電力電子技術(shù)總結(jié)

1、電力電子技術(shù)的概念：所謂電力電子技術(shù)就是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。

2、電力電子技術(shù)的誕生是以1957年美國(guó)通用電氣公司研制出第一個(gè)晶閘管為標(biāo)志的。3、晶閘管是通過(guò)對(duì)門(mén)極的控制能夠使其導(dǎo)通而不能使其關(guān)斷的器件，屬于半控型器件。對(duì)晶閘管電路的控制方式主要是相位控制方式，簡(jiǎn)稱(chēng)相控方式。4、70年代后期，以門(mén)極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力雙極型晶體管（BJT）和電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Power-MOSFET）為代表的全控型器件迅速發(fā)展。

5、全控型器件的特點(diǎn)是，通過(guò)對(duì)門(mén)極（基極、柵極）的控制既可使其開(kāi)通又可使其關(guān)斷。6、把驅(qū)動(dòng)、控制、保護(hù)電路和電力電子器件集成在一起，構(gòu)成電力電子集成電路（PIC）。

第二章

1、電力電子器件的特征

◆所能處理電功率的大小，也就是其承受電壓和電流的能力，是其最重要的參數(shù)，一般都遠(yuǎn)大于處理信息的電子器件。

◆為了減小本身的損耗，提高效率，一般都工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)�！粲尚畔㈦娮与娐穪�(lái)控制,而且需要驅(qū)動(dòng)電路。

◆自身的功率損耗通常仍遠(yuǎn)大于信息電子器件，在其工作時(shí)一般都需要安裝散熱器2、電力電子器件的功率損耗

通態(tài)損耗斷態(tài)損耗

開(kāi)通損耗

開(kāi)關(guān)損耗

關(guān)斷損耗

3、電力電子器件的分類(lèi)

（1）按照能夠被控制電路信號(hào)所控制的程度◆半控型器件：主要是指晶閘管（Thyristor）及其大部分派生器件。器件的關(guān)斷完全是由其在主電路中承受的電壓和電流決定的�！羧�控型器件：目前最常用的是IGBT和PowerMOSFET。通過(guò)控制信號(hào)既可以控制其導(dǎo)通，又可以控制其關(guān)斷�！舨豢煽仄骷�：電力二極管（PowerDiode）不能用控制信號(hào)來(lái)控制其通斷。（2）按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)的性質(zhì)◆電流驅(qū)動(dòng)型：通過(guò)從控制端注入或者抽出電流來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或者關(guān)斷的控制�！綦妷候�(qū)動(dòng)型僅通過(guò)在控制端和公共端之間施加一定的電壓信號(hào)就可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或者關(guān)斷的控制。（3）按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形（電力二極管除外）◆脈沖觸發(fā)型通過(guò)在控制端施加一個(gè)電壓或電流的脈沖信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)器件的開(kāi)通或者關(guān)斷的控制。◆電平控制型必須通過(guò)持續(xù)在控制端和公共端之間施加一定電平的電壓或電流信號(hào)來(lái)使器件開(kāi)通并維持在導(dǎo)通狀態(tài)或者關(guān)斷并維持在阻斷狀態(tài)。

4、幾種常用的電力二極管：普通二極管、快恢復(fù)二極管、肖特基二極管肖特基二極管優(yōu)點(diǎn)在于：反向恢復(fù)時(shí)間很短（10~40ns），正向恢復(fù)過(guò)程中也不會(huì)有明顯的電壓過(guò)沖；在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小，明顯低于快恢復(fù)二極管；因此，其開(kāi)關(guān)損耗和正向?qū)�通損耗都比快速二極管還要小，效率高。弱點(diǎn)在于：當(dāng)所能承受的反向耐壓提高時(shí)其正向壓降也會(huì)高得不能滿足要求，因此多用于200V以下的低壓場(chǎng)合；反向漏電流較大且對(duì)溫度敏感，因此反向穩(wěn)態(tài)損耗不能忽略，而且必須更嚴(yán)格地限制其工作溫度。

5、晶閘管除門(mén)極觸發(fā)外其他幾種可能導(dǎo)通的情況

◆陽(yáng)極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值造成雪崩效應(yīng)◆陽(yáng)極電壓上升率du/dt過(guò)高◆結(jié)溫較高◆光觸發(fā)

6、延遲時(shí)間td(0.5~1.5us)上升時(shí)間tr(0.5~3us)開(kāi)通時(shí)間tgt=td+tr反向阻斷恢復(fù)時(shí)間trr正向阻斷恢復(fù)時(shí)間tgr關(guān)斷時(shí)間tq=trr+tgr

7、GTO（門(mén)極可關(guān)斷晶閘管）是晶閘管的一種派生器件，但可以通過(guò)在門(mén)極施加負(fù)的脈沖電流使其關(guān)斷，因而屬于全控型器件。

8、◆開(kāi)通時(shí)間ton延遲時(shí)間與上升時(shí)間之和。

◆關(guān)斷時(shí)間toff一般指儲(chǔ)存時(shí)間和下降時(shí)間之和，而不包括尾部時(shí)間。9、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管（電力MOSFET）特點(diǎn)：

◆驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，需要的驅(qū)動(dòng)功率小。◆開(kāi)關(guān)速度快，工作頻率高。

◆熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)于GTR�！綦娏魅萘啃�，耐壓低，多用于功率不超過(guò)10kW的電力電子裝置。10、絕緣柵雙極晶體管開(kāi)關(guān)特性：

開(kāi)通過(guò)程：開(kāi)通延遲時(shí)間td(on)電流上升時(shí)間tr電壓下降時(shí)間tfv開(kāi)通時(shí)間ton=td(on)+tr+tfvtfv分為tfv1和tfv2兩段。

關(guān)斷過(guò)程：關(guān)斷延遲時(shí)間td(off)電壓上升時(shí)間trv電流下降時(shí)間tfi關(guān)斷時(shí)間toff=td(off)+trv+tfitfi分為tfi1和tfi2兩段11、硅的禁帶寬度為1.12電子伏特（eV）

12、功率集成電路與集成電力電子模塊特點(diǎn)：可縮小裝置體積，降低成本，提高可靠性。對(duì)工作頻率高的電路，可大大減小線路電感，從而簡(jiǎn)化對(duì)保護(hù)和緩沖電路的要求。功率集成電路與集成電力電子模塊發(fā)展現(xiàn)狀：

◆功率集成電路的主要技術(shù)難點(diǎn)：高低壓電路之間的絕緣問(wèn)題以及溫升和散熱的處理。◆以前功率集成電路的開(kāi)發(fā)和研究主要在中小功率應(yīng)用場(chǎng)合。

◆智能功率模塊在一定程度上回避了上述兩個(gè)難點(diǎn),最近幾年獲得了迅速發(fā)展�！艄β始�成電路實(shí)現(xiàn)了電能和信息的集成，成為機(jī)電一體化的理想接口。

第三章

1、整流電路的作用是將交流電能變?yōu)橹绷麟娔芄┙o直流用電設(shè)備。2、◆單相全波與單相全控橋的區(qū)別

單相全波中變壓器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，材料的消耗多。

單相全波只用2個(gè)晶閘管，比單相全控橋少2個(gè)，相應(yīng)地，門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路也少2個(gè)；但是晶閘管承受的最大電壓是單相全控橋的2倍。

單相全波導(dǎo)電回路只含1個(gè)晶閘管，比單相橋少1個(gè)，因而管壓降也少1個(gè)。從上述后兩點(diǎn)考慮，單相全波電路有利于在低輸出電壓的場(chǎng)合應(yīng)用。3、變壓器漏感對(duì)整流電路影響的一些結(jié)論:

出現(xiàn)換相重疊角，整流輸出電壓平均值Ud降低。整流電路的工作狀態(tài)增多。

晶閘管的di/dt減小，有利于晶閘管的安全開(kāi)通，有時(shí)人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。

換相時(shí)晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的du/dt，可能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此必須加吸收電路。

換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。

4、無(wú)功的危害：◆導(dǎo)致設(shè)備容量增加�！羰乖O(shè)備和線路的損耗增加。◆線路壓降增大，沖擊性負(fù)載使電壓劇烈波動(dòng)。

諧波的危害◆降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率�！粲绊懹秒娫O(shè)備的正常工作�！粢�起電網(wǎng)局部的諧振，使諧波放大，加劇危害�！魧�(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作。◆對(duì)通信系統(tǒng)造成干擾。5、逆變（invertion）：把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的過(guò)程。

6、變流電路的交流側(cè)不與電網(wǎng)聯(lián)接，而直接接到負(fù)載，即把直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可調(diào)頻率的交流電供給負(fù)載，稱(chēng)為無(wú)源逆變。7、產(chǎn)生逆變的條件要有直流電動(dòng)勢(shì)，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流器直流側(cè)的平均電壓。

要求晶閘管的控制角a>π/2，使Ud為負(fù)值。兩者必須同時(shí)具備才能實(shí)現(xiàn)有源逆變。

8、半控橋或有續(xù)流二極管的電路，因其整流電壓ud不能出現(xiàn)負(fù)值，也不允許直流側(cè)出現(xiàn)負(fù)極性的電動(dòng)勢(shì)，故不能實(shí)現(xiàn)有源逆變，欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用全控電路。

第五章電路正激

優(yōu)點(diǎn)

電路較簡(jiǎn)單，成本低，可靠性高，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單

電路非常簡(jiǎn)單，成本很低，可靠性高，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單

缺點(diǎn)

變壓器單向激磁，利用率低

功率范圍

幾百W~幾kW

應(yīng)用領(lǐng)域

各種中、小功率電源

反激

難以達(dá)到較大的功率，變壓器單向激磁，利用率低

幾W~幾十W

全橋

變壓器雙向勵(lì)磁，容易達(dá)到大功率

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，有直幾百W~幾百kW通問(wèn)題，可靠性低，需要復(fù)雜的多組隔離驅(qū)動(dòng)電路

有直通問(wèn)題，可靠性低，需要復(fù)雜的隔離驅(qū)動(dòng)電路

有偏磁問(wèn)題

幾百W~幾kW

小功率電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備、消費(fèi)電子設(shè)備電源。

大功率工業(yè)用電源、焊接電源、電解電源等

半橋

變壓器雙向勵(lì)磁，沒(méi)有變壓器偏磁問(wèn)題，開(kāi)關(guān)較少，成本低

變壓器雙向勵(lì)磁，變壓器一次側(cè)電流回路中只有一個(gè)開(kāi)關(guān)，通態(tài)損耗較小，驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單

各種工業(yè)用電源，計(jì)算機(jī)電源等

推挽

幾百W~幾kW

低輸入電壓的電源

第七章

1、PWM（PulseWidthModulation）控制就是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)，即通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。

2、PWM控制技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用最為廣泛，對(duì)逆變電路的影響也最為深刻

第八章

1、現(xiàn)代電力電子裝置的發(fā)展趨勢(shì)是小型化、輕量化，同時(shí)對(duì)裝置的效率和電磁兼容性也提出了更高的要求。2、軟開(kāi)關(guān)電路的分類(lèi)

◆根據(jù)電路中主要的開(kāi)關(guān)元件是零電壓開(kāi)通還是零電流關(guān)斷，可以將軟開(kāi)關(guān)電路分成零電壓電路和零電流電路兩大類(lèi)，個(gè)別電路中，有些開(kāi)關(guān)是零電壓開(kāi)通的，另一些開(kāi)關(guān)是零電流關(guān)斷的。

◆根據(jù)軟開(kāi)關(guān)技術(shù)發(fā)展的歷程可以將軟開(kāi)關(guān)電路分成準(zhǔn)諧振電路、零開(kāi)關(guān)PWM電路和零轉(zhuǎn)換PWM電路。

擴(kuò)展閱讀：電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)總結(jié)(王兆安)

電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)題1

第1章電力電子器件

1.電力電子器件一般工作在__開(kāi)關(guān)__狀態(tài)。

2.在通常情況下，電力電子器件功率損耗主要為_(kāi)_通態(tài)損耗__，而當(dāng)器件開(kāi)關(guān)頻率較高時(shí)，功率損耗主要為_(kāi)_開(kāi)關(guān)損耗__。

3.電力電子器件組成的系統(tǒng)，一般由__控制電路__、_驅(qū)動(dòng)電路_、_主電路_三部分組成，由于電路中存在電壓和電流的過(guò)沖，往往需添加_保護(hù)電路__。4.按內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況，電力電子器件可分為_(kāi)單極型器件_、_雙極型器件_、_復(fù)合型器件_三類(lèi)。

5.電力二極管的工作特性可概括為_(kāi)承受正向電壓導(dǎo)通，承受反相電壓截止_。6.電力二極管的主要類(lèi)型有_普通二極管_、_快恢復(fù)二極管_、_肖特基二極管_。7.肖特基二極管的開(kāi)關(guān)損耗_小于_快恢復(fù)二極管的開(kāi)關(guān)損耗。

8.晶閘管的基本工作特性可概括為_(kāi)_正向電壓門(mén)極有觸發(fā)則導(dǎo)通、反向電壓則截止__。

9.對(duì)同一晶閘管，維持電流IH與擎住電流IL在數(shù)值大小上有IL__大于__IH。10.晶閘管斷態(tài)不重復(fù)電壓UDSM與轉(zhuǎn)折電壓Ubo數(shù)值大小上應(yīng)為，UDSM_大于__Ubo。

11.逆導(dǎo)晶閘管是將_二極管_與晶閘管_反并聯(lián)_（如何連接）在同一管芯上的功率集成器件。

12.GTO的__多元集成__結(jié)構(gòu)是為了便于實(shí)現(xiàn)門(mén)極控制關(guān)斷而設(shè)計(jì)的。13.MOSFET的漏極伏安特性中的三個(gè)區(qū)域與GTR共發(fā)射極接法時(shí)的輸出特性中的三個(gè)區(qū)域有對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中前者的截止區(qū)對(duì)應(yīng)后者的_截止區(qū)_、前者的飽和區(qū)對(duì)應(yīng)后者的__放大區(qū)__、前者的非飽和區(qū)對(duì)應(yīng)后者的_飽和區(qū)__。14.電力MOSFET的通態(tài)電阻具有__正__溫度系數(shù)。

15.IGBT的開(kāi)啟電壓UGE（th）隨溫度升高而_略有下降__，開(kāi)關(guān)速度__小于__電力MOSFET。

16.按照驅(qū)動(dòng)電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的性質(zhì)，可將電力電子器件分為_(kāi)電壓驅(qū)動(dòng)型_和_電流驅(qū)動(dòng)型_兩類(lèi)。

17.IGBT的通態(tài)壓降在1/2或1/3額定電流以下區(qū)段具有__負(fù)___溫度系數(shù)，在1/2或1/3額定電流以上區(qū)段具有__正___溫度系數(shù)。18.在如下器件：電力二極管（PowerDiode）、晶閘管（SCR）、門(mén)極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR）、電力場(chǎng)效應(yīng)管（電力MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）中，屬于不可控器件的是_電力二極管__，屬于半控型器件的是__晶閘管_，屬于全控型器件的是_GTO、GTR、電力MOSFET、IGBT_；屬于單極型電力電子器件的有_電力MOSFET_，屬于雙極型器件的有_電力二極管、晶閘管、GTO、GTR_，屬于復(fù)合型電力電子器件得有__IGBT_；在可控的器件中，容量最大的是_晶閘管_，工作頻率最高的是_電力MOSFET，屬于電壓驅(qū)動(dòng)的是電力MOSFET、IGBT_，屬于電流驅(qū)動(dòng)的是_晶閘管、GTO、GTR_。第2章整流電路

1.電阻負(fù)載的特點(diǎn)是_電壓和電流成正比且波形相同_，在單相半波可控整流電阻性負(fù)載電路中，晶閘管控制角α的最大移相范圍是_0-180O_。

2.阻感負(fù)載的特點(diǎn)是_流過(guò)電感的電流不能突變，在單相半波可控整流帶阻感負(fù)載并聯(lián)續(xù)流二極管的電路中，晶閘管控制角α的最大移相范圍是__0-180O_，其承受的最大正反向電壓均為_(kāi)2U2__，續(xù)流二極管承受的最大反向電壓為_(kāi)_2U2_（設(shè)U2為相電壓有效值）。

3.單相橋式全控整流電路中，帶純電阻負(fù)載時(shí)，α角移相范圍為_(kāi)_0-180O_，單個(gè)晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為_(kāi)_2U22和_2U2；帶阻感負(fù)載時(shí)，α角移相范圍為_(kāi)0-90O_，單個(gè)晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為_(kāi)_2U2_和__2U2_；帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)，欲使電阻上的電流不出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象，可在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個(gè)_平波電抗器_。

4.單相全控橋反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載電路中，當(dāng)控制角α大于不導(dǎo)電角時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角=_π-α-_;當(dāng)控制角小于不導(dǎo)電角時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角=_π-2_。

5.電阻性負(fù)載三相半波可控整流電路中，晶閘管所承受的最大正向電壓UFm等于__2U2_，晶閘管控制角α的最大移相范圍是_0-150o_，使負(fù)載電流連續(xù)的條件為_(kāi)_30o__(U2為相電壓有效值)。

6.三相半波可控整流電路中的三個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖相位按相序依次互差_120o_，當(dāng)它帶阻感負(fù)載時(shí)，的移相范圍為_(kāi)_0-90o_。

7.三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載工作中，共陰極組中處于通態(tài)的晶閘管對(duì)應(yīng)的是_最高_(dá)_的相電壓，而共陽(yáng)極組中處于導(dǎo)通的晶閘管對(duì)應(yīng)的是_最低_的相電壓；這種電路角的移相范圍是_0-120_，ud波形連續(xù)的條件是_o

VT1VT3RuuuLVT2VT4_。

8.對(duì)于三相半波可控整流電路，換相重迭角的影響，將使用輸出電壓平均值__下降_。

9.電容濾波單相不可控整流帶電阻負(fù)載電路中，空載時(shí)，輸出電壓為_(kāi)_2U2_，隨負(fù)載加重Ud逐漸趨近于_0.9U2_，通常設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)取RC≥_1.5-2.5_T，此時(shí)輸出電壓為Ud≈__1.2_U2(U2為相電壓有效值，T為交流電源的周期)。

10.電容濾波三相不可控整流帶電阻負(fù)載電路中，電流id斷續(xù)和連續(xù)的臨界條件是_RC3_，電路中的二極管承受的最大反向電壓為_(kāi)6_U2。11.實(shí)際工作中，整流電路輸出的電壓是周期性的非正弦函數(shù)，當(dāng)從0°～90°變化時(shí)，整流輸出的電壓ud的諧波幅值隨的增大而_增大_，當(dāng)從90°～180°變化時(shí)，整流輸出的電壓ud的諧波幅值隨的增大而_減小_。12.逆變電路中，當(dāng)交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時(shí)，這種電路稱(chēng)為_(kāi)有源逆變_，欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用__全控_電路；對(duì)于單相全波電路，當(dāng)控制角0第3章直流斬波電路

1.直流斬波電路完成得是直流到_直流_的變換。

2.直流斬波電路中最基本的兩種電路是_降壓斬波電路和_升壓斬波電路_。

3.斬波電路有三種控制方式：_脈沖寬度調(diào)制（PWM）_、_頻率調(diào)制_和_（ton和T都可調(diào)，改變占空比）混合型。

4.升壓斬波電路的典型應(yīng)用有_直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)_和_單相功率因數(shù)校正_等。

5.升降壓斬波電路呈現(xiàn)升壓狀態(tài)的條件為_(kāi)_0.51(為導(dǎo)通比)______。6.CuK斬波電路電壓的輸入輸出關(guān)系相同的有__升壓斬波電路___、__Sepic斬波電路_和__Zeta斬波電路__。

7.Sepic斬波電路和Zeta斬波電路具有相同的輸入輸出關(guān)系，所不同的是：_Sepic斬波電路_的電源電流和負(fù)載電流均連續(xù)，_Zeta斬波電路_的輸入、輸出電流均是斷續(xù)的，但兩種電路輸出的電壓都為_(kāi)_正_極性的。

8.斬波電路用于拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，降壓斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第__1__象限，升壓斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第__2__象限，_電流可逆斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第1和第2象限。

9.橋式可逆斬波電路用于拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，可使電動(dòng)機(jī)工作于第_1、2、3、4_象限。

10.復(fù)合斬波電路中，電流可逆斬波電路可看作一個(gè)_升壓_斬波電路和一個(gè)__降壓_斬波電路的組合；多相多重?cái)夭�電路中�?相3重?cái)夭�電路相�?dāng)于3個(gè)__基本__斬波電路并聯(lián)。第4章交流交流電力變換電路

1.改變頻率的電路稱(chēng)為_(kāi)變頻電路_，變頻電路有交交變頻電路和_交直交變頻_電路兩種形式，前者又稱(chēng)為_(kāi)直接變頻電路__，后者也稱(chēng)為_(kāi)間接變頻電路_。

2.單相調(diào)壓電路帶電阻負(fù)載，其導(dǎo)通控制角的移相范圍為_(kāi)0-180O_，隨的增大，Uo_降低_，功率因數(shù)_降低__。

3.單相交流調(diào)壓電路帶阻感負(fù)載，當(dāng)控制角＜(=arctan(L/R))時(shí),VT1的導(dǎo)通時(shí)間_逐漸縮短_,VT2的導(dǎo)通時(shí)間__逐漸延長(zhǎng)_。

4.根據(jù)三相聯(lián)接形式的不同，三相交流調(diào)壓電路具有多種形式，TCR屬于_支路控制三角形_聯(lián)結(jié)方式，TCR的控制角的移相范圍為_(kāi)90O-180O_，線電流中所含諧波的次數(shù)為_(kāi)6k±1_。5.晶閘管投切電容器選擇晶閘管投入時(shí)刻的原則是：_該時(shí)刻交流電源電壓應(yīng)和電容器預(yù)先充電電壓相等_。

6.把電網(wǎng)頻率的交流電直接變換成可調(diào)頻率的交流電的變流電路稱(chēng)為_(kāi)_交交變頻電路_。

7.單相交交變頻電路帶阻感負(fù)載時(shí)，哪組變流電路工作是由_輸出電流的方向_決定的，交流電路工作在整流還是逆變狀態(tài)是根據(jù)_輸出電流方向和輸出電壓方向是否相同_決定的。

8.當(dāng)采用6脈波三相橋式電路且電網(wǎng)頻率為50Hz時(shí)，單相交交變頻電路的輸出上限頻率約為_(kāi)20Hz__。

9.三相交交變頻電路主要有兩種接線方式，即_公共交流母線進(jìn)線方式_和_輸出星形聯(lián)結(jié)方式_，其中主要用于中等容量的交流調(diào)速系統(tǒng)是_公共交流母線進(jìn)線方式_。

10.矩陣式變頻電路是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新穎的變頻電路。它采用的開(kāi)關(guān)器件是_全控_器件；控制方式是_斬控方式__。

電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)題2

一、簡(jiǎn)答題

1、晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？

（1）晶閘管陽(yáng)極和陰極之間施加正向陽(yáng)極電壓

（2）晶閘管門(mén)極和陰極之間必須施加適當(dāng)?shù)恼�向脈沖電壓和電流2、有源逆變實(shí)現(xiàn)的條件是什么？

（1）晶閘管的控制角大于90度，使整流器輸出電壓Ud為負(fù)

（2）整流器直流側(cè)有直流電動(dòng)勢(shì)，其極性必須和晶閘管導(dǎo)通方向一致，其幅值應(yīng)大于變流器直流側(cè)的平均電壓

3、電壓源逆變電路與電流源逆變電路的區(qū)別？

（1）電壓型無(wú)源逆變電路直流側(cè)接大電容濾波，輸出電壓為方波交流，輸出電流的波形與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)；電流型無(wú)源逆變電路直流側(cè)接大電感濾波，輸出電流為方波交流，輸出電壓的波形與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)

（2）電壓型無(wú)源逆變電路各逆變開(kāi)關(guān)管都必須反并聯(lián)二極管，以提供之后的感性負(fù)載電流回路；電流型無(wú)源逆變電路各逆變開(kāi)關(guān)管不需反并聯(lián)二極管，但是應(yīng)在負(fù)載兩端并聯(lián)電容，以吸收換流時(shí)負(fù)載電感中的儲(chǔ)能

4、單極性調(diào)制與雙極性調(diào)制的區(qū)別？

（1）單極性調(diào)制是指逆變器輸出的半個(gè)周期中，被調(diào)制成的脈沖輸出電壓只有一種極性，正半周為+Ud和零，負(fù)半周為-Ud和零

（2）雙極性調(diào)制是指逆變器輸出的每半個(gè)周期中都被調(diào)制成+/-Ud之間變化的等幅不等寬的脈沖列

在近似相同的條件下，單極性調(diào)制比雙極性調(diào)制具有更好的諧波抑制效果。

5、電力變換的基本類(lèi)型包括哪些？

包括四種變換類(lèi)型：（１）整流ＡＣ－ＤＣ（２）逆變ＤＣ－ＡＣ（３）斬波ＤＣ－ＤＣ

（４）交交電力變換ＡＣ－ＡＣ6、半控橋能否用于有源逆變？為什么。

半控橋不能用于有源逆變，因?yàn)榘肟貥蛘�流輸出電壓在移相范圍�?nèi)始終大于零。

7、直流斬波器的控制方式？

時(shí)間比控制方式：定頻調(diào)寬定寬調(diào)頻調(diào)頻調(diào)寬瞬時(shí)值控制和平均值控制8、電壓型無(wú)源逆變的特點(diǎn)是什么？

電壓型無(wú)源逆變電路輸入為恒定的直流電壓，輸出電壓為方波交流電壓，輸出電流波形與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)，阻感需要在功率電子器件旁邊反并聯(lián)二極管，以提供滯后電流的續(xù)流回路。

9、簡(jiǎn)述正弦脈寬調(diào)制技術(shù)的基本原理？

正弦脈寬調(diào)制技術(shù)是把正弦波調(diào)制成一系列幅值相等，寬度按正弦規(guī)律變化的脈沖列，實(shí)現(xiàn)的方式有計(jì)算法和調(diào)制法兩種，調(diào)制法分為單極型調(diào)制和雙極型調(diào)制。

10、電力電子技術(shù)的定義和作用

電力電子技術(shù)是研究利用電力電子器件實(shí)現(xiàn)電能變換和控制的電路，內(nèi)容涉及電力電子器件、功率變換技術(shù)和控制理論，作用是把粗電變成負(fù)載需要的精電。

11、電力電子系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

電力電子系統(tǒng)包括功率變換主電路和控制電路，功率變換主電路是屬于電路變換的強(qiáng)電電路，控制電路是弱電電路，兩者在控制理論的支持下實(shí)現(xiàn)接口，從而獲得期望性能指標(biāo)的輸出電能。

12、電力電子器件的分類(lèi)

（１）從門(mén)極驅(qū)動(dòng)特性可以分為：電壓型和電流型（２）從載流特性可以分為：?jiǎn)螛O型、雙極型和復(fù)合型（３）從門(mén)極控制特性可以分為：不可控、半控及全控型13、有源逆變和無(wú)源逆變的區(qū)別

有源逆變是把直流電能逆變成交流電能后送給電網(wǎng)；無(wú)源逆變是把直流電能逆變正交流電能后送給負(fù)載；14、直流斬波器的控制方式（１）定頻調(diào)寬（２）定寬調(diào)頻（３）調(diào)頻調(diào)寬

二、圖1所示的單相橋式整流電路中，U2220V、觸發(fā)角a30，負(fù)載為阻感負(fù)載，電感L的值極大，R5。1、繪制輸出電壓ud、輸出電流id、變壓器副邊電流i2的波形；2、計(jì)算輸出電壓ud、輸出電流id的平均值及功率因數(shù)；

3、計(jì)算晶閘管的電流有效值。

idVT1VT3Rudi2tidu1uudLtti2VT2VT4圖1答案：1．波形繪制如圖

2．電路參數(shù)計(jì)算）

Ud0.9U2cos0.9220cos30171.47(V)IdUd171.4734.29(A)R5UdIdUd171.470.78U2I2U22203．電路參數(shù)計(jì)算ITId224.25(A)

三、三相全控橋式整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，已知：負(fù)載電阻R1，

V，LB1mH，當(dāng)反電動(dòng)勢(shì)E400V，控制角α電感Ld，相電壓U2220=120°或逆變角β=60°時(shí)，請(qǐng)計(jì)算輸出電壓平均值Ud、輸出電流平均值Id和換相重疊角。答案：

Ud4006XBIdUd2.34U2cosaId

R2代入數(shù)據(jù)，解得：Ud290.31(V)Id109.69(A)

解得：

6U2sin6XBIdcos(a)換相重疊角計(jì)算：cos8.9

u1為正弦交流輸入電壓，V，四、圖3所示單相交流調(diào)壓電路，有效值U1220接阻感負(fù)載，其中R0.5，L2mH，求負(fù)載電流的最大有效值、最大輸出功率及此時(shí)功率因數(shù)。VT1iou1VT2LuoR

圖3

答案：

負(fù)載電流最大時(shí)，電路必須工作在連續(xù)模式，此時(shí)控制角等于負(fù)載阻抗角。

3L1250210)51.47負(fù)載阻抗角：tan()tan(R0.51那么控制角等于51.47時(shí)，電流波形連續(xù)，負(fù)載電流最大

負(fù)載電流最大值：Io最大輸出功率：Po此時(shí)功率因數(shù)：

U1R(L)222200.50.62822275(A)

U1Iocos37.7(KW)

cosacos0.62

五、圖1所示的單相橋式整流電路中，U2220V、觸發(fā)角a60，負(fù)載為阻性負(fù)載，R10。

1、繪制輸出電壓ud、輸出電流id、變壓器副邊電流i2的波形；2、計(jì)算輸出電壓ud、輸出電流id的平均值及功率因數(shù)；3、請(qǐng)計(jì)算晶閘管的電流有效值；

idVT1VT3udtudi2u1uRidti2VT2VT4

t圖1

答案：

1．波形繪制如圖（9分）2．電路參數(shù)計(jì)算

1cos1cos600.92201*8.5(V)Ud0.9U222IdUd148.514.85(A)R10sin20.892sin214(A)

2102U23．電路參數(shù)計(jì)算IT六、圖2所示的三相半波可控電路中，相電壓U2220V、觸發(fā)角a60，電感L的值極大，R10。

1、計(jì)算輸出電壓ud、輸出電流id的平均值、a相的電流ia的有效值；2、繪制輸出電壓ud、輸出電流id、a相的電流ia的波形。

TaiabcVT1VT2VT3udidudLRuaubuctidtt

圖2

答案：

1．電路參數(shù)計(jì)算2．

iaUd1.17U2cos1.17220cos60128.7(V)Ud128.712.87(A)IdR102．波形繪制

IaId312.8737.43(A)七、單相全控橋式整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，已知：負(fù)載電阻R1，電感Ld，相電壓U2100V，LB0.5mH，當(dāng)反電動(dòng)勢(shì)E99V，逆變角

B60時(shí)，請(qǐng)計(jì)算輸出電壓平均值Ud、輸出電流平均值Id和換相重疊角。

4XBId答案：Ud0.9U2cos2代入數(shù)據(jù)，解得：UdUd99Id

R49.9(V)Id49.1(A)

2XBId2U2sin換相重疊角計(jì)算：coscos(a)

2解得：

7.59

八、圖3所示降壓BUCK直流斬波電路，Ui為輸入直流電壓，Ui12V，Uo為輸出直流電壓，VT控制信號(hào)占空比為0.4,設(shè)所有器件均為理想器件，請(qǐng)推導(dǎo)輸入輸出直流電壓的關(guān)系式和計(jì)算輸出直流電壓Uo。

VTLUiUgUaUoUaUduLUiUoUa0uLUoUoLDMuLUiUoL

圖3

iLIrIfTonToffT答案：

利用伏秒平衡推導(dǎo)

(UiUo)Ton開(kāi)關(guān)VT導(dǎo)通的伏秒值：開(kāi)關(guān)VT關(guān)斷的伏秒值：

因此：UT則：D=0.4UDUOiUoToff(UiUo)TonUoToffMoUionTD則輸出電壓：Uo0.4124.8

九、請(qǐng)推導(dǎo)圖2所示升壓斬波電路的輸出電壓vo和輸入電壓vi的關(guān)系，當(dāng)輸入電壓為12V，占空比D為0.8時(shí)，輸出電壓為多少？

L121D2ViVCVoUgUa0RLUauLiLUa0uLUdUdLuLUdUoUoUdL圖2

利用伏秒平衡推導(dǎo)

開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通的伏秒值：開(kāi)關(guān)S關(guān)斷的伏秒值：因此：則：

IrIfTonTToffUdTon(UoUd)ToffUdTon(UoUd)ToffU1MoUUd1DO1Ud1D則輸出電壓：

12Uo60V

10.8十、圖4為單相橋式矩形波逆變電路，直流輸入電壓Ud=308V，請(qǐng)繪制輸出電壓uo和輸出電流io的波形及計(jì)算輸出電壓基波的幅值。

VT2VT1UduoioVT3VT4圖4

答案：（1）波形繪制

（2）電路參數(shù)計(jì)算

Uom(1)4Ud392.16(V)

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