電力電子技術(shù)-復(fù)習(xí)題答案

。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。2．單相交流調(diào)壓電路帶阻感負(fù)載，當(dāng)控制角＜(=arctan(L/R))時(shí),VT1的導(dǎo)通時(shí)間大于π,VT2的導(dǎo)通時(shí)間小于π。3．根據(jù)載波和信號波是否同步及載波比的變化情況，PWM調(diào)制方式可分為同步調(diào)制和異步調(diào)制。一般為綜合兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，在低頻輸出時(shí)采用方法是異步調(diào)制。4．改變頻率的電路稱為變頻電路，變頻電路有交交變頻電路和交直交電路兩種形式，前者又稱為直接變頻，后者也稱為間接變頻。5．什么叫交—交變頻電路？答：晶閘管交交變頻電路，也稱周波變流器(Cycloconvertor)。交交變頻電路——把電網(wǎng)頻率的交流電變成可調(diào)頻率的交流電，屬于直接變頻電路。6．什么是電壓型逆變電路？有什么特點(diǎn)？答：按照逆變電路直流測電源性質(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。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。直流側(cè)電壓基本無脈動(dòng)，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)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。③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。7.改變SPWM逆變器中的調(diào)制比，可以改變_輸出電壓基波__的幅值。8.交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路有什么區(qū)別？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)周波，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。9、一臺(tái)工業(yè)爐原由額定電壓為單相交流220∨供電，額定功率為10千瓦?，F(xiàn)改用雙向晶閘管組成的單相交流調(diào)壓電源供電，如果正常工作時(shí)負(fù)載只需要5千瓦。試問雙向晶閘管的觸發(fā)角α應(yīng)為多少度？試求此時(shí)的電流有效值，以及電源側(cè)的功率因數(shù)值。

解：此時(shí)負(fù)載電流最大，為因此最大輸出功率為輸出功率為最大輸出功率的50％時(shí)，有：又得10.交流調(diào)功電路的調(diào)節(jié)方式。答：將負(fù)載與電源接通幾個(gè)周波，再斷開幾個(gè)周波，改變通斷周波數(shù)的比值來調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率，因其直接調(diào)節(jié)對象是電路的平均輸出功率,所以稱為交流調(diào)功電路。11.已知自耦變壓器基本繞組為1-0，調(diào)整繞組1-3與1-2之間的匝數(shù)是1-0的10％。試分析圖示兩組反并聯(lián)晶閘管組成的電路，是如何實(shí)現(xiàn)在輸入電壓波動(dòng)時(shí)，使輸出電壓∪0保持穩(wěn)定？

解通過對電壓檢測，實(shí)施對兩組反并聯(lián)晶閘管門極予以控制。例如：輸入電壓高于10%時(shí)，讓VT1、VT2這組反并聯(lián)的晶閘管的觸發(fā)脈沖移到180°，使它不輸出電壓，而讓VT3、VT4這組反并聯(lián)晶閘管的觸發(fā)脈沖移到0°，使他們分別在正負(fù)半周全導(dǎo)通時(shí)輸出電壓降低；當(dāng)輸入電壓低于額定值10%時(shí)，讓VT1、VT2這組反并聯(lián)晶閘管的觸發(fā)脈沖移到0°，使他們分別在正負(fù)半周全導(dǎo)通。讓VT3、VT4反并聯(lián)晶閘管的觸發(fā)脈沖移到180°使他們截止，從而使輸出電壓提高10%，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。12．一單相交流調(diào)壓器，電源為工頻220V，阻感串聯(lián)作為負(fù)載，其中R=1Ω，L=2mH。試求：①開通角α的變化范圍；②負(fù)載電流的最大有效值；③最大輸出功率及此時(shí)電源側(cè)的功率因數(shù)。解：①負(fù)載阻抗角為：φ=arctan（）=arctan（）=0.5610開通角α的變化范圍為：φα<π②當(dāng)α=φ時(shí)，輸出電壓最大，負(fù)載電流也為最大=186.28A③，此時(shí)輸出功率最大，為Pomax==34.7(KW)功率因數(shù)為實(shí)際上，此時(shí)的功率因數(shù)也就是負(fù)載阻抗角的余弦，即cos0.846713.正弦脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)運(yùn)用于電壓型逆變電路中，改變載波頻率可改變開關(guān)管的工作頻率。14.分析單相交交變頻電路的整流與逆變工作狀態(tài)。(10分)工作狀態(tài)t1~t3期間：io處于正半周，正組工作，反組被封鎖。t1~t2階段：uo和io均為正，正組整流，輸出功率為正。t2~t3階段：uo反向，io仍為正，正組逆變，輸出功率為負(fù)。t3~t5期間：io處于負(fù)半周，反組工作，正組被封鎖。t3~t4階段：uo和io均為負(fù)，反組整流，輸出功率為正。t4~t5階段：uo反向，io仍為負(fù)，反組逆變，輸出功率為負(fù)。15、正弦脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)運(yùn)用于電壓型逆變電路中，當(dāng)改變調(diào)制波的幅值可改變逆變器輸出電壓幅值；改變調(diào)制波的頻率可改變逆變器輸出電壓頻率。16.畫出電阻電感負(fù)載單相交流調(diào)壓電路的輸出電壓波形和晶閘管承受的電壓波形（觸發(fā)角為α）。相調(diào)壓電路帶電阻負(fù)載，其導(dǎo)通控制角的移相范圍為0～180。，隨的增大，Uo逐漸減低，功率因數(shù)逐漸減低。18單相交交變頻電路帶阻感負(fù)載時(shí)，哪組變流電路工作是由輸出電流的方向決定的，交流電路工作在整流還是逆變狀態(tài)是根據(jù)輸出電壓與輸出電流方向是否相同決定的。M控制就是對脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)；直流斬波電路得到的PWM波是等效直流波形，SPWM波得到的是等效正弦波形。據(jù)載波和信號波是否同步及載波比的變化情況，PWM調(diào)制方式可分為異步調(diào)制和同步調(diào)制。一般為綜合兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，在低頻輸出時(shí)采用異步調(diào)制方法，在高頻輸出時(shí)采用同步調(diào)制方法。21．試說明PWM控制的基本原理。答:脈寬調(diào)制技術(shù)：通過對一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效獲得所需要的波形（含形狀和幅值）。面積等效原理：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。把正弦半波分成N等分，就可把其看成是N個(gè)彼此相連的脈沖列組成的波形。如果把上述脈沖利用相同數(shù)量的等幅不等寬的矩形脈沖替代，且兩者中點(diǎn)重合，面積相等，就得到PWM波。22三相交交變頻電路主要有兩種接線方式，即公共交流母線進(jìn)線方式和輸出星形連結(jié)方式，其中主要用于中等容量的交流調(diào)速系統(tǒng)是公共交流母線進(jìn)線方式__。WM波形只在單個(gè)極性范圍內(nèi)變化的控制方式稱單極性控制方式，三相橋式PWM型逆變電路采用雙極性控制方式。