電力電子技術(shù)(簡答,大題,選擇填空)

1、共享知識(shí)分享快樂簡答題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：晶閘管承受正向陽極電壓，并在門極施加觸發(fā)電流（脈沖）。或： uAK >0 且 uGK >0。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。要使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，可利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下，即降到維持電流以下，便可使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷。3.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

2、負(fù)載電流的脈動(dòng)次數(shù)增加、脈動(dòng)幅度減小，對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，總體可靠性提高。4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，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錯(cuò)誤！未指定書簽。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

3、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。頁眉內(nèi)容共享知識(shí)分享快樂5試說明 PWM 控制的基本原理。答： PWM 控制就是對脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。即通過對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的環(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6.1 什么是異步調(diào)制？主要特點(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)，

4、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)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)半周期的脈沖不對稱，半周期內(nèi)前后1/4 周期的脈沖也不對稱。這樣，當(dāng)信號(hào)波頻率較低時(shí)，載波比N 較大，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)較多，正負(fù)半周期脈沖不對稱和半周期內(nèi)前后1/4 周期脈沖不對稱產(chǎn)生的不利影響都較小，PWM 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， PWM 脈沖不對稱的影響就變大，有時(shí)信號(hào)波的微小變化還會(huì)產(chǎn)生 PWM 脈沖的跳動(dòng)。這就使得輸出 PWM 波和正弦波的差異變大。對于三相 PWM 型逆變電路來說，三相輸出的對稱性也變差。6.2 什么

5、是同步調(diào)制？主要特點(diǎn)。答：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)帶來頁眉內(nèi)容共享知識(shí)分享快樂較大的轉(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。6.3 分段同步調(diào)制有什么優(yōu)點(diǎn)？答：分段同步調(diào)制是把逆變電路的輸出頻劃分

6、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負(fù)載產(chǎn)生不利影響。6.4 載波比：在 pwM 控制電路中，載波頻率 fc 與調(diào)制信號(hào)頻率 fr 之比 N=fc/fr 稱為載波比。7 120 頁的簡答斬波電路可有三種控方式:1）保持開關(guān)周期 T 不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間 ton，稱為脈沖寬度調(diào)制或脈沖調(diào)寬型。2）保持開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間 ton 不變，改變開關(guān)周期 T，稱為頻率調(diào)制或調(diào)頻型。3）ton 和 T 都可調(diào)，使占空比改變，稱為混合型。8、右圖軟開

7、關(guān)電路說明了絕大部分軟開關(guān)電路的基本特征。通過在開關(guān)過程前后引入諧振，使開關(guān)開通前電壓先降到零，關(guān)斷前電流先降到零，就可以消除開關(guān)過程中電壓、電流的重疊，降低它們的變化率，從而大大減小甚至消除開關(guān)損耗。同時(shí)，諧振過程限制了開關(guān)過程中電壓電流的變化率，這使得開關(guān)噪聲也顯著減小。這樣的電路被稱為軟開關(guān)電路，而這樣的開關(guān)過程也被稱為軟開關(guān)。頁眉內(nèi)容共享知識(shí)分享快樂大題6. 晶閘管串聯(lián)的單相半控橋 （橋中 VT 1、VT 2 為晶閘管），電路如圖 2-11 所示， U2=100V，電阻電感負(fù)載， R=2， L 值很大，當(dāng) =60時(shí)求流過器件電流的有效值，并作出ud、id、iVT 、iD 的波形。13三

8、相橋式全控整流電路，U2=100V，帶電阻電感負(fù)載， R=5，L 值極大，當(dāng)=60 時(shí)，要求：畫出 ud、id 和 iVT1 的波形；計(jì)算 Ud、Id、IdT 和 IVT 。2在圖 5-1a 所示的降壓斬波電路中，已知E=200V， R=10， L值極大， EM =30V，T=50 , , 計(jì)算輸出電壓平均值，輸s ton=20sUo出電流平均值 I o。5. 三相橋式電壓型逆變電路， 180°導(dǎo)電方式， Ud=100V。試求輸出相電壓的基波幅值 UUN1m 和有效值 UUN1 、輸出線電壓的基波幅值 UUV1m 和有效值 UUV1 、輸出線電壓中 5 次諧波的有效值 UUV5 。5

9、 在圖 5-2a 所示的升壓斬波電路中，已知 E=50V，L 值和 C值極大， R=20，采用脈寬調(diào)制控制方式，當(dāng) T=40s，t on=25s 時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io。6一單相交流調(diào)壓器，電源為工頻220V，阻感串聯(lián)作為負(fù)載，其中 R=0.5， L=2mH 。試求：開通角的變化范圍；負(fù)載電流的最大有效值；最大輸出功率及此時(shí)電源側(cè)的功率因數(shù)；當(dāng)= 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)。2頁眉內(nèi)容共享知識(shí)分享快樂選擇與填空1、半控型器件晶閘管1）斷態(tài)重峰值電壓UDRM ，反向重復(fù)嶧值電壓URRM ，通常取晶閘管的 UDRm 和 URRM 中較小的標(biāo)值作為

10、該器件的額定電壓。2）通態(tài)平均電流國標(biāo)規(guī)定通態(tài)平均電流為晶閘管在環(huán)境溫度為憶和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫時(shí)所允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。這也是標(biāo)稱其額定電流的參數(shù)。3）維持電流 IH維持電流是指使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流。4）擎住電流 IL擎住電流是晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號(hào)后，能維持導(dǎo)通所需的最小電流。5）逆導(dǎo)晶閘管是將晶閘管反并聯(lián)一個(gè)二極管制作在同一管芯上的功頁眉內(nèi)容共享知識(shí)分享快樂率集成器件，這種器件不具有承受反向電壓的能力旦承受反向電壓即開通。2、全控型器件絕緣柵雙極晶體管(IGBT)3、單相橋式全控整流電路1）帶電阻負(fù)載的工作情況角的移相范圍

11、為0180 度。2）帶阻感負(fù)載的工作情況角的移相范圍為090 度。4、三相橋式全控整流電路1） 共陰極組 (VT1 ，T3，T5)脈沖依次差 120 度；共陽極組(VT4 ， T6 ， T2)也依次差 120 度。六個(gè)晶閘管的脈沖按VT1 ， T2， T3，VT4 ， T5， T6 的順序，相位依次差60°。2）5、電容濾波的單相不可控整流電路頁眉內(nèi)容共享知識(shí)分享快樂空載時(shí)， Ud=2U2；重載時(shí)， R 很小，電容放電很快，幾乎失去儲(chǔ)能作用。隨負(fù)載加重， Ud 逐漸趨近于 0.9U2，即趨近于電阻負(fù)載時(shí)的特性。6、電壓型逆變電路直流側(cè)是電壓源的稱為電壓型逆變電路。主要特點(diǎn)：1）直流側(cè)

12、為電壓源，或并聯(lián)有大電容(濾波 )，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）由手直流電壓源鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓沽形為矩形波，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)反饋的滅功能量提供道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。7、電流型逆變電路頁眉內(nèi)容共享知識(shí)分享快樂直流電源為電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路。主要特點(diǎn)：1）直流側(cè)串聯(lián)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。2）電路中開關(guān)器件的作交流側(cè)用僅是改變直流電流的通路徑，因

13、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)電感起緩沖無功能量的作用。因?yàn)榉答仧o功能量時(shí)直流電流并不反向，因此不必像電壓型逆變電路那木手要給開關(guān)器件反并聯(lián)二極笤。因?yàn)槭请娏餍湍孀冸娐?，故其交流輸出電流波形接近矩形波，因此?fù)載電壓的波形接近正弦波。8、升降壓斬波電路頁眉內(nèi)容共享知識(shí)分享快樂9、電流可逆斬波電路10、單相交流調(diào)壓電路阻感負(fù)載下穩(wěn)態(tài)時(shí)的移相范圍為。當(dāng) <時(shí)，電壓穩(wěn)定，為正弦波，不可調(diào)，當(dāng)>時(shí)，電壓為 0。11、交 -交變頻電路是把一種頻率的交流直接變成可變頻率的交流，是一種直接變頻電路。間接變頻電路，即先把交流變換成直流，再頁眉內(nèi)容共享知識(shí)分享快樂圯直流逆變成可變頻率的交流。這種電路也稱交-直-交變頻電路。12、PWM 逆變電路的控制方法：計(jì)算法、調(diào)制法和跟蹤控制技術(shù)。13、使開關(guān)開通前其兩端電壓為零，則開關(guān)開通盯就不會(huì)產(chǎn)生損耗和噪聲，這種開通方式稱為零電壓開通(零電壓開關(guān) )。使開關(guān)關(guān)斷前其電流為零，則開關(guān)開通盯就不會(huì)產(chǎn)生損耗和噪聲，這種關(guān)斷方式稱為零電流關(guān)斷(零電流開關(guān) )。14、電力 MOSFET 的通態(tài)電阻 Ron 具有正的溫度糸數(shù)，并聯(lián)使用時(shí)具有一定的電流自動(dòng)均衡的能力，因而并聯(lián)使用比較容易。IGBT