电力电子技术习题解答bszd.docx

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1、电力电子子技术习习题解答答习题一1、晶闸闸管正常常导通的的条件是是什么，导导通后流流过的电电流由什什么决定定？晶闸闸管关断断的条件件是什么么，如何何实现？答：使晶晶闸管导导通的条条件是：晶闸管管承受正正向阳极极电压（UUAK00），并并在门极极施加触触发电流流（UGGK00）。要要使晶闸闸管由导导通转为为关断，可可利用外外加反向向电压或或由外电电路作用用使流过过晶闸管管的电流流降到维维持电流流以下，便便可使导导通的晶晶闸管关关断。2、有时时晶闸管管触发导导通后，触触发脉冲冲结束后后它又关关断了，是是何原因因？答：这是是由于晶晶闸管的的阳极电电流IAA没有达达到晶闸闸管的擎擎住电流流（ILL）就

2、去去掉了触触发脉冲冲，这种种情况下下，晶闸闸管将自自动返回回阻断状状态。在在具体电电路中，由由于阳极极电流上上升到擎擎住电流流需要一一定的时时间（主主要由外外电路结结构决定定），所所以门极极触发信信号需要要保证一一定的宽宽度。3、图11-322中的阴阴影部分分表示流流过晶闸闸管的电电流波形形，其最最大值均均为Im，试计计算各波波形的电电流平均均值、有有效值。如如不考虑虑安全裕裕量，额额定电流流1000A的晶晶闸管，流流过上述述电流波波形时，允允许流过过的电流流平均值值Id各为多多少？图1-332 习习题3附附图解：（aa）额定电流流1000A的晶晶闸管允允许流过过的电流流有效值值为1557A，

3、则则；平均值为为：。（b）额定电流流1000A的晶晶闸管允允许流过过的电流流有效值值为1557A，则则；平均值为为：。（c）额定电流流1000A的晶晶闸管允允许流过过的电流流有效值值为1557A，则则；平均值为为：。（d）额定电流流1000A的晶晶闸管允允许流过过的电流流有效值值为1557A，则则；平均值为为：。（e）额定电流流1000A的晶晶闸管允允许流过过的电流流有效值值为1557A，则则；平均值为为：。（f）额定电流流1000A的晶晶闸管允允许流过过的电流流有效值值为1557A，则则：；平均值为为： 4、为什什么晶闸闸管不能能用门极极负脉冲冲信号关关断阳极极电流，而而GTOO却可以以？答

4、：GTTO和普普通晶闸闸管同为为PNPPN结构构，由PP1N1P2和N1P2N2构成两两个晶体体管V11、V2分别具具有共基基极电流流增益1和2，由普普通晶闸闸管得分分析可得得，121是是器件临临界导通通的条件件。121两两个晶体体管饱和和导通；121.15，而而GTOO则为121.005，饱饱和程度度不深，在在门极控控制下易易于退出出饱和。C GGTO在在设计时时，2较大，晶晶体管VV2控制制灵敏，而而1很小，这这样晶体体管V11的集电电极电流流不大，易易于从门门极将电电流抽出出，从而而使GTTO关断断。5、GTTO与GGTR同同为电流流控制器器件，前前者的触触发信号号与后者者的驱动动信号有

5、有哪些异异同？答：二者者都是电电流型驱驱动型器器件，其其开通和和关断都都要求有有相应的的触发脉脉冲，要要求其触触发电流流脉冲的的上升沿沿陡且实实行强触触发。GGTR要要求在导导通期间间一直提提供门极极触发电电流信号号，而GGTO当当器件导导通后可可以去掉掉门极触触发电流流信号；GTOO的电流流增益（尤尤其是关关断电流流增益很很小）小小于GTTR，无无论是开开通还是是关断都都要求触触发电流流有足够够的幅值值和陡度度，其对对触发电电流信号号（尤其其是关断断门极负负脉冲电电流信号号）的要要求比GGTR高高。6、试比比较GTTR、GGTO、MMOSFFET、IIGBTT之间的的差异和和各自的的优缺点点

6、。答：见下下表器 件件优 点缺 点GTR耐压高，电电流大，开开关特性性好，通通流能力力强，饱饱和压降降低开关速度度低，电电流驱动动型需要要驱动功功率大，驱驱动电路路复杂，存存在2次次击穿问问题GTO电压、电电流容量量很大，适适用于大大功率场场合，具具有电导导调制效效应，其其通流能能力很强强电流关断断增益很很小，关关断时门门极负脉脉冲电流流大，开开关速度度低，驱驱动功率率很大，驱驱动电路路复杂，开开关频率率低MOSFFET开关速度度快，开开关损耗耗小，工工作频率率高，门门极输入入阻抗高高，热稳稳定性好好，需要要的驱动动功率小小，驱动动电路简简单，没没有2次次击穿问问题电流容量量小，耐耐压低，通通

7、态损耗耗较大，一一般适合合于高频频小功率率场合IGBTT开关速度度高，开开关损耗耗小，通通态压降降低，电电压、电电流容量量较高。门门极输入入阻抗高高，驱动动功率小小，驱动动电路简简单开关速度度不及电电力MOOSFEET，电电压、电电流容量量不及GGTO。习题二1、单相相桥式全全控整流流电路接接电阻性性负载，要要求输出出电压在在01100VV连续可可调，输输出电压压平均值值为300 V时时，负载载电流平平均值达达到200A。系系统采用用2200V的交交流电压压通过降降压变压压器供电电，且晶晶闸管的的最小控控制角minn300，（设设降压变变压器为为理想变变压器）。试试求：（1）变变压器二二次侧电

8、电流有效效值I2； （22）考虑虑安全裕裕量，选选择晶闸闸管电压压、电流流定额； （33）作出出660时时，ud、id和变压压器二次次侧i2的波形形。解：由题题意可知知负载电电阻欧，单相全控控整流的的直流输输出电压压为直流输出出电压最最大平均均值为1100VV，且此此时的最最小控制制角为minn300，带带入上式式可求得得（1）minn300时，（2）晶晶闸管的的电流有有效值和和承受电电压峰值值分别为为 考虑虑3倍余余量，选选器件耐耐压为116835500VV；额定定电流为为(555.288/1.57)31100AA（3）2、试作作出图22-7（第第44页页）所示示的单相相桥式半半控整流流电路

9、带带大电感感负载，在在330时时的ud、id、iVT11、iVD44的波形形。并计计算此时时输出电电压和电电流的平平均值。解：输出电压压和电流流的平均均值分别别为：3、单相相桥式全全控整流流电路，U2100V，负载中R2 ，L值极大，反电动势E60V，当30时，试求： （11）作出出ud、id和i2的波形形； （22）求整整流输出出电压平平均值UUd、电流流Id，以及及变压器器二次侧侧电流有有效值II2。解：整流流输出电电压平均均值Ud、电流流Id，以及及变压器器二次侧侧电流有有效值II2分别为为：4、某一一大电感感负载采采用单相相半控桥桥式整流流接有续续流二极极管的电电路，负负载电阻阻R=4

10、，电源源电压UU2=2220V，=/3，求：(1) 输出直直流平均均电压和和输出直直流平均均电流；(2) 流过晶晶闸管（整整流二极极管）的的电流有有效值；(3) 流过续续流二极极管的电电流有效效值。解：（11）电路路波形图图见第22题（2）（3）5、三相相半波可可控整流流电路的的共阴极极接法和和共阳极极接法，aa、b两两相的自自然换相相点是同同一点吗吗？如果果不是，它它们在相相位上差差多少度度？试作作出共阳阳极接法法的三相相半波可可控的整整流电路路在30时的uud、iVT11、uVT11的波形形。解：a、bb两相的的自然换换相点不不是同一一点，它它们在相相位上差差多少1180度度，见下下图。共

11、阳极接接法的三三相半波波可控的的整流电电路在300时的的ud、iVT11、uVT11的波形形如下图图6、三相相半波可可控整流流电路带带大电感感性负载载，/3，RR=2，U2=2220V，试试计算负负载电流流Id，并按按裕量系系数2确确定晶闸闸管的额额定电流流和电压压。解：按裕量系系数2确确定晶闸闸管的电电流定额额为：；电压定定额为：7、三相相桥式全全控整流流电路，U2100V，带阻感性负载，R5 ，L值极大，当60，试求： （11）作出出ud、id和iVT11的波形形； （22）计算算整流输输出电压压平均值值Ud、电流流Id，以及及流过晶晶闸管电电流的平平均值IIdVTT和有效效值IVT； （

12、33）求电电源侧的的功率因因数； （44）估算算晶闸管管的电压压、电流定定额。解：（11） （22） （33）由功功率因数数的定义义知： （44）按22倍余量量估算，晶晶闸管的的电压定定额为：；晶闸管的的电流定定额为：8、三相相桥式不不控整流流电路带带阻感性性负载，R5 ，L，U2220V，XB=0.3 ，求Ud、Id、IVD、I2和的值，并作出ud、iVD1和i2的波形。解：三相相桥式不不控整流流电路相相当于三三相桥式式全控整整流电路路在触发发角为00度时的的情况，则则 代入已已知量联联立求解解上述22个方程程可得： 二极管管的电流流平均值值为： 变压器器二次侧侧电流有有效值为为： 由 可可

13、得；ud、iiVD11和i2的波形形的波形形如下：9、请说说明整流流电路工工作在有有源逆变变时所必必须具备备的条件件。答：(11) 外外部条件件直直流侧应应有能提提供逆变变能量的的直流电电动势，其极性与晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧的平均电压。(2) 内部条件变流器直流侧输出直流平均电压必须为负值，即/2，Ud0。以上两条件必须同时满足，才能实现有源逆变。10、什什么是逆逆变失败败？如何何防止逆逆变失败败？答：当变变流器工工作于逆逆变工况况时，一一旦由于于触发脉脉冲丢失失、突发发电源缺缺相或断断相等原因造成成换流失败，将将使输出出电压UUd进入正正半周，与与EM顺向连连接，由由于回路

14、路电阻很很小，造造成很大大的短路路电流，这这种情况况叫逆变变失败或或逆变颠颠覆。为了保证证逆变电电路的正正常工作作，必须须1）选用用可靠的的触发器器，2）正确确选择晶晶闸管的的参数，3）采取必要的措施，减小电路中du/dt和di/dt的影响，以免发生误导通，4）保证交流电源的质量，5）逆变角的角度有一最小限制，留出充足的换向余量角。11、三三相全控控桥式变流器器，已知知L足够大大、R=1.2、U2=200V、EM= 300V，电动机运行于发电制动状态，制动过程中的负载电流为66A，问此时变流器能否实现有源逆变？若能求此时的逆变角。解：电动动机处于于发电制制动状态态可以提供供逆变能能量，满满足有

15、源源逆变的的外部条条件，可可以实现现有源逆逆变。三相全全控桥式式变流器器处于有有源逆变变时有： （11）而 ，即即 ，将带入（11）式可可得：；或。12、三三相全控控桥式变流器器，带反反电动势势阻感负负载，已已知R1 ，LL，UU22220V，LB=1mH，当EM400V，60时求Ud、Id和的值，及此时送回电网的有功功率是多少？解： 代代入已知知量联立立求解上上述2个个方程可可得： 由由换流重重叠角公公式可得得：；即 送回电网网的有功功功率为为：。13、三三相桥式式全控整整流电路路，其整整流输出出电压中中含有哪哪些次数数的谐波波？其中中最大的的是哪一一次？变变压器二二次电流流中含有有哪些次次

16、数的谐谐波？其其中主要要的是哪哪几次？对于mm相全控控整流电电路呢？答：三相相桥式全全控整流流电路，其其整流输输出电压压中含有有6k（kk=1、22、3）次的谐谐波，其中最最大的是是6次谐波。变压器二二次电流流中含有有6k1（kk=1、22、3）次的谐谐波，其中主主要的是是哪5、77次谐波波。对于m相相全控整整流电路路，其整整流输出出电压中中含有22mk（kk=1、22、3）次的谐谐波，其中最最大的是是2m次谐波。变压器二二次电流流中含有有2mkk1（kk=1、22、3）次的谐谐波，其中主主要的是是哪2mmk1次谐波波。14、试试计算第第3原题不符题（单相相桥式全全控整流流电路）中i2的3、5

17、、7次谐波分量的有效值I23、I25、I27，并计算此时该电路的输入功率因数。解：由第第3题的的解答可可知：，则则；基波有效效值 输入功率率因数。15、试试计算第第7题（三相桥桥式全控控整流电电路）中的i2的5、77次谐波波分量的的有效值值I25、I27。解：由第第7题的的解答可可知：，则则；。16、三三相晶闸闸管桥式式全控整整流器接接至100.5kkV交流流系统。已已知100kV母线线的短路路容量为为1500MVAA，整流流器直流流侧电流流Id4000A，触触发延迟迟角155，不不计重叠叠角，试试求：(1) 基波功功率因数数coss1、整流流器的功功率因数数；(2) 整流侧直流电电压Ud；(

18、3) 有功功功率、无无功功率率和交流流侧基波电电流有效效值；(4) 截止到到23次次的各谐谐波电流流的大小小、总谐谐波畸变变率。解：（11） （22）（3）基基波电流流有效值值 总电电流有效效值 有功功率率无功功率率（4）仅仅含有6kk1（kk=1、22、3）次的谐谐波，；总谐波波畸变率率为：17、晶晶闸管整整流电路路的功率率因数是是怎么定定义的？它与那那些因素素有关？答：晶闸闸管整流流电路的的功率因因数由畸畸变因子子和位移移因子构构成，表表达式为为：具体而言言：由移移相触发发角和整整流电路路的结构构决定。习题三1.（*）一升升压换流流器由理理想元件件构成，输输入Ud在816VV之间变变化，通

19、通过调整整占空比比使输出出U0=244V固定定不变，最最大输出出功率为为5W，开开关频率率20kkHz，输出端端电容足足够大，求求使换流流器工作作在连续续电流方方式的最最小电感感。解：由UU0=244V固定定不变，最最大输出出功率为为5W可可知当输入UUd为8V时输入Udd为16VV时则实际工工作时的的占空比比范围为为：由电流断断续条件件公式可可得即在范围内内是单调调下降的的，在11/3处处有最大大值，所所以2一台台运行在在20kkHz开开关频率率下的升升降压换换流器（图图3-77）由理理想元件件构成，其中L=0.05mH，输入电压Ui=15V，输出电压U0=10V，可提供10W的输出功率，并

20、且输出端电容足够大，试求其占空比D。解：3在图图3-11所示的的降压斩斩波电路路中，已已知Ui=1000V，R=0.5，L=1mH，采用脉宽调制控制方式，T=20s，当ton5s时，试求：（1）输输出电压压平均值值UO、输出出电流的的平均值值IO；（2）（*）输出出电流的的最大和和最小瞬瞬时值（由于课课本上没没讲，这这一问是是否可以以取消？），判断断负载电电流是否否断续；（3）（*）当ton33s时时，重新新进行上上述计算算。解：（11）（2），所以电电流连续续。（3）同同（2），所以电电流也是是连续的的。4在图图3-335所示示降压斩斩波电路路中，已已知E=6000V，R=0.1，L=，EM

21、=350V，采用脉宽调制控制方式，T=1800s，若输出电流IO=100A， 试求：（1）输输出电压压平均值值UO和所需需的ton值； （22）作出出、以及iG、iD的波形形。图3-335 电电流型降降压斩波波电路解：（11）（2）各各点波形形见下图图：5升压压斩波电电路为什什么能使使输出电电压高于于电源电电压？答：其一一是由于于升压斩斩波器的的电路结结构使电电路中的的电感具具有电压压泵升作作用，其其二是电电容的电电压维持持能力。当当高频开开关闭合合时，输输入电源源向电感感储存能能量，当当开关断断开时，电电感的储储存能量量向负载载放电。开开关的导导通比DD越大则则电感储储能越多多，输出出电压越

22、越高并由由电容保保持，输输出电压压与输入入电压有有如下关关系：。6在图图3-44所示的的升压斩斩波电路路中，已已知Ui=500V，LL值和C值极大大，R=200，采采用脉宽宽调制控控制方式式，当TT=400s，ton25s时，计算输出电压平均值UO和输出电流的平均值IO。解：7说明明降压斩斩波电路路、升压压斩波电电路、升升降压斩斩波电路路的输出出电压范范围。答：降压压斩波电电路的输输出电压压范围：；升压斩波波电路的的输出电电压范围围：，应避避免D接接近于11；升降压斩斩波电路路的输出出电压范范围（仅仅大小）：，应避避免D接接近于11。8在图图3-77所示升升降压斩斩波电路路中，已已知Ui=10

23、00V，R=0.5，L和C极大，试求：（1）当当占空比比D0.2时的的输出电电压和输输出电流流的平均均值； （22）当占占空比DD0.6时的输出出电压和和输出电电流的平平均值，并并计算此此时的输输入功率率。解：（11）；（2）；9试说说明升降降压斩波波电路（Buck-Boost）与Cuk斩波电路的异同点。答：两个个电路实实现的功功能是一一致的，均均可方便便地实现现升降压压斩波，CCuk斩斩波电路路较为复复杂，应应用不是是很广泛泛。但CCuk斩斩波电路路的突出出优点是是：其输输入电流流和输出出电流都都是连续续的，输输出电压压纹波较较小，便便于滤波波，在特特定应用用场合有有应用。10在在单相交交流

24、调压压器中，电电源电压压U1=1220V，电电阻负载载R=100，触发发角=900，试计计算：负负载电压压有效值值UO、负载载电流有有效值IIO、负载载功率PPO和输入入功率因因数 。解：11一一电阻性性负载加加热炉有有单相交交流调压压电路供供电，在在00时位输输出功率率最大值值，试求求输出功功率分别别为800及550最最大功率率时的触触发角。解：输出出功率： 当：即：，得得：（注意上上式中应用弧弧度计算算）又当：即：，得得：12一一晶闸管管单相交交流调压压器带阻阻感性负负载，电电源电压压为2220V的的交流电电源，负负载R=100，L=1mH，试试求： （11）触发发角的移相相范围； （22

25、）最大大负载电电流的有有效值； （33）最大大输出功功率及此此时电源源侧的功功率因数数；（4）当当9000时，晶晶闸管电电流的有有效值、晶晶闸管导导通角和和电源侧侧功率因因数。解：（11）负载载阻抗角角为：，所所以触发发角的移移相范围围为：（2）当当触发角角为时，输输出电压压最大，负负载电流流也达到到最大，即即（3）；（4）当当触发角角9000时，先先计算晶晶闸管的的导通角角 由式（33366）得：，解上上式可得得导通角角。也可查图图3330得出出估计值值，方法法是：因因，所以以负载可可认为是是纯电阻阻负载，当当9000时，导通通角为9900，使计算算简化，13某某单相反反并联调调功电路路，采

26、用用过零触触发。电电源电压压U1=2220V，电电阻负载载R=1，控制制的设定定周期TTC内，使使晶闸管管导通00.3ss，断开开0.22s，使使计算送送到电阻阻负载上上的功率率与假定定晶闸管管一直导导通时所所送出的的功率。解：假定定晶闸管管一直导导通时，所所送出的的功率为为：晶闸管导导通0.3s，断断开0.2s，送送到电阻阻负载上上的功率率为：14交交流调压压电路和和交流调调功电路路有什么么区别？二者各各运用于于什么样样的负载载？为什什么？答：交流流调压和和交流调调功电路路的电路路形式完完全相同同，二者者的区别别在于控控制方式式不同。交流调压压是在交交流电源源的每个个周期都都对输出出电压进进

27、行控制制；而交交流调功功电路是是在一定定的周期期内接通通几个电电源周期期，再断断开几个个周期，通通过改变变接通和和断开的的比来宏宏观上调调节输出出电压的的有效值值。交流调压压电路广广泛用于于灯光控控制以及及异步电电机的软软启动，也也可用于于异步电电机的小小范围调调速，在在一些简简单的场场合可以以取代变变压器实实现降压压，这样样的电路路体积小小成本低低；交流流调功电电路常用用于电炉炉等大时时间常数数的负载载，由于于负载的的时间常常数远大大于工频频周期，没没有必要要对交流流电源的的每个周周期都进进行控制制，这样样可以简简化控制制。15用用一对反反并联的的晶闸管管和使用用一只双双向晶闸闸管进行行交流

28、调调压时，他他们的主主要差别别是什么么？答：二者者主电路路结构形形式和控控制效果果相同，差差别主要要是触发发脉冲不不同。用用一对反反并联的的晶闸管管时，必必须对22个晶闸闸管采用用分别触触发控制制，2个个晶闸管管的触发发脉冲波波形对称称、互差差1800度；而而采用双双向晶闸闸管，控控制脉冲冲只需一一路，脉脉冲间隔隔也是1180度度。另外外对于大大功率场场合由于于双向晶晶闸管的的容量限限制，普普遍采用用一对晶晶闸管反反并联结结构。16反反并联的的晶闸管管和负载载接成内内三角形形的三相相交流调调压电路路，问该该电路有有何优点点？答：1）负负载接成成内三角角形的三三相交流流调压电电路，每每一相都都可

29、以当当作独立立的单相相交流调调压电路路进行控控制，只只是这时时的每相相负载的的电压为为交流输输入的线线电压。三三相负载载的控制制不像星星型接法法那样互互相影响响，每相相控制具具有相对对独立性性。2）各各相负载载电流中中的3及及3的倍倍数次谐谐波具有有相同的的相位，在在负载三三角形内内形成环环流，所所以输入入的线电电流中不不含有33及3的的倍数次次谐波，电电源侧输输入电流流的谐波波比星形形接法的的电路要要小。17什什么是TTCR？什么是是TSCC？它们们的基本本原理是是什么？各有何何特点？答：TCCR（TThyrristtor Conntroolleed RReacctorr）是晶晶闸管控控制电

30、抗抗器的简简称；TTSC（TThyrristtor Swiitchhed Cappaciitorr）是晶晶闸管投投切电容容器的简简称。二者的基基本原理理如下：TCR是是利用电电抗器来来向电网网中提供供感性无无功的装装置。通通过对晶晶闸管的的触发控控制角的的控制，可可以调节节加到电电抗器上上的交流流电压，也也即可以以连续调调节流过过电抗器器的电流流，从而而能够调调节电抗抗器向电电网吸收收的感性性无功功功率的大大小。由由于TCCR只能能从电网网吸收感感性无功功，所以以在实际际使用中中往往需需要配以以固定电电容器（FFC），这这样就可可以在容容性到感感性的范范围内连连续调节节装置向向系统提提供的无无

31、功了。TSC则则是利用用晶闸管管来投入入或切除除连接到到电网的的电容器器，这样样可以控控制电容容器从电电网吸收收容性无无功的大大小，减减小投切切电容器器时的冲冲击电流流，使电电容器可可以迅速速频繁投投切。TTSC符符合大多多数无功功补偿的的要求，但但是其补补偿是有有级调节节的，不不能连续续调节无无功，但但只要设设计合理理还是可可以达到到较理想想的动态态补偿效效果的。习题四1无源源逆变电电路和有有源逆变变电路有有什么区区别？答：有源源逆变电电路的交交流侧接接电网，即即交流侧侧接有电电源。而而无源逆逆变电路路的交流流侧直接接和负载载相联接接。有源源逆变不不可变频频，无源源逆变可可以变频频。有源源逆

32、变采采用晶闸闸管可以以实现电电网换流流，无源源逆变使使用晶闸闸管必须须采用负负载换流流或强迫迫换流。2在逆逆变电路路中器件件的换流流方式有有哪些？各有什什么特点点？试举举例说明明。答：换流流方式有有4种：1）器件件换流：利用全全控器件件的自关关断能力力进行换换流。全全控型器器件都采采用此种种换流方方式，晶晶闸管半半控器件件不能采采用器件件换流，根根据电路路的不同同可以采采用下述述3种换换流方式式。2）电网网换流：由电网网提供换换向电压压，只要要将电网网的负压压加在欲欲换流的的器件两两端即可可。3）负载载换流：由负载载提供换换流电压压，当负负载为电电容型负负载，即即负载电电流超前前于负载载电压时

33、时，可实实现负载载换流。4）强迫迫换流：设置附附加换流流电路，给给欲关断断的晶闸闸管强迫迫施加反反向电压压使之换换流，称称为强迫迫换流。通通常是利利用附加加换流晶晶闸管、换换向电容容、电感感产生谐谐振来给给欲关断断的主晶晶闸管施施加关断断所需的的反压。3什么么是电压压型逆变变电路和和电流型型逆变电电路？二二者各有有什么特特点？答：按照照直流侧侧电源的的性质分分类，直直流侧是是电压源源的称为为电压型型逆变器器，直流流侧是电电流源的的称为电电流型逆逆变电路路。电压型逆逆变电路路的主要要特点是是：1）直流流侧接有有大电容容，相当当于电压压源。直直流侧电电压基本本保持恒恒定，直直流侧相相对于负负载来说

34、说呈现低低阻抗。2）由于于直流电电压源的的嵌位作作用，交交流侧输输出电压压波形为为矩形波波，并且且与负载载性质无无关，而而交流侧侧电流的的相位和和波形随随负载性性质的不不同而变变化。3）当交交流侧为为阻感负负载时，逆逆变器需需要提供供无功功功率，直直流侧电电容可起起到无功功能量缓缓冲的作作用。为为了给交交流侧无无功能量量返回直直流侧提提供通路路，逆变变器桥臂臂的开关关器件需需反并联联续流二二极管。电流型逆逆变电路路的主要要特点是是：1）直流流侧串联联有大电电感，相相当于电电流源。直直流侧电电流基本本无脉动动，直流流回路对对于负载载来说呈呈现高阻阻抗。2）电路路中开关关器件的的作用仅仅仅是改改变

35、电流流的流通通途径，并并不能改改变电流流的大小小，因此此交流侧侧输出电电流为矩矩形波，和和负载阻阻抗无关关。而交交流侧输输出电压压波形和和相位则则因负载载阻抗情情况的不不同而不不同。3 当交交流侧为为阻感负负载时需需提供无无功功率率，直流流电感起起缓冲无无功能量量的作用用，因为为反馈无无功能量量时电流流并不反反向，因因此不必必象电压压型逆变变器那样样在器件件两端反反并联二二极管。但但是由于于反馈无无功能量量时器件件会承受受反向电电压，对对于由全全控器件件构成的的电流型型逆变器器，开关关器件需需要串联联二极管管（全控控器件承承受反压压的能力力很低）。对对于晶闸闸管逆变变器则不不必串二二极管。4电

36、压压型逆变变电路中中二极管管的作用用是什么么？如果果没有将将出现什什么现象象？为什什么电流流型逆变变电路中中没有这这样的二二极管？答：在电电压型逆逆变电路路中，当当交流侧侧为感性性或容性性负载时时，电源源需要为为负载提提供无功功功率，直直流电容容起缓冲冲无功的的作用。为为了给交交流电流流提供流流会直流流电容的的通路，逆逆变器各各桥臂都都要反并并联反馈馈二极管管。也即即，当输输出交流流电压和和电流同同极性时时，电流流流经逆逆变器的的可控开开关器件件；而当当输出电电压和电电路极性性相反时时，电流流通路由由反馈二二极管提提供。5请说说明整流流电路、逆逆变电路路、变频频电路三三个概念念的区别别。答：整

37、流流电路是是将交流流变换为为直流，即即将交流流能量变变换为直直流能量量。逆变变电路（包包括有源源逆变和和无源逆逆变）都都是将直直流能量量变换为为交流能能量。变变频（包包括交-交变频频与交-直-交交变频）是是将一种种电压和和频率的的交流能能量变换换为另一一种电压压和频率率的交流流能量。6并联联谐振式式逆变器器利用负负载电压压进行换换相，为为保证换换相应满满足什么么条件？答：并联联谐振逆逆变器的的输出电电流为方方波，负负载上的的电压为为接近正正弦。只只有当负负载呈现现容性时时（即变变频器工工作频率率需大于于负载谐谐振频率率）才会会在欲关关断的晶晶闸管上上施加反反压将之之关断。提提供反压压的时间间必

38、须大大于晶闸闸管的关关断时间间。7三相相桥式电电压型逆逆变电路路，1880导电方方式，UUd=1000V。试试求输出出相电压压的基波波幅值UUAN11m和有有效值UUAN11，输出出线电压压的基波波幅值UUAB11m和有有效值UUAB11、输出出5次谐谐波的有有效值UUAB55。解：输出出相电压压的基波波幅值为为：输出相电电压的基基波有效效值：输出线电电压的基基波幅值值：输出线电电压的基基波有效效值：输出线电电压的55次谐波波有效值值：习题五1试说说明PWWM控制制的基本本原理。答：PWWM（PPulsse-WWidtth MModuulattionn）控制制就是对对触发脉脉冲的宽宽度进行行调

39、制的的技术。即即对一系系列脉冲冲的脉冲冲宽度进进行控制制来获得得所需要要的输出出波形（包包括形状状和幅值值）。在采样控控制理论论种有一一条重要要的结论论：冲量量相等而而形状不不同的窄窄脉冲加加在具有有惯性的的环节上上时，其其效果基基本相同同，冲量量即窄脉脉冲的面面积。效效果相同同是指环环节的输输出响应应波形基基本相同同。上述述原理称称为面积积等效原原理。以正弦PPWM（SSPWMM）为例例。把正正弦半波波平分为为N等份份，就可可以把它它看成NN个彼此此独立的的脉冲列列所组成成的波形形。这些些脉冲宽宽度相同同（都是是/N）但但幅值不不同且顶顶部是曲曲线。如如果将上上述脉冲冲用数量量相同、幅幅值相

40、等等的不等等宽的矩矩形脉冲冲代替，使使每个小小矩形的的面积和和对应的的正弦波波面积相相等（即即冲量相相等），就就得到了了PWMM波形。各各个脉冲冲的幅值值相等而而宽度按按照正弦弦规律变变化，根根据面积积等效原原理，这这种PWWM波形形和原正正弦波形形是等效效的。2PWWM逆变变器有哪哪些优点点？其开开关频率率的高低低有什么么利弊？答：优点点：1）PWWM调制制可以极极大地消消弱逆变变器的输输出谐波波，使逆逆变器输输出用户户需要的的波形（形形状和幅幅值），而而消弱用用户不需需要的谐谐波。2）PWWM逆变变器具有有非常好好的动态态响应速速度。普普通逆变变器的控控制速度度是周波波控制级级，而PPWM

41、是是载波控控制级，所所以目前前几乎所所有的逆逆变器都都是采用用PWMM控制策策略。3）PWWM控制制使逆变变器的控控制策略略更加灵灵活多样样，使逆逆变器的的性能得得到很大大的提升升。4）PWWM逆变变器的整整流电路路可以采采用二极极管，使使电网侧侧的功率率因数得得到提高高。5）只用用一级可可控的功功率环节节，电路路结构较较简单。 开开关频率率高则输输出谐波波更小、响响应速度度更快，但但是电力力电子器器件的开开关损耗耗增加、整整机效率率下降，带带来较强强的高频频电磁干干扰；开开关频率率低则正正好相反反。一般般对于中中小容量量的逆变变器开关关频率可可适当取取高些，大大功率逆逆变器由由于高压压大功率

42、率开关器器件的限限制，开开关频率率则相对对较低。3单极极性和双双极性PPWM控控制有什什么区别别？在三三相桥式式PWMM逆变电电路中，输输出相电电压（输输出端相相对于中中性点NN的电压压）和线线电压SSPWMM波形各各有几种种电平？答：三角角载波在在调制信信号的正正半波或或负半波波周期里里只有单单一的极极性，所所得的PPWM波波形在半半个周期期内也只只在单极极性范围围内变化化，称为为单极性性PWMM控制方方式。 三三角载波波始终是是有正有有负为双双极性的的，所得得的PWWM波形形在半个个调制波波周期内内有正有有负。则则称之为为双极性性PWMM控制方方式。 三三相桥式式PWMM逆变电电路中，输输

43、出相电电压有两两种电平平：和。线电电压SPPWM波波形有三三种电平平：，00，。4脉宽宽调制（PPWM）技技术的制制约条件件主要表表现在哪哪些方面面？答：对于于PWMM控制来来说，高高的开关关频率可可以使性性能更好好，但是是，1）高开开关频率率的PWWM控制制要求电电力电子子器件有有高的开开关能力力，目前前大功率率器件的的容许开开关频率率普遍偏偏低。2）高开开关频率率的PWWM控制制带来器器件高的的开关损损耗。3）最小小脉冲宽宽度的限限制（死死区）4）高开开关频率率的PWWM控制制会给器器件带来来高的电电压、电电流应力力。 5）电磁磁干扰问问题也是是制约PPWM技技术的一一个因素素。 5在SS

44、PWMM调制中中何谓同同步调制制？何谓谓异步调调制？为为什么常常采用分分段同步步调制的的方法？答：载波波信号和和调制信信号不保保持同步步的调制制方式称称为异步步调制，在在异步调调制方式式种，通通常保持持载波频频率fcc固定不不变，因因此当调调制波频频率frr变化时时，载波波比N是是变化的的。载波比NN等于常常数，并并在变频频时使载载波和调调制信号号保持同同步的方方式称为为同步调调制。异步调制制当调制制信号频频率较低低时，一一周期内内的脉冲冲个数较较多。而而当调制制信号频频率增高高时，一一周的脉脉冲个数数减小，PPWM波波形不对对称严重重，输出出波形质质量较差差。同步调制制当调制制信号频频率较低

45、低时，一一周期内内的脉冲冲个数现现对较少少，输出出的低次次谐波分分量较多多。而当当调制信信号频率率增高时时，如一一周内的的脉冲个个数不变变，又会会使逆变变器的开开关频率率过高，使使器件难难以承受受。为此此可以采采用分段段同步调调制的方方法来协协调上述述2种调调制方式式，达到到取长补补短的功功效。分分段同步步调制是是把逆变变器的输输出频率率划分为为若干频频率段，在在每个频频段里载载波比一一定，不不同频段段采用不不同的载载波比。其其主要优优点是：在高频频段采用用较低的的载波比比，使器器件的开开关频率率不至于于过高；而在低低频段采采用较高高的载波波比，在在器件容容许的范范围内提提高逆变变器的输输出波形形质量。6脉宽宽调制逆逆变器的的基本控控制方法法有哪些些？答：1）正正弦脉宽宽调制SSPWMM。2）空间间矢量脉脉宽调制制SVPPW