电力电子重点修改

电力电子复习重点 1 14 第第 1 章章 绪论绪论 掌握电力电子技术的基本概念 学科地位 基本内容 熟悉电力电子技术和发展历史 熟悉电力电子技术的应用范围 熟悉电力电子技术的发展前景 深刻理解本课程的内容 任务与要求 考核知识点 电力电子技术的概念 电力电子器件的分类 电力电子电路 的种类 电力电子技术的应用 第第 2 章章 电力电子器件电力电子器件 第第 9 章章 电力电子器件应用的共性问题电力电子器件应用的共性问题 一 要求掌握的重点内容 一 要求掌握的重点内容 1 电力电子器件的特征和分类 2 半控型器件 晶闸管的结构与工作原理 3 典型全控型器件 门极可关断晶闸管 电力晶体管 电力场效应晶体管 绝缘栅双极晶体管的结构与工作原理 4 电力电子器件的保护 5 电力电子器件的驱动电路 二 要求深到理解的内容 二 要求深到理解的内容 1 不可控器件 电力二极管的特性 2 晶闸管 门极可关断晶闸管 电力晶体管 电力场效应晶体管 绝缘栅 双极晶体管的基本特性 3 器件的串联与并联等 三 要求了解的内容 三 要求了解的内容 1 晶闸管的主要参数 2 4 种典型全控型器件的主要参数 3 其他新型电力电子器件的工作原理 四 难点 器件电流定额的确定 器件的正确选择 四 难点 器件电流定额的确定 器件的正确选择 五 考核知识点 电力电子器件的分类和特点 功率二极管的分类及各类五 考核知识点 电力电子器件的分类和特点 功率二极管的分类及各类 的适用范围 功率二极管的伏安特性 晶闸管的分类及特点 晶闸管的内的适用范围 功率二极管的伏安特性 晶闸管的分类及特点 晶闸管的内 部结构以及符号 为什么晶闸管一旦导通 门极便失去控制作用 晶闸管部结构以及符号 为什么晶闸管一旦导通 门极便失去控制作用 晶闸管 的导通和关断条件 晶闸管的伏安特性 晶闸管的电压定额和电流定额 的导通和关断条件 晶闸管的伏安特性 晶闸管的电压定额和电流定额 IH IL的定义及其区别与联系 晶闸管的主要派生器件有那些 它们都有什的定义及其区别与联系 晶闸管的主要派生器件有那些 它们都有什 么特征 常见全控器件有几种 请列举出其名称和符号 以及各种全控器么特征 常见全控器件有几种 请列举出其名称和符号 以及各种全控器 件的优缺点 件的优缺点 六 本章重点难点分析六 本章重点难点分析 有关晶闸管电流计算的问题 有关晶闸管电流计算的问题 晶闸管是整流电路中用得比较多的一种电力电子器件 在进行有关晶闸 管的电流计算时 针对实际流过晶闸管的不同电流波形 应根据电流有效 值相等的原则选择计算公式 即允许流过晶闸管的实际电流有效值应等于 额定电流 IT对应的电流有效值 利用公式 I kf Id 1 57IT进行晶闸管电流计算时 一般可解决两个方 面的问题 一是已知晶闸管的实际工作条件 包括流过的电流波形 幅值 等 确定所要选用的晶闸管额定电流值 二是已知晶闸管的额定电流 根 电力电子复习重点 2 14 据实际工作情况 计算晶闸管的通流能力 前者属于选用晶闸管的问题 后者属于校核晶闸管的问题 计算与选择晶闸管的额定电流 解决这类问题的方法是 首先从题目的已知条件中 找出实际通过晶闸管 的电流波形或有关参数 如电流幅值 触发角等 据此算出通过晶闸管的 实际电流有效值 I 考虑 1 5 2 倍的安全裕量 算得额定电流为 IT 1 5 2 I 1 57 再根据 IT值选择相近电流系列的晶闸管 六 本章典型例题分析六 本章典型例题分析 例 2 1 晶闸管导通和关断的条件是什么 解 晶闸管导通条件是 1 晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压 2 晶闸管门极和阴极之间必须加上适当的正向脉冲电压和电流 在晶闸管导通后 门极就失去控制作用 欲使其关断 只需将流过晶闸 管的电流减小到其维持电流以下 可采用阳极加反向电压 减小阳极电压 或增大回路阻抗等方式 例 2 2 单相正弦交流电源 其电压有效值为 220V 晶闸管和电阻串联 相接 试计算晶闸管实际承受的正 反向电压最大值是多少 考虑 2 倍安 全裕量 晶闸管的额定电压如何选取 解 晶闸管所承受的正 反向电压最大值为输入正弦交流电源电压的峰值 220 311V 考虑 2 倍安全裕量 则晶闸管额定电压不低于2 2 311 622V 可取为 700V 第第 3 章章 整流电路整流电路 一 要求掌握的重点内容 一 要求掌握的重点内容 1 单相可控整流电路 单相半波可控整流电路 单相桥式全控整流电路 单相桥式半控整流电路 这三种可控整流电路在电阻性负载和大电感性负 载 包括有无续流二极管 时的工作原理 波形分析和数量关系以及单相桥式 半控整流电路在大电感性负载时的失控现象 2 三相可控整流电路 三相半波可控整流电路 三相桥式全控整流电路 这两种可控整流电路在电阻性负载和大电感性负载时的工作原理 波形分 析和数量关系以及三相桥式全控整流电路对触发电路的要求 3 变压器漏感对整流电路的影响 4 整流电路的有源逆变工作状态 二 要求深刻理解的内容 二 要求深刻理解的内容 1 整流电路在反电动势负载时的工作情况 4 相控电路的驱动控制 三 要求了解的内容 三 要求了解的内容 1 整流电路的谐波和功率因数 四 难点和重点 可控整流电路的波形分析和数量关系 四 难点和重点 可控整流电路的波形分析和数量关系 五 考核知识点 各类可控整流电路分析 包括电阻 电感 电动势负载 五 考核知识点 各类可控整流电路分析 包括电阻 电感 电动势负载 有源逆变电路的分析 半控桥式电路为什么会产生失控现象 如何避免 有源逆变电路的分析 半控桥式电路为什么会产生失控现象 如何避免 三相半波整流电路中整流变压器接线形式及目的是什么 电感负载三相半波整流电路中整流变压器接线形式及目的是什么 电感负载 ud为何为何 会出现负值 三相全控桥式电路对脉冲的相位和宽度有什么要求 会出现负值 三相全控桥式电路对脉冲的相位和宽度有什么要求 RE 负负 载与载与 R 负载相比 负载相比 Ud Id IdVT IVT有什么变化 有什么变化 RLE 负载与负载与 R 负负 载相比 载相比 Ud Id IdVT IVT I2 P 有无不同 交流回路电感效应会产有无不同 交流回路电感效应会产 生什么影响 逆变 有源逆变 无源逆变的定义 逆变产生的条件 有源生什么影响 逆变 有源逆变 无源逆变的定义 逆变产生的条件 有源 电力电子复习重点 3 14 逆变的应用 逆变失败的定义和原因 逆变的应用 逆变失败的定义和原因 六 本章重点难点分析六 本章重点难点分析 波形分析法 波形分析法 整流电路的分析 通常采用波形分析法 所谓波形分析法 是指根据电 源电压和控制角以及负载性质 作出负载电压 负载电流 整流元件的电 压和电流等波形图 再由波形图推导出该电路基本电量的计算公式和数量 关系 具体来说 分析方法和步骤如下 1 绘出主电路原理图 包括标明交流电压 各整流元件序号和负载性 质 2 画出各相电压或线电压波形图 并确定整流元件的自然换相点 3 根据控制角在相应位置上绘出触发脉冲 并标明相应序号 4 根据可控整流电路的工作原理 绘出负载电压 负载电流 晶闸管 电流以及晶闸管两端电压的波形 5 根据波形图推导出基本电量的计算公式 变压器漏抗对整流电路的影响 变压器漏抗对整流电路的影响 通常整流电路输入端都接有整流变压器 由于整流变压器存在漏抗 在 换相时 对整流电压波形将产生影响 不仅产生换相压降 而且使相电压 和线电压波形出现缺口 造成电网电压发生畸变 七 本章典型例题分析七 本章典型例题分析 例 3 1 接有续流二极管的单相半波可控整流电路 带大电感负载 R 5 变压器二次侧电压 U2 220V 试计算当触发角 分别为 30 和 60 时 流过晶闸管和续流二极管中电流的平均值和有效值 问在什么情况下 流 过续流二极管的电流平均值大于流过晶闸管的电流平均值 解 1 当 30 时 VUUd 4 92 2 30cos1 22045 0 2 cos1 45 0 1 A R U I d d 5 18 5 4 92 流过晶闸管的电流平均值为 AII ddT 7 7 5 18 360 30180 2 流过晶闸管的电流有效值为 AII dT 9 16 5 18 360 30180 2 流过续流二极管的电流平均值为 AII ddD 8 10 5 18 360 30180 2 流过续流二极管的电流有效值为 AII dD 1 145 18 360 30180 2 2 当 60 时 VUUd 3 74 2 60cos1 22045 0 2 cos1 45 0 1 A R U I d d 9 14 5 3 74 流过晶闸管的电流平均值为 AII ddT 5 9 14 360 60180 2 流过晶闸管的电流有效值为 AII dT 6 8 9 14 360 60180 2 流过续流二极管的电流平均值为 AII ddD 9 9 9 14 360 60180 2 流过续流二极管的电流有效值为 AII dD 2 12 9 14 360 60180 2 电力电子复习重点 4 14 3 要使 IdD IdT 由公式知 只需满足 即 0 2 2 例 3 2 在单相桥式全控整流电路中 如果有一只晶闸管因为过流而烧成 断路 该电路的工作情况将如何 如果这只晶闸管被烧成短路 该电路的 工作情况又会如何 答 如果有一只晶闸管因为过流而烧成断路 则该单相桥式全控整流电 路将作为单相半波可控整流电路工作 如果这只晶闸管被烧成短路 则会 引起其他晶闸管因对电源短路而烧毁 严重情况下甚至可能使整流变压器 因过流而损坏 因此 在设计电路时 在变压器二次侧与晶闸管之间应串 联快速熔断丝 起到过流保护的作用 例 3 3 单相桥式半控整流电路中续流二极管的作用是什么 在何种情况 下 流过续流二极管的电流平均值大于流过晶闸管的电流平均值 答 单相桥式半控整流电路中续流二极管的作用是 为感性负载中电感 储存的能量提供一条专门的释放回路 以避免发生一只晶闸管持续导通而 两只二极管轮流导通的 失控现象 由公式知 流过续流二极管的电流平 均值 ddD II 流过晶闸管的电流平均值 ddT II 2 要使 IdD IdT 则只需满足 即 2 3 例 3 4 单相全控桥式整流电路 带阻感负载 R 1 L 值很大 即满足 L R U2 100V 当 600时 求 1 作出输出电压 ud 输出电流 id 变压器二次侧电流 i2的波形 2 求整流输出平均电压 Ud 电流 Id和二次侧电流有效值 I2 3 考虑两倍的安全裕量 选择晶闸管的额定电压和额定电流值 解 1 波形略 2 Ud 0 9U2Cos 0 9 100 Cos60 45V Id Ud R 45 1 45A I2 Id 45A 3 晶闸管可能承受的最大电压为 UTM 141V 考虑 2 倍安全裕量 其 2 2U 值为 282V 选额定电压为 300V 的晶闸管 流过晶闸管的电流有效值为 IT Id 31 82A 2 1 考虑 2 倍安全裕量时晶闸管的平均电流为 ITAV 2IT 1 57 40 54A 选额定 电流为 50A 的晶闸管 第第 4 章章 逆变电路逆变电路 一 要求掌握的重点内容 一 要求掌握的重点内容 1 四种换流方式 2 电压型逆变电路 单相和三相逆变电路工作波形和电压计算式 3 电流型逆变电路 单相和三相逆变电路工作波形和电压电流计算式 二 要求一般理解的内容 二 要求一般理解的内容 多重逆变电路和多电平逆变电路 三 难点 三相电流型逆变电路 多电平逆变电路 三 难点 三相电流型逆变电路 多电平逆变电路 电力电子复习重点 5 14 第第 5 章章 直流直流 直流变流电路直流变流电路 一 要求掌握的重点内容 一 要求掌握的重点内容 基本斩波电路 降压 升压 升降压 Cuk 斩波电路基本原理和主要电压 电流波形和计算式 二 要求深到理解的内容是 二 要求深到理解的内容是 复台斩波电路和多相多重斩波电路的工作原理 三 要求一般理解的内容 三 要求一般理解的内容 带隔离的直流 直流变流电路 四 要求了解的内容是四 要求了解的内容是 Sepic 和和 Zeta 斩波电路 斩波电路 五 重点内容是 降压 升压 升降压斩波电路五 重点内容是 降压 升压 升降压斩波电路 难点 根据电路工作原理分析 画出各点的波形图 导出相关计算式 第第 6 章章 交流交流 交流变流电路交流变流电路 一 要求掌握的重点内容 一 要求掌握的重点内容 1 单相交流调压电路 电阻负载和阻感负载工作波形图与相关波形计算式 2 三相交流调压电路 星型联结电路 带电阻负载时改变控制角 负载相 电压波形的变化情况 3 交流调功电路的工作特点 4 单相交交变频电路 电路构成和基本工作原理 整流与逆变工作状态 5 三相交交变频电路接线方式 二 要求一般理解的内容 二 要求一般理解的内容 1 单相交流调压电路谐波的特性 2 斩控式交流调压电路 3 三相交流调压电路多种接线形式 4 交流电力电子开关 5 单相交交变频电路输出正弦波电压的调制方法 余弦交点法 三 要求了解的内容 三 要求了解的内容 1 三相交交变频电路改善输入功率因数和提高输出电压的方法 2 单相及三相交交变频电路的输入输出特性 3 矩阵式变频电路 四 难点 交交变频电路 四 难点 交交变频电路 第第 7 章章 PWM 控制技术控制技术 一 要求深刻理解和掌握的重要内容 一 要求深刻理解和掌握的重要内容 1 PWM 控制的基本原理 2 PWM 逆变电路及其控制方法 3 PWM 波形的生成方法 二 要求一般理解的内容 二 要求一般理解的内容 1 PWM 逆变电路的谐波分析 2 提高直流电压利用率和减少开关次数 3 PWM 逆变电路的多重化 4 单相 PWM 整流电路 工作原理和运行方式相量图 5 PWM 整流电路及其控制方法 三 难点 三 难点 PWM 的控制方法及波形的生成方法 的控制方法及波形的生成方法 电力电子复习重点 6 14 综合练习题综合练习题 一 填空题一 填空题 1 晶闸管是四层三端器件 三个引出电极分别为 阳极 阴极和 极 2 一只额定电流为 100A 的普通晶闸管 其允许通过的电流有效值为 A 3 具有自关断能力的电力电子器件称为 器件 4 三相全控桥式整流电路中 采用共阴极组接法的三只晶闸管 要求其触 发脉冲以 1200 为间隔 依次在电源电压的 半周触发各晶闸管 5 在考虑变压器漏抗影响时 整流电路输出电压的平均值将 6 三相全控桥式整流电路输出的电压波形在一个周期内脉动 次 7 采用时间比控制方式改变斩波器负载两端的平均电压 对斩波器触发脉 冲的调制方法有三种 分别是 8 降压斩波器中 电源电压 Ud 50V 导通比为 0 8 则负载电压平均值 ULD为 9 电流型逆变电路直流侧为 输出电流波形为 10 根据调制脉冲的极性 PWM 也有两种调制方式 分别是 和 调制 二 简答题二 简答题 1 试说明晶闸管的开通和关断的条件 2 试说明晶闸管整流装置实现有源逆变的条件 3 试说明整流电路中整流变压器二次侧相电压 U2 选得过高或过低 将出 现什么问题 4 单相半控桥整流电路带感性负载时 若该电路不接续流二极管 请对其 可能发生的 失控 现象进行分析 5 三相桥式全控整流电路带大电感负载时 以连接于 A 相的共阴极组晶闸 管 T1为例说明 在一个周期内 其承受电压的情况 6 某单相可控整流电路 分别给阻性负载和蓄电池反电动势负载供电 在 流过负载电流平均值相同的条件下 哪一种负载下晶闸管的额定电流应选 大一些 为什么 三 计算题三 计算题 1 单相桥式可控整流电路 带一大电感对蓄电池充电 R 3 电感 L 足 够大 U2 220V 反电动势 E 60V 1 要保持充电电流为 10A 估算此时的控制角 2 该电路中晶闸管承受的最大电压是多少 2 单相全控桥式整流电路 带阻感负载 R 5 L 值很大 即满足 L R U2 100V 当 600时 求 1 作出输出电压 ud 输出电流 id 变压器二次侧电流 i2的波形 2 求整流输出平均电压 Ud 电流 Id和二次侧电流有效值 I2 3 考虑两倍的安全裕量 选择晶闸管的额定电压和额定电流值 3 单相全控桥式有源逆变电路 回路电阻 R 1 平波电抗器 Ld足够大 电力电子复习重点 7 14 变压器二次电压有效值 U2 220V 负载电动势 Ed 200V 当 300时 求 1 画出输出电压 ud 流过晶闸管电流 iT1的波形 2 计算变流电路输出平均电压 Ud 负载平均电流 Id 参考答案 参考答案 一 填空题 本大题共一 填空题 本大题共 14 小空 每小空小空 每小空 2 分 共分 共 28 分 分 1 门2 1573 全控型 4 正5 减小6 6 7 脉冲宽度调制 脉冲频率调制 调频调宽混合控制 8 40V9 电流源 矩形波10 单极性 双极性 二 简答题二 简答题 1 晶闸管导通条件是 1 晶闸管阳极和阴极之间施加 正向阳极电压 2 晶闸管门极和阴极之间必须加上适当的正向脉冲电压和 电流 在晶闸管导通后 门极就失去控制作用 欲使其关断 只需将 流过晶闸管的电流减小到其维持电流以下 可采用阳极加反向电压 减小 阳极电压或增大回路阻抗等方式 2 1 变流电路直流侧应具有能提供逆变能量的直流电源电动势 Ed 其极 性应与晶闸管的导电电流方向一致 2 变流电路输出的平均电压 Ud的极性 必须为负 以保证与直流电源电动势 Ed构成同极性相连 即控制角 90 且满足 Ud Ed 3 整流电路中整流变压器二次侧相电压 U2 选得过高 则晶闸管运行时控 制角过大 造成功率因数变坏 无功功率增大 选择过低 则有可能在最 不利的运行情况下 即使晶闸管的控制角退到最小时 仍然不能达到负载 要求的额定电压 4 单相半控桥整流电路带感性负载时 不接续流二极管 将可能发生失控 现象 以晶闸管 T1导通的情况为例 当交流电源电压在负半周时 负载电 流通过 T1和二极管 D2续流 输出电压为零 当交流电源电压在正半周时 负载电流通过 T1和二极管 D4流通 输出电压为电源电压 即在一个周期内 晶闸管 T1持续导通 二极管 D1 D2轮流导通 输出电压波形为正弦半波 5 T1导通期间 承受正向管压降 0 为 120 T1关断期间 分别承受 线电压 uab uac各 120 6 反电动势负载时晶闸管额定电流应选大一些 因为反电动势负载时 晶 闸管的导通角 比电阻性负载时小 反电动势负载的电流波形系数 Kf比电 阻负载时大 三 计算题 本大题共三 计算题 本大题共 3 小题 每小题小题 每小题 12 分 共分 共 36 分 分 1 解 1 Ud 0 9U2Cos Id Ud E R 0 9U2Cos E R Cos Id R E 0 9U2 10 3 60 0 9 220 0 445 63 2 U 1 414 220 311V 2 解 1 波形略 2 Ud 0 9U2Cos 0 9 100 Cos60 45V Id Ud R 45 5 9A I2 Id 9A 电力电子复习重点 8 14 3 晶闸管可能承受的最大电压为 UTM 141V 考虑 2 倍安全裕量 其 2 2U 值为 282V 选额定电压为 300V 的晶闸管 流过晶闸管的电流有效值为 IT Id 6 363A 2 1 考虑 2 倍安全裕量时晶闸管的平均电流为 ITAV 2IT 1 57 8 1A 选额定电 流为 10A 的晶闸管 3 解 1 波形略 2 Ud 0 9U2cos 0 9 220 cos30 171 5V Id 28 5A 1 晶闸管的导通条件 晶闸管关断条件 晶闸管的导通条件 晶闸管关断条件 解 晶闸管导通条件是 1 晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压 2 晶闸管门极和阴极之间必须加上适当的正向脉冲电压和电流 在晶闸管导通后 门极就失去控制作用 欲使其关断 只需将流过晶 闸管的电流减小到其维持电流以下 可采用阳极加反向电压 减小阳极电 压或增大回路阻抗等方式 2 换相重叠角定义 换相重叠角定义 换相过程不能瞬时完成 而是持续一段时间 换相过程持续的时间用 电角度表示 称为换相重叠角 4 晶闸管型号含义 如 晶闸管型号含义 如 KP100 5 表示什么 表示什么 第一部分 主称 K 晶闸管 第二部分 晶闸管类别 P 普通反向阻断型 K 快速反阻断型 S 双向型 第三部分 额定电流 第四部分 额定电压级数 5 晶闸管应用中应注意什么保护 及保护的方式 晶闸管应用中应注意什么保护 及保护的方式 过压保护 过流保护 过压保护 F 避雷器 D 变压器静电屏蔽层 C 静电感应过电压抑 制电容 RC1 阀侧浪涌过电压抑制用 RC 电路 RC2 阀侧浪涌过电压 抑制用反向阻断式 RC 电路 RV 压敏电阻过电压抑制器 RC3 阀器 件换相过电压抑制用 RC 电路 RC4 直流侧 RC 抑制电路 RCD 阀器 件关断过电压抑制用 RCD 电路 过流保护快速熔断器 直流快速断路器和过电流继电器 6 晶闸管串联及并联分别要注意什么 晶闸管串联及并联分别要注意什么 应选用参数和特性尽量一致的器件 串联 静态不均压问题 采用电阻均压动态不均压问题 用 RC 并联支路作动态均压 并联 均流电抗器 7 什么是逆变失败 逆变失败产生的原因有哪些 最小逆变角为多少 什么是逆变失败 逆变失败产生的原因有哪些 最小逆变角为多少 及受哪些因素影响 及受哪些因素影响 逆变运行时 一旦发生换相失败 外接的直流电源就会通过晶闸管 电路形成短路 或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联 由于逆变电路的内阻很小 形成很大的短路电流 这种情况称为逆变失败 或称为逆变颠覆 逆变失败的原因 触发电路工作不可靠 不能适时 准确地给各晶闸管分配脉冲 如脉冲 丢失 脉冲延时等 致使晶闸管不能正常换相 电力电子复习重点 9 14 晶闸管发生故障 该断时不断 或该通时不通 交流电源缺相或突然消失 换相的裕量角不足 引起换相失败 最小逆变角 为换相重叠角 为晶闸管的关断时间 tq 折合的电角度 约4 5 为安全裕量角 主要针对脉冲不对称程度 一般可达5 约取为10 8 什么是功率晶体管 什么是功率晶体管 GTR 的二次击穿 的二次击穿 GTR 的二次击穿现象与安全工作区 当 GTR 的集电极电压升高至击穿电压时 集电极电流迅速增大 这 种首先出现的击穿是雪崩击穿 被称为一次击穿 发现一次击穿发生时如不有效地限制电流 Ic 增大到某个临界点时 会突然急剧上升 同时伴随着电压的陡然下降 这种现象称为二次击穿 出现一次击穿后 GTR 一般不会损坏 二次击穿常常立即导致器 件的永久损坏 或者工作特性明显衰变 因而对 GTR 危害极大 9 SPWM 逆变器的输出电压基波频率及电压幅值分别由什么决定 逆变器的输出电压基波频率及电压幅值分别由什么决定 周期 占空比 10 同步电压为锯齿波的触发电路由几个环节构成 同步电压为锯齿波的触发电路由几个环节构成 三个基本环节 脉冲的形成与放大 锯齿波的形成和脉冲移相 同步 环节 此外 还有强触发和双窄脉冲形成环节 11 三相全控桥可控整流电路中 若采用单脉冲触发 其脉冲宽度至 三相全控桥可控整流电路中 若采用单脉冲触发 其脉冲宽度至 少多少度 为什么 少多少度 为什么 60 在整流电路合闸过程中 或电流断续时 为确保电路正常工作 需保证同时导通的两个晶闸管均有脉冲 每只晶闸管顺序导通相位依次差 60 度 所以 12 直流电动机负载单相全控桥整流电路中 串接平波电抗器的意义是直流电动机负载单相全控桥整流电路中 串接平波电抗器的意义是 什么什么 平波电抗器电感量的选择原则是什么平波电抗器电感量的选择原则是什么 答 防止出现电流断流 原则是保证电流连续的电感量 13 BUCK 及及 BOOST 电路原理图 及原理分析 电感及电容如何选电路原理图 及原理分析 电感及电容如何选 择 择 min 电力电子复习重点 10 14 L C 要足够大 L 是用来防止断流 C 平波 使输出稳定 14 什么叫有源逆变 有源逆变的条件是什么 其能量的传递过程是怎什么叫有源逆变 有源逆变的条件是什么 其能量的传递过程是怎 样的 什么叫无源逆变 其能量的传递过程又是怎样的 样的 什么叫无源逆变 其能量的传递过程又是怎样的 答 当交流侧和电网连结时 为有源逆变电路 有源逆变的两个条件是 1 有通流方向极性的直流电源和储能元件 足够大的电感 2 控制角阿尔法大于 90 度 使 U d 大于 E 反电动势 15 典型全控型电力电子器件有哪些 它们如何分类 典型全控型电力电子器件有哪些 它们如何分类 门极可关断晶闸管 GTO 电力晶体管 GTR 电流驱动 电力场效应晶体管 MOSFET 绝缘栅双极晶体管 IGBT 电压驱动 16 单相交 单相交 交变频电路中 如何使输出电压波形接近正弦波 交变频电路中 如何使输出电压波形接近正弦波 让 Vt1 的 a 角按正弦规律从 90 度减到 0 度或者某个值再增加到 90 度 每个控制间隔内平均输出电压按正弦规律从 0 增加到最高 再减到 0 U0 由若干段电压电压构成 在 U0 一个周期内 包含电源电压段数越多 其波 形越接近正弦波 18 晶闸管触发电路的基本要求 晶闸管触发电路的基本要求 答 触发信号要有足够的功率 触发脉冲必须与主电路电源保持同步 触发脉冲要有一定的宽度 前沿要陡 触发脉冲的移相范围应能满足主电路的要求 19 斩波电路三种控制方式 斩波电路三种控制方式 脉冲宽度调制 脉冲频率调制 混合调制 20 根据直流侧电源性质的不同 逆变电路可以分为几类 各有什么 根据直流侧电源性质的不同 逆变电路可以分为几类 各有什么 特点 特点 根据直流侧电源性质的不同 可以分为两类 电压型逆变电路 直流侧是电压源 电流型逆变电路 直流侧是电流源 电压型逆变电路的特点 直流侧为电压源或并联大电容 直流侧电压基本无脉动 由于直流电压源的钳位作用 输出电压为矩形波 输出电流因负载 阻抗不同而不同 阻感负载时需提供无功功率 为了给交流侧向直流侧 反馈的无功能量提供通道 逆变桥各臂并联反馈二极管 直流电源为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路 电流型逆变电路主要特点 直流侧串大电感 电流基本无脉动 相 当于电流源 交流输出电流为矩形波 与负载阻抗角无关 输出电压波 电力电子复习重点 11 14 形和相位因负载不同而不同 直流侧电感起缓冲无功能量的作用 不必给开关器件反并联二极管 电流型逆变电路中 采用半控型器件的电路仍应用较多 换流方式 有负载换流 强迫换流 21 试分析单相全桥逆变电路的工作原理 试分析单相全桥逆变电路的工作原理 22 载波比的概念 载波比的概念 什么是同步调制 什么是异步调制 各有什么什么是同步调制 什么是异步调制 各有什么 特点 特点 载波频率 fc 与调制信号频率 fr 之比 N fc fr 称为载波比 根据载波 和信号波是否同步及载波比的变化情况 PWM 调制方式可分为异步调制和 同步调制两种 异步调制 载波信号和调制信号不保持同步的调制方 式称为异步调制 通常保持载波频率 fc 固定不变 因而当信号波频率 fr 变化时 载波比 N 是变化的 在信号波的半个周期内 PWM 波的脉冲 个数不固定 相位也不固定 正负半周期的脉冲不对称 半周期内前后 1 4 周期的脉冲也不对称 当 fr 较低时 N 较大 一周期内脉冲数较多 脉 冲不对称产生的不利影响都较小 PWM 波形接近正弦波 当 fr 增高时 N 减小 一周期内的脉冲数减少 PWM 脉冲不对称的影响就变大 输出 PWM 波和正弦波的差异变大 对于三相 PWM 型逆变电路来说 三相输出 的对称性也变差 在采用异步调制方式时 希望采用较高的载波频率 以使在信号波频率较高时仍能保持较大的载波比 同步调制 载波比 N 等于常数 并在变频时使载波和信号波保持 同步的方式称为同步调制 fr 变化时载波比 N 不变 信号波一个周期内 输出的脉冲数是固定的 脉冲相位也是固定的 在三相 PWM 逆变电路中 通常公用一个三角波载波 为了使三相输出波形严格对称和一相的 PWM 波 正负半周镜对称 取 N 为 3 的整数倍且为奇数 当逆变电路输出频率很 低时 同步调制时的 fc 也很低 fc 过低时由调制带来的谐波不易滤除 当 负载为电动机时也会带来较大的转矩脉动和噪声 当逆变电路输出频率很 高时 同步调制时的 fc 会过高 使开关器件难以承受 23 单极性 单极性 SPWM 控制方式与双极性控制方式与双极性 SPWM 控制方式有何区别 控制方式有何区别 电力电子复习重点 12 14 24 计算 计算 1 三相半波可控整流电路 负载为直流电动机串入足够的平波电 三相半波可控整流电路 负载为直流电动机串入足够的平波电 抗器 并接有续流管 已知抗器 并接有续流管 已知 U2 220V 直流电动机在满载下运行 电动机 直流电动机在满载下运行 电动机 电枢额定电流为电枢额定电流为40A 电枢回路总电阻为 电枢回路总电阻为0 2 试求 试求 1 当 当 60o时的时的 Ud IdT IdD 及 及 E 值 值 2 选择满足负载要求的晶闸管的型号 选择满足负载要求的晶闸管的型号 2 作业 作业 25 波形作图 波形作图 1 画出当 画出当 300或或 60o时 三相半波电路带大电感负载 不接续流时 三相半波电路带大电感负载 不接续流 二极管或并接有续流二极管时 试绘制二极管或并接有续流二极管时 试绘制 ud iT1 iT3波形波形 2 三相有源逆变电路 三相有源逆变电路 30 300 0 60 600 0时时 ud iT1波形 波形 3 单相交流调压电路感性负载下 控制角与负载阻抗角不同关系下的 单相交流调压电路感性负载下 控制角与负载阻抗角不同关系下的 输出电压波形输出电压波形 电力电子复习重点 基本概念 1 什么全控 半控 那些是单级性 双极性器件 2 器件的符号 型号 代号 3 晶闸管导通条件 关断条件 电子器件的交换方式有哪几种 电力电子的换流条件 4 晶闸管的特性 参数 型号之间的关系 5 用平均值定义的是什么元件 晶闸管 用有效值定义的是什么元件 双向晶闸 管 6 a GTR IGBT 的主要特点是什么 b 晶闸管使用注意什么 二次击穿 c MOS 场效应管工作频率最高 MOS IGBT 三极管 晶闸管 7 什么是有源逆变 无缘逆变 它们的差别 什么电路可以实现有源逆变 有源逆变 的条件是 8 三相和单相 0 定义在什么位置 9 触发电路一般有几个部分组成 三相半波丢失脉冲会有什么问题 电力电子复习重点 13 14 10 保证晶闸管安全使用应该采用什么网 11 全控器件的开关缓冲