电力电子技术21
电力电子技术题解实例与习题
1、什么是电力电子技术？它有几个组成部分？答：电力电子技术是依靠电力电子器件组成各种电力变换电路，实现电能的高效率转换与控制的一门学科，它包括电力电子器件、电力电子电路（变流电路）和控制技术三个组成部分。
2、电能变换电路有哪几种形式？各自的功能是什么？答：电能变换电路有四种形式：AC/DC变换电路、DC/AC变换电路、DC/DC变换电路、AC/AC变换电路。
①AC/DC变换电路：将交流电能转换为固定或可调的直流电能的电路。
②DC/AC变换电路：将直流电能转换为频率固定或可调的交流电能的电路。
③DC/DC变换电路：将一种直流电能转换为另一固定或可调电压的直流电能的电路。
④AC/AC变换电路：将固定大小和频率的交流电能转换为大小和频率均可调的交流电能的电路。
3、简述电力电子技术的主要应用领域。
答：电力电子技术广泛的应用于工业、交通、IT、通信、国防以及民用电器、新能源发电等领域。
如：电源、电气传动与控制、电力系统、新能源开发等领域。
四、简答题1、电力电子器件的特性表现在哪些方面？答：1）电力电子器件工作在开关状态，为的是减小本身的损耗。
2）电力电子器件因直接用在电力电路上，要承受高电压大电流。
3）电力电子器件需要弱电来控制，应有控制、驱动电路。
4）因耗散功率大，需有必要的散热措施。
2、怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：在实际电路中是采用阳极电压反向、减小阳极电压、或增大回路阻抗等方式，使阳极电流小于维持电流，晶闸管即关断。
3、在晶闸管的门极通入几十毫安的小电流可以控制阳极几十、几百安培的大流量的导通，它与晶体管用较小的基极电流控制较大的集电极电流有什么不同？晶闸管能不能像晶体管一样构成放大器？答：晶体管在共发射极接法时，基极电流I b可以控制较大的集电极电流Ic变化，起到了电流放大作用；而晶闸管在电路中只能由门极控制信号控制其通断，在电路中只起到一个开关作用，要关断还需要采取措施（如阳极加反向电压）。
电力电子技术试题_全
1、和门极G。
2、晶闸管的导通条件阳极加正电压、门极加正向电压；关断条件是阳极电流大于掣住电流、阳极电流小于维持电流或加反向电压。
3、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为√2U2。
三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为√6 U2。
（电源电压为U2）4、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为控制角，用α表示。
5、同步电压为锯齿波的触发电路锯齿波底宽可达240º度；正弦波触发电路的理想移相范围可达180º、度，实际移相范围只有150º。
6、一般操作过电压都是瞬时引起的尖峰电压，经常使用的保护方法是阻容保护而对于能量较大的过电压，还需要设置非线性电阻保护，目前常用的方法有压敏电阻和硒堆。
7、交流零触发开关电路就是利用过零触发方式来控制晶闸管导通与关断的。
8、绝缘栅双极型晶体管是以电力场效应晶体管的栅极作为栅极，以电力晶体管的集电极和发射极作为发射极与集电极复合而成。
9、晶闸管的过电流能力比较差，必须采用保护措施，常见的快速熔断器、过流继电器、直流快速开关、、限流与脉冲移相保护。
10、型号为KP100-8的元件表示双向晶闸管、它的额定电压为800伏、额定电流为100安。
11、单相交流调压电阻性负载电路的移相范围在0º-180º内，在电感性负载时移相范围在ф-180º内。
12、变频电路常用的换流方式有负载谐振换流、脉冲（强迫）换流两种。
13、逆变器环流指的是只流经逆变电源、逆变桥晶闸管而不流经负载的电流，环流可在电路中加电抗器来限制。
为了减小环流一般采用α大于β工作方式。
1、单相半控桥整流电路的二组触发脉冲依次相差A度。
A、180°，B、60°，c、360°， D、120°2、α为C度时，三相半波可控整流带电阻性负载，输出的电压波形处于连续和断续的临界状态。
A、0度，B，60度，C，30度，D，120度，3、在晶闸管触发电路中，若改变B的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。
2021重大秋季电力电子技术作业
一、选择题(共30 题、共60 分)1.三相全控桥式整流带反电势负载，串联电感L，工作在有源逆变状态，控制角＝120°时，晶闸管的导通角是( )A、90°B、120°C、180°D、60°答案：B2.晶闸管单相交流调压电路，需要（）。
A、一个晶闸管;B、一个晶闸管和一个二极管C、两个晶闸管D、两个二极管答案：C3.采用多重化电压源型逆变器的目的，主要是为()A、减小输出幅值B、减小输出谐波C、减小输出功率D、增大输出幅值答案：B4.三相全控桥式整流电路带电阻负载时，电流断续的最小控制角和最大移相范围分别是( )。
A、30°、150°B、60°、120°C、60°、150°D、30°、120°答案：B5.如整流变压器折算到二次侧的漏抗为XB,负载电流为Id, 则三相桥式可控整流电路电感负载的换相电压为( )。
A、B、C、D、答案：C6.以下正确的叙述是（）。
A、晶闸管只存在动态损耗，而不存在静态损耗B、晶闸管既不存在动态损耗，也不存在静态损耗C、晶闸管既存在动态损耗，也存在静态损耗D、晶闸管只存在静态损耗，而不存在动态损耗答案：C7.交交变频电路中哪组变流器电路工作是由（）决定。
A、输出电压B、输入电压C、输入电流D、输出电流答案：B8.为使导通的晶闸管可靠关断，应采取措施让阳极电流IA小于晶闸管的（）。
A、擎住电流B、额定电流C、平均电流D、维持电流答案：D9.某设备采用直流电动机拖动，可逆运行，由晶闸管组成三相桥式全控电路供电。
考虑最小逆变角限制为30°，脉冲移相的范围应是（）。
A、0o～90oB、30o～120oC、30o～150oD、0o～150o答案：D10.某电力电子变换电路输出电压波形如图所示，则（）。
A、A. 该电路是三相整流电路，控制角为30oB、C. 该电路是三相逆变电路，逆变角为30oC、D. 该电路是三相逆变电路，逆变角为60oD、B. 该电路是三相整流电路，控制角为60o答案：C11.对三相全控桥中共阳极组的三个晶闸管来说，正常工作时触发脉冲相位应依次差（）。
电力电子技术题库及答案整理版
电力电子技术题库及答案整理版《电力电子技术》习题&答案一、填空题(每空1分，共５０分)1、对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL__大于__IH。
2、功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是______智能功率集成电路_________。
3、晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压UBO数值大小上应为，UDSM__小于__UBO。
4、电阻负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFm等于_UFm为相电压有效值。
5、三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差__________120°_______。
6、对于三相半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使用输出电压平均值_______下降______。
7、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是_____________静态均压________________措施。
8、三相全控桥式变流电路交流侧非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有___Y形和△形___二种方式。
9、抑制过电压的方法之一是用_____储能元件_______吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。
10、180°导电型电压源式三相桥式逆变电路，其换相是在___同一相_的上、下二个开关元件之间进行。
11、改变SPWM逆变器中的调制比，可以改变_________________输出电压基波________的幅值。
12、为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是___________(一个)较大的负电流__________。
13、恒流驱动电路中抗饱和电路的主要作用是_________减小存储时间________________。
14、功率晶体管缓冲保护电路中二极管要求采用___快速恢复__型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。
15、晶闸管门极触发刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流，称为：_____________________维持电流_______________________。
电力电子技术试题库答案
电力电子技术试题库一、题填空。
1、变流技术也称为电力电子器件的应用技术。
2、电力电子技术诞生于1957 年，是以美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。
3、通常所用的电力有直流和交流两种。
4、1947 年，美国著名的贝尔实验室发明了晶体管。
5、迄今为止，用于制造电力电子器件的半导体材料仍然是硅。
6、在电化学工业中，电解铝、电解实验室等都需要大容量的整流电源。
7、经多年研究，能够制造电力电子器件的新材料，有碳化硅、氮化镓、砷化镓、金刚石等。
8、在磁悬浮列车中，技术是一项关键技术。
9、相位控制方式和斩波控制方式分别简称为相控和斩控。
10、目前，碳化硅二极管以其优越的性能已经获得了广泛的应用。
11、在电气机车中，直流机车采用装置，交流机车采用装置。
12、通常把交流电变成直流电称为整流，而把直流电变成交流电称为逆变。
13、有源逆变和无源逆变的区别仅仅在于变流电路的交流侧是否与电网连接。
14、以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来变频调速已成为主流。
15、电力电子电路的换流方式可分为以下四种：换流、换流、换流、换流。
16、逆变电路根据直流侧电源的性质分类，可以分为电压型逆变电路和电流型逆变电路。
17、变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。
18、软开关技术解决了电力电子电路中开关损耗和开关噪声问题。
19、电力电子器件按照被控制的程度可分为三类：不可控器件，半控型器件，全控型器件。
20、超导储能是未来的一种储能方式，它需要你强大的直流电源供电。
21、电力电子装置的发展趋势是小型化、轻量化。
22、在电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路被称为。
23、在电力电子电路中，器件的开关损耗和开关频率之间呈现线性关系。
24、PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛。
25、器件换流只适用于全控型器件，其余三种方式重要是针对晶闸管而言的。
26、晶闸管电路的主要控制方式是相控方式，而全控型器件电路的主要控制方式是斩控方式。
《电力电子技术》测试题及答案
《电力电子技术》测试题及其答案一、判断题1、表示各种电力半导体器件的额定电流，都是以平均电流表示的。
（错）2、对于门极可关断晶闸管，当门极上加正触发脉冲时可使晶闸管导通，当门极加上足够的负触发脉冲时又可使导通着的晶闸管关断。
（对）3、晶闸管由正向阻断状态变为导通状态所需要的最小门极电流，称为该管的维持电流。
（错）4、在规定条件下，不论流过晶闸管的电流波形如何，也不论晶闸管的导通角是多大，只要通过管子的电流的有效值不超过该管额定电流的有效值，管子的发热就是允许的。
（错）5、三相半波可控整流电路的最大移相范围是0°～180°。
（错）6、无源逆变是将直流电变换为某一频率或可变频率的交流电供给负载使用。
（错）7、正弦波脉宽调制（SPWM）是指参考信号为正弦波的脉冲宽度调制方式。
（对）8、直流斩波器可以把直流电源的固定电压变为可调的直流电压输出。
（错）9、斩波器的定频调宽工作方式，是指保持斩波器通端频率不变，通过改变电压脉冲的宽度来使输出电压平均值改变。
（对）10、电流型逆变器抑制过电流能力比电压型逆变器强，适用于经常要求起动、制动与反转拖动装置。
（对）11、三相桥式全控整流大电感负载电路工作于整流状态时，其触发延迟角的最大移相范围为0°～90°。
（对）12、额定电流为100A的双向晶闸管与额定电流为50A两只反并联的普通晶闸管，两者的电流容量是相同的。
（错）13、晶闸管的正向阻断峰值电压，即在门极断开和正向阻断条件下，可以重复加于晶闸管的正向峰值电压，其值低于转折电压。
（对）14、在SPWM调制方式的逆变器中，只要改变参考信号正弦波的幅值，就可以调节逆变器输出交流电压的大小。
（对）15、在SPWM调制方式的逆变器中，只要改变载波信号的频率，就可以改变逆变器输出交流电压的频率16、若加到晶闸管两端电压的上升率过大，就可能造成晶闸管误导通。
（对）17、晶闸管整流电路中的续流二极管只是起到了及时关断晶闸管的作用，而不影响整流输出电压值及电流值。
电力电子技术
1.为了让晶闸管可控整流电感性负载电路正常工作，应在电路中接入续流二极管。
2.晶闸管可控整流电路中的控制角α减小，则输出的电压平局值会增大。
3.晶闸管内有三个PN结。
4.晶闸管可整流电路中直流端的蓄电池或直流电动机应该属于反电动势负载。
5.下面哪种功能不属于交流的功能（ C ）A.有源逆变B.交流调压C.变压器降压D.直流斩波6.晶闸管导通的条件是阳极加正向电压，门极有正向脉冲。
7.三相半波可控整流电路，电阻性负载，控制角α≤30°，每个周期内输出电压的平均值为Ud=1.17U2cosα8.串联谐振式逆变电路晶闸管的换流方式为负载换流。
9.三相全控桥式整流电路，控制角α为0°时，整流输出电压为最大值。
10.单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α的移相范围是0°~90°。
11.在大电感负载三相全控桥电路中，当α=90°时，整流电路的输出是0 。
12.单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是0°~180°。
13.已经导通了的晶闸管可被关断的条件是流过晶闸管的电流（①）①减小至维持电流IH以下②减小至擎住电流IL以下③减小至门极触发电流IG以下14.当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极家加何种极性触发电压，管子都将工作在关断状态。
15.只有当阳极电流小于维持电流时，晶闸管才会由导通转为截止。
16.晶闸管的工作状态有正向导通，正向阻断和反向截止状态17.电力电子器件一般工作在正向导通状态。
18.一个单相全控桥式整流电路，交流电压有效值为220V，流过晶闸管的大电流有效值为15A，则这个电路中晶闸管的额定电压可选为220/√2 ；晶闸管的额定电流可选为15/1.57 A。
19.电力二极管的工作特性课概括为正向导通，反向截止。
20.斩波电路有三种控制方式：半控、全控和不可控。
21.晶闸管稳定导通的条件是：晶闸管阳极电流大于晶闸管的维持电流。
《电力电子技术》习题答案(第四版,
第1章电力电子器件1. 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或：uAK>0且uGK>0。
2. 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。
要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。
第2章整流电路1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电，L＝20mH，U2＝100V，求当α＝0和60时的负载电流Id，并画出ud与id波形。
解：α＝0时，在电源电压u2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。
在电源电压u2的负半周期，负载电感L 释放能量，晶闸管继续导通。
因此，在电源电压u2的一个周期里，以下方程均成立：考虑到初始条件：当ωt＝0时id＝0可解方程得：==22.51(A)ud与id的波形如下图：当α＝60°时，在u2正半周期60~180期间晶闸管导通使电感L储能，电感L储藏的能量在u2负半周期180~300期间释放，因此在u2一个周期中60~300期间以下微分方程成立：考虑初始条件：当ωt＝60时id＝0可解方程得：其平均值为==11.25(A)此时ud与id的波形如下图：2．图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗？试说明：①晶闸管承受的最大反向电压为2；②当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。
答：具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，该变压器没有直流磁化的问题。
因为单相全波可控整流电路变压器二次测绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题。
以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。
电力电子技术练习题库+答案
电力电子技术练习题库+答案一、判断题（共50题，每题1分，共50分）1、变流技术是电力电子技术的核心。
（）A、正确B、错误正确答案：A2、在DC/DC变换电路中，可以采用电网换流方法。
（）A、正确B、错误正确答案：B3、触发脉冲具有一定的脉宽，前沿要陡。
（）A、正确B、错误正确答案：A4、无源逆变电路是把直流电能逆变成交流电能送给交流电网。
（）A、正确B、错误正确答案：B5、双向晶闸管额定电流的定义，与普通晶闸管的定义相同。
（）A、正确B、错误正确答案：B6、晶闸管并联使用时，必须注意均压问题。
（）A、正确B、错误正确答案：B7、有源逆变器是将直流电能转换为交流电能馈送回电网的逆变电路。
（）A、正确B、错误正确答案：A8、无源逆变指的是不需要逆变电源的逆变电路。
（）A、正确B、错误正确答案：B9、无源逆变指的是不需要逆变电源的逆变电路。
（）A、正确B、错误正确答案：B10、并联谐振逆变器必须是略呈电容性电路。
（）A、正确B、错误正确答案：A11、在普通晶闸管组成的全控整流电路中，带电感性负载，没有续流二极管时，导通的晶闸管在电源电压过零时不关断。
（）A、正确B、错误正确答案：A12、快速熔断器必须与其它过电流保护措施同时使用。
（）A、正确B、错误正确答案：A13、单相半波整流电路的变压器的作用是变换电压与隔离。
（）A、正确B、错误正确答案：A14、将交流电能的参数加以变换的电路称为整流电路。
（）A、正确B、错误正确答案：B15、无源逆变电路，是把直流电能逆变成交流电能，送给电网（）A、正确B、错误正确答案：B16、单相半波可控整流电路电阻负载上电压与电流的波形形状相同。
（）A、正确B、错误正确答案：A17、电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
（）B、错误正确答案：A18、升压斩波电路的输入电压18V，输出电压为72V，则占空比为1/4。
（）A、正确B、错误正确答案：B19、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。
电力电子技术复习习题解析华北电力大学
第一章电力电子器件一、本章主要内容及重点与难点【主要内容】本章主要讨论电力电子器件的分类以及典型电力电子器件的结构、电气符号、工作原理、基本特性与主要参数。
在学习过程中，主要应掌握以下内容：1．电力电子器件的概念与特征；2. 电力电子器件的分类；3. 电力二极管的工作原理、基本特性与主要参数；4. 晶闸管（SCR）的工作原理、基本特性与主要参数；5. 几种典型全控型电力电子器件（GTO；GTR；PowerMOSFET；IGBT）的工作原理、基本特性与主要参数；6. 上述全控型电力电子器件的性能比较。
【重点与难点】本章重点在于半控型器件——晶闸管，要重点掌握晶闸管的的结构、电气符号、开关规律、静态特性以及主要参数。
（重点应该再加上MOS和IGBT，因为这2种器件应用应用很广很重要。
）本章难点在于晶闸管额定电流、额定电压的定义以及实际使用中如何选择晶闸管的参数。
二、典型习题解析例1-1 下列对晶闸管特性的叙述中，正确的是（）。
A 晶闸管属于电流驱动双极型器件 C 晶闸管触发导通后，门极就失去了控制作用B 晶闸管具有单向导电性 D 晶闸管的擎住电流大于维持电流【答案】A、B、C、D【解析】本题主要考察对晶闸管特性的熟悉程度，四个选项的描述均正确。
A选项考察晶闸管的分类；B选项考察半导体器件的特点；C选项考察晶闸管的开关特性；D选项考察晶闸管的主要参数例1-2 双向晶闸管的额定电流是以（）定义的；GTO的额定电流是以（）定义的。
A 平均值B 有效值C 最大值D 瞬时值【答案】B，C【解析】本题主要考察双向晶闸管与GTO额定电流的定义，双向晶闸管的正向伏安特性与反向伏安特性相同，用于交流电路中，其额定电流是以有效值定义的。
GTO的阳极电流如过大，可能会出现无法由门极控制关断的情况，因此其额定电流是以最大可关断阳极电流定义的。
例1-3 下列电力电子器件中，存在电导调制效应的是（）。
A GTOB GTRC PowerMOSFETD IGBT【答案】A、B、D【解析】本题主要考察对电导调制效应的理解，电导调制效应仅在双极型器件中起作用，单极型器件仅有一种载流子参与导电，因此不存在电导调制效应。
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s
电力电子技术21.9
7Ts
电力电子技术
开关型直流－交流逆变器(2)
mf较大 (例如>21)的情况
fs m f const f1
• 当mf较大时，由于mf不是整数所产生基波频率的 谐波幅值较小，可采用异步PWM调制方式。 •异步PWM调制方式下，三角波频率保持恒定，不 随控制信号频率而变化。 • mf是变化的，且往往不是整数。如果逆变器的负 载为交流电机，输出电压中含有的低频谐波会产生 很大的电流，因此，因避免采用异步调制方式。 同步调制的缺点 控制信号率较低时，三角波频率也低，由调制带来的 谐波不易滤除。 控制信号率较高时，三角波频率会过高，使开关器件 难以承受。
• 频率调制比mf应取为奇数，保证输出电压波形对称。
1 1个周期内正负半波对称：f (t ) f (t T1 ) 输出电压中只 2 有奇次谐波， 1 1 1个半波内前后 周期对称：f (t ) f ( T1 t ) 无偶次谐波 4 2
7Ts
0.5Ts
பைடு நூலகம்
m f 15时的输出电压波形 0.5T
f s m f f1
哈尔滨工业大学电气工程系
文件:
电力电子技术21.11
电力电子技术
开关型直流－交流逆变器(2)
f s m f f1
2.4 2.0 fs /kHz 1.6
m f =f max / f1
f s， max
f s， min
1.2
0.8
0.4
0 10 20 30 40 f1 /Hz 50 60 70 80
同步调制方式意味着三角波（载波）频率需与逆变器 期望的输出频率同步变化。例如：
vcontrol 65.42 Hz 且m f 15
则三角波频率应精确地取为： f s 65.42 15 981.3 Hz
哈尔滨工业大学电气工程系
文件:
电力电子技术21.8
电力电子技术
开关型直流－交流逆变器(2)
过调制模式常用于感应电机 驱动，而不用于对波形畸变 要求较高的不间断电源。
哈尔滨工业大学电气工程系
文件: 电力电子技术21.15
电力电子技术
开关型直流－交流逆变器(2)
6.1.6 逆变器的方波控制方式
• 方波控制方式是PWM控制的特例。（ ma 足够大时）
• 方波控制方式下，在期望输出频率的一个周期内，桥臂 上的每个开关持续导通半个周期。（只开关1次） • 优点是器件开关频率低，适用于大功率场合。 •缺点是谐波含量高，且逆变器不能控制输出电压幅值。
fs mf f1
j 1, 2,3...
哈尔滨工业大学电气工程系
文件:
电力电子技术21.5
电力电子技术
开关型直流－交流逆变器(2)
基波幅值与 ma成正比
ˆ ) / Vd (VAo h 2
谐波呈现 边带特征
哈尔滨工业大学电气工程系
文件:
电力电子技术21.6
电力电子技术
开关型直流－交流逆变器(2)
6.1.4 SPWM下频率调制关系的选择
开关频率与频率调制比的关系
• 由于较高频率的谐波易于被滤除，所以希望选取尽 可能高的开关频率。但是开关损耗与开关频率成比例 上升。
• 在很多应用中，开关频率fs被选取为低于6KHz，或 高于20KHz（高于音频范围，以消除音频噪声）。 • 在控制信号频率f1 （即输出电压基波频率）给定后 ，开关频率取决于频率调制比mf的选取。
ˆ 控制信号：vcontrol vcontrol sin 1t 瞬时输出电压（基波）：VAo
1 2 f1
(v Ao )1 VAo
ˆ Vcontrol ˆ Vtri
基波电压峰值
vcontrol Vd ˆ Vtri 2 Vd Vd sin 1t ma sin 1t 2 2 ˆ ) m Vd (VAo 1 ma 1 a 2
逆变器在SPWM方式下，控制ma可改变输出电压的基波 幅值，控制f1可改变输出电压的基波频率。
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文件: 电力电子技术21.4
电力电子技术
开关型直流－交流逆变器(2)
输出电压中的谐波分量 •谐波呈现边（频）带特征：以开关频率及其倍数 频率为中心，向两侧分布。 • mf较大时（≥9），谐波幅值与mf几乎无关。 •谐波频率 f h ( jm f k ) f1 h f1
ˆ ) 4 Vd (VAo 1 2
ˆ (VAo )1 ˆ (VAo ) h h
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文件:
电力电子技术21.16
课间 电力电子技术
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文件: 电力电子技术21.10
电力电子技术
开关型直流－交流逆变器(2)
分段同步调制 分段同步调制是异步调制和同步调制的综合应用。 • 把整个控制信号f1的频率变化范围划分成若干个频 段，每个频段内保持mf恒定，不同频段的mf不同。 • 在f1 高的频段采用较低的mf ，使三角波频率不致过 高；在f1 低的频段采用较高的mf ，使三角波频率不 致过低。
开关型直流－交流逆变器(2)
6.1.3 单桥臂逆变器输出电压波形的频谱分析
ˆ Vcontrol ma 0.8 ˆ Vtri
mf
fs 15 f1
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文件:
电力电子技术21.1
电力电子技术
开关型直流－交流逆变器(2)
输出电压中的基波分量 •频谱分析得知基波电压的峰值
1 ˆ (vAo )1 ma Vd 2
说明基波电压的峰值与电源电压间是线性关系 取1个开关周期，分析 输出电压特点
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文件:
电力电子技术21.2
电力电子技术
开关型直流－交流逆变器(2)
实际vcontrol是周期变化的正弦信号。但是，当mf很大 时，则vcontrol在一个开关周期内变化很小，因而可假 定vcontrol在该开关周期内是恒定的。
ma 2.5 1
Vd ˆ ) 4 Vd (VAo 1 2 2
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文件:
电力电子技术21.14
电力电子技术
开关型直流－交流逆变器(2)
• 过调制的另一个缺点是基波幅值 与ma 是非线性关系。 • ma <1时，基波的峰值 与ma 是线性关系，且 几乎与mf 无关（mf >9) • ma >1时，基波的峰值 与ma 不是线性关系， 且与mf 有关。 • ma 足够大时，输出波 形由PWM波变为方波
• 此时，SPWM将谐波 推到高频区域 （开关频率以上） • 缺点是基波的最大 幅值不够高。
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文件: 电力电子技术21.13
电力电子技术
开关型直流－交流逆变器(2)
过调制方式（ ma >1）
ˆ Vcontrol ma 1 ˆ Vtri
• ma >1时，可提高输出电压中基波的最大 幅值。此时的调制方式称为过调制。 • 过调制的缺点是输出电压中包含更多的 谐波，且存在基波频率附近的谐波。
•假定1个开关周期内vcontrol恒定，则有 (根据19.4) 一个周期上输出电压 瞬时平均值
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文件:
VAo
vcontrol Vd ˆ Vtri 2
电力电子技术
电力电子技术21.3
开关型直流－交流逆变器(2)
•不同开关周期之间， vcontrol是变化的，所以输出电压vAo 在一个周期上的瞬时平均值也是变化的。该瞬时平均值就 是vAo 基波 分量。 •推导基波幅值表达式
分段同步调制方式举例
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文件: 电力电子技术21.12
电力电子技术
开关型直流－交流逆变器(2)
6.1.5 SPWM下幅度调制比的控制
正常调制方式（ ma <1） • ma <1 时，SPWM 处于线性工作区
ˆ ) m Vd (VAo 1 a 2 ma 1
ˆ Vcontrol ma 1 ˆ Vtri
fs m f f s m f f1 f1
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文件:
电力电子技术21.7
电力电子技术
开关型直流－交流逆变器(2)
mf较小(例如<21)的情况
fs m f const f1
•三角波与控制信号应保持同步关系，即要求mf为 整数（常数），这种调制关系称为同步PWM调制。 • 理由是若mf不是整数，将产生基波频率的谐波。