电力电子作业解答刘丹2ppt课件

1、作业1 1.1 1.1 指出常用器件可达的功率与频率能力指出常用器件可达的功率与频率能力 SCR, GTO, IGBT , MOSFET, SCR, GTO, IGBT , MOSFET, 功率能力功率能力 10MW MW 10MW MW 百百KW 10KWKW 10KW 频率能力频率能力 几百几百HZ 1KHZ 10KHZ HZ 1KHZ 10KHZ 百百KHZKHZ1.2 1.2 一一SCRSCR需承受电流平均值需承受电流平均值100A, 100A, 电压峰值电压峰值300V, 300V, 选择其电流电压定额选择其电流电压定额 IT(AV) =(23)100A, UT=(23)300V I

2、T(AV) =(23)100A, UT=(23)300V1.3 1.3 简述简述SCRSCR正常导通条件正常导通条件, , 非正常导通条件非正常导通条件 正压正压, ,门极触发门极触发; ; 过压过压, ,过电压上升率过电压上升率, ,过温过温1,41,4简述变流器件常用工作状态与损耗种类简述变流器件常用工作状态与损耗种类. . 通通, ,断断, , 开关状态与损耗开关状态与损耗作业22.12.1简述器件驱动信号基本要求简述器件驱动信号基本要求 足够的幅度、陡度、宽度足够的幅度、陡度、宽度 及良好的可靠性、抗扰性、电气隔离性。及良好的可靠性、抗扰性、电气隔离性。2.22.2简述简述MOSFET

3、MOSFET、IGBTIGBT常用开通与关断正压常用开通与关断正压. . 1020V ,-5-15V 1020V ,-5-15V2.3SCR2.3SCR器件串联并联有何作用器件串联并联有何作用, ,有何问题有何问题, ,如何解决如何解决增大电压电流容量增大电压电流容量; ;均压均流均压均流; ;选择件同参选择件同参, ,并均压电阻并均压电阻, ,串均流电抗串均流电抗2.42.4简述过电压过电流的保护装置简述过电压过电流的保护装置过压：阻容过压：阻容 压敏电阻压敏电阻 避雷器避雷器 静电屏蔽层静电屏蔽层过流：熔断器过流：熔断器 过电流继电器过电流继电器 断路器断路器 电子电路电子电路3.1 3.

4、1 单相全控桥单相全控桥:U2=220V, R=5 , a=60:U2=220V, R=5 , a=60 (1) (1)画画ud,id,i2ud,id,i2；计算；计算UdUd，Id Id Ud=0.9 Ud=0.9* *220(1+cos60220(1+cos60)/2;Id=Ud/R)/2;Id=Ud/R (2) (2)加串大加串大L,L,画画ud,id,i2 ud,id,i2 ；计算；计算UdUd，IdId，I2I2。 Ud=0.9Ud=0.9* *220cos60220cos60; Id=Ud/R; Id=Ud/R (3) (3)接接2 2）：）：Idm=50A,Idm=50A,选管电

5、压电流定额。选管电压电流定额。 (23)50A/2;(23)311V(23)50A/2;(23)311V.1 .1 三相全控桥三相全控桥U2=110V, LU2=110V, L极大极大,Rx=0.1,R=0.5,Rx=0.1,R=0.5 (1) (1) 画等效电路画等效电路 (2) =60(2) =60, , 反电势反电势Em=100V,Em=100V,求求: : (a)Id,Ud, (a)Id,Ud,* *;(b);(b)整流器输出功率整流器输出功率P,P,功率因数功率因数; ; Ud=2.34Ud=2.34* *220cos60220cos60;Id=(Ud-Em)/(Rx+R);Id=(

6、Ud-Em)/(Rx+R) Ud=Uda-Rx Ud=Uda-Rx* *Id,P=UdId,P=Ud* *Id;=0.955cosId;=0.955cos (c) (c)画画ud,idud,id (3) =120 (3) =120, ,反电势反电势Em= -140V,Em= -140V,求求: : (a)Id,Ud, (a)Id,Ud,* *;(b);(b)整流器输出整流器输出P,P,功率因数功率因数; 同同(2)a(2)a (c) (c)画画ud,idud,idv作业作业4v4.1 画降压画降压/升压斩波器电路图，标出升压斩波器电路图，标出期间电流流向期间电流流向v4.2 降压斩波器降压斩波

7、器E=36V,R=0.5,L有限有限v (1) =0.7, Em=20V, 电流电流io连续连续.计算计算Uo,Io.v Uo=E, Io=(Uo-Em)/Rv (2) =0.4, 断流比断流比=0.22,Em=18Vv Uo=E+Emv 画画uo,io波形波形; 计算计算Uo,Io; v4.3 升压斩波器升压斩波器E=36V, 驱动驱动R并并C负载负载v (1) =0.2, 电流电流iL连续连续.计算计算Uo.v Uo=E/(1-)v (2)* =0.2, iL断流比断流比=0.2,画画uv,iL波形。波形。 v4.4 桥式四象限斩波器桥式四象限斩波器,RL负载负载, 1=0.5;v 画画u

8、o,io波形波形,标出标出io各阶段导通的器件各阶段导通的器件电力电子作业5解5.15.1单相交流单相交流220V220V调压电路调压电路（1 1负载负载R=10R=10，=60o=60o a a 求输出功率求输出功率, ,电流有效值电流有效值 P=80% P=80%* *2202/10=3.87KW2202/10=3.87KW I=sqrt(0.8) I=sqrt(0.8)* *220/10=19.7A220/10=19.7Ab b 用万用表测出用万用表测出I=17AI=17A，为什么？，为什么？ - -电流非正弦电流非正弦, ,测不准测不准（2 2负载负载5+j55+j5，按最大功率选择双

9、向晶闸管电压电流。，按最大功率选择双向晶闸管电压电流。 Im=220/sqrt(52+52)=31.1A Im=220/sqrt(52+52)=31.1A 管电流管电流Iv=(23)Iv=(23)* *31.1A=60-90A31.1A=60-90A 管电压管电压Uv=(23)Uv=(23)* *311V=600-900V311V=600-900V 5.2 5.2画晶闸管交流分档调压主电路画晶闸管交流分档调压主电路 usiCuCCVT1VT2VT16.1 6.1 简述简述: :逆变逆变, ,有源逆变有源逆变, ,无源逆变无源逆变. . 直直交交( (电网电网, ,负载负载) )6.2 6.2

10、电力电子器件有哪几种换流方式电力电子器件有哪几种换流方式? ? - -器件器件, ,电网、负载与强迫电网、负载与强迫 晶闸管在整流、斩波与逆变电路中是何种换流晶闸管在整流、斩波与逆变电路中是何种换流 - -电网、负载与强迫电网、负载与强迫6.3 6.3 电压型与电流型逆变电路各有何特点电压型与电流型逆变电路各有何特点? ? . .6.4 6.4 单相电压与电流型逆变器分别驱动单相电压与电流型逆变器分别驱动 感性容性负载感性容性负载, ,画交流电压电流画交流电压电流uo,iouo,io6.5 6.5 画三相电压型逆变器负载线相电压波形画三相电压型逆变器负载线相电压波形 标出输出线相基波电压有效值

11、。标出输出线相基波电压有效值。 - UL1=0.78Ud , UP1=0.45Ud - UL1=0.78Ud , UP1=0.45Ud 6.6 6.6 多重多电平逆变电路的目的是什么多重多电平逆变电路的目的是什么? ? 改进输出电压电流波形改进输出电压电流波形, ,减小谐波减小谐波作业67.1 PWM7.1 PWM含义是含义是: :脉宽调制技术脉宽调制技术, ,基本基本原理是冲量面积原理是冲量面积U U* *T T等效原理。等效原理。 它可模拟低频调幅波它可模拟低频调幅波, ,同时伴有同时伴有高频谐波高频谐波. .7.2 7.2 简画载波调制的简画载波调制的 SPWM SPWM电压和感性电压和

12、感性负载的频谱负载的频谱. .7.6 (1)7.6 (1)画电流闭环单相全桥画电流闭环单相全桥PWMPWM整整流系统结构流系统结构(2) i(2) i过大过大/ /时时, uAB=-Ud, uAB=-Ud,过小则过小则=+Ud=+Ud7.7 7.7 单相整流单相整流UIUI环环APFCAPFC中中i i过大时过大时, , i0 ,VTi0 ,VT应关断应关断, , uVT= Ud uVT= Ud作业作业8X8X8 81 1 简述变流装置高频化优点、问题、解决方简述变流装置高频化优点、问题、解决方法。法。 滤波器，变压器体积和重量小型化，开关灭滤波器，变压器体积和重量小型化，开关灭弧快弧快; ;

13、开关损耗、电磁干扰开关损耗、电磁干扰 增大增大; ;软开关软开关技术，降低开关损耗和噪声，进一步提高开技术，降低开关损耗和噪声，进一步提高开关频率关频率: : 2 2 简述理想软开关过程与特点。简述理想软开关过程与特点。 0 0压导通压导通0 0流关断流关断; ;开通和关断开通和关断0 0损耗损耗0 0噪噪声声8 83 3 简述常用软开关过程与特点。简述常用软开关过程与特点。 常用开关过程常用开关过程: 0: 0压开关压开关 - -导通：导通：0 0损耗损耗0 0噪声；噪声； 关断：小损耗小噪声关断：小损耗小噪声变压器整流电路滤波器直流交流交流脉动直流直流逆变电路图图 8-15 8-15 间接直流变流电路的结构间接直流变流电路的结构作业9v9.1 何为组合变流电路？何为组合变流电路？v -基本变流电路组合基本变流电路组合v9.2 变频器与变频器与UPS各为何种变流组合？各为何种变流组合？- 都为都为A-D-A交直交）交直交）; v 特点？特点？- 变：可再生反馈电能，可变：可再生反馈电能，可VVVF；UPS: CVCF恒压恒频恒压恒频 v9.3 直直-交交-直变流有何优点直变流有何优点?v可隔离输出端与输入端；相互隔离的多路输出；