電力電子技術(shù)必做習(xí)題答案.doc

電力電子技術(shù)必做習(xí)題解答第1章 1. 1把一個(gè)晶閘管與燈泡串聯(lián)，加上交流電壓，如圖1-37所示問：（1）開關(guān)S閉合前燈泡亮不亮？（2）開關(guān)S閉合后燈泡亮不亮？（3）開關(guān)S閉合一段時(shí)間后再打開，斷開開關(guān)后燈泡亮不亮？原因是什么？答：（1）不亮；（2）亮；（3）不亮，出現(xiàn)電壓負(fù)半周后晶閘管關(guān)斷。2. 2在夏天工作正常的晶閘管裝置到冬天變得不可靠，可能是什么現(xiàn)象和原因？冬天工作正常到夏天變得不可靠又可能是什么現(xiàn)象和原因？答：晶閘管的門極參數(shù)IGT、UGT受溫度影響，溫度升高時(shí)，兩者會(huì)降低，溫度升高時(shí)，兩者會(huì)升高，故會(huì)引起題中所述現(xiàn)象。3型號(hào)為KP100-3，維持電流IH4mA的晶閘管，使用在如圖1-38電路中是否合理？為什么？（分析時(shí)不考慮電壓、電流裕量）(a) (b) (c)圖 1-38 習(xí)題5圖3.答：（1）故不能維持導(dǎo)通 （2）而 故不能正常工作（3） Id=150/1=150AIHIT=Id=150A E E Ud（3）301508、三相半波逆變電路，U2100V，E30V，Rd1，Ld足夠大，保證電流連續(xù)。試求90時(shí)Id？如若60時(shí)，Id？為什么？8.答：（1）Ud = 1.17U2cos = 1.17220cos90 = 0 V (2) Ud = -1.17U2cos = 1.17100cos60 = -58.5 V ，故不滿足逆變條件 Id = 0第4章1直流直流（DCDC）變換有哪幾種控制方式？它們又是如何具體實(shí)現(xiàn)的？1.答：控制方式有：1、時(shí)間比控制： 脈寬控制 頻率控制 綜合控制 2、瞬時(shí)值控制 2簡述Boost-Buck變換電路與Ck變換電路的異同點(diǎn)。答：（1）Ck變換電路輸入電源電流和輸出負(fù)載電流均連續(xù)，脈動(dòng)小，有利于濾波（2）Ck變換電路借助電容傳遞能量，Boost-Buck變換電路借助電感傳遞能量，故Ck變換電路的電容器C中的脈動(dòng)電流大，要求電容量大。(3)Ck變換電路VT導(dǎo)通時(shí)要流過電感L1和L2的電流，故功率開關(guān)的峰值電流大。(4)Boost-Buck變換電路與Ck變換電路功能相同，兩者都是升降壓變換器。第5章1闡述和區(qū)分：1）有源逆變和無源逆變；2）逆變與變頻；3）交直交變頻和交交變頻。1.答：(1)將直流電逆變成電網(wǎng)頻率的恒頻率交流并輸送給電網(wǎng)的稱為有源逆變。將直流電逆變成頻率可變的交流電并直接提供給用電負(fù)載，稱為無源逆變。(2)只有無源逆變才能實(shí)現(xiàn)變頻，但無源逆變不等于變頻，變頻是指將一種頻率的交流電轉(zhuǎn)化成另一種頻率的交流電的過程(3)交直交變頻將一種頻率的交流經(jīng)整流變換成直流，再經(jīng)無源逆變變換成頻率可變的交流。交交變頻是將一種頻率的交流電轉(zhuǎn)換成另一種頻率的交流電。2晶閘管無源逆變器有幾種換流方式？負(fù)載諧振換流式逆變器和強(qiáng)迫換流式逆變器中的電容器C的作用有何異、同？2.答：換流方式有：（1）電網(wǎng)換流（2）負(fù)載諧振式換流（2）強(qiáng)迫換流負(fù)載諧振換流式逆變器利用電容儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)晶閘管的強(qiáng)迫關(guān)斷；強(qiáng)迫換流式逆變器則利用負(fù)載中電感和電容形成的震蕩特性，使電流自動(dòng)過零。3PWM調(diào)制有哪些方法？它們各自的出發(fā)點(diǎn)是什么？ 3.答：（1）采樣法自然采樣法 對(duì)稱規(guī)則采樣法規(guī)則采樣法 不對(duì)稱規(guī)則采樣法 以一個(gè)正弦波為基準(zhǔn)波(稱為調(diào)制波)，用一列等幅的三角波(稱為載波)與基準(zhǔn)正弦波相交，由它們的交點(diǎn)確定逆變器的開關(guān)模式。 （2）指定諧波消去法 消去指定的低次諧波。4什么是單極性、雙極性PWM？什么是同步調(diào)制、異步調(diào)制、混合同步調(diào)制？各有什么優(yōu)、缺點(diǎn)？4.答：半周期內(nèi)具有單一極性SPWM波形輸出的調(diào)制方式稱單極性調(diào)制。如果上下橋臂作互補(bǔ)通斷，正負(fù)電壓交替出現(xiàn)，則稱之為雙極性調(diào)制。載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不保持同步的調(diào)制方式稱為異步調(diào)制。異步調(diào)制的主要特點(diǎn):在信號(hào)波的半個(gè)周期內(nèi)，PWM波的脈沖個(gè)數(shù)不固定，相位也不固定，正負(fù)半周期的脈沖不對(duì)稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對(duì)稱。這樣，當(dāng)信號(hào)波頻率較低時(shí)，載波比較大，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)較多，正負(fù)半周期脈沖不對(duì)稱和半周期內(nèi)前后1/4周期脈沖不對(duì)稱產(chǎn)生的不利影咱都較小，PWM波形接近正弦波。而當(dāng)信號(hào)披頻率增高時(shí)，載波比N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對(duì)稱的影響就變大，有時(shí)信號(hào)波的微小變化還會(huì)產(chǎn)生PWM脈沖的跳動(dòng)。這就使得輸出PWM波和正弦波的差異變大。對(duì)于三相PWM型逆變電路來說，三相輸出的對(duì)稱性也變差。載波比N等于常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步的方式稱為同步調(diào)制。同步調(diào)制的主要特點(diǎn):在同步調(diào)制方式中，信號(hào)波頻率變化時(shí)載波比N不變，信號(hào)波一個(gè)周期內(nèi)輸出的脈沖數(shù)是固定的，脈沖相位也是固定的。當(dāng)逆變電路輸出頻率很低時(shí)，同步調(diào)制時(shí)的載波頻率fc也很低。fc過低時(shí)由調(diào)制帶來的諧波不易濾除。當(dāng)負(fù)載為電動(dòng)機(jī)時(shí)也會(huì)帶來較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲。當(dāng)逆變電路輸出頻率很高時(shí)，同步調(diào)制時(shí)的載波頻率fc會(huì)過高，使開關(guān)器件難以承受。此外，同步調(diào)制方式比異步調(diào)制方式復(fù)雜一些?；旌希ǚ侄危┩秸{(diào)制是把逆變電路的輸出頻率劃分為若干段，每個(gè)頻段的載波比一定，不同頻段采用不同的載波比。其優(yōu)點(diǎn)主要是，在高頻段采用較低的載波比，使載波頻率不致過高，并可限制在功率器件允許的范圍內(nèi)。而在低頻段采用較高的載波比，以使載波頻率不致過低而對(duì)負(fù)載產(chǎn)生不利影響。第6章1交流調(diào)壓電路用于變壓器類負(fù)載時(shí)，對(duì)觸發(fā)脈沖有何要求？如果正、負(fù)半周波形不對(duì)稱時(shí)會(huì)導(dǎo)致什么后果？.答：（1）用于變壓器類負(fù)載時(shí)，觸發(fā)脈沖要求：；采用寬度大于的寬脈沖或后沿固定、前沿可調(diào)、最大寬度可達(dá)的脈沖列觸發(fā)。（2）如果正負(fù)半周波形不對(duì)稱，則輸出電流為單向脈沖波，有很大直流分量，會(huì)對(duì)電機(jī)、電源變壓器類小電阻、大電感負(fù)載帶來嚴(yán)重危害，此時(shí)應(yīng)考慮改用寬脈沖觸發(fā)方式。2交交變頻電路最高輸出頻率與輸入頻率之間有何約束關(guān)系？限制輸出頻率提高的因素是什么？答：一般來講，構(gòu)成交交變頻電路的兩組變流電路的脈波數(shù)越多，最高輸出頻率就越高。當(dāng)交交變頻電路中采用常用的6脈沖波三相橋式整流電路時(shí)，最高輸出頻