XX理工大學(xué) 電力電子技術(shù) 復(fù)習(xí)題答案

1、 電力電子復(fù)習(xí)題第二章：1. 晶閘管的動(dòng)態(tài)參數(shù)有斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt和通態(tài)電流臨界上升率等，若du/dt過(guò)大，就會(huì)使晶閘管出現(xiàn)_ 誤導(dǎo)通_，若di/dt過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致晶閘管_損壞_。2. 目前常用的具有自關(guān)斷能力的電力電子元件有 電力晶體管 、 可關(guān)斷晶閘管 、 功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管 、絕緣柵雙極型晶體管 幾種。簡(jiǎn)述晶閘管的正向伏安特性？答: 晶閘管的伏安特性 正向特性 當(dāng)IG=0時(shí)，如果在器件兩端施加正向電壓，則晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)，只有很小的正向漏電流流過(guò)。 如果正向電壓超過(guò)臨界極限即正向轉(zhuǎn)折電壓Ubo，則漏電流急劇增大，器件開(kāi)通 。 隨著門(mén)極電流幅值的增大，正向轉(zhuǎn)折電壓降低，晶閘管本

2、身的壓降很小，在1V左右。 如果門(mén)極電流為零，并且陽(yáng)極電流降至接近于零的某一數(shù)值IH以下，則晶閘管又回到正向阻斷狀態(tài)，IH稱為維持電流。3. 使晶閘管導(dǎo)通的條件是什么?答：使晶閘管導(dǎo)通的條件是：晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓，并在門(mén)極施加觸發(fā)電流（脈沖）?；颍簎AK>0且uGK>0。4. 在如下器件：電力二極管（Power Diode）、晶閘管（SCR）、門(mén)極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR）、電力場(chǎng)效應(yīng)管（電力MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）中，屬于半控型器件的是 SCR 。5. 晶閘管的擎住電流IL答：晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號(hào)后， 能維持導(dǎo)通所需的最

3、小電流。6. 晶閘管通態(tài)平均電流 IT(AV)答：晶閘管在環(huán)境溫度為40°C和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過(guò)額定結(jié)溫時(shí)所允許流過(guò)的最大工頻正弦半波電流的平均值。標(biāo)稱其額定電流的參數(shù)。7. 晶閘管的控制角（移相角）答：從晶閘管開(kāi)始承受正向陽(yáng)極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度,用a表示,也稱觸發(fā)角或控制角。8. 常用電力電子器件有哪些？答：不可控器件：電力二極管。 半控型器件：晶閘管。 全控型器件：絕緣柵雙極晶體管IGBT，電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管（電力MOSFET），門(mén)極可關(guān)斷晶閘管（GTO），電力晶體管。9. 電力電子器件有幾種工作狀態(tài)?（電力電子器件有哪四種工作狀態(tài)?）答：四種，即開(kāi)通、截

4、止、反向擊穿、正向擊穿。10. 維持晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷？答：維持晶閘管導(dǎo)通的條件是晶閘管的電流大于使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流。 晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷：去掉正向電壓，施加反壓，使晶閘管的電流低于維持電流。11. 簡(jiǎn)述晶閘管的正常工作時(shí)的特性。答: 當(dāng)晶閘管承受反向電壓時(shí)，不論門(mén)極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通 。 當(dāng)晶閘管承受正向電壓時(shí)，僅在門(mén)極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開(kāi)通 。 晶閘管一旦導(dǎo)通，門(mén)極就失去控制作用，不論門(mén)極觸發(fā)電流是否還存在，晶閘管都保持導(dǎo)通 。 若要使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，只能利用外加電壓和外電路的作用使流過(guò)晶閘管的電流降到接近于零

5、的某一數(shù)值以下。12. 對(duì)同一只晶閘管，維持電流IH與擎住電流IL在數(shù)值大小上有IH 小于 IL。13. 請(qǐng)?jiān)诳崭駜?nèi)標(biāo)出下面元件的簡(jiǎn)稱：電力晶體管 GTR  ；可關(guān)斷晶閘管GTO ；功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管 MOSFET ；絕緣柵雙極型晶體管 IGBT  ；IGBT是  MOSFET 和  GTR  的復(fù)合管。14. 晶閘管觸發(fā)電路的要求？ 答：晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求：1） 觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通（結(jié)合擎住電流的概念）。2） 觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅

6、度。3） 不超過(guò)門(mén)極電壓、電流和功率定額，且在可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)。4）應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。16按內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況，電力電子器件可分為單極型 、 雙極型 、復(fù)合型 三類。17. 電力二極管的主要類型？答：電力二極管的主要類型有 普通 、快恢復(fù) 、 肖特基 。18. 按照驅(qū)動(dòng)電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的性質(zhì)，可將電力電子器件分為_(kāi)電流驅(qū)動(dòng)和 電壓驅(qū)動(dòng) 兩類。第3章 ：1三相零式可控整流電路帶電阻性負(fù)載工作時(shí)，在控制角>30°時(shí)，負(fù)載電流出現(xiàn) 斷續(xù)_。晶閘管所承受的最大反向電壓為。2 單相全控橋整流電路，其輸出電壓的脈

7、動(dòng)頻率是100hz ，三相零式可控整流電路，其輸出電壓的脈動(dòng)頻率為 150hz 。3 三相半波可控整流電路，帶大電感負(fù)載，移相范圍為（90°）。4三相全控橋整流電路，帶電阻負(fù)載，控制角=30°，試畫(huà)出整流輸出電壓ud的波形，畫(huà)出晶閘管V11的電壓uv11的波形；5單相半波可控整流電路接電阻負(fù)載。=30°，畫(huà)出輸出電壓Ud和晶閘管承受的電壓Uvt波形。6 三相半波可控整流電路，變壓器二次相電壓為20V，帶大電感負(fù)載，無(wú)續(xù)流二極管，試計(jì)算時(shí)輸出電壓，如負(fù)載為200A，求晶閘管上最高電壓和晶閘管電流的平均值IdT、有效值IT。解： 7在單相半波可控整流大電感負(fù)載有續(xù)流二

8、極管的電路中，晶閘管的控制角a的最大移相范圍是多少？晶閘管的導(dǎo)通角、續(xù)流二極管的導(dǎo)通與a關(guān)系如何？答: a的最大移相范圍1800 晶閘管的導(dǎo)通角=-a 續(xù)流二極管的導(dǎo)通角=+a 8 單相全控橋式變流電路如圖所示，工作于有源逆變狀態(tài)，=60°，變壓器二次相電壓有效值U2=220V，Ed=-150V，R=l，L足夠大，試按要求完成下列各項(xiàng)：(1)畫(huà)出輸出電壓ud的波形；(2)畫(huà)出輸出電流id的波形； (3)計(jì)算輸出電流平均值Id；(4)計(jì)算晶閘管電流的平均值IdV1和有效值IV1。解：（3） （4）twwOud0Eidtpdaq =p9三相零式可控整流電路，在電阻性負(fù)載時(shí)，當(dāng)控制角30&

9、#176;，每個(gè)晶閘管的導(dǎo)通角= 120°。10 有源逆變失敗的原因？答：逆變失敗的原因 1）觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時(shí)、準(zhǔn)確地給各晶閘管分配脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時(shí)等，致使晶閘管不能正常換相。 2）晶閘管發(fā)生故障，該斷時(shí)不斷，或該通時(shí)不通。 3）交流電源缺相或突然消失。 4）換相的裕量角不足，引起換相失敗。11 在三相全控橋式有源逆變電路中，以連接于A相的共陰極組晶閘管V1為例 ，說(shuō)明其在一個(gè)周期中，導(dǎo)通及關(guān)斷期兩端承受電壓波形的規(guī)律。答:V1導(dǎo)通期間為其正向管壓降(0)為120°期間； V1關(guān)斷期間首先為承受線電壓UAB為120°期間； 之后承受線電壓UA

10、C為120°期間。12 .在三相半波整流電路中，=60°,如果a相的觸發(fā)脈沖消失，試?yán)L出在電阻性負(fù)載整流電壓ud的波形和晶閘管V1的電壓uv1的波形。13有一個(gè)三相全控橋整流電路如圖所示。已知電感負(fù)載L=0.2H、=75°、R=1、變壓器二次相電壓U2=100V。試畫(huà)出ud的波形，計(jì)算負(fù)載的平均整流電壓Ud和負(fù)載電流平均值Id，計(jì)算變壓器二次電流的有效值I2。解：L=2fL=6.28×300×0.2=376.8    >>R,可視為大電感負(fù)載。     

11、   Ud=U2cos2.34U2cos       =2.34×100×cos75°=60.56V        Id= = =60.56A   變壓器二次電流的有效值I2      I2=Id0.816Id        =0.816×60.56=49.42A14單

12、相橋式全控整流電路接阻感負(fù)載。=30°，畫(huà)出輸出電壓ud和輸出電流id的波形。15 有源逆變產(chǎn)生的條件？ 答: （1）在負(fù)載將產(chǎn)生負(fù)向電壓，且|Ud|<|Ed| （2）<9016 什么是逆變失??？如何防止逆變失??？答： 逆變運(yùn)行時(shí)，一旦發(fā)生換流失敗，外接的直流電源就會(huì)通過(guò)晶閘管電路形成短路，或者使變流器的輸出平均電壓和直流電動(dòng)勢(shì)變?yōu)轫樝虼?lián)，由于逆變電路內(nèi)阻很小，形成很大的短路電流，稱為逆變失敗或逆變顛覆。防止逆變失敗的方法有：采用精確可靠的觸發(fā)電路，使用性能良好的晶閘管，保證交流電源的質(zhì)量，留出充足的換向裕量角等。17有一單相半波相控整流電路，負(fù)載電阻Rd=10，直接接

13、到交流220V電源上，如圖所示。在控制角=60°時(shí)，求輸出電壓平均值Ud、輸出電流平均值Id，并選擇晶閘管元件（考慮兩倍裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流）。解： 晶閘管承受的最大電壓311×2622V 選800V7.425×214.85A 選20A18 有一個(gè)三相半波可控整流電路如圖所示。已知帶大電感負(fù)載，a=45°，R=2變壓器二次相電壓U2=380V。試(1) 計(jì)算負(fù)載的平均整流電壓Ud和負(fù)載電流Id。(2) 計(jì)算晶閘管電流的有效值IV1。(3) 按裕量系數(shù)2確定晶閘管的額定電壓。 解：（1） (2) (3)   選晶閘管的額

14、定電壓為2000V19 在三相全控橋式有源逆變電路中，直流側(cè)輸出電流電壓Ud=_-2.34 U2_cos。（電路中電感L足夠大且電流連續(xù)，設(shè)變壓器二次側(cè)相電壓有效值為U2）20在三相橋式全控整流電路中，電阻負(fù)載，假設(shè)VT1不能導(dǎo)通，畫(huà)出整流電壓ud波形。（5分） 21單相全控橋式整流電路接大電感負(fù)載。已知R=10，a=45°，U2=100V，試回答： （1） 計(jì)算輸出整流電壓Ud，輸出電流平均值Id；（2） 計(jì)算晶閘管電流的有效值IV1;（3） 按裕量系數(shù)2確定晶閘管的額定電流。答: (1)(2) (3) 2×2.85=5.7(A) 選額定電流

15、為10(A)的晶閘管。22控制角與逆變角之間的關(guān)系為 =- 。23三相全控橋式整流電路在運(yùn)行中，當(dāng)晶閘管觸發(fā)脈沖丟失或電源缺相，將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象，如果是逆變電路又將如何？答：（1）丟失一只晶閘管上的觸發(fā)脈沖時(shí)； 會(huì)使輸出電壓波形缺少2個(gè)波頭，在電流連續(xù)的情況下輸出電壓約降低1/3。 某一已導(dǎo)通的晶閘管會(huì)關(guān)不斷二失控，從而導(dǎo)致長(zhǎng)期導(dǎo)通而可能過(guò)載損壞。（2）電源缺一相時(shí)， 會(huì)使輸出電壓波形缺少四個(gè)波頭。 在電流連續(xù)的情況下輸出電壓約降低2/3。如果是逆變電路，將造成短路故障，使逆變失敗。24分別畫(huà)三相半波整流電路電感性負(fù)載=0°和三相全控有源逆變電路電感性負(fù)載=60°的輸出電壓

16、ud波形。 25對(duì)三相橋式全控變流電路實(shí)施觸發(fā)時(shí)，如采用單寬脈沖觸發(fā)，單寬脈沖的寬度一般取 >60º 度較合適；如采用雙窄脈沖觸發(fā)時(shí)，雙窄脈沖的間隔應(yīng)為 60º 度。26在三相半波整流電路中，=90°，試?yán)L出在電阻性負(fù)載整流電壓ud和電流id的波形； 27 晶閘管觸發(fā)電路的要求？ 答：晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求：1） 觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通（結(jié)合擎住電流的概念）。2） 觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度。3） 不超過(guò)門(mén)極電壓、電流和功率定額，且在可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)。4）應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。28 阻感負(fù)載的特點(diǎn)是 電

17、流不能突變 ，在單相半波可控整流帶阻感負(fù)載并聯(lián)續(xù)流二極管的電路中，晶閘管控制角的最大移相范圍是 180 ，其承受的最大正反向電壓均為 ，續(xù)流二極管承受的最大反向電壓為（設(shè)U2為相電壓有效值）。作業(yè)：1.三相全控橋整流電路，帶電阻負(fù)載，控制角=30°，試畫(huà)出整流輸出電壓ud的波形，畫(huà)出晶閘管V11的電壓uv11的波形。2.單相半波可控整流電路接電阻負(fù)載。=30°，畫(huà)出輸出電壓Ud和晶閘管承受的電壓Uvt波形。3.在三相半波整流電路中，=90°， 試?yán)L出在電阻性負(fù)載整流電壓ud和電流id的波形。4.有一個(gè)三相半波可控整流電路。已知帶大電感負(fù)載，a=45°，R

18、=2變壓器二次相電壓U2=380V。試(1) 計(jì)算負(fù)載的平均整流電壓Ud和負(fù)載電流Id。(2) 計(jì)算晶閘管電流的有效值IV1。(3) 按裕量系數(shù)2確定晶閘管的額定電壓。5.有一單相半波相控整流電路，負(fù)載電阻Rd=10，直接接到交流220V電源上，如圖所示。在控制角=60°時(shí)，求輸出電壓平均值Ud、輸出電流平均值Id，并選擇晶閘管元件（考慮兩倍裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流）。 第4章 ：1. 確定最小逆變角min要考慮的三個(gè)因素是晶閘管關(guān)斷時(shí)間taf所對(duì)應(yīng)的電角度，安全裕量角Ø0和 換相重疊角 。2.電壓型逆變器中間直流環(huán)節(jié)以 電容 貯能。3.適用于全控型器件的換流方

19、式是 器件換流。4什么是電壓型逆變電路？有什么特點(diǎn)？答：按照逆變電路直流測(cè)電源性質(zhì)分類，直流側(cè)是電壓源的稱為逆變電路稱為電壓型逆變電路。電壓型逆變電路的主要特點(diǎn)是：直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。5.畫(huà)出負(fù)載換流電路的輸出電壓電流波形圖，并分析其工作原理。 t t t

20、tOOOOiit1b)ouoioiouVTiVT1iVT4iVT2iVT3uVT1uVT4電阻電感串聯(lián)后再和電容并聯(lián)，工作在接近并聯(lián)諧振狀態(tài)而略呈容性，電容為改善負(fù)載功率因數(shù)使其略呈容性而接入直流側(cè)串入大電感Ld， id基本沒(méi)有脈動(dòng)。t1前：VT1、VT4通，VT2、VT3斷，uo、io均為正，VT2、VT3電壓即為uo。t1時(shí)：觸發(fā)VT2、VT3使其開(kāi)通，uo加到VT4、VT1上使其承受反壓而關(guān)斷，電流從VT1、VT4換到VT3、VT2。 t1必須在uo過(guò)零前并留有足夠裕量，才能使換流順利完成。6.電流型逆變器中間直流環(huán)節(jié)以 電感 貯能。7 畫(huà)出三相橋式逆變電路圖。8畫(huà)出單相半橋電壓型逆變電

21、路原理圖，并簡(jiǎn)述其工作原理。V1和V2柵極信號(hào)在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏，兩者互補(bǔ)，輸出電壓uo為矩形波，幅值為Um=Ud/2。V1或V2通時(shí)，io和uo同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；VD1或VD2通時(shí)，io和uo反向，電感中貯能向直流側(cè)反饋。VD1、VD2稱為反饋二極管,它又起著使負(fù)載電流連續(xù)的作用?；蛘撸ㄔO(shè)開(kāi)關(guān)器件V1和V2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)各有半周正偏、半周反偏，且兩者互補(bǔ)。設(shè)t2時(shí)刻以前V1為通態(tài)，V2為斷態(tài)。t2時(shí)刻給V1關(guān)斷信號(hào)，給V2開(kāi)通關(guān)斷信號(hào)，則V1關(guān)斷，但感性負(fù)載中的電流i0不能立即改變方向，于是VD2導(dǎo)通續(xù)流。當(dāng)t3時(shí)刻i0降為0時(shí)，VD2截止，V2開(kāi)通，i0反向

22、。同樣，在t4時(shí)刻給V2關(guān)斷信號(hào)，給V1開(kāi)通關(guān)斷信號(hào)后，V2關(guān)斷，VD1先續(xù)流，t5時(shí)刻V1才開(kāi)通。）9 逆變器按直流側(cè)提供的電源的性質(zhì)來(lái)分，可分為 電壓 型逆變器和 電流 型逆變器。10 電壓型三相橋式逆變電路的每只晶閘管導(dǎo)電的角度是 180° 度。11 通常變流電路實(shí)現(xiàn)換流的方式有 器件換流 、 電網(wǎng)換流 、 負(fù)載換流 、 強(qiáng)迫換流 四種。12高壓直流輸電系統(tǒng)原理如圖所示，若使功率從左向右傳輸，變流器、分別工作于什么狀態(tài)?控制角如何?輸出電壓大小、極性如何? 答：變流器工作在整流狀態(tài)，1<90o，變流器分別工作在逆變狀態(tài), 2>90o。Ud1上正下負(fù)。Ud2上正下負(fù)。

23、Ud1> Ud2。13180°導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在  同一橋臂  上的上、下二個(gè)元件之間進(jìn)行；而120o導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在 不同橋臂上的元件之間進(jìn)行的。14在無(wú)源逆變器中，為使晶閘管可靠關(guān)斷，常采用_負(fù)載換流_和_強(qiáng)迫換流_兩種。15將直流電變?yōu)轭l率、電壓可調(diào)的交流電稱為逆變， 交流測(cè)接電源 稱為有源逆變。16為保證晶閘管安全可靠工作，需對(duì)它進(jìn)行過(guò)電壓、過(guò)電流保護(hù)及 吸收電路 保護(hù)。17畫(huà)出單相全橋逆變電路的原理圖和采用移相調(diào)壓方式時(shí)的控制信號(hào)波形圖、輸出電壓波形圖，并分析其工作原理。工作原理： V1， V4導(dǎo)

24、通, U0=Ud V1， VD3導(dǎo)通, U0=0 VD2， VD3導(dǎo)通, U0=-Ud V3， V2導(dǎo)通, U0=-Ud V2， VD4導(dǎo)通, U0=0 VD1， VD4導(dǎo)通, U0=Uduo成為正負(fù)各為的脈沖，改變 即可調(diào)節(jié)輸出電壓有效值。18.在橋式全控有源逆變電路中，理論上逆變角的范圍是_0º 90º 。19畫(huà)出單相半橋逆變電路的原理圖和輸出電壓電流波形圖，并分析其工作原理。V1和V2柵極信號(hào)在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏，兩者互補(bǔ)，輸出電壓uo為矩形波，幅值為Um=Ud/2。V1或V2通時(shí)，io和uo同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；VD1或VD2通時(shí)，io和uo反向，

25、電感中貯能向直流側(cè)反饋。VD1、VD2稱為反饋二極管,它又起著使負(fù)載電流連續(xù)的作用。20三相電壓型逆變電路中，每個(gè)橋臂的導(dǎo)電角度為 180 ，各相開(kāi)始導(dǎo)電的角度依次相差 120 ，在任一時(shí)刻，有 3 個(gè)橋臂導(dǎo)通。21無(wú)源逆變電路和有源逆變電路有何不同？ 答：交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變，交流側(cè)接負(fù)載，為無(wú)源逆變。22. 全橋逆變電路輸出交流電壓的幅值Um為 1 （填上倍數(shù)）Ud 。 23電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過(guò)程稱為換流，從大的方面，換流可以分為兩類，即外部換流和 自換流 ，進(jìn)一步劃分，前者又包括 電網(wǎng)換流 和 負(fù)載換流 兩種換流方式，后者包括 器件換流 和 強(qiáng)迫換流 兩種換流方式。24

26、半橋逆變電路輸出交流電壓的幅值Um為 0.5 Ud ，全橋逆變電路輸出交流電壓的幅值Um為 1 Ud 。第5章 ：1、直流斬波電路按照輸入電壓與輸出電壓的高低變化來(lái)分類有 降壓 斬波電路； 升壓 斬波電路； 升降壓 斬波電路。2對(duì)于橋式可逆斬波電路，若需使電動(dòng)機(jī)工作于正轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)，試分析此時(shí)電路的工作情況，并繪制相應(yīng)的電流流通路徑圖，同時(shí)標(biāo)明電流流向。解：需使電動(dòng)機(jī)工作于正轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由V3和VD3構(gòu)成的降壓斬波電路工作，此時(shí)需要V2保持導(dǎo)通，與V3和VD3構(gòu)成的降壓斬波電路相配合。 當(dāng)V3導(dǎo)通時(shí)，電源向M供電，使其反轉(zhuǎn)電動(dòng)，電流路徑如下圖： 當(dāng)V3關(guān)斷時(shí)，負(fù)載通過(guò)VD3續(xù)流，電流路徑如下圖

27、：3、分析Cuk斬波電路的工作原理。Cuk斬波電路工作原理 V導(dǎo)通時(shí)，EL1V回路和RL2CV回路分別流過(guò)電流。 V關(guān)斷時(shí)，EL1CVD回路和RL2VD回路分別流過(guò)電流。 輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。 基本的數(shù)量關(guān)系 C的電流在一周期內(nèi)的平均值應(yīng)為零，即得從而可得由L1和L2的電壓平均值為零，可得出輸出電壓Uo與電源電壓E的關(guān)系 4 如圖所示斬波電路，直流電源電壓E=100V，斬波頻率f=1kHz。若要求輸出電壓ud的平均值=25V75V可調(diào)，試計(jì)算斬波器V的占空比的變化范圍以及相應(yīng)的斬波器V的導(dǎo)通時(shí)間t0n的變化范圍。解： 5分析下圖所示斬波電路的基本工作原理。 形狀Q是可以代替什么元

28、件?解：Q通時(shí)，E向L充電，充電電流恒為I1，同時(shí)C的電壓向負(fù)載供電，因C值很大，輸出電壓uo為恒值，記為Uo。設(shè)Q通的時(shí)間為ton，此階段L上積蓄的能量為 Q斷時(shí)，E和L共同向C充電并向負(fù)載R供電。設(shè)Q斷的時(shí)間為toff，則此期間電感L釋放能量為穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中L積蓄能量與釋放能量相等:=T/toff>1，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路.形狀Q是可以代替晶閘管或全控型器件。6下圖所示的降壓斬波電路中，E100V，L100mH，R0.5，EM10V，采用脈寬調(diào)制控制方式，T20s，當(dāng)Ton4s時(shí)。求：1、 輸出電壓平均值Uo；2、 輸出電流平均值Io；3、 并判斷負(fù)載

29、電流是否連續(xù)。m=0.1=0. 2 當(dāng)ton=4s時(shí)，有=0.0001ar=0.00002 由于=0.2>m所以輸出電流連續(xù)。 此時(shí)輸出平均電壓為Uo =20(V) 輸出平均電流為Io =20(A) 7.畫(huà)出升壓斬波電路的原理圖和輸出電流波形圖，并分析其工作原理。V通時(shí)，E向L充電，充電電流恒為I1，同時(shí)C的電壓向負(fù)載供電，因C值很大，輸出電壓uo為恒值，記為Uo。設(shè)V通的時(shí)間為ton，此階段L上積蓄的能量為 。V斷時(shí)，E和L共同向C充電并向負(fù)載R供電。設(shè)V斷的時(shí)間為toff，則此期間電感L釋放能量為 。 穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中L積蓄能量與釋放能量相等 = T/toff>1，輸出電壓

30、高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。8. 畫(huà)出降壓斬波電路的原理圖和輸出電壓電流波形圖（電流連續(xù)），并分析其工作原理。l 工作原理 t=0時(shí)刻驅(qū)動(dòng)V導(dǎo)通，電源E向負(fù)載供電，負(fù)載電壓uo=E，負(fù)載電流io按指數(shù)曲線上升；t=t1時(shí)刻控制V關(guān)斷，負(fù)載電流經(jīng)二極管VD續(xù)流，負(fù)載電壓uo近似為零，負(fù)載電流呈指數(shù)曲線下降。為了使負(fù)載電流連續(xù)且脈動(dòng)小通常使串接的電感L值較大 。9如圖所示為一降壓斬波電路，試畫(huà)出輸出電壓u0和輸出電流i0的波形(電流斷續(xù))。10 交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能稱 整流 ，把一種直流電能轉(zhuǎn)換成另一種直流電能稱 直流斬波，而把直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能稱逆變 。11 .直流斬波電路按照

31、輸入電壓與輸出電壓的高低變化來(lái)分類有 降壓 斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路。12畫(huà)出升降壓斬波電路的原理圖和電源i1、電流負(fù)載i2波形圖。13.分別寫(xiě)出降壓斬波電路、升壓斬波電路和升降壓斬波電路的直流輸出電壓U0與電源電壓E的關(guān)系式。答：降壓斬波電路    升壓斬波電路    升降壓斬波電路14降壓斬波電路，已知E=200V，R=10，L值極大。采用脈寬調(diào)制控制方式，當(dāng)控制周期T=50s，全控開(kāi)關(guān)VT的導(dǎo)通時(shí)間ton=20s，試完成下列各項(xiàng)要求。畫(huà)出降壓斬波電路圖計(jì)算穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出電壓的平均值UO、輸出電流的平均值IO。解： 15. 升壓斬波電路的典

32、型應(yīng)用有 直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng) 和 單向功率因素校正 等。1、直流斬波電路按照輸入電壓與輸出電壓的高低變化來(lái)分類有 降壓 斬波電路； 升壓 斬波電路； 升降壓 斬波電路。第6、 七章：1.交交變頻電路（采用三相橋式整流電路）的最高輸出頻率是多少？制約輸出頻率提高的因素是什么？答：一般來(lái)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脈波三相橋式整流電路時(shí)，最高輸出頻率不應(yīng)高于電網(wǎng)頻率的1/31/2Error! No bookmark name given.。當(dāng)電網(wǎng)頻率為50Hz時(shí)，交交變頻電路輸出的上限頻率為20Hz左右。當(dāng)輸出頻率增高時(shí)，輸出電壓一周

33、期所包含的電網(wǎng)電壓段數(shù)減少，波形畸變嚴(yán)重，電壓波形畸變和由此引起的電流波形畸變以及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)是限制輸出頻率提高的主要因素。2單相交流調(diào)壓電路帶阻感負(fù)載，當(dāng)控制角aj(j=arctan(wL/R) )時(shí),VT1的導(dǎo)通時(shí)間 大于 ,VT2的導(dǎo)通時(shí)間小于 。3根據(jù)載波和信號(hào)波是否同步及載波比的變化情況，PWM調(diào)制方式可分為 同步調(diào)制和異步調(diào)制。一般為綜合兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，在低頻輸出時(shí)采用方法是 異步調(diào)制 。4改變頻率的電路稱為變頻電路，變頻電路有交交變頻電路和 交直交 電路兩種形式，前者又稱為直接變頻，后者也稱為間接變頻。5什么叫交交變頻電路？ 答：晶閘管交交變頻電路，也稱周波變流器(Cyclo

34、convertor)。交交變頻電路把電網(wǎng)頻率的交流電變成可調(diào)頻率的交流電，屬于直接變頻電路。6什么是電壓型逆變電路？有什么特點(diǎn)？答：按照逆變電路直流測(cè)電源性質(zhì)分類，直流側(cè)是電壓源的稱為逆變電路稱為電壓型逆變電路。電壓型逆變電路的主要特點(diǎn)是：直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管

35、。7. 改變SPWM逆變器中的調(diào)制比，可以改變_ 輸出電壓基波_的幅值。8.交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路有什么區(qū)別？ 答：交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路的電路形式完全相同，二者的區(qū)別在于控制方式不同。交流調(diào)壓電路是在交流電源的每個(gè)周期對(duì)輸出電壓波形進(jìn)行控制。而交流調(diào)功電路是將負(fù)載與交流電源接通幾個(gè)周波，再斷開(kāi)幾個(gè)周波，通過(guò)改變接通周波數(shù)與斷開(kāi)周波數(shù)的比值來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率。9、一臺(tái)工業(yè)爐原由額定電壓為單相交流220供電，額定功率為10千瓦?，F(xiàn)改用雙向晶閘管組成的單相交流調(diào)壓電源供電，如果正常工作時(shí)負(fù)載只需要5千瓦。試問(wèn)雙向晶閘管的觸發(fā)角應(yīng)為多少度？試求此時(shí)的電流有效值，以及電源側(cè)的功率因數(shù)值

36、。  解： 此時(shí)負(fù)載電流最大，為 因此最大輸出功率為 輸出功率為最大輸出功率的50時(shí)，有： 又 得 10.交流調(diào)功電路的調(diào)節(jié)方式。答：將負(fù)載與電源接通幾個(gè)周波，再斷開(kāi)幾個(gè)周波，改變通斷周波數(shù)的比值來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率，因其直接調(diào)節(jié)對(duì)象是電路的平均輸出功率,所以稱為交流調(diào)功電路。11. 已知自耦變壓器基本繞組為1-0，調(diào)整繞組1-3與1-2之間的匝數(shù)是1-0的10。試分析圖示兩組反并聯(lián)晶閘管組成的電路，是如何實(shí)現(xiàn)在輸入電壓波動(dòng)時(shí)，使輸出電壓0保持穩(wěn)定？      解： 通過(guò)對(duì)電壓檢測(cè)，實(shí)施對(duì)兩組反并聯(lián)晶閘管門(mén)極予以控制。例如：輸入電壓高于1

37、0%時(shí)，讓VT1、VT2這組反并聯(lián)的晶閘管的觸發(fā)脈沖移到180°，使它不輸出電壓，而讓VT3、VT4這組反并聯(lián)晶閘管的觸發(fā)脈沖移到0°，使他們分別在正負(fù)半周全導(dǎo)通時(shí)輸出電壓降低；當(dāng)輸入電壓低于額定值10%時(shí)，讓VT1、VT2這組反并聯(lián)晶閘管的觸發(fā)脈沖移到0°，使他們分別在正負(fù)半周全導(dǎo)通。讓VT3、VT4反并聯(lián)晶閘管的觸發(fā)脈沖移到180°使他們截止，從而使輸出電壓提高10%，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。12一單相交流調(diào)壓器，電源為工頻220V，阻感串聯(lián)作為負(fù)載，其中R=1，L=2mH。試求：開(kāi)通角的變化范圍；負(fù)載電流的最大有效值；最大輸出功率及此時(shí)電源側(cè)的功率因數(shù)。解：負(fù)載阻抗角為：=arctan（）=arctan（）= 0.5610 開(kāi)通角的