第六章 电力电子技术-交流交流变流电路
交流稳压电源电路工作原理
电路工作原理：该稳压电源由主回路、采样控制电路、驱动伺服系统、过电压检测及保护电路等组成。带有滑动臂的自耦变压器（又称调压器）的T1作为主回路，其输人端固定，输出端由伺服电动机M自动调节，以使输出电压保持稳定。此外，T1还给伺服电动机M、电源变压器T2、指示灯、采样控制、驱动电路提供工作电压。 电源变压器T2的一次与T1的输出端并联。当输出电压发生变化时，T2的二次电压也随之变化。这一变化的电压经二极管VD1～VD4桥式整流、电容C4滤波后变为直流加到由R4～R6、RP2组成的采样电路。采样电路的输出与R7、VZ2组成的基准电路的基准电压共同加至电压比较器A1、A2进行比较。比较结果会有以下三种情况。 （1）当T1输出电压为22V时，A1的第7脚与A2的第1脚均输出低电平，晶体管V2、V3截止，继电器K2、K3不动作，触点K2-1与K3-1不吸合，伺服电动机M不运转，使输出电压仍保持在220V的稳定值。 （2）当T1输出电压小于22V时，其采样电压值也随之降低，经过与基准电压相比较后，在A1的第7脚输出高电平，A2的第1脚输出低电平，导致晶体管V2导通，V3截止，故继电器K2吸合，K3释放，触点K2-1吸合，K3-1断开，使伺服电动机M向左转，带动T1的滑动臂向上转动，使输出电压升高。 （3）当T1输出电压大于22V时，采样电路输出的电压值也随之升高，经与基准电压相比较，在A1第7脚输出低电平，A2的第1脚输出高电平，晶体管V2截止，V3导通，K2不动作，K3吸合，触点K2-1断开，K3-1吸合，导致伺服电动机向右转，带动T1的滑动臂向下转动，使输出电压降低。 若电网电压过高，超出了本调压器的调节范围时，检测电路R2、R3与RP1输出的电压值使稳压二极管VZ1击穿，晶体管V1导通，继电器Kl吸合，其触点K1-1吸合，使交流接触器KM通电，其触点KM-1与KM-2均断开，切断输出电压进人采样控制电路，使伺服电动机M停止工作，有效地保护了负载和伺服电动机M。当电网电压恢复正常后，输出自动接通。 电路中，C1、C2为消火花电容器，VD5～VD7为保护二极管，HL为工作指示灯，RP1为过压调节电位器，RP2为稳压调节电位器。 元器件选择：A1、A2选用双运算放大器LM358。晶体管VI～V3选用3DG130B，β在60～85之间。电阻R1选用5W功率的，其余电阻选用1／6W金属膜电阻。继电器K1～K3选用JRX-13F-300Ω（DC12V）。交流电压表选用63T1-V-0～250V。交流电流表选用63T1-A-0～20A。其余元件按图所示选用即可。
电力电子技术(第二版)第6章答案
第六章谐振开关电路与电力公害抑制 1.开关器件有几种功率损耗? 答: 开通损耗、关断损耗、通态损耗、断态损耗；还有驱动损耗。 2.谐振开关工作的特点是什么? 答: 谐振开关电路在开关过程引入谐振过程，使器件在开通前电压先下降到0，或在关断前电流先降到0，这样就可以消除开关过程中的电压电流重叠，使器件的开关损耗降到很小，因而也可以提高电力电子器件的开关频率，提高装置的效率，减小装置的体积。 3.试分析谐振开关电路的优缺点。 答: 谐振开关技术可以使器件的开关损耗降到很小，因而也可以提高电力电子器件的开关频率，提高装置的效率，减小装置的体积。但也带来一些负面影响：谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高；谐振电流有效值很大，电路中存在大量的无功功率的交换，造成电路道通损耗加大；谐振周期随输入电压，负载变化而改变，因此电路只能采用脉冲频率调制方式来控制。 4.何谓软开关模式和硬开关模式? 答:采用准谐振技术的零电压开关电路和零电流开关电路，这种技术被称为软开关技术。谐振开关技术是以谐振辅助换流方式来解决开关损耗问题的，提高了器件的开关频率，减小了装置的体积，提高了效率。谐振开关模式也称为软开关模式。非谐振开关模式也称为硬开关模式。 5.简述零电流开关谐振电路的工作原理。
答: 零电流开关谐振电路中，谐振电容r C 与二极管VD 并联，而谐振电感r L 与开关管串联。在0T 时刻以前，开关管VT 处于关断状态，输出滤波电感f L 与二极管VD 构成续流通道，流过负载电流0I 。谐振电感r L 中的电感为0，谐振电容r C 电压也为0。零电流开关谐振电路工作原理见书中214页 6. 简述零电压开关谐振电路的工作原理。 答：零电压开关谐振电路工作原理见书中215页。 7.软开关PWM 的含义是什么？ 答：在逆变器和直流输入电源之间加入谐振电路，当谐振电路工作时，逆变器的端电压在零和直流输入电源电压之间振荡，从而实现逆变器上开关管的零电压关断。 8.说明谐波对电网的危害有那几个方面，并说明抑制谐波的常规对策是什么。 答：谐波对公用电网的危害大致有： ⑴对供电网络的影响。 ⑵使供电线路和用电设备的热损耗增加。它对供电线路，电力变压器，电力电容器和电机均有影响。 ⑶对继电保护和自动装置的影响。 ⑷对通信线路产生干扰。 ⑸对用电设备的影响。 ⑹对产品质量的影响。 ⑺谐波对计量仪表的影响。
单电源供电的交流放大运放电路
运放作为模拟电路的主要器件之一，在供电方式上有单电源和双电源两种，而选择何种供电方式，是初学者的困惑之处，本人也因此做了详细的实验，在此对这个问题作一些总结。 首先，运放分为单电源运放和双电源运放，在运放的datasheet上，如果电源电压写的是（＋3V-＋30V）/（±1.5V-±15V）如324，则这个运放就是单电源运放，既能够单电源供电，也能够双电源供电；如果电源电压是（±1.5V-±15V）如741，则这个运放就是双电源运放，仅能采用双电源供电。 但是，在实际应用中，这两种运放都能采用单电源、双电源的供电模式。具体使用方式如下： 1：在放大直流信号时，如果采用双电源运放，则最好选择正负双电源供电，否则输入信号幅度较小时，可能无法正常工作；如果采用单电源运放，则单电源供电或双电源供电都可以正常工作； 2：在放大交流信号时，无论是单电源运放还是双电源运放，采用正负双电源供电都可以正常工作； 3：在放大交流信号时，无论是单电源运放还是双电源运放，简单的采用单电源供电都无法正常工作，对于单电源运放，表现为无法对信号的负半周放大，而双电源运放无法正常工作。要采用单电源，就需要所谓的“偏置”。而偏置的结果是把供电所采用的单电源相对的变成“双电源”。具体电路如图：首先，采用耦合电容将运放电路和其他电路直流隔离，防止各部分直流电位的相互影响。然后在输入点上加上Vcc/2的直流电压，分析一下各点的电位，Vcc是Vcc,in是Vcc/2,－Vcc是GND,
然后把各点的电位减去Vcc/2，便成了Vcc是Vcc/2,in是0,－Vcc是－Vcc/2,相当于是“双电源”！！在正式的双电源供电中，输入端的电位相对于输入信号电压是0，动态电压是Vcc是＋Vcc,in是0＋Vin,－Vcc是-VCC，而偏置后的单电源供电是Vcc是＋Vcc,in是Vcc/2+Vin,－Vcc 是GND,相当于Vcc是Vcc/2,in是0+Vin,－Vcc是－Vcc/2,与双电源供电相同，只是电压范围只有双电源的一半，输出电压幅度相应会比较小。当然，这里面之所以可以相对的分析电位，是因为有了耦合电容的隔直作用，而电位本身就是一个相对的概念。 这里用的是反相放大电路，同相的原理类似，就是将输入端电位抬高到Vcc/2，同时注意隔直电容的应用。电路大家可以在网上找找，
电力电子技术第6章-习题-答案
第6章交流—交流变换电路课后复习题及答案 第1部分：填空题 1.改变频率的电路称为变频电路，变频电路有交交变频电路和交直交变频电路两种形式，前者又称为直接变频电路，后者也称为间接变频电路。 2.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角α的移相范围为0~180O，随 α 的增大，U o 减小，功率因数λ减小。 3.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角α＜?(?=arctan(ωL/R) )时,VT1的导通时间 越来越短 ,VT2的导通时间越来越长。 4.根据三相联接形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式，TCR属于支路控制三角形联结方式，TCR的控制角 α 的移相范围为90°~ 180°，线电流中所含谐波的次数为 k。 6= ±k ,2,1 ,1 5.晶闸管投切电容器选择晶闸管投入时刻的原则是：该时刻交流电源电压和电容器预充电电压相等。 第2部分：简答题 1.交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？为什么？ 答：在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断。改变通态周期数和断态周期数的比，可以方便地调节输出功率的平均值，这种电路称为交流调功电路。 交流调压电路广泛用于灯光控制及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。交流调功电路常用于电炉的温度控制，像电炉温度这样的控制对象，其时间常数往往很大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁的控制，只要以周波数为单位进行控制就足够了。 2.简述交流电力电子开关与交流调功电路的区别。 答：交流调功电路和交流电力电子开关都是控制电路的接通和断开，但交流调功电路是以控制电路的平均输出功率为目的，其控制手段是改变控制周期内电路导通周波数和断开周波数的比。而交流电力电子开关并不去控制电路的平均输出功率，通常也没有明确的控制周期，而只是根据需要控制电路的开通和断开。另外，交流电力电子开关的控制频度通常比交流调功电路低得多。 4. 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。
220v交流电转5v直流电的电源设计(电路图+详解)
２２０v交流电转５v直流电的电源设计（电路图+详解） (2009-11-22 13:05:10) 转载 分类：电子科技 标签： 直流电源设计 电路 5v 220v it 一．电路实现功能 该电路输入家用220v交流电，经过全桥整流，稳压后输出稳定的5v直流电。 二．特点 方便实用，输出电压稳定，最大输出电流为1A，电路能带动一定的负载三．电路工作原理 从图上看,变压器输入端经过一个保险连接电源插头,如果变压器或后面的电路 发生短路，保险内的金属细丝就会因大电流引发的高温溶化后断开。 变压器后面由4个二极管组成一个桥式整流电路，整流后就得到一个电压波动 很大的直流电源，所以在这里接一个330uF/25V的电解电容。
变压器输出端的9V电压经桥式整流并电容滤波，在电容C1两端大约会有11V 多一点的电压，假如从电容两端直接接一个负载，当负载变化或交流电源有少许波动都会使C1两端的电压发生较大幅度的变化，因此要得到一个比较稳定的电压，在这里接一个三端稳压器的元件。 三端稳压器是一种集成电路元件，内部由一些三极管和电阻等构成，在分析电路时可简单的认为这是一个能自动调节电阻的元件，当负载电流大时三端稳压器内的电阻自动变小，而当负载电流变小时三端稳压器内的电阻又会自动变大，这样就能保持稳压器的输出电压保持基本不变。 因为我们要输出5V的电压，所以选用7805，7805前面的字母可能会因生产厂家不同而不同。LM7805最大可以输出1A的电流，内部有限流式短路保护，短时间内，例如几秒钟的时间，输出端对地（2脚）短路并不会使7805烧坏，当然如果时间很长就不好说了，这跟散热条件有很大的关系。 三端稳压器后面接一个105的电容，这个电容有滤波和阻尼作用。 最后在C2两端接一个输出电源的插针，可用于与其它用电器连接,比如MP3等。 虽然7805最大电流是一安培，但实际使用一般不要超过500mA,否则会发热很大，容易烧坏。一般负载电有200mA以上时需要散热片。 四．设计过程 平时对于5v 的直流电源需求的情况比较多，在单片机，以及一些电路中应用的较多，因此，为了更方便快捷的由220v 的交流电得到这样的电源，故设计了一个电路。 首先，翻阅了参考书，复习了整流稳压的一些电路知识，然后设计出一个实现电路，使用了portel99绘制出电路图，对电路进行简单的仿真和校验。 然后列出了元器件表，去电子市场买到元器件后，进行了电路板上元器件的规划，设计好元件的摆放位置，焊接完毕以后确认无误。
电力电子变流技术在电力系统中的应用
电力电子变流技术在电力系统中的应用 专业：电气工程及其自动化姓名：张琦指导老师：周志文 摘要电力电子技术在电力系统中的应用非常广泛，发达国家在用户最终实用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。 关键词电力电子，电力系统，整流电路，逆变电路，变频电路 Abstract Power Electronics in Power System is widely used in developed countries in the user the ultimate practical electricity, there are more than 60% of the electricity at a minimum, more than one power electronic converter device processing. Power system leading to the modernization process, the power electronics technology is the key technologies. It can be said that if the left power electronics technology, the modernization of power system is unthinkable. Key words Power electronics：Power system, Rectifier circuit, Inverter circuit, Inverter circuit 0.前言 电力电子技术理论是建立在电子学、电力学和控制学三个学科基础之上的一门新型学科，随着该技术的不断发展，它已广泛的用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广泛的应用。本文主要介绍了电力电子技术在电力系统中的运用。 1．电力电子技术的应用 电力电子变流技术共有四大块，即整流电路（AC-DC）、逆变电路（DC-AC）、交流调压电路（AC-AC）、斩波电路（DC-DC）。它们在电力系统的各个环节起着举足轻重的作用尤其是自20 世纪80 年代，柔性交流输电（FACTS）概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下介绍四大电路在电力系统中的作用。 1.1 整流电路（AC-DC） 整流电路是电力电子电路中出现在最早的一种，广泛用于电能的变换电路，其作用是将交流电变换成大小可以调节的直流电，为直流用电设备供电，如电炉的温度控制、直流电机的转速控制、同步发电机的励磁调节控制、电镀及电解电源控制等。用于大型发电机的静止 励磁控制中，由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。用于输电环节，大幅度改善了电力网的稳定运行特性。 随着大功率全控性电力电子期间的诞生和发展，整流电路通过多相整流方式改变了输出电压的脉动频率，使得输出电压基本实现了无脉动。通过对控制角的调节和功率因数的补偿环节，使得输出电压最大可能的提供给负载，减少电能在转换过程中的能量损失。 1.2 逆变电路（DC-AC） 电力系统中的逆变通常指的是无源逆变，即将直流电转换成负载所需要的不同频率和电压值的交流电，通常称为逆变器。主要用于蓄电池、干电池、太阳能电池、交流电动机调速、不间断电源、感应加热电源等。其核心部分都是逆变电路。逆变电路经常和变频的概念联系在一起。 1.2.1 水力、风力发电机的变速恒频励磁。水力发电的有效功率取决于水头压力和流量，当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组)，机组的最佳转速亦随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。 1.2.2 发电厂风机水泵的变频调速。发电厂的厂用电率平均为 8%，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%，且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并有完整的系列产品，但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多，国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。
电力电子技术第4章 交流-交流变换电路习题和答案K
一、选择题 4-1、（ C ）变流电路是把一种形式的交流变换成另一种形式交流电的电路。 A、交流-直流 B、直流-交流 C、交流-交流 D、直流-直流 4-2、只改变电压、电流大小或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路称为( A)电路。 A、交流电力控制 B、变频 C、交流调压电路 D、交流调功电路 4-3、在单相交-交变频电路中，要改变输出频率，必须改变两组变流器的( A)；要改变输出电压的幅值，就要改变变流电路工作时的( D )。 A、切换频率 B、幅值 C、电压 D、控制角 4-4、交-交变频电路是把电网频率的交流电直接变换成(C)频率的交流电的变流电路。属于(A)变频电路。 A、直接 B、间接 C、可调 D、不可调 4-5、电网频率为50Hz时，对6脉波三相桥式电路而言，交-交变频电路的输出上限频率约为( B )。 A、10Hz B、20Hz C、50Hz D、100Hz 二、填空题 4-1、变频电路有（）变频电路和（）变频电路等形式。交-交；交-直-交 4-2、单相交流调压电路中，由于波形正负半波（），所以不含直流分量和（）谐波。对称；偶次4-3、交流调功电路和交流调压电路的电路形式( )，控制方式( )。相同；不同 4-4、两组变流电路在工作时采取直流可逆调速系统中的（）工作方式，即一组变流电路工作时，封锁另一组变流电路的触发脉冲。无环流 4-5、三相交-交变频电路的接线方式有公共交流母线进线方式和（）联结方式。输出星形 三、问答题 4-1、交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？为什么？ 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。 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。 4-2、晶闸管相控整流电路和晶闸管交流调压电路在控制上有何区别？ 答：相控整流电路和交流调压电路都是通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小。但二者电路结构不同，在控制上也有区别。
使用单电源的运放交流放大电路
使用单电源的运放交流放大电路 在采用电容耦合的交流放大电路中，静态时，当集成运放输出端的直流电压不为零时，由于输出耦合电容的隔直流作用，放大电路输出的电压仍为零。所以不需要集成运放满足零输入时零输出的要求。因此，集成运放可以采用单电源供电，其-VEE端接"地"(即直流电源负极)，集成运放的+Vcc端接直流电源正极，这时，运放输出端的电压V0只能在0～+Vcc之间变化。在单电源供电的运放交流放大电路中，为了不使放大后的交流信号产生失真，静态时，一般要将运放输出端的电压V0设置在0至+Vcc值的中间，即V0=+Vcc／2。这样能够得到较大的动态范围；动态时，V0在+Vcc／2值的基础上，上增至接近+Vcc值，下降至接近0V，输出电压uo的幅值近似为Vcc／2。图3请见原稿 1．2．1 单电源同相输入式交流放大电路 图3是使用单电源的同相输入式交流放大电路。电源Vcc通过R1和R2分压，使运放同相输入端电位由于C 隔直流，使RF引入直流全负反馈。所以，静态时运放输出端的电压V0=V-≈V+=+Vcc／2；C通交流，使RF引入交流部分负反馈，是电压串联负反馈。放大电路的电压增益为 放大电路的输入电阻Ri=R1／R2／rif≈R1／R2， 放大电路的输出电阻R0=r0f≈0。 1．2．2 单电源反相输入式交流放大电路 图4是使用单电源的反相输入式交流放大电路。电源V cc通过R1和R 2分压，使运放同相输入端电位 为了避免电源的纹波电压对V+电位的干扰，可以在R2两端并联滤波电容C3，消除谐振；由于C1隔直流，使RF引入直流全负反馈。所以，静态时，运放输出端的电压V0=V-≈V+=+Vcc／2；C1通交流，使RF引入交流部分负反馈，是电压并联负反馈。放大电路的电压增益为
交流负载电路的三种方式
交流负载电路的三种方式 用导线把负载﹙电动机﹑电势器等﹚与交流电源连接起来，所组成的电路叫做交流电路。交流电路的负载一般用电阻R，电感L，及电容C这三个参数表示。 ﹙1﹚电阻R。表示电路中消耗电能负载的参数。电路中的热损耗，通常归结于电阻。由于交流电存在着集肤效应等影响，在交流电路中的电阻一般比在直流 电路中要大，并且频率越高越显著。 ﹙2﹚电感L。表示电路中具有存储磁场能量特征负载的参数。电感在交变电流的作用下，会因电磁现象而产生感应电动势。因此，对通过电感的电流起到推 迟其变化的阻碍作用。 ﹙3﹚电容C。表示电路中具有存储电场能量特征的负载的参数。由于交变电压的变化，电容要随着外加电压的变化而反复充电﹑放电。因此，对电容两端电 压起到退迟其变化的阻碍作用。 在任何一个交流电流中，R, L, C 这三个参数都同时存在，但是在实际电路中，往往可以根据它们效应的强弱，略去其中一个参数或两个参数。同时，为了计算方便，假定导线上的R, L, C都可忽略不计，把电路中的参数都看成集中参数来分析。 1.纯电阻电路 纯电阻电路是略去电感L,电容C的作用而只有电阻负载的交流电路。如电炉的供电电路就可以看作是纯电阻电路。 ﹙1﹚电压和电流。纯电阻电路中，电压和电流是同相位的，而且均按正弦规律变化。 电流与电压的有效值关系为：I = U / R。电流的有效值等于电压的有效值除以电 阻。 ﹙2﹚有功功率。功率等于电压与电流的乘积。在交流电路中由于电压和电流都是交变量，功率为时间t的函数，称为瞬时功率，用符号Q表示。瞬时功率在一个 周期内的平均值乘为平均功率或有功功率，用符号P表示。纯电阻电路的有功 功率等于该电路的电压有效值与电流有效值的乘积，单位是W或kW。 即P = U I 2．纯电感电路 电机﹑变压器等电器设备，就是由许多绕组组成的，具有一定电感。如果绕组的电阻很小，可以忽略不计时，则由此类电器组成的电路，就可以看成是一纯电感电路。 纯电感电路实际上是不存在的。我们研究这种电路，主要是了解电感在电路中的作用。 在纯电感电路中电压﹑电流均为同频率的正弦量，电流的相位滞后于电压90度。 ﹙1﹚电压有效值和电流有效值。电感电路的电压有效值与电流有效值的比值为：
第6章 交流-交流变流电路
第6章 交流-交流变流电路 1. 一调光台灯由单相交流调压电路供电，设该台灯可看作电阻负载，在α=0时输出功率为最大值，试求功率为最大输出功率的80%，50%时的开通角α。 解：α=0时的输出电压最大，为 1021omax )sin 2(1U t d t U U == ?π ωωπ 此时负载电流最大，为 R U R U I 1omax omax == 因此最大输出功率为 R U I U P 21max o max o max == 输出功率为最大输出功率的80%时，有： R U P P 21max o )8.0(8.0== 此时， 1o 8.0U U = 又由 π αππα-+=22sin 1 o U U 解得 α=60.54° 同理，输出功率为最大输出功率的50%时，有： 1o 5.0U U = 又由 π αππα-+=22sin 1o U U α=90° 2．一单相交流调压器，电源为工频220V ，阻感串联作为负载，其中R =0.5Ω，L =2mH 。试求：①开通角α的变化范围；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；④当α=2 π时，晶闸管电流有效值，晶闸管导通角和电源侧功率因数。 解：①负载阻抗角为：
φ=arctan （R L ω）=arctan （5 .01025023 -???π）=0.89864=51.49° 开通角α的变化范围为： φ≤α<π 即 0.89864≤α<π ③当α=φ时，输出电压最大，负载电流也为最大，此时输出功率最大，为 P omax =R L R R I 2 222max o )(220???? ? ?+=ω=37.532(KW) 功率因数为 6227.098 .27322037532o 1max o =?==I U P λ 实际上，此时的功率因数也就是负载阻抗角的余弦，即 cos ?=0.6227 ④α=2 π时，先计算晶闸管的导通角，由式（4-7）得 sin(2π+θ-0.89864)=sin(2 π-0.89864)?θtan -e 解上式可得晶闸管导通角为： θ=2.375=136.1° 也可由图4-3估计出θ 的值。 此时，晶闸管电流有效值为 ?θ?αθθπcos )2cos(sin 21VT ++-= Z U I =803 .02220?π×89864.0cos )375.289864.0cos(375.2sin 375.2++?-π=123.2(A) 电源侧功率因数为 o 12o I U R I =λ 其中： V T o 2I I ==174.2(A) 于是可得出 3959.02 .1742205.02.1742o 12o =??==I U R I λ 3．交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？为什么？ 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
交流电力控制电路
第6章 交流电力控制电路 1.关于单相交流调压电路带电阻性负载,以下叙述正确地是： A.为保证输出无直流成份,要求输出给负载地电压波形o u 正负半周对称,平均值为零； B.两只晶闸管都是在电源电压1u 过零时关断,并且一只晶闸管导通时地通态压降,对另一只晶闸管为反向偏压； C.由双向晶闸管组成地单相交流调压电路门极触发脉冲为高频脉冲列,并且在电压1u 过零点之前,应留出一定裕量角提前停止触发脉冲； D.负载电压有效值o U 、电路功率因数λ分别为： παπαπ-+=2sin 211 U U o ,π α παπλ-+=2sin 21 2.关于单相交流调压电路带电感性负载(负载阻抗角()R L /arctan ω?=>,以下叙述正确地是： A.只能进行滞后控制,使负载电流更为滞后,而无法使其超前； B.当?α>时,导通角?<180θ,正负半波电流断续.α越大,θ越小,波形断续越严重.但此时交流电压可调； C.当?α=时,控制角?=180θ,正负半周电流处于临界连续状态.两只晶闸管地导通角θ均为?180,电流o i 比电压1u 滞后?角.晶闸管对交流电压失去控制作用； D.当?α<时：若采用宽脉冲触发,输出电压、电流波形与?α=时相同,导通角θ恒为 ?180,电流o i 比电压1u 滞后?角.晶闸管对交流电压失去控制作用；若采用窄脉冲触发,因为 电感电压作用面积较大,L 被过充电,放电时间延长,使另一个晶闸管无法正常导通.3.关于单相交流调压电路,以下叙述中不正确地是： A.输出电压可控时负载电压和负载电流均不是正弦波,含有大量谐波； B.能使输出电压可调地正常移相范围：?=180~?α.输出电流为正负半波断续(?<180θ>地非正弦波形,α越大,则θ越小,电流波形断续加重； C.当?α≤时,若采用宽脉冲或高频脉冲列触发,则作用效果与交流开关完全短路地情况相同,不具备可控调压作用,1u u o =,o i 为连续正弦波(?=180θ>； D.在电感性负载下,不能用窄脉冲触发,否则当?α<时会发生一只SCR 无法导通现象,输出电流出现很大地直流成份,会烧毁晶闸管和交流负载.4.三相交流调压电路如图6-12所示： A.(a>图是星形联接.有中线时,三相地3次整数倍谐波是同相位地,全部流过中线；
8.2 间接直流变流电路
8.2 间接直流变流电路 间接直流变流电路：先将直流逆变为交流，再整流为直流电，也称为直—交—直电路。 图8-15 间接直流变流电路的结构 采用这种结构的变换原因： ??输出端与输入端需要隔离。 ??某些应用中需要相互隔离的多路输出。 ??输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于1。 ??交流环节采用较高的工作频率，可以减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和重量。 工作频率高于20kHz这一人耳的听觉极限，可避免变压器和电感产生噪音。
逆变电路通常使用全控型器件，整流电路中通常采用快恢复二极管、肖特基二极管或MOSFET 构成的同步整流电路（Synchronous Rectifier ）。 间接直流变流电路分为单端(Single End)和双端(Double End)电路两大类。 ? ? 单端电路：变压器中流过的是直流脉动电流，如正激电路和反激电路。 ? ? 双端电路：变压器中的电流为正负对称的交流电流。如半桥、全桥和推挽电路。 8.2.1 8.2.1 正激电路 电路的工作过程： ? ? 开关S 开通后，变压器绕组N 1两端的电压为上正下负，与其耦合的N 2绕组两端的电压也是上正下负。因此VD 1处于通态，VD 2为断态，电感L 的电流逐渐增长； ? ? S 关断后，电感L 通过VD 2续流，VD 1关断。S 关断后变压器的激磁电流经N 3绕组和VD 3流回电源，所以S 关断后承受的电压为 。 变压器的磁心复位：开关S 开通后，变压器的激磁电流由零开始，随着时间的增加而线性 i S U N N u )1(3 1 + =
的增长，直到S 关断。为防止变压器的激磁电感饱和，必须设法使激磁电流在S 关断后到下一次再开通的一段时间内降回零，这一过程称为变压器的磁心复位。 图 8-16 正激电路的原理图 o
电力电子技术 组合变流电路
第8章组合变流电路 引言 8.1间接交流变流电路 8.2间接直流变流电路 本章小结
第8章组合变流电路?引言 基本的变流电路 第2～5章分别介绍的AC/DC、DC/DC、AC/AC和 DC/AC四大类基本的变流电路。 组合变流电路 将某几种基本的变流电路组合起来，以实现一定的新功能，即构成组合变流电路。 间接交流变流电路 先将交流电整流为直流电，再将直流电逆变为交流电，是先整流后逆变的组合。 间接直流变流电路 先将直流电逆变为交流电，再将交流电整流为直流电，是先逆变后整流的组合。
间接交流变流电路由整流电路、中间直流电路和逆变电路构成。 分为电压型间接交流变流电路和电流型间接交流变流电路 间接交流变流电路的逆变部分多采用 PWM控制。
8.1.1间接交流变流电路原理8.1.2交直交变频器 8.1.3恒压恒频(CVCF)电源
当负载为电动机时，通常要求间接交流变流电路具有再生反馈电力的能力，要求输出电压的大小和频率可调，此时该电路又名交直交变频电路。不能再生反馈电力的电压型间接交流变流电路的整流部分采用的是不可控整流，它只能由电源向直流电路输送功率，而不能反馈电力。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，将导致电容电压升高，称为泵升电压。 1）电压型间接交流变流电路 图8-1 不能再生反馈的电压型间接交流变流电路
使电路具备再生反馈电力的 能力的方法： 带有泵升电压限制电路的电压 型间接交流变流电路。 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。图8－2 带有泵升电压限制电路 的电压型间接交流变流电路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。 当负载回馈能量时，可控变流 器工作于有源逆变状态，将电能 反馈回电网。图8－3 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
变流技术与原理汇总
5.2 变流电路：可控整流电路( AC—DC变换)，逆变电路( DC—AC变换)及脉宽调制(PWM)技术。 整流：交流电→整流器→直流电→用电器 逆变：直流电→逆变器→交流电→用电器（电网） 整流电路从相数上来分有单相，两相，三相，六相等，从控制方式上来区分，有半控、全控。分析与计算整流电路时一定要抓住整流电路的要点：晶闸管什么时候导通，又在什么时候关断，绘制出整流输出负载上的波形。根据输出波形，应用电工学基础中的平均值、有效值的概念，推导出输出波形随控制角 变化的函数表达式，然后代入数值即可达到要求。 单相半波可控整流电路 单相可控整流电路单相全波可控整流电路 单相桥式可控整流电路 可控整流电路 三相半波可控整流电路 三相可控整流电路三相桥式全控整流电路 三相桥式半控整流电路 逆变分有源逆变和无源逆变。变流器工作在逆变状态时，如果把交流侧接到交流电源上，把直流电逆变为同频率的交流电反送到电网去，叫做有源逆变。如果变流器的交流侧不于电网连接，而直接接到负载，把直流电逆变为某一频率或可调的频率的交流电供给负载，叫做无源逆变。 逆变电路中，晶闸管在正向直流电压下工作，触发导通较容易，而关断比较麻烦，所以必须采取另外的关断措施，因此，逆变器能否正常工作的关键是如何保证晶闸管可靠关断。 脉宽调制变频电路常采用电压型逆变器，它是利用控制逆变器开关元件的导通和关断时间比即调节脉冲宽度，来控制逆变电压的大小和频率。 以电压型单相逆变电路为例。VT1、VT4正半周导通，VT2、VT3负半周导通，逆变波形如图是。在正负半周内使功率开关元件多次导通关断，得到正负电压脉冲系列，采用脉宽调制，使每一个输出矩形脉冲的面积与对应的正弦拨电压的面积成正比，获得等幅不等宽的正负脉冲列。
变流技术整理
1电力变换分类：①交流AC（整流）?逆变直流DC②逆变，有源。无缘 ③直流（斩波）→直流④交流（变频）→（变相）交流 2主电路：电气设备中直接承担电能的变换或控制任务的电路。 3电力器件的损耗：通态，断态，开关。 4通态损耗是器件功率损耗的主要成因。 5电力系统由：控制电路驱动电路保护电路和主电路 6控制程度分类：①不可控器件（二极管）不需要驱动电路②半控型器件（晶闸管） 不能控制其关断③全控器件（场效应管）可控导通，可控其关断。 7晶闸管工作特性：①承受正向电压时仅在门极有触发电流的情况下才能导通。 ②关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值一下。 8电力晶体管特性：耐高压电流大开关特性好 9效应管特点：驱动电路简单，需要驱动功率小，开关速度快，工作频率高 10它与GRT（双极性）相比较耐压和导通能力进一步提高，保持开关频率高 11I擎住电流：由断态转变成通态所需的最小电流 12维持电流：导通所需要的最小电流il=2~4in 13mct-mos-gto:优点高电压大电流承受功率大开关损耗小 14驱动电路任务：使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间 15晶闸管的触发电路要求: ①触发脉冲有足够的幅度。②有良好的抗干扰性 ③不超过门极电压④脉冲宽度保证可靠导通前沿要陡。作用：产生符合要求的门极 触发脉冲保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。 16过电压①外因过电压：主要来自雷击和系统操作②内因：主要来自电力电子装置 内部器件的开关过程。 17快溶对器件的保护方式：全保护短路保护 18触发角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲的电角度。 19导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度。 20相位控制方式：通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式。 21阻感负载的特点：电感对电流变化有阻抗作用，是的流过电感的电流不发生突变 22电感作用：平波延长导通时间 23续流二极管的作用：避免可能发生的失控现象。 24自然换向点：二极管换向时刻。 25三项半波阻感负载特点：L值很大ID值波形基本平值。移向范围90度 26变压器漏感对整流电路的影响：整流电路工作状态增多。出现换向重叠角 整流输出电压平均值降低 28整流电路多重化目的：随着整流装置进一步加大它所产生的谐波无功功率对电网 干扰随之加大，为了减轻干扰采用多重化整流电路。 29多重化电路：将两个或者更多个相同结构进行组成，将整流电路进行移向范围连接 可以减小交流侧输入电流谐波而对串联整流电路采用顺序控制方法可提高功率因素。 30无功的危害：①导致设备容量增加②使设备和线路的损耗增加③线路降压增大 31谐波的危害：①降低设备的效率②影响设备正常工作③对通信系统造成干扰 ④导致继电保护和自动装置误动作⑤引起电网局部谐波； 32变频：交交变频，直交变频 32换流方式：器件换流，电网换流，负载换流，强迫换流 33逆变产生的条件：有直流电动势极性和晶闸管导通方向一致：晶闸管控制角>9Ud为负值。34逆变失败的原因：晶闸管发生故障，触发电路工作不可靠，交流电源缺相或突然消失，
电力电子变流技术课后标准答案第4章
第四章有源逆变电路 习题与思考题解 4-1．逆变电路必须具备什么条件才能进行逆变工作？ 解：逆变电路必须同时具备下述两个条件才能产生有源逆变： 1 变流电路直流侧应具有能提供逆变能量的直流电源电势E d，其极性应与晶闸管的导电电流方向一致。 2. 变流电路输出的直流平均电压U d的极性必须为负（相对于整流时定义的极性），以保证与直流电源电势E d构成同极性相连，且满足U d
【电力电子技术习题解答】期末考试题库第6章
第6章思考题与习题 6.1在单相交流调压电路中，当控制角小于负载功率因数角时为什么输出电压不可控？ α<时电源接通，如果先触发T1，则T1的导通角θ>180°如果采用窄脉冲触答：当φ 发，当下的电流下降为零，T2的门极脉冲已经消失而无法导通，然后T1重复第一周期的工作，这样导致先触发一只晶闸管导通，而另一只管子不能导通，因此出现失控。 6.2晶闸管相控直接变频的基本原理是什么？为什么只能降频、降压，而不能升频、升压？ 答：晶闸管相控直接变频的基本原理是：电路中具有相同特征的两组晶闸管整流电路反并联构成，将其中一组整流器作为正组整流器，另外为反组整流器，当正组整流器工作，反组整流器被封锁，负载端输出电压为上正下负；如果负组整流器工作，正组整流器被封锁，则负载端得到输出电压上负下正，这样就可以在负载端获得交变的输出电压。 晶闸管相控直接变频，当输出频率增高时，输出电压一周期所含电网电压数就越少，波形畸变严重。一般认为：输出上限频率不高于电网频率的31～21。而当输出电压升高时，也会造成输出波形畸变。因此，只能降频、降压，而不能升频、升压。 6.3晶闸管相控整流电路和晶闸管交流调压电路在控制上有何区别？ 答：相控整流电路和交流调压电路都是通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小。但二者电路结构不同，在控制上也有区别。 相控整流电路的输出电压在正负半周同极性加到负载上，输出直流电压。 交流调压电路，在负载和交流电源间用两个反并联的晶闸管T1、T2或采用双向晶闸管T相联。当电源处于正半周时，触发T1导通，电源的正半周施加到负载上；当电源处于负半周时，触发T2导通，电源负半周便加到负载上。电源过零时交替触发T1、T2，则电源电压全部加到负载。输出交流电压。 6.4交流调压和交流调功电路有何区别？ 答：交流调功能电路和交流调压电路的电路形式完全相同，但控制方式不同。 交流调压电路都是通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小。 晶闸管交流调功能电路采用整周波的通、断控制方法，例如以n个电源周波为一个大周期，改变导通周波数与阻断周波数的比值来改变变换器在整个大周期内输出的平均功率，实现交流调功。
交流电&交流电路详细解释
第九章交流电路 （一）要求 1、掌握交流电的三要素和交流电的瞬时值、有效值、最大值等基本概念 2、熟练掌握三种理想元件R、L、C电路中电压与电流的关系 3、掌握交流电路的矢量图解法，了解复数解法 4、明确功率因数的概念，了解提高功率因数的意义和方法 （二）要点 1、简谐交流电的产生和描述 （1）简谐交流电 （2）简谐交流电的三要素 （3）简谐交流电的描述 2、三种理想元件的电压与电流的关系 （1）纯电阻R的电压与电流的关系 （2）纯电感L的电压与电流的关系 （3）纯电容C 的电压与电流的关系 3、交流电路的矢量图解法 *4、交流电路的复数解法 5、交流电路的功率
（1）瞬时功率、平均功率、视在功率 （2）功率因数 （3）提高功率因数的意义和方法 （三）难点 1、交流电路中电压、电流的相位关系 2 、求解交流电路的具体问题 §9-1 交流电 一、简谐交流电 大小和方向都随时间变化的电流（或电压）叫交流电。大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的电流（或电压）叫简谐交流电，或叫正弦交流电。我们日常用的电都是正弦交流电，它是各种形式的交流电中最为基本和重要的。 由数学可知，一个正弦量与时间的函数关系可以用它的频率、初位相和振幅三个量来表示它的基本特征，这三个量叫正弦量的三要素。对于一个正弦交流电来说，也可以由这三要素来唯一决定。一个正弦交流电流，其数学表达式为
式中表示交流电流的瞬时大小，称为瞬时值。表示正弦电流振幅的大小，称为最大值。表示正弦电流的角频率，表示正弦电流的初位相。及是表示正弦交流电的三要素，也是区分不同正弦电流的依据。 二、描述简谐交流电的特征量 1、周期、频率和角频率 简谐交流电完成一次周期性变化所用的时间叫周期，用表示，它是波形重复出现的最短时间。单位时间内简谐交流电完成周期性变化的次数叫频率，用 表示，单位：赫兹（）。它与周期的关系 或 我国及其他多数国家发电厂发出的交流电的频率为50Hz ，通常称为“工频”，也有的国家采用60Hz 的。其它技术领域里应用着不同频率的交流电，如航