《電力電子技術(shù)》各章節(jié)課后題和答案

Im，試計(jì)算各波形的電流平均值Im，試計(jì)算各波形的電流平均值b)II=1pII=1pIp4mp4mI=1 I=1ppmI2=4I3=4I3=pppm4p-0p-0+14Im1多少？這時(shí)，相應(yīng)的電流最大值Im1、Im2、Im3各為多少?T(AV)=100AT(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III~I~4泄漏電容，當(dāng)柵極開路時(shí)極易受靜電干擾而充上超過20的擊穿電壓，所以為防止①一般在不用時(shí)將其三個(gè)電極短接；②裝配時(shí)人體、工作臺、電烙鐵必須接地，測試時(shí)所有儀器外殼必須接地；③電路中，柵、源極間常并聯(lián)齊納二極管以防止電壓過高④漏、源極間也要采取緩沖電路等措施吸收過電壓。IGBT的驅(qū)動多采用專用的混合集成驅(qū)動器。GTR驅(qū)動電路的特點(diǎn)是：驅(qū)動電路提供的驅(qū)動電流有足夠陡的前沿，并有一定的過電力MOSFET驅(qū)動電路的特點(diǎn)：要求8.全控型器件的緩沖電路的主要作用是什么？試分析RCD緩沖電路中各元件的作小題2222dd2I=-1202uu20ud0idwtwt2dd其平均值為3uu2++ud+id+問題嗎？試說明：①晶閘管承受的最大反向電壓為22U2；②當(dāng)負(fù)載是電阻或電感時(shí)，其輸出電壓和電流的波形與單相全控橋時(shí)相同。答：具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，該變壓器沒有直流磁化的問題。以下分析晶閘管承受最大反向電壓及輸出電壓和電流波形的情況。①以晶閘管VT2為例。當(dāng)VT1導(dǎo)通時(shí)，晶閘管VT2通過VT1與2個(gè)變壓器二次繞組②當(dāng)單相全波整流電路與單相全控橋式整流電路的觸發(fā)角a相同時(shí)，對于電阻負(fù)載：橋電路中VT2、VT3導(dǎo)通，輸出電壓等于-路中VT2導(dǎo)通，單相全控橋電路中VT2、VT3導(dǎo)通，輸出可見，兩者的輸出電壓相同，加到同樣的負(fù)載上時(shí)，則輸出電流也相同。②求整流輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次電流有效值I2；③考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。uu2πudπidIdiidO②輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次電流有效值I2分別為考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為：具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形如下：0uVD20uVD40②求整流輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次側(cè)電流有效值I2；③考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。uu2OudidwtIiiIIdwtOwt晶閘管額定電壓和電流的具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。uu2pudiVT1iVD2OiOp+aIII31222bOwtuudOwtOwt8.三相半波整流電路，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ABCNnBCCNAc2nbb12答：變壓器鐵心不會被直流磁化。原因如下：內(nèi)流過的電流平均值為零，所以變壓器鐵心不會被直流磁化。的觸發(fā)角都是a，那末共陰極組的觸發(fā)脈沖與共陽極組的觸發(fā)脈沖對同一相來說，例如都OiVT1OidO②Ud、Id、IdT和IVT分別如下udua1Oua1Oid2cuOiVTO②Ud、Id、IdT和IVT分別如下IVT＝Id33=23.433BId（Ud－E）-UdId=RIdB2換流重疊角uu2OudOadBId2Id=IdB2換流重疊角uu2OaIdgiIgbdbVT1VT2icc=0.3Ω,求dBIdId=B2換流重疊角二極管電流和變壓器二次測電流的有效值分別為2uub1IdIdVD1diicdBId∕πId=IdBId2uaubucOiVT1OiVT2OIdId答：單相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有2k（k=1、2、3）次諧波，其答：三相橋式全控整流電路的整流輸出電壓中含有6k（k＝1、2、3）次的諧波，其中IdI256Id∕5π=6×23.4∕5π=3.65（A）=6Id∕7π=6×23.4∕7π=2.61（A）22Id∕π=22×38.99∕π=35.1（A）基波因數(shù)為6Id∕π=6×23.39∕π=18.243（A）基波因數(shù)為答：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)：①三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BId∕πIdUd-EM）R三式聯(lián)立求解，得IdBId送回電網(wǎng)的有功功率為2MdddBIdIdUd－EM）R三式聯(lián)立求解，得IdB換流重疊角ABC31.三相全控橋，電動機(jī)負(fù)載，要求可逆，解：整流變壓器接法如下圖所示abca濾波已使同步信號滯后30°,所以同步信號只要再滯后150°就可以了。滿足上述關(guān)系的同步電壓相量圖及同步變壓器聯(lián)結(jié)形式如下兩幅圖所示。bACCBaABCVTVTVTVTuVTVTooonoff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輸出電流平均值為=-==0.002Tttt此時(shí)輸出平均電壓為輸出平均電流為I=oM==30(A)輸出電流的最大和最小值瞬時(shí)值分別為-r-)R=-r-)R=Imin=r-0.015-1 所以輸出電流仍然連續(xù)。此時(shí)輸出電壓、電流的平均值以及輸出電流最大、最小瞬時(shí)值分別為：0.0015-0.01-offoffoffonoI。ooffL0對時(shí)間的積分為零，即a=—EoffonB的平均值tBC-UC，且L2的電壓平均值ttonE=—EoffoniEL1uL1VC1uuL2i2L2C2oonoff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onoC1off由以上兩式即可得出C1onoofftEoffVEV2VEV2LL21uL2uCiL1LVDVEonoffuou＝u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onC1offoC1onooff由以上兩式即可得出toff1V1iLEVDiLE2oVDVD2MoEMoM2VDVD2oVD1oMLiEMVV+-EMVV+-EMV4VDVDVDEVVDuoLEV1V2VD2VD1LiLoMoV1LLE2oVDVD2MuMoEMEM當(dāng)V3導(dǎo)通時(shí)，電源向M供電，使其反轉(zhuǎn)電動，電流路徑如下圖：VV3oVDVDiLEVDoVDVDiLE2oMoV2+-2+EVVDEV1M4當(dāng)V3關(guān)斷時(shí)，負(fù)載通過當(dāng)V3關(guān)斷時(shí)，負(fù)載通過第4章交流電力控制電路和交交變頻電路0此時(shí)負(fù)載電流最大，為IU RU=1R因此最大輸出功率為P=UI2=1Rp解得+p-p的功率因數(shù)；④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)。開通角即③功率因數(shù)為時(shí)，輸出電壓最大，負(fù)載電流也為最大，此時(shí)輸出功率最大，為(220)21o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p④=-時(shí)，先計(jì)算晶閘管的導(dǎo)通角，由式（4-7）得p2I=VTUII2UIo于是可得出I=oUI VT3.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？為什交流調(diào)壓電路廣泛用于燈光控制（如調(diào)光臺燈和舞臺燈光控制）及異步電動機(jī)的軟起動，也用于異步電動機(jī)調(diào)速。在供用電系統(tǒng)中，還常用于對無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。此外，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。二者的基本原理如下：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)到比較理想的動態(tài)補(bǔ)償效果。波形畸變和由此引起的電流波形畸變以及電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動是限制輸出頻率提高的主要譜復(fù)雜。），10．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)②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dd4.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解：輸出相電壓的基波幅值為UU輸出線電壓的基波幅值為輸出線電壓基波的有效值為pdddpUUU26UpddUV5uUV5=U=UV5dVD1C之后，進(jìn)入VT2、VT3穩(wěn)定導(dǎo)通階段，電流路徑如圖5-16d所示。8.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)多重逆變電路各用于什么場合？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得多重化。5mm第6章PWM控制技術(shù)解：將各脈沖的寬度用di（i=1,2,3,4,5）表示，根據(jù)面積等效原理可得ppmd2=5=-pmmd3=5=-25p55mppm答：三角波載波在信號波正半周期或負(fù)半周期里只有單一的極性，所得的PWM波形在半個(gè)周期中也只在單極性范圍內(nèi)變化，稱為單極性PWM控制方式。5.什么是異步調(diào)制？什么是同步調(diào)制？兩者各有何特點(diǎn)？分段同步調(diào)制有什么優(yōu)脈沖不對稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對稱。而當(dāng)信號波頻率增高時(shí)，載波比N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，P的影響就變大，有時(shí)信號波的微小變化還會產(chǎn)生PWM脈沖的跳動。這就使得輸出PWMfc過低時(shí)由調(diào)制帶來的諧波不易濾除。當(dāng)負(fù)載為電動機(jī)時(shí)也會帶來較大的轉(zhuǎn)矩脈動和噪聲。法，得到的SPWM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)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。9.什么是電流跟蹤型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答：電流跟蹤型PWM變流電路就是對變流電路采用電流跟蹤控制。也就是，不用信號采用滯環(huán)比較方式的電流跟蹤型變流器的特點(diǎn)：②屬于實(shí)時(shí)控制方式，電流響應(yīng)快；③不用載波，輸出電壓波形中不含特定頻率的諧波分量；④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；答：PWM整流電路就是采用PWM控制的整流電路控制，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1。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？為什而減小了變壓器的體積和重量。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LCLrLL