电力电子技术问答分析题.docx

电力电子技术问答分析题2、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？直流侧必需外接与直流电流Id同方向的直流电源E，其数值要稍大于逆变器输出平均电压Ud，才能提供逆变能量逆变器必需工作在β<90º（α>90º）区域，使Ud< 0,才能把直流功率逆变为交流功率返送电网4、单相桥式半控整流电路，电阻性负载当控制角α=90º时，画出：负载电压ud、晶闸管VT1电压uVT1、整流二极管VD2电压uVD2，在一周期内的电压波形图6、什么是逆变失败？逆变失败后有什么后果？形成的原因是什么逆变失败指的是：逆变过程中因某种原因使换流失败，该关断的器件末关断，该导通的器件末导通从而使逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路逆变失败后果是严重的，会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件产生逆变失败的原因：一是逆变角太小；二是出现触发脉冲丢失；三是主电路器件损坏；四是电源缺相等11、在下面两图中，一个工作在整流电动机状态，另一个工作在逆变发电机状态 （1）、标出Ud、ED及id的方向 （2）、说明E与Ud的大小关系 （3）、当α与β的最小值均为30度时，控制角α的移向范围为多少？ 整流电动机状态：电流方向从上到下，电压方向上正下负，反电势E方向上正下负，Ud大于E，控制角的移相范围0°~90°。

逆变发电机状态：电流方向从上到下，电压Ud方向上负下正，发电机电势E方向上负下正，Ud小于E，控制角的移相范围90°~150°3、由下面单结晶体管的触发电路图画出各点波形答：1、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？答：（1）直流侧必需外接与直流电流Id同方向的直流电源E，其数值要稍大于逆变器输出平均电压Ud，才能提供逆变能量2）逆变器必需工作在β<90º（α>90º）区域，使Ud< 0,才能把直流功率逆变为交流功率返送电网2、PWM逆变电路的控制方法主要有哪几种？简述异步调制与同步调制各有哪些优点？答：（1）PWM逆变电路的常用控制方法有两种，一是计算法；二是调制法其中调制法又可分为两种，一是异步调制法；二是同步调制法2）通常异步调制法是保持载波频率不变，信号频率根据需要而改变时，载波比是变化的优点是：信号频率较低时载波比较大，一周期内脉冲数较多，输出较接近正弦波3）同步调制时，保持载波比为常数，并在变频时使载波和信号波保持同步变化优点是：信号波一周内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的，对称性好3、什么是逆变失败？逆变失败后有什么后果？形成的原因是什么答：（1）逆变失败指的是：逆变过程中因某种原因使换流失败，该关断的器件末关断，该导通的器件末导通。

从而使逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路2）逆变失败后果是严重的，会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件3）产生逆变失败的原因：一是逆变角太小；二是出现触发脉冲丢失；三是主电路器件损坏；四是电源缺相等2、根据对输出电压平均值进行控制的方法不同，直流斩波电路可有哪三种控制方式？并简述其控制原理答：（1）第一种调制方式为：保持开关周期不变，改变开关导通时间ton称为脉宽调制简称“PWM”调制2）第二种调制方式为：保持开关导通时间ton不变，改变开关周期，称为频率调制简称为“PFM”调制3）第三种调制方式为：同时改变周期T与导通时间ton使占空比改变，称为混合调制3、电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？ 答：电压型逆变器当交流侧为阻感性负载时，需要向电源反馈无功功率直流侧电容起缓冲无功能量的作用为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂开关器件都反并联了反馈二极管6、 晶闸管的过电流保护常用哪几种保护方式？其中哪一种保护通常是用来作为“最后一道保护”用？ 答：晶闸管的过电流保护常用快速熔断器保护；过电流继电器保护；限流与脉冲移相保护和直流快速开关过电流保护等措施进行。

其中快速熔断器过电流保护通常是用来作为“最后一道保护”用的 3. 单相桥式全控整流电路，，负载中，L值极大，当时，要求：（1）作出、和的波形；（2）求整流输出平均电压、平均电流，变压器二次电流有效值；解：（1）作图2）当时， 4. 在图1所示的降压斩波电路中，已知，，L值极大，1）分析斩波电路的工作原理；（2）采用脉宽调制控制方式，当，时，计算输出电压平均值、输出电流平均值解：（1）参考书上简要说明2）根据公式得 1、 绘制直流升压斩波电路原理图直流降压斩波电路：升降压：1、 在下图中，E=50V, R=0.5Ω，L=0.5H，晶闸管擎住电流为15mA,要使晶闸管导通，门极触发电流脉冲宽度至少应为多少？解：晶闸管导通后，主回路电压方程为 　　　　　　　　　　　　　 主电路电流按下式由零上升　　　　　　　　　　　　　 晶闸管要维持导通，id必须上升达到擎住电流值以上，在此期间，门极脉冲应继续维持，将Id=15mA代入，得　　　　　　　　　 取， t≥150μs。

所以，门极触发电流脉冲宽度至少应大于150μs2、 三相桥式整流电路，U2=100V，带电阻电感负载R=50Ω，L值极大，当α=60度时，计算Ud,Id,IdT和Ivt☆单相桥式全控整流：☆☆☆☆某一电热装置（电阻性负载），要求直流平均电压为75V，电流为20A，采用单相半波可控整流电路直接从220V交流电网供电计算晶闸管的控制角α、导通角θ、负载电流有效值，解：(1)整流输出平均电压 　　　　　　 Ｕd==　　　　　　　 = 　　　　　　　　　cosα=则　　　控制角α≈60° 导通角θ=π-α=120° 　(2).负载电流平均值　　　　　　　　　　　　　 Id==20(A) 则 R＝Ud／Id＝75／20=3.75Ω 　 负载电流有效值I，即为晶闸管电流有效值IV1，所以　　　　　　I=IV1==＝37.6(A)分析下图示升压斩波电路原理并计算，已知E=50V，负载电阻R=20Ω，L值和C值极大，采用脉宽调制控制方式，当T=40µs，ton=25µs时，计算输出电压平均值U0，输出电流平均值I0。

解： 开关元件导通（模式1）时，电感L储能，负载R上的电压uo和电流io由电容器C上的电压uc提供开关元件关断（模式2）时，直流电源Ud和电感L储能向负载R和电容器C提供能量，电容器C充电因此，可达到输出平均直流电压高于电源输入的直流电压输出电压平均值Uo为　　　　　　　　　　　　　其中，Ton为导通时间，T为开关周期，Kt为导通比 设流过晶闸管的周期电流波形如下图所示，其最大值均为Im，当采用额定电流为200A的晶闸管，当不考虑安全余量时，所能送出的平均电流为多少?相应的电流最大值是多少？(7分)在环境温度为40℃和规定的散热冷却条件下，晶闸管在电阻性负载的单相、工频正弦半波导电、结温稳定在额定值125℃时，所对应的通态平均电流值定义为晶闸管的额定电流因此当晶闸管的额定电流为200A时，其允许通过的电流有效值为314A解：电流平均值: Idb= 电流有效值Ia==200A的晶闸管允许通过电流的有效值为314A，因此相应的电流最大值为314*A，所能送出的平均电流IDb=314/ =181A三相全控桥整流电路，带阻感负载，U2＝100V，R＝10W，wL>>R R，求当a＝30oo时，输出电压平均值Ud，输出电流平均值Id，变压器二次侧电流有效值I2。

（8分）解：整流变压器二次侧电流为正负半周各宽120°、前沿相差180°的矩形波，其有效值为：。