電力電子技術(shù)第四版答案

目錄第1章電力電子器件····························1第2章整流電路······························4第3章直流斬波電路···························20第4章交流電力控制電路和交交變頻電路·············26第5章逆變電路·····························31第6章PWM控制技術(shù)··························35第7章軟開(kāi)關(guān)技術(shù)····························40第8章組合變流電路···························42第1章電力電子器件使晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？答：使晶閘管導(dǎo)通的條件是：晶閘管承受正旭日極電壓，并在門(mén)極施加觸發(fā)電流（脈沖）?；颍簎AK>0且uGK>0。保持晶閘管導(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：保持晶閘管導(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，即保持電流。要使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，可利用外加電壓和外電路的作用使流過(guò)晶閘管的電流降到湊近于零的某一數(shù)值以下，即降到保持電流以下，即可使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷。圖1-43中暗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Id1、Id2、Id3與電流有效值I1、I2、I3。04204520224a)b)c)圖1-43晶閘管導(dǎo)電波形圖1-43解：a)Id1=1Imsintd(t)=Im(21)0.2717Im2π42π2I1=1(Imsint)2d(t)=Im310.4767Im24242b)Id2=1Imsintd(t)=Im(21)0.5434Imπ4π2I2=1(Imsint)2d(t)=2Im310.6741Im4242c)Id3=12Imd(t)=1Im2π04I3=12Im2d(t)=1Im202上題中若是不考慮安全裕量,問(wèn)100A的晶閘管能送出的平均電流Id1、Id2、Id3各為多少？這時(shí)，相應(yīng)的電流最大值Im1、Im2、Im3各為多少?解：額定電流IT(AV)=100A的晶閘管，同意的電流有效值I=157A，由上題計(jì)算結(jié)果知a)Im1I329.35，Id10.2717Im189.480.4767b)Im2I232.90,Id20.5434Im2126.560.6741c)Im3=2I=314,Id3=1Im3=78.54GTO和一般晶閘管同為PNPN結(jié)構(gòu)，為何GTO能夠自關(guān)斷，而一般晶閘管不能夠？答：GTO和一般晶閘管同為PNPN結(jié)構(gòu)，由P1N1P2和N1P2N2組成兩個(gè)晶體管V1、V2,分別擁有共基極電流增益1和2，由一般晶閘管的解析可得，1+2=1是器件臨界導(dǎo)通的條件。1+2＞1，兩個(gè)等效晶體管過(guò)飽和而導(dǎo)通；1+2＜1，不能夠保持飽和導(dǎo)通而關(guān)斷。GTO之所以能夠自行關(guān)斷，而一般晶閘管不能夠，是因?yàn)镚TO與一般晶閘管在設(shè)計(jì)和工藝方面有以下幾點(diǎn)不同樣：GTO在設(shè)計(jì)時(shí)2較大，這樣晶體管V2控制矯捷，易于GTO關(guān)斷；GTO導(dǎo)通時(shí)的1+2更湊近于1，一般晶閘管1+21.15，而GTO則為1+21.05，GTO的飽和程度不深，湊近于臨界飽和，這樣為門(mén)極控制關(guān)斷供給了有益條件；多元集成結(jié)構(gòu)使每個(gè)GTO元陰極面積很小，門(mén)極和陰極間的距離大為縮短，使得P2極區(qū)所謂的橫向電阻很小，進(jìn)而使從門(mén)極抽出較大的電流成為可能。怎樣防備電力MOSFET因靜電感覺(jué)應(yīng)起的損壞？答：電力MOSFET的柵極絕緣層很單薄，簡(jiǎn)單被擊穿而損壞。MOSFET的輸入電容是低泄露電容，當(dāng)柵極開(kāi)路時(shí)極易受靜電攪亂而充上高出20的擊穿電壓，所認(rèn)為防備MOSFET因靜電感覺(jué)而引起的損壞，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①一般在不用時(shí)將其三個(gè)電極短接；②裝置時(shí)人體、工作臺(tái)、電烙鐵一定接地，測(cè)試時(shí)全部?jī)x器外殼一定接地；③電路中，柵、源極間常并聯(lián)齊納二極管以防備電壓過(guò)高④漏、源極間也要采納緩沖電路等舉措吸取過(guò)電壓。IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET的驅(qū)動(dòng)電路各有什么特點(diǎn)？答：IGBT驅(qū)動(dòng)電路的特色是：驅(qū)動(dòng)電路擁有較小的輸出電阻，IGBT是電壓驅(qū)動(dòng)型器件，IGBT的驅(qū)動(dòng)多采納專(zhuān)用的混雜集成驅(qū)動(dòng)器。GTR驅(qū)動(dòng)電路的特色是：驅(qū)動(dòng)電路供給的驅(qū)動(dòng)電流有足夠陡的前沿，并有必然的過(guò)沖，這樣可加速開(kāi)經(jīng)過(guò)程，減小開(kāi)通消耗，關(guān)斷時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路能供給幅值足夠大的反向基極驅(qū)動(dòng)電流，并加反偏截止電壓，以加速關(guān)斷速度。GTO驅(qū)動(dòng)電路的特色是：GTO要求其驅(qū)動(dòng)電路供給的驅(qū)動(dòng)電流的前沿應(yīng)有足夠的幅值和陡度，且一般需要在整個(gè)導(dǎo)通時(shí)期施加正門(mén)極電流，關(guān)斷需施加負(fù)門(mén)極電流，幅值和陡度要求更高，其驅(qū)動(dòng)電路平時(shí)包含開(kāi)通驅(qū)動(dòng)電路，關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路和門(mén)極反偏電路三部分。電力MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的特色：要求驅(qū)動(dòng)電路擁有較小的輸入電阻，驅(qū)動(dòng)功率小且電路簡(jiǎn)單。全控型器件的緩沖電路的主要作用是什么？試解析RCD緩沖電路中各元件的作用。答：全控型器件緩沖電路的主要作用是控制器件的內(nèi)因過(guò)電壓，du/dt或過(guò)電流和di/dt，減小器件的開(kāi)關(guān)消耗。RCD緩沖電路中，各元件的作用是：開(kāi)通時(shí)，Cs經(jīng)Rs放電，Rs起到限制放電電流的作用；關(guān)斷時(shí)，負(fù)載電流經(jīng)VDs從Cs分流，使du/dt減小，控制過(guò)電壓。試說(shuō)明IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET各自的優(yōu)缺點(diǎn)。解：對(duì)IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET的優(yōu)缺點(diǎn)的比較以下表：器件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)IGBT開(kāi)關(guān)速度高，開(kāi)關(guān)消耗開(kāi)關(guān)速度低于電力小，擁有耐脈沖電流沖MOSFET,電壓，電流GTRGTO電力MOSFET

擊的能力，通態(tài)壓降較容量不及GTO低，輸入阻抗高，為電壓驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率小開(kāi)關(guān)速度低，為電流耐壓高，電流大，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)，所需驅(qū)動(dòng)功率特點(diǎn)好，通流能力強(qiáng)，大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，飽和壓降低存在二次擊穿問(wèn)題電流關(guān)斷增益很小，電壓、電流容量大，適關(guān)斷時(shí)門(mén)極負(fù)脈沖用于大功率場(chǎng)合，擁有電流大，開(kāi)關(guān)速度電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，其通流低，驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)能力很強(qiáng)動(dòng)電路復(fù)雜，開(kāi)關(guān)頻率低開(kāi)關(guān)速度快，輸入阻抗電流容量小，耐壓高，熱牢固性好，所需低，一般只合用于功驅(qū)動(dòng)功率小且驅(qū)動(dòng)電路率不高出10kW的電簡(jiǎn)單，工作頻率高，不力電子裝置存在二次擊穿問(wèn)題第2章整流電路單相半波可控整流電路對(duì)電感負(fù)載供電，L＝20mH，U2＝100V，求當(dāng)α＝0和60時(shí)的負(fù)載電流Id，并畫(huà)出ud與id波形。解：α＝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)辰，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開(kāi)釋能量，晶閘管持續(xù)導(dǎo)通。所以，在電源電壓u2的一個(gè)周期里，以下方程均成立：Ldid2U2sintdt考慮到初始條件：當(dāng)t＝0時(shí)id＝0可解方程得：id2U2(1cost)Id1L2(1cost)d(t)22U20L=2U2=22.51(A)Lud與id的波形以下列圖：u202tud02tid02t當(dāng)α＝60°時(shí)，在u2正半周期60~180時(shí)期晶閘管導(dǎo)通使電感L儲(chǔ)能，電感L積蓄的能量在u2負(fù)半周期180~300時(shí)期開(kāi)釋?zhuān)栽趗2一個(gè)周期中60~300時(shí)期以下微分方程成立：Ldid2U2sintdt時(shí)id＝0可解方程得：考慮初始條件：當(dāng)t＝60id2U2(1cost)L2其平均值為Id

1

52U212U2=11.25(A)3(cost)d(t)=2

3L22L此時(shí)ud與id的波形以下列圖：u2++0tud++tidt2．圖2-9為擁有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，問(wèn)該變壓器還有直流磁化問(wèn)題嗎？試說(shuō)明：①晶閘管承受的最大反向電壓為22U2；②當(dāng)負(fù)載是電阻或電感時(shí)，其輸出電壓和電流的波形與單相全控橋時(shí)相同。答：擁有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，該變壓器沒(méi)有直流磁化的問(wèn)題。因?yàn)閱蜗嗳煽卣麟娐纷儔浩鞫螠y(cè)繞組中，正負(fù)半周內(nèi)上下繞組內(nèi)電流的方向相反，波形對(duì)稱(chēng)，其一個(gè)周期內(nèi)的平均電流為零，故不會(huì)有直流磁化的問(wèn)題。以下解析晶閘管承受最大反向電壓及輸出電壓和電流波形的狀況。①以晶閘管VT2為例。當(dāng)VT1導(dǎo)通時(shí)，晶閘管VT2經(jīng)過(guò)VT1與2個(gè)變壓器二次繞組并聯(lián)，所以VT2承受的最大電壓為22U2。②當(dāng)單相全波整流電路與單相全控橋式整流電路的觸發(fā)角相同時(shí)，對(duì)于電阻負(fù)載：（0~α）時(shí)期無(wú)晶閘管導(dǎo)通，輸出電壓為0；（α~π）時(shí)期，單相全波電路中VT1導(dǎo)通，單相全控橋電路中VT1、VT4導(dǎo)通，輸出電壓均與電源電壓u2相等；(π~π＋α)時(shí)期，均無(wú)晶閘管導(dǎo)通，輸出電壓為0；(π＋α~2π)時(shí)期，單相全波電路中VT2導(dǎo)通，單相全控橋電路中VT2、VT3導(dǎo)通，輸出電壓等于u2。對(duì)于電感負(fù)載：（α~π＋α）時(shí)期，單相全波電路中VT1導(dǎo)通，單相全控橋電路中VT1、VT4導(dǎo)通，輸出電壓均與電源電壓u2相等；（π＋α~2π＋α）時(shí)期，單相全波電路中VT2導(dǎo)通，單相全控橋電路中VT2、VT3導(dǎo)通，輸出波形等于u2?？梢?jiàn)，二者的輸出電壓相同，加到相同的負(fù)載上時(shí)，則輸出電流也相同。3．單相橋式全控整流電路，U2＝100V，負(fù)載中R＝2Ω，L值極大，當(dāng)α＝30°時(shí)，要求：①作出ud、id、和i2的波形；②求整流輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次電流有效值I2；③考慮安全裕量，確立晶閘管的額定電壓和額定電流。解：①u(mài)d、id、和i2的波形以下列圖：u2OtudOtidIdOti2IdOt②輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次電流有效值I2分別為Ud＝0.9U2cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97（V）Id＝Ud/R＝77.97/2＝38.99（A）I2＝Id＝38.99（A）③晶閘管承受的最大反向電壓為：U2＝1002＝141.4（V）考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為：UN＝（2~3）×141.4＝283~424（V）詳盡數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)采用。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＝（1.5~2）×27.57∕1.57＝26~35（A）詳盡數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)采用。4．單相橋式半控整流電路，電阻性負(fù)載，畫(huà)出整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形。解：注意到二極管的特色：承受電壓為正即導(dǎo)通。所以，二極管承受的電壓不會(huì)出現(xiàn)正的部分。在電路中器件均不導(dǎo)通的階段，交流電源電壓由晶閘管平衡。整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形以下：u202tuVD20tuVD40t5．單相橋式全控整流電路，U2=100V，負(fù)載中R=2Ω，L值極大，反電勢(shì)E=60V，當(dāng)=30時(shí)，要求：①作出ud、id和i2的波形；②求整流輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次側(cè)電流有效值I2；③考慮安全裕量，確立晶閘管的額定電壓和額定電流。解：①u(mài)d、id和i2的波形以下列圖：u2OtudOtidIdOIdti2IdOt②整流輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次側(cè)電流有效值I2分別為Ud＝0.9U2cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)Id＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A)I2＝Id＝9(A)③晶閘管承受的最大反向電壓為：U2＝1002＝141.4（V）流過(guò)每個(gè)晶閘管的電流的有效值為：IVT＝Id∕2＝6.36（A）故晶閘管的額定電壓為：UN＝(2~3)×141.4＝283~424（V）晶閘管的額定電流為：IN＝(1.5~2)×6.36∕1.57＝6~8（A）晶閘管額定電壓和電流的詳盡數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)采用。晶閘管串通的單相半控橋（橋中VT1、VT2為晶閘管），電路如圖2-11所示，U2=100V，電阻電感負(fù)載，R=2Ω，L值很大，當(dāng)=60時(shí)求流過(guò)器件電流的有效值，并作出ud、id、iVT、iD的波形。解：ud、id、iVT、iD的波形以下列圖：u2OtudOtidIdiVT1OtIdOtiVD2IdOt負(fù)載電壓的平均值為：Ud12U2sintd(t)0.9U21cos(/3)＝67.5（V）32負(fù)載電流的平均值為：Id＝Ud∕R＝67.52∕2＝33.75（A）流過(guò)晶閘管VT1、VT2的電流有效值為：IVT＝1Id＝19.49（A）3流過(guò)二極管VD3、VD4的電流有效值為：IVD＝2Id＝27.56（A）3在三相半波整流電路中，若是a相的觸發(fā)脈沖消逝，試?yán)L出在電阻性負(fù)載和電感性負(fù)載下整流電壓ud的波形。解：假設(shè)0，當(dāng)負(fù)載為電阻時(shí)，ud的波形以下：ud

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t當(dāng)負(fù)載為電感時(shí)，ud的波形以下：ud

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t8．三相半波整流電路，能夠?qū)⒄髯儔浩鞯亩卫@組分為兩段成為波折接法，每段的電動(dòng)勢(shì)相同，其分段部署及其矢量如圖2-60所示，此時(shí)線圈的繞組增添了一些，銅的用料約增添10%，問(wèn)變壓器死心可否被直流磁化，為何？ABCCNnBNAabcc2111c1a2b2c2naa1b1b2圖2-60圖2-60變壓器二次繞組的波折接法及其矢量圖答：變壓器死心不會(huì)被直流磁化。原由以下：變壓器二次繞組在一個(gè)周期內(nèi)：當(dāng)a1c2對(duì)應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時(shí)，a1的電流向下賤，c2的電流向上流；當(dāng)c1b2對(duì)應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時(shí)，c1的電流向下賤，b2的電流向上流；當(dāng)b1a2對(duì)應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時(shí)，b1的電流向下賤，a2的電流向上流；就變壓器的一次繞組而言，每一周期中有兩段時(shí)間（各為120）由電流流過(guò)，流過(guò)的電流大小相等而方向相反，故一周期內(nèi)流過(guò)的電流平均值為零，所以變壓器鐵心不會(huì)被直流磁化。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？若是不是，它們?cè)谙辔簧喜疃嗌俣龋看穑喝喟氩ㄕ麟娐返墓碴帢O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?80°。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，若是它們的觸發(fā)角都是，那末共陰極組的觸發(fā)脈沖與共陽(yáng)極組的觸發(fā)脈沖對(duì)同一相來(lái)說(shuō)，比方都是a相，在相位上差多少度？答：相差180°。11．三相半波可控整流電路，U2=100V，帶電阻電感負(fù)載，R=5Ω，L值極大，當(dāng)=60時(shí)，要求：①畫(huà)出ud、id和iVT1的波形；②計(jì)算Ud、Id、IdT和IVT。解：①u(mài)d、id和iVT1的波形以下列圖：u2=30°uaubucO

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tiVT1O

tidOt②Ud、Id、IdT和IVT分別以下Ud＝1.17U2cos＝1.17×100×cos60°＝58.5（V）Id＝Ud∕R＝58.5∕5＝11.7（A）IdVT＝Id∕3＝11.7∕3＝3.9（A）IVT＝Id∕3＝6.755（A）12．在三相橋式全控整流電路中，電阻負(fù)載，若是有一個(gè)晶閘管不能夠?qū)?，此時(shí)的整流電壓ud波形怎樣？若是有一個(gè)晶閘管被擊穿而短路，其余晶閘管受什么影響？答：假設(shè)VT1不能夠?qū)ǎ麟妷簎d波形以下：udOt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。13．三相橋式全控整流電路，U2=100V，帶電阻電感負(fù)載，R=5Ω，L值極大，當(dāng)=60時(shí)，要求：①畫(huà)出ud、id和iVT1的波形；②計(jì)算Ud、Id、IdT和IVT。解：①u(mài)d、id和iVT1的波形以下：=60°ubucuua2t1tOudⅠⅡⅢⅣⅤⅥuacubcubaucaucbuabuacuabOtidO

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t②Ud、Id、IdT和

IVT

分別以下Ud＝2.34U2cos＝2.34×100×cos60°＝117（V）Id＝Ud∕R＝117∕5＝23.4（A）IDVT＝Id∕3＝23.4∕3＝7.8（A）IVT＝Id∕3＝23.4∕3＝13.51（A）14．單相全控橋，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，R=1Ω，L=∞，E=40V，U2=100V，LB=0.5mH，當(dāng)=60時(shí)求Ud、Id與的數(shù)值，并畫(huà)出整流電壓ud的波形。解：考慮LB時(shí)，有：Ud＝0.9U2cosα－UdUd＝2XBId∕πId＝（Ud－E）∕R解方程組得：Ud＝（πR0.9U2cosα＋2XBE）∕（πR＋2XB）＝44.55（V）Ud＝0.455（V）Id＝4.55（A）又∵cos－cos()＝2IdXB∕U2即得出cos(60)=0.4798換流重疊角61.33°60°=1.33°最后，作出整流電壓Ud的波形以下：u2OtudOt15．三相半波可控整流電路，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，U2=100V，R=1Ω，∞，B=1mH，求當(dāng)=30時(shí)、E=50V時(shí)Ud、Id、的值L=L并作出ud與iVT1和iVT2的波形。解：考慮LB時(shí)，有：Ud＝1.17U2cosα－UdUd＝3XBId∕2πId＝（Ud－E）∕R解方程組得：Ud＝（πR1.17U2cosα＋3XBE）∕（2πR＋3XB）＝94.63（V）Ud＝6.7（V）Id＝44.63（A）又∵cos－cos()＝2IdXB∕6U2即得出cos(30)=0.752換流重疊角41.28°30°=11.28°ud、iVT1和iVT2的波形以下：u2uaubucOud

ua

ub

ucOtiVT1IdOtiVT2IdOt16．三相橋式不行控整流電路，阻感負(fù)載，R=5Ω，L=∞，U2=220V，XB=0.3Ω，求Ud、Id、IVD、I2和的值并作出ud、iVD和i2的波形。解：三相橋式不行控整流電路相當(dāng)于三相橋式可控整流電路α＝0°時(shí)的狀況。Ud＝2.34U2cosα－UdUd＝3XBId∕πId＝Ud∕R解方程組得：Ud＝2.34U2cosα∕（1＋3XB/πR）＝486.9（V）Id＝97.38（A）又∵cos－cos()＝2IdXB∕6U2即得出cos=0.892換流重疊角26.93°二極管電流和變壓器二次測(cè)電流的有效值分別為IVD＝Id∕3＝97.38∕3＝32.46（A）I2a＝23ud、iVD1和i2a的波形以下：u2uaubOt1ⅠⅡⅢⅣuduacubcubauabOiVD1IdOi2aIdO

Id＝79.51（A）uctⅤⅥucaucbuabuacttt17．三相全控橋，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，E=200V，R=1Ω，L=∞，U2=220V，=60，當(dāng)①LB=0和②LB=1mH狀況下分別求Ud、Id的值，后者還應(yīng)求并分別作出ud與iT的波形。解：①當(dāng)LB＝0時(shí)：Ud＝2.34U2cosα＝2.34×220×cos60°＝257.4（V）Id＝（Ud－E）∕R＝（257.4－200）∕1＝57.4（A）②當(dāng)LB＝1mH時(shí)Ud＝2.34U2cosα－UdUd＝3XBId∕πId＝（Ud－E）∕R解方程組得：Ud＝（2.34πU2Rcosα＋3XBE）∕（πR＋3XB）＝244.15（V）Id＝44.15（A）Ud＝13.25（V）又∵cos－cos()＝2XBId∕6U2cos(60)＝0.4485γ＝63.35°－60°＝3.35°ud、IVT1和IVT2的波形以下：u2uaubucOtⅠⅡⅢⅣⅤⅥuduabuacubcubaucaucbuabuacOtiVT1IdiOtVT2IdOt18．單相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)的諧波？此中幅值最大的是哪一次？變壓器二次側(cè)電流中含有哪些次數(shù)的諧波？此中主要的是哪幾次？答：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐罚湔鬏敵鲭妷褐泻?k（k=1、2、3）次諧波，此中幅值最大的是2次諧波。變壓器二次側(cè)電流中含有2k＋1（k＝1、2、3）次即奇次諧波，此中主要的有3次、5次諧波。19．三相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)的諧波？此中幅值最大的是哪一次？變壓器二次側(cè)電流中含有哪些次數(shù)的諧波？此中主要的是哪幾次？答：三相橋式全控整流電路的整流輸出電壓中含有6k（k＝1、2、3）次的諧波，此中幅值最大的是6次諧波。變壓器二次側(cè)電流中含有6k1(k=1、2、3)次的諧波，此中主要的是5、7次諧波。20．試計(jì)算第3題中i2的3、5、7次諧波重量的有效值I23、I25、I27。解：在第3題中已知電路為單相全控橋，其輸出電流平均值為Id＝38.99（A）于是可得：2Id∕π＝2×∕π＝（）I23＝22338.99311.7AI25＝22Id∕5π＝22×38.99∕5π＝7.02（A）I27＝22Id∕π＝22×∕π＝（）738.9975.01A21．試計(jì)算第13題中i2的5、7次諧波重量的有效值I25、I27。解：第13題中，電路為三相橋式全控整流電路，且已知Id＝23.4（A）由此可計(jì)算出5次和7次諧波重量的有效值為：I25＝6Id∕5π＝6×23.4∕5π＝3.65（A）I27＝6Id∕7π＝6×23.4∕7π＝2.61（A）22．試分別計(jì)算第3題和第13題電路的輸入功率因數(shù)。解：①第3題中基波電流的有效值為：I1＝22Id∕π＝22×38.99∕π＝35.1（A）基波因數(shù)為I1∕I＝I1∕Id＝35.1∕38.99＝0.9電路的輸入功率因數(shù)為：cos＝0.9cos30°＝0.78②第13題中基波電流的有效值：I1＝6Id∕π＝6×23.39∕π＝18.243（A）基波因數(shù)為I1∕I＝I1∕Id＝0.955電路的輸入功率因數(shù)為：cos＝0.955cos60°＝0.4823．帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整流電路對(duì)照有何主要異同？答：帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整流電路對(duì)照有以下異同點(diǎn)：①三相橋式電路是兩組三相半波電路串通，而雙反星形電路是兩組三相半波電路并聯(lián)，且后者需要用平衡電抗器；②當(dāng)變壓器二次電壓有效值U2相等時(shí)，雙反星形電路的整流電壓平均值Ud是三相橋式電路的1/2，而整流電流平均值Id是三相橋式電路的2倍。③在兩種電路中，晶閘管的導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系是相同的，整流電壓ud和整流電流id的波形形狀相同。24．整流電路多重化的主要目的是什么？答：整流電路多重化的目的主要包含兩個(gè)方面，一是能夠使裝置整體的功率容量大，二是能夠減少整流裝置所產(chǎn)生的諧波和無(wú)功功率對(duì)電網(wǎng)的攪亂。25．12脈波、24脈波整流電路的整流輸出電壓和交流輸入電流中各含哪些次數(shù)的諧波？答：12脈波電路整流電路的交流輸入電流中含有11次、13次、23次、25次等即12k1、（k=1，2，3···）次諧波，整流輸出電壓中含有12、24等即12k（k=1，2，3···）次諧波。24脈波整流電路的交流輸入電流中含有23次、25次、47次、次等，即24k1（k=1，2，3···）次諧波，整流輸出電壓中含有24、48等即24k（k=1，2，3···）次諧波。26．使變流器工作于有源逆變狀態(tài)的條件是什么？答：條件有二：①直流側(cè)要有電動(dòng)勢(shì)，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流電路直流側(cè)的平均電壓；②要求晶閘管的控制角α>π/2，使Ud為負(fù)值。27．三相全控橋變流器，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，R=1Ω，L=∞，U2=220V，LB=1mH，當(dāng)EM=-400V，=60時(shí)求Ud、Id與的值，此時(shí)送回電網(wǎng)的有功功率是多少？解：由題意可列出以下3個(gè)等式：Ud＝2.34U2cos(πβ)－UdUd＝3XBId∕πId＝（Ud－EM）∕R三式聯(lián)立求解，得Ud＝[2.34πU2Rcos(πβ)＋3XBEM]∕(πR＋3XB)＝－290.3（V）Id＝109.7（A）由下式可計(jì)算換流重疊角：2XI6U2＝0.1279cos－cos()＝Bd∕cos(120)＝0.6279γ＝128.90－120＝8.90送回電網(wǎng)的有功功率為P=|EI|I2R×2×109.7×1=31.85(W)Mdd=40028．單相全控橋，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，R=1Ω，L=∞，U2=100V，L=0.5mH，當(dāng)M，=60時(shí)求Ud、Id和的值。E=-99V解：由題意可列出以下3個(gè)等式：Ud＝0.9U2cos(π-β)－UdUd＝2XBId∕πId＝（Ud－EM）∕R三式聯(lián)立求解，得Ud＝[πR0.9U2cos(π-β)＋2XBEM]∕（πR＋2XB）＝－49.91（V）Id＝49.09（A）又∵cos－cos()＝2IdXB∕U2=0.2181即得出cos(120)=-0.7181換流重疊角135.9°120°=15.9°29．什么是逆變失??？怎樣防備逆變失敗？答：逆變運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一旦發(fā)生換流失敗，外接的直流電源就會(huì)經(jīng)過(guò)晶閘管電路形成短路，也許使變流器的輸出平均電壓和直流電動(dòng)勢(shì)變?yōu)轫樝虼?，因?yàn)槟孀冸娐穬?nèi)阻很小，形成很大的短路電流，稱(chēng)為逆變失敗或逆變推翻。防備逆變失敗的方法有：采納精確靠譜的觸發(fā)電路，使用性能優(yōu)異的晶閘管，保證交流電源的質(zhì)量，留出充分的換向裕量角β等。30．單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路中，當(dāng)負(fù)載分別為電阻負(fù)載或電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍分別是多少？答：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐?，?dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是0~180，當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是0~90。三相橋式全控整流電路，當(dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是0~120，當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是0~90。31．三相全控橋，電動(dòng)機(jī)負(fù)載，要求可逆，整流變壓器的接法是D，y-5，采納NPN鋸齒波觸發(fā)器，并附有滯后30的R-C濾波器，決定晶閘管的同步電壓和同步變壓器的聯(lián)絡(luò)形式。解：整流變壓器接法以下列圖所示A

aB

bC

c以a相為例，ua的

120

對(duì)應(yīng)于α=90

，此時(shí)

Ud=0，處于整流和逆變的臨界點(diǎn)。該點(diǎn)與鋸齒波的中點(diǎn)重合，即對(duì)應(yīng)于同步信號(hào)的，所以同步信號(hào)滯后ua180°，又因?yàn)镽-C濾波已使同步信號(hào)滯后30°，所以同步信號(hào)只要再滯后150°就可以了。知足上述關(guān)系的同步電壓相量圖及同步變壓器聯(lián)絡(luò)形式以下兩幅圖所示。AsaAcBsbsa-scCscb-sbscsb-saC-saB-sba-sc各晶閘管的同步電壓采用以下表：晶閘管VT1VT2VT3VT4VT5VT6同步電-usbusa-uscsb-usauscu壓第3章直流斬波電路1．簡(jiǎn)述圖3-1a所示的降壓斬波電路工作原理。V導(dǎo)通一段時(shí)間答：降壓斬波器的原理是：在一個(gè)控制周期中，讓ton，由電源E向L、R、M供電，在此時(shí)期，uo＝E。爾后使V關(guān)斷一段時(shí)間toff，此時(shí)電感L經(jīng)過(guò)二極管VD向R和M供電，uo＝0。一個(gè)周期內(nèi)的平均電壓Uo＝tonE。輸出電壓小于電源電壓，tontoff起到降壓的作用。2．在圖3-1a所示的降壓斬波電路中，已知E=200V，R=10Ω，值極大，EM=30V，T=50μs,ton=20μs,計(jì)算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io。解：因?yàn)長(zhǎng)值極大，故負(fù)載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為Uo=tonE=20200=80(V)T50輸出電流平均值為Io=Uo-EM=8030=5(A)R103．在圖3-1a所示的降壓斬波電路中，E=100V，L=1mH，R=0.5Ω，EM=10V，采納脈寬調(diào)制控制方式，T=20μs，當(dāng)ton=5μs時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io，計(jì)算輸出電流的最大和最小值瞬時(shí)價(jià)并判斷負(fù)載電流可否連續(xù)。當(dāng)ton=3μs時(shí)，重新進(jìn)行上述計(jì)算。解：由題目已知條件可得：m=EM=10=0.1100=L=0.001=0.002R0.5當(dāng)ton=5μs時(shí)，有=T=0.01ton=0.0025因?yàn)閑1=e0.00251=0.249>m0.01e1e1所以輸出電流連續(xù)。此時(shí)輸出平均電壓為Uo=tonE=1005=25(V)T20輸出平均電流為Io=Uo-EM=2510=30(A)R0.5輸出電流的最大和最小值瞬時(shí)價(jià)分別為Imax=1emE=1e0.00250.1100=30.19(A)1eR1e0.010.5e1Ee0.00251100Imin=e1mR=e0.0110.10.5=29.81(A)當(dāng)ton=3μs時(shí)，采納相同的方法能夠得出：αρ=0.0015因?yàn)閑1=e0.0151=0.149>m0.01e1e1所以輸出電流依舊連續(xù)。此時(shí)輸出電壓、電流的平均值以及輸出電流最大、最小瞬時(shí)價(jià)分別為：Uo=tonE=1003=15(V)T20Io=Uo-EM=1510=10(A)R0.5Imax=1e0.0015100=10.13(A)0.010.11e0.5Imin=e0.001510.1100=9.873(A)e0.0110.5當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期量相等，即：化簡(jiǎn)得：式中的T/toff路。EI1ton．簡(jiǎn)述圖3-2a所示升壓斬波電路的基本工作原理。答：假設(shè)電路中電感L值很大，電容C值也很大。當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，電源E向電感L充電，充電電流基本恒定為I1，同時(shí)電容C上的電壓向負(fù)載R供電，因C值很大，基本保持輸出電壓為恒值Uo。設(shè)V處于通態(tài)的時(shí)間為ton，此階段電感L上存儲(chǔ)的能量為EI1ton。當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)E和L共同向電容C充電并向負(fù)載R供給能量。設(shè)V處于斷態(tài)的時(shí)間為toff，則在此時(shí)期電感L開(kāi)釋的能量為UoEI1toff。T中電感L存儲(chǔ)的能量與開(kāi)釋的能UoEI1toffUotontoffETEtofftoff1，輸出電壓高于電源電壓，故稱(chēng)該電路為升壓斬波電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=20Ω，采納脈寬調(diào)制控制方式，當(dāng)T=40μs，ton=25μs時(shí)，oo。計(jì)算輸出電壓平均值U，輸出電流平均值I解：輸出電壓平均值為：Uo=TE=402550=133.3(V)toff40輸出電流平均值為：Io=Uo=133.3=6.667(A)R206．試分別簡(jiǎn)述起落壓斬波電路和Cuk斬波電路的基根源理，并比較其異同點(diǎn)。答：起落壓斬波電路的基根源理：當(dāng)可控開(kāi)關(guān)V處于通態(tài)時(shí)，電源E經(jīng)V向電感L供電使其儲(chǔ)藏能量，此時(shí)電流為i1，方向如圖3-4中所示。同時(shí)，電容后，使V關(guān)斷，電感

C保持輸出電壓基本恒定并向負(fù)載L中儲(chǔ)藏的能量向負(fù)載開(kāi)釋?zhuān)娏鳛?/p>

R供電。此i2，方向如圖3-4所示?？梢?jiàn)，負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反。穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T內(nèi)電感L兩端電壓uL對(duì)時(shí)間的積分為零，即TuLdt00當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)期，uL=E；而當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)期，uL=-uo。于是：EtonUotoff所以輸出電壓為：UotonEtonEEtoffTton1改變導(dǎo)通比，輸出電壓既能夠比電源電壓高，也能夠比電源電壓低。當(dāng)0<<1/2時(shí)為降壓，當(dāng)1/2<<1時(shí)為升壓，所以將該電路稱(chēng)作起落壓斬波電路。Cuk斬波電路的基根源理：當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，E—L1—V回路和R—L2—C—V回路分別流過(guò)電流。當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)，E—L1—C—VD回路和R—L2—VD回路分別流過(guò)電流。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。該電路的等效電路如圖3-5b所示，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)S在A、兩點(diǎn)之間交替切換。假設(shè)電容C很大使電容電壓uC的脈動(dòng)足夠小時(shí)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S合到B點(diǎn)時(shí)，B點(diǎn)電壓uB=0，A點(diǎn)電壓uA=-uC；相反，當(dāng)S合到A點(diǎn)時(shí)，uB=uC，uA=0。所以，B點(diǎn)電壓uB的平均值為UBtoffUC（UC為電T容電壓uC的平均值），又因電感L1的電壓平均值為零，所以EUBtoffUC。另一方面，A點(diǎn)的電壓平均值為UAtonUC，且L2TT的電壓平均值為零，按圖3-5b中輸出電壓Uo的極性，有UotonUC。于是可得出輸出電壓Uo與電源電壓E的關(guān)系：TUotonEtonEEtoffTton1兩個(gè)電路實(shí)現(xiàn)的功能是一致的，均可方便的實(shí)現(xiàn)起落壓斬波。與起落壓斬波電路對(duì)照，Cuk斬波電路有一個(gè)顯然的長(zhǎng)處，其輸入電源電流和輸出負(fù)載電流都是連續(xù)的，且脈動(dòng)很小，有益于對(duì)輸入、輸出進(jìn)行濾波。7．試?yán)L制Speic斬波電路和Zeta斬波電路的原理圖，并推導(dǎo)其輸入輸出關(guān)系。解：Sepic電路的原理圖以下：iL1C1VD1uL1uC1i2EVL2uoRuL2C2Sepic斬a)波電路在V導(dǎo)通ton時(shí)期，uL1=EuL2=uC1在V關(guān)斷toff時(shí)期uL1＝EuouC1uL2=uo當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，電感L1、L2的電壓平均值均為零，則下邊的式子成立Eton+(EuouC1)toff=0uC1tonuotoff=0由以上兩式即可得出tUo=onEtoffZeta電路的原理圖以下：VL2C1i1uC1uL2EuL1L1VDuoRC2在V導(dǎo)通ton時(shí)期，uL1=EuL2=EuC1uo在V關(guān)斷toff時(shí)期uL1＝uC1uL2=uo當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，電感L1、L2的電壓平均值均為零，則下邊的式子成立Eton+uC1toff=0(EuouC1)tonuotoff=0由以上兩式即可得出tUo=onEtoff8．解析圖3-7a所示的電流可逆斬波電路，并結(jié)合圖3-7b的波形，繪制出各個(gè)階段電流流通的路徑并注明電流方向。解：電流可逆斬波電路中，V1和VD1組成降壓斬波電路，由電源向直流電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，工作于第1象限；V2和VD2組成升壓斬波電路，把直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊错懙诫娫矗闺妱?dòng)機(jī)作重生制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，工作于第2象限。圖3-7b中，各階段器件導(dǎo)通狀況及電流路徑等以下：V1導(dǎo)通，電源向負(fù)載供電：V1VD2LRiEoV2VD1uMEMoV1關(guān)斷，VD1續(xù)流：V1VD2LRiEoV2VD1uMEMoV2導(dǎo)通，L上蓄能：V1VD2LRiEV2oVD1uMEMoV2關(guān)斷，VD2導(dǎo)通，向電源回饋能量V1VD2LRioEV2VD1uoMEM9．對(duì)于圖3-8所示的橋式可逆斬波電路，若需使電動(dòng)機(jī)工作于反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)，試解析此時(shí)電路的工作狀況，并繪制相應(yīng)的電流流通路徑圖，同時(shí)注明電流流向。解：需使電動(dòng)機(jī)工作于反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由V3和VD3組成的降壓斬波電路工作，此時(shí)需要V2保持導(dǎo)通，與V3和VD3組成的降壓斬波電路相當(dāng)合。當(dāng)V3導(dǎo)通時(shí)，電源向M供電，使其反轉(zhuǎn)電動(dòng)，電流路徑以下圖：V1uoV3VDVD42LRioEMV2+E-VD1VD3MV4當(dāng)V3關(guān)斷時(shí)，負(fù)載經(jīng)過(guò)VD3續(xù)流，電流路徑以下列圖：V1uoV3VDVD4E2LRioV2M+E-VD3VD1MV410．多相多重?cái)夭娐酚泻伍L(zhǎng)處？答：多相多重?cái)夭娐芬蛟陔娫磁c負(fù)載間接入了多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的基本斬波電路，使得輸入電源電流和輸出負(fù)載電流的脈動(dòng)次數(shù)增添、脈動(dòng)幅度減小，對(duì)輸入和輸出電流濾波更簡(jiǎn)單，濾波電感減小。其他，多相多重?cái)夭娐愤€擁有備用功能，各斬波單元之間互為備用，整體靠譜性提升。第4章交流電力控制電路和交交變頻電路一調(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α=0時(shí)輸出功率為最大值，試求功率為最大輸出功率的80%，50%時(shí)的開(kāi)通角α。解：α=0時(shí)的輸出電壓最大，為Uomax1(2U1sint)2dtU10此時(shí)負(fù)載電流最大，為UomaxU1IomaxRR所以最大輸出功率為PmaxU12UomaxIomaxR輸出功率為最大輸出功率的80%時(shí)，有：(0.8U1)2P0.8Pomax此時(shí)，

RUo0.8U1又由sin2UoU1解得

2α=60.54°同理，輸出功率為最大輸出功率的50%時(shí)，有：Uo0.5U1又由sin2UoU12=90°2．一單相交流調(diào)壓器，電源為工頻220V，阻感串通作為負(fù)載，此中R=0.5Ω，L=2mH。試求：①開(kāi)通角α的變化范圍；②負(fù)載電流的最大有效值；③最大輸出功率及此時(shí)電源側(cè)的功率因數(shù)；④當(dāng)α=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)。2解：①負(fù)載阻抗角為：φ=arctan（L）=arctan（2502103）=0.89864=51.49°R0.5開(kāi)通角α的變化范圍為：φα<π即0.89864α<π③當(dāng)α=φ時(shí)，輸出電壓最大，負(fù)載電流也為最大，此時(shí)輸出功率最大，為2Pomax=Io2maxR220R=37.532(KW)R2(L)2功率因數(shù)為Pomax375320.6227U1Io220273.98實(shí)質(zhì)上，此時(shí)的功率因數(shù)也就是負(fù)載阻抗角的余弦，即cos0.6227④α=時(shí)，先計(jì)算晶閘管的導(dǎo)通角，由式（4-7）得2-sin(+θ-0.89864)=sin(0.89864)etan22解上式可得晶閘管導(dǎo)通角為：θ=2.375=136.1°也可由圖4-3預(yù)計(jì)出的值。此時(shí)，晶閘管電流有效值為IVTU1sincos(2)2Zcos=220×2.375sin2.375cos(0.898642.375)=123.2(A)20.803cos0.89864電源側(cè)功率因數(shù)為Io2RU1Io此中：Io2IVT=174.2(A)于是可得出Io2R174.220.5U1Io0.3959220174.23．交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路有什么差別？二者各運(yùn)用于什么樣的負(fù)載？為何？答：交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路的電路形式完整相同，二者的差別在于控制方式不同樣。交流調(diào)壓電路是在交流電源的每個(gè)周期對(duì)輸出電壓波形進(jìn)行控制。而交流調(diào)功電路是將負(fù)載與交流電源接通幾個(gè)周波，再斷開(kāi)幾個(gè)周波，經(jīng)過(guò)改變接通周波數(shù)與斷開(kāi)周波數(shù)的比值來(lái)調(diào)治負(fù)載所耗資的平均功率。交流調(diào)壓電路廣泛用于燈光控制（如調(diào)光臺(tái)燈和舞臺(tái)燈光控制）及異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)，也用于異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速。在供用電系統(tǒng)中，還常用于對(duì)無(wú)功功率的連續(xù)調(diào)治。其他，在高電壓小電流或低電壓大電流直流電源中，也常采納交流調(diào)壓電路調(diào)治變壓器一次電壓。如采納晶閘管相控整流電路，高電壓小電流可控直流電源就需要很多晶閘管串通；相同，低電壓大電流直流電源需要很多晶閘管并聯(lián)。這都是十分不合理的。采納交流調(diào)壓電路在變壓器一次側(cè)調(diào)壓，其電壓電流值都不太大也不太小，在變壓器二次側(cè)只要用二極管整流就可以了。這樣的電路體積小、成本低、易于設(shè)計(jì)制造。交流調(diào)功電路常用于電爐溫度這樣時(shí)間常數(shù)很大的控制對(duì)象。因?yàn)榭刂茖?duì)象的時(shí)間常數(shù)大，沒(méi)有必需對(duì)交流電源的每個(gè)周期進(jìn)行頻繁控制。4．什么是TCR，什么是TSC？它們的基根源理是什么？各有何特色？答：TCR是晶閘管控制電抗器。TSC是晶閘管投切電容器。二者的基根源理以下：TCR是利用電抗器來(lái)吸取電網(wǎng)中的無(wú)功功率（或供給感性的無(wú)功功率），經(jīng)過(guò)對(duì)晶閘管開(kāi)通角角的控制，能夠連續(xù)調(diào)治流過(guò)電抗器的電流，進(jìn)而調(diào)治TCR從電網(wǎng)中吸取的無(wú)功功率的大小。TSC則是利用晶閘管來(lái)控制用于補(bǔ)償無(wú)功功率的電容器的投入和切除來(lái)向電網(wǎng)供給無(wú)功功率（供給容性的無(wú)功功率）。二者的特色是：TCR只好供給感性的無(wú)功功率，但無(wú)功功率的大小是連續(xù)的。實(shí)質(zhì)應(yīng)用中經(jīng)常配以固定電容器（FC），就可以在沉著性到感性的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)治無(wú)功功率。TSC供給容性的無(wú)功功率，吻合大多數(shù)無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)男枰?。其供給的無(wú)功功率不能夠連續(xù)調(diào)治，但在合用中只要分組合理，就可以達(dá)到比較理想的動(dòng)向補(bǔ)償收效。5．單訂交交變頻電路和直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用的反并聯(lián)可控整流電路有什么不同樣？答：?jiǎn)斡喗唤蛔冾l電路和直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用的反并聯(lián)可控整流電路的電路組成是相同的，均由兩組反并聯(lián)的可控整流電路組成。但二者的功能和工作方式不同樣。單訂交交變頻電路是將交流電變?yōu)椴煌瑯宇l率的交流電，平時(shí)用于交流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，兩組可控整流電路在輸出交流電壓一個(gè)周期里，交替工作參半個(gè)周期，進(jìn)而輸出交流電。而直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用的反并聯(lián)可控整流電路是將交流電變?yōu)橹绷麟姡瑑山M可控整流電路中哪一組工作并無(wú)像交交變頻電路那樣的固定交替關(guān)系，而是由電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的需要決定。6．交交變頻電路的最高輸出頻率是多少？限制輸出頻率提升的要素是什么？答：一般來(lái)講，組成交交變頻電路的兩組變流電路的脈波數(shù)越多，最高輸出頻率就越高。當(dāng)交交變頻電路中采納常用的6脈波三相橋式整流電路時(shí)，最高輸出頻率不該高于電網(wǎng)頻率的1/3~1/2錯(cuò)誤!未指定書(shū)簽。。當(dāng)電網(wǎng)頻率為50Hz時(shí)，交交變頻電路輸出的上限頻率為20Hz左右。當(dāng)輸出頻率增高時(shí)，輸出電壓一周期所包含的電網(wǎng)電壓段數(shù)減少，波形畸變嚴(yán)重，電壓波形畸變和由此引起的電流波形畸變以及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)是限制輸出頻率提升的主要要素。7．交交變頻電路的主要特色和不足是什么？其主要用途是什么？答：交交變頻電路的主要特色是：只用一次變流，效率較高；可方便實(shí)現(xiàn)四象限工作；低頻輸出時(shí)的特點(diǎn)湊近正弦波。交交變頻電路的主要不足是：接線復(fù)雜，如采納三相橋式電路的三訂交交變頻器最少要用36只晶閘管；受電網(wǎng)頻率和變流電路脈波數(shù)的限制，輸出頻率較低；輸出功率因數(shù)較低；輸入電流諧波含量大，頻譜復(fù)雜。主要用途：500千瓦或1000千瓦以下的大功率、低轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速電路，如軋機(jī)主傳動(dòng)裝置、鼓風(fēng)機(jī)、球磨機(jī)等場(chǎng)合。三訂交交變頻電路有那兩種接線方式？它們有什么差別？答：三訂交交變頻電路有公共交流母線進(jìn)線方式和輸出星形聯(lián)絡(luò)方式兩種接線方式。兩種方式的主要差別在于：公共交流母線進(jìn)線方式中，因?yàn)殡娫催M(jìn)線端公用，所以三組單訂交交變頻電路輸出端一定隔斷。為此，交流電動(dòng)機(jī)三個(gè)繞組一定翻開(kāi)，共引出六根線。而在輸出星形聯(lián)絡(luò)方式中，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)中性點(diǎn)不睦變頻器中性點(diǎn)接在一起，電動(dòng)機(jī)只引三根線即可，但是因其三組單訂交交變頻器的輸出聯(lián)在一起，其電源進(jìn)線一定隔斷，所以三組單訂交交變頻器要分別用三個(gè)變壓器供電。在三訂交交變頻電路中，采納梯形波輸出控制的好處是什么？為何？答：在三訂交交變頻電路中采納梯形波控制的好處是能夠改進(jìn)輸入功率因數(shù)。因?yàn)樘菪尾ǖ闹饕C波成分是三次諧波，在線電壓中，三次諧波互相抵消，結(jié)果線電壓仍為正弦波。在這種控制方式中，因?yàn)闃蚴诫娐纺軌蜉^長(zhǎng)時(shí)間工作在高輸出電壓地域（對(duì)應(yīng)梯形波的平頂區(qū)），角較小，所以輸入功率因數(shù)可提升15%左右。10．試述矩陣式變頻電路的基根源理和優(yōu)缺點(diǎn)。為何說(shuō)這種電路有較好的發(fā)展遠(yuǎn)景？答：矩陣式變頻電路的基根源理是：對(duì)輸入的單相或三相交流電壓進(jìn)行斬波控制，使輸出成為正弦交流輸出。矩陣式變頻電路的主要長(zhǎng)處是：輸出電壓為正弦波；輸出頻率不受電網(wǎng)頻率的限制；輸入電流也可控制為正弦波且和電壓同相；功率因數(shù)為1，也可控制為需要的功率因數(shù)；能量可雙向流動(dòng)，合用于交流電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)轉(zhuǎn)；不經(jīng)過(guò)中間直流環(huán)節(jié)而直接實(shí)現(xiàn)變頻，效率較高。矩陣式交交變頻電路的主要缺點(diǎn)是：所用的開(kāi)關(guān)器件為18個(gè)，電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，控制方法還不算成熟；輸出輸入最大電壓比只有0.866，用于交流電機(jī)調(diào)速時(shí)輸出電壓偏低。因?yàn)榫仃囀阶冾l電路有十分優(yōu)異的電氣性能，使輸出電壓和輸入電流均為正弦波，輸入功率因數(shù)為1，且能量雙向流動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)轉(zhuǎn)；其次，和當(dāng)前廣泛應(yīng)用的交直交變頻電路對(duì)照，固然多用了6個(gè)開(kāi)關(guān)器件，卻省去直流側(cè)大電容，使體積減少，且簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)集成化和功率模塊化。隨著當(dāng)前器件制造技術(shù)的飛速進(jìn)步和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日異月新，矩陣式變頻電路將有很好的發(fā)展遠(yuǎn)景。第5章逆變電路1．無(wú)源逆變電路和有源逆變電路有何不同樣？答：兩種電路的不同樣主若是：有源逆變電路的交流側(cè)接電網(wǎng)，即交流側(cè)接有電源。而無(wú)源逆變電路的交流側(cè)直接和負(fù)載聯(lián)接。2．換流方式各有那幾種？各有什么特色？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。全控型器件采納此換流方式。電網(wǎng)換流：由電網(wǎng)供給換流電壓，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)載供給換流電壓，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。逼迫換流：設(shè)置附帶換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管逼迫施加反向電壓換流稱(chēng)為逼迫換流。平時(shí)是利用附帶電容上的能量實(shí)現(xiàn)，也稱(chēng)電容換流。晶閘管電路不能夠采納器件換流，依據(jù)電路形式的不同樣采納電網(wǎng)換流、負(fù)載換流和逼迫換流3種方式。3．什么是電壓型逆變電路？什么是電流型逆變電路？二者各有什么特色。答：依據(jù)逆變電路直流測(cè)電源性質(zhì)分類(lèi)，直流側(cè)是電壓源的稱(chēng)為逆變電路稱(chēng)為電壓型逆變電路，直流側(cè)是電流源的逆變電路稱(chēng)為電流型逆變電路電壓型逆變電路的主要特色是：①直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路體現(xiàn)低阻抗。②因?yàn)橹绷麟妷涸吹你Q位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角沒(méi)關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗?fàn)顩r的不同樣而不同樣。③當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要供給無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反響的無(wú)功能量供給通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反響二極管。電流型逆變電路的主要特色是：①直流側(cè)串通有大電感，相當(dāng)于電流源。直流側(cè)電流基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路體現(xiàn)高阻抗。②電路中開(kāi)關(guān)器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑，所以交流側(cè)輸出電流為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角沒(méi)關(guān)。而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因負(fù)載阻抗?fàn)顩r的不同樣而不同樣。③當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要供給無(wú)功功率，直流側(cè)電感起緩沖無(wú)功能量的作用。因?yàn)榉错憻o(wú)功能量時(shí)直流電流其實(shí)不反向，所以不用像電壓型逆變電路那樣要給開(kāi)關(guān)器件反并聯(lián)二極管。4．電壓型逆變電路中反響二極管的作用是什么？為何電流型逆變電路中沒(méi)有反響二極管？答：在電壓型逆變電路中，當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要供給無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反響的無(wú)功能量供給通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反響二極管。當(dāng)輸出交流電壓和電流的極性相同時(shí)，電流經(jīng)電路中的可控開(kāi)關(guān)器件流通，而當(dāng)輸出電壓電流極性相反時(shí)，由反響二極管供給電流通道。在電流型逆變電路中，直流電流極性是必然的，無(wú)功能量由直流側(cè)電感來(lái)緩沖。當(dāng)需要從交流側(cè)向直流側(cè)反響無(wú)功能量時(shí)，電流其實(shí)不反向，依舊經(jīng)電路中的可控開(kāi)關(guān)器件流通，所以不需要并聯(lián)反響二極管。三相橋式電壓型逆變電路，180°導(dǎo)電方式，Ud=100V。試求輸出相電壓的基波幅值UUN1m和有效值UUN1、輸出線電壓的基波幅值UUV1m和有效值UUV1、輸出線電壓中5次諧波的有效值UUV5。解：輸出相電壓的基波幅值為2Ud0.637Ud=63.7(V)UUN1m輸出相電壓基波有效值為：UUN1m0.45Ud=45(V)UUN12輸出線電壓的基波幅值為23Ud1.1Ud=110(V)UUV1m輸出線電壓基波的有效值為UUV1m6Ud0.78Ud=78(V)UUV12輸出線電壓中五次諧波uUV5的表達(dá)式為：uUV523Udsin5t5其有效值為：UUV523Ud=15.59(V)526．并聯(lián)諧振式逆變電路利用負(fù)載電壓進(jìn)行換相，為保證換相應(yīng)知足什么條件？答：假設(shè)在t時(shí)辰觸發(fā)VT2、VT3使其導(dǎo)通，負(fù)載電壓uo就經(jīng)過(guò)VT2、VT3施加在VT1、VT4上，使其承受反向電壓關(guān)斷，電流從VT1、VT4向VT2、VT3轉(zhuǎn)移，觸發(fā)VT2、VT3時(shí)辰t一定在uo過(guò)零前并留有足夠的裕量，才能使換流順利完成。7．串通二極管式電流型逆變電路中，二極管的作用是什么？試解析換流過(guò)程。答：二極管的主要作用，一是為換流電容器充電供給通道，并使換流電容的電壓能夠得以保持，為晶閘管換流做好準(zhǔn)備；二是使換流電容的電壓能夠施加到換流過(guò)程中方才關(guān)斷的晶閘管上，使晶閘管在關(guān)斷此后能夠承受一準(zhǔn)時(shí)間的反向電壓，保證晶閘管靠譜關(guān)斷，進(jìn)而保證晶閘管換流成功。以VT1和VT3之間的換流為例，串通二極管式電流型逆變電路的換流過(guò)程可簡(jiǎn)述以下：給VT3施加觸發(fā)脈沖，因?yàn)閾Q流電容C13電壓的作用，使VT3導(dǎo)通，而VT1被施以反向電壓而關(guān)斷。直流電流Id從VT1換到VT3上，C13經(jīng)過(guò)VD1、U相負(fù)載、W相負(fù)載、VD2、VT2、直流電源和VT3放電，如圖5-16b所示。因放電電流恒為Id，故稱(chēng)恒流放電階段。在C13電壓uC13降落到零從前，VT1素來(lái)承受反壓，只要反壓時(shí)間大于晶閘管關(guān)斷時(shí)間tq，就能保證靠譜關(guān)斷。uC13降到零此后在U相負(fù)載電感的作用下，開(kāi)始對(duì)C13如忽略負(fù)載中電阻的壓降，則在uC13=0時(shí)辰后，二極管

反向充電。VD3碰到正向偏置而導(dǎo)通，開(kāi)始流過(guò)電流，兩個(gè)二極管同時(shí)導(dǎo)通，進(jìn)入二極管換流階段，如圖5-16c所示。隨著C13充電電壓不停增高，充電電流漸漸減小，到某一時(shí)辰充電電流減到零，VD1承受反壓而關(guān)斷，二極管換流階段結(jié)束。此后，進(jìn)入VT2、VT3牢固導(dǎo)通階段，電流路徑如圖5-16d所示。8．逆變電路多重化的目的是什么？怎樣實(shí)現(xiàn)？串通多重和并聯(lián)多重逆變電路各用于什么場(chǎng)合？答：逆變電路多重化的目的之一是使整體上裝置的功率等級(jí)提升，二是能夠改進(jìn)輸出電壓的波形。因?yàn)闊o(wú)論是電壓型逆變電路輸出的矩形電壓波，仍是電流型逆變電路輸出的矩形電流波，都含有很多諧波，對(duì)負(fù)載有不利影響，采納多重逆變電路，能夠把幾個(gè)矩形波組合起來(lái)獲取湊近正弦波的波形。逆變電路多重化就是把若干個(gè)逆變電路的輸出按必然的相位差組合起來(lái)，使它們所含的某些主要諧波重量互相抵消，就可以獲取較為湊近正弦波的波形。組合方式有串通多重和并聯(lián)多重兩種方式。串通多重是把幾個(gè)逆變電路的輸出串通起來(lái)，并聯(lián)多重是把幾個(gè)逆變電路的輸出并聯(lián)起來(lái)。串通多重逆變電路多用于電壓型逆變電路的多重化。并聯(lián)多重逆變電路多用于電流型逆變電路得多重化。第6章PWM控制技術(shù)1．試說(shuō)明PWM控制的基根源理。答：PWM控制就是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。即經(jīng)過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)等效地獲取所需要波形（含形狀和幅值）。在采樣控制理論中有一條重要的結(jié)論：沖量相等而形狀不同樣的窄脈沖加在擁有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其收效基真相同，沖量即窄脈沖的面積。收效基真相同是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基真相同。上述原理稱(chēng)為面積等效原理以正弦PWM控制為例。把正弦半波分成N等份，即可把其看作是N個(gè)相互相連的脈沖列所組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于π/N，但幅值不等且脈沖頂部不是水平直線而是曲線，各脈沖幅值按正弦規(guī)律變化。若是把上述脈沖列利用相同數(shù)目的等幅而不等寬的矩形脈沖取代，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦波部分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積（沖量）相等，就獲取PWM波形。各PWM脈沖的幅值相等而寬度是按正弦規(guī)律變化的。依據(jù)面積等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。對(duì)于正弦波的負(fù)半周，也能夠用相同的方法獲取PWM波形。可見(jiàn)，所獲取的PWM波形和希望獲取的正弦波等效。2．設(shè)圖6-3中半周期的脈沖數(shù)是5，脈沖幅值是相應(yīng)正弦波幅值的兩倍，試按面積等效原理計(jì)算脈沖寬度。解：將各脈沖的寬度用i（i=1,2,3,4,5）表示，依據(jù)面積等效原理可得5Umsintdtcost1=0=2Um22

5=0.09549(rad)=0.3040(ms)0Umsintdt2=5=cost2Um23

25=0.2500(rad)=0.7958(ms)525Umsintdt3=5=cost2Um2

35=0.3090(rad)=0.9836(ms)25435Umsintdt4=5=2=0.2500(rad)=0.7958(ms)2Um4Umsintdt5=5=1=0.0955(rad)=0.3040(ms)2Um單極性和雙極性PWM調(diào)制有什么差別？三相橋式PWM型逆變電路中，輸出相電壓（輸出端相對(duì)于直流電源中點(diǎn)的電壓）和線電壓SPWM波形各有幾種電平？答：三角波載波在信號(hào)波正半周期或負(fù)半周期里只有單一的極性，所得的PWM波形在半個(gè)周期中也只在單極性范圍內(nèi)變化，稱(chēng)為單極性PWM控制方式。三角波載波一直是有正有負(fù)為雙極性的，所得的PWM波形在半個(gè)周期中有正、有負(fù)，則稱(chēng)之為雙極性PWM控制方式。三相橋式PWM型逆變電路中，輸出相電壓有兩種電平：0.5Ud和-0.5Ud。輸出線電壓有三種電平Ud、0、-Ud。4．特定諧波消去法的基根源理是什么？設(shè)半個(gè)信號(hào)波周期內(nèi)有10個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)辰（不含0和時(shí)辰）能夠控制，能夠消去的諧波有幾種？答：第一盡量使波形擁有對(duì)稱(chēng)性，為消去偶次諧波，應(yīng)使波形正負(fù)兩個(gè)半周期對(duì)稱(chēng)，為消去諧波中的余弦項(xiàng)，使波形在正半周期前后1/4周期以/2為軸線對(duì)稱(chēng)?？紤]到上述對(duì)稱(chēng)性，半周期內(nèi)有5個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)辰能夠控制。利用此中的1個(gè)自由度控制基波的大小，節(jié)余的4個(gè)自由度可用于除掉4種頻率的諧波。5．什么是異步伐制？什么是同步伐制？二者各有何特色？分段同步伐制有什么長(zhǎng)處？答：載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不保持同步的調(diào)制方式稱(chēng)為異步伐制。在異步伐制方式中，平時(shí)保持載波頻率fc固定不變，因此當(dāng)信號(hào)波頻率fr變化時(shí)，載波比N是變化的。異步伐制的主要特色是：在信號(hào)波的半個(gè)周期內(nèi)，PWM波的脈沖個(gè)數(shù)不固定，相位也不固定，正負(fù)半周期的脈沖不對(duì)稱(chēng)，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對(duì)稱(chēng)。這樣，當(dāng)信號(hào)波頻率較低時(shí)，載波比N較大，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)很多，正負(fù)半周期脈沖不對(duì)稱(chēng)和半周期內(nèi)前后1/4周期脈沖不對(duì)稱(chēng)產(chǎn)生的不利影響都較小，PWM波形湊近正弦波。而當(dāng)信號(hào)波頻率增高時(shí)，載波比N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對(duì)稱(chēng)的影響就變大，有時(shí)信號(hào)波的細(xì)小變化還會(huì)產(chǎn)生PWM脈沖的跳動(dòng)。這就使得輸出PWM波和正弦波的差別變大。對(duì)于三相PWM型逆變電路來(lái)說(shuō)，三相輸出的對(duì)稱(chēng)性也變差。載波比N等于常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步的方式稱(chēng)為同步伐制。同步伐制的主要特色是：在同步伐制方式中，信號(hào)波頻率變化時(shí)載波比N不變，信號(hào)波一個(gè)周期內(nèi)輸出的脈沖數(shù)是固定的，脈沖相位也是固定的。當(dāng)逆變電路輸出頻率很低時(shí)，同步伐制時(shí)的載波頻率fc也很低。fc過(guò)低時(shí)由調(diào)制帶來(lái)的諧波不易濾除。當(dāng)負(fù)載為電動(dòng)機(jī)時(shí)也會(huì)帶來(lái)較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲。當(dāng)逆變電路輸出頻率很高時(shí)，同步伐制時(shí)的載波頻率fc會(huì)過(guò)高，使開(kāi)關(guān)器件難以承受。其他，同步伐制方式比異步伐制方式復(fù)雜一些。分段同步伐制是把逆變電路的輸出頻率劃分為若干段，每個(gè)頻段的載波比必然，不同樣頻段采納不同樣的載波比。其長(zhǎng)處主若是，在高頻段采納較低的載波比，使載波頻率不致過(guò)高，可限制在功率器件同意的范圍內(nèi)。而在低頻段采納較高的載波比，以使載波頻率不致過(guò)低而對(duì)負(fù)載產(chǎn)生不利影響。6．什么是SPWM波形的規(guī)則化采樣法？和自然采樣法比規(guī)則采樣法有什么長(zhǎng)處？答：規(guī)則采樣法是一種在采納微機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)合用的PWM波形生成方法。規(guī)則采樣法是在自然采樣法的基礎(chǔ)上得出的。規(guī)則采樣法的基本思路是：取三角波載波兩個(gè)正峰值之間為一個(gè)采樣周期。使每個(gè)PWM脈沖的中點(diǎn)和三角波一周期的中點(diǎn)（即負(fù)峰點(diǎn)）重合，在三角波的負(fù)峰時(shí)辰對(duì)正弦信號(hào)波采樣而獲取正弦波的值，用幅值與該正弦波值相等的一條水平直線近似取代正弦信號(hào)波，用該直線與三角波載波的交點(diǎn)取代正弦波與載波的交點(diǎn)，即可得出控制功率開(kāi)關(guān)器件通斷的時(shí)辰。比起自然采樣法，規(guī)則采樣法的計(jì)算特別簡(jiǎn)單，計(jì)算量大大減少，而收效湊近自然采樣法，獲取的SPWM波形依舊很湊近正弦波，克服了自然采樣法難以在實(shí)時(shí)控制中在線計(jì)算，在工程中實(shí)質(zhì)應(yīng)用不多的缺點(diǎn)。7．單相和三相SPWM波形中，所含主要諧波頻率為多少？答：?jiǎn)蜗郤PWM波形中所含的諧波頻率為：nckr式中，n=1,3,5,時(shí)，k=0,2,4,；n=2,4,6,時(shí)，k=1,3,5,在上述諧波中，幅值最高影響最大的是角頻率為c的諧波重量。三相SPWM波形中所含的諧波頻率為：nckr式中，n=1,3,5,時(shí)，k=3(2m-1)±1，m=1,2,；6m1m0,1,n=2,4,6,時(shí)，k1m1,2,6m在上述諧波中，幅值較高的是c±2r和2c±r。8．怎樣提升PWM逆變電路的直流電壓利用率？答：采納梯形波控制方式，即用梯形波作為調(diào)制信號(hào)，能夠有效地提升直流電壓的利用率。對(duì)于三相PWM逆變電路，還能夠夠采納線電壓控制方式，即在相電壓調(diào)制信號(hào)中疊加3的倍數(shù)次諧波及直流重量等，相同能夠有效地提升直流電壓利用率。9．什么是電流追蹤型PWM變流電路？采納滯環(huán)比較方式的電流追蹤型變流器有何特色？答：電流追蹤型PWM變流電路就是對(duì)變流電路采納電流追蹤控制。也就是，不用信號(hào)波對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，而是把希望輸出的電流作為指令信號(hào)，把實(shí)質(zhì)電流作為反響信號(hào)，經(jīng)過(guò)二者的瞬時(shí)價(jià)比較來(lái)決定逆變電路各功率器件的通斷，使實(shí)質(zhì)的輸出追蹤電流的變化。采納滯環(huán)比較方式的電流追蹤型變流器的特色：①硬件電路簡(jiǎn)單；②屬于實(shí)時(shí)控制方式，電流響應(yīng)快；③不用載波，輸出電壓波形中不含特定頻率的諧波重量；④與計(jì)算法和調(diào)制法對(duì)照，相同開(kāi)關(guān)頻率時(shí)輸出電流中高次諧波含量很多；⑤采納閉環(huán)控制。10．什么是PWM整流電路？它和相控整流電路的工作原理和性能有何不同樣？答：PWM整流電路就是采納PWM控制的整流電路，經(jīng)過(guò)對(duì)PWM整流電路的適合控制，能夠使其輸入電流十分湊近正弦波且和輸入電壓同相位，功率因數(shù)湊近1。相控整流電路是對(duì)晶閘管的開(kāi)通初步角進(jìn)行控制，屬于相控方式。其交流輸入電流中含有較大的諧波重量，且交流輸入電流相位滯后于電壓，總的功率因數(shù)低。PWM整流電路采納SPWM控制技術(shù)，為斬控方式。其基本工作方式為整流，此時(shí)輸入電流能夠和電壓同相位，功率因數(shù)近似為1。PWM整流電路能夠?qū)崿F(xiàn)能量正反兩個(gè)方向的流動(dòng)，即既能夠運(yùn)轉(zhuǎn)在整流狀態(tài)，從交流側(cè)向直流側(cè)輸送能量；也能夠運(yùn)轉(zhuǎn)在逆變狀態(tài)，從直流側(cè)向交流側(cè)輸送能量。并且，這兩種方式都能夠在單位功率因數(shù)下運(yùn)轉(zhuǎn)。其他，還能夠夠使交流電流超前電壓90°，交流電源送出無(wú)功功率，成為靜止無(wú)功功率發(fā)生器?；蚴闺娏鞅入妷撼盎驕笕我唤嵌?。11．在PWM整流電路中，什么是間接電流控制？什么是直接電流控制？答：在PWM整流電路中，間接電流控制是依據(jù)電源電壓、電源阻抗電壓及PWM整流器輸入端電壓的相量關(guān)系來(lái)進(jìn)行控制，使輸入電流獲取預(yù)期的幅值和相位，因?yàn)椴恍枰虢涣麟娏鞣错?，所以稱(chēng)為間接電流控制。直接電流控制中，第一求得交流輸入電流指令值，再引入交流電流反響，經(jīng)過(guò)比較進(jìn)行追蹤控制，使輸入電流追蹤指令值變化。因?yàn)橐肓私涣麟娏鞣错懚Q(chēng)為直接電流控制第7章軟開(kāi)關(guān)技術(shù)1．高頻化的意義是什么？為何提升開(kāi)關(guān)頻率能夠減小濾波器的體積和重量？為何提升關(guān)頻率能夠減小變壓器的體積和重量？答：高頻化能夠減小濾波器的參數(shù)，并使變壓器小型化，進(jìn)而有效的降低裝置的體積和重量。使裝置小型化，輕量化是高頻化的意義所在。提升開(kāi)關(guān)頻率，周期變短，可使濾除開(kāi)關(guān)頻率中諧波的電感和電容的參數(shù)變小，進(jìn)而減少了濾波器的體積和重量；對(duì)于變壓器來(lái)說(shuō)，當(dāng)輸入電壓為正弦波時(shí)，U=4.44.f.N.B.S，當(dāng)頻率f提升時(shí)，可減小N、S參數(shù)值，進(jìn)而減小了變壓器的體積和重量。2．軟開(kāi)關(guān)電路能夠分為哪幾類(lèi)？其典型拓?fù)浞謩e是什么樣子的？各有什么特色？答：依據(jù)電路中主要的