电力电子技术考试复习资料

第一，填空1.1电源转换可分为四类：交流可变直流、直流可变交流、直流可变直流和交流可变交流。1.2电力电子设备通常在开关状态下工作。1.3根据电力电子设备可以由控制电路信号控制的程度，电力电子设备可以分为半控制设备、完全控制设备、失控设备等三类。1.4一般晶闸管有三个电极：正极、负极和栅极1.5晶闸管在正极和负极之间添加正向电压，同时在栅极上添加触发电压，晶闸管就会导电。1.6晶闸管承受反向阳极电压时，管在阻塞状态下工作，与栅极上添加的极性剥离电压无关。1.7一般来说，电力电子设备功率损耗主要是通过状态损耗，而设备开关频率高的话，功率损耗主要是开关损耗。通常由控制电路、驱动电路和主电路三部分组成的1.8电力电子设备组成的系统1.9电二极管的工作特性可以概括为单向导电。当1.10多个晶闸管相位并行时，应考虑电流共享问题，当多个晶闸管相位并行时，应考虑均压问题。1.11电源电子设备可以分为电流驱动和电压驱动两类，具体取决于在电源电子设备的控制端和公用端之间添加的驱动电路的特性。在2.1单相半波控制整流电阻负载电路中，控制角度的最大相移范围为。在2.1单相桥完全控制整流电路中，如果存在纯电阻负载，则角度的相移范围是单个晶闸管所承受的最大逆电流；如果存在电阻负载，则角度的相移范围是单个晶闸管所承受的最大逆电流2.3三相半波控制整流电路的三个晶闸管触发的脉冲相位序列顺序顺次互差，单个晶闸管承受的最大逆压，在存在电阻负载的情况下，角度的相移范围为在2.4逆变电路中，当与交流侧成为并网时，这称为有源逆变电路，实际上，如果想要有源逆变器，只能采用完全控制电路，控制角度时，电路处于整流状态时，电路将以逆变状态运行。2.5整流电路在活动逆变状态下工作的条件是需要直流电动势和晶闸管的控制角度为负值。3.1直流斩波电路执行从直流到直流的转换。3.2直流斩波电路最基本的两个电路是升压和降压。3.3斩波电路有三种控制方法：脉宽调制、频率调制和混合。变更4.1频率的电路称为频率转换电路，频率转换电路有AC和AC-DC频率转换电路，也称为直接频率转换，间接频率转换。具有电阻负载的4.2单相电压调节器电路，传导控制角度的相移范围为0 ，随增加而减小，功率因数减小。4.3晶闸管开关电容器选择晶闸管输入时间的原则是交流电源电压等于电容器预充电的电压。4.4将电网频率的交流电源转换为直接可调的频率电流电路称为交流变频电路。4.5交流调压相位调节和切断控制方式的两种控制方法，交流功率调节电路的使用是切断控制方式。将5.1直流转换为交流电源的电路称为逆变器，交流侧有电源时称为主动逆变器，交流侧没有电源时称为被动逆变器。5.2半桥逆变电路输出交流电压振幅和全桥逆变电路输出交流电压振幅。在5.3三相电压逆变电路中，各桥臂的导电角度依次不同，每个相位开始导电的时间点也不同。在任何时间点都有三个桥臂向导。6.1 PWM控制是基于面积等效原理调制脉冲宽度的技术。6.2 PWM波形生成方法通常在两种计算方法和调制方法中主要使用调制。6.3在SPWM控制中，载波比率是载波频率与调制信号频率的比率。二、简单的回答12.什么是电力电子技术？电力转换可以分为哪四类？答：(1)电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，即使用电力电子设备转换和控制电能的技术。(2)电源转换可分为交流可变直流、直流可变交流、直流可变直流和交流可变交流。13.如何定义和分类电力电子设备？与处理信息的电子设备相比，其特点是什么？答：(1)根据设备可以控制的程度，分为核销语设备、完全控制设备和不可控制设备三类。(2)其特点如下：a)处理电力的能力通常比处理信息的电子设备大得多。b)电力电子设备通常在开关状态下工作。c)电力电子设备往往需要由信息电子电路控制。d)电力电子设备本身的电力损失大于信息电子设备，通常需要安装散热器。14.晶闸管的传导条件是什么？答：晶闸管接收正向阳极电压，并将触发电流(脉冲)应用于栅极，从而传导晶闸管。或：uAK0和uGK0。15.晶闸管导通保持条件是什么？如何将晶闸管从指南改为关闭？A: (1)保持晶闸管引线的条件是保持晶闸管引线的最小电流，即比保持电流更多的电流。(2)要将晶闸管从传导电路更改为关闭，可以使用外部电压和外部电路的功能，将通过晶闸管的电流降低到接近于0的值以下。也就是说，如果降低到保持电流以下，就可以关闭传导晶闸管。简述晶闸管的串行和并行目的？答：“tandem”(串联)的目的是使每个设备承受相同的电压，“parallel”(并行)的目的是使多个设备在高功率晶闸管设备上并行承受大电流。2.6无功功率和谐波对公共网络各有其危险性吗？答：(1)无功对电网的影响：1)无功功率会因电流的增加和温床功率的增加而增加设备容量。2)无功功率增加，总电流增加，设备和线路损失增加。3)无功会导致线路的压降增加，冲击无功负荷会导致电压剧烈波动。(2)谐波对电网的影响1)谐波对电网的元件造成额外的谐波损失。2)谐波影响各种电气设备的正常运行。3)谐波在电网中可能引起局部并行谐振和串行谐振。4)谐波可能导致断电保护和自动装置故障。5)谐波会干扰卡拉通信系统。3.4 .弱度a)显示的降压斩波电路工作原理。答：降压斩波在控制周期内将v通过1小时，从电源e向l、r、m供电，原则是uo=e。然后电感l通过二极管VD为r和m供电，在uo=0的情况下关闭v。一个周期内的平均电压uo=。输出电压小于电源电压，起到降压的作用。3.5 .在图3-1a所示的降压斩波电路中，计算E=200V、r=10、l值非常大、EM=30V、T=50s、ton=20s、输出电压平均Uo和输出电流平均Io解决方案：由于l值非常大，负荷电流连续，因此输出电压平均值为Uo=80(V)输出电流平均值为Io=5(A)简述图3-2a所示的升压斩波电路的基本工作原理。a:假定回路的电感l值大，电容c值也大。当v通过状态时，电源e以电感l充电，充电电流基本上恒定为I1，容量c的电压由负载r驱动。c值非常大，因此输出电压基本上保持不变的Uo。v设置为“吨”(ton)时，电感l积累的能量为。e和l在v关闭的情况下为电容器c充电，并为负载r提供能量。如果将v故障状态的时间设置为toff，则电感l在此期间发出的能量为。电路在正常状态下工作时，一个周期t中电感l积累的能量等于释放的能量。也就是说简化：的输出电压高于电源电压，因此该电路称为升压斩波电路。4.6交流电压调节电路和交流电源调节电路有何区别？两者都用于哪些载荷？怎么了？答：交流电压调节电路和交流电源调节电路具有相同的控制方式。交流电压调节电路控制交流电源每个周期的输出电压波形。交流功率调节电路通过将负载和交流电源连接到几个主波，然后分离几个主波，从而改变主波连接数与主波分离数的比率，来调节负载消耗的平均功率。交流电压调节器电路广泛用于光控制(例如调光灯和舞台灯控制)和感应电动机的软起动，还用于感应电动机调速。在供电系统中，也用于无功功率的连续调节。此外，在高电压低功耗或低电压大电流直流电源上，也经常使用交流电压调节器电路调整变压器主电压。使用晶闸管相控整流电路时，高压低功耗控制直流电源需要大量晶闸管系列。同样，低压大电流直流电源需要大量晶闸管并行处理。这很不合理。利用交流电压调节器电路，变压器一侧电压的电流不太大或太小，在变压器二侧整流二极管即可。这种电路体积小，成本低，设计和制造方便。交流功率调节电路常用于具有大量时间常数(如电流温度)的控制对象。由于控制对象的时间常数很大，因此不需要经常控制交流电源的每个周期。4.7什么是TCR？什么是TSC？他们的基本原理是什么？每个特征是什么？答：TCR是晶闸管控制反应器，TSC是晶闸管开关电容器。两者的基本原则如下：TCR可以利用核反应堆在电网中吸收无功(或提供地壳无功)，并通过晶闸管开口角度a的控制持续调节通过核反应堆的电流，从而调整TCR从电网中吸收的功率大小。TSC使用晶闸管控制用于补偿无功功率的电容器的输入和删除，从而为电网提供无功(提供可接受性的无功)。两者的特点如下：TCR只能提供官能无功功率，但无功功率的大小各不相同。在实际应用中使用固定电容器(FC)，可以持续调整无功功率，从平静到感性。TSC提供容量高效的无功功率，以满足大多数无功补偿需求。提供的无功功率不能持续调整，但实际上，如果分组合理，则可以达到更理想的动态补偿效果。4.8交流变频电路的最大输出频率是多少？限制输出频率增加的因素是什么？答：一般来说，在构成交流变频电路的两组转换器电路中，脉冲数越多，最大输出频率越高。使用交流变频电路常用的6脉冲三相桥式整流电路时，最大输出频率不应高于栅格频率的1/3至1/2Error！No bookmark name given。即可从workspace页面中移除物件。如果栅格频率为50Hz，则交流变频电路输出的最高频率约为20Hz。随着输出频率的增加，输出电压的一个周期中包含的栅格电压段数减少，波形失真严重，电压波形失真及其引起的电流波形失真和电机的转矩脉动是限制输出频率增加的主要因素根据5.4逆变电路的基本原理图，如何调整输出电压的有效值？P132答：以单相桥式逆变电路为例，S1S4是桥式电路的4个癌症，由电力电子设备和辅助电路组成。S1，S4关闭，S2，S3断开，负载电压uo为正。S1，S4分离，S2，S3关闭，负载电压uo为负值。波形如图所示。这将使直流成为交流电源，并改变两组交换机的交换频率，从而改变输出交流的频率。这是逆变电路最基本的工作原理。逆变电路的输出电压有效值可以按相移方式调整。5.5无源逆变电路和有源反向电路有什么区别？答：两种回路的区别主要在于：有源逆变电路的交流侧电源网格(即交流侧)已连接电源。手动逆变电路的交流侧直接和负载连接。6.4说明了单极和双极PWM调制的区别吗？答：三角波载波在信号波正半衰期或负半衰期只有一个极性，结果PWM波形在半衰期也只在称为单极PWM控制的单极范围内变化。三角波托架始终具有正值、负值和双极(双极)，生成的PWM波形在反周期中具有正值和负值，这称为双极PWM控制方法。简述6.5 UPS电路的基本工作原理？SPWM(PWM)控制的基本原理？答：室外电源正常时提供室外电源，室外电源通过适配器整流到直流，由50Hz恒频恒压交流电源供电。同时，适配器输出验证电池充电是否有足够的电池电源。此时，从负载中获得的高质量交流电压具有电压调节器、稳频性能，也称为电压调节器稳定电源。电源供应时间会根据电源的大小转换为恒频恒压交流，在停电的情况下，电池电力会继续提供给负载。PWM控制的基本原理。答：PWM控制是调制脉冲宽度的技术。也就是说，调制一系列脉冲宽度，获得所需波形(包括形状和振幅)。三、计算17.图1-43的阴影部分是晶闸管在通过状态部分的电流波形，每个波形的电流最大值是Im，计算每个波形的电流平均值Id1、Id2、Id3和电流有效值I1、I2、I3。图1-43晶闸管导电波形解决方案：a) Id1=()0.2717 ImI1=0.4767 ImB) Id2=()0.5434 ImI2=0.6741IC) Id3=ImI3=Im18.在上述问题中，如果不考虑安全裕量，则询问100A的晶闸管可以传输的平均电流Id1、Id2、Id3分别是多少，其中相应电流的最大值Im1、Im2、Im3分别是多少？解法：额定电流I T(AV)=100A的晶闸管，允许的电流有效值I=157A，由上而下计算结果A) Im1329.35、Id10.2717 Im189.48B) im 2232.90，id 20.5434 im 21126.56C) Im3=2 I=314，Id3=Im3=78.5三、计算2.7单相桥完全控制整流电路，U2=100v，负载下r=2，l值非常大时=30，要求： ud，id和I2波形；整流器输出平均电压Ud、电流Id、变压器二次电流rms I2解决方案：ud、id和I2的波形如下图所示。输出平均电压Ud、电流Id、变压器二次电流有效值