第8章电力电子装置
电力电子技术第四版课后题答案第八章
电力电子技术第四版课后题答案第八章第8章组合变流电路1. 什么是组合变流电路？答：组合变流电路是将某几种基本的变流电路（AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/DC）组合起来，以实现一定新功能的变流电路。
2. 试阐明图8-1间接交流变流电路的工作原理，并说明该电路有何局限性。
答：间接交流变流电路是先将交流电整流为直流电，在将直流电逆变为交流电，图8-1所示的是不能再生反馈电力的电压型间接交流变流电路。
该电路中整流部分采用的是不可控整流，它和电容器之间的直流电压和直流电流极性不变，只能由电源向直流电路输送功率，而不能由直流电路向电源反馈电力，这是它的一个局限。
图中逆变电路的能量是可以双向流动的，若负载能量反馈到中间直流电路，导致电容电压升高。
由于该能量无法反馈回交流电源，故电容只能承担少量的反馈能量，这是它的另一个局限。
3. 试分析图8-2间接交流变流电路的工作原理，并说明其局限性。
答：图8-2是带有泵升电压限制电路的电压型间接交流变流电路，它是在图8-1的基础上，在中间直流电容两端并联一个由电力晶体管V0和能耗电阻R0组成的泵升电压限制电路。
当泵升电压超过一定数值时，使V0导通，把从负载反馈的能量消耗在R0上。
其局限性是当负载为交流电动机，并且要求电动机频繁快速加减速时，电路中消耗的能量较多，能耗电阻R0也需要较大功率，反馈的能量都消耗在电阻上，不能得到利用。
4. 试说明图8-3间接交流变流电路是如何实现负载能量回馈的。
答：图8-3为利用可控变流器实现再生反馈的电压型间接交流变流电路，它增加了一套变流电路，使其工作于有源逆变状态。
当负载回馈能量时，中间直流电压上升，使不可控整流电路停止工作，可控变流器工作于有源逆变状态，中间直流电压极性不变，而电流反向，通过可控变流器将电能反馈回电网。
5. 何为双PWM电路？其优点是什么？答：双PWM电路中，整流电路和逆变电路都采用PWM控制，可以使电路的输入输出电流均为正弦波，输入功率因数高，中间直流电路的电压可调。
第8章 电力拖动自动控制系统 运动控制系统(第5版)阮毅
反映了机械特性的线性段。
串级系统调速原理
降低调制度M ，按式（8-8）将提高逆变 器的输入电压 ，在动态中首先反映的是减 少电流 Id的，使电磁转矩减小，迫使电动 机转速降低，实现调速。与此同时，转差 率s增大，从而恢复 与负载电流平衡，使 串级调速系统恢复到新的稳态。
图8-1 绕线转子异步电动机转子附加电动势的原理图
有附加电动势时的转子相电流：
如图8-1所示，绕线转子异步电动机在外 接附加电动势时，转子回路的相电流表达 式
Ir
sEr0 Eadd Rr 2 (sX r0 )2
(8-3)
转子附加电动势的作用
1. Er 与 Eadd 同相
当 Eadd ，
M
3~
sPm
CU1
sEr0
T1 CU 2
图8-3 转子电路连接可馈出或馈入电功率的双PWM交-直-交变频器
8.2 绕线转子异步电机转子变频控制的四种基本 工况
本节摘要
电机在次同步转速下作电动运行 电机在超同步转速下作电动运行 电机在超同步转速下作发电运行 电机在次同步转速下作发电运行
Pm
(1 s)P m
(d )
T e
sPm
CU
(1 s)Pm
10
(a)
sPm
CU Te
图8-4 绕线型异步电动机在转子附加电动势时的工况及其功率流程 a)次同步速电动状态 c)超同步速发电状态 b)超同步速电动状态 d)次同步速发电状态 CU——功率变换单元
1. 电机在次同步转速下作电动运行
Ud0 Ui0 Id R 整流电压输出
电力电子技术知到章节答案智慧树2023年潍坊科技学院
电力电子技术知到章节测试答案智慧树2023年最新潍坊科技学院第一章测试1.电力变换通常可分为（）。
参考答案:交流变直流;直流变交流;直流变直流;交流变交流2.电力电子系统的组成（）。
参考答案:控制电路;主电路;驱动电路;检测电路3.电力电子技术的基础是（）。
参考答案:电力电子器件的制造技术4.电力电子技术所变换的电力，功率可以大到数百兆瓦甚至吉瓦。
（）参考答案:对5.信息电子技术主要用于信息处理，电力电子技术则主要用于电力变换。
（）参考答案:对6.电子技术包括信息电子技术和电力电子技术。
（）参考答案:对7.电力电子学和电力学的主要关系是电力电子技术广泛应用于电气工程中。
（）参考答案:对8.电力电子装置被广泛应用于（）。
参考答案:静止无功补偿;电力机车牵引;交直流电力传动;高压直流输电9.电力电子技术是弱电控制强电的技术。
（）参考答案:对10.用于电力变换的电子技术在晶闸管出现以后才实现。
（）参考答案:错第二章测试1.晶闸管电流的波形系数定义为（）。
参考答案:2.晶闸管的伏安特性是指（）。
参考答案:阳极电压与阳极电流的关系3.为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储时间，桓流驱动电路经常采用（）。
参考答案:抗饱和电路4.过快的晶闸管阳极du/dt会使误导通。
（）对5.选用晶闸管的额定电流时，根据实际最大电流计算后至少还要乘以1.5-2。
（）参考答案:对6.取断态重复峰值电压和反向重复峰值电压中较小的一个，并规化为标准电压等级后，定为该晶闸管的（）。
参考答案:额定电压7.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为电压驱动型和电流驱动型两类。
（）参考答案:对8.晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的封装结构有（）。
参考答案:平板形;螺栓形9.在螺栓式晶闸管上有螺栓的一端是阳极。
（）对10.晶闸管的断态不重复峰值电压UDSM与转折电压UBO在数值大小上应为UDSM大于UBO。
（）参考答案:错第三章测试1.单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为（）。
《电力电子技术》(第六七八章)习题答案
第6章 PWM 控制技术1．试说明PWM 控制的基本原理。
答：PWM 控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。
即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。
在采样控制理论中有一条重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，冲量即窄脉冲的面积。
效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。
上述原理称为面积等效原理以正弦PWM 控制为例。
把正弦半波分成N 等份，就可把其看成是N 个彼此相连的脉冲列所组成的波形。
这些脉冲宽度相等，都等于π/N ，但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化。
如果把上述脉冲列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，就得到PWM 波形。
各PWM 脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。
根据面积等效原理，PWM 波形和正弦半波是等效的。
对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM 波形。
可见，所得到的PWM 波形和期望得到的正弦波等效。
2．设图6-3中半周期的脉冲数是5，脉冲幅值是相应正弦波幅值的两倍，试按面积等效原理计算脉冲宽度。
解：将各脉冲的宽度用i（i =1, 2, 3, 4, 5）表示，根据面积等效原理可得1=m5m 2d sin U t t U ⎰πωω=502cos πωt - =0.09549(rad)=0.3040(ms)2=m525m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=5252cos ππωt -=0.2500(rad)=0.7958(ms)3=m5352m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=53522cos ππωt -=0.3090(rad)=0.9836(ms)4=m5453m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=2=0.2500(rad)=0.7958(ms)5=m54m2d sin U tt Uωϖππ⎰=1=0.0955(rad)=0.3040(ms)3. 单极性和双极性PWM 调制有什么区别？三相桥式PWM 型逆变电路中，输出相电压（输出端相对于直流电源中点的电压）和线电压SPWM 波形各有几种电平？答：三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性，所得的PWM 波形在半个周期中也只在单极性范围内变化，称为单极性PWM 控制方式。
电子教案-电子技术(吕国泰)-电子技术(吕国泰)-第8章 电力电子技术基础-电子课件
Tr a
1800 113 20 66.80
+ + TH1
u1
u2
–
–
D1
b
+
TH2
RL uo
D2
– –33
一、单结晶体管 二、单结晶体管多谐振荡电路 三、单结晶体管触发电路 四、应用举例
第三节、单结晶体管触发电路
一、单结晶体管
（一）结构
N型硅片
B2 第二基极B2
发射极E P
PN 结
欧姆接 触电阻
UBB
– 分压比(0.5~ 0.9)
37
第三节、单结晶体管触发电路
UE
UP(峰点电压)：
峰点电压 UP
P
单结管由截止变导通
所需发射极电压。。
IP(峰点电流)： 单结管由截止变导通 所需发射极电流。。
谷点电压 UV
o
Ip
负阻区
V
IV
饱和区
IE
截止区
单结晶体管伏安特性曲线 38
第三节、单结晶体管触发电路
3、晶闸管关断的条件： 1. 必须使可控硅阳极电流减小,直到正反馈效
应不能维持。 2. 将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极和阴极
间加反相电压。
12
第一节、电力电子器件
（三）伏安特性 阳极与阴极间的电压和电流的关系。
正向平 均电流
I IF
+_
维持电流
UBR URRM
IH
IG2 > IG1 > IG0 IG2 IG1 IG0
晶闸管导通。 1、结构：是一种NPNPN五层三端器件，相
当于两个晶闸管反并联，但只有一个控制极。
19
第一节、电力电子器件
第8章电力电子器件及其应用共50页
（3）电感性负载(加续流二极管)
T
io
u> 0时：
+
+ + uT –
+
L
u io D
uo
–
R
–
–
D反向截止，不影响整流电路工作。
u < 0时： D正向导通,晶闸管承受反向电压关断,电感元件L
释放能量形成的电流经D构成回路(续流),负载电压 uo波形与电阻性负载相同(见波形图)。
21.09.2019
向峰值电压。一般取 URRM = 80% UBR 普通晶闸管 URRM为100V—3000V
(6)控制极触发电压和电流UG、IG： 室温下，阳极电压为直流6V时，使晶闸管完 全导
通所必须的最小控制极直流电压、电流 。 一般UG为1到5V，IG为几十到几百毫安。
(7)浪涌电流IFSM： 在规定时间内，晶闸管中允许通过的最大过载电流。
目录
8.1.2 伏安特性及主要参数
1. 伏安特性 (I f(U)曲线 )
I
正向平均电流 IF
+_
电工电子技术
维持电流
UBR URRM
IH
反向转折电压
o U _+
IG2 > IG1 > IG0 IG2 IG1 IG0
UFRM UBO U
正向转折电压
反向特性
正向特性
21.09.2019
电工基础教学部
电路 特点
2. 无反向电压。 2. 晶闸管和负载上的电流相同。
21.09.2019
电工基础教学部
29
目录
电工电子技术
(2)
+
u
-
T1 D1
电力电子技术第八章 吸收电路
Ud N1 N2 N2 D1 D2
Loutput
I0
u0
断开后，则输出电
流的一半将从其中 一个二极管流过。
返 回
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第八章 吸收电路
Ls
Rs1 D1 D2
Cs1
Loutput
N2 Ud N1 N2 Ud N1
+ + -
I0 iLs
u0
LsRs2 Cs2来自在开关闭合时，如果正电压加在变压器原边，此
则储存在Cs中的能量 为：
Rs .opt Rbase
U max Ud
1 2 WC CsU d 2
Cs Cbase
0
1
2
3
返 回
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第八章 吸收电路
储存在电容中的能量 等到二极管再次受到
4
3 2 1 0 0
Wtot 1 2 Ls I rr 2
WR 1 2 Ls I rr 2
正向偏压而导通时得
据应用情况的不同，吸收电路既可以单独使用，也 可以组合起来使用。
返 回
上 页
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第八章 吸收电路
8.2 二极管的吸收电路
✽附加在二极管上
的吸收电路是为了
最大限度的减小过 电压。
Ud Ls iDf Df iLs Rs uDf + T
Io
Cs
✽Rs–Cs串联电路通
常跨接在二极管两
端，以保护二极管免遭过电压的冲击。
返 回
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第八章 吸收电路
iDf Io
0
t Irr
di ud dt Ls
二极管的反向恢复电流假定像图中所示那样逐
电力电子技术-第6-8章习题解析
2.单相交流调压电路带电阻负载和带阻感负载时所产生的谐波有何异同？ 答：两种负载时所产生的谐波次数均为3、5、7…次，都随着次数增加，谐 波含量减少。但阻感负载时谐波含量要比电阻负载时小一些，而且控制角相同 时，随着阻抗角的增加，谐波含量减少。 3.斩控式交流调压电路带电阻负载时输入输出有何特性？ 答：斩控式交流调压电路带电阻负载时的输入为正弦波的交流电压，输出 基波分量和输入电压同相位，位移因数为1。且输出负载电流及电压不含低次 谐波，只含与开关周期T有关的高次谐波。
U1 220
组合变流电路 (3)
3.一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中 R=0.5Ω，L=2mH。试求：
①控制角α的移相范围； ②负载电流的最大有效值； ③最大输出功率及此时电源侧的功率因数；
解：（1） （2）
ϕ
=
arctan
⎛ ⎜⎝
ωL R
⎞ ⎟⎠
=
arctan
2π
× 50× 2×10−3 0.5
输出星形联结方式中电动机中性点不和变频器中性点接在一起。电动机 只引出三根线即可。因为三组单相交交变频电路的输出联接在一起，其电 源进线就必须隔离，因此三组单相交交变频器分别用三个变压器供电。
组合变流电路 (3)
6.在三相交交变频电路中，采用梯形波输出控制的好处是什么？为什么？ 答:改善功率因数，提高输出电压。 梯形波的主要谐波成分是三次谐波，在线电压中，三次谐波相互抵消
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8.1.2.5 推挽电路
第8章电力电子装置
8.1.2.5 推挽电路
第8章电力电子装置
8.1.2 间接直流变流电路
• 8.1.2.1 正激电路 • 8.1.2.2 反邀电路 • 8.1.2.3 半桥电路 • 8.1.2.4 全桥电路 • 8.1.2.5 推挽电路 • 8.1.2.6 全波整流和全桥整流 • 8.1.2.7 开关电源
8.1.1 间接交流变流电路
• 8.1.1.1 间接交流变流电路原理 • 8.1.1.2 交直交变频器 • 8.1.1.3 恒压恒频（CVCF）电源
第8章电力电子装置
8.1.1.3 恒压恒频（CVCF）电源
第8章电力电子装置
8.1.1.3 恒压恒频（CVCF）电源
第8章电力电子装置
8.1.1.3 恒压恒频（CVCF）电源
第8章电力电子装置
8.1 组合变流电路
• 引言 • 8.1.1 间接交流变流电路 • 8.1.2 间接直流变流电路
第8章电力电子装置
引言
第8章电力电子装置
8.1 组合变流电路
• 引言 • 8.1.1 间接交流变流电路 • 8.1.2 间接直流变流电路
第8章电力电子装置
8.1.1 间接交流变流电路
第8章电力电子装置
8.1.1.1 间接交流变流电路原理
第8章电力电子装置
8.1.1.1 间接交流变流电路原理
第8章电力电子装置
8.1.1 间接交流变流电路
• 8.1.1.1 间接交流变流电路原理 • 8.1.1.2 交直交变频器 • 8.1.1.3 恒压恒频（CVCF）电源
第8章电力电子装置
8.1.1.2 交直交变频器
第8章电力电子装置
8.1.1 间接交流变流电路
• 8.1.1.1 间接交流变流电路原理 • 8.1.1.2 交直交变频器 • 8.1.1.3 恒压恒频（CVCF）电源
第8章电力电子装置
8.1.1.1 间接交流变流电路原理
第8章电力电子装置
8.1.1.1 间接交流变流电路原理
第8章电力电子装置
8.1.1.1 间接交流变流电路原理
第8章电力电子装置
本章概述
• 1） 常用的电力电子装置通常是由前述章节所 学的不同电路组成，本章重点讲述有关这些电 力电子装置基本组合变流电路。
• 2）另外还要介绍电力电子装置几个典型的应 用
第8章电力电子装置
第8章 电力电子装置
• 概述 • 8.1 组合变流电路 • 8.2 开关电源 • 8.3 有源功率因数校正 • 8.4 不间断电源（UPS） • 8.5 静止无功补偿装置 • 8.6 变频调速装置 • 本章小结
第8章电力电子装置
2020/11/27
第8章电力电子装置
•现代电力电子技术
•Modern Power Electronics
•第8章 电力电子装置
第8章电力电子装置
重点和难点
1、间接交流变流电路可分为电压型和电流型，掌 握它们的各种构成方式及特点
2、交直交变频器与交流电机构成变频调速系统， 重点理解恒压频比控制方法，并了解转差频率 控制、矢量控制、直接转矩控制等其他控制方 法：
第8章电力电子装置
8.1.2.4 全桥电路
第8章电力电子装置
8.1.2.4 全桥电路
第8章电力电子装置
8.1.2 间接直流变流电路
• 8.1.2.1 正激电路 • 8.1.2.2 反邀电路 • 8.1.2.3 半桥电路 • 8.1.2.4 全桥电路 • 8.1.2.5 推挽电路 • 8.1.2.6 全波整流和全桥整流 • 8.1.2.7 开关电源
第8章电力电子装置
8.1.1.2 交直交变频器
第8章电力电子装置
8.1.1.2 交直交变频器
第8章电力电子装置
8.1.1.2 交直交变频器
第8章电力电子装置
8.1.1.2 交直交变频器
第8章电力电子装置
8.1.1.2 交直交变频器
第8章电力电子装置
8.1.1.2 交直交变频器
第8章电力电子装置
3、CVCF变流电路主要用于UPS，掌握其基本构 成方式，特点及主电路结构。
4、掌握间接直流变换电路中的能量转换过程为直 流——交流——直流，交流环节含有变压器。
第8章电力电子装置
第8章 电力电子装置
• 概述 • 8.1 组合变流电路 • 8.2 开关电源 • 8.3 有源功率因数校正 • 8.4 不间断电源（UPS） • 8.5 静止无功补偿装置 • 8.6 变频调速装置 • 本章小结
第8章电力电子装置
8.1.2.3 半桥电路
第8章电力电子装置
8.1.2.3 半桥电路
第8章电力电子装置
8.1.2 间接直流变流电路
• 8.1.2.1 正激电路 • 8.1.2.2 反邀电路 • 8.1.2.3 半桥电路 • 8.1.2.4 全桥电路 • 8.1.2.5 推挽电路 • 8.1.2.6 全波整流和全桥整流 • 8.1.2.7 开关电源
第8章电力电子装置
8.1.2.2 反邀电路
第8章电力电子装置
8.1.2.2 反邀电路
第8章电力电子装置
8.1.2 间接直流变流电路
• 8.1.2.1 正激电路 • 8.1.2.2 反邀电路 • 8.1.2.3 半桥电路 • 8.1.2.4 全桥电路 • 8.1.2.5 推挽电路 • 8.1.2.6 全波整流和全桥整流 • 8.1.2.7 开关电源
第8章电力电子装置
8.1.1.3 恒压恒频（CVCF）电源
第8章电力电子装置
8.1 组合变流电路
• 引言 • 8.1.1 间接交流变流电路 • 8.1.2 间接直流变流电路
第8章电力电子装置
8.1.2 间接直流变流电路
第8章电力电子装置
8.1.2 间接直流变流电路
• 8.1.2.1 正激电路 • 8.1.2.2 反邀电路 • 8.1.2.3 半桥电路 • 8.1.2.4 全桥电路 • 8.1.2.5 推挽电路 • 8.1.2.6 全波整流和全桥整流 • 8.1.2.7 开关电源
第8章电力电子装置
8.1.2.1 正激电路
第8章电力电子装置
8.1.2.1 正激电路
第8章电力电子装置
8.1.2 间接直流变流电路
• 8.1.2.1 正激电路 • 8.1.2.2 反邀电路 • 8.1.2.3 半桥电路 • 8.1.2.4 全桥电路 • 8.1.2.5 推挽电路 • 8.1.2.6 全波整流和全桥整流 • 8.1.2.7 开关电源