電力電子技術(shù)考點(diǎn)總結(jié)

1、電力電子技術(shù)考點(diǎn)總結(jié)第1章緒論1. 什么是電力電子技術(shù)？（P1 ）答：電力電子技術(shù)就是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。電子技術(shù)包括信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)。2.電力變換分類？及其含義和主要作用？（ P1）答：電力變換分為四類：交流變直流、直流變交流、直流變直流、交流變交流。輸出入 交流（AC）直流（DC ）整流直流（DC）直流斬波交流 （AC）交流電力控制、變頻、變相逆變3.電力電子技術(shù)的應(yīng)用？（P6 ）答 1. 一般工業(yè) 2.交通運(yùn)輸 3.電力系統(tǒng) 4.電子裝置用電源5.家用電器 6. 其他。第 2 章電力電子器件1.典型全控型器件的分類？（P25 ）答： 1.門極可關(guān)斷晶閘管2.電力晶閘管3.

2、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管4. 絕緣柵雙極晶體管。第 3 章整流電路1.a = 0°時(shí)的整流電壓、電流中的諧波有什么規(guī)律？（P75 ）答： （1）m脈波整流電壓Udo 的諧波次數(shù)為mk （k = 1,2,3,）次，即m 的倍數(shù)次；整流電流的諧波由整流電壓的諧波決定，也為mk次。 （2）當(dāng)m定時(shí)，隨諧波次數(shù)增加，諧波幅值迅速減小，表明最低次（m次）諧波是最主要的，其他次數(shù)的諧波相對(duì)較少；當(dāng)負(fù)載中有電感時(shí)，負(fù)載電流諧波幅值dn 的減小更為迅速。 （3） m 增加時(shí)，最低次諧波次數(shù)增加，且幅值迅速減小，電壓紋波因數(shù)迅速減小。2. 雙反星形電路設(shè)置平衡電抗器的作用？沒(méi)有會(huì)怎樣？（P76 ）答：雙反星形

3、電路中設(shè)置電感量為L(zhǎng)p 的平衡電抗器是為保證兩組三相半波整流電路能同時(shí)導(dǎo)電，每組各承擔(dān)一半負(fù)載，如果Lp 同時(shí)只有一個(gè)導(dǎo)通，則原電路將變成六相半波整流電路。3. 逆變產(chǎn)生的條件？ （P84 ）答： （1）要有直流電動(dòng)勢(shì)，其極性需和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流器直流側(cè)的平均電壓。（2）要求晶閘管的控制角a > n /2，使 Ud 為負(fù)值。4. 逆變失敗的原因？ （P85 ）答： （1）觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時(shí)、準(zhǔn)確地給各晶閘管分配脈沖。（2）晶閘管發(fā)生故障，在應(yīng)該阻斷時(shí)失去阻斷能力，或在應(yīng)該導(dǎo)通時(shí)不能導(dǎo)通，造成逆變失敗。（3）在逆變工作時(shí)，交流電源發(fā)生缺相或突然消失，致使電路短

4、路。（4）換相的裕量角不足，引起換相失敗。第 4 章逆變電路1. 換流方式分類？ （P99 ）答： （1）器件換流：利用全控型器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。（2）電網(wǎng)換流：由電網(wǎng)提供換流電壓。（3）負(fù)載換流：由負(fù)載提供換流電壓，凡是負(fù)載電流相位超前于負(fù)載電壓相位的場(chǎng)合，都可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流；當(dāng)負(fù)載為容性負(fù)載時(shí)，就可實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流。（4）強(qiáng)迫換流：設(shè)置附加的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反向電壓或反向電流。叮叮小文庫(kù)第 5 章直流 -直流變流電路第 6 章 交流 -交流變流電路1. 交流調(diào)壓電路的幾個(gè)概念？（P140 ）答： （1）交流電力控制電路：把兩個(gè)晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，通過(guò)對(duì)晶閘管

5、的控制就可以控制交流輸出。這種電路不改變交流電的頻率。（2）交流調(diào)壓電路：在每半個(gè)周波內(nèi)通過(guò)對(duì)晶閘管開(kāi)通相位的控制，可以方便的調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值。（3）交流調(diào)功電路：以交流電的周期為單位控制晶閘管的通斷，改變通態(tài)周期數(shù)和斷續(xù)周期數(shù)的比，可以方便的調(diào)節(jié)輸出功率的平均值。2.三相交流調(diào)壓電路的星形聯(lián)結(jié)電路中，根據(jù)晶閘管導(dǎo)通狀態(tài)分為三種情況？（P146 ）答： （1）三相中各有一個(gè)晶閘管導(dǎo)通，這時(shí)負(fù)載相電壓就是電源相電壓。（2）兩相中各有一個(gè)晶閘管導(dǎo)通，另一相不導(dǎo)通，這時(shí)導(dǎo)通相的負(fù)載相電壓是電源線電壓的一半。（3）三相晶閘管均不導(dǎo)通，這時(shí)負(fù)載電壓為零。3.根據(jù)導(dǎo)通晶閘管個(gè)數(shù)以及半個(gè)周波內(nèi)電流是否連

6、續(xù)，將0° 150 °的移相范圍分為哪三個(gè)階段？（P147 ）答： （1）0°Wa <60 °范圍內(nèi)，電路處于三個(gè)晶閘管導(dǎo)通與兩個(gè)晶閘管導(dǎo)通的交替狀態(tài)，每個(gè)晶閘管導(dǎo)通角為 180 ° -a°a =0°時(shí)是一種特殊情況，一直是三個(gè)晶閘管導(dǎo)通。（2） 60 °Wa <90 °范圍內(nèi)，任一時(shí)刻都有兩個(gè)晶閘管導(dǎo)通，每個(gè)晶閘管的導(dǎo)通角為120 °。 90 ° <= a <150 °范圍內(nèi)，電路處于兩個(gè)晶閘管導(dǎo)通與無(wú)晶閘管導(dǎo)通的交替狀態(tài)，每個(gè)晶閘管導(dǎo)通角為300

7、°a,-2 而且這個(gè)導(dǎo)通角被分割為不連續(xù)的兩個(gè)部分，在半周波內(nèi)形成兩個(gè)斷續(xù)的波頭，各占150 ° - a。3叮叮小文庫(kù)電力電子課后習(xí)題解答第 2 章電力電子器件2.3 維持晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷？答：維持晶閘管導(dǎo)通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流,電流。即維持2.4 圖 1- 43 中陰影部分為晶閘管處于通態(tài)區(qū)間的電流波形，各波形的電流最大值均為Im , 試計(jì)算各波形的電流平均值Idi、Id2 、Id3 與電流有效值 丨 1、丨 2 、丨 3。di 、Q A2 K 0 ih 0解 :_2 山泅。吟。0.27171m2.5

8、a) Id1上題中如果不考慮安全裕量，問(wèn) 100A 的晶闡管能送出的平均電流Id1 、3、 Id3=J2 _(lmsin t) 2 d(wt) 罟0.4767Imb)2Im d( t) Am44c)2Im3各為多少？這時(shí)，相應(yīng)的電流最大值Im、Im2> I m3 各為多少 ？解：額定電流IT（AV ） =100A 的晶閘管，允許的電流有效值l=157A, 由上題計(jì)算結(jié)果知a)m1 0.4767329.35d1 0.2717I m1 89.48AA, III232.90 代126.56Am2 0.6741d2 °.5434 仁b)I4叮叮小文庫(kù)11 m3 78.5C)I m=2l

9、=314d3= 4第 3 章整流電路3.1 單相半波可控整流電路對(duì)電感負(fù)載供電，L=20Mh U 2=100V, 求當(dāng) 0 時(shí)和 60 時(shí)的負(fù)載電流 Id，并畫出 Ud 與 Id 波形。解： 0 時(shí)，在電源電壓U2 的正半周期晶閘管導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電感L 儲(chǔ)能，在晶閘管開(kāi)始導(dǎo)通時(shí)刻，負(fù)載電流為零。在電源電壓U2 的負(fù)半周期，負(fù)載電感L 釋放能量，晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通。因此，在電源電壓U2 的一個(gè)周期中下列方程成立：弓 .2U 2sin t考慮到初始條件：當(dāng)t 0 時(shí) id=0 可解方程 :空( 1- cos t )LId 仁亍 ( 1- cost ) d( t)2U222.51(A)L當(dāng) a=60 時(shí)，

10、在 U2 的正半周期 60 180 期間，晶閘管導(dǎo)通使電感L 儲(chǔ)能，電感 L 儲(chǔ)藏的能量在 U2 負(fù)半周期 180 300 期間釋放，因此在U2 的一個(gè)周期中60 300 期間，下列微分方程成立：L2U 2sin tdt5叮叮小文庫(kù)考慮到初始條件：當(dāng)t 60 時(shí) id=O 可解方程得 :? 2U2 1 -( 一一 cos t)id= dt 2其平均值為1cos t)d( t)2U 2Id=2=11.25( A)2 L此時(shí) Ud 與 i d 的波形如下圖 :ZA 一/1 “J.J/A ! 1/V . -1 X；3.3 單相橋式全控整流電路，12=100V, 負(fù)載中 R=20 ,L 值極大，當(dāng)=3

11、0 時(shí)，要求 : 作出 Ud、Id、和 丨 2 的波形； 求整流輸出平均電壓U、電流 Id, 變壓器二次電流有效值丨 2 ； 考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。解： Ud、 Id 、和 I2 的波形如下圖：輸出平均電壓U、電流 Id、變壓器二次電流有效值丨 2 分別為 :Ud=0.9U2cos =0.9X 100 X cos 30 = 77.97 (V)d=Ud/R=77.97/2=38.99(A)6叮叮小文庫(kù)I2=ld=38.99(A)晶閘管承受的最大反向電壓為：.2 U 2=100.2=141.4(V)考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為：UN=(23)X 141.4=283424

12、(V)具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。流過(guò)晶閘管的電流有效值為：IvT =Id/ 2 =27.57(A)晶閘管的額定電流為：IN=(1.52)X 27.57/1.57=2635(A)具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。3.5 單相橋式全控整流電路，U2=100V, 負(fù)載 R=20 ,L 值極大，反電勢(shì)E=60V 當(dāng) 時(shí)，要求：30 作出 U、 Id 和|2 的波形； 求整流輸出平均電壓U、電流 Id，變壓器二次側(cè)電流有效值丨 2； 考慮安全裕量 ，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。解： Ud、 Id 和丨 2 的波形如下圖：O一1丄_M整流輸出平均電壓Ud、電流 I d、變壓器二次測(cè)電流有效

13、值I 分別為 :d=0.9U 2COS =O.9 X100 X cos30 =77.97(V)Id=(U d 一E)/R=(77.97 60)/2=9(A)I2=I d=9(A)晶閘管承受的最大反向電壓為：7叮叮小文庫(kù)流過(guò)每個(gè)晶閘管的電流有效值為:IVT =I d/ . 2 =6.36(A)故晶閘管的額定電壓為：UN =(23)X 141.4=283424(V)晶閘管的額定電流為：IN =(1.52)X 6.36/1.57=68(A)晶閘管額定電壓和電流的具體敢值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取3.7 在三相半波整流電路中，如果a 相的觸發(fā)脈沖消失，試?yán)L出在電阻性負(fù)載和電感性負(fù)載下整流電壓 Ud 的

14、波形。解：假設(shè)=0 ，當(dāng)負(fù)載為電阻時(shí)，U 的波形如下：當(dāng)負(fù)載為電感時(shí)， Ud 的波形如下 :3.9 三相半波整流電路的共陰極接法與共陽(yáng)極接法，a、b 兩相的自然換相點(diǎn)是同一點(diǎn)嗎？如果不是，它們?cè)谙辔簧喜疃嗌俣?？答：三相半波整流電路的共陰極接法與共陽(yáng)極接法，a、b 兩相之間換相的的自然換相點(diǎn)不是同一點(diǎn)。它們?cè)谙辔簧舷嗖?803.10 有兩組三相半波可控整流電路，一組是共陰極接法，一組是共陽(yáng)極接法，如果它們的觸發(fā)角都是，那么共陰極組的觸發(fā)脈沖與共陽(yáng)極組的觸發(fā)脈沖對(duì)同一相來(lái)說(shuō)，例如都是a相，在相位上差多少度？8叮叮小文庫(kù)答：相差 1803.11 三相半波可控整流電路，U2=100V, 帶電阻電感負(fù)載

15、， R=50 , L 值極大，當(dāng) = 60時(shí)，要求： 畫出 Ud 、Id 和 IVT1 的波形； 計(jì)算 Ud 、I d、I dT 和 I VT 。解： Ud、 I d 和 I VT1 的波形如下圖 : Ud> I d、 I dT 和 I VT 分別如下Ud=1.17U 2COS =1.17X 100 X COS60 =58.5(V)Id=U/R=58.5/5=11.7(A)IdVT =ld /3=11.7/3=3.9(A)IVT =Id/ 3=6.755(A)3.12 在三相橋式全控整流電路中，電阻負(fù)載，如果有一個(gè)晶閘管不能導(dǎo)通，此時(shí)的整流電壓 Ud 波形如何？如果有一個(gè)晶閘管被擊穿而短

16、路，其他晶閘管受什么影響？答：假設(shè) VTI 不能導(dǎo)通，整流電壓波形如下：9IVT1叮叮小文庫(kù)假設(shè) VT1 被擊穿而短路，則當(dāng)晶閘管VT3 或 VT5 導(dǎo)通時(shí)，將發(fā)生電源相間短路，使得VT3 VT5 也可能分別被擊穿。3.13 三相橋式全控整流電路，U2=100V, 帶電阻電感負(fù)載R=50 ， L 值極大，當(dāng)=60時(shí)，要求： 畫出 Ud、 Id 和 IVT1 的波形 計(jì)算 Ud、 I d、 I dT 和 I VT解： U I d 和的波形如下 : Ud> I d、I dT 和| VT 分別如下Ud=2.34U 2COS =2.34X 100 X cos60 =117(V)Id=U/R=11

17、7/5=23.4(A)IDVT =I d /3=23.4/3=7.8(A)IvT=Id/ 3 =23.4/3=13.51(A)10叮叮小文庫(kù)第 4 章逆變電路4.2 換流方式各有那兒種？各有什么特點(diǎn)？答：換流方式有4 種：器件換流：利用全控器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。全控型器件采用此換流方式。電網(wǎng)換流：由電網(wǎng)提供換流電壓，只要把負(fù)的電網(wǎng)電壓加在欲換流的器件上即可。負(fù)載換流：由負(fù)載提供換流電壓，當(dāng)負(fù)載為電容性負(fù)載即負(fù)載電流超前于負(fù)載電壓時(shí),可實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流。強(qiáng)迫換流：設(shè)置附加換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)追施加反向電壓換流稱為強(qiáng)迫換流。通常是利用附加電容上的能量實(shí)現(xiàn)，也稱電容換流。晶閘管電路不能采用器

18、件換流，根據(jù)電路形式的不同采用電網(wǎng)換流、負(fù)載換流和強(qiáng)迫換流 3種方式。第 5 章直流 -直流變流電路5.2 在圖 5-1a 所示的降壓斬波電路中，已知E=200V R=10 Q，L 值微大， E=30V T=50 卩 s，ton=20 卩 s，計(jì)算輸出電壓平均值U0，輸出電流平均值I o 。解：由于 L 值極大，故負(fù)載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為20 20080(V)50輸出電流平均值為U 0EM80 30R5(A)105.5 在圖 3-2a 所示的升壓斬波電路中，已知E=50V, L 值和 C 值極大， R=20 Q，采用脈寬調(diào)制控制方式，當(dāng)T=40 卩 s, ton =25 卩 s 時(shí)，

19、計(jì)算輸出電壓平均值U。，輸出電流平均值I0 解：輸出電壓平均值為：U0E 4050 133.3V)toff 40 25輸出電流平均值為 :U 。 133.36.667(A)20第 6章 交流 -交流變流電路6.1一臺(tái)調(diào)光臺(tái)燈由單相交流調(diào)壓電路供電，設(shè)該臺(tái)燈可看作電阻負(fù)載，在功率為最=0 時(shí)輸出大值，試求功率為最大輸出功率的80% 50% 寸的開(kāi)通角。解： =0 時(shí)的輸出電壓最大，為I1 (Wn t) U 1omaL011叮叮小文庫(kù)此時(shí)負(fù)載電流最大，為U。max U 1omax =K"R因此最大輸出功率為Pma =U ）max I omax輸出功率為最大輸出功率的80% 寸，有 :U 12maX Uj max I oma =R此時(shí)Uo=0.8U 1又由sin 2Uo=U2解得60.54同理，輸出功率為最大輸出功率的50% 寸，有 :Uo=0.5U 1又由sin 2Uo=U八 2906.2 一單相交流調(diào)壓器，電源為工頻220V, 阻感串聯(lián)作為負(fù)載，其中 R=0.5 Q, L=2mH試 求：開(kāi)通角 率因數(shù)；當(dāng) 的變化范圍；負(fù)載電流的最大有效值；最大輸出功率及此時(shí)電源側(cè)的功=/2時(shí)，晶閘管電流有效值、晶閘管導(dǎo)通角和電源側(cè)功率因數(shù)。arcta n arctan 250210351.5解：（ 1）L0.5R所以51.5180(2)時(shí)，電流連續(xù)，電流最大