電力電子技術考點總結

1、電力電子技術考點總結第1章緒論1. 什么是電力電子技術？(P1)答：電力電子技術就是應用于電力領域的電子技術。電子技術包括信息電子技術和電力電子技術。2. 電力變換分類？及其含義和主要作用？(P1)答：電力變換分為四類：交流變直流、直流變交流、直流變直流、交流變交流。輸輸入交流(AC)直流(DC)直流(DC)整流直流斬波交流(AC)交流電力控制、變頻、變相逆變3. 電力電子技術的應用？(P6)答1一般工業(yè)2交通運輸3電力系統(tǒng)4電子裝置用電源5.家用電器6.其他。第2章電力電子器件1. 典型全控型器件的分類？(P25)答：1.門極可關斷晶閘管 2.電力晶閘管3.電力場效應晶體管 4.絕緣柵雙極晶

2、體管。第3章整流電路1. a 0 °時的整流電壓、電流中的諧波有什么規(guī)律？(P75)答：(1) m脈波整流電壓Udo的諧波次數為 mk(k = 1,2,3,)次，即倍數次；整流電流的諧波由整流電壓的諧波決定，也為 mk次。(2)當m 定時，隨諧波次數增加，諧波幅值迅速減小，表明最低次(m次)諧波是最主要的，其他次數的諧波相對較少；當負載中有電感時，負載電流諧波幅值dn的減小更為迅速。(3) m增加時，最低次諧波次數增加，且幅值迅速減小，電壓紋波因數迅速減小。2. 雙反星形電路設置平衡電抗器的作用？沒有會怎樣？(P76)答：雙反星形電路中設置電感量為Lp的平衡電抗器是為保證兩組三相半波

3、整流電路能同時導電，每組各承擔一半負載，如果 Lp同時只有一個導通，則原電路將變成六相半波整流電路。3. 逆變產生的條件？ (P84)答：(1)要有直流電動勢，其極性需和晶閘管的導通方向一致，其值應大于變流器直流側的平均電壓。(2)要求晶閘管的控制角a > n /2 , 使Ud為負值。4. 逆變失敗的原因？ (P85)答：(1)觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時、準確地給各晶閘管分配脈沖。(2)晶閘管發(fā)生故障，在應該阻斷時失去阻斷能力，或在應該導通時不能導通，造成逆變失敗。(3)在逆變工作時，交流電源發(fā)生缺相或突然消失，致使電路短路。(4)換相的裕量角不足，引起換相失敗。第4章逆變電路1.換流

4、方式分類？ (P99)答： (1)器件換流：利用全控型器件的自關斷能力進行換流。(2)電網換流：由電網提供換流電壓。(3)負載換流：由負載提供換流電壓，凡是負載電流相位超前于負載電壓相位的場合，都可以實現負載換流； 當負載為容性負載時，就可實現負載換流。 (4)強迫換流： 設置附加的換流電路，給欲關斷的晶閘管強迫 施加反向電壓或反向電流。第 5 章 直流 -直流變流電路第 6 章 交流 - 交流變流電路1. 交流調壓電路的幾個概念？ (P140)答： (1)交流電力控制電路：把兩個晶閘管反并聯后串聯在交流電路中，通過對晶閘管的控制就可以控制 交流輸出。這種電路不改變交流電的頻率。(2)交流調壓

5、電路：在每半個周波內通過對晶閘管開通相位的控制， 可以方便的調節(jié)輸出電壓的有效值。 (3)交流調功電路： 以交流電的周期為單位控制晶閘管的通斷， 改變通態(tài)周期數和斷續(xù)周期數的比，可以方便的調節(jié)輸出功率的平均值。2. 三相交流調壓電路的星形聯結電路中，根據晶閘管導通狀態(tài)分為三種情況？ (P146)答： (1)三相中各有一個晶閘管導通，這時負載相電壓就是電源相電壓。(2)兩相中各有一個晶閘管導通，另一相不導通，這時導通相的負載相電壓是電源線電壓的一半。(3)三相晶閘管均不導通，這時負載電壓為零。3. 根據導通晶閘管個數以及半個周波內電流是否連續(xù)，將0° 150°的移相范圍分為哪

6、三個階段？(P147)答：(1)0°Wa<60。范圍內，電路處于三個晶閘管導通與兩個晶閘管導通的交替狀態(tài)，每個晶閘管導通角為180° -a。=0。時是一種特殊情況，一直是三個晶閘管導通。(2)60 °wa90 °范圍內，任一時刻都有兩個晶閘管導通，每個晶閘管的導通角為120°。(3)90 ° <=加150 °范圍內，電路處于兩個晶閘管導通與無晶閘管導通的交替狀態(tài)，每個晶閘管導通角為300。-2 a,而且這個導通角被分割為不連續(xù)的兩個部分，在半周波內形成兩個斷續(xù)的波頭，各占 150° -a。電力電子課后習

7、題解答第2章電力電子器件2.3維持晶閘管導通的條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導通變?yōu)殛P斷？答：維持晶閘管導通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導通的最小電流，即維持電流。2.4圖1-43中陰影部分為晶閘管處于通態(tài)區(qū)間的電流波形，各波形的電流最大值均為Im ,試計算各波形的電流平均值Id1、Id2、Id3與電流有效值11、12、I30耳*g Jlx fl2.42c)1ImV2"4 Im sin( t)(1)0.2717Im解：a)I d1= 22t)2d(wt)號石 t 0.4767Imb)I d2=1 Im sin td(wt) 互(鼻 1)4 2 20.5434Im0.6741

8、1mI1 (Imsin t)2d(wt)12= ' 41 1c)2 Im d( t) Im Id3=2042.5上題中如果不考慮安全裕量，問100A的晶闡管能送出的平均電流Idi、G、Id3各為多少？這時，相應的電流最大值Iml、Im2、Im3各為多少？解：額定電流It(av)=100A的晶閘管，允許的電流有效值I=157A，由上題計算結果知a)b)c)329.35Imi 0.4767A,IIm2 歸 EA，Im3=2I=314Idi 0.2717ki 89.48AId2 0.543仏2126.56A1I m3 78.5I d3= 4第3章整流電路3.1單相半波可控整流電路對電感負載供

9、電，L=20Mh，U2=100V，求當0時和60時的負載電流Id,并畫出Ud與Id波形。解： 0時，在電源電壓U2的正半周期晶閘管導通時，負載電感 L儲能，在晶閘管開 始導通時刻，負載電流為零。在電源電壓 U2的負半周期，負載電感L釋放能量，晶閘管繼續(xù) 導通。因此，在電源電壓 U2的一個周期中下列方程成立：L did 、2U 2sin t dt考慮到初始條件：當t 0時id=0可解方程：Id=_(1 cos t)L1 2V2U2Id 0廠(1 cos t) d( t) g 22.51(A)Ud與Id的波形如下圖：當a=60時，在U2的正半周期60 180期間，晶閘管導通使電感L儲能，電感L儲藏

10、的能量在U2負半周期180 300期間釋放，因此在U2的一個周期中60 300期間，下列微分方程成立:L 罟2U 2sin t考慮到初始條件：當t 60時id=0可解方程得:旦亠cos t)id= dt 2其平均值為5T 2U23L(2 cos t)d( t)=11.25(A)，L值極大，當=30時，要求: 作出Ud、Id、和I2的波形; 求整流輸出平均電壓Ud、電流Id,變壓器二次電流有效值I2； 考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。解：Ud、Id、和I2的波形如下圖： 輸出平均電壓Ud、電流Id、變壓器二次電流有效值I2分別為:Ud=0.9U2cos =0.9X 100X cos

11、30 = 77.97( V) ld= Ud/R=77.97/2=38.99(A)l2=ld=38.99(A) 晶閘管承受的最大反向電壓為：2 6=100 2=141.4(V)考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為：Un =(23) X 141.4=283424(V)具體數值可按晶閘管產品系列參數選取。流過晶閘管的電流有效值為：lVT=Id/、2=27.57(A)晶閘管的額定電流為：In=(1.52) X 27.57/1.57=2635(A)具體數值可按晶閘管產品系列參數選取。303.5單相橋式全控整流電路，U2 =100V,負載R=20 丄 值極大，反電勢E=60V ,當 時，要求： 作出Ud、Id

12、和I2的波形；I2； 求整流輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次側電流有效值 考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流解：Ud、Id和I2的波形如下圖:分別為:整流輸出平均電壓Ud、電流Id、變壓器二次測電流有效值IUd=0.95cos =0.9X 100X cos30 =77.97(V)Id=(Ud一 E)/R=(77.97 一 60)/2=9(A) 12=1 d=9(A)晶閘管承受的最大反向電壓為：、2U2=100 2 =141.4(V)流過每個晶閘管的電流有效值為：Ivt=I d/ 2=6.36(A)故晶閘管的額定電壓為：Un=(23) X 141.4=283424(V)晶閘管的額

13、定電流為：I n=(1.52) X 6.36/1.57=68(A)晶閘管額定電壓和電流的具體敢值可按晶閘管產品系列參數選取3.7在三相半波整流電路中，如果a相的觸發(fā)脈沖消失，試繪出在電阻性負載和電感性負 載下整流電壓Ud的波形。解：假設 =0，當負載為電阻時，Ud的波形如下：叫叫%0亠 % %o天X八人人XJ*2"、-/J/0/當負載為電感時，Ud的波形如下：a、b兩相的自然換相點是同一點嗎?a、b兩相之間換相的的自然換相點3.9三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法, 如果不是，它們在相位上差多少度？答：三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法, 不是同一點。它們在相位上相差18

14、0。3.10有兩組三相半波可控整流電路，一組是共陰極接法，一組是共陽極接法，如果它們的觸發(fā)角都是，那么共陰極組的觸發(fā)脈沖與共陽極組的觸發(fā)脈沖對同一相來說，例如都是相，在相位上差多少度?答：相差1803.11三相半波可控整流電路，U2=100V，帶電阻電感負載，R=50,L值極大，當 =60 時，要求: 畫出Ud、Id和I VT1 的波形； 計算 Ud、Id、I dT 和 I VT。解：Ud、Id和IVT1的波形如下圖:Ud、Id、IdT和I VT分別如下Ud=1.17U2COS =1.17X 100X cos60 =58.5(V) ld= Ud/R=58.5/5=11.7(A)IdVT=ld/

15、3=11.7/3=3.9(A)IVT=Id/3=6.755(A)3.12在三相橋式全控整流電路中，電阻負載，如果有一個晶閘管不能導通，此時的整流電壓Ud波形如何？如果有一個晶閘管被擊穿而短路，其他晶閘管受什么影響？答：假設VTI不能導通，整流電壓波形如下：假設VT1被擊穿而短路，則當晶閘管 VT3或VT5導通時，將發(fā)生電源相間短路，使得VT3、VT5也可能分別被擊穿。3.13三相橋式全控整流電路，U2 =100V，帶電阻電感負載R=50，L值極大，當=60時，要求： 畫出氏、Id和I VT1 的波形 計算Ud、Id、IdT和I VT解：Ud、Id和IVT1的波形如下：o /| iii i1a*

16、Ud、Id、IdT和I VT分別如下Ud=2.345cos =2.34X 100X cos60 =117(V)ld=Ud/R=117/5=23.4(A)Idvt =1 d/3=23.4/3=7.8(A)山=人/3=23.4/3 =13.51(a)第4章逆變電路4.2換流方式各有那兒種？各有什么特點？答：換流方式有4種：器件換流：利用全控器件的自關斷能力進行換流。全控型器件采用此換流方式。電網換流：由電網提供換流電壓，只要把負的電網電壓加在欲換流的器件上即可。負載換流：由負載提供換流電壓，當負載為電容性負載即負載電流超前于負載電壓時, 可實現負載換流。強迫換流：設置附加換流電路，給欲關斷的晶閘管

17、強追施加反向電壓換流稱為強迫換 流。通常是利用附加電容上的能量實現，也稱電容換流。晶閘管電路不能采用器件換流，根據電路形式的不同采用電網換流、負載換流和強迫 換流3種方式。第5章 直流-直流變流電路5.2在圖5-1a所示的降壓斬波電路中，已知 E=200V，R=10Q,L值微大，E=30V，T=504，ton=20(E，計算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值I。解：由于L值極大，故負載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為20 2005080(V)輸出電流平均值為U 0 EmR80 30105(A)5.5在圖3-2a所示的升壓斬波電路中，已知 E=50V，L值和C值極大，R=20 Q,采用脈寬 調制控

18、制方式，當T=40宙，ton=25*時，計算輸出電壓平均值U。，輸出電流平均值10解：輸出電壓平均值為：T40U0 E50 133.3V)toff 40 25輸出電流平均值為：IU 0133-36667/AIo6.667(A)R 20第6章 交流-交流變流電路=0 °時輸出6.1 一臺調光臺燈由單相交流調壓電路供電，設該臺燈可看作電阻負載，在功率為最大值，試求功率為最大輸出功率的80%、50%時的開通角。解：=0。時的輸出電壓最大，為omax1(.2Uisin t)0U1此時負載電流最大，為U。maxI omax因此最大輸出功率為Pmax=U omax1 omax輸出功率為最大輸出功率的80%時，有:UiPmax=U omax 1 omax此時又由Uo=、0.8U 1sin 2Uo=U 2解得60.54同理，輸出功率為最大輸出功率的 50%時，有:Uo=0-5U1又由sin 2Uo=U 1，290器,6.2一單相交流調壓器，電源為工頻220V，阻感串聯作為負載，其中R=0.5 Q L=2mH。求：開通角a的變化范圍；負載電流的最大有效值；最大輸出功率及此時電源側的功率 因數；當a=p/2時，晶閘管電流有效值、晶閘管導通角和電源側功率因數。解：（1）L250 2 10 3arcta n arcta n51.5所