思考習(xí)題與習(xí)題答案 (2)

1、第4章 思考題與習(xí)題 什么是電壓型和電流型逆變電路各有何特點(diǎn)答：按照逆變電路直流側(cè)電源性質(zhì)分類，直流側(cè)為電壓源的逆變電路稱為電壓型逆變電路，直流側(cè)為電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路。電壓型逆變電路的主要特點(diǎn)是：（1） 直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當(dāng)于電壓源。直流電壓基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。（2） 由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)電壓波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無關(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，其波形接近于三角波或正弦波。（3） 當(dāng)交流側(cè)為阻感性負(fù)載時(shí)，需提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用，為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各

2、臂都并聯(lián)了二極管。（4） 逆變電路從直流側(cè)向交流側(cè)傳送的功率是脈動的，因直流電壓無脈動，故功率的脈動是由交流電壓來提供。（5） 當(dāng)用于交直交變頻器中，負(fù)載為電動機(jī)時(shí)，如果電動機(jī)工作在再生制動狀態(tài)，就必須向交流電源反饋能量。因直流側(cè)電壓方向不能改變，所以只能靠改變直流電流的方向來實(shí)現(xiàn)，這就需要給交直整流橋再反并聯(lián)一套逆變橋。電流型逆變電路的主要特點(diǎn)是：（1） 直流側(cè)串聯(lián)有大電感，相當(dāng)于電流源，直流電流基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)高阻抗。（2） 因?yàn)楦鏖_關(guān)器件主要起改變直流電流流通路徑的作用，故交流側(cè)電流為矩形波，與負(fù)載性質(zhì)無關(guān)，而交流側(cè)電壓波形和相位因負(fù)載阻抗角的不同而不同。（3） 直流側(cè)電感起緩沖

3、無功能量的作用，因電流不能反向，故可控器件不必反并聯(lián)二極管。（4） 當(dāng)用于交直交變頻器且負(fù)載為電動機(jī)時(shí)，若交直變換為可控整流，則很方便地實(shí)現(xiàn)再生制動。 電壓型逆變電路中的反饋二極管的作用是什么答：在電壓型逆變電路中，當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。當(dāng)輸出交流電壓與電流的極性相同時(shí)，電流經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，而當(dāng)輸出電壓與電流極性相反時(shí)，由反饋二極管提供電流通道。為什么在電流型逆變電路的可控器件上要串聯(lián)二極管解：由于全電路開關(guān)管采用自關(guān)斷器件，其反向不能承受高電壓，所以需要在各開

4、關(guān)器件支路串入二極管。 三相橋式電壓型逆變電路采用180°導(dǎo)電方式，當(dāng)其直流側(cè)電壓Ud=100V時(shí)。（） 求輸出相電壓基波幅值和有效值（） 求輸出線電壓基波幅值和有效值（）輸出線電壓中五歡諧波的有效值。解：輸出相電壓基波幅值 輸出相電壓基波有效值 輸出線電壓基波幅值 輸出線電壓基波有效值 輸出線電壓中5次諧波 輸出線電壓中5次諧波有效值 全控型器件組成的電壓型三相橋式逆變電路能否構(gòu)成導(dǎo)電型為什么解：全控型器件組成的電壓型三相橋式逆變電路能構(gòu)成導(dǎo)電型。由于三相橋式逆變電路每個(gè)橋臂導(dǎo)通，同一相上下兩臂的導(dǎo)通有間隔，各相導(dǎo)通依次相差，且不存在上下直通的問題，所以其能構(gòu)成導(dǎo)電型。但當(dāng)直流電壓

5、一定時(shí)，其輸出交流線電壓有效值比 180°導(dǎo)電型低得多，直流電源電壓利用率低。 并聯(lián)諧振型逆變電路利用負(fù)載電壓進(jìn)行換流，為了保證換流成功應(yīng)滿足什么條件答：為了保證電路可靠換流，必須在輸出電壓u0過零前t時(shí)刻觸發(fā)T2、T3，稱t為觸發(fā)引前時(shí)間。為了安全起見，必須使 式中k為大于1的安全系數(shù)，一般取為23。 試說明PWM控制的工作原理。答：將一個(gè)任意波電壓分成N等份，并把該任意波曲線每一等份所包圍的面積都用一個(gè)與其面積相等的等幅矩形脈沖來代替，且矩形脈沖的中點(diǎn)與相應(yīng)任意波等份的中點(diǎn)重合，得到一系列脈沖列。這就是PWM波形。但在實(shí)際應(yīng)用中，人們采用任意波與等到腰三角形相交的方法來確定各矩形

6、脈沖的寬度。PWM控制就是利用PWM脈沖對逆變電路開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來代替所需要的波形。單極性和雙極性 PWM調(diào)制有什么區(qū)別解：單極性控制方式在調(diào)制信號的正半個(gè)周期或負(fù)半個(gè)周期內(nèi)，三角波載波是單極性輸出的，所得的波也是單極性范圍內(nèi)變化的。而雙極性控制方式中，三角波載波始終是有正有負(fù)，而輸出的波是雙極性的。 試說明PWM控制的逆變電路有何優(yōu)點(diǎn)答：PWM電路優(yōu)點(diǎn)如下：（1）可以得到所需波形的輸出電壓，滿足負(fù)載需要；（2）整流電路采用二極管整流，可獲得較高的功率因數(shù)；（3）只用一級可控的功率環(huán)節(jié)，電路結(jié)構(gòu)簡單；（4）通過對輸出脈沖的寬度控

7、制就可以改變輸出電壓的大小，大大的加快了逆變器的響應(yīng)速度。 圖題所示的全橋逆變電路，如負(fù)載為 RLC串聯(lián)，R10，L mH，C=159 F，逆變器頻率f100 HZ，Ud110 V、求：（1）基波電流的有效值；（2）負(fù)載電流的諧波系數(shù)。圖題解：（1）基波電壓的有效值為：基波時(shí)的負(fù)載阻抗： 基波電流的有效值為：（2）其主要的諧波是三次諧波與五次諧波，對應(yīng)的負(fù)載阻抗分別為：其電流諧波系數(shù)分別為：。 在圖所示的單相全橋逆變電路中，直流電源Ud=300 V，向R5，L 的阻感性負(fù)載供電。若輸出波形為近似方波，占空比D= ，工作頻率為 60 HZ，試確定負(fù)載電流波形，并分析諧波含量。計(jì)算時(shí)可略去換相的影響和逆變電路的損耗