TlEJf-77.97Z2-3E.99（A]
y=3S.99'A?
3昌叵管承受为嚴大反向巨压为’
VI^=10071=14L4（V）
考處安全艳亘「凰闸管的瓠走电压为：
A（2为）X14L4—283*424（V）具体数信可按易闸誉严壮系列参豹选脱;
淀过品沌聲的岂渣育效值为：
用=石/=27.57（A）
晶何巻的额定电流为：
h=（1.5^2）X27.51/1-57=26^35（A>
具体蠶（I可按畐嵐管声磊.系列参数注取-
3•单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Q,L值极大，反电势E=60V，当a=30
时，要求：
1作出Ud、id和i2的波形；
2求整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次侧电流有效值|2；
3考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
祜；J.Ui-2i和止的波形如下蓋匕
2整流准岀平均电压弘电洼几变壬器二次側电流養效值云分别为
«=（L9P=0.9X100Xcoc30s=77.97（A）
It=（Li-£）/^=（77.97—60）/2=9（A）
h—Zi-9（A）
3晶闸管承受的最大反向电压为：
流过每个靠闸管的电流的有效值为：
珀7/41=636（A）
故晶闸骨的额定电压为：
£4=（2^3）X141.4=283^424（V）
聶闸管的额走申流为：
2i=（1,5'2）X&36/1.57=6^8（A）
昌问管额定电甬和电流豹具体数值可按晶闸管产品系列裁数选取’
4•单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出整流二极管在一周内承受的电压波形。
解；注意到二极管的特点:
承受电压为正即导通*因此二三檢管承受的电压不会出现正的部分°在电路中器f牛均不导通的阶段.兗流电源电压由晶闸管平衡匚整流—极管在一周内簸受的电压披形如下，
5.单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1Q,L=s,E=40V,U2=100V,LB=0.5mH,当a=60时求Ud、Id与g的数值，并画出整流电压ud的波形。
解：
考虑厶时\有：
L-〔矗一£1R祸方程组得：
£>（花斤0・9£詁“口+2龙的/（兀A—2总）=44.55（V）
\.l：
=0.435kV）
^=4,55CA）
XV
cosacos（g+/）=VIZdA'E!
Ui
即得出
u"（60°+/）N）・-479S
换流重叠角
y=6133P-663=L33*
作出整流电压乓射波形如下z
6.单相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？
答：
单相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，要求的晶闸管移相范围是0~180。
，当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是0~90。
。
7.在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压Ud的波形。
翟：
假设-0'.兰员载为旦S的技形如下上
&三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Q,L值极大，当a=60°寸,
要求：
1画出Ud、id和iVT1的波形;
2计算Ud、Id、IdT和|VT。
馨；①妳山和对】的浪形如下图:
②氐J心和五:
分别如下
^=1.17f?
costz=L17XL00Xcos60€=58.5CV）
Ii=UjR=58.5/5=1L7（A）
Jdn—2d/3=ll.7/3=<.9（.A）
I^=It/VI=6.755（A）
9•在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，如果有一个晶闸管不能导通，此时的整流电压Ud波形如何？
如果有一个晶闸管被击穿而短路，其他晶闸管受什么影响？
假设门施击筹乔冠路.则当晶叵管5或E导通也将发三电源咗瓦矩路,使得UT”也可能分别被击穿匚
10.三相桥式全控整流电路，U2=100V,带电阻电感负载，R=5Q,L值极大，当a=60。
时,
要求：
①画出Ud、id和iVT1的波形;
②计算Ud、Id、IdT和|VT。
解2①口、H和匚;的垃形如下!
②氐B鸟霜&分别如下
U-2,34^co3ZZ=2.34X103XcosSO'-117:
V）
71=TR=m.E=23.4（A）
An=i/3=23.4/3=7.3（A）
Jri~Z：
/'J3—23,4^3=13,51（A）
11.三相全控桥，反电动势阻感负载，E=200V,R=1Q,L=s,U2=220V,a=60°当①Lb=0
和②LB=1mH情况下分别求Ud、Id的值，后者还应求g并分别作出Ud与iT的波形。
解：
①当2e=0时：
L-2.34£-icoSG=2.34X220>co^=257.4（V）
忑▼（蠶一£fR—（257.4-200）/1-37.4（A）
②岂ImH时
-AG
A—3-KJi/TT
z£=/R
解方程组得；
〈2*34花怎斤uw◎+3矗Q/（a/?
十3加=244.15（V）
▲=4丄15（A）
△£]=13.25（V）玄-costa—cos（cr+;/）=2Ji"麻G
cos（60°一y）=0.4485
^=63.35^-60^3.35
47-1久匚j',71的迈弓如下:
4>
I
i
I
申
4
I1
n|l
L
I1>
ILj）
八丁：
■
lri\
r*“
4!
*
12.三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负载时，要求的晶闸管移相范
围分别是多少？
答：
三相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，要求的晶闸管移相范围是0~120。
，当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是0~90°。
13.三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？
其中幅值最大的是哪一次？
变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？
其中主要的是哪几次？
答：
三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有6k（k=1、2、3……）次的谐波，其中幅值最大的是6次谐波。
变压器二次侧电流中含有6k1（k=1、2、3……）次的谐波，其中主要的是5、7次谐波。
14•三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Q，L值极大，当a=60。
时，要求：
（1）计算Ud、Id、IdT和Ivt；
（2）i2的5、7次谐波分量的有效值|25、|27；（3）输
入功率因数。
解：
m:
盍、心和忌分别如下
毘=234居80=234X1Q0Xco560*=117（V）
几=UJP=117/5=23.4（A）屁=五/3=23,4/3=7.S（A）监=Ti/=23.4/\f3=13,51（A）
（2）由此可计算岀5次和7次谐波分量的養效值为：
卫尸品Idon=X23.4/51T=3.65（A）
T；t=/7n=23.4/jit=261CA）
（3）辜彼电流的有效信：
Z=V6Zi/n=^6X23.39/n=18.243（A）
屋;s因第为
v=A/I=U71=0.955电路的输入功率园数为：
/=vcnsa=0955cosGCi=注48
15•使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？
答：
条件有二：
（1）直流侧要有电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压；
（2）要求晶闸管的控制角a>n/2使Ud为负值。
16.什么是逆变失败？
如何防止逆变失败?
答：
逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变
电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。
防止逆变失败的方法有：
采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换向裕量角B等。
第4章逆变电路
1.无源逆变电路和有源逆变电路有何不同?
答：
两种电路的不同主要是：
有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接
有电源。
而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。
2.换流方式各有那几种？
各有什么特点?
答：
换流方式有4种：
器件换流：
利用全控器件的自关断能力进行换流。
全控型器件采用此换流方式。
电网换流：
由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。
负载换流：
由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。
强迫换流：
设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。
通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。
晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。
3.什么是电压型逆变电路？
什么是电流型逆变电路？
二者各有什么特点。
答：
按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆
变电路的主要特点是：
1直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
2由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
3当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，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，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
电流型逆变电路的主要特点是：
1直流侧串联有大电感，相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现咼阻抗。
2电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电
流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。
3当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。
因为反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管
4•电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？
答：
在电压型逆变电路中，当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，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,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
当输出交流电压和电流的极性相同时，电
流经电路中的可控开关器件流通，而当输出电压电流极性相反时，由反馈二极管提供电流通道。
5•为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管?
答：
在电流型逆变电路中，直流电流极性是一定的，无功能量由直流侧电
感来缓冲。
当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时，电流并不反向，依然经电
路中的可控开关器件流通，因此不需要并联反馈二极管。
第5章直流-直流变流电路
1.介绍降压斩波电路工作原理
答：
降压斩波器的原理是：
在一个控制周期中，让V导通一段时间ton，由电源E向L、R、M供电，在此期间，uo=E。
然后使V关断一段时间toff,此时电感L通过二极管VD向R和M供电，uo=0。
一个周期内的平均电压
0=一xE
输出电压小于电源电压，起到降压的作用
2.介绍升压斩波电路工作原理
客仮设电路戸邑感£值恨大，电容「值也很穴，当紙处于通态时*电涯王向电感丄充电，充电电流基本恒宅为几同时电容C_：
的电E向负载叶供电.EC值很大，基本俣持输岀电压为恒值U・竟I处于通态的时间为仁，此阶段电感丄上积薑范能量为田』比=当V处于断态时£共同向宜客f充电并向凭载斤提供能量=设V&T断态的时问为滋，则在此期间电感丄释放的程量为
.当邑路工作于稳态时，一个周期厂中电感丄积蕃的誥量三铎孩的能量璋等，即*
日心=化；-砂：
心
化简得：
U-且亠如E-—E
式中的r7,ff>i,输出电压高二巨淳电压］故琢该电弟为升医斩波电路’
3.在降压斩波电路中，已知E=200V,R=10Q,L值极大，Em=30V,T=50卩諒=20卩S扌算
输出电压平均值U。
，输出电流平均值Io。
环曲于丄值
故负载理沅连续.于是输出电压平均值为
:
G£=20x2°°=80（V）
T50
输岀H流平均值为
7-30-30_
▲---o（A1
R10
4•在下图所示的降压斩波电路中，E=100V,L=1mH,R=0.5QEm=10V，采用脉宽调制控制方式，T=20^s当ton=5s时，计算输出电压平均值U。
，输出电流平均值I。
，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。
当ton=3ysS寸，重新进行上述计算。
W：
古题目已缸条件可得：
E、【10—】
〃尸M==0.1
£100
L0.001aAnnT---=0.002
R0.5
当G=5"s时，有
/?
=-=0.01
T
歼二二0.0025
由于
所以输出宅流连渎。
严1严即1
吕需=0沖
址时输出平均电压为
5奢二讐如V）
输出平均电流为
二讣。
⑷
输出电流的最大和最小信瞬时值分别为
T^~mR\1-严_010.5_30,3⑷\z\z
T_（严一］、£_（/如一1>100
Znin"°-WI—cm-0.1—29.81（A）
（宀1）R〔严-10.5
当G二3"s时.采用同样的方法可以得出：
ap=0.0015
由于
严id
=0.149>zo
所以输岀电流仍然连续。
址吋迪出电压、电流的平均值以及输出电流最大、最小瞬时值分
别为:
100x3
~2D-
=15（V）
1?
-10
0.5
二10（A）
1—严匚
5.在升压斩波电路中，已知E=50V,L值和C值极大，R=10Q,采用脉宽调制控制方式,
当T=40uS,ton=20时，计算输出电压平均值Uo,输出电流平均值Io。
升压斩波电路
罷：
由題目己知条匸可得:
E
10
100
0.001
0.5
-0.002
q=-^0,01
t
吟J"=0.0025
由于
r
严_1cC02J_J
-——--刍一--0.249>jb
c°-1e°-1
输出平均电流为
当J=3肌时，采用同样的方法可以得出：
dP=0*0013
曲于
0.015
e-l严
-=0.149>zu
-1
所以输出电流仍然连续，
此旺喻出电压、巨流的平均宣以及輸出电谎疑大、最小瞬时宣分别为:
匚仝庄二竺上2二1亦¥〉
T20
R0.5
=9.373（A）
畫“二
/硼-1
第6章交流-交流变流电路
1•一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中R=0.5愆L=2mH。
试
求：
①开通角a的变化范围；②负载电流的最大有效值；③最大输出功率及此时电源侧的功
率因数；④当a二一时，晶闸管电流有效值，晶闸管导通角和电源侧功率因数。
2
①负我阻抗角为!
0M
0.898643当卩吋，输岀电压員大，负载电浣也为最大，此时输岀功率最大，为
P・・K“R二22。
/?
=37.532（KW）
oni*—气.■f
功率因敖为
P37532
2-也5-—-0.6227
UJC220x273.98
实豕上，比时的功率因数也前是赁载且抗角葩余弦，即
cos护=0.6227
4Q二'：
时，先计算昂闸菅窮导連角，由弍（4-7）得
则（「心.8%64）=站（489864）严
禅上式可得晶闸苣导通角为:
0=2.375=136.r
也可由S4-3估计出&的值。
比时，畀闸管巨流有效值为
sin&cos（2&+©+&）
电源侧功率因数为
其中:
Zc=V2Z^=174.2（A）
于是可得岀
220x174.2
a=0时输出功率为
2.一调光台灯由单相交流调压电路供电，设该台灯可看作电阻负载，在最大值，试求功率为最大输出功率的80%，50%时的开通角a
解：
时的输出电压最大，为
■.sint\
此时负载电洗最大，为人外珥二牛二电
因收最大嗡卅龙率为人3
RR
输出功昱为最大蝠岀攻率的80%FJf
百
有，
（又由
解得
y.—60»<-4
匡珪’编出功率为聂大输出功室射5E时，有:
q=亦q
’’isiii2at-a
5十丁
第7章PWM控制技术
1介绍PWM控制的基本原理。
答：
PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。
即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。
在采样控制理论中有一条重要的结论：
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，冲量即窄脉冲的面积。
效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。
上述原理称为面积等效原理
2.单极性和双极性PWM调制有什么区别？
三相桥式PWM型逆变电路中，输出相电压（输出端相对于直流电源中点的电压）和线电压SPWM波形各有几种电平？
答：
三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的横性’所得的PWH波屯在半个周期中也兴在单极性范匡I内变化，称为单楼性P删控司方式.
三角负载汝始终是克正有负为双极性的…所得的F刑渋形在半个周期中有正=有负，则称之为双板性珂、［控制方弍U
三相桥式珂就型逆变电路中.输岀柜电巫有苛和电平占0.oGfC-0.5G谕岀绽电匡有三种电干G、0、~1\
3•什么是异步调制？
什么是同步调制？
两者各有何特点？
分段同步调制有什么优点？
答：
载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。
在异步调制方式中，通常保持载波频率fc固定不变，因而当信号波频率fr变化时，载波比N是变化的。
载波比N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。
分段同步调制是把逆变电路的输出频率划分为若干段，每个频段的载波比一定，不同频段采用不同的载波比。
其优点主要是，在高频段采用较低的载波比，使载波频率不致过高，可限制在功率器件允许的范围内。
而在低频段采用较高的载波比，以使载波频率不致过低而对负载产生不利影响。
4.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：
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。
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。
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。
5.PWM逆变电路的控制方法主要有哪几种？
解：
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。
第8章软开关技术
1软开关电路可以分为哪几类？
答：
根据电路中主要的开关元件开通及关断时的电压电流状态，可将软开关
电路分为零电压电路和零电流电路两大类；根据软开关技术发展的历程可将软开关电路分为准谐振电路，零开关PWM电路和零转换PWM电路。
2.在移相全桥零电压开关PWM电路中，如果没有谐振电感Lr，电路的工作状态将发生哪些变化，哪些开关仍是软开关，哪些开关将成为硬开关？
答：
如果没有谐振电感Lr,电路中的电容CS1,CS2与电感L仍可构成谐振电路，而电容CS3,CS4将无法与Lr构成谐振回路，这样，S3、®将变为硬开关,Si、S2仍为软开关。
3.在零电压转换PWM电路中，辅助开关Si和二极管VDi是软开关还是硬开关，为什么?
硬：
在。
由通感u的存在T使1V6通时的流流上升率受流也自然关断因J因此S的为
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