電力電子學(xué)陳堅(jiān)答案

電力電子學(xué)陳堅(jiān)答案【篇一：電力電子技術(shù)課后答案與復(fù)習(xí)資料】>1.1電力技術(shù)、電子技術(shù)和電力電子技術(shù)三者所涉及的技術(shù)內(nèi)容和研究對象是什么？三者的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用主要依賴什么電氣設(shè)備和器件？答：電力技術(shù)涉及的技術(shù)內(nèi)容：發(fā)電、輸電、配電及電力應(yīng)用。其研究對象是：發(fā)電機(jī)、變壓器、電動機(jī)、輸配電線路等電力設(shè)備，以及利用電力設(shè)備來處理電力電路中電能的產(chǎn)生、傳輸、分配和應(yīng)用問題。其發(fā)展依賴于發(fā)電機(jī)、變壓器、電動機(jī)、輸配電系統(tǒng)。其理論基礎(chǔ)是電磁學(xué)(電路、磁路、電場、磁場的基本原理)，利用電磁學(xué)基本原理處理發(fā)電、輸配電及電力應(yīng)用的技術(shù)統(tǒng)稱電力技術(shù)。電子技術(shù)，又稱為信息電子技術(shù)或信息電子學(xué)，研究內(nèi)容是電子器件以及利用電子器件來處理電子電路中電信號的產(chǎn)生、變換、處理、存儲、發(fā)送和接收問題。其研究對象:載有信息的弱電信號的變換和處理。其發(fā)展依賴于各種電子器件（二極管、三極管、mos管、集成電路、微處理器電感、電容等）。電力電子技術(shù)是一門綜合了電子技術(shù)、控制技術(shù)和電力技術(shù)的新興交叉學(xué)科。它涉及電力電子變換和控制技術(shù)技術(shù)，包括電壓（電流）的大小、頻率、相位和波形的變換和控制。研究對象：半導(dǎo)體電力開關(guān)器件及其組成的電力開關(guān)電路，包括利用半導(dǎo)體集成電路和微處理器芯片構(gòu)成信號處理和控制系統(tǒng)。電力電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用主要依賴于半導(dǎo)體電力開關(guān)器件。1.2為什么三相交流發(fā)電機(jī)或公用電網(wǎng)產(chǎn)生的恒頻、恒壓交流電，經(jīng)電壓、頻率變換后再供負(fù)載使用，有可能獲得更大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益？答：用電設(shè)備的類型、功能千差萬別，對電能的電壓、頻率、波形要求各不相同。為了滿足一定的生產(chǎn)工藝和流程的要求，確保產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、降低能源消耗、提高經(jīng)濟(jì)效益，若能將電網(wǎng)產(chǎn)生的恒頻、恒壓交流電變換成為用電負(fù)載的最佳工況所需要的電壓、頻率或波形，有可能獲得更大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。例如：若風(fēng)機(jī)、水泵全部采用變頻調(diào)速技術(shù)，每年全國可以節(jié)省幾千萬噸以上的煤，或者可以少興建上千萬千瓦的發(fā)電站。若采用高頻電力變換器對熒光燈供電，不僅電-光轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步提高、光質(zhì)顯著改善、燈管壽命延長3～5倍、可節(jié)電50%，而且其重量僅為工頻電感式鎮(zhèn)流器的10%。高頻變壓器重量、體積比工頻變壓器小得多，可以大大減小鋼、銅的消耗量。特別在調(diào)速領(lǐng)域，與古老的變流機(jī)組相比，在鋼銅材消耗量、重量、體積、維護(hù)、效率、噪音、控制精度和響應(yīng)速度等方面優(yōu)勢明顯1.3開關(guān)型電力電子變換有哪四種基本類型？交流（a.c）—直流（d.c）整流電路或整流器；直流（d.c）—交流（a.c）逆變電路或逆變器；直流（d.c）—直流（d.c）電壓變換電路，又叫直流斬波電路、直流斬波器；交流（a.c）—交流（a.c）電壓和/或頻率變換電路：僅改變電壓的稱為交流電壓變換器或交流斬波器，頻率、電壓均改變的稱為直接變頻器。1.5開關(guān)型電力電子變換器有那些基本特性？答：（1）變換器的核心是一組開關(guān)電路，開關(guān)電路輸出端電壓和開關(guān)電路輸入端電流都不可能是理想的直流或無畸變的正弦基波交流，含有高次諧波。（2）要改善變換電路的輸出電壓和輸入電流的波形，可以在其輸出、輸入端附加lc濾波電路；但是最有效方法是采用高頻pwm控制技術(shù)。（3）電力電子變換器工作時(shí)，開關(guān)器件不斷進(jìn)行周期性通、斷狀態(tài)的依序轉(zhuǎn)換，為使輸出電壓接近理想的直流或正弦交流，一般應(yīng)對稱地安排一個(gè)周期中不同的開關(guān)狀態(tài)及持續(xù)時(shí)間。因此對其工作特性的常用分析方法或工具是：開關(guān)周期平均值（狀態(tài)空間平均法）和傅立葉級數(shù)。1.6開關(guān)型電力電子變換器有哪兩類應(yīng)用領(lǐng)域？答：按功能可分為兩大應(yīng)用領(lǐng)域：（1）開關(guān)型電力電子變換電源或簡稱開關(guān)電源。由半導(dǎo)體開關(guān)電路將輸入電源變換為另一種電源給負(fù)載供電。這一類應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)十分廣泛。（2）開關(guān)型電力電子補(bǔ)償控制器。它又分為兩種類型：電壓、電流（有功功率、無功功率）補(bǔ)償控制器和阻抗補(bǔ)償控制器。它們或向電網(wǎng)輸出所要求的補(bǔ)償電壓或電流，或改變并聯(lián)接入、串聯(lián)接入交流電網(wǎng)的等效阻抗，從而改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。這類應(yīng)用將導(dǎo)致電力系統(tǒng)的革命并推動電力電子技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展。2.2說明二極管的反向恢復(fù)特性答：由于pn結(jié)間存在結(jié)電容c，二極管從導(dǎo)通狀態(tài)（c很大存儲電荷多）轉(zhuǎn)到截止阻斷狀態(tài)時(shí)，pn結(jié)電容存儲的電荷并不能立即消失，二極管電壓仍為≈1～2v，二極管仍然具有導(dǎo)電性，在反向電壓作用下，反向電流從零增加到最大值，反向電流使存儲電荷逐漸消失，二極管兩端電壓降為零。這時(shí)二極管才恢復(fù)反向阻斷電壓的能力而處于截止?fàn)顟B(tài)，然后。因此，二極管正向?qū)щ婋娏鳛榱愫笏蟛拍芑謴?fù)其阻斷在反向電壓作用下，僅流過很小的反向飽和電流并不能立即具有阻斷反向電壓的能力，必須再經(jīng)歷一段反向恢復(fù)時(shí)間反向電壓的能力。2.3說明半導(dǎo)體電力三極管bjt處于通態(tài)、斷態(tài)的條件。答：電力三極管bjt處于通態(tài)的條件是：注入三極管基極的電流知三極管的電流放大系數(shù)，有）。這時(shí)三極管大于基極飽和電流（已、導(dǎo)電性很強(qiáng)而處于最小等效電阻、飽和導(dǎo)電狀態(tài)，可以看作是一個(gè)閉合的開關(guān)。bjt處于斷態(tài)的條件是：基極電流態(tài)。2.4電力三極管bjt的四個(gè)電壓值、、和的定義是什么？其大為零或是施加負(fù)基極電流，即。這時(shí)bjt的等效電阻近似為無限大而處于斷小關(guān)系如何？答：、、和分別為不同基極狀態(tài)下的三極管集-射極擊穿電壓值：定義為基極反偏時(shí)，三極管集-射極電壓擊穿值；為基極短接、基極電壓為0時(shí)，三極管集-射極電壓擊穿值；為基極接有電阻短路時(shí)的集-射極擊穿電壓值要；為基極開路時(shí)集-射極擊穿電壓值。其大小關(guān)系為：。2.5說明晶閘管的基本工作原理。在哪些情況下，晶閘管可以從斷態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥☉B(tài)？已處于通態(tài)的晶閘管，撤除其驅(qū)動電流為什么不能關(guān)斷，怎樣才能關(guān)斷晶閘管？答：基本工作原理：見課本p36-37；應(yīng)回答出承受正向壓、門極加驅(qū)動電流時(shí)的管子內(nèi)部的正反饋過程，使不斷增大，最后使，很大，晶閘管變成通態(tài)；撤去門極電流后由于，仍可使很大，保持通態(tài)。有多種辦法可以使晶閘管從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)。常用的辦法是門極觸發(fā)導(dǎo)通和光注入導(dǎo)通。另外正向過電壓、高溫、高的晶閘管導(dǎo)通，但這是非正常導(dǎo)通情況。要使晶閘管轉(zhuǎn)入斷態(tài)，應(yīng)設(shè)法使其陽極電流減小到小于維持電流與陰極k之間的電壓為零或反向。，通常采用使其陽極a都可能使2.7額定電流為10a的晶閘管能否承受長期通過15a的直流負(fù)載電流而不過熱？答：額定電流為10a的晶閘管能夠承受長期通過15a的直流負(fù)載電流而不過熱。因?yàn)榫чl管的額定電流是定義的：在環(huán)境溫度為40℃和規(guī)定的散熱冷卻條件下，晶閘管在電阻性負(fù)載的單相、工頻正弦半波導(dǎo)電、結(jié)溫穩(wěn)定在額定值125℃時(shí)，所對應(yīng)的通態(tài)平均電流值。這就意味著晶閘管可以通過任意波形、有效值為1.57的電流，其發(fā)熱溫升正好是允許值，而恒定直流電的平均值與有效值相等，故額定電流為10a的晶閘管通過15.7a的直流負(fù)載電流，其發(fā)熱溫升正好是允許值。2.10作為開關(guān)使用時(shí)p－mosfet器件主要的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答：作為開關(guān)使用時(shí)，p－mosfet器件的優(yōu)點(diǎn)是：輸入阻抗高，驅(qū)動功率小，驅(qū)動電路簡單，工作頻率高；其缺點(diǎn)是：通態(tài)壓降大（通態(tài)損耗大），電壓、電流定額低。3.2脈沖寬度調(diào)制pwm和脈沖頻率調(diào)制pfm的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答：脈沖寬度調(diào)制方式pwm，保持不變（開關(guān)頻率不變），改變調(diào)控輸出電壓。脈沖頻率調(diào)制方式pfm。保持不變，改變開關(guān)頻率或周期調(diào)控輸出電壓。實(shí)際應(yīng)用中廣泛采用pwm方式。因?yàn)椴捎枚lpwm開關(guān)時(shí)，輸出電壓中諧波的頻率固定，濾波器設(shè)計(jì)容易，開關(guān)過程所產(chǎn)生電磁干擾容易控制。此外由控制系統(tǒng)獲得可變脈寬信號比獲得可變頻率信號容易實(shí)現(xiàn)。但是在諧振軟開關(guān)變換器中為了保證諧振過程的完成，采用pfm控制較容易實(shí)現(xiàn)。3.7開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)直流升壓變換的基本原理是什么？答：為了獲得高于電源電壓的直流輸出電壓，一個(gè)簡單而有效的辦法是在變換器開關(guān)管前端插入一個(gè)電感l(wèi)，如右圖所示。在開關(guān)管t關(guān)斷時(shí)，利用圖中電感線圈在其電流減小時(shí)所產(chǎn)生的反電勢反電勢與電源電壓(在電感電流減小時(shí)，為正值)，將此電感的直流電壓串聯(lián)相加送至負(fù)載，則負(fù)載就可獲得高于電源電壓，從而實(shí)現(xiàn)直流升壓變換3.8boost變換器為什么不宜在占空比接近1的情況下工作？答：因?yàn)樵赽oost變換器中，開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電源與負(fù)載脫離，其能量全部儲存在電感中，當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，能量才從電感中釋放到負(fù)載。如果占空比接近于1，那么開關(guān)接近于全導(dǎo)通狀態(tài)，幾乎沒有關(guān)斷時(shí)間，那么電感在開關(guān)管導(dǎo)通期間儲存的能量沒有時(shí)間釋放，將造成電感飽和，直至燒毀。因此boost變換器不宜在占空比接近1的情況下工作。同時(shí)，從boost變換器在電感電流連續(xù)工況時(shí)的變壓比表達(dá)式也可以看出，當(dāng)占空比接近1時(shí)，變壓比接近于無窮大，這顯然與實(shí)際不符，將造成電路無法正常工作。3.13說明單端正激、單端反激dc/dc變換器工作原理。答：單端正激dc/dc變換器從電路結(jié)構(gòu)、工作原理上可以看出它是帶隔離變壓器的buck電路如圖3.11(b)所示，開關(guān)管t導(dǎo)通時(shí)經(jīng)變壓器將電源能量直送負(fù)載被稱為正激。但是匝比n2/n1不同時(shí)，輸出電壓平均值vo可以低于也可高于電源電壓vd。變壓器磁通只在單方向變化被稱為單端。圖3.12(b)所示為單端反激dc/dc變換器，t導(dǎo)通的期間，電源電壓vd加至n1繞組，電流直線上升、電感l(wèi)1儲能增加，副方繞組n2的感應(yīng)電勢，二極管d1截止，負(fù)載電流（反由電容c提供，c放電；在t阻斷的期間，n1繞組的電流轉(zhuǎn)移到n2，感應(yīng)電勢向?yàn)檎筪1導(dǎo)電，將磁能變?yōu)殡娔芟蜇?fù)載供電并使電容c充電。該變換器在開關(guān)管t導(dǎo)通時(shí)并未將電源能量直送負(fù)載，僅在t阻斷的期間才將變壓器電感磁能變?yōu)殡娔芩椭霖?fù)載故稱之為反激，此外變壓器磁通也只在單方向變化，故該電路被稱為單端反激dc/dc變換器4.1逆變器輸出波形的諧波系數(shù)hf與畸變系數(shù)df有何區(qū)別，為什么僅從諧波系數(shù)hf還不足以說明逆變器輸出波形的本質(zhì)？答：第n次諧波系數(shù)hfn為第n次諧波分量有效值同基波分量有效值之比，即hfn＝vn/v1,總諧波系數(shù)thd定義為：，畸變系數(shù)df定義為：，對于第n次諧波的畸變系數(shù)dfn有：諧波系數(shù)hf顯示了諧波含量，但它并不能反映諧波分量對負(fù)載的影響程度。很顯然，逆變電路輸出端的諧波通過濾波器時(shí)，高次諧波將衰減得更厲害，畸變系數(shù)df可以表征經(jīng)lc濾波后負(fù)載電壓波形還存在畸變的程度。4.2為什么逆變電路中晶閘管scr不適于作開關(guān)器件？答：（1）逆變電路中一般采用spwm控制方法以減小輸出電壓波形中的諧波含量，需要開關(guān)器件工作在高頻狀態(tài)，scr是一種低頻器件，因此不適合這種工作方式。（2）scr不能自關(guān)斷。而逆變器的負(fù)載一般是電感、電容、電阻等無源元件，除了特殊場合例如利用負(fù)載諧振進(jìn)行換流，一般在電路中需要另加強(qiáng)迫關(guān)斷回路才能關(guān)斷scr，電路較復(fù)雜。因此scr一般不適合用于逆變器中。4.4有哪些方法可以調(diào)控逆變器的輸出電壓。答：有單脈波脈寬調(diào)制法、正弦脈寬調(diào)制法（spwm）、基波移相控制法等。單脈波脈寬調(diào)制法缺點(diǎn)是諧波含量不能有效控制；spwm法既可控制輸出電壓的大小，又可消除低次諧波；移相控制一般用于大功率逆變器。4.6正弦脈寬調(diào)制spwm的基本原理是什么？載波比n、電壓調(diào)制系數(shù)m的定義是什么？改變高頻載波電壓幅值頻率？和頻率為什么能改變逆變器交流輸出基波電壓的大小和基波答：正弦脈寬調(diào)制spwm的基本原理是沖量等效原理：大小、波形不相同的窄變量作用于慣性系統(tǒng)時(shí)，只要其沖量即變量對時(shí)間的積分相等，其作用效果基本相同。如果將正弦波周期分成多個(gè)較小的時(shí)間段，使pwm電壓波在每一時(shí)間段都與該段的正弦電壓沖量相等，則不連續(xù)的按正弦規(guī)律改變寬度的多段波電壓就等效于正弦電壓。載波比n定義為三角載波頻率正弦調(diào)制波幅值和正弦調(diào)制波頻率之比m＝/之比：n＝./；電壓調(diào)制系數(shù)m是和三角波幅值,,改變調(diào)制比m，即可成比例的調(diào)控輸出電壓的基波大小。，即可調(diào)控輸出電壓的基波頻率。又因?yàn)椋愿淖冋{(diào)制波頻率【篇二：課后習(xí)題電力電子(大三上)】空題：5.從輸入輸出上看，單相橋式全控整流電路的波形與________的波形基本相同，只是后者適用于________輸出電壓的場合。7.三相半波可控整流電路中的三個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖相位按相序依次互差________，當(dāng)它帶阻感負(fù)載時(shí)，?的移相范圍為________。8.三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載工作中，共陰極組中處于通態(tài)的晶閘管對應(yīng)的是________的相電壓，而共陽極組中處于導(dǎo)通的晶閘管對應(yīng)的是________的相電壓；這種電路???角的移相范圍是________，ud波形連續(xù)得條件是________。9.對于三相半波可控整流電路，換相重迭角的影響，將使用輸出電壓平均值________。10.電容濾波單相不可控整流帶電阻負(fù)載電路中，空載時(shí)，輸出電壓為________，隨負(fù)載加重ud逐漸趨近于________，通常設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)取rc≥________t，此時(shí)輸出電壓為ud≈________u2(u2為相電壓有效值)。11.電容濾波三相不可控整流帶電阻負(fù)載電路中，電流id斷續(xù)和連續(xù)的臨界條件是________，電路中的二極管承受的最大反向電壓為________u2。________id，交流側(cè)電流中所含次諧波次數(shù)為________，其整流輸出電壓中所含的諧波次數(shù)為________。14.帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路適用于________的場合，當(dāng)它帶電感負(fù)載時(shí)，移相范圍是________，帶電阻負(fù)載時(shí)，移相范圍是________；如果不接平衡電抗器，則每管最大的導(dǎo)通角為________，每管的平均電流為________id。15.多重化整流電路可以提高_(dá)_______，其中移相多重聯(lián)結(jié)有________和________兩大類。16.逆變電路中，當(dāng)交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時(shí)，這種電路稱為________，欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用________電路，當(dāng)控制角0?????????時(shí)，電路工作在________狀態(tài)；?????????????時(shí)，電路工作在________狀態(tài)。17.在整流電路中，能夠?qū)崿F(xiàn)有源逆變的有________、________等（可控整流電路均可），其工作在有源逆變狀態(tài)的條件是________和________。18.晶閘管直流電動機(jī)系統(tǒng)工作于整流狀態(tài)，當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，電動機(jī)的機(jī)械特性為一組________，當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，電動機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速將________，隨???的增加，進(jìn)入斷續(xù)區(qū)的電流________。19.直流可逆電力拖動系統(tǒng)中電動機(jī)可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，當(dāng)其處于第一象限時(shí)，電動機(jī)作________運(yùn)行，電動機(jī)________轉(zhuǎn)，正組橋工作在________狀態(tài)；當(dāng)其處于第四象限時(shí)，電動機(jī)做________運(yùn)行，電動機(jī)________轉(zhuǎn)，________組橋工作在逆變狀態(tài)。20.大、中功率的變流器廣泛應(yīng)用的是________觸發(fā)電路，同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路，可分為三個(gè)基本環(huán)節(jié)，即________、________和________。簡答題：21.如題圖2-21所示的單相橋式半控整流電路中可能發(fā)生失控現(xiàn)象，何為失控，怎樣抑制失控？22.單相全波可控整流電路與單相橋式全控整流電路從直流輸出端或從交流輸入端看均是基本一致的，那么二者是否有區(qū)別呢？23.三相半波整流電路，可以將整流變壓器的二次繞組分為兩段成為曲折接法，每段的電動勢相同，其分段布置及其向量如題圖2-23所示，此時(shí)線圈的繞組增加了一些，銅的用料約增加10%，問變壓器鐵心是否被直流磁化，為什么？24.三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(diǎn)是同一點(diǎn)嗎？如果不是，它們在相位上差多少度？25.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，【篇三：電力電子應(yīng)用技術(shù)書小結(jié)習(xí)題參考】用最為廣泛的電能變換技術(shù)。晶閘管相控整流電路依靠改變晶閘管的控制角調(diào)控直流輸出電壓，因其功率大、損耗小、壽命長至今仍是大功率整流電路的主導(dǎo)形式。三相半波整流由于整流變壓器存在直流磁勢不平衡、變壓器利用率低、整流電壓脈動系數(shù)大等缺點(diǎn)而使應(yīng)用范圍受到限制，但它是構(gòu)成各類三相多脈波整流電路的基本單元。由兩個(gè)三相半波整流電路并聯(lián)構(gòu)成的帶平衡電抗器的雙反星形整流電路，和由兩個(gè)三相半波整流電路串聯(lián)構(gòu)成的三相橋式整流電路，因其消除了變壓器的直流磁化、提高了整流裝置的輸出電流或電壓，成為整流裝置的典型電路而獲得廣泛應(yīng)用。整流裝置的多重化技術(shù)解決了多機(jī)組串、并聯(lián)的特殊問題，圍繞著提高能量變換的質(zhì)量和能量變換的效率發(fā)展和優(yōu)化了相控技術(shù)，使整流裝置的功率成倍提高、交直流兩側(cè)的波形得到改善。2．電力電子裝置作為供電電源和負(fù)載之間的非線性接口，在實(shí)現(xiàn)功率控制的同時(shí)，不可避免地向電網(wǎng)注入諧波電流，對電氣環(huán)境形成一大公害。整流裝置作為諸多電力電子裝置的輸入級，研究其諧波特點(diǎn)和抑制方法成為電力電子技術(shù)的重要內(nèi)容。3．抑制諧波、提高整流裝置交流側(cè)的功率因數(shù)一直是整流電路著力研究和解決的主要問題。解決的措施大體可分為改造諧波源和補(bǔ)償兩大類，從電源的角度也可分為無源技術(shù)和有源技術(shù)兩種對策。針對相控電路深控時(shí)功率因數(shù)低、交直流兩側(cè)諧波含量高及動態(tài)響應(yīng)速度慢等缺點(diǎn)，改造相控電路的種種方法應(yīng)運(yùn)而生。如多個(gè)機(jī)組的移相多重連接、串聯(lián)機(jī)組的順序控制多重連接不但提高了裝置的容量，而且改善了輸出波形質(zhì)量；變換相控電路的觸發(fā)模式，如高頻調(diào)制整流、全控變流器的可控續(xù)流、強(qiáng)迫換相等都是提高交流電源側(cè)功率因數(shù)、改善輸出波形的傳統(tǒng)而有效的措施。補(bǔ)償法采取濾除或?qū)χC波進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?，通常采用無源濾波、靜止無功補(bǔ)償、電力有源濾波等技術(shù)。lc濾波器，同步調(diào)相機(jī)、可控并聯(lián)電容和并聯(lián)電感等是傳統(tǒng)的補(bǔ)償形式。pwm控制技術(shù)為有源功率因數(shù)校正apfc（activepowerfactorcorrection）提供了技術(shù)支持，它將整流器的輸入電流校正成為與電網(wǎng)電壓同相位的正弦波，消除了諧波和無功電流，因而將電網(wǎng)功率因數(shù)提高到近似為1。4．pwm控制技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展為整流器性能的改進(jìn)提供了變革性的思路和手段，將pwm高頻整流和pwm高頻逆變?nèi)跒橐惑w，為pwmac/dc/ac系統(tǒng)的研究提供了新的途徑。pwm整流器獲得了網(wǎng)側(cè)電流正弦、電能雙向傳輸、功率因數(shù)為1、較快的動態(tài)控制響應(yīng)等最主要的優(yōu)良性能。pwm整流器已日趨成熟，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已從單相、三相電路發(fā)展到多相組合及多電平拓?fù)潆娐罚琾wm開關(guān)控制由單純的硬開關(guān)調(diào)制發(fā)展到軟開關(guān)調(diào)制，功率等級從千瓦級發(fā)展到兆瓦級。有源電力濾波器apf和新型靜止無功發(fā)生器asvg可以說是pwm整流器的典型應(yīng)用，具有廣泛的應(yīng)用前景思考題及習(xí)題2-1．說明技術(shù)指標(biāo)電壓波形系數(shù)、電壓紋波系數(shù)、脈動系數(shù)、電流畸變因數(shù)、電流諧波因數(shù)、位移因數(shù)和整流輸入功率因數(shù)的具體含義。2-2．在哪些大功率整流電路中，整流變壓器會出現(xiàn)“直流磁勢不平衡”的情況？哪些整流電路的變壓器又會出現(xiàn)“交流磁勢不平衡”呢？磁勢不平衡的特點(diǎn)和危害是什么？為了避免和削弱其危害性，在大功率整流裝置中，在整流變壓器的接線形式上采取了哪些措施？2-3．帶平衡電抗器的雙反星形整流電路比六相半波整流電路有什么優(yōu)越性?雙反星整流電路主電路的電量應(yīng)如何計(jì)算?外特性曲線如何解釋?2-4．如圖2-7所示的三相半波整流電路，簡要說明變壓器采取此種聯(lián)結(jié)方式的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。如何計(jì)算整流電壓的平均值?2-5．三相橋式整流電路與d，y連結(jié)的變壓器相接,由415v三相交流電源供電,并向直流負(fù)載輸出300v,60a的電能,求變壓器一次繞組、二次繞組中的電流有效值,變壓器容量,二極管峰值電壓和有效值電流。負(fù)載電流波形平直。2-6．具有平衡電抗器的雙反星形可控整流電路,阻感負(fù)載ld??,r?2?,當(dāng)??0時(shí),ud?300v,借改變控制角?使id?120a,求?的大小和此時(shí)的重疊角?。已知??xb?0.209?,忽略變壓器繞組電阻及晶閘管壓降。2-7．電鍍用整流裝置，要求直流電壓為18伏，電流為3000安，用帶平衡電抗器的雙反星形線路，整流變壓器一次側(cè)線電壓為380伏，考慮?min?30?，求變壓器二次側(cè)相電壓，并估算變壓器的容量。如果要求當(dāng)負(fù)載電流降至300安時(shí)仍保證電路正常運(yùn)行，估算平衡電抗器的最小電感量。如要求降至60安仍正常工作，電感量又為多大？2-8．在大功率整流電路中，為什么常常采用多種化的結(jié)構(gòu)型式？在實(shí)現(xiàn)多機(jī)組串聯(lián)或并聯(lián)的多重化結(jié)構(gòu)中應(yīng)注意哪些問題？多機(jī)組串、并聯(lián)比單一機(jī)組采用元件串、并聯(lián)有什么優(yōu)越性？2-9．當(dāng)電源電壓相同時(shí)，如何從三相半波整流電路整流電壓平均值直接求出三相橋式6脈波整流電壓平均值？又如何得到兩個(gè)互差30?的三相橋組成的12脈波相控整流電壓平均值？怎么獲得24脈波的整流電壓？2-11．同一個(gè)整流電壓波形，當(dāng)取不同的時(shí)間坐標(biāo)，用傅立葉級數(shù)分析得到的諧波特性是否相同？為什么？2-12．整流裝置的諧波對電網(wǎng)產(chǎn)生了哪些不利影響?為了抑制“電力公害”和提高整流裝置的功率因數(shù),可以采取哪些措施?2-13．試?yán)L出圖2-25的十二相整流裝置的i1,i4,i1,i4,iab,ibc,ica,ia1,ia2,ia的波形,已知電網(wǎng)電壓為恒頻恒壓的對稱三相交流電源,平波電感l(wèi)d充分大,負(fù)載電流連續(xù)而平直。1:1abc2-14．試?yán)L出圖2-58所示的由三相全控橋和不控橋串聯(lián)組成的多相半控整流器的電流ia,i,iab,ica,ia,用圖示a1:的方法表明交流輸入端電流的位移因數(shù)cos?,并求輸出電壓平均值ud。設(shè)變壓器匝比1：1，二次相電壓為u2，可控橋控制角為?，負(fù)載電流連續(xù)而平圖2-58習(xí)題2-14附圖直,幅值為id。2-15在圖2-59的電路中，并聯(lián)的兩個(gè)橋式整流電路通過多級電抗器與負(fù)載相連，其中電抗器由四個(gè)對稱設(shè)置的晶閘管控制分接頭，通過適當(dāng)?shù)乜刂齐娍蛊骶чl管可以獲得48脈波的整流輸出電壓，試分析電路的工作原理。2-16晶閘管相控電抗器的基本原理是什么？當(dāng)觸發(fā)角??90?和??90?abc兩種情況下等效電抗是否相等？要實(shí)現(xiàn)電抗可調(diào)，觸發(fā)角?的調(diào)節(jié)范圍如何？圖2-59習(xí)題2-15附圖2-17.由圖2-42的boost型功率因數(shù)校正器的工作原理說明，為什么能實(shí)現(xiàn)輸入交流電流基本正弦，并與交流電源電壓同相？2-18試分析pwm整流電路和相控整流電路工作原理的根本區(qū)別。pwm整流電路具有哪些優(yōu)良性能？pwm整流電路有哪些控制方式？為什么說，apf和asvg是pwm整流器的具體應(yīng)用？它們之間在控制目標(biāo)、控制方式上有何異同？參考文獻(xiàn)1.b.m.bird,k.g.king,anintroductiontopowerelectronics,newyork,1983.2.林謂勛，電力電子技術(shù)基礎(chǔ)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，，1990.3.gopalk.dubey,powersemiconductorcontrolleddrivers,1989.4.cyrilw.lander,溫紹森等譯,powerelectronics,北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987.5.muhammadh.rashid,powerelectronicshandbook,usa:academicpress,2001.6.黃俊，半導(dǎo)體變流技術(shù)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.7.西南交通大學(xué)講義變流與控制，1985.78.葉斌，電力電子技術(shù)習(xí)題集，北京：中國鐵道出版社，1996.79.邵炳衡等，電力電子技術(shù)，北京：中國鐵道出版社，1997年10.劉志剛等，電力電子學(xué)，北京；清華大學(xué)出版社，北京交通大學(xué)出版社，2004.611.日本電氣學(xué)會，電力半導(dǎo)體變流方式調(diào)研專門委員會，王兆安、張良全譯，孫流芳校，電力電子半導(dǎo)體變流電路，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199312.葉斌，電力電子應(yīng)用技術(shù)及裝置，北京：中國鐵道出版社，1999.813.趙良炳，現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ)，北京：清華大學(xué)出版社，199514.mao