780216][东北大学]20年7月考试《现代电力电子及变流技术》考核作业(答案)

1、学习中心：陕西榆林奥鹏学习中心院校学号：C29120118900170 姓名 杨丰华东北大学继续教育学院现代电力电子及变流技术 试卷（作业考核线上2） A卷（共 4 页）总分题号一二三四五六七八九十得分、单选题（每小题2分，共10分）1 .（ B ）是电流控制型电力电子器件A. GTR、SITHB.TRIAC、GTRC.P-MOSFET、IGBTD.GTO、MCT2 . 180°导电型交-直-交电压变频器，任意时刻有（ C ）导通。A. 一只开关管B.两只开关管 C.三只开关管 D.四只开关管D )。3 .三相半波可控整流电路，大电感负载，晶闸管的电流有效值是（B. 3D.d.34

2、.三相桥式全控整流电路，电阻性负载，脉冲的移相范围是（BA. 900 B. 120°C. 150° D. 1805 .同步信号为锯齿波的触发电路，双窄脉冲中第一个主脉冲由本相触发单元产生，第个补脉冲（B ）A.由超前本相60°相位的前一相触发单元产生； B.由滞后本相60°相位的后一相触发单元产生； C.由超前本相120°相位的前一相触发单元产生; D.由滞后本相120°相位的后一相触发单元产生。、问答题（每小题5分，共35分）1 .列举出至少三种品闸管变流装置的过电流保护方法。名 杨丰华答：用快速熔断器切断过电流;用直流快速开关切断

3、过电流;用桥臂电抗器抑制元件过电流；用过电流继电器控制过电流大小2 .触发电路中设置控制电压 Uct和偏移电压Ub各起什么作用？如何调整？答：对于同步电压为锯齿波的触发电路，工作时，把负偏移电压Ub调整到某值固定后，改变控制电压Uc,就能改变ub4波形与时间横轴的交点，就改变了 V4由截止转为导通的时 刻，从而改变了触发脉冲产生的时刻，也就是改变控制角a,达到移相 控制的目的。通常设置Uc=0对应a角的最大值，Uc增大时，a角随之减小。设置负偏移电 压的目的是 为了使控制电压 Uc为正，以实现单极性调节。在电路中，电路是在 V4导通的瞬间，也就是V5转为截止的瞬间，开始产生输出脉冲 的，V5截

4、止的持续时间即为输出脉冲的宽度， 可见，输出脉冲宽度，可由 C3反充电的时间 常数C3R14来设定。改变C3R14的大小， 可改变输出脉冲的宽度。3 .生成SPWM波形有几种软件采样方法？各有什么优缺点？答：自然采样法：实时计算与控制困难，一般事先计算好，通过查表方式控制。规则采样法：简化了计算公式，但有一定误差。指定谐波消除法：从消除某些指定次数的谐波出发，通过求解方程组解出待定开关时刻。在 不同的输出频率下，有不同的待定开关时刻，因此计算量非常大，难以实现实时控制。一般 先离线计算好，通过查表方式控制。4 .试说明异步调制有何优缺点。答：对于任意的调制波频率fr,载波频率fc恒定的脉宽调制

5、称为异步调制。在异步调制方式中，由于fc保持一定，因而当fr变化时，调制波信号与载波信号不能保 持同步，即载波比N与调制波频率fr成反比。当fr较高时，由于一个调制波周期中的脉冲数较少， 脉冲波形的不对称性所造成的基波相 位跳动的相角相对变大。因此采用异步调制时，SPWM的低频性能好，而高频性能较差。5 .试说明降压斩波器的特点。1、三极管VT导通时，电源E经过三极管VT、电感L、电阻R,给电机M供电，二极管 VD截止。2、三极管VT截止时，由于电感L电流不能马上为0,沿原方向流动，二极管 VD导通，继 续给电机M供电。3、控制三极管VT的开关间隔比例（占空比），可以调节电机M的直流电压或电流

6、。 斩波器在工业自动化设备里有广泛使用，灵敏电子管电压表或生物电子仪器里也有使用。斩波器的另一种又叫振动子变流器、工作原理和电铃类似，是体积、功率比较大，用八脚电名 杨丰华子管插座。经常用于直流/交流变换。过去因为均是电子管设备，由于甲、乙电的供应在移动设备中非常困难的，所以以前的汽车 收音机和部分车载电台就用振动子将车上的蓄电池提供的电流变为交变电流，经过变压器升 压和振动子同步变流为高压直流供收音机或电台使用（功率比较大的电台也有用汽车蓄电池 推动电动发电机的）。由于半导体变流器的成熟，振动子变流器早已数十年没见使用了。早期的摄影用万次闪光灯 也用振动子变流器6 .什么是SPWM波形的自然

7、采样法?SPWM（Sinusoidal PWM）法是一种比较成熟的，目前使用较广泛的 PWM法。前面提到的采样 控制理论中的一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效 果基本相同。SPWM法就是以该结论为理论基础，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等 效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆 变电路输出电压的频率和幅值。7 .为什么要对电力电子主电路和控制电路进行隔离？其基本方法有哪些？一是安全，因为主回路和控制回路工作电压等级不一样、电流大小也不

8、一样，各有各的过流 保护系统。强电进入弱电系统会对弱电系统造成损坏；二是为了弱电系统的工作稳定性，因 为弱电系统尤其模拟量型号很容易受到电磁干扰。三、（共20分）三相桥式全控整流电路，阻感负载。R=4Q, L-oo,当 行0。时，Ud=220V。1、计算U2、Id值；2、按2倍安全裕量确定品闸管定额；3、计算变压器容量和负载的功率因数。名 杨丰华Ud 2.34U2cos1. U2Ud220Id2. It2.34cosUd 220R 131dI T(AV)413IT1.57U DRM3. I2Pd94 V2.34 cos055 A55 31.75 A31.752 40.45 A1.57URRM

9、2 , 6U 2 2 6 6 94 460.5 V3Id3U2I2U/d取50 A取 500 V0.8161d 0.816 55 44.88 A3 94 44.88 12.656 kVA220 55 12.1 kWcos以 S12.10.9612.656四、（共10分）三相半波共阴极组可控整流电路，如果a相品闸管的触发脉冲丢失，试画出电感性负载课程名称：现代电力电子及变流技术5 / 5卜整流电压ud的波形。（设行0。）答案：=0o(b)2）电感性负载五、（共10分）升压式Boost变换器，其输入电压27V,输出电压为45V。求最大占空比。1 .CCM 工作，Vo=Vi/（1-D）,所以 D_max=0.46（CCM）。2 .闭环控制，或开环设置合适占空比，输出可达到60V,要考虑开关耐压等因素名 杨丰华六、（共15分）采用品闸管反并联的单相调压电路，输入电压220V,负载为RL串联，其中R=1Q,L=5.5mH。求：1）控制角移相范围；2）负载电流最大值；3）最大输