電力電子專業(yè)技術(shù)答案第五版(全)

1、電子電力課后習(xí)題答案第一章電力電子器件1.1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：晶閘管承受正相陽極電壓，并在門極施加觸發(fā)電流（脈沖）或者UAk0且UG01.2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。1.3圖143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(jì)算各波形的電流平均值Id1、Id2、Id3與電流有效值丨1、丨2、丨3Im,試計(jì)算各波形的電流平均值Id1、Id2、Id3與電流有效值丨1、丨2、丨31解：a)IId1=2二兀Imv24Imsi

2、n(t)(1)-0.2717Im2二2fJ補(bǔ)(Imsinwt)2d(wt)1=：20.4767Imb)Ib)I丄-Imsintd(wt)二四(一21)=0.54341md2=二t22I,I,-(Imsint)2d(wt)=4.2Im31ITi42:0.6741Imc)II1d3=2二112Imdft)Im0/4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(shí)，相應(yīng)的電流最大值Im、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(jì)算結(jié)果知a)Ia)I329.35m10.4767A,Id10.27

3、171m189.48Ab)I232.90代m20.6741d2：0.5434仁T26.56Ac)Im=2l=314Id3=4GT0和普通晶閘管同為PNPN吉構(gòu)，為什么GTC能夠自關(guān)斷，而普通晶閘管不能？答：GTO和普通晶闡管同為PNPN吉構(gòu)，由P1N1P2和N1P2N2勾成兩個(gè)晶體管VI、V2,分別具有共基極電流增益：1和2，由普通晶闡管的分析可得，1*2=1是器件臨界導(dǎo)通的條件。/叱21|嗎個(gè)等殺詁體管過飽別j導(dǎo)逍；：1乜2Id、IdT和IVTo解：Ud、Id和IVT1的波形如下圖:axUdId、IdT和IVT分別如下Ud=1.17U2COS：=1.17X100XCOS60=58.5(V)I

4、d=Ud/R=58.5/5=11.7(A)IdVT=Id/3=11.7/3=3.9(A)IVT=Id/3=6.755(A)12.在三相橋式全控整流電路中，電阻負(fù)載，如果有一個(gè)晶閘管不能導(dǎo)通，此時(shí)的整流電壓Ud波形如何？如果有一個(gè)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：d1EHYvx/v07/vV嚴(yán)v；/卜A/k/mswx假設(shè)VT1被擊穿而短路，則當(dāng)晶閘管VT3或VT5導(dǎo)通時(shí)，將發(fā)生電源相間短路，使得VT3VT5也可能分別被擊穿。三相橋式全控整流電路，U2=100V,帶電阻電感負(fù)載R=50，L值極大，當(dāng)=60時(shí)，要求：畫出Ud、Id和Ivti的波形計(jì)算

5、UdId、IdT和IVT解：Ud、Id和Ivti的波形如下：Ud、Id、IdT和IVT分別如下Ud=2.34U2COS：=2.34X100Xcos60=117(V)Id=ll/R=117/5=23.4(A)Idvt=Id/3=23.4/3=7.8(A)IvT=Id/3=23.4/3=13.51(A)單相全控橋，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，R=t1,L=：,E=40VU2=100V,LB=0.5Mh,當(dāng)=60時(shí)，求U、Id與的數(shù)值，并畫出整流電壓Ud的波形。解：考慮Lb時(shí)，有Ud=0.9U2COS：-UdUd=2XId/二Id=(Ud-E)/R由方程組得Ud=(二R0.9U2cos:2XbE)/(二R2X

6、b)=44.55(V)：Ud=0.455(V)Id=4.55(A)又cos：-cos(;：；*)二2IdXB/U2cos(60)=0.4798換相重疊角=61.33-60=1.33整流電壓U的波形o叫:rvJ入/ax、/三相半波可控整流電路，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，U2=100V,R=T，LB=lmH求當(dāng)=30時(shí)、E=50V時(shí)Ud、Id、的值并作出Ud與IVT1和IVT2的波形。解：考慮LB時(shí)，有：Ud=1.17U2COS：-UdAUd=3Xdd/2二Id=(Ud-E)/R解方程組得：Ud=(二R1.17U2cos：3XbE)/(2二R3Xb)=94.63(V)ld=6.7(V)Id=44.63(A

7、)又因?yàn)椋篊OS：-COS(：)=2ldXB/、6U2即得出cos(30+)=o.752換相重疊角=41.28-30=11.28Ud與|VTl和IVT2的波形如下：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐?，其整流輸出電壓中含有哪些次?shù)的諧波？其中幅值最大的是哪一次？變壓器二次側(cè)電流中含有哪些次數(shù)的諧波？其中主要的是哪兒次？答：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐?，其整流輸出電壓中含?K(K=l、2、3)次諧波，其中幅值最大的是2次諧波。變壓器二次側(cè)電流中含有2K+I(K=I、2,3)次即奇次諧波，其中主要的有3次、5次諧波。三相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)的諧波？其中幅值最大的是哪一次？變壓器二次側(cè)電流中含有

8、哪些次數(shù)的諧波？其中主要的是哪幾次？答：三相橋式全控整流電路的整流輸出電壓中含有6K(K=l、2、3)次的諧波，其中幅值最大的是6次諧波。變壓器二次側(cè)電流中含有6K+l(K=l、2、3)次的諧波，其中主要的是5、7次諧波。試計(jì)算第2.3題中丨2的3、5、7次諧波分量的有效值I23,125,127解：在第3題中己知電路為單相全控橋，其輸出電流平均值為Id=38.99(A)于是可得：I23=22Id/3：=22x38.99/3二=11.7(A)I25=22Id/5：=22x38.99/5二=7.02(A)I37=22Id/7二=22x38.99/7二=5.01(A)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電

9、路與三相橋式全控整流電路相比有何主要異同？答：帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整流電路相比有以下異同點(diǎn)：三相橋式電路是兩組三相半波電路串聯(lián)，而雙反星形電路是兩組三相半波電路并聯(lián)，且后者需要用平衡電抗器；當(dāng)變壓器二次電壓有效值U2相等時(shí)，雙反星形電路的整流電壓平均值Ud是三相橋式電路的1/2，而整流電流平均值Id是三相橋式電路的2倍。在兩種電路中，晶閘營(yíng)的導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系是一樣的，整流電壓Ud和整流電流Id的波形形狀一樣。整流電路多重化的主要目的是什么？答：整流電路多重化的目的主要包括兩個(gè)方面：一是可以使裝置總體的功率容量大，二是能夠減少整流裝置所產(chǎn)生的諧波和無功功率對(duì)電

10、網(wǎng)的干擾。十二脈波、二十四脈波整流電路的整流輸出電壓和交流輸入電流中各含哪些次數(shù)的諧波？答：12脈波電路整流電路的交流輸入電流中含有II次、13次、23次、25次等即12K_I(K=1,2,3.J次諧波，整流輸出電壓中含有12、24等即12K(K=1,2,3.J次諧波。24脈波整流電路的交流輸入電流中含有23次、25次、47次、49次等即24K-1(K=I,2,3.)次諧波，整流輸出電壓中含有24、48等即24K(K=1,2,3.)次諧波。使變流器工作于有源逆變狀態(tài)的條件是什么？答：條件有二：直流側(cè)要有電動(dòng)勢(shì)，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流電路直流側(cè)的平均電壓；aA要求晶閘管的

11、控制角2使Ud為負(fù)值。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。防止逆變夫敗的方法有：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。單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路中，當(dāng)負(fù)載分別為電阻負(fù)載或電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍分別是多少？答：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐?，?dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是0180，0180，當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相

12、范圍是090。三相橋式全控整流電路，當(dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是0120，當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是090。三相全控橋，電動(dòng)機(jī)負(fù)載，要求可逆運(yùn)行，整流變壓器的接法是D/Y-5，采用NPN鋸齒波觸發(fā)器，并附有滯后30。的R-C濾波器，決定晶閘管的同步電壓和同步變壓器的聯(lián)結(jié)形式。答：(1)考慮踞齒波底寬240;信號(hào)送a與對(duì)應(yīng)晶閘管陽極電壓U同相，同步信號(hào)USa超前對(duì)應(yīng)晶閘管陽極電壓U30共陰極組：Y/Y-4、共陽極組：Y/Y-10第3章直流斬波電路1簡(jiǎn)述圖3-la所示的降壓斬波電路工作原理。答：降壓斬波器的原理是：在一個(gè)控制周期中，讓V導(dǎo)通一段時(shí)間如。，由電源E向L、

13、R、M供電，在此期間，Uo=E然后使V關(guān)斷一段時(shí)間切，此時(shí)電感L通過二極管VD向R和M供電，Uo=0個(gè)周期內(nèi)的平均電壓EG二叫切輸出電壓小于電源電壓,起到降壓的作用。2.在圖3-1a所示的降壓斬波電路中，已知E=200VR=10Q，L值微大，E=30VT=50卩s,ton=20卩s,計(jì)算輸出電壓平均值U，輸出電流平均值Io。解：由于L值極大，故負(fù)載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為U。U。如E二淪0T50=80(V)輸出電流平均值為Uo-Em80-3010=5(A)3.在圖3-la所示的降壓斬波電路中，E=100VL=lmH,R=0.5Q,Em=10V,采用脈寬調(diào)制控制方式，T=20卩s，當(dāng)ton

14、=5卩s時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值U。，輸出電流平均值10，計(jì)算輸出電流的最大和最小值瞬時(shí)值并判斷負(fù)載電流是否連續(xù)。當(dāng)ton=3ys時(shí)，重新進(jìn)行上述計(jì)算。解：由題目已知條件可得：Eliton-(U0-E)I1toffL0.001當(dāng)ton=5-S時(shí)，有=0.01T二址=0.0025T由于=0.249m=0.249m所以輸出電流連續(xù)4.簡(jiǎn)述圖3-2a所示升壓斬波電路的基本工作原理。答：假設(shè)電路中電感L值很大，電容C值也很大。當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，電源E向電感L充電,充電電流基本恒定為h,同時(shí)電容C上的電壓向負(fù)載R供電，因C值很大，基本保持輸出電壓為恒值U。設(shè)V處于通態(tài)的時(shí)間為切，此階段電感L上積蓄的能量為切

15、。當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)E和己共同向電容C充電并向負(fù)載R提供能量。設(shè)V處于斷態(tài)的時(shí)間為toff，則在此期間電感L釋放的能量為(U0E)I1G；當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中電感L積蓄的能量與釋放的能量相等，即：EI1ton=(U0-E)htoff化簡(jiǎn)得：U。二色SE二丄Etofftoff式中的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。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(dāng)T=40卩s,ton=25卩s時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io解：輸出電壓平均值為：UoTtoffE4050=133.3V)40

16、-25輸出電流平均值為：U0133.3I006.667(A)R206試分別簡(jiǎn)述升降壓斬波電路和Cuk斬波電路的基本原理，并比較其異同點(diǎn)。答：升降壓斬波電路的基本原理：當(dāng)可控開關(guān)V處于通態(tài)時(shí)，電源E經(jīng)V向電感L供電使其貯存能量，此時(shí)電流為i1，方向如圖。3-4中所示。同時(shí)，電容C維持輸出電壓基本恒定并向負(fù)載R供電。此后，使V關(guān)斷，電感L中貯存的能量向負(fù)載釋放，電流為i2,方向如圖3-4所示?？梢?，負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反。穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T內(nèi)電感L兩端電壓UL對(duì)時(shí)間的積分為零，即T0uLdt=0當(dāng)V處于通態(tài)期間，UL=E:而當(dāng)V處于斷態(tài)期間UL=7。于是：Eton二U0toff

17、改變導(dǎo)通比:，輸出電壓既可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低。當(dāng)OVVI/2時(shí)為降壓，當(dāng)I/21時(shí)為升壓，因此將該電路稱作升降壓斬波電路。Cuk斬波電路的基本原理：當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，E-LlV回路和R-L2-CV回路分別流過電流。當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)，E-Li-C-VD回路和R-L2-VD回路分別流過電流。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。該電路的等效電路如圖3-5b所示，相當(dāng)于開關(guān)S在A、B兩點(diǎn)之間交替切換。假設(shè)電容C很大使電容電壓Uc的脈動(dòng)足夠小時(shí)。當(dāng)開關(guān)S合到B點(diǎn)時(shí)，B點(diǎn)電壓Ub=0,A_Ui+-N1U0點(diǎn)電壓UA=-Uc；相反，當(dāng)S合到A點(diǎn)時(shí)，Ub=Uc，Ua=N3。因此，B點(diǎn)電壓UB的平ub

18、=出均值為T（Uc為電容電壓“c的平均值），又因電感LI的電壓平均值為零，所以E-UB-Uc。另一方面，a點(diǎn)的電壓平均值為UA-一5，且I?的電壓平均值為零，按圖35b中輸出電壓Uo的極性，有UTUc。于是可得出輸出電壓Uo與電源電壓E的關(guān)系:UotontoffT-tn兩個(gè)電路實(shí)現(xiàn)的功能是一致的，均可方便的實(shí)現(xiàn)升降壓斬波。與升降壓斬波電路相比，Cuk斬波電路有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)，其輸入電源電流和輸出負(fù)載電流都是連續(xù)的，且脈動(dòng)很小，有利于對(duì)輸入、輸出進(jìn)行濾波。7試?yán)L制Speic斬波電路和Zeta斬波電路的原理圖，并推導(dǎo)其輸入輸出關(guān)系解：Sepic電路的原理圖如下：在V導(dǎo)通如期間，UlEUL2UC1左

19、V關(guān)斷切期間Ul1-E-U0-UdUl2二-Uo當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，電感L、L的電壓平均值均為零，則下面的式子成立Eton(E-U-Uc1)tff-0UC1ton_U0toff-0由以上兩式即可得出U。4etoffU。4etoffZeta電路的原理圖如下：在V導(dǎo)通站期間UL1二EUl2=E-UC1-u0在V關(guān)斷toff期間UL1二UC1Ul2-Uo當(dāng)電路工作穩(wěn)定時(shí)，電感Ll、L2的電壓平均值為零，則下面的式子成立EtonUC1toff=0(E-Uo-Uci)ton-Uotoff=0由以上兩式即可得出Uo二Etoff8分析圖3-7a所示的電流可逆斬波電路，并結(jié)合圖3-7b的波形，繪制出各個(gè)階段電

20、流流通的路徑并標(biāo)明電流方向。解：電流可逆斬波電路中，VI和VDI構(gòu)成降壓斬波電路，由電源向直流電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為電動(dòng)運(yùn)行，工作于第I象限：V2和Vd2構(gòu)成升壓斬波電路，把直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伒诫娫?，使電?dòng)機(jī)作再生制動(dòng)運(yùn)行，工作于第2象限。圖3-7b中，各階段器件導(dǎo)通情況及電流路徑等如下：Vl導(dǎo)通，電源向負(fù)載供電:V2關(guān)斷，VD2導(dǎo)通，向電源回饋能量9.對(duì)于圖3-8所示的橋式可逆斬波電路，若需使電動(dòng)機(jī)工作于反轉(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)工作于反轉(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

21、，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VD3續(xù)流，電流路徑如下圖:10.多相多重?cái)夭娐酚泻蝺?yōu)點(diǎn)？答:多相多重?cái)夭娐芬蛟陔娫磁c負(fù)載間接入了多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的基本斬波電路，使得輸入電源電流和輸出負(fù)載電流的脈動(dòng)次數(shù)增加、脈動(dòng)幅度減小，對(duì)輸入和輸出電流濾波更容易，濾波電感減小。此外，多相多重?cái)夭娐愤€具有備用功能，各斬波單元之間互為備用，總體可靠性提第4章交流電力控制電路和交交變頻電路4.1一臺(tái)調(diào)光臺(tái)燈由單相交流調(diào)壓電路供電，設(shè)該臺(tái)燈可看作電阻負(fù)載，在-=0時(shí)輸出功率為最大值，試求功率為最大輸出功率的80%50%寸的開

22、通角。解：=0時(shí)的輸出電壓最大，為1_、；一（塔2U1sint）=UomaL.二0此時(shí)負(fù)載電流最大，為因此最大輸出功率為UomaxDomaXUiRma=UomaxIomax輸出功率為最大輸出功率的80%寸，有:Ui2ma=U)maxIomax=R此時(shí)Uo=.0.8Ui又由Uo=Usin2：二-71解得解得同理,:=60.54輸出功率為最大輸出功率的50%寸，有:Uo=.0.5U1又由Uo=UUo=Usin2：二-1：2二:=904.2單相交流調(diào)壓器,4.2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=0.5Q,L=2mH試求：開通角：的變化范圍；負(fù)載電流的最大有效值；最大輸出功

23、率及此時(shí)電源側(cè)的功率因數(shù)；當(dāng)：=：/2時(shí)，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)。解:(1)怕丄國(guó)L丄2兀漢50漢2匯10一二arctanarctan51.5R0.5所以所以51.5-：-180(2)(2)電流連續(xù)，電流最大且導(dǎo)通角二=二Uo2=274A_Z(0.52+(2兀漢50漢2漢10foPUoIo=U1IO=220274=60.3KW51。.Pul。dcos1S_e(4)由公式sin(：丁-J=sin(：_)etan：當(dāng)-_ecos()=etanCOS:對(duì)上式二求導(dǎo)1_2_sin(腫“22則由sin(r-:)-cos-)=1得_2彳efs2,1v-tanIntan二1366=U

24、1._sicos(2Q).123(A)Z、UlUocosU1I0U1Jsin2-：sin(2j，2旳小“0.664.3交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路有什么區(qū)別？二者各運(yùn)用于什么樣的負(fù)載？為什么？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)波，再斷開幾個(gè)周波，通過改變接通周波數(shù)與斷開周波數(shù)的比值來調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率。交流調(diào)壓電路廣泛用于燈光控制（如調(diào)光臺(tái)燈和舞臺(tái)燈光控制）及異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)，也用于異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速。在供用電系統(tǒng)中，還常用于對(duì)無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。此外

25、，在高電壓小電流或低電壓大電流直流電源中，也常采用交流調(diào)壓電路調(diào)節(jié)變壓器一次電壓。如采用晶閘管相控整流電路，高電壓小電流可控直流電源就需要很多晶閘管串聯(lián)；同樣，低電壓大電流直流電源需要很多晶閘管并聯(lián)。這都是十分不合理的。采用交流調(diào)壓電路在變壓器一次側(cè)調(diào)壓，其電壓電流值都不太大也不太小，在變壓器二次側(cè)只要用二極管整流就可以了。這樣的電路體積小、成本低、易于設(shè)計(jì)制造。交流調(diào)功電路常用于電爐溫度這樣時(shí)間常數(shù)很大的控制對(duì)象。由于控制對(duì)象的時(shí)間常數(shù)大，沒有必要對(duì)交流電源的每個(gè)周期進(jìn)行頻繁控制。什么是TCR什么是TSC？它們的基本原理是什么？各有何特點(diǎn)？答：TCF是晶閘管控制電抗器。TSC是晶閘管投切電容

26、器。二者的基本原理如下：TCR是利用電抗器來吸收電網(wǎng)中的無功功率（或提供感性的無功功率），通過對(duì)晶閘管開通角角:的控制，可以連續(xù)調(diào)節(jié)流過電抗器的電流，從而調(diào)節(jié)TCR從電網(wǎng)中吸收的無功功率的大小。TSC則是利用晶閘管來控制用于補(bǔ)償無功功率的電容器的投入和切除來向電網(wǎng)提供無功功率（提供容性的無功功率）。二者的特點(diǎn)是：TCR只能提供感性的無功功率，但無功功率的大小是連續(xù)的。實(shí)際應(yīng)用中往往配以固定電容器（FC，就可以在從容性到感性的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)無功功率。TSC提供容性的無功功率，符合大多數(shù)無功功率補(bǔ)償?shù)男枰?。其提供的無功功率不能連續(xù)調(diào)節(jié)但在實(shí)用中只要分組合理，就可以達(dá)到比較理想的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果。4.5

27、單相交交變頻電路和直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用的反并聯(lián)可控整流電路有什么不同？答：?jiǎn)蜗嘟唤蛔冾l電路和直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用的反并聯(lián)可控整流電路的電路組成是相同的，均由兩組反并聯(lián)的可控整流電路組成。但兩者的功能和工作方式不同。單相交交變頻電路是將交流電變成不同頻率的交流電，通常用于交流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，兩組可控整流電路在輸出交流電壓一個(gè)周期里，交替工作各半個(gè)周期，從而輸出交流電。而直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用的反并聯(lián)可控整流電路是將交流電變?yōu)橹绷麟?，兩組可控整流路中哪丁組工作并沒有像交交變頻電路那樣的固定交替關(guān)系，而是由電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的需要決定。4.6.交交變頻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：一般來講，

28、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1/31/2。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。4.7交交變頻電路的主要特點(diǎn)和不足是什么？其主要用途是什么？答：交交變頻電路的主要特點(diǎn)是：只用一次變流效率較高；可方便實(shí)現(xiàn)四象限工作，低頻輸出時(shí)的特性接近正弦波。交交變頻電路的主要不足是：接線復(fù)雜，如采用三相橋式電路

29、的三相交交變頻器至少要用36只晶閘管；受電網(wǎng)頻率和變流電路脈波數(shù)的限制，輸出頻率較低；輸出功率因數(shù)較低；輸入電流諧波含量大，頻譜復(fù)雜。主要用途：500千瓦或1000千瓦以下的大功率、低轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速電路，如軋機(jī)主傳動(dòng)裝置、鼓風(fēng)機(jī)、球磨機(jī)等場(chǎng)合。4.8.三相交交變頻電路有那兩種接線方式？它們有什么區(qū)別？答：三相交交變頻電路有公共交流母線進(jìn)線方式和輸出星形聯(lián)結(jié)方式兩種接線方式。兩種方式的主要區(qū)別在于：公共交流母線進(jìn)線方式中，因?yàn)殡娫催M(jìn)線端公用，所以三組單相交交變頻電路輸出端必須隔離。為此，交流電動(dòng)機(jī)三個(gè)繞組必須拆開，共引出六根線而在輸出星形聯(lián)結(jié)方式中，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)中性點(diǎn)和變頻器中中性點(diǎn)在一起；電動(dòng)機(jī)

30、只引三根線即可，但是因其三組單相交交變頻器的輸出聯(lián)在一起，其電源進(jìn)線必須隔離，因此三組單相交交變頻器要分別用三個(gè)變壓器供電。4.9.在三相交交變頻電路中，采用梯形波輸出控制的好處是什么？為什么？答：在三相交交變頻電路中采用梯形波控制的好處是可以改善輸入功率因數(shù)。因?yàn)樘菪尾ǖ闹饕C波成分是三次諧波，在線電壓中，三次諧波相互抵消，結(jié)果線電壓仍為正弦波。在這種控制方式中，因?yàn)闃蚴诫娐纺軌蜉^長(zhǎng)時(shí)間工作在高輸出電壓區(qū)域（對(duì)應(yīng)梯形波的平頂區(qū)），:角較小，因此輸入功率因數(shù)可提高15%左右。試述矩陣式變頻電路的基本原理和優(yōu)缺點(diǎn)。為什么說這種電路有較好的發(fā)展前景？答：矩陣式變頻電路的基本原理是：對(duì)輸入的單相或三

31、相交流電壓進(jìn)行斬波控制，使輸出成為正弦交流輸出。矩陣式變頻電路的主要優(yōu)點(diǎn)是：輸出電壓為正弦波；輸出頻率不受電網(wǎng)頻率的限制；輸入電流也可控制為正弦波且和電壓同相；功率因數(shù)為I，也可控制為需要的功率因數(shù)；能量可雙向流動(dòng)，適用于交流電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行；不通過中間直流環(huán)節(jié)而直接實(shí)現(xiàn)變頻，效率較高。矩陣式交交變頻電路的主要缺點(diǎn)是：所用的開關(guān)器件為18個(gè)，電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，控制方法還不算成熟；輸出輸入最大電壓比只有0.866，用于交流電機(jī)調(diào)速時(shí)輸出電壓偏低。因?yàn)榫仃囀阶冾l電路有十分良好的電氣性能，使輸出電壓和輸入電流均為正弦波，輸入功率因數(shù)為I，且能量雙向流動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行；其次，和目前廣泛應(yīng)

32、用的交直交變頻電路相比，雖然多用了6個(gè)開關(guān)器件，卻省去直流側(cè)大電容，使體積減少，且容易實(shí)現(xiàn)集成化和功率模塊化。隨著當(dāng)前器件制造技術(shù)的飛速進(jìn)步和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日新月異，矩陣式變頻電路將有很好的發(fā)展前景。第5章逆變電路5.I.無源逆變電路和有源逆變電路有何不同？答：兩種電路的不同主要是：有源逆變電路的交流側(cè)接電網(wǎng)即交流側(cè)接有電源。而無源逆變電路的交流側(cè)直接和負(fù)載聯(lián)接。5.2.換流方式各有那兒種？各有什么特點(diǎn)？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(jìn)行換流。全控型器件采用此換流方式。電網(wǎng)換流：由電網(wǎng)提供換流電壓，只要把負(fù)的電網(wǎng)電壓加在欲換流的器件上即可。負(fù)載換流：由負(fù)載提供換流電壓，當(dāng)

33、負(fù)載為電容性負(fù)載即負(fù)載電流超前于負(fù)載電壓時(shí),可實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流。強(qiáng)迫換流：設(shè)置附加換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)追施加反向電壓換流稱為強(qiáng)迫換流。通常是利用附加電容上的能量實(shí)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(fù)載換流和強(qiáng)迫換流3種方式。5.3什么是電壓型逆變電路？什么是電流型逆變電路？二者各有什么特點(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，直流側(cè)是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持點(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)電壓基本無脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。由于直流電壓源的鉗位

34、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。電流型逆變電路的主要特點(diǎn)是：直流側(cè)串聯(lián)有大電感，相當(dāng)于電流源。直流側(cè)電流基本無脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)高阻抗。電路中開關(guān)器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑，因此交流側(cè)輸出電流為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因負(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)需要提供無功功率，直流測(cè)電惑起緩沖無功能量的作用。因?yàn)榉答仧o功能量時(shí)

35、直流電流并不反向，因此不必像電壓型逆變電路那樣要給開關(guān)器件反并聯(lián)二極管。電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？為什么電流型逆變電路中沒有反饋二極管？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)輸出交流電壓和電流的極性相同時(shí)，電流經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，而當(dāng)輸出電壓電流極性相反時(shí)，由反饋二極管提供電流通道。在電流型逆變電路中，直流電流極性是一定的，無功能量由直流側(cè)電感來緩沖。當(dāng)需要從交流側(cè)向直流側(cè)反饋無功能量時(shí)，電流并不反向，依然經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，因此不需

36、要并聯(lián)反饋二極管。三相橋式電壓型逆變電路，180o導(dǎo)電方式，U=100V。試求輸出相電壓的基波幅值UUN1m和有效值UN1、輸出線電壓的基波幅值Ubvin和有效值UuV1、輸出線電壓中5次諧波的有效值UjV5o2Ud解:UuNimd-0.637Ud-63.7(V)TlUuniUUN1m=0.45Ud=45(V)2J3UdUuvim-=1.1Ud=110(V)UUV1mV6Uuv1Ud=0.78Ud=78(V)TOCo1-5hzV2兀Uuv178Uuv515.6(V)55并聯(lián)諧振式逆變電路利用負(fù)載電壓進(jìn)行換相，為保證換相應(yīng)滿足什么條件？答：假設(shè)在t時(shí)刻觸發(fā)VT2VT3使其導(dǎo)通，負(fù)載電壓u。就通過

37、VT2VT3施加在VTl、VT4上，使其承受反向電壓關(guān)斷，電流從VTl、VT4向VT2VT3轉(zhuǎn)移，觸發(fā)VT2VT3時(shí)刻必須在u。過零前并留有足夠的裕量，才能使換流順利完成。串聯(lián)二極管式電流型逆變電路中，二極管的作用是什么？試分析換流過程。答：二極管的主要作用，一是為換流電容器充電提供通道，并使換流電容的電壓能夠得以保持，為晶閘管換流做好準(zhǔn)備；二是使換流電容的電壓能夠施加到換流過程中剛剛關(guān)斷的晶閘管上，使晶閘管在關(guān)斷之后能夠承受一定時(shí)間的反向電壓，確保晶閘管可靠關(guān)斷，從而確保晶閘管換流成功。以VTl和VT3之間的換流為例，串聯(lián)二極管式電流型逆變電路的換流過程可簡(jiǎn)述如下：給VT3施加觸發(fā)脈沖，由于

38、換流電容C13電壓的作用，使VT3導(dǎo)通而VTl被施以反向電壓而關(guān)斷。直流電流Id從VTl換到VT3上,C13通過VDI、U相負(fù)載、W相負(fù)載、VD2VT2直流電源和VT3放電，如圖5-16b所示。因放電電流恒為Id，故稱恒流放電階段。在C13電壓UC13下降到零之前，VTl一直承受反壓，只要反壓時(shí)間大于晶閘管關(guān)斷時(shí)間tq，就能保證可靠關(guān)斷。UC13降到零之后在U相負(fù)載電感的作用下，開始對(duì)C13反向充電。如忽略負(fù)載沖電阻的壓降，則在Uc13=0時(shí)刻后，二極管VD3受到正向偏置而導(dǎo)通，開始流過電流，兩個(gè)二極管同時(shí)導(dǎo)通，進(jìn)入二極管換流階段，如圖5-16C所示。隨著C13充電電壓不斷增高，充電電流逐漸減

39、小，到某一時(shí)刻充電電流減到零，VDI承受反壓而關(guān)斷，二極管換流階段結(jié)束。之后，進(jìn)入VT2VT3穩(wěn)定導(dǎo)通階段，電流路徑如圖5-16d所示。逆變電路多重化的目的是什么？如何實(shí)現(xiàn)？串聯(lián)多重和并聯(lián)多重逆變電路備用于什么場(chǎng)合？答：逆變電路多重化的目的之一是使總體上裝置的功率等級(jí)提高，二是可以改善輸出電壓的波形。因?yàn)闊o論是電壓型逆變電路輸出的矩形電壓波，還是電流型逆變電路輸出的矩形電流波，都含有較多諧波，對(duì)負(fù)載有不利影響，采用多重逆變電路，可以把幾個(gè)矩形波組合起來獲得接近正弦波的波形。逆變電路多重化就是把若干個(gè)逆變電路的輸出按一定的相位差組合起來，使它們所含的某些主要諧波分量相互抵消，就可以得到較為接近正

40、弦波的波形。組合方式有串聯(lián)多重和并聯(lián)多重兩種方式。串聯(lián)多重是把幾個(gè)逆變電路的輸出串聯(lián)起來，并聯(lián)多重是把幾個(gè)逆變電路的輸出并聯(lián)起來。串聯(lián)多重逆變電路多用于電壓型逆變電路的多重化并聯(lián)多重逆變電路多用于電流型逆變電路的多重化第6章PWM空制技術(shù)6.1.試說明PWM控制的基本原理。答：PWMI制就是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。即通過對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。在采樣控制理論中有一條重要的結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同，沖量即窄脈沖的面積。效果基本相同是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。上述原理稱為面積等效原理。以正弦PWM控制為例

41、。把正弦半波分成N等分，就可把其看成是N個(gè)彼此相連的脈沖列所組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于:/N，但幅值不等且脈沖頂部不是水平直線而是曲線，各脈沖幅值按正弦規(guī)律變化。如果把上述脈沖列利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦波部分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積（沖量）相等，就得到PWM波形。各PWM脈沖的幅值相等而寬度是按正弦規(guī)律變化的。根據(jù)面積等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。對(duì)于正弦波的負(fù)半周，也可以用同樣的方法得到PWI波形?？梢?，所得到的PWI波形和期望得到的正弦波等效。6.4特定諧波消去法的基本原理是什么？設(shè)半個(gè)信號(hào)波周期內(nèi)有10

42、個(gè)開關(guān)時(shí)刻（不含0和二時(shí)刻）可以控制，可以消去的諧波有幾種？答：首先盡量使波形具有對(duì)稱性，為消去偶次諧波，應(yīng)使波形正負(fù)兩個(gè)半周期對(duì)稱，為消去諧波中的余弦項(xiàng)，使波形在正半周期前后1/4周期以二/2為軸線對(duì)稱?？紤]到上述對(duì)稱性，半周期內(nèi)有5個(gè)開關(guān)時(shí)刻可以控制。利用其中的I個(gè)自由度控制基波的大小，剩余的4個(gè)自由度可用于消除4種頻率的諧波。6.5.什么是異步調(diào)制？什么是同步調(diào)制？?jī)烧吒饔泻翁攸c(diǎn)？分段同步調(diào)制有什么優(yōu)點(diǎn)？答：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。在異步調(diào)制方式中，通常保持載波頻率fc固定不變，因而當(dāng)信號(hào)波頻率fr變化時(shí)，載波比N是變化的。異步調(diào)制的主要特點(diǎn)是：在信號(hào)波的半個(gè)

43、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)生的不利影響都較小，pwr波形接近正弦波。而當(dāng)信號(hào)波頻率增高時(shí)，載波比N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWI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PWI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PWI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)是：在同步調(diào)制方

44、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。分段同步調(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，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

45、不利影響。6.6什么是SPW波形的規(guī)則化采樣法？和自然采樣法比規(guī)則采樣法有什么優(yōu)點(diǎn)？答：規(guī)則采樣法是一種在采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)實(shí)用的PWM波形生成方法。規(guī)則采樣法是在自然采樣法的基礎(chǔ)上得出的。規(guī)則采樣法的基本思路是：取三角波載波兩個(gè)正峰值之間為一個(gè)采樣周期。使每個(gè)PWM脈沖的中點(diǎn)和三角波一周期的中點(diǎn)（即負(fù)峰點(diǎn)）重合，在三角波的負(fù)峰時(shí)刻對(duì)正弦信號(hào)波采樣而得到正弦波的值，用幅值與該正弦波值相等的一條水平直線近似代替正弦信號(hào)波，用該直線與三角波載波的交點(diǎn)代替正弦波與載波的交點(diǎn)，即可得出控制功率開關(guān)器件通斷的時(shí)刻。比起自然采樣法，規(guī)則采樣法的計(jì)算非常簡(jiǎn)單，計(jì)算量大大減少，而效果接近自然采樣法，得到的SPWM

46、波形仍然很接近正弦波，克服了自然采樣法難以在實(shí)時(shí)控制中在線計(jì)算，在工程中實(shí)際應(yīng)用不多的缺點(diǎn)。6.7如何提高PWM逆變電路的直流電壓利用率？答：采用梯形波控制方式即用梯形波作為調(diào)制信號(hào)，可以有效地提高直流電壓的利用率。對(duì)于三相PWME變電路，還可以采用線電壓控制方式即在相電壓調(diào)制信號(hào)中疊加3的倍數(shù)次諧波及直流分量等，同樣可以有效地提高直流電壓利用率。6.8.什么是電流跟蹤型PWM變流電路？采用滯環(huán)比較方式的電流跟蹤型變流器有何特點(diǎn)？答：電流跟蹤型PWMS流電路就是對(duì)變流電路采用電流跟蹤控制。也就是不用信號(hào)波對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，而是把希望輸出的電流作為指令信號(hào)，把實(shí)際電流作為反饋信號(hào)，通過二者的瞬時(shí)值

47、比較來決定逆變電路各功率器件的通斷，使實(shí)際的輸出跟蹤電流的變化。采用滯環(huán)比較方式的電流跟蹤型變流器的特點(diǎn)：硬件電路簡(jiǎn)單；屬于實(shí)時(shí)控制方式，電流響應(yīng)快；不用載波，輸出電壓波形中不含特定頻率的諧波分量；與計(jì)算法和調(diào)制法相比，相同開關(guān)頻率時(shí)輸出電流中高次諧波含量較多；采用閉環(huán)控制。6.9.什么是PWM8流電路？它和相控整流電路的工作原理和性能有何不同？答：PW整流電路就是采用PW控制的整流電路，通過對(duì)PW整流電路的適當(dāng)控制，可以使其輸入電流十分接近正弦波且和輸入電壓同相位，功率因數(shù)接近I。相控整流電路是對(duì)晶閘管的開通起始角進(jìn)行控制，屬于相控方式。其交流輸入電流中含有較大的諧波分量，且交流輸入電流相位

48、滯后于電壓，總的功率因數(shù)低。PW整流電路采用SPW控制技術(shù)為斬控方式。其基本工作方式為整流，此時(shí)輸入電流可以和電壓同相位，功率因數(shù)近似為I。PW整流電路可以實(shí)現(xiàn)能量正反兩個(gè)方向的流動(dòng)，既可以運(yùn)行在整流狀態(tài)，從交流側(cè)向直流側(cè)輸送能量；也可以運(yùn)行在逆變狀態(tài)，從直流側(cè)向交流側(cè)輸送能量。而且這兩種方式都可以在單位功率因數(shù)下運(yùn)行。此外，還可以使交流電流超前電壓90，交流電源送出無功功率，成為靜止無功功率發(fā)生器?；蚴闺娏鞅入妷撼盎驕笕我唤嵌龋簅6.10在PWM8流電路中，什么是間接電流控制？什么是直接電流控制？答：在PW整流電路中，間接電流控制是按照電源電壓、電源阻抗電壓及PW整流器輸入端電壓的相量關(guān)

49、系來進(jìn)行控制，使輸入電流獲得預(yù)期的幅值和相位，由于不需要引入交流電流反饋，因此稱為間接電流控制。直接電流控制中，首先求得交流輸入電流指令值，再引入交流電流反饋，經(jīng)過比較進(jìn)行跟蹤控制，使輸入電流跟蹤指令值變化。因?yàn)橐肓私涣麟娏鞣答伓Q為直接電流控制。第7章軟開關(guān)技術(shù)1高頻化的意義是什么？為什么提高開關(guān)頻率可以減小濾波器的體積和重量？為什么提高關(guān)頻率可以減小變壓器的體積和重量？答：高頻化可以減小濾波器的參數(shù)，并使變壓器小型化，從而有效的降低裝置的體積和重量。使裝置小型化，輕量化是高頻化的意義所在。提高開關(guān)頻率，周期變短，可使濾除開關(guān)頻率中諧波的電感和電容的參數(shù)變小，從而減輕了濾波器的體積和重量；

50、對(duì)于變壓器來說，當(dāng)輸入電壓為正弦波時(shí)，U=4.44fNBS，當(dāng)頻率f提高時(shí)，可減小N、S參數(shù)值，從而減小了變壓器的體積和重量。2軟開關(guān)電路可以分為哪幾類？其典型拓?fù)浞謩e是什么樣子的？各有什么特點(diǎn)？答：根據(jù)電路中主要的開關(guān)元件開通及關(guān)斷時(shí)的電壓電流狀態(tài).可將軟開關(guān)電路分為零電壓電路和零電流電路兩大類：根據(jù)軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展的歷程可將軟開關(guān)電路分為準(zhǔn)諧振電路，零開關(guān)PWMfe路和零轉(zhuǎn)換PWMfe路。電壓或諧振電流很大，對(duì)器件要求高，只能采用脈沖頻率調(diào)制控制方式。零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振電路的基本開關(guān)單元零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振電路的基本開關(guān)單元零開關(guān)PWNfe路：這類電路中引入輔助開關(guān)來控制諧振的開始時(shí)刻，使諧振僅發(fā)

51、生于開關(guān)過程前后，此電路的電壓和電流基本上是方波，開關(guān)承受的電壓明顯降低，電路可以采用開關(guān)頻率固定的PWM控制方式。并VD零電壓開關(guān)PWNfe路的基本開關(guān)單元零電流開關(guān)PWNfe路的基本開關(guān)單元零轉(zhuǎn)換PWhfe路：這類軟開關(guān)電路還是采用輔助開關(guān)控制諧振的開始時(shí)刻，所不同的是，諧振電路是與主開關(guān)并聯(lián)的，輸入電壓和負(fù)載電流對(duì)電路的諧振過程的影響很小，電路在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)并從零負(fù)載到滿負(fù)載都能工作在軟開關(guān)狀態(tài)，無功率的交換玻消減到最小VD不25：VI?零電壓轉(zhuǎn)換PWNfe路的基本開關(guān)單元零電流轉(zhuǎn)換PWNfe路的基本開關(guān)單元在移相全橋零電壓開關(guān)PWNfe路中，如果沒有諧振電感L,電路的工作狀態(tài)將

52、發(fā)生哪些變化，哪些開關(guān)仍是軟開關(guān)，哪些開關(guān)將成為硬開關(guān)？答：如果沒有諧振電感Lr，電路中的電容CS1，CS2與電感L仍可構(gòu)成諧振電路，而電容Cs3,Cs4將無法與Lr構(gòu)成諧振回路，這樣，S、S將變?yōu)橛查_關(guān)，Sl、S2仍為軟開關(guān)。在零電壓轉(zhuǎn)換PWNfe路中，輔助開關(guān)Sl和二極管VDI是軟開關(guān)還是硬開關(guān)，為什么？答：在$開通時(shí)，US1不等于零；在$關(guān)斷時(shí)，其上電流也不為零，因此$為硬開關(guān)。由于電感L的存在，$開通時(shí)的電流上升率受到限制，降低了Sl的開通損耗。由于電感L的存在，使VDl的電流逐步下降到零，自然關(guān)斷，因此VDi為軟開關(guān)。第8章組合變流電路1什么是組合變流電路？答：組合變流電路是將某幾種

53、基本的變流電路(AC/DCDC/DCAC/ACD(ZDC組合起來，以實(shí)現(xiàn)一定新功能的變流電路2試闡明圖81間接交流變流電路的工作原理，并說明該電路有何局限性。答：間接交流變流電路是先將交流電整流為直流電，在將直流電逆變?yōu)榻涣麟姡瑘D8.1所示的是不能再生反饋電力的電壓型間接交流變流電路。該電路中整流部分采用的是不可控整流，它和電容器之間的直流電壓和直流電流極性不變，只能由電源向直流電路輸送功率，而不能由直流電路向電源反饋電力，這是它的一個(gè)局限。圖中逆變電路的能量是可以雙向流動(dòng)的，若負(fù)載能量反饋到中間直流電路，導(dǎo)致電容電壓升高。由于該能量無法反饋回交流電源。故電容只能承擔(dān)少量的反饋能量，這是它的另一個(gè)局限。3試分析圖8.2間接交流變流電路的工作原理，并說明其局限性。答：圖82是帶有泵升電壓限制電路的電壓型間接交流變流電路，它是在圖8一I的基