電力電子技術(shù)考點總結(jié)

1、電力電子技術(shù)考點總結(jié)第1章緒論1. 什么是電力電子技術(shù)？（P1）答：電力電子技術(shù)就是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。電子技術(shù)包括信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)。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。輸出輸入交流（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(shù)的應(yīng)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(guān)斷晶閘管 2.電力晶閘管3.電力場效應(yīng)晶體管 4.

2、絕緣柵雙極晶體管。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(shù)為 mk（k = 1,2,3,）次，即 m的倍數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)增加，且幅值迅速減小，電壓紋波因數(shù)迅速減小。2. 雙反星形電路設(shè)置平衡電抗器的作用？沒有會怎樣？（P76）答：雙反星形電路中設(shè)置電感量為 Lp的平衡電

3、抗器是為保證兩組三相半波整流電路能同時導(dǎo)電，每組各承擔一半負載，如果Lp同時只有一個導(dǎo)通，則原電路將變成六相半波整流電路。3. 逆變產(chǎn)生的條件？（P84）答：（1）要有直流電動勢，其極性需和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流器直流側(cè)的平均電壓。（2）要求晶閘管的控制角a > n /2，使U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(yīng)該阻斷時失去阻斷能力，或在應(yīng)該導(dǎo)通時不能導(dǎo)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

4、電路1.換流方式分類？ （P99）答：（1）器件換流：利用全控型器件的自關(guān)斷能力進行換流。（2）電網(wǎng)換流：由電網(wǎng)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(xiàn)負載換流； 強迫換流：設(shè)置附加的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強當負載為容性負載時，就可實現(xiàn)負載換流。 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(diào)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(lián)后串聯(lián)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(diào)壓電路：在每半個周波內(nèi)

5、通過對晶閘管開通相位的控制，可以方便的調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值。（3）交流調(diào)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(shù)和斷續(xù)周期數(shù)的比，可以方便的調(diào)節(jié)輸出功率的平均值。2. 三相交流調(diào)壓電路的星形聯(lián)結(jié)電路中，根據(jù)晶閘管導(dǎo)通狀態(tài)分為三種情況？（P146）答：（1）三相中各有一個晶閘管導(dǎo)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(dǎo)通， 另一相不導(dǎo)通，這時導(dǎo)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(dǎo)通，這時負載電壓為零。3. 根據(jù)導(dǎo)通晶閘管個數(shù)以及半個周波內(nèi)電流是否連續(xù)，將0° 150°的移相范圍分為哪三個階段？（P147）答：

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

7、#176; - a。電力電子課后習題解答第2章電力電子器件2.3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)通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流，即維持電流。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與電流有效值丨1、I 2、I2.43o2n解:a)It) 空(一21)0.2717 Im2 2Im sin(d1=2-1、2、d1、d2、H(Imsin t)2d(wt)號柱1 =0.4767Im2b)d2=1Im sin td (wt)2420.54341mc)

8、1 (Imsin t)2d(wt)I2=d3'Im d( t) 丄向4Im2d( t) 1Im22Im ：310.6741Im2422.5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5、Id2、Id3各為多少？這時，相應(yīng)的電流最大值Im、Im2、I m3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(jié)果知-329.35a） I m1 0.4767A, I d1 0.2717I m1 89.48Ab)I232.90代m2 0.6741I0.54341 m2d2m2126.56A1I m378.5c)I m3=2I=314Id

9、3=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電，L=20Mh U2=100V,求當 0時和60時的 負載電流兒，并畫出Ud與Id波形。解： 0時，在電源電壓U的正半周期晶閘管導(dǎo)通時，負載電感 L儲能，在晶閘管開始 導(dǎo)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(dǎo)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 tdt考慮到初始條件：當t 0時id=0可解方程:IdId2U (1- cos t) d( t)-2Uz 22.51(A)LL當a=60時，在U2的正半周期60 180期間，晶閘管導(dǎo)通使電感L儲能，電感L儲

10、藏的能量在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:弓2U 2sin t考慮到初始條件：當t 60時i d=0可解方程得:2U2 1-(cos t)id= dt 2其平均值為1 5r 2U2 12U23( cos t)d( t)= 11.25(A)i _23 L 22 LI d=3此時Ud與i d的波形如下圖：kr/叫f fL /*1rv1A/ 氣十*J*3.3單相橋式全控整流電路，U2=100V,負載中R=20 ，L值極大，當 =30時，要求: 作出Ud、Id、和丨2的波形； 求整流輸出平均電壓 U、電流Id，變壓器二次電流有效值丨2 ；

11、考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。 解：Ud、Id、和丨2的波形如下圖：輸出平均電壓U、電流Id、變壓器二次電流有效值丨2分別為:Ud=0.9U2cos =0.9 X 100X cos 30 = 77.97 (V)Id= Ud/R=77.97/2=38.99(A)I2=ld=38.99(A)晶閘管承受的最大反向電壓為:.2 U2=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(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。流過晶閘管的電流有效值為：IVT=Id/ 2 =27.57(A)晶閘管的額定電流為：In=(1.52) X

12、 27.57/1.57=2635(A)30具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。3.5單相橋式全控整流電路，U2=100V,負載R=20 ,L值極大，反電勢E=60V當時，要求： 作出Ud、Id和丨2的波形； 求整流輸出平均電壓 U、電流Id，變壓器二次側(cè)電流有效值丨2； 考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。解：Ud、Id和丨2的波形如下圖：整流輸出平均電壓U、電流I d、變壓器二次測電流有效值I分別為:d=0.9U2COS =O.9X 100X cos 30 =77.97(V)d=(Ud一 E)/R=(77.97 一 60)/2=9(A)2=I d=9(A)晶閘管承受的最大反向電壓為

13、：2 U2=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)晶閘管的額定電流為：In=(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(chǎn)品系列參數(shù)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(shè) =0，當負載為電阻時，U的波形如下:當負載為電感時，Ud的波形如下:3.9三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法，a、b兩相的自然換相點是同一點嗎? 如果不是，它們在相位

14、上差多少度？a、b兩相之間換相的的自然換相點答：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1803.10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，U=100V,帶電阻電感負載，R=50 ，L值極大，當 時，要求： 畫出Ud、Id和IVT1的波形； 計算 Ud> I d、I dT和 I VTo解：U I d和IVT1的波形如下圖:Ud> I d、I dT和I VT分別如下Ud=

15、1.17U2COS =1.17 X 100X COS60 =58.5(V)Id= U/R=58.5/5=11.7(A)IdVT=Id/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(dǎo)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(shè)VTI不能導(dǎo)通，整流電壓波形如下：nrxx/A VoJ"J八亠人/J/./J假設(shè)VT1被擊穿而短路，則當晶閘管VT3或VT5導(dǎo)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=100

16、V,帶電阻電感負載R=50 ，L值極大，當 =60 時，要求： 畫出Ud、Id和IVT1的波形 計算Ud、I d、I dT和I VT解：Ud、I d和IVT1的波形如下：Ud> I d、I dT和I VT分別如下Ud=2.34U2COS =2.34 X 100X cos60 =117(V)Id=U/R=117/5=23.4(A)Idvt=I d/3=23.4/3=7.8(A)IvT=Id/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(guān)斷能力進行換流。全控型器件采用此換流方式。 電網(wǎng)換流

17、：由電網(wǎng)提供換流電壓，只要把負的電網(wǎng)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(xiàn)負載換流。強迫換流：設(shè)置附加換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管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(xiàn)，也稱電容換流。晶閘管電路不能采用器件換流，根據(jù)電路形式的不同采用電網(wǎng)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=50卩s，ton=20卩s，計算輸出電壓平均值U0，輸出電流平均值I o。解：由于L值極大，故負載電流連

18、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=20Q，采用脈 寬調(diào)制控制方式，當T=40卩s，切=25卩s時，計算輸出電壓平均值U。，輸出電流平均值丨。解：輸出電壓平均值為：U0 E 4050 133.3V)toff 40 25輸出電流平均值為:U。133.3206.667(A)第6章 交流-交流變流電路=0時輸出6.1 一臺調(diào)光臺燈由單相交流調(diào)壓電路供電，設(shè)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%寸的開通角 。解：=0時

19、的輸出電壓最大，為I1( 2U1sin t) U1omaL此時負載電流最大，為U。maxomaL因此最大輸出功率為Ui2P此時maXU)max I oma= RUo=0.8Ui又由sin 2Uo=U廠2ma=U0max Iomax輸出功率為最大輸出功率的80%寸，有:解得60.54同理，輸出功率為最大輸出功率的 50%寸，有:Uo=0.5U1又由sin 2Uo=U廠2906.2 一單相交流調(diào)壓器，電源為工頻220V,阻感串聯(lián)作為負載，其中R=0.5Q, L=2mH試 求：開通角的變化范圍；負載電流的最大有效值；最大輸出功率及此時電源側(cè)的功率因數(shù)；當 =/2時，晶閘管電流有效值、晶閘管導(dǎo)通角和電源側(cè)功率因數(shù)。3L250 2 10 3arcta narct