電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)資料A卷一、名詞解釋（每小題2分，共10分）1.自然換相點(diǎn)2.IGBT.換相重疊角Y.強(qiáng)迫換流.脈寬調(diào)制法二、填空題（每空1分，共20分）.晶閘管的動(dòng)態(tài)參數(shù)有斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt和通態(tài)電流臨界上升率等，若du/dt過(guò)大，就會(huì)使晶閘管出現(xiàn) ，若di/dt過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致晶閘管 。.單相全控橋可控整流電路中功率因數(shù)cos很比單相半波可控整流電路的功率因數(shù)提高了倍。各管上承受的最大反向電壓為。.三相零式可控整流電路帶電阻性負(fù)載工作時(shí)，在控制角a>30°時(shí)，負(fù)載電流出現(xiàn)晶閘管所承受的最大反向電壓為。.在單相全控橋整流電路帶反電勢(shì)負(fù)載時(shí)，若交流電源有效值為U2，反電勢(shì)為E時(shí)，不導(dǎo)電角6=，若晶閘管不導(dǎo)通時(shí)，輸出電壓應(yīng)為 。.三相橋式可控整流電路，在電阻性負(fù)載時(shí)，當(dāng)控制角 aW30°,每個(gè)晶閘管的導(dǎo)通角9=。此電路的移相范圍為 。.單相橋式整流電路在一個(gè)周期內(nèi)換相 次；三相橋式整流電路在一個(gè)周期內(nèi)換相 次。.在晶閘管觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路中，常用的同步電壓有和兩種。.為使交流一交流變頻電路的輸出電壓波形為正弦波，必須對(duì)控制角a進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制的方法很多，采用較多的是,其基本公式是。.整流和有源逆變的本質(zhì)是電能的交換，有可能發(fā)生 短路，即Ud和E—（填“同”或“反”）極性，形成短路。.在逆變器中，晶閘管的自然關(guān)斷法，是利用負(fù)載回路中的電感L和 在產(chǎn)生振蕩時(shí)，電路中的電流具有 的特點(diǎn)，從而使晶閘管發(fā)生自然關(guān)斷。三、分析、作圖題（共20分）

.說(shuō)明下面斬波電路的類型及其工作原理，畫出 二.輸出電壓匕、輸出電流?。波形E.下面逆變電路采用何種方式換流？試分析它的工作原理與過(guò)程。A YD___y_良晨，四、計(jì)算題（每題10分，共50分）.有兩個(gè)電流波形波形如下圖所示，最大值均為Im，試分別求它們的電流平均值1d，電流有效值I。TOC\o"1-5"\h\z.單相半波可控整流電路對(duì)電阻性負(fù)載供電，已知U2=220V,要求輸出直流平均電壓Ud=80V,平均電流1d=50A,試計(jì)算晶閘管的控制角a,導(dǎo)通角。各為何值？ ".單相全控橋，反電動(dòng)勢(shì)阻感性負(fù)載，R=1Q,L=8,E=40V,U2=100V,LB=0.5mH,當(dāng)a=60°時(shí)求Ud、1d與Y的數(shù)值，并畫出整流電壓ud的波形。 2 ".在降壓斬波電路中，已知￡=200丫小=10。/值極大,Em=30v,T=50s,10n=20s,計(jì)算輸出電壓的平均值與、輸出電流的平均值I0。.在升壓斬波電路中，已知￡=50丫小=20。，L值和C值極大,T=40s,10n=25s，計(jì)算輸出電壓的平均值u0、輸出電流的平均值i0。 on答案:一、名詞解釋（每小題2分，共10分）.在三相可控整流電路中，各相電壓在正半周或負(fù)半周的交點(diǎn)，稱為自然換相點(diǎn)。.絕緣柵雙極晶體管。.由于變壓器漏感的影響，將兩只換流的晶閘管同時(shí)導(dǎo)通所經(jīng)過(guò)的電角度，稱為換相重疊角.設(shè)置附加的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反向電壓或反向電流的換流方式稱為強(qiáng)迫換流，是無(wú)源逆變電路的換流方式之一。.脈寬調(diào)制型逆變器采用脈寬調(diào)制，在實(shí)現(xiàn)逆變的同時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)輸出脈沖的個(gè)數(shù)和寬度，來(lái)改變逆變器輸出電壓的有效值，通過(guò)控制調(diào)制周期的大小來(lái)改變輸出電壓的頻率，即能同時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻和調(diào)壓的雙重功能。二、填空題（每空1分，共20分）.誤導(dǎo)通因局部過(guò)熱而損壞 7.U28.斷續(xù)U29.sin-1 反電勢(shì)E10.12000?32150011.2,612.正弦波電壓鋸齒波電壓13.余弦交點(diǎn)法a=arccos（ysin%t） 14.順向串聯(lián)反15.電容C自然過(guò)零三、分析、作圖題（共20分）16.工作原理：假設(shè)L值、C值很大，V通時(shí)，E向L充電，充電電流恒為I1，同時(shí)C的電壓向負(fù)載供電，因C值很大，輸出電壓Uo為恒值，記為U。。設(shè)V通的時(shí)間為ton，此階段L上積蓄的能量為EI1t0nV斷時(shí)，E和L共同向C充電并向負(fù)載R供電。設(shè)V斷的時(shí)間為toff,則此期間電感L釋放能量為叼廣。/E）1"升壓斬波電路及其工作波形a）電路圖b）波形

穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中L積蓄能量與釋放能量相等，得U=匚+*E=E0t toff 0f輸出電壓高于電源電壓，故稱升壓斬波電路。也稱之為boost變換器進(jìn)一步分析：aL儲(chǔ)能之后具有使電壓泵升的作用b電容C可將輸出電壓保持住.下面逆變電路采用何種方式換流？試分析它的工作原理與過(guò)程。答：本電路為并聯(lián)諧振式逆變電路，采用負(fù)載換流。并聯(lián)諧振式逆變電路屬電流型，故其交流輸出電流波形接近矩形波，其中包括基波和各次諧波。工作時(shí)晶閘管交替觸發(fā)的頻率應(yīng)接近負(fù)載電路諧振頻率，故負(fù)載對(duì)基波呈現(xiàn)高阻抗，對(duì)諧波呈現(xiàn)低阻抗，諧波在負(fù)載上幾乎不產(chǎn)生壓降，因此，負(fù)載電壓波形為正弦波。又因基波頻率稍大于負(fù)載諧振頻率，負(fù)載電路呈容性，io超前電壓uo一定角度，達(dá)到自動(dòng)換流關(guān)斷晶閘管的目的。逆變電路換流的工作過(guò)程如下圖所示。四、計(jì)算題(四、計(jì)算題(共50分).(1)對(duì)圖(a)，電流平均值Ida=巴兀電流有效值Ia=%v2I(2)對(duì)圖(b):電流平均值:Idb=-m電流有效值Ia=電流有效值Ia=19.(1)由19.(1)由Ud=0.45U2,得

/.a=arccos(0.616)=52°cosa=-1=0.616(2)導(dǎo)通角。=180-52°=128°201dUd-E_0.9X100X0.5-402XB2n0.157+1314=(2)導(dǎo)通角。=180-52°=128°201dUd-E_0.9X100X0.5-402XB2n0.157+1314=4.76(A)△Ud=6XBId2n3X0.157X4.76=0.714(V))3.14Ud=9-△*=0.9U2cosa-AUd=0.9X100X0.5-0.714=44.286(V)721rx 0.157cos(60°+y)=cosa- d—B=cos60°-72X4.76X =0.49U 1002cos-10.49=60.66°21.由于L值極大，..?負(fù)載電流連續(xù)換相重疊角Y=60.66°-60°=0.66°輸出電壓的平均值6=?￡=二r=80V輸出電流的平均值I0=U0-Em

R—80-301022.輸出電壓的平均值U0=工￡toff-^0—X50=133.3V40-15輸出電流的平均值i0=Ur=T=6.67安B卷二、名詞解釋（每小題2分，共10分）1.自然換相點(diǎn)2.IGBT.換相重疊角.強(qiáng)迫換流.脈寬調(diào)制法二、填空題（每空1分，共18分）.晶閘管的動(dòng)態(tài)參數(shù)有斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt和通態(tài)電流臨界上升率di/dt等，若du/dt過(guò)大，就會(huì)使晶閘管出現(xiàn) ，若di/dt過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致晶閘管 。.單相全控橋可控整流電路中功率因數(shù)cos很比單相半波可控整流電路的功率因數(shù)提高了倍。各管上承受的最大反向電壓為。.三相橋式可控整流電路帶電阻性負(fù)載工作時(shí)，在控制角。260°時(shí)，負(fù)載電流出現(xiàn)晶閘管所承受的最大反向電壓為。.在單相全控橋整流電路帶反電勢(shì)負(fù)載時(shí)，若交流電源有效值為U2，反電勢(shì)為E時(shí)，提前關(guān)斷角6=，若晶閘管不導(dǎo)通時(shí)，輸出電壓應(yīng)為 。.三相橋式可控整流電路，在電阻性負(fù)載時(shí)，當(dāng)控制角 aW30°,每個(gè)晶閘管的導(dǎo)通角9=。此電路的移相范圍為 。.單相橋式整流電路在一個(gè)周期內(nèi)換相 次；三相橋式整流電路在一個(gè)周期內(nèi)換相 次。.升降壓斬波電路呈現(xiàn)升壓狀態(tài)的條件為。.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。.整流和有源逆變的本質(zhì)是電能的交換，有可能發(fā)生短路，即Ud和E—（填“同”或“反”）極性，形成短路。.在逆變器中，晶閘管的自然關(guān)斷法，是利用負(fù)載回路中的電感L和 在產(chǎn)生振蕩時(shí)，電路中的電流具有 的特點(diǎn)，從而使晶閘管發(fā)生自然關(guān)斷。三、分析、作圖題（第16題10分；第17題12分，共22分）

.說(shuō)明下面斬波電路的類型及其工作原理，畫出輸出電壓匕、輸出電流?。波形L4E.下面逆變電路采用何種方式換流？試分析它的工作原理與過(guò)程。L4E四、計(jì)算題（每題10分，共50分）.有兩個(gè)電流波形波形如下圖所示，最大值均為Im，試分別求它們的電流平均值1d，電流有效值I。.單相半波可控整流電路對(duì)電阻性負(fù)載供電，已知U2=220V,要求輸出直流平均電壓Ud=80V,試計(jì)算晶閘管的控制角a,導(dǎo)通角。各為何值？2 ".三相全控橋變流器，反電動(dòng)勢(shì)阻感性負(fù)載，R=1Q,L=8,,U2=220V,LB=1mH,當(dāng)E=-400V、a=60°時(shí)求Ud、1d與Y的數(shù)值，此時(shí)送回電網(wǎng)的有功功率是多少？".在降壓斬波電路中，已知￡=200丫小=10。/值極大,Em=30v,T=50s,10n=20s,計(jì)算輸出電壓的平均值黑、輸出電流的平均值I0。m On.在升壓斬波電路中，已知￡=50丫小=20。，L值和C值極大,T=40s,ton=25s，計(jì)算輸出電壓的平均值U0、輸出電流的平均值I0。答案：一、名詞解釋（每小題2分，共10分）.三相交流電三個(gè)相電壓的交點(diǎn)，稱為自然換相點(diǎn)。.絕緣柵雙極晶體管。.由于變壓器漏感的影響，將兩只換流的晶閘管同時(shí)導(dǎo)通所經(jīng)過(guò)的電角度，稱為換相重疊角.設(shè)置附加的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反向電壓或反向電流的換流方式稱為強(qiáng)迫換流，是無(wú)源逆變電路的換流方式之一。.通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)等效地獲得所需要的波形（含形狀和幅值）的方法。二、填空題（每空1分，共18分）.誤導(dǎo)通、因局部過(guò)熱而損壞7.V2、夜U28,斷續(xù)、V6U29.sin-1言■、反電勢(shì)E10.120°、0?150°11,2、612.0.5<D<1（D為占空比）13.20HZ14.順向串聯(lián)、反15.電容。、自然過(guò)零三、分析、作圖題（共22分）16.工作原理：假設(shè)L值、C值很大，V通時(shí)，E向L充電，充電電流恒為I1，同時(shí)C的電壓向負(fù)載供電，因C值很大，輸出電壓Uo為恒值，記為U。。設(shè)V通的時(shí)間為ton，此階段L上積蓄的能量為EI1t0nV斷時(shí)，E和L共同向C充電并向負(fù)載R供電。設(shè)V斷的時(shí)間為toff,則此期間電感L釋放能量為叼廣。/E）1"升壓斬波電路及其工作波形a）電路圖b）波形穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中L積蓄能量與釋放能量相等，得U=匚+*E=E0t toff 0f輸出電壓高于電源電壓，故稱升壓斬波電路。也稱之為boost變換器進(jìn)一步分析：aL儲(chǔ)能之后具有使電壓泵升的作用b電容C可將輸出電壓保持住.答：本電路為并聯(lián)諧振式逆變電路，采用負(fù)載換流。并聯(lián)諧振式逆變電路屬電流型，故其交流輸出電流波形接近矩形波，其中包括基波和各次諧波。工作時(shí)晶閘管交替觸發(fā)的頻率應(yīng)接近負(fù)載電路諧振頻率，故負(fù)載對(duì)基波呈現(xiàn)高阻抗，對(duì)諧波呈現(xiàn)低阻抗，諧波在負(fù)載上幾乎不產(chǎn)生壓降，因此，負(fù)載電壓波形為正弦波。又因基波頻率稍大于負(fù)載諧振頻率，負(fù)載電路呈容性，io超前電壓uo一定角度，達(dá)到自動(dòng)換流關(guān)斷晶閘管的目的。逆變電路換流的工作過(guò)程如下圖所示。由】五、計(jì)算題(共50分).(1)對(duì)圖(a)，電流平均值Ida=巴兀電流有效值Ia=gI⑶對(duì)圖(b):電流平均值:Idb=3I電流有效值Ia=「.(1)由Ud=0.45U)1+COSa,得cosa=4--1=0.6162 2 0.45%/.a=arccos(0.616)=52°(3)導(dǎo)通角。=180-52°=128°201201d_U,E一—dXBRAU,=6XBId=3XI/n(2)d2n BdUd=2.34U2cos(n0)AUd(3)將(1)、(2)代入(3)：U=2.34UCOS(n0)3XI/n=2,34U2cosm0)*n(XBR)3Xbed 2 Bd (3n)XBnR【其中cos(n0)=cosS；XB=2nfLB=2X3.14X50X1X103=0.314Q】Ud2.34X220COS60°X3,14(0.3141)3x0.314x(400)=1438.8=2839V

Ud由式⑴：Id二UdE由式⑴：Id二UdEXBR=283.9 (400)0.3141=88.356Acosacos(aY)=2Xb1c/^6u=2X3.14X88/^—=0.103cos(ay)=cosa0.103=cos120°0.103=0.5 0.103=0.603cos1(0.603)=a