电力电子f复习整理

1、1. 我们消耗的能源中哪些是传统能源？哪些是新能源？简述新能源和电力电子技术之间的关系？新能源：有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等许多种传统能源：已能大规模生产和广泛利用的一次能源。又称传统能源。如煤炭、石油、天然气、水力和核裂变能，是促进社会进步和文明的主要能源电力电子技术作为新能源发电的关键技术，直接关系到新能源发电技术的发展及前景，紧密联系着社会的进步与需求，因此，电力电子技术对能源发电技术起着一定的决定性作用。2. 简述国际学术组织IEEE和PELS分别代表什么意思？它们之间的相互关系是什么？IEEE:电气与电子工程师学会 PELS:电力电子学会。电力电子学会是IE

2、EE下属的37个专业学术组织之一。3. ECCE和APEC分别是电力电子领域内2个什么样的重要会议？ ECCE和PESC是什么样的关系？ECCE ECCE能量变换大会暨博览会APEC IEEE 应用电力电子会议暨博览会PESC电力电子专家会议。2009年起，与IEEE工业应用学会中有关电力电子技术部分合并称ECCE。4.简述为什么高频化可使电力电子装置体积减小？当输入电压为正弦波时，U1 =kfBSN1，当频率f提高时，可减小N，S参数值，从而减小了变压器的体积和重量。5、 分别简述压敏电阻和负温度系数热敏电阻在开关电源电路中所起的作用。压敏电阻又称可恢复保险丝，起抗雷击、防止接错线的作用，是

3、并联在电路上的。热敏电阻启动时限制浪涌电流，待自身温度升高后，电阻迅速降低到很小，串联在电路里。6.画图并简要说明电磁干扰的三要素。骚扰源、敏感设备与耦合途径并称电磁干扰三要素。顾名思义，要构成电磁干扰效应，这三个要素缺一不可。只要缺失三个其中的任何一个因素，电磁干扰现象就不会发生。骚扰源一般可分为自然骚扰源与人为骚扰源。传导传输必须在干扰源和敏感器之间有完整的电路连接，干扰信号沿着这个连接电路传递到敏感器，发生干扰现象。辐射传输是通过介质以电磁波的形式传播，干扰能量按电磁场的规律向周围空间发射。敏感设备是对干扰对象总称，它可以是一个很小的元件或一个电路板组件，也可以是一个单独的用电设备甚至可

4、以是一个大型系统。7.画出骚扰电平和独立变量（如频率）之间的关系。9.单相全桥PWM整流电路如下图所示，叙述其工作原理。并对下图中的3种PWM整流电路的运行方式向量图进行说明？写出其属于什么运行方式按照正弦信号波和三角波相比较的方法对图1b中的V1V4进行SPWM控制，就可以在桥的交流输入端AB产生一个SPWM波uAB。uAB中含有和正弦信号波同频率且幅值成比例的基波分量，以及和三角波载波有关的频率很高的谐波，而不含有低次谐波。由于Ls的滤波作用，is脉动很小，可以忽略，所以当正弦信号波的频率和电源频率相同时，is也为与电源频率相同的正弦波。在us一定的情况下，is的幅值和相位仅由uAB中基波

5、分量uABf的幅值及其与us的相位差来决定，改变uABf的幅值和相位，就可以使is和us同相位、反相位，is比us超前90°,或使is与us的相位差为所需要的角度。a) 整流运行图a中，滞后的相角为，完全同相位，电路工作在整流状态，且功率因数为1，是PWM整流电路最基本的工作状态。B)逆变运行图b中超前的相角为，相位正好相反，电路工作在逆变状态，说明PWM整流电路可以实现能量正反两个方向的流动。c) 无功补偿运行图2c中滞后的相角为，超前90°，电路在向交流电源送出无功功率，这时的电路被称为静止无功功率发生器。9.PWM整流电路的控制方法有多种，根据有没有引入电流反馈可分为

6、两种:间接电流控制、直接电流控制。分别叙述其工作原理。图9a 间接电流控制系统结构图图9 b 直接电流控制系统结构图控制原理：Ud*和实际的直流电压ud比较后送入PI调节器，PI调节器的输出为一直流电流信号id，id的大小和整流器交流输入电流幅值成正比。稳态时，ud=Ud*，PI调节器输入为零，PI调节器的输出id和负载电流大小对应，也和交流输入电流幅值相对应。负载电流增大时，C放电而使ud下降，PI的输入端出现正偏差，使其输出id增大，进而使交流输入电流增大，也使ud回升；达到新的稳态时，ud和Ud*相等，PI调节器输入仍恢复到零，而id则稳定为新的较大的值，与较大的负载电流和较大的交流输入

7、电流对应。负载电流减小时，调节过程和上述过程相反。直接电流控制：外环PI调节器的输出为id，id分别乘以和a、b、c三相相电压同相位的正弦信号，得到三相交流电流的正弦指令信号i*a，i*b和i*c。i*a，i*b和i*c分别和各自的电源电压同相位，其幅值与反映负载电流大小的直流信号id成正比，这是整流器运行时所需的交流电流指令信号。指令信号和实际交流电流信号比较后，通过滞环对器件进行控制，便可使实际交流输入电流跟踪指令值。10.熟练掌握多重逆变电路和多电平逆变电路。把若干个逆变电路的输出按一定的相位差组合起来，使它们所含的某些主要谐波分量相互抵消，就可以得到较为接近正弦波的波形。多重逆变电路有

8、串联多重和并联多重两种方式，电压型逆变电路多用串联多重方式，电流型逆变电路多用并联多重方式。也可以改变电路结构，构成多电平逆变电路，它能够输出较多的电平，从而使输出电压向正弦波靠近。11.二电平、三电平、五电平、七电平逆变电路的电平数是多少？两电平逆变电路输出相电压有Ud/2和-Ud/2两种电平；两电平逆变电路的输出线电压有±Ud和0三种电平，三电平逆变电路的输出线电压有±Ud、±Ud/2和0五种电平。12.掌握三电平和四电平二极管钳位逆变电路。13、 掌握三电平和四电平飞跨电容型逆变14、 掌握三电平和四电平级联型逆变电路。15.掌握中点钳位型五电平逆变电路16

9、.什么叫PFC？画出典型的单相有源PFC电路及主要原理波形？分析工作原理。PFC的意思是“功率因数校正”是对电流脉冲的幅值进行抑制，使电流波形尽量接近正弦波。 控制原理：直流电压给定信号Ud*和实际的直流电压ud比较后送入电压调节器，调节器的输出为一直流电流信号id，id的大小和整流后的正弦电压相乘得到直流输入的电流的波形指令信号i*，该指令信号和实际直流电感电流信号比较后，通过滞环对开关器件进行控制，便可使输入直流电流跟踪指令值，这样交流侧电流波形将近似成为与交流电压同相的正弦波，跟踪误差在有滞环环宽所决定的范围内。由于采用升压斩波电路，只要输入电压不高于输出电压，电感L的电流就完全受开关S

10、的通断控制。S开通式，电感L的电流增长，S关断式，电感L的电流下降。因此控制S的占空比按正弦绝对值规律变化，且与输入电压同相，就可以控制电感L的电流波形为正弦绝对值，从而使输入电流的波形为正弦波，且与输入电压同相，输入功率因数为1.17、 下图为典型的boost型单级PFC AC/DC变换器，试分析其工作原理。基本工作原理：开关在一个开关周期中按照一定的占空比导通，开关导通时，输入电源通过开关给升压电路中的电感L1储能，同事中间直流电容C1通过开关给反激变压器储能，在开关关断期间，输入电源与L1一起给C1充电，反激变压器同时向二次侧电路释放能量。开关的占空比由输出电压调节器决定。在输入电压及负

11、载一定的情况下，中间直流侧电容电压在工作过程中基本保持不变，开关的占空比也基本保持不变，输入功率中的100HZ波动由中间直流电容进行平滑滤波。18.实现PFC的方法基本上有三种，即电流峰值控制，电流滞环控制，以及平均电流控制。比较其异同点。19.简述空间矢量PWM（SVPWM）控制原理。SVPWM 是通过三相交流逆变桥的6 个开关的不同导通模式产生不同的电压基本矢量，通过矢量合成，来合成任意矢量（在实际允许范围内），通过导通时间的不同大小，来确定矢量的大小，这也就是PWM 调制的原理。20.建立电力电子电路小信号模型的3个假设条件，及建模思路。满足三个假设：1、低频假设：交流小信号的频率fg应

12、该远远小于变换器的开关频率fs；2、小纹波假设：变换器的转折频率f0远远小于开关频率fs；(变换器的低通滤波器的转折频率f0)3、小信号假设：交流分量的幅值必须远远小于直流分量。建立小信号线性解析模型的基本思路：、对变换器的各变量求平均值；、分解平均变量，求得静态工作点及交流小信号状态方程；、对小信号状态方程进行线性化处理。、根据解析模型建立交流小信号等效电路模型5 、进行分析（低频动特性）21.电力电子电路建模方法有哪几种？分别简述之原理。1、状态空间平均法：用状态方程的形式对基本建模法的建模过程加以整理，即可得到：状态空间平均法。2、开关元件平均模型法：直接对开关元件的变量求平均，采用受控

13、源构成原开关元件的等效电路。3、开关网络平均模型法：对开关网络的端口变量求平均，采用受控源构成开关网络的等效电路。22.简述太阳能发电中孤岛效应的危害，常用的被动式孤岛检测方法。孤岛的危害： 失去电网的平衡控制作用，逆变器一旦出现电压、频率不正常，损坏设备；当用户认为电网己经断开，但电网仍然带电，给维修人员或使用带来危险；市电突然恢复，由于相位错开而引起大的冲击电流，损坏发电装置和设备；当人为或自动的需要市电重新切入时，由于电流冲击引起故障。常用的被动式孤岛检测方法： 电压/频率检测法 相位检测法 谐波检测法 关键电量变化率检测法23.画出最大功率点跟踪方法（MPPT）之改进干扰观察法的跟踪过

14、程示意图及其改进干扰观察法的流程图，并祥述之。改进干扰观察法的核心思想是变步长，即在扰动过程中不断地改变扰动步长。开始时给控制器指定一个固定的步长，然后开始扰动，直到检测到扰动方向错误，扰动方向将会变反，此时将原先指定的步长减去某个常数作为新步长沿着变反的方向扰动，直到再次将扰动方向变反；此时将改变后的步长再减去同一个常数作为再次扰动的步长，然后按照改变后的方向继续扰动；如此反复，直到步长减到零，此时光伏阵列的实际工作点就稳定在最大功率点处。24.画图并简述同时实现有源滤波与光伏并网发电的功能的原理图同时实现并网发电和电能质量治理，充分发挥装置的作用，提高装置利用率。PQPV系统需要同时实现并

15、网电能馈送和谐波抑制，目前的PQPV系统的控制指令都是通过将最大功率跟踪控制所得的基波有功电流指令与用于谐波抑制的谐波电流指令相加得到。2简述风力同步发电机组的并网条件和并网方法风力同步发电机组并联到电网时，为防止过大的电流冲击和转矩冲击，风力发电机输出的各相端电压的瞬时值要与电网端对应相电压的瞬时值完全一致。具体有五个条件：波形相同；幅值相同；频率相同；相序相同；相位相同。并网方法：(1) 自动准同步并网(2) 自同步并网42、 风力异步发电机组的并网方式主要有哪几种？风力异步发电机组的并网方式主要有三种：直接并网、降压并网和通过晶闸管软并网。25永磁直驱风力发电并网逆变装置有哪几种技术方案

16、？其中双PWM变流器方式有哪些优点？发展前景如何？1）发电侧二极管整流方式2）发电侧二极管整流+升降压电路方式3）双PWM变流器方式该方式的优点：可以实现风车的电动启动；发电机侧和电网侧可以分别控制；不论风速大小，发电机发出的功率均能并入电网；发电机侧采用PWM整流电路，电流为正弦波，功率因数接近1；注入电网的电流为正弦波，功率因数接近1；通过PWM整流器控制风力发电机的转速，可以达到最大风能俘获的目的；在切入风速附近，发电机可作电动运行，避免风机停止转动。前景：双PWM方式具有更优发电和并网特性，代表交直交直接并网技术的发展方向。随着电力电子技术的发展，电力电子器件的成本日益降低，双PWM变流器并网