电力电子答案.docx

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电力电子答案

电力电子技术复习资料

一、简答题

1、晶闸管导通的条件是什么？

（1）晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压

（2）晶闸管门极和阴极之间必须施加适当的正向脉冲电压和电流

2、有源逆变实现的条件是什么？

（1）晶闸管的控制角大于90度，使整流器输出电压Ud为负

（2）整流器直流侧有直流电动势，其极性必须和晶闸管导通方向一致，其幅值应大于变流器直流侧的平均电压

3、电压源逆变电路与电流源逆变电路的区别？

（1）电压型无源逆变电路直流侧接大电容滤波，输出电压为方波交流，输出电流的波形与负载性质有关；电流型无源逆变电路直流侧接大电感滤波，输出电流为方波交流，输出电压的波形与负载性质有关

（2）电压型无源逆变电路各逆变开关管都必须反并联二极管，以提供之后的感性负载电流回路；电流型无源逆变电路各逆变开关管不需反并联二极管，但是应在负载两端并联电容，以吸收换流时负载电感中的储能

4、单极性调制与双极性调制的区别？

（1）单极性调制是指逆变器输出的半个周期中，被调制成的脉冲输出电压只有一种极性，正半周为+Ud和零，负半周为-Ud和零

（2）双极性调制是指逆变器输出的每半个周期中都被调制成+/-Ud之间变化的等幅不等宽的脉冲列

在近似相同的条件下，单极性调制比双极性调制具有更好的谐波抑制效果。

5、电力变换的基本类型包括哪些？

包括四种变换类型：

　（１）整流　ＡＣ－ＤＣ

　　　　　　　　　　　　（２）逆变　ＤＣ－ＡＣ

　　　　　　　　　　　　（３）斩波　ＤＣ－ＤＣ

　　　　　　　　　　　　（４）交交电力变换　ＡＣ－ＡＣ

6、半控桥能否用于有源逆变？

为什么。

半控桥不能用于有源逆变，因为半控桥整流输出电压在移相范围内始终大于零。

7、直流斩波器的控制方式？

时间比控制方式：

定频调宽定宽调频调频调宽

瞬时值控制和平均值控制

8、电压型无源逆变的特点是什么？

电压型无源逆变电路输入为恒定的直流电压，输出电压为方波交流电压，输出电流波形与负载的性质有关，阻感需要在功率电子器件旁边反并联二极管，以提供滞后电流的续流回路。

9、简述正弦脉宽调制技术的基本原理？

正弦脉宽调制技术是把正弦波调制成一系列幅值相等，宽度按正弦规律变化的脉冲列，实现的方式有计算法和调制法两种，调制法分为单极型调制和双极型调制。

10、电力电子技术的定义和作用

　　电力电子技术是研究利用电力电子器件实现电能变换和控制的电路，内容涉及电力电子器件、功率变换技术和控制理论，作用是把粗电变成负载需要的精电。

11、电力电子系统的基本结构

　　电力电子系统包括功率变换主电路和控制电路，功率变换主电路是属于电路变换的强电电路，控制电路是弱电电路，两者在控制理论的支持下实现接口，从而获得期望性能指标的输出电能。

12、电力电子器件的分类

　　（１）从门极驱动特性可以分为：

电压型和电流型

　　（２）从载流特性可以分为：

单极型、双极型和复合型

　　（３）从门极控制特性可以分为：

不可控、半控及全控型

13、有源逆变和无源逆变的区别

　　有源逆变是把直流电能逆变成交流电能后送给电网；

　　无源逆变是把直流电能逆变正交流电能后送给负载；

14、直流斩波器的控制方式

　　（１）定频调宽

　　（２）定宽调频

　　（３）调频调宽

1、图1所示的单相桥式整流电路中，

、触发角

，负载为阻感负载，电感L的值极大，

。

1、绘制输出电压

、输出电流

、变压器副边电流

的波形；

2、计算输出电压

、输出电流

的平均值

3、计算晶闸管的电流有效值。

图1

答案：

1．波形绘制

2．电路参数计算）

3．电路参数计算

三、图2所示的三相半波可控电路中，相电压

、触发角

，反电动势

，电感L的值极大，

。

1、计算输出电压

、输出电流

的平均值、a相的电流

的有效值；

2、绘制输出电压

、输出电流

、a相的电流

的波形

图2

答案：

1．电路参数计算

2．波形绘制

四、三相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载，已知：

负载电阻

，电感

，相电压

，

，当反电动势

，控制角α=120°或逆变角β=60°时，请计算输出电压平均值

、输出电流平均值

和换相重叠角

。

答案：

代入数据，解得：

换相重叠角

计算：

解得：

五、图3所示单相交流调压电路，

为正弦交流输入电压，有效值

，接阻感负载，其中

，

，求负载电流的最大有效值、最大输出功率及此时功率因数。

图3

答案：

负载电流最大时，电路必须工作在连续模式，此时控制角等于负载阻抗角。

负载阻抗角：

那么控制角等于

时，电流波形连续，负载电流最大

负载电流最大值：

最大输出功率：

此时功率因数：

六、三相桥式电压型逆变电路输出接对称星型负载，按

导通型工作，直流输入电压

=510V，请绘制输出线电压和相电压波形，并计算输出线电压基波的幅值。

（15分）

答案：

（1）波形绘制

（2）电路参数计算

七、图1所示的单相桥式整流电路中，

、触发角

，负载为阻性负载，

。

1、绘制输出电压

、输出电流

、变压器副边电流

的波形；

2、计算输出电压

、输出电流

的平均值及功率因数；

3、请计算晶闸管的电流有效值；

图1

答案：

1．波形绘制（9分）

2．电路参数计算

3．电路参数计算

八、图2所示的三相半波可控电路中，相电压

、触发角

，电感L的值极大，

。

1、计算输出电压

、输出电流

的平均值、a相的电流

的有效值；

2、绘制输出电压

、输出电流

、a相的电流

的波形。

图2

答案：

1．电路参数计算

2．波形绘制

九、单相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载，已知：

负载电阻

，电感

，相电压

，

，当反电动势

，逆变角

时，请计算输出电压平均值

、输出电流平均值

和换相重叠角

。

答案：

代入数据，解得：

换相重叠角

计算：

解得：

十、图3所示降压BUCK直流斩波电路，

为输入直流电压，

，

为输出直流电压，VT控制信号占空比为0.4,设所有器件均为理想器件，请推导输入输出直流电压的关系式和计算输出直流电压

。

图3

答案：

利用伏秒平衡推导

开关VT导通的伏秒值：

开关VT关断的伏秒值：

因此：

则：

D=0.4

则输出电压：

十一、请推导图2所示升压斩波电路的输出电压

和输入电压

的关系，当输入电压为12V，占空比D为0.8时，输出电压为多少？

图2

则输出电压：

十二、图4为单相桥式矩形波逆变电路，直流输入电压

=308V，请绘制输出电压

和输出电流

的波形及计算输出电压基波的幅值。

图4

答案：

（1）波形绘制

（2）电路参数计算