =1mH,R =0。

5Ω,E M =10V ,采用脉宽调制控制方式,T =20μs ,当t on =5μs 时,计算输出电压平均值U o ,输出电流平均值I o ,计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。

当t on =3μs 时,重新进行上述计算。

解:由题目已知条件可得:m =E E M =10010=0。

1τ=RL =5.0001.0=0.002 当t on =5μs 时,有ρ=τT =0。

01αρ=τont =0。

0025由于11--ραρe e =1101.00025.0--e e =0.249>m 所以输出电流连续。

此时输出平均电压为U o =E T t on =205100⨯=25(V) 输出平均电流为I o =R E U M o -=5.01025-=30(A) 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为I max =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----ραρ11=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----e e =30.19(A )I min =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---11ραρ=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---e e =29。

《电力电子》课后习题答案

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第 1 章 习题3. 把一个晶闸管与灯泡串联,加上交流电压,如图 1-37 所示图 1-37问:(1)开关 S 闭合前灯泡亮不亮?(2)开关 S 闭合后灯泡亮不亮?(3)开关 S 闭合一段时间后再打开,断开开关后灯泡亮不亮?原因是什么?答:(1)不亮;(2)亮;(3)不亮,出现电压负半周后晶闸管关断。

1) 开关 S 闭合前,灯泡不亮;因为晶闸管门极没有正向门极电压,故晶闸管不能导通。

2) 开关 S 闭合后灯泡亮;因为此时晶闸管门极加上了正向电压,而 U2 为交流电源,故只有当晶闸管阳极承受正向电压时,晶闸管才导通,当晶闸管阳极电压为负时,不导通;但在电源为工频交流的情况下, 灯泡表现为始终亮。

3) 开关 S 闭合一段时间后,再打开,灯泡不亮;因为当晶闸管阳极电压为负时,即使有正向的门极电压,也会使晶闸管很快关断(晶闸管关断时间只有约 40us );打开 S 后,即使晶闸管阳极承受正向电压,但因为门极没有正向电压,故晶闸管也不导通。

4. 在夏天工作正常的晶闸管装置到冬天变得不可靠,可能是什么现象和原因?冬天工作正常到夏天变得不可靠又可能是什么现象和原因?答:晶闸管的门极参数 I GT 、U GT 受温度影响,温度升高时,两者会降低,温度升高时,两者会升高,故会引起题中所述现象。

夏天工作正常、冬天工作不正常的原因可能是电路提供的触发电流偏小,夏天勉强能触发,到冬天则就不能满足对触发电流的要求了。

冬天正常、夏天不正常的原因可能 是晶闸管的维持电流小,冬天勉强能关断,到夏天不容易关断;或者,因所选用的晶闸管电压 偏低,到夏天管子转折电压与击穿电压值下降, 而造成硬开通或击穿。

5. 型号为 KP100-3,维持电流 I H =4mA 的晶闸管,使用在如图 1-38 电路中是否合理 ?为什么?(分析时不考虑电压、电流裕量)(a)(b)(c)图 1-38 习题 5 图答:(1)I d =10050 ⨯103= 0.002 A = 2mA < I H = 4mA故不能维持导通2 (2)I 2 =220= 15.56...I d = I 2 /1.57 = 9.9 A > I H 10 2而 U TM = 220 = 311V > U R故不能正常工作(3)I d =150/1=150A>I HI T =I d =150A<1.57×100=157A 故能正常工作16. 说明 GTO 的关断原理。

电力电子技术必做习题答案

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电力电子技术必做习题解答1. 1 •把一个晶闸管与灯泡串联,加上交流电压,如图 问:(1)开关S 闭合前灯泡亮不亮? ( 2)开关S段时间后再打开,断开开关后灯泡亮不亮?原因是什么? 答:(1)不亮;(2)亮;(3)不亮,出现电压负半周2. 2•在夏天工作正常的晶闸管装置到冬天变得不可靠,可能是什么现象和原因?冬天工作正常到夏天变得不可靠又可能是什么现象和原因?答:晶闸管的门极参数I GT 、U GT 受温度影响,温度升高时,两者会降低,温度升高时, 两者会升高,故会引起题中所述现象。

3.型号为KP100-3 ,维持电流I H = 4mA 的晶闸管,使用在如图1-38电路中是否合理?为什么?(分析时不考虑电压、电流裕量)l T =|d =150A<1.57 X 100=157A故能正常工作4. 什么是IGBT 的擎住现象?使用中如何避免?答:IGBT 由于寄生晶闸管的影响,可能是集电极电流过大(静态擎住效应),也可能是du ce /dt 过大(动态擎住效应),会产生不可控的擎住效应。

实际应用中应使IGBT 的漏极(2) 3.答: (1)I d10050 103故不能维持导通图1-38 习题5图0.002A 2mA I H 4 mA2202 -----------------15.56...|dl 2/1 .57 10一2 而 U TM 220.2 :311V U R故不能正常工作9.9A I H(c)(3)l d =150/1=150A> I H1-37电流不超过额定电流,或增加控制极上所接电阻R G的数值,减小关断时的du ce/dt,以避免出现擎住现象。

1. 出图2-57中①〜⑨各保护元件及VD F、L d的名称及作用。

(LJ为过流继电器)1.答:T • T I T图2-57三相桥式整流电路的保护(1)交流进线电抗器限流、限du/dt和di/dt(2)压敏电阻过压保护(3)交流侧阻容保护过压保护(4)桥臂电感限du/dt (由元件换流引起)、di/dt(5)快熔过流保护(6)过压保护电容限制关断过电压对元件的损害(7)抑振电阻防止L、C振荡,限制电容放电电流(8)直流侧压敏电阻直流侧过压保护(9)过流继电器过流时,继电器开路,保护主电路(10) VD F续流二极管为负载电路提供通路,过压保护(11) L d平波电抗器防止直流电流波动(断流)2. GTR、IGBT等过流保护中,为何要采用检测集射极电压作为保护基准?答:检测集射极电压U ce作为过流保护原则,在相同的相对测量误差下,工作点的移动最少,结果较准确3. GTR、P-MOSFET、IGBT吸收电路的基本结构如何?其减少被保护器件开关损耗的机理如何?答:缓冲电路的功能包括抑制和吸收二个方面。

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第2章电力电子器件与信息电子电路中的二极管相比,电力二极管具有怎样的结构特点才能使它具有耐受高电压和大电流的能力解:1. 电力二极管是垂直导电结构,使得硅片中通过电流的有效面积增大,提高通流能力 2.电力二极管在P区和N区多了一层低掺杂区,可以承受很高的电压而不致被击穿;3.具有电导调制效应。

使晶闸管导通的条件是什么答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正相阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。

或者U AK >0且U GK>0维持晶闸管导通的条件是什么怎样才能使晶闸管由导通变为关断答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。

图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为Im , 试计算各波形的电流平均值I d1,I d2,I d3与电流有效值I1,I2,I3解:a) Id1= Im I1==b) Id2== Im I2= Imc) Id3== Im I3== Im.上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少这时,相应的电流最大值Im1,Im2,Im3各为多少解:额定电流I T(AV)=100A的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) Im1=I/=, ≈≈89.48Ab) Im2=I/ = Id2= =c) Im3=2I=314 Id3= =和普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能答: GTO之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,是因为GTO与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同:l)GTO 在设计时2α较大,这样晶体管V2控制灵敏,易于GTO 关断;2)GTO 导通时21αα+的更接近于l,普通晶闸管5.121≥+αα,而GTO 则为05.121≈+αα,GTO 的饱和程度不深,接近于临界饱和,这样为门极控制关断提供了有利条件;3)多元集成结构使每个GTO 元阴极面积很小, 门极和阴极间的距离大为缩短,使得P2极区所谓的横向电阻很小, 从而使从门极抽出较大的电流成为可能。

电力电子技术练习题(答案)

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27、如图的电路为 升压斩波电路 ,其输出直流电
1 E 压的平均值UO= 1 D 。
28、如图的电路为 升降压斩波电路 ,其输出直流电
D E 压的平均值UO= 1 D 。
29、通过某种装置对交流电压的有效值或功率进行调 整,称为 交流调压电路 。 30、交流调压电路有三种调制方式:相控式 、 斩波式 和通断式。
层半导体NPNPN构成。( √ ) 14、双向晶闸管与普通晶闸管一样,其内部有三个 PN结。( × )
15、双向晶闸管与普通晶闸管不一样,其内部有四
个PN结。( √ )
16、单相半控桥式整流带电感性负载的电路中,为 了解决电路失控的问题,常在负载两端并联续流 二极管。( √ )
四、简答题
1、双向晶闸管额定电流的定义与普通晶闸管额定电 流的定义有何不同? 答:双向晶闸管的额定电流以允许流过的最大工频电 流的有效值来标定;普通晶闸管的额定电流以允许流 过的最大工频正弦半波整流电流的平均值来标定。 2、 额定电流100A的两只普通晶闸管反并联,若用 双向晶闸管代替,其额定电流=?
4、单相半控桥式整流电路带电感性负载时,电路会 出现什么问题?如何解决? 答:电路会出现失控现象。为消除失控现象,可在电 路中加接续流二极管。
5、晶闸管导通后,通过晶闸管电流的大小与电路中 哪些参数有关? 答:晶闸管导通后,通过晶闸管电流的大小与电路中 的电源及负载电阻有关。
6、什么是电压型、电流型逆变电路?输出交流电压、 交流电流的波形各有什么特点? 答:直流侧并联大电容,电压基本无脉动,相当于电 压源,此为电压型逆变电路。输出交流电压为矩形波, 输出电流波形由负载性质性质决定。直流侧串大电感, 电流基本无脉动,相当于电流源,此为电流型逆变电 路。输出交流电流为矩形波,输出电压波形由负载性 质性质决定。 。

电力电子课后习题答案-部分

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2-11试列举你所知道的电力电子器件,并从不同的角度对这些电力电子器件进行分类。

目前常用的控型电力电子器件有哪些答:1. 按照器件能够被控制的程度,分为以下三类:(1)半控型器件:晶闸管及其派生器件(2)全控型器件:IGBT,MOSFET,GTO,GTR(3)不可控器件:电力二极管2. 按照驱动信号的波形(电力二极管除外)(1)脉冲触发型:晶闸管及其派生器件(2)电平控制型:(全控型器件)IGBT,MOSFET,GTO,GTR3. 按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为三类:(1)单极型器件:电力MOSFET,功率SIT,肖特基二极管(2)双极型器件:GTR,GTO,晶闸管,电力二极管等(3)复合型器件:IGBT,MCT,IGCT 等4.按照驱动电路信号的性质,分为两类:(1)电流驱动型:晶闸管,GTO,GTR 等(2)电压驱动型:电力MOSFET,IGBT 等常用的控型电力电子器件:门极可关断晶闸管, 电力晶闸管,电力场效应晶体管,绝缘栅双极晶体管。

2-15 对晶闸管触发电路有哪些基本要求晶闸管触发电路应满足下列要求:1)触发脉冲的宽度应保证晶闸管的可靠导通;2)触发脉冲应有足够的幅度,对户外寒冷场合,脉冲电流的幅度应增大为器件最大触发电流的3-5倍,脉冲前沿的陡度也需增加,一般需达到1-2A/US。

3)所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额,且在门极伏安特性的可靠出发区域之内。

4)应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。

2-18 IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点IGBT驱动电路的特点是:驱动电路具有较小的输出电阻,IGBT是电压驱动型器件,IGBT的驱动多采用专用的混合集成驱动器。

GTR驱动电路的特点是:驱动电路提供的驱动电流有足够陡的前沿,并有一定的过冲,这样可加速开通过程,减小开通损耗;关断时,驱动电路能提供幅值足够大的反向基极驱动电流,并加反偏截止电压,以加速关断速度。

电力电子技术课后部分习题参考答案

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电力电子技术课后部分习题参考答案1电力电子技术部分复习题参考答案一、略二、图1所示的单相桥式整流电路中,V U 2202=、触发角°=30a ,负载为阻感负载,电感L 的值极大,W =5R 。

1、绘制输出电压d u 、输出电流d i 、变压器副边电流2i 的波形;2、计算输出电压d u 、输出电流d i 的平均值3、计算晶闸管的电流有效值。

VT1VT2VT4VT3udi du RL1u 2i图1 答案:答案:1.波形绘制.波形绘制du2 2.电路参数计算).电路参数计算))(47.17130cos 2209.0cos 9.02V U U d =°´´=××=a)(29.34547171A RU I d d ===78.022047.171222===××=U U I U I U d d d l3 3.电路参数计算.电路参数计算 )(25.242A I I d T ==三、图2所示的三相半波可控电路中,相电压V U 2202=、触发角°=30a ,反电动势V E 30=,电感L 的值极大,W =15R 。

1 1、计算输出电压、计算输出电压d u 、输出电流d i 的平均值、的平均值、a a 相的电流a i 的有效值;2 2、绘制输出电压、绘制输出电压d u 、输出电流d i 、a 相的电流a i 的波形的波形b a cVT1VT2VT3di R LEai du T图2答案:答案: 1.电路参数计算)(91.22230cos 22017.1cos 17.12V U U d =°´´=××=a)(86.12153091.222A RE U I d d =-=-=)(43.7386.123A I I d a ===2.波形绘制四、三相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载,已知:负载电阻W =1R ,电感=µd L ,相电压V U 2202=,mH L B 1=,当反电动势V E 400=,控制角α=120=120°或逆变角β°或逆变角β°或逆变角β=60=60=60°时,°时,请计算输出电压平均值d U 、输出电流平均值d I 和换相重叠角g 。

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第2章电力电子器件2.1 与信息电子电路中的二极管相比,电力二极管具有怎样的结构特点才能使它具有耐受高电压和大电流的能力?解:1. 电力二极管是垂直导电结构,使得硅片中通过电流的有效面积增大,提高通流能力2.电力二极管在P区和N区多了一层低掺杂区,可以承受很高的电压而不致被击穿;3.具有电导调制效应。

2.2 使晶闸管导通的条件是什么?答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正相阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。

或者U AK >0且U GK>02.3 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。

2.4 图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为Im , 试计算各波形的电流平均值I d1,I d2,I d3与电流有效值I1,I2,I3解:a) Id1=0.2717 Im I1==0.4767Imb) Id2==0.5434 Im I2=0.6741 Imc) Id3==0.25 Im I3==0.5 Im2.5.上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应的电流最大值Im1,Im2,Im3各为多少?解:额定电流I T(AV)=100A的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) Im1=I/0.4767A=329.35A, Id1≈0.2717Im1≈89.48Ab) Im2=I/0.6741 =232.90A Id2=0.5434Im2 =126.56Ac) Im3=2I=314 Id3=0.25Im3 =78.5A2.6.GTO和普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能?答: GTO之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,是因为GTO与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同:l)GTO 在设计时2α较大,这样晶体管V2控制灵敏,易于GTO 关断;2)GTO 导通时21αα+的更接近于l,普通晶闸管5.121≥+αα,而GTO 则为05.121≈+αα,GTO 的饱和程度不深,接近于临界饱和,这样为门极控制关断提供了有利条件;3)多元集成结构使每个GTO 元阴极面积很小, 门极和阴极间的距离大为缩短,使得P2极区所谓的横向电阻很小, 从而使从门极抽出较大的电流成为可能。

2.11 .试列举你所知道的电力电子器件,并从不同的角度对这些电力电子器件进行分类。

目前常用的控型电力电子器件有哪些?解:1. 按照器件能够被控制的程度,分为以下三类:(1)半控型器件:晶闸管及其派生器件(2)全控型器件:IGBT,MOSFET ,GTO,GTR(3)不可控器件:电力二极管2. 按照驱动信号的波形(电力二极管除外)(1)脉冲触发型:晶闸管及其派生器件(2)电平控制型:(全控型器件)IGBT,MOSFET ,GTO,GTR3. 按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为三类:(1) 单极型器件:电力MOSFET ,功率SIT,肖特基二极管(2) 双极型器件:GTR,GTO,晶闸管,电力二极管等(3) 复合型器件:IGBT,MCT,IGCT 等4.按照驱动电路信号的性质,分为两类:(1)电流驱动型:晶闸管,GTO ,GTR 等(2)电压驱动型:电力MOSFET,IGBT 等第4章逆变电路1.无源逆变电路和有源逆变电路有何不同?答:两种电路的不同主要是:有源逆变电路的交流侧接电网,即交流侧接有电源。

而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。

2.换流方式各有那几种?各有什么特点?答:换流方式有 4种:器件换流:利用全控器件的自关断能力进行换流。

全控型器件采用此换流方式。

电网换流:由电网提供换流电压,只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。

负载换流:由负载提供换流电压,当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时,可实现负载换流。

强迫换流:设置附加换流电路,给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。

通常是利用附加电容上的能量实现,也称电容换流。

晶闸管电路不能采用器件换流,根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。

3.什么是电压型逆变电路?什么是电流型逆变电路?二者各有什么特点。

答:按照逆变电路直流测电源性质分类,直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路,直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是:①直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源。

直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗。

②由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

电流型逆变电路的主要特点是:①直流侧串联有大电感,相当于电流源。

直流侧电流基本无脉动,直流回路呈现高阻抗。

②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径,因此交流侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电感起缓冲无功能量的作用。

因为反馈无功能量时直流电流并不反向,因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。

4.电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么?为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管?答:在电压型逆变电路中,当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

当输出交流电压和电流的极性相同时,电流经电路中的可控开关器件流通,而当输出电压电流极性相反时,由反馈二极管提供电流通道。

在电流型逆变电路中,直流电流极性是一定的,无功能量由直流侧电感来缓冲。

当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时,电流并不反向,依然经电路中的可控开关器件流通,因此不需要并联反馈二极管。

8.逆变电路多重化的目的是什么?如何实现?串联多重和并联多重逆变电路各用于什么场合?答:逆变电路多重化的目的之一是使总体上装置的功率等级提高,二是可以改善输出电压的波形。

因为无论是电压型逆变电路输出的矩形电压波,还是电流型逆变电路输出的矩形电流波,都含有较多谐波,对负载有不利影响,采用多重逆变电路,可以把几个矩形波组合起来获得接近正弦波的波形。

逆变电路多重化就是把若干个逆变电路的输出按一定的相位差组合起来,使它们所含的某些主要谐波分量相互抵消,就可以得到较为接近正弦波的波形。

组合方式有串联多重和并联多重两种方式。

串联多重是把几个逆变电路的输出串联起来,并联多重是把几个逆变电路的输出并联起来。

串联多重逆变电路多用于电压型逆变电路的多重化。

并联多重逆变电路多用于电流型逆变电路得多重化。

第6章交流-交流变流电路3.交流调压电路和交流调工电路区别是什么?二者各运用什么样的负载?问啥?答:交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同,二者的区别在于控制方式不同。

交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。

而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周波,再断开几个周波,通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。

交流调压电路广泛用于灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控制)及异步电动机的软起动,也用于异步电动机调速。

在供用电系统中,还常用于对无功功率的连续调节。

此外,在高电压小电流或低电压大电流直流电源中,也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。

如采用晶闸管相控整流电路,高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联;同样,低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联。

这都是十分不合理的。

采用交流调压电路在变压器一次侧调压,其电压电流值都不太大也不太小,在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。

这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。

交流调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的控制对象。

由于控制对象的时间常数大,没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制。

4.交交变频电路的最高输出频率是什么?制约输出频率提高的因素是什么?答:一般来讲,构成交交变频电路的两组变流电路的脉波数越多,最高输出频率就越高。

当交交变频电路中采用常用的6脉波三相桥式整流电路时,最高输出频率不应高于电网频率的1/3~1/2。

当电网频率为50Hz时,交交变频电路输出的上限频率为20Hz左右。

当输出频率增高时,输出电压一周期所包含的电网电压段数减少,波形畸变严重,电压波形畸变和由此引起的电流波形畸变以及电动机的转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素。

5.交交变频电路的主要特点和不足是什么?其主要用途是什么?答:交交变频电路的主要特点是:只用一次变流效率较高;可方便实现四象限工作,低频输出时的特性接近正弦波。

交交变频电路的主要不足是:接线复杂,如采用三相桥式电路的三相交交变频器至少要用36只晶闸管;受电网频率和变流电路脉波数的限制,输出频率较低;输出功率因数较低;输入电流谐波含量大,频谱复杂。

主要用途:500千瓦或1000千瓦以下的大功率、低转速的交流调速电路,如轧机主传动装置、鼓风机、球磨机等场合。

第7章PWM控制技术1.PWM控制基本原理?脉宽调制(PWM)。

控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。

也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲,使各脉冲的等值电压为正弦波形,所获得的输出平滑且低次斜波谐波少。

按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,即可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。

在采样控制理论中有一个重要的结论,即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上,其效果基本相同。

冲量既指窄脉冲的面积。

这里所说的效果基本相同。

是指该环节的输出响应波形基本相同。

如把各输出波形用傅里叶变换分析,则它们的低频段特性非常接近,仅在高频段略有差异。

根据上面理论我们就可以用不同宽度的矩形波来代替正弦波,通过对矩形波的控制来模拟输出不同频率的正弦波。

例如,把正弦半波波形分成N等份,就可把正弦半波看成由N个彼此相连的脉冲所组成的波形。

这些脉冲宽度相等,都等于∏/n ,但幅值不等,且脉冲顶部不是水平直线,而是曲线,各脉冲的幅值按正弦规律变化。

如果把上述脉冲序列用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替,使矩形脉冲的中点和相应正弦等分的中点重合,且使矩形脉冲和相应正弦部分面积(即冲量)相等,就得到一组脉冲序列,这就是PWM波形。

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