电力电子技术期末考试试题.doc

.* 电力电子技术试题 一、填空 1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。 2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为__开关损耗__。 3.电力电子器件组成的系统，一般由__控制电路__、_驱动电路_、 _主电路_三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加_保护电路__。 4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型器件_ 、 _双极型器件_ 、_复合型器件_三类。 5.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通，承受反相电压截止_。 6.电力二极管的主要类型有_普通二极管_、_快恢复二极管_、 _肖特基二极管_。7.肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。 7.晶闸管的基本工作特性可概括为 __正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__ 。 8.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL__大于__IH 。 9.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDSM_大于__Ubo。 10.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。 11.电力MOSFET的通态电阻具有__正__温度系数。 12.IGBT 的开启电压UGE（th）随温度升高而_略有下降__，开关速度__小于__电力MOSFET 。 13.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为_电压驱动型_和_电流驱动型_两类。 14.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是电力二极管，属于半控型器件的是晶闸管_，属于全控型器件的是 GTO 、GTR 、电力MOSFET 、IGBT _；属于单极型电力电子器件的有_电力MOSFET _，属于双极型器件的有_电力二极管、晶闸管、GTO 、GTR ，属于复合型电力电子器件得有 IGBT _；在可控的器件中，容量最大的是_晶闸管_，工作频率最高的是_电力MOSFET，属于电压驱动的是电力MOSFET 、IGBT _，属于电流驱动的是_晶闸管、GTO 、GTR _。 15.电阻负载的特点是_电压和电流成正比且波形相同_，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是_0-180O_。 16.阻感负载的特点是_流过电感的电流不能突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是__0-180O _ ，其承受的最大正反向电压均为___，续流二极管承受的最大反向电压为___（设U2为相电压有效值）。 17.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为__0-180O _，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为__ 和_；带阻感负载时，α角移相范围为_0-90O _，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为___和___；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个_平波电抗器_。 18.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFm等于___，晶闸管控制角α的最大移相范围是_0-150o_，使负载电流连续的条件为____(U2为相电压有效值)。 19.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差_120o _，当它带阻感负载时，a的移相范围为__0-90o _。 20.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是_最高__的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是_最低_的相电压；这种电路 a 角的移相范围是_0-120o _，ud波形连续的条件是__。 21.实际工作中，整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数，当 a 从0～90变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随 a 的增大而 _增大_，当 a 从90～180变化时，整流输出的电压 ud 的谐波幅值随 a 的增大而_减小_。 22.逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种电路称为_有源逆变_，欲实现有源逆变，只能采用__全控_电路；对于单相全波电路，当控制角 0< a < p /2 时，电路工作在__整流_状态； p /2< a < p 时，电路工作在__逆变_状态。 23.在整流电路中，能够实现有源逆变的有_单相全波_、_三相桥式整流电路_等（可控整流电路均可），其工作在有源逆变状态的条件是_有直流电动势，其极性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压_和__晶闸管的控制角a > 90O，使输出平均电压Ud为负值_。 24.直流斩波电路完成得是直流到_直流_的变换。 25.直流斩波电路中最基本的两种电路是_降压斩波电路 和_升压斩波电路_。 26.斩波电路有三种控制方式脉冲宽度调制PWM、频率调制和（ton和T都可调，改变占空比）混合型。 27.改变频率的电路称为_变频电路_，变频电路有交交变频电路和_交直交变频_电路两种形式，前者又称为_直接变频电路__，后者也称为_间接变频电路_。 28.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角a的移相范围为_0-180O_，随 a 的增大， Uo_降低_，功率因数l_降低__。 　　29.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角a＜j(j=arctan(wL/R) )时,VT1的导通时间_逐渐缩短_,VT2的导通时间__逐渐延长_。 　　30.把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为__交交变频电路_。 　　31.单相交交变频电路带阻感负载时，哪组变流电路工作是由_输出电流的方向_决定的，交流电路工作在整流还是逆变状态是根据_输出电流方向和输出电压方向是否相同_决定的。 32、逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为 电压型 型逆变器和 电流型 型逆变器，电压型逆变器直流侧是电压源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧用 电容 器进行滤波，电压型三相桥式逆变电路的换流是在桥路的 本桥元件之间元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是 180 度；而电流型逆变器直流侧是电流源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧是用 电感 滤波，电流型三相桥式逆变电路换流是在 异桥元件之间元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是 120 33、由晶闸管构成的逆变器换流方式有负载 换流和 强迫 换流。 34、按逆变后能量馈送去向不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分为 有源、 逆变器与 无源 逆变器两大类。 35、直流斩波电路在改变负载的直流电压时，常用的控制方式有 等频调宽控制；等宽调频控制；脉宽与频率同时控制 三种。 36、由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流为ITn等于 1.57 倍IT（AV），如果IT（AV）=100安培，则它允许的有效电流为 157 安培。通常在选择晶闸管时还要留出 1.5—2 倍的裕量。 37、通常变流电路实现换流的方式有 器件换流，电网换流，负载换流，强迫换流四种。 38、在单相交流调压电路中，负载为电阻性时移相范围是 ，负载是阻感性时移相范围是 。 39、在电力晶闸管电路中，常用的过电流保护有 快速熔断器；电路串电抗器；过流时快速移相；直流快速开关；等几种。 40、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 。三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 。（电源相电压为U2） 41、三相桥式全控整流电路是由一组共 阴 极三只晶闸管和一组共 阳 极的三只晶闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。每隔 60度 换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通 120 度。要使电路工作正常，必须任何时刻要有 两 只晶闸管同时导通，，一个是共 阴 极的，另一个是共 阳 极的元件，且要求不是 不在同一桥臂上 的两个元件。 42、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为 控制角 角，用 α 表示。 43、实现有源逆为的条件为 要有一个直流逆变电源，它的极性方向与晶闸管的导通方向一致，其幅极应稍大于逆变桥直流侧输出的平均电压；逆变桥必须工作在β<90（即α>90）区间，使输出电压极性与整流时相反，才能把直流能量逆变成交流能量反送到交流电网。 44、当负载为大电感负载，如不加续流二极管时，在电路中出现触发脉冲丢失时单相桥式半控整流桥，， 与 三相桥式半控整流桥 电路会出现失控现象。 45、造成逆变失败的原因有 逆变桥晶闸管或元件损坏，供电电源缺相，逆变角太小，触发脉冲丢失或未按时到达，等几种。 46、晶闸管在触发开通过程中，当阳极电流小于擎住 电流之前，如去掉 触发脉冲 脉冲，晶闸管又会关断。 47、对三相桥式全控变流电路实施触发时，如采用单宽脉冲触发，单宽脉冲的宽度一般 取 90 度较合适；如采用双窄脉冲触发时，双窄脉冲的间隔应为 60 度。 48、三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相范围 0--150 ，三相全控桥电阻性负载时，电路的移相范围 0--120 ，三相半控桥电阻性负载时，电路的移相范围 0--180 。 49、请在正确的空格内标出下面元件的简称： 电力晶体管GTR；可关断晶闸管GTO；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT ；IGBT是MOSFET 和GTR的复合管。 50、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率 、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。 51、多个晶闸管相并联时必须考虑　均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。 52、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波，输出电流波形为　方波 。 53、180导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在 同一桥臂 上的上、下二个元件之间进行；而120导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在不同桥臂上的元件之间进行的。 54、要使三相全控桥式整流电路正常工作，对晶闸管触发方法有两种，一是用大于60小于120的宽脉冲 触发；二是用脉冲前沿相差60的双窄脉冲 触发。 55、绝缘栅双极型晶体管是以电力场效应晶体管栅极为栅极 作为栅极，以以电力晶体管集电极和发射极 作为发射极与集电极复合而成。 56、晶闸管的图形符号是，三个电极分别是阳极A、阴极K、和门极G，双向晶闸管的图形符号是，它的三个极分是第一阳极T1、第二阳极T2、和门极G。 57、一个单相全控桥式整流电路，交流电压有效值为220V，流过晶闸管的电流有效值为15A，则这个电路中晶闸管的额定电压可选为　　　　　；晶闸管的额定电流可选　为　　　　　　。 58、PWM逆变电路的控制方法有计算法调制法 、跟踪控制法 三种。其中调制法又可分为异步调控法 、同步调控法 两种。 59、可关断晶闸管的图形符号是 ；电力场效应晶体管的图形符号是 绝缘栅双极晶体管的图形符号是 ；电力晶体管的图形符号是 ； 60、在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中，两组变流装置分别工作在正组整流 状态、逆变 状态、反组整流 状态、逆变 状态。 61、锯齿波触发电路的主要环节是由 同步环节、锯齿波形成 、脉冲形成 、 整形放大 、强触发及输出 环节组成。 62、SPWM脉宽调制型变频电路的基本原理是：对逆变电路中开关器件的通断进行有规律的调制，使输出端得到等高不等宽 脉冲列来等效正弦波。 63电力电子承担电能的变换或控制任务，主要为①交流变直流（AC—DC）、②直流变交流（DC—AC）、③直流变直流（DC—DC）、④交流变交流（AC—AC）四种。 64通常取晶闸管的断态重复峰值电压UDRM和反向重复峰值电压URRM中较 小 标值作为该器件的额电电压。选用时，额定电压要留有一定的裕量，一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压的2~3倍。 65、半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路可能会出现 失控 现象， 为了避免单相桥式半控整流电路的失控，可以在加入 续流二极管 来防止失控。 66、整流电路中，变压器的漏抗会产生换相重叠角，使整流输出的直流电压平均值 降低 。 67、从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度称为 触发角 。 为了保证三相桥式可控整流电路的可靠换相，一般采用 双窄脉冲 或者宽脉冲触发。68、强迫换流需要设置附加的换流电路，给关断的晶闸管强迫施加反压或反电流而关断。 69、普通晶闸管（用正弦半波电流平均值定义）与双向晶闸管的额定电流定义不一样，双向晶闸管 的额定电流是用电流有效值来表示的。（双向晶闸管工作在交流电路中，正反向电流都可以流过） 70、 PWM控制技术的理论基础是 (面积等效原理)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 71、 PWM逆变电路的控制方法有 计算法 、 调制法 和 规则采样法 三种。 其中调制法又可以分为 同步调制 和 异步调制 两种. 72、电力电子器件的驱动电路的目的是给器件施加 开通、关断 的信号，提供控制电路与主电路之间的 电气隔离 。（光隔离（光耦）、磁隔离（变压器）等等） 73、晶闸管额定电流为100A，通过半波交流电时，电流的波形系数为Kf=1.57，电流的有效值计算为，则通过电流最大值为 314 A。 74电压型逆变电路中的反馈二极管的作用是给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道。 二、简答题 1、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<90（α>90）区域，使Ud< 0,才能把直流功率逆变为交流功率返送电网。 2、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。 3、为使晶闸管变流装置正常工作，触发电路必须满足什么要求？ A、触发电路必须有足够的输出功率；B、触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步；C、触发脉冲要有一定的宽度，且脉冲前沿要陡；D、触发脉冲的移相范围应能满足主电路的要求； 4、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。 5、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。 6、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。 7、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。 8、 晶闸管整流电路中的脉冲变压器有什么作用？ 答：在晶闸管的触发电路采用脉冲变压器输出，可降低脉冲电压，增大输出的触发电流，还可以使触发电路与主电路在电气上隔离，既安全又可防止干扰，而且还可以通过脉冲变压器多个二次绕组进行脉冲分配，达到同时触发多个晶闸管的目地。 9、 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。 半控：晶闸管 全控：门极可关断晶、电力晶体管、电力场效应管，IGBT 电流控门极可关断晶、电力晶体管、 电压控 电力场效应管，IGBT 半控型器件有 SCR（晶闸管） ，全控型器件有 GTO、GTR、MOSFET、IGBT 电流驱动器件有 SCR、GTO、GTR 电压型驱动器件：MOSFET、IGBT ☆半控器件：大电压大电流，即大功率场合☆全控器件：中小功率 10、电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？ 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。 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。 电压型有电容器（电源侧），电流型一般串联大电感 11、电压型逆变电路的特点。 （1）直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；　 (2)输出电压为矩形波（电流为正弦波），输出电流因负载阻抗不同而不同； (3)阻感负载时需提供无功。为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。 12、电流型压型逆变电路的特点 1、电流侧串联有大电感， 2、交流侧输出电流为矩形波（电压为正弦波），并且与负载阻抗角无关。 3、不必给开关器件反并联二极管 13、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？ （频率高异步调制，频率低同步调制） 分段调制优点：1载波频率不会太高 2开关损耗不会太大 3载波频率在低频时不会太低 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。 异步调制的主要特点是：在信号波的半个周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。这样，当信号波频率较低时，载波比N较大，一周期内的脉冲数较多，正负半周期脉冲不对称和半周期内前后1/4周期脉冲不对称产生的不利影响都较小，PWM波形接近正弦波。而当信号波频率增高时，载波比N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大，有时信号波的微小变化还会产生PWM脉冲的跳动。这就使得输出PWM波和正弦波的差异变大。对于三相PWM型逆变电路来说，三相输出的对称性也变差。 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。同步调制方式中，信号波频率变化时载波比N不变，信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。当逆变电路输出频率很低时，同步调制时的载波频率fc也很低。fc过低时由调制带来的谐小组不易滤除。当负载为电动机时也会带来较大的转矩脉动和噪声。当逆变电路输出频率很高时，同步调制时的载波频率fc会过高。使开关器件难以承受。此外，同步调制方式比异步调制方式复杂一些。 分段同步高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 (1) 简述PWM调制方式的同步调制和异步调制的定义及特点。 答： 载波频率fc与调制信号频率fr之比，N= fc / fr，根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式分为异步调制和同步调制。 异步调制：通常保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的。在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生的不利影响都较小。当fr增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大。 同步调制：fr变化时N不变，信号波一周期内输出脉冲数固定。三相电路中公用一个三角波载波，且取N为3的整数倍，使三相输出对称；为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数。fr很低时，fc也很低，由调制带来的谐波不易滤除。fr很高时，fc会过高，使开关器件难以承受。 14、缓冲电路的作用是什么？关断缓冲与开通缓冲在电路形式上有何区别，各自的功能是什么？ 答：缓冲电路的作用是抑制电力电子器件的内因过电压du/dt或者过电流di/dt,减少器件的开关损耗。缓冲电路分为关断缓冲电路和开通缓冲电路。关断缓冲电路是对du/dt抑制的电路，用于抑制器件的关断过电压和换相过电压，抑制du/dt，减小关断损耗。开通缓冲电路是对di/dt抑制的电路，用于抑制器件开通时的电流过冲和di/dt，减小器件的开通损耗。 15、在三相桥式整流电路中，为什么三相电压的六个交点就是对应桥臂的自然换流（相）点？（请以a、b两相电压正半周交点为例，说明自然换向原理） 答：三相桥式整流电路中，每只二级管承受的是相邻二相的线电压，承受正向电压时导通，反向电压时截止。三相电压的六个交点是其各线电压的过零点，是二级管承受正反向电压的分界点，所以，是对应桥臂的自然换流点。 16、试述斩波电路时间比控制方式中的三种控制模式？ 答：斩波电路时间比控制方式中的三种控制模式为： （1）定频调宽控制模式 定频就是指开关元件的开、关频率固定不变，也就是开、关周期T固定不变，调宽是指通过改变斩波电路的开关元件导通的时间Ton来改变导通比Kt值，从而改变输出电压的平均值。 （2）定宽调频控制模式 定宽就是斩波电路的开关元件的导通时间Ton固定不变，调频是指用改变开关元件的开关周期T来改变导通比Kt。 （3）调频调宽混合控制模式 这种方式是前两种控制方式的综合，是指在控制驱动的过程中，即改变开关周期T，又改变斩波电路导通时间Ton的控制方式。通常用于需要大幅度改变输出电压数值的场合. 17、SPWM调制方式是怎样实现变压功能的？又是怎样实现变频功能的？ 答：改变调制比M可以改变输出电压uO基波的幅值，所以，SPWM调制是通过改变调制波ur的幅值实现变压功能的。 改变正弦调制波的频率时，可以改变输出电压u0的基波频率，所以，SPWM调制是通过改变调制波ur的频率实现变频功能的。 18、什么是逆变失败，逆变失败的原因是什么？ 答：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：（1）触发电路工作不可靠，造成脉冲丢失、脉冲延迟等。（2）晶闸管发生故障，失去正常通断能力。（3）交流电源发生异常现象，如断电、缺相、或电压过低。（4）换相的裕量角不足，晶闸管不能可靠关断。 三、计算题 1. 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， 2. 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 5、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。 ☆相桥式全控整流：☆ ☆ ☆ ☆ 6、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) 7、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=40s，ton=25s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。 8、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。 9、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） 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：