电力电子技术课后答案华科出版

1、第一章电力电子囲件1.1使晶闸管导通的条件是什么？答：使品的管导通的条件足：品闸骨承受正相阳极电压并在门极施加触发电流(脉冲)。或者Uak0且UgQO1.2維持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使品闸管由导通变为关斷？答：维持品闸管导通的条件足使品倒管的电流人于能保持品闸管导通的谥小电流.即维持电流。13图1一43中阴形部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电涼最大值均为* ,试计算各波形的电流平均值1血3、3与电涼有效值解:a)j：Imsin(Q)=学(宁+ 1) = 0.27171m实用文档(右 J.：(Imsincjr)d(MY)=与、:扌+ * =0.476711b)丄(Jlmsi

2、nGJtd(wt)=学(宁 + 1) = 0.54341md2=4+ R.674臥flm 咕伽)=-Im14上题中如果不考虑安全裕量问100A的晶阐管能送出的平均电流 皿I込1山各为多少？这时，相应的电流廉大值h讥1臥各为多少？解:额定电流1t=2l=314丄呱 78.5T15 GTO和普通晶闸管同为PNPN结构为什么GTO能够自关斷而普通晶闸管不陡？答:GTO和普通品闸管同为PNPN结构.由P1N1P2和NIP2N2构成两个品体管VI. V2.分别具有共基极电流増益 1和2 ,由普通品爾管的分 析可得.切+力=1足器件临界导通的条件.al + a2l两个等效品体管过饱和而导通：a + a2

3、1不能维持饱和导通而关斯。GTOZ所以能够自行关断.而普通品闸管不能.足因为gto与晋通晶倒管在设计和工艺方面有以卜几点不同：1JGTO在设计时a2较人.这样品体管V2控制灵傲.易干crro关斯：2) gto导通时a + a2的更接近于1.普通品闸管al + a2hl5 .而gto则为al + a2俎L05. gto的饱和程度不鴻 接近于临界饱 和.这样为门极控制关断捉供了有利条件：3) 多元集成结构使毎个GTO尤阴极而积很小门极和阴极间的甌离人为缩短.使紂P2极区所谓的横向电阻很小.从而使从门极抽岀较人的电 流成为町能。16如何防止电力1OSFET因静电感应应起的损坏？答：电力MOSFET的

4、栅极绝缘层很薄弱.容易被击穿而损坏。MOSFET的输入电客是低滩湎电客当栅极开路时极易受怖电干扰而充上超过士20的 击穿电压所以为防止MOSHET因静电感应而引起的损坏.应注恿以卜几点： 一般在不用时将其三个电极短接: 装配时人体.工作台.电烙铁必须按地.测试时所有仪器外充必须援地： 电路中.栅.源极间密井联齐纳二极管以防止电圧过奇： 氟 源极闻也要采取缓冲电路等描施吸收过电圧。1.7JGBT. GTR. GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点？符：IGBT驰动电路的特点是:驰动电路具有较小的输出电阻.IGBT足电压駆动型器件IGBT的駆动多采用。用的混合集成胞动器。GTR驰动电路的待

5、点足：驱动电路提供的驰动电流有足够陡的曲沿.并有一定的过冲这样对加速开通过程.减小开通扬耗：关斯时驱动电路 能提供幅值足够大的反向基极驱动电流.并加反偏藏止电压.以加速关断速度。GTO驱动电路的持点是：GTO要求其驰动电路提供的驰动电流的前沿应有足够的幅ffi和陡度.且一股孟要在整个导通期何施加正门极电流.关断 爲施加负门极电流幅值和陡度耍求更高.其驰动电路通帝包括开通嗟动电路.关斯驱动电路和门极反偏电路三部分.电力MOSFET驰动电路的待点：要求驰动电路貝有较小的输入电阻.驱动功率小且电路简单。18全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么?试分析RCD缓冲电路中各元件的作用.存：全控空器件缓冲电

6、路的主要作用足抑制器件的内因过电压 du/di或过电流和di/dt.滅小器件的开关损耗。RCD缓冲电路中.各元件的作用足:开通时,Cs经Rs放电.Rs起到限制放电电流的作用:关断时,负软电滾经VDs从Cs分流,使du/dt 小. 抑制过电压。19试说明1GB1 GTR. GTO和电力MOSFEf各自的优缺点 解:对I GBT、GIR. GTO和电力MOSHT的优缺点的比牧如b?：器件优点缺点IGBT开关速度高.开关损耗小.具有耐际 冲电流冲击的能力.通态压降较低 输入阻抗岛.为电压駆动.驱动功率 小&开关速度低于电力MOSHT电压电 流客fit不及GTO。GTR耐压高.电流大开关特性好.通流能

7、力强.饱和圧降低。开关速度低.为电流駆动.所需驱动 功率大.驰动电路复杂.存在二次击GTO电压电流容妣大适用干人功率场 合.具有电导调制效应.其通流能力 很强。电流关断增益很小.关断时门极负脉冲电流人.开关速度低.駆动功率人.駆动电路复杂.开关频率低.电力MOSFET开关速度快.输入阻抗高.热机定性 好.所需驰动功率小且驱动电路简单. 工作频率高.不存在二次击穿问题。电流容fit小.耐压低.一妣只适用干功率不超过10kW的电力电子披置。110什么是晶闸管的额定电流？答：晶闾管的额定电流就足它的通态平均电流国标規定：足品闸管在环境温度为40和规定的冷却状态卜穂定结温不超过额定结況所允许的说人 工

8、频正弦半波电流的平均低。1.11为什么要限制晶備管斷电电压上升律du/dt?答：正向电压在阻断状态卜反向结J2相当的一个电容加在品闸管两端电压上升率过人.就会有过人的充电电流此电流流过山起到触发电流的作 用,易使品闸管误触发所以要限Mdu/dl.112为什么要限制品闸管导通电流上升率di/dt?答：在晶闸骨导通开始时刻.若电流上升过抉.会有较人的电流集中在门集附近的小区域内.如然平均电流没有超过额定値.但在小的区域内局部过 热而损坏了品闸骨所以要限制通态di/dt.113电力电子器件工作时产生过电压的原因及防止描施有哪些？答：产生原因：K由分闸、合闸产生的操作过电圧：2、衍击引起的笛击过电压：

9、3、品闸管或与全控型器件反井联的续流二极骨换相过程中产生的换相电压.描施：压壇电阻.交流IM1RC抑制电路.直流侧RC控制电路.宜流M RC抑制电路.变压器屏蔽层.避雷器器件关断过电乐RC抑制电路。第2章整流电路21 单相半波可控整流电路对电感负戟供电，L=20Mh. U2TOOV,求当 =（）时和6（）时的负戟电流u并画出Ud与Id波形.实用文档解： = 时.在电漁电压U2的正半周期品闸管导通时.童较电感l储能.在品闸管开始导通时刻.负我电流为冬。在电滅电圧5的负半周期. 负戦电乌L释放能fit品的管继续导通.因此 在电渔电压U2的一个周期中卜列方程成立：myr考电到初始条件：当期=时id=

10、011解方程:y/2U. Z1、(1 COS6X)tyL、丄八(_co沏)d伽)= 1 = 2251（A） coL5与h的波形如卜图：X7实用文档竺丄-Wid= (It 2此时Ud与id的波形如卜图:当a=60 时在U2的正半周期618 期何品闸管导通使电感L储能.电感L储藏的能扯在U2负半周期 180。 300。郦释放.因此在U2的一个周期中6300期间.卜列微分方程成立: = -v,r2t/2sindx dt考电到初始条件：当期=60时i尸0町解方程魁:其平均值为22图1为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路问该变压器还有宜流磁化问题网?试说明： 晶闸管承受的最大反向电压为2血 U2；

11、 当负戟是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同.答：貝冇变压器中心抽头的单相全波町控整流电路.该变压器没有宜流磁化何题.因为单相全波吋控整流电路变压器二次侧绕组中在正负半周上卜 绕组中的电流方向相反.波形对称其一个周期內的平均电流为冬.故不存在宜流磁化的何题。以卜分析品傅管承受彊人反向电圧及输出电圧和电流波形的侑况. 以品闸管VT2为例。勻VT1导通时品闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕组井联.所以VT2承受的股人电压为2近 U” 当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发/fJ a Hi同时.对干电阻负载：（O、G ）期何无晶闸管导通.输出电压为0&兀）期间单相全波

12、电路中VTI导通.单相全控桥电路中VTk VT4导通.输岀电压均与电源电压6相等：(龙龙+&)期何均无品闸管导通.输出电压为 0;(+a2龙)期间.单相全波电路中VT2导通.单相全控桥电路中VT2. VT3导通.输岀电压等干一5对干电感负载：(a 7l+a、期何.单相全波电路中VT1导期单相全控桥电路中VT1、VT4导通.输出电压均与电浙电压U2相等： (龙+ &2龙+期|认 单相全波电路中VT2导通.单相全控桥电路中VT2. VT3导通.输出波形等于U2.可见两者的输出电压相同加到同样的负载上时,则输出电流也相同。23 单相桥式全控整流电路，U2=100V,负戟中RJ), L值极大，当 CO

13、时，要求: 作出5、和12的波形： 求霖流输出平均电压电流1旅变压器二次电流有效值4输出平均电压U,电流h、变压器二次电流有效值b分别为:Utf=0.9U2cos a =O.9X lOOXcos =77.97 (V)Id=Ud/R=77.97/2=38.99A)h=Id=38.99(A)品闸管承受的城大反向电压为：V2UplOOV2= 141.4(V)考虑安全裕笊品闸悸的额宦电压为:UN=(2-3)X 141.4=283-124( V) 八体数值町按品闸管产品系列零数选取.流过品制倉的电流有效值为:hT=ld/V =27.57( A)品闸骨的额定电流为：1n=100V电阻电感负载，R=20,

14、L值很大，当=60时求涼过器件 电流的有效値.并作出U, Id、Im Id的波形。解:4、la* Ivt* b的波形如卜Rhcos()- = 67.59(V)2 sin 如o) = 0.9负我电斥的平均值为Uf负栽电流的平血值为U=LVR=67.52/2=33.75(A)流过品闸管VT1、VT2的电流冇效值为19.49(A)流过二极诗VD3、VD4的电流冇效值为=27.56(A)27在三相半波整流电路中.如果a相的融发脉冲消失，试缭出在电阻性负裁和电感性负裁下整流电压Id的波形解：假设&=当散拔为电阻时.Ud的波形如2当负我为电感时.Ud的波形如“28三相半波整流电路，可以将整涼变压器的二次绕

15、组分为两段成为曲折接法，毎段的电动势相同，其分段布置及其矢量如图所示，此时线8H的绕组 堆加了一些，铜的用料约堆加10%,问变压器铁心是否被宜流磁化，为什么？图变压器:次绕组的曲折接法及其欠就图答：变压器铁心不会被f流磁化。原因如卜：变压器二次绕组在一个周期内.当平2对应的品溺管导通时刃的电流向卜流.q的电流向上流：当qg对应的品倒管导通时 q的电流向卜流. b2的电流向上流：当 血 对应的品梢管导通时.b的电流向卜流.趾的电流向上流：就变压器的一次绕组而乳 毎一周期中有時段时间（各为12） 有电流流过.流过的电流大小相等而方向相反故一周期內流过的电流平均值为冬所以变压器铁心不会被H流磁化29

16、三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a. b两相的自然换相点是同一点吗？如果不是,它们在相位上差多少度？答：三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法 x b两相之间換相的的自然换相点不足同一点。它们在相位上相菱18。21（）有两组三相半波可控整流电路，一组是共阴极接法.一组足共阳极接法.如果它们的触发角都是那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的越 发脉冲对同一相来说.例如都是3相.在相位上差多少度？答：相差18。211 三相半波可控整流电路，UT00V,带电阻电盾负载，R=50, L值极大，当 =60时.要求： 画出Ud. Id和Ivn的波形： 计算U畝和he解:5 b和Km的波形如下图:C

17、XJOOOkF C rxTxiW、0r/ / uz |/ /入、 J/欽入 a5 Id、IdT和Ivr分别如下Ug 1.17U1COS G = 1.17 X 100 X cos 6 =5&5(V)Id=UyR=5&5/5=11.7(A)IdVT=!d/3=11.7/3=3.9(A)lvr=V 馆=6.755(A)12在三相桥式全控整流电路中.电阻负如果有一个品闸管不能导通.此时的整流电乐Ud波形如何？如果有一个晶闸管被击穿而短賂.其他品傅 管受什么影响？答：假设VT1不能导通.整流电压波形如卜：假设VT】被击穿而短路则当品傅管VT3或VT5导通时.将发生电祿相何短路.使得VT3、VT5也可絶分

18、别被击穿。213 三相桥式全控躺流电路，V2=100Vr带电阻电感负栽R=5（）L值极大，当时.耍求: 顽出山、h和Ivn的波形 计算Ud、Id、IdT和Ivrft?：5、b和hm的波形如卜：Utf=2.34U2cos =2.34X100Xcos =117(V) ld=Ud/R=l 17/5=23.4( AIdvt =1/3=23.4/3=7.8(A)5 0 Ur和Iyt分别如卜，IvT=Id/=13.51(A)214 单相全控桥，反电动势限感负辄R=l匚00. E-WV, U2=l(K)Vt LH=0.5Mhr当 = &时求5、Id与的数值，并画出整流电压 5的波形。解：考虑La时.有Uj=

19、0.9Uos 小 Aud=2XB 龙Id=(Ud-E)HJ6U2即得出cos304-/)=o.752换相重叠角r = 41.28-30 = 11.284与Ivn和he的波形如卜：2.16单相桥式全控整流电賂，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中福值最大的是哪一次？妾压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主 要的是哪儿次？答：单相桥式全控整流电路其整流输出电压中含有2K (K=L 2、3讨次谐波,其中幅值最大的足2次谐波。变压器二次韵电渡中含有2Kd(K=l 2.3次即奇次谐波.其中主要的有3次、5次谐波.217三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是務一

20、次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主 要的是哪几次？符：三相桥式全控整流电路的整流输岀电压中含有6K(K=k 2. 3)次的谐波其中幅值彊人的足6次谐波变压器二次侧电流中含有6K+1(K=L 2、 3)次的谐波其中主要的足5. 7次谐波。21&试计算第23題中h的人5. 7次谐波分最的有效值123J25.127解：在笫3题中己知电路为单相全控桥.其输出电流平均值为L=38.99 要求品傅管的控制和2使山为负值。223什么是逆变失敢？如何防止逆变失败？答：逆变运行时.一口发生换流失败.外接的宜流电源就仝通过品闸骨电路形成短路.或者使变流器的输出平均电压和宜流电动势变沟顺向串联.由 于

21、逆变电路內阻很小，形成很人的短路电流称为逆变失败或逆变加覆.防止逆变夫败的方法冇：采用苗确叮維的触发电路.使用性能良好的品闸管.保证交流电源的质如 留岀充足的换向裕m P等.224单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中.当负裁分别为电阻负裁或电必负裁时，要求的品刚管移相范圈分别足多少？答：单相桥式全控整流电路.当負载为电阻负我时.要求的品倒管移相范阖足o18当负我为电感负戦时.要求的品闸管移相范用足0-9。 三相桥式全控整流电路当负载为电阻负我时.要求的品隔管移相范用是o2O.当负我为电感负栽时.要求的品闸管移相范用足0、9.225三相全控桥，电动机负载.要求町逆运行.整流变压器的接法是

22、1VY5,采用NPN锯齿波傩发器，并附有滞后30,的RC滤波器，决定品績管 的同步电圧和同步变圧器的联结形式.答:(1)考老踞齿波底宽240 ：(2) 信号Us与对应品闸管阳极电压5同相.同步信号USA M对应品闸管阳极电ft; UAS0(3) 共阴极组：Y/Y-4,共阳极组：Y/Y-10Uaibi第3章直流斩波电路1.简述图3-山所示的降压斩波电路工作原邂答:降压斩淡器的原理足，在一个控制周期中.让V导通一段时间匚,由电源E向LR、M供电.在此期间Uo=E.然后使V关断一段时御叭此时电遇L通过二极管VD向R和M供电.Uo=0. 个周期内的平均电压ESQ输出电圧小于电源电压，起到降压的作用.2

23、.在图3山所示的降压新波电路中，已知E=200V, R=10Q, L值微大，B=30V, T=50ys, ton=20 P s,计算输出电压平均值5,输出电流平均值1。III干L值极人故负我电流连续于足输出电压平均值为20x20050= 80(V)输出电流平均值为80-3010= 5(4)3.在图3T.所示的降圧斩波电路中，B=100V. L=lmH, R=05Q, M =10V,采用脉宽调劇控制方式，T=20us,当时.计算输出电压平 均值输出电流平均值计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负裁电流是否连续。当匚=3打时，重新进行上述计算。解：由题目已知条件对得：E仏=(S-E)/陶.L 0

24、.001 cs. r = - = 0.002R 0.54 = 5烬时,有p = = 0.01Tap = = 0.0025r由干严 _ i0.0025 _ 1_ n(n- 0.249 /h疋一 1严一 1所以输出电流连续.4简述图3P所承升压侨波电路的基本工作原理.答：假设电賂中电密L值很人.电容C值也很人。勻V处干通态时.电源E向电感L充电.充电电流基本恒定为人，同时电容C上的电圧向负我R供 电.W C ffi很儿 基本保持输出电压为恒值。设V处干通态的时何为匚此阶段电感L上枳笳的能fit为Ji t（m .当V处干断态时E和己共同 向电容C充电井向员菽R捉供能效 设V处干斯态的时河为.则在此期

25、MJ电感L俘放的能扯为人滋：当电路工作于稳态时.一个 周期T中电感L枳笛的能址与俘放的能扯相等即：E也=（）-E）也化简得：U）=-xE = E切foff式中的T/G输出电压高于电源电压故祢该电路为升压斩波电路。5.在图3-2所示的升压斩波电路中，已知E=50V, L值和C值极大，R=20fi,采用脉宽调制控制方式.当T=40Ps,=25usM,计算输出电压平均值4,输出电流平均值人.解：输岀电压平均值为：T40Uq Ex5O-133.3(V)/“40-25输出电流平均值为：U 133 3人_ _ _ 6.667(A) /? 206试分别简述升降压斩波电路和Cuk斩波电路的基本腹理，并比较其异

26、同点.答：升降压斩波电路的基本原理：当对控开关V处于通态时电滋2经9向电感L供电使其贮存能箍此时电流4 方向如图。3-4中所示。同时. 电容C维持输出电压基本怛定井向负裁R供电。此后.使V关斷.电感L中贮存的能最向负载释放电流为S方向如图3T所示。可见.负裁电压 极性为上负卜正.与电源电压极性相反。檢态时.一个周期T內电朗L两端电压1对时间的枳分为冬.即叫 d/ = 0当V处干通态期间.UL =E：而当V处于断态期何l 一一干是：改变导通比Q,输岀电压既町以比电源电圧髙.也可以比电源电压低。当01/2时为降压,当1/2r L=2mH.试求：开通角a的变化范曲；负載电涼的最大有效值; *大输出功

27、率及此时电瀕侧的功率因数：当a=M2时，晶闸管电流有效值.晶闸管导通角和电源侧功率因数.coL2x50x2xl0；. co（p = arctan=arctan= 51.5解：（i）R5所以51.5 z =ltan (p& = -tan01ntan0 = 136sin &cos(2a +(p + 0)cos(p=123(A)；0 sin 2a-sin (2a + 20)门i= O.oov n7t43交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的员載？为什么？答：交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同.二者的区别在干控制方式不同交流调压电路足在交流电源的每个周期对输出电压波形逬行

28、拧制.而交流调功电路足将负我与交流电源接通几个波.再断开几个周波.通过改变 接通周波数与断开周波数的比值來调卩负拔所消耗的平均功率交流调压电路广泛用干灯光控制（如调光台灯和祥台灯光控制及舁步电动机的软起动.也用干异步电动机调速.在供用电系统中还常用干对无 功功率的连续调节此外.在高电压小电流或低电压人电流宜流电源中.也常采用交流调压电路调节变圧器一次电压。如采川品闸骨相控整流电路. 高电压小电流町控直流电源就需要很多品闸管串联：同样低电圧人电流宜流电谏需要很多品闸管井联。这都是I分不合理的。采用交流调压电路在 变圧器一次侧调压其电压电流値都不太人也不太小.在变压器二次侧只要用二极管整流就町以了

29、.这样的电路体积小.成本低.易干设il制遗交流调功电路密用干电炉谢度这样时何常数很大的控制对象。由干控制对象的时间常数人.没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制.4.4.什么足TCR,什么足TSC?它们的基本原理是什么？各有何特点？ 答：TCR是品溺管控制电抗器，TSC?是晶闸管投切电客器二者的基本原理如卜：TCR足利用电抗器來吸收电网中的无功功率（或提供朝件的无功功率）.通过对品溺管开通Ma的控制M以连续调节流过电抗器的电流 从而调节TCR从电网中吸收的无功功率的人小&TSC則足利用品侧管來控制用于补偿无功功率的电容器的投入和切陰來向电网捉供无功功率（提供容性的无功功率）。二者的特点足：T

30、CR只能捉供感性的无功功率.但无功功率的大小是连续的。实际应用中往往配以固定电容器（FC就可以在从客性到悠性的范用内连续调节 无功功率。TSC握供容性的无功功率.符合大多数无功功率补偿的需耍，具提供的无功功率不能连续调节但在实用中只要分组合理就可以达到比较理憑 的动态补偿效果.4.5单相交交变频电路和宜流电动机传动用的反并联可控整液电路有什么不同？答：单相交交变频电路和宜流电动机传动用的反并联可控整流电路的电路组成足相同的.均由两组反并联的可控整流电路组成。但两者的功能和匸作 方式不同。单相交交变频电路足将交流电变成不同频率的交流电.通常用于交流电动机传动.两组町控整流电路在输出交流电压一个周

31、期里.交替工作备半 个周期从而输岀交流电.而宜流电动机传动用的反并联可捽整流电路足将交流电变为宜流电.两组町控整流路中哪I组工作并没有像交交变頻电路那样的固定交替关系. 而是由电动机工作状态的畫要决定.46 交交变频电路的出頻率是多少？制约输出頻率提高的因素是什么？答：一般来讲.构成交交变频电路的两组变流电路的脉波数越多.反高输出频率就越高.当交交变频电路中采用密用的6脉波三相桥式整流电路时. 股高输岀频率不应烏于电网频率的1/3-1/2. 电网频率7j5OHz时.交交变頻电路输出的：限旗率为20Hz左右，当输出频率增高时.输出电压一周期所包含的电网电压段数减少.波形晦变严蛋 电斥波形畸变和由

32、此引起的电流波形畸变以及电动机的转矩脉 动是限溜输出频率提高的主要因索.47交交变频电路的主要特点和不足是什么？其主耍用途是什么？答：交交变频电路的主要特点是：只用一丛变滅效率较恳可方便实现KW限工作低烦输出时的特性接近正弦波交交变频电路的主要不足足：接线笑杂.如采用三相桥式电路的三相交交变频器至少要用36只晶闸管：受电网频率和变流电路脉波数的限制.输出频率较低：输岀功率因数 较低：输入电流谐波含8t大.频谱雄杂。主要用途：500千瓦或1()00千瓦以卜的人功率.低转速的交流调速电路.如轧机主传动卿.、鼓风机.球爲机等场合.48三相交交变頻电路有那两种接线方式？它们有什么区别？答：三相交交变频

33、电路有公共交流母线进线方式和输岀星形联结方式两种接线方式。两种方式的主要区别在干：公共交流母线进线方式中.因为电源进线端公用.所以三组单相交交变频电路输出端必须隔离，为此.交流电动机三个绕组必须拆开.共引出六 根线。而在输出星形联结方式中.因为电动机中性点和变频器中中性点在一起：电动机只引三根线即叽但足因其三组单相交交变频器的输出联在一起. 其电谏进线必须隔克.因此三组单相交交变频器要分别川三个变压器供电。49在三相交交变频电路中，采用梯形波输出控制的好处是什么？为什么？答：在三相交交变频电路中采用梯形波用制的好处足町以改售输入功率因数.因为梯形波的主要谐波成分足二次谐波在线电压中.三次谐波相

34、互抵消.结果线电压仍为正弦波。在这种控制方式中因为桥式电路能够较长 时间工作在高输岀电压区域(对应梯形波的平顶区).乂角牧小.因此输入功率因数对提高15%左右。41()试述矩阵式变頻电路的基本原理和优缺点为什么说这种电路有较好的发展前景？答：矩陈式变旗电路的基本原理足：对输入的单相或三相交流电压进行斩波控制.使输出成为正弦交滅输出。矩阵式变频电路的主要优点足：输出电压为正弦波：输出频率不受电网频率的限制：输入电涛也町控制为正弦波且和电压同相：功率因数为 也对控制为需耍的功率因数：能fit町双向流动.适用干交流电动机的四象限运行：不通过中徇宜流环节而宜接实现变频.效率牧亦矩阵式交交变频电路的主要

35、缺点足：所用的开关器件为18个电路结构较复杂成本较高控制方法还不貝成熟：输出输入恿人电压比只冇0,866. 用于交流电机调速时输岀电压偏低.因为矩阵式变猿电路有I分良好的电气性能.使输出电压和输入电流均为正弦波.输入功率因数为1且能扯双向流动.吋实现四做限运毎其 次.和目前广泛应用的交宜交变频电路相比.虽然多用了 6个开关器件.却省去宜流侧人电容使体枳减少.且客易实现集成化和功率模块化。随若 当曲器件制适技术的飞速进步和计并机技术的日新丿J异.矩阵式变频电路将有很好的发展前瓠第5章逆变电路5丄无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？存：两种电路的不同主要足：有滅逆变电路的交流侧接电网即交流側接有电

36、源.而无谏逆变电路的交流侧宜按和负载联按.52换流方式各有那丿用？各有什么特点？答：換流方式有4种：器件换流：利用全控器件的自关斯能力进行换流，全控盘器件采用此换流方式。电网换流：由电网提供换流电压.只要耙员的电网电圧加在欲换流的器件上即负我换流：由负祓提供换流电压当负裁为电容性填戦即负载电流超帕于负我电斥时.口实现负载换流.强迫换流：设理附加换流电路.给欲关断的品闸管强追施加反向电压换流称为强迫换流。通常足利用附加电容上的能fit实现.也称电客换流. 品闸管电路不能采用器件换流根据电路形式的不同采用电网换流、负较换流和賤迫换流3种方式。53什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有

37、什么特点？答：按照逆变电路宜流测电源性质分类.宜流侧足电压源的称为逆变电路称为电压里逆变电路.宜流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压 型逆变电路的主要持点足： 宜流侧为电压源或并联有人电容.相当于电压谏。直流侧电压基本无脉动.宜流回路呈现低阻抗。 由于宜流电压源的钳位作用.交流!M输出电压波形为矩形波.井且与负我阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位因负拔阻抗怖况的不同而不 同。 当交漩侧为阻感童拔时爲要捉供无功功率.宜流侧电容起缓冲无功能母的作用。为了给交流侧向宜流侧反馈的无功能扯提供通道.逆变桥W件都 并联了反馈二极诗。电流型逆变电路的主要待点足： 宜流侧串联有人电感相当于电流叙

38、直流侧电流基本无脉动.宜流回路呈现高阻抗& 电路中开关器件的作川仅足改变宜流电流的流通路径.因此交流侧输出电流为矩形波.并且与负拔阻抗角无关。而交流侧输出电压波形和相位则实用文档因负拔阻抗悄况的不同而不同。 勻交流侧为阻感负拔时需要捉供无功功率.宜流测电感起缓冲无功能fit的作川。因为反愤无功能戲时宜流电流并不反向因此不必像电压型逆变 电路那样要给开关器件反井联二极骨。54电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电涼型逆变电路中没有反愤二极管？答：在电压型逆变电路中.当交流侧为阻感负我时需要提供无功功率宜流侧电容起缓冲无功能撤的作用。为了给交流IM向宜流侧反馈的无功能址提 供通道.逆变桥

39、冷河都井联了反馈二极骨.当输岀交流电压和电流的极性相同时.电流经电路中的吋控开关器件流通.而勻输出电压电流极件相反时. 由反馈二极管捉供电流通道。在电流型逆变电路中.宜流电流极性足一定的.无功能fit由宜流侧电感來缓冲。当需要从交流侧向宜流侧反馈无功能fit时电流并不反向.依然 经电路中的对控开关器件流通.因此不需要井联反馈二极管.55三相桥式电压型逆变电路，18（尸导电方式，Ud=100V 试求输出相电压的基波幅值UlMn和有效值Uim 输出线电压的基波福值UtVhn和有效值 Um.输出线电压中5次谐波的有效值Uiivs 2UvIw= = 0.637t/,=63.7（V）解：龙%=鱼浮=04

40、5匕=450/)Us* =二L = 1 1=】i a u) 怙=亠匕=0.786； =7&V)72 xu CV5 = l- = = 15.6()56并联谐扳式逆变电路利用负戟电圧进行换相，为保证换相应满足什么条件？答：仪设在I时刻触发VT2、VT3使其导通.负我电压讥就通过VT2. VT3施加在VTL VT4上.使其承受反向电压关断电流从VTR VT4向VT2、VT3转移.触发VT2. VT3时刻必须在u,过零刖井留有足够的裕最才能使换流顺利完成。57冲联二极管式电流型逆变电路中.二极管的作用是什么？试分析换流过程.答：二极管的主要作用.一足为换流电客器充电提供通道.并使换流电容的电压能够得以

41、保持.为品倒管换流做好准备：二是使换流电容的电圧能够 施加到换流过程中刚刚关断的品闸骨上.使品闸管在关斯之后能够承受一定时何的反向电压.确保品侧倉町靠关断从而确保品制管換流成功。以Vn和VT3之间的换茨为例.串联二极管式电流型逆变电路的換流过程可術述如卜：给VT3施加触发脉冲.由于換流电容C13电压的作用,使VT3导通而VT1被施以反向电压而关斷,直流电流b从VT1换到VT3上,C13通过 VDk U相负拔、W相负抓 VD2、VT2、宜流电源和VT3放电.如图5l6b所示。因放电电流恒为S故称恒流放电阶段。在C13电压 J卜降到 零之能 VT1 宜承受反圧.只要反圧时徇人干品闸管关断时W iq

42、.就能保证可靠关断。U沖降到冬之后在U相负拔电感的作用卜I开始对C13反向充电。如忽略负我冲电阻的压降.则在Ucl3=0时刻后二极VD3受到正向偏置 而导通开始流过电流.两个二极诗同时导通.进入二极管换流阶段如图5-16c所示.随甘C13充电电压不断增髙.充电电流逐渐减小.到某一时 刻充电电滾减到拿VD1承受反压而关斯.二极管换流阶段结束，之后.逬入VT2、VT3 （S定导通阶段电流路径如图516d所示。5&逆变电路多审化的目的是什么？如何实现？串联多瑕和并联多敢逆变电路备用于什么场合？存：逆变电路多重化的目的之-是使总体上褻殴的功率等级提高二足对以改普输岀电压的波形。因为无论是电压型逆变电路

43、输出的矩形电压波.还 足电流里逆变电路输出的矩形电流波.都含有较多谐波.对负我有不利影响.采用多虫逆变电路.町以把几个矩形波组合起來获得接近正弦波的波形。逆变电路多虫化就足把若干个逆变电路的输岀按一定的相位養组合起來.使它们所含的某些主要谐波分81相互抵消就町以得到较为接近正弦 波的波形。组合方式有串联多觅和井联多觅两种方式.串联多車足把儿个逆变电路的输出串联起來并联多車是把几个逆变电路的输出井联起來，串联多啦逆变电路多用于电压里逆变电路的多車化。并联多鱼逆变电路多用于电流里逆变电路的多車化。第6章PW控制技术6.1试说明PWM控制的基本原理.?： PWM控制就绘对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的如支进fj调制来等效地获得所需要波形（含形状和幅值