电流型三相桥式逆变电路
电力电子技术习题(附参考答案)
电力电子技术习题（附参考答案）一、单选题（共20题，每题1分，共20分）1、单相全控桥式整流电路电阻性负载中，控制角的最大移相范围是（）A、150°B、180°C、120°D、90°正确答案：B2、电流型三相桥式逆变电路，120°导通型，则在任一时刻开关管导通的个数是不同相的上、下桥臂( )。
A、共三只B、共四只C、各一只D、各二只正确答案：C3、单相全控桥式整流电路大电感性负载中，控制角的最大移相范围是（）A、180°B、90°C、120°D、150°正确答案：B4、对于升降压直流斩波器，当其输出电压小于其电源电压时，有（）。
A、α无法确定B、0.5<α<1C、0<α<0.5D、以上说法均是错误的正确答案：C5、为了防止逆变失败，最小逆变角限制为（），单位为度。
A、30～35B、20～25C、10～15D、40～45正确答案：A6、已经导通的晶闸管的可被关断的条件是流过晶闸管的电流（）A、减小至维持电流以下B、减小至擎住电流以下C、减小至门极触发电流以下D、减小至5A以下正确答案：A7、电力电子器件一般工作在（）状态A、开关B、放大C、开关和放大D、其他正确答案：A8、在晶闸管整流电路中，变压器二次侧所供给的有功功率P＝（）A、I2RdB、I2dRdC、UIdD、U2Id正确答案：D9、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（）。
A、PWMB、PAMC、SPWMD、SPAM正确答案：C10、在晶闸管应用电路中，为了防止误触发应将幅值限制在不触发区内的信号是（）A、干扰信号和触发信号B、干扰信号C、触发电流信号D、触发电压信号正确答案：B11、当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（）A、关断状态B、饱和状态C、不定D、导通状态正确答案：A12、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（）A、0度-90度B、0度C、90度-180度D、180度-360度正确答案：A13、IGBT属于（）控制型元件。
电流型三相桥式逆变电路
电流型三相桥式逆变电路直流电源为电流源的逆变电路——电流型逆变电路。
一般在直流侧串联大电感，电流脉动很小，可近似看成直流电流源。
实例之一：电流型三相桥式逆变电路。
交流侧电容用于吸收换流时负载电感中存贮的能量。
电流型三相桥式逆变电路电流型逆变电路主要特点：(1) 直流侧串大电感，相当于电流源。
(2) 交流输出电流为矩形波，输出电压波形和相位因负载不同而不同。
(3) 直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管。
电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍应用较多。
换流方式有负载换流、强迫换流。
（1）单相电流型逆变电路单相桥式电流型（并联谐振式）逆变电路4桥臂，每桥臂晶闸管各串一个电抗器L T限制晶闸管开通时的di/dt。
1、4和2、3以1000～2500Hz的中频轮流导通，可得到中频交流电。
采用负载换相方式，要求负载电流超前于电压。
负载一般是电磁感应线圈，加热线圈内的钢料，RL串联为其等效电路。
因功率因数很低，故并联C。
C和L、R构成并联谐振电路，故此电路称为并联谐振式逆变电路。
输出电流波形接近矩形波，含基波和各奇次谐波，且谐波幅值远小于基波。
因基波频率接近负载电路谐振频率，故负载对基波呈高阻抗，对谐波呈低阻抗，谐波在负载上产生的压降很小，因此负载电压波形接近正弦波。
工作波形分析：一周期内，两个稳定导通阶段和两个换流阶段。
t1-t2：VT1和VT4稳定导通阶段，iｏ=I d，t2时刻前在C上建立了左正右负的电压。
t2-t4：t2时触发VT2和VT3开通，进入换流阶段。
L T使VT1、VT4不能立刻关断，电流有一个减小过程。
VT2、VT3电流有一个增大过程。
4个晶闸管全部导通，负载电压经两个并联的放电回路同时放电。
t2时刻后，LT1、VT1、VT3、LT3到C；另一个经LT2、VT2、VT4、LT4到C。
t=t4时，VT1、VT4电流减至零而关断，换流阶段结束。
t4－t2= t g 称为换流时间。
电流型逆变电路的特点.pptx
电流型逆变电路的特点
① 直流侧接大电感，相当于电流源，直流电流基本无脉动，直流回 路呈现高阻抗。 ② 因为各开关器主要起改变直流电流流通路径的作用，故交流侧电 流为矩形波，与负载性质无关，而交流侧电压波形和相位因负载阻 抗角的不同而不同。 ③ 直流侧电感起缓冲无功能量的作用，因电流不能反向，故可控器 件不必反并联二极管。 ④ 当用于交-直-交变频器且负载为电动机时，若交-直变换为相控整 流，则可很方便地实现再生制动
电流型逆变电路的特点
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电流型三相桥式逆变电路的输出波形
电电流流型型逆逆变变电电路路的的特特点点
① 直流侧接大电感，相当于电流源，直流电流基本无脉动，直流回 路呈现高阻抗。 ② 因为各开关器主要起改变直流电流流通路径的作用，故交流侧电 流为矩形波，与负载性质无关，而交流侧电压波形和相位因负载阻 抗角的不同而不同。 ③ 直流侧电感起缓冲无功能量的作用，因电流不能反向，故可控器 件不必反并联二极管。 ④ 当用于交-直-交变频器且负载为电动机时，若交-直变换为相控整 流，则可很方便地实现再生制动
三相电流型逆变电路的基本工作方式
三相电流型逆变电路的基本工作方式下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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三相桥式逆变 原理
三相桥式逆变原理
三相桥式逆变是一种将直流电转换为交流电的电力转换装置。
它使用了4个可控开关（通常是晶体管或MOSFET）和6个
二极管，通过交替开启和关闭这些开关，实现了直流到交流的变换。
三相桥式逆变的工作原理如下：
1.首先，将直流电源连接到桥式逆变器的输入端。
直流电流通
过下面两个对称的二极管之一进入逆变器。
2.然后，通过对控制开关逆变器的开启和关闭进行特定的调整，控制逆变器的输出电流和电压波形。
这通常是通过PWM（脉
冲宽度调制）技术实现的，可以根据需要将开关逆变器的开启和关闭时间调整到微秒级别。
3.在具体操作中，根据交流输出电压和电流的要求，逆变器会
根据一定的算法打开和关闭两个对角线上的开关。
通过这种方式，可以控制交流输出电压的频率和幅值。
4.在逆变器输出的阶段中，只要输出电路正常工作，交流电压
将始终保持在逆变器的输出端。
总之，三相桥式逆变器利用可控开关和二极管来实现直流电到交流电的转变。
通过逆变器内的控制电路，可以精确控制输出电流和电压波形，从而适应不同的应用需求。
这种逆变器广泛
应用于工业和家庭领域，可以为各种设备和电力系统提供高质量的交流电源。
三相逆变桥式电路原理
三相逆变桥式电路原理引言：三相逆变桥式电路是一种常见的电力电子应用电路，广泛应用于变频器、UPS电源、工业电炉等领域。
它通过逆变器将直流电能转换为交流电能，实现对电力信号的调整和控制。
本文将详细介绍三相逆变桥式电路的原理和工作过程。
一、三相逆变桥式电路的基本结构三相逆变桥式电路由6个可控开关管组成，分别为上、下桥臂和中间桥臂。
上、下桥臂分别由两个可控开关管和两个二极管组成，中间桥臂由两个可控开关管组成。
其中，可控开关管可以是晶闸管、IGBT等。
三相逆变桥式电路的基本结构如下：1. 上桥臂：S1和S2控制开关管，D1和D2为二极管；2. 中间桥臂：S3和S4控制开关管；3. 下桥臂：S5和S6控制开关管，D3和D4为二极管。
二、三相逆变桥式电路的工作原理三相逆变桥式电路的工作原理可以分为两个周期进行说明。
第一个周期：1. 上桥臂：S1和S2导通，D1和D2截止，直流电源的正极连接到交流负载上；2. 中间桥臂：S3和S4截止；3. 下桥臂：S5和S6截止。
此时，交流负载上的电流流向为正向，正向电压为直流电源的正向电压。
第二个周期：1. 上桥臂：S1和S2截止；2. 中间桥臂：S3和S4导通；3. 下桥臂：S5和S6导通，D3和D4截止，直流电源的负极连接到交流负载上。
此时，交流负载上的电流流向为反向，反向电压为直流电源的负向电压。
通过不断交替切换两个周期的工作状态，三相逆变桥式电路实现了将直流电能转换为交流电能。
同时，通过控制可控开关管的导通和截止，可以实现对输出电流的调节和控制。
三、三相逆变桥式电路的优点1. 输出电流稳定：通过控制可控开关管的导通和截止，可以实现对输出电流的精确控制，从而实现稳定的输出电流。
2. 反向电压低：三相逆变桥式电路采用桥式结构，使得反向电压降低，减少了对电子元件的压力。
3. 输出功率大：三相逆变桥式电路适用于大功率输出，可以满足工业电炉等高功率负载的需求。
4. 输出电流质量高：由于三相逆变桥式电路的输出电流频率高，波形质量好，可以满足对电力质量要求较高的应用场景。
电力电子填空
考试试卷(1）1、电子技术包括__信息电子技术___和电力电子技术两大分支，通常所说的模拟电子技术和数字电子技术就属于前者。
2、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在____开关_____状态。
当器件的工作频率较高时，__开关_______损耗会成为主要的损耗。
3、在PWM控制电路中,载波频率与调制信号频率之比称为______载波比_______,当它为常数时的调制方式称为_____同步____调制。
在逆变电路的输出频率范围划分成若干频段，每个频段内载波频率与调制信号频率之比为桓定的调制方式称为_____分段同步_______调制。
4、面积等效原理指的是，_____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。
5、在GTR、GTO、IGBT与MOSFET中，开关速度最快的是___MOSFET______，单管输出功率最大的是____GTO_________，应用最为广泛的是___IGBT________。
6、设三相电源的相电压为U2，三相半波可控整流电路接电阻负载时，晶闸管可能承受的最大反向电压为电源线电压的峰值，即，其承受的最大正向电压为√2U27、逆变电路的负载如果接到电源，则称为有源逆变,如果接到负载，则称为无源逆变。
8、如下图，指出单相半桥电压型逆变电路工作过程中各时间段电流流经的通路(用V1，VD1,V2，VD2表示)。
(1）0～t1时间段内，电流的通路为___ＶＤ１_____；（2) t1～t2时间段内,电流的通路为__Ｖ１_____；（3）t2~t3时间段内，电流的通路为_ＶＤ２______；（4）t3～t4时间段内，电流的通路为____Ｖ２___；(5) t4~t5时间段内,电流的通路为VD1考试试卷（2）1、__GTR_______存在二次击穿现象，___IGBT_________存在擎住现象.2、功率因数由基波电流转移和电流波形畸变这两个因素共同决定的。
三相电流型逆变电路桥式
三相电流型逆变输出特性（全控型器件）：
➢ 输出相电流波形和负载性质无关，为正负各120° 的矩形波，线电流为阶梯波。
➢ 输出线电压波形和负载性质有关，若有电感，因 电感的作用，每次换相时会产生电压冲击。
（2）串联二极管式晶闸管逆变电路
（串联二极管式晶 闸管逆变电路）
①主要用于中大功率交 流电动机调速系统。 ②电流型三相桥式逆 变电路，输出波形与 全控型器件时一样。
移相导电方式。
导电方式二（移相导电）： V1,V2信号互补；V3,V4信号互补；V3信号比V1 信号落后θ（ 0〈θ〈180）
所谓移相：即改变θ的大小。
单相全桥电压型逆变电路特性总结：
（1）全桥逆变是单相中应用最广泛的逆变电路。
（2）全桥逆变输出电压的幅值即为电源电压，比 半桥增长一倍，一般应用在较大功率的场合。
Ut d
U 3d
3 tt
t
t
t
t
三相桥电压型逆变电路总结：
（1）输出线电压是矩形波，相电压是阶梯波。
（2）各相输出电压在相位上相差1200，电流波形根 据负载情况的不同而不同。
（3）在导电上，为防止同一相的两个器件同时开通 而导致电源短路，应遵循“先断后通”的原则，即 要关断的器件在彻底关断之后再给需开通的器件开 通信号，因此，要留一定的时间裕量。（实际在单 相中也应如此）
反向并增大
4.1.2 换流的基本方式
①器件换流（IGBT,GTO,GTR,BJT,MOSFET) ②电网换流 ③负载换流（负载满足的条件？） ④强迫换流（直接耦合式，电感耦合式）
※负载换流逆变电路
采用晶闸管. 负载：电阻电感串联后再和电容并联，工作
在接近并联谐振状态而略呈容性. 为改善负载功率因数使其略呈容性,而接入的
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电流型三相桥式逆变电路
直流电源为电流源的逆变电路——电流型逆变电路。
一般在直流侧串联大电感，电流脉动很小，可近似看成直流电流源。
实例之一：电流型三相桥式逆变电路。
交流侧电容用于吸收换流时负载电感中存贮的能量。
电流型三相桥式逆变电路
电流型逆变电路主要特点：
(1) 直流侧串大电感，相当于电流源。
(2) 交流输出电流为矩形波，输出电压波形和相位因负载不同而不同。
(3) 直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管。
电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍应用较多。
换流方式有负载换流、强迫换流。
（1）单相电流型逆变电路
单相桥式电流型（并联谐振式）逆变电路
4桥臂，每桥臂晶闸管各串一个电抗器LT限制晶闸管开通时的di/dt。
1、4和2、3以1000～2500Hz的中频轮流导通，可得到中频交流电。
采用负载换相方式，要求负载电流超前于电压。
负载一般是电磁感应线圈，加热线圈内的钢料，RL串联为其等效电路。
因功率因数很低，故并联C。
C和L、R构成并联谐振电路，故此电路称为并联谐振式逆变电路。
输出电流波形接近矩形波，含基波和各奇次谐波，且谐波幅值远小于基波。
因基波频率接近负载电路谐振频率，故负载对基波呈高阻抗，对谐波呈低阻抗，谐波在负载上产生的压降很小，因此负载电压波形接近正弦波。
工作波形分析：
一周期内，两个稳定导通阶段和两个换流阶段。
t1-t2：VT1和VT4稳定导通阶段，iｏ=Id，t2时刻前在C上建立了左正右负的电压。
t2-t4：t2时触发VT2和VT3开通，进入换流阶段。
LT使VT1、VT4不能立刻关断，电流有一个减小过程。
VT2、VT3电流有一个增大过程。
4个晶闸管全部导通，负载电压经两个并联的放电回路同时放电。
t2时刻后，LT1、VT1、VT3、LT3到C；另一个经LT2、VT2、VT4、LT4到C。
t=t4时，VT1、VT4电流减至零而关断，换流阶段结束。
t4－t2= tg 称为换流时间。
io在t3时刻，即iVT1=iVT2时刻过零，t3时刻大体位于t2和t4的中点。
保证晶闸管的可靠关断：
晶闸管需一段时间才能恢复正向阻断能力，换流结束后还要使VT1、VT4承受一段反压时间tβ，tβ= t5- t4应大于晶闸管的关断时间tq。
为保证可靠换流应在uo过零前td= t5- t2时刻触发VT2、VT3。
td为触发引前时间
io超前于uo的时间为
表示为电角度
ω为电路工作角频率；γ、β分别是tγ、tβ对应的电角度）
并联谐振式逆变电路工作波形
数量分析：
忽略换流过程，io可近似成矩形波，展开成傅里叶级数
基波电流有效值
负载电压有效值Uo和直流电压Ud的关系（忽略Ld的损耗，忽略晶闸管压降）
实际工作过程中，感应线圈参数随时间变化，必须使工作频率适应负载的变化而自动调整，这种控制方式称为自励方式。
固定工作频率的控制方式称为他励方式。
自励方式存在起动问题，解决方法：
一是先用他励方式，系统开始工作后再转入自励方式。
另一种方法是附加预充电起动电路。
（2）三相电流型逆变电路
电流型三相桥式逆变电路（采用全控型器件）。
基本工作方式是120°导电方式——每个臂一周期内导电120°。
每时刻上下桥臂组各有一个臂导通，横向换流。
波形分析：
输出电流波形和负载性质无关，正负脉冲各120°的矩形波。
输出电流和三相桥整流带大电感负载时的交流电流波形相同，谐波分析表达式也相同。
输出线电压波形和负载性质有关，大体为正弦波。
输出交流电流的基波有效值
串联二极管式晶闸管逆变电路如图5-15所示。
这种电路因各桥臂的晶闸管和二极管串联使用而得名，主要用于中大功率交流电动机调速系统。
电流型三相桥式逆变电路：电路仍为前述的120°导电工作方式，输出波形和图5-14的波形大体相同。
各桥臂的晶闸管和二极管串联使用，各桥臂之间换流采用强迫换流方式，连接于各臂之间的电容C1～C6即为换流电容。
换流过程分析
电容器充电规律：
电流型三相桥式逆变电路的输出波形
串联二极管式晶闸管逆变电路
对共阳极晶闸管，与导通晶闸管相连一端极性为正，另一端为负。
不与导通晶闸管相连的电容器电压为零。
共阴极晶闸管与共阳极晶闸管情况类似，只是电容器电压极性相反。
等效换流电容：例如分析从VT1向VT3换流时，C13就是C3与C5串联后再与C1并联的等效电容。
设Cl～C6的电容量均为C，则Cl3＝3C／2。
从VT1向VT3换流的过程：
换流前VT1和VT2通，C13电压UC0左正右负。
换流过程可分为恒流放电和二极管换流两个阶段。
换流过程各阶段的电流路径
a、恒流放电阶段
t1时刻触发VT3导通，VT1被施以反压而关断。
Id从VT1换到VT3，C13通过VD1、U相负载、W相负载、VD2、VT2、直流电源和VT3放电，放电电流恒为Id，故称恒流放电阶段。
uC13下降到零之前，VT1承受反压，反压时间大于tq就能保证关断。
b、二极管换流阶段
t2时刻uC13降到零，之后C13反向充电。
忽略负载电阻压降，则二极管VD3导通，电流为iV，VD1电流为iU=Id-iV，VD1和VD3同时通，进入二极管换流阶段。
随着C13电压增高，充电电流渐小，iV渐大，t3时刻iU减到零，iV=Id，VD1承受反压而关断，二极管换流阶段结束。
t3以后，VT2、VT3稳定导通阶段
波形分析：
电感负载时，uC13、iU、iV及uC1、uC3、波形如图5-17所示。
图中给出了各换流电容电压uC1、uC3和uC5的波形。
uC1的波形和uC13完全相同，在换流过程中，从UC0降为－UC0，C3和C5是串联后再和C1并联的，电压变化的幅度是C1的一半。
换流过程中，uC3从零变到-UC0，uC5从UC0变到零，这些电压恰好符合相隔120°后从VT3
到VT5换流时的要
求。
串联二极管晶闸管逆变电路换流过程波形
无换向器电动机：
电流型三相桥式逆变器驱动同步电动机，负载换流，工作特性和调速方式和直流电动机相似，但无换向器，因此称为无换向器电动机。
无换相器电动机的基本电路
BQ——转子位置检测器，检测磁极位置以决定什么时候给哪个晶闸管发出触发脉冲
无换相器电动机电路工作波形。