1、电力电子多重化技术是指在大功率电力电子电路中，采用若干个相同结构的电路拓扑经过移相处理后进行串联或并联连接，组成输入侧或输出侧等效多脉波的电路形式，有利于降低谐波、减小无功、提高电力电子装置的电压等级及装置容量。在高频工作场合，电力电子多重化技术还可以降低单元电路的工作开关频率以提高整体电路的工作频率，最大限度地利用全控型开关器件开关频率与通流能力、耐压水平的综合效力。包括串联多重化和并联多重化，串联多重化除了降低谐波含量、提高功率因素外主要用于高电压场合，以提高电力电子装置的电压等级；并联多重化除了降低谐波、提高功率因素外主要用于大电流场合，以提高电力电子装置的电流容量。
2、多电平逆变器的调制方法主要为：①特定谐波消除法（SHEPWM）；②空间矢量法（SVPWM）；③基于载波的PWM控制法（SHPWM）三种。
消除特定谐波法
消除特定谐波PWM控制法有如下优点：①可以降低开关频率，降低开关损耗；②在相同的开关频率下，可以生成最优的输出波形；③可以通过调制得到较高的基波电压，提高了直流电压利用率，最多可达1.15。
多电平空间矢量调制法
将三相系统的电压统一考虑，并在两相系统进行控制。这种控制方法称为电压空间矢量控制，它的特点在于对三相系统的统一表述和控制，以及对幅值和相位同时控制这两个方面。
模型简单，便于微机实时控制，并具有转矩脉动小，噪声低，直流电压利用率高的优点，因此目前无论在开环控制还是闭环控制系统中均得到广泛的应用。基于载波的PWM调制技术
多电平变换器载波PWM控制策略，是两电平载波SPWM技术在多电平中的直接推广应用。由于多电平变频器需要多个载波，因此在调制生成多电平PWM 波时有两类基本方法：①首先将多个幅值相同的三角载波叠加，然后与同一个调制波比较，得到多电平PWM波，即载波层叠法(Carrier Disposition，CD)PWM，该方法可直接用于二极管箝位型多电平结构控制，对其他类型的多电平结构也适用；②用多个分别移相，幅值相同的三角载波与调制波比较，生成PWM波分别控制各组功率单元，然后再叠加，形成多电平PWM波形，称为载波移相法(Phase
Shift Carrier，PSD)PWM，一般用在H桥级联型结构和电容钳位型结构。
同时，多电平载波PWM方法还需要实现其他的控制目标和性能指标，如中性点电压的平衡、优化输出谐波、提高电压利用率、开关功率平衡等。解决途径主要有:①在多载波上想办法，即可以改变三角载波之间的相位关系，如各载波同相位、交替相位、正反相位、以及载波移相；②在调制波上加入相应的零序分量；③对于某些特殊的结构，如H桥级联型结构、电容钳位型结构、以及层叠式多单元结构，当桥臂上输出相同的电压时，可以有多种不同的开关状态组合对应，不同的开关状态组合就可以实现上述目标。
第二章移相多重化整流技术
利用移相多重化整流技术的多脉波整流器目前正被越来越多的电力传动设备制造厂家所采用，以达到消除网侧谐波电流的目的，而移相变压器（Phase Shift
Transformer,PST）是谐波消除的关键所在。因为大功率传动系统的多电平逆变器
需要多个独立的直流电源，因此移相变压器也需要多重的次级绕组。然而，多脉
波整流器的脉波数越多，向其供电的移相变压器的次级绕组也会相应增多，这使
得移相变压器的生产变得更加复杂，也会使移相变压器的移向角度产生更大的误
差，因此30脉波以上的多脉波整流器极少投入实际应用。本章将会讨论在不降
低些波消除效果的前提下减少移相变压器次不同结构的级绕组数目的可能性。双
18脉波整流器，通过采用复合型多重化结构，能够达到36脉波整流器的谐波消
除效果。
2.1谐波电流的产生与危害
2.1.1 谐波电流的产生
谐波污染的产生主要是因为电力系统的非线性负载引起的。非线性负载主要有这么几方面[25]:
传统的不控整流电路，即桥式整流后跟一大的平波电容，这种电路只有在输
入电压的绝对值大于电容电压时才会有电流的输入，因而使得输入电流成为一种不连续的近似为脉冲式的波形，这种波形含有大量的谐波。采用这种电路的电力装置如线性稳压源，当今流行的大多数开关电源，其前置输入整流部分基本采用这种电路。
相控变流装置。电力电子技术的发展，特别是品闸管的发明，使得各种变流技术和电力控制相应产生，这种技术由于只是在每个电压周期的某一段相角范围内导电，因而其输入电流也有大量的谐波成分，而且在调压过程中随着相控角的加大，功率因数减小，交流回路中的较低次谐波电流相对较大。这种装置如各种由直流电压供电的逆变和斩波装置，它们的直流电源由相控的整流电路得到。
从上面可以看出，引起谐波的污染源绝大部分是电力设备的电源部分，尤其是AC-DC部分。因此，改进现有的整流装置，改善它们的输入电流波形，是减少谐波污染的最根本的途径。
2.1.2 谐波电流的危害
随着工业、农业的快速发展及人民生活水平的不断提高,特别是电子信息技术的飞速发展及自动化技术的普及,电力需求量增长迅速,而且对供电质量及可靠性的要求也越来越高。例如,工业自动化生产线、飞机场、大型金融商厦、通信机房等重要场所的计算机系统一旦失电 ,或受电磁干扰,致使计算机系统无法正常运行,将会带来巨大的经济损失。其中谐波电流的危害巨大 ,应引起高度重视。谐波电流的危害主要表现在以下几个方面：①谐波电流会向公用电网的中性线注入更多电流，增加输电线路损耗，造成过载、发热，加速电力设备的老化，谐波电流也会造成继电保护装置误动作，影响电力系统安全[26]；②谐波发射出大功率的相应频率的电磁波，干扰电子设备的运行；③谐波电流，特别是3的奇数倍次的谐波电流侵入三角形连接的变压器时，会使变压器绕组中形成环流，加大绕组发热量，降低设备效率，影响其正常工作；④大量的 3的奇数倍次谐波电流叠加将在中性线上产生过大的谐波电流 ,从而使中性线过热，当三相负荷不平衡时,甚至出现中性线电流大于相线电流的情况,这样就会导致中性线严重过载,进而引发火灾爆炸事故[27-29]。
2.1.3 不控整流电路给电网带来谐波危害的机理
最简单的AC-DC变换器单相桥式二极管整流电路如图2.1所示，其输出为不可调直流电压V d，一个大电容C d用来滤除低频纹波。
图2.1 单相桥式二极管整流电路图2.2二极管整流桥对应输入电流波形负载不大时，滤波电容C d上电压被充至接近于输入电压的峰值，整流二极管只有在输入电压峰值附近的瞬时值大于电容电压的短时间内才有电流流通，输入电流波形如图2.2所示，其他大部分时间里，二极管被反向偏置而处于截止状态。
图2.2中的电流波形包含丰富的高次谐波，表2.1给出了单相整流环节输入电流波形谐波含量的典型值。
表2.1 单相桥式二极管整流电路输入电流谐波含量的典型值
谐波电流注入电网造成电网电压产生畸变，其原理如图2.3所示。故电力系统对用电设备规定了在公共点的谐波电压应不超过规定值，如GB 14549中就规定了谐波电压的限定值。
图2.3 谐波电流对电网的影响
另一种则直接对产生谐波电流的设备规定其允许的谐波电流值，如IEC555-2标
准[30],名称为“家用设备及类似电器设备对供电系统的干扰”，欧洲也于1987年制定了类似的标准EN60555-2。这些标准经不断补充和修订，内容逐步完善。其中IEC555-2标准自1994年起己在欧盟国家全面实施，所有在欧盟市场销售的用电装置都必须满足这一标准。
表2.2IEC555对A级设备谐波电流的限定值
2.2多脉波整流器
2.2.1 多脉波整流器概述
谐波是电力系统的大敌。当今拖入使用的大多数开关电源，及交流调速系统的整流部分基本采用不控整流电路。直接接入电网的这类设备非常多，若不采取有效措施，这种采用二极管整流的不控整流环节由于其本身的非线性特性，会使网侧输入电流严重畸变，谐波含量多，降低了设备的电磁兼容性能，给电网及其它用电设备带来许多危害，对电网产生严重的谐波污染。随着开关电源设备功率的增大，这种不控整流装置所产生的谐波更加严重，对电网的干扰也随之加大[31-33]。
对于中小功率场合，采用PFC技术能够较好的解决问题，而对于大功率整流设备，为了提高功率因数，减少网侧谐波电流，必须提高整流设备的脉波数。为此，可以采用移相的方法来实现。移相的目的是使整流变压器二次绕组的同名端线电压之间有一个相位移，从而可以提高整流设备的脉波数以达到抑制甚至完全消除输入电流中某些特定次数的谐波，如12脉波、18 脉波、甚至24脉波以上的多脉波整流电路。但在实际的产品中很少采用脉波数多于30的二极管整流器，主要原因在于给其供电的移相变压器次级绕组的增多，同时还要保证其移相
角度的精确，从而使移相变压器的制造更加复杂，成本也会大幅增加，但性能的改善却不明显。
最常用的是12脉波整流的方法，是使用三相变压器电路使交流线电压实现相移，将两个三相桥式整流电路移相30°相位差并联或者串联起来，达到完全消除输入电流中的5次、7次、17次、19次谐波的目的，使最低次谐波为11次，更容易滤除。
2.2.2 整流移向变压器
移相变压器是多脉波二极管/晶闸管整流器的不可缺少的组成部分，它具有三个功能：①实现一次侧、二次侧线电压的相位偏移以消除谐波；②变换得到需要的二次侧电压值；③实现整流器与电网间的电气隔离。整流移相变压器可以有两种移相方式，即网侧移相方式和阀侧移相方式。
2.2.2.1 网侧移相方式
整流移相变压器网侧移相有曲折形、多边形及延边三角形三种联结方式。这种联结方式可以保证阀侧绕组结构相同，有助于均衡各变压器的阻抗，保证移相角度的精确度。
2.2.2.1.1曲折形接线
网侧曲折形接线整流移相变压器的接线图见图2.4（a ），移相角度?的大小由短绕组来决定，阀侧绕组可以是Y 形与△形用于桥式整流系统。
ab AB v v ?-=∠∠ (2-1)
(a)接线图 （b ）电压向量图
图2.4 曲折形连线移相变压器 假定输入和输出的交流相电压有效值分别为Ea 和Ea 1,则加于网侧短绕组上的电压有效值1E 和长绕组上的电压有效值2E 分别为：
1E sin 3
a ?= (2-2) 2E sin(60)3
a ??- (2-3) 原边短绕组，长绕组和副边绕组的匝比与各个绕组上的电压有效值成正比，3
?)3??-：a1a E E 。 这种联结方式，中性点可以引出直接接地，故可用在110kV 及以上的半绝缘系统中。其缺点是没有3倍频的谐波电流回路。
2.2.2.1.2 多边形接线
网侧多边形接线移相变压器在35kV 以下的系统上应用的比较普遍，它消除了曲折形接线在阀侧Y 形连接时因缺乏三次谐波励磁电流而使感应电势畸变的3而显得不经济。多边形接线整流移相变压器的接线图见图2.5（a ）。
(a)接线图 （b ）电压向量图
图2.5 多边形接线移相变压器 假定输入和输出的交流相电压有效值分别为Ea 和Ea 1,则加于网侧短绕组上的电压有效值1E 和长绕组上的电压有效值2E 分别为：
13E E 3
a ?= (2-4) 23E E )3
a ??- (2-5) 原边短绕组，长绕组和副边绕组的匝比与各个绕组上的电压有效值成正比，为：2sin ?：2sin(60)??-：a1a
E E 。 这种联结方式，是3倍频谐波电流的天然回路，故不论二次绕组采用何种联结方式，都不会使感应电压波形出现畸变。由于这种联结方式没有中性点可以引出，故只能用于63kV 以下的全绝缘系统中。
2.2.2.1.3 延边三角形接线
网侧延边三角形接线的移相变压器可以根据移相角度的需要将一次侧绕组从三角形接线演变为星形接线，因此其移相角度范围为-30°至30°。网侧多边形接线整流移相变压器的接线图见图2.6（a ）。
假定输入和输出的交流相电压有效值分别为Ea 和Ea 1,则由图（b ）的电压向
量图可知加于o、p之间绕组上的电压有效值
op
E为：
op
3
2
E=E sin
3
a?(2-6)
而m、p之间绕组上的电压有效值
mp
E与o、p之间绕组上的电压有效值相等，
只是在相位上相差120°，因此三角形部分q、p之间绕组上的电压有效值
q p
E为：
q p3
2
E=E[sin(60)sin]
3
a??
?--(2-7)
(a)接线图（b）电压向量图
图2.6 多边形接线移相变压器
原边短绕组，长绕组和副边绕组的匝比与各个绕组上的电压有效值成正比，为：2sin?：2[sin(60)sin]
??
?--：a1
a
3E
E
。
这种联结方式，也是3倍频谐波电流的天然回路。同时由于无中性点可以
引出，所以它也只适用于63kV及以下的全绝缘系统中。
2.2.2.2 阀侧移相方式
阀侧移向变压器二次侧一般为多绕组结构，其一次侧有两种结构，即星形
（Y）与三角形（△）两种接法，而二次侧绕组一般都为延边三角形联结，延边三角形联结又有两种形式，即与接法。
因此，阀侧移相变压器共有四种接法：Y/型，Y/型，△/型，△/型。以Y/型移向变压器为例，图2.7给出了其绕组接线图和电压向量图。
（a ）绕组接线图
（b ）电压向量图
图2.7 Y /型移向变压器
令移相变压器变压比为k v ,输入线电压为V AX ,输出相电压为V ab,则有： v AX ab V =3k V (2-8) 由输入与输出电压的向量关系可得：
ab am V V =
sin(30-)sin120δ?? (2-9) ab mx ax am V V =V V [sin(30)-sin(30-)]sin120δδ-=?+??
(2-10) 将式(2-8)代入式(2-9)和式(2-10)中有：
v AX am 2k V V =sin(30-)δ? (2-11) v AX mx 2k V V =[sin(30)-sin(30-)]δδ?+? (2-12) 移相变压器各个绕组线圈匝数与其上的电压成正比，可得网侧绕组，阀侧延
边三角形绕组的三角形联结部分绕组和延边部分绕组的匝数之比(N 1:N 2:N 3)为： 1：v 2k [sin(30)-sin(30-)]δδ?+?：v 2k sin(30-)δ?。
对于移相角度，可以考虑两种极端情况。当N 2=0时，此时阀侧为Y 形联结，输入输出电压相位一致，0δ?=。当N 3=0时，阀侧为△形联结，这时30δ?=。因此，Y/型移相变压器的移相角度δ为0°至30°。
其他三种阀侧移相变压器的各绕组匝比和移相角度范围可由相同的方法得出，四种类型的移相变压器的移相角度可归纳如表2.3所示。
2.3 四种类型移相变压器移相角度
采用阀侧移相变压器的多脉波整流器可用来为需要多个独立直流电源的串联H 桥多电平逆变器和NPC 多电平逆变器以及电容悬浮式多电平逆变器供电，若采用网侧移相变压器的多脉波整流器，那么变压器的数量将太多。但有一个问题就是在高压大功率场合，阀侧母排的延边三角形联结接头较多，难于处理。
2.2.3 移相多重化整流技术
移相多重化主要有以下四种形式：①阀侧串联移相多重化；②阀侧移相分离型多重化；③网侧移相多重化；④复合型多重化。
首先以常用的12脉波整流器来介绍前两种移相多重化技术。三相桥式整流电路的直流输出含有6个波头，所以被称为6脉波整流器，6脉波整流是多脉波整流器的基础。若有m 个6脉波整流器，并由一个移相变压器的m 个二次侧绕组分别供电，这m 个二次绕组依次相差360/6m δ=?角度，便可以构成一个6m 脉波的多脉波整流器。
2.2.
3.1阀侧串联型移相多重化
图2.8（a ）给出了采用阀侧串联移相多重化技术的12脉波串联型整流器拓扑结构图，其中就包括两个完全相同的6脉波整流器，分别由移相变压器二次侧两个三相对称组供电，两个整流器的直流输出串联连接。为了消除网侧电流A i 中
（a ）12脉波二极管整流器拓扑结构
（b ）12脉波二极管整流器简化结构框图
图2.8 12脉波串联型二极管整流器
的低次谐波，移相变压器的两个次级绕组输出线电压存在30δ?=的相移。在串联型多脉波二极管整流器中，所有6脉波二极管整流器在直流侧串联连接。这种类型的二极管整流器可以作为中压传动系统中仅需要一个直流供电的变频器前端，例如二极管钳位式三电平逆变器和电容悬浮式多电平逆变器。
其中，11a b v ∠为移相变压器三角形连接的次级绕组输出线电压的11a b v 相角，ab v ∠为移相变压器星形连接的次级绕组输出线电压ab v 的相角。
假设二次侧绕组线电压的有效值为：
11/2AB ab a b V V V == （2-13） 那么，移相变压器的匝数比：
122N N = ，133
N N = （2-14） 图2.8(a)中的L S 表示供电电源和变压器之间的总电感，L LK 为折算到二次侧的变压器总的漏电感。在下面的分析中，假定直流滤波电容C d 足够大，从而可以忽略直流电源V d 中的纹波含量。
图2.8(b)为12脉波串联型二极管整流器的简化结构图，变压器绕组中用中心含“Y”和“△”的圆圈表示，其中“Y”表示星形连接的三相绕组，“△”表示三角形连接的三相绕组。
12脉波串联型多脉波整流器的一个典型的应用是为中点钳位型三电平逆变器提供直流母线电压V d，其硬件电路结构如图2.9所示。
图2.9 12脉波串联型多脉波整流器为NPC三电平逆变器供电的应用实例
2.2.
3.2阀侧分离型移相多重化
图2.10给出了采用阀侧分离型移相多重化技术的12脉波串联型二极管整流器拓扑结构图。它和12脉波串联型二极管整流器的结构基本相同，唯一的区别在于它有两个独立的负载。在分离性多脉波整流器中，每一个6脉波二极管整流器给一个单独的直流负载供电。这种类型的二极管整流器可以用在需要多个独立直流供电电源的串联H桥多电平逆变器中
图2.10 12脉波分离型二极管整流器结构图
分离型12脉波整流器可以作为串联H桥多电平逆变器的前端输入，图2.11
图2.11 分离型12脉波整流器为串联H 桥多电平逆变器供电的应用实例
给出了其一个应用实例。移相变压器有6个二次侧绕组，3个为星形连接，0δ?=，其他3个为三角形连接，30δ?=。每个二次侧绕组给一个6脉波二极管整流器供电。由于所有星形连接二次侧绕组相同，所有三角形连接二次侧绕组也相同，所以这个移相变压器实际上是一个12脉波变压器。所有6脉波二极管整流器各为一个H 桥逆变器提供独立的直流电源，逆变器的输出串联连接，形成一个三相交流电压为电动机供电。
2.3.3.3网侧移相多重化
网侧移相多重化即将多个网侧移相整流变压器的网侧并联连接，统一由交流电网供电实现移相多重化整流的技术。例如在电解电化工业中，所需直流电流很大，往往需要多台大电流整流机组在直流侧并联运行，在交流侧由统一的电网供电。图2.12给出了电解电化工业中采用网侧移相多重化技术的多机组并联运行结构拓扑图。
图2.12采用网侧移相多重化整流技术的多机组并联运行结构拓扑图
?，p为其中，α为移相角度，n为整流移相变压器的数目。且有α=360/np
每一整流机组的脉波数。图2.12所示的拓扑结构实现了等效相数为p n?的多相整流系统。
等效多相系统中的多机组并联运行要满足一些要求，除了要求负载合理平均分配之外，还要求限制均衡电流到适当程度，这主要是为了满足网侧谐波电流消除的需要。
2.2.
3.4复合型移相多重化
复合型移相多重化整流技术即同时采用网侧移相多重化和阀侧串联型或者阀侧分离型的多重化移相技术，对这种类型的移相多重化技术将在下一节中利用具体的实例进行介绍。
2.3 双18脉波整流器
2.3.1 36脉波整流器与双18脉波整流器拓扑结构
在目前一些先进的交流传动系统中，已经采用了24或者30脉波的多脉波整流器来达到更好的网侧谐波电流消除效果，使网侧电流THD降到标准之下。这样就减小了滤波器的体积，甚至可以省去滤波器。由上一节的介绍，很容易就能推导出36脉波整流器的拓扑结构如图2.13所示，其中6个整流器由移向变压器的6个二次侧绕组供电，为了消除5、7、11、13、17和19次6个主要的谐波，变压器的6个次级绕组线电压之间都存在10°的相移，事实上λ可以是能够满足移相变压器的移相范围的任何角度。
图2.13 36脉波整流器拓扑结构
双18脉波整流器通过减少次级绕组数目，同样能够到达36脉波的谐波消除效果，也称之为等效36脉波整流器，它是由两个18脉波整流器并联而成，每个18脉波整流器分别由一个移相变压器供电，如图2.9所示，PST1为/Y Z 结构而PST2为△/Z 结构。PST1的原副边移相角度分别为λ，20λ?-和40λ?-，实际上λ可以是能够满足移相变压器的移相范围的任何角度，PST2与PST1的三个副边线电压对应存在α角度的相移。
图2.14 双18脉波整流器拓扑结构
由其拓扑结构图可以发现，双18脉波整流器采用了网侧移相的二重化结构，在实际的应用中，可根据负载情况来决定次级绕组直流侧输出的连接方式，以确定阀侧是采用分离型还是串联型结构，因此，双18脉波整流器是一种采用复合型多重化整流技术的多脉波整流器。
2.3.2 两种拓扑结构的比较
36脉波整流器在结构上非常复杂，主要原因在于各个次级绕组的结构都不相同，不利于移相变压器的生产。而双18脉波整流器利用两个18脉波整流器的并联同样能够达到36脉波的谐波消除效果，在结构上相对于36脉波整流器具有优越性，由于PST2的与PST1的三个副边线电压对应存在α角度的相移，因此只要改变PST2的初级绕组结构，使其相对于PST1的原边输入电压存在α角度的相移即可，可保证两个移相变压器的次级绕组结构相同，这就相当于减少了次级绕组的数目，使得移相变压器的生产大大简化，也在更大程度上降低了两个移相
变压器的移向角度的误差，同时保证了变压器漏感的均衡。两个18脉波整流器共有6个直流电压输出，每个直流电压均可为逆变桥单元供电，用于中压传动系统中。
2.3.3 谐波消除原理分析
由移相变压器供电的6脉波整流器如图2.10所示，该移相变压器的原边为△连接，副边为延边△连接，其移相角度为δ：
ab AB v v δ=∠-∠ (2-15)
图2.15 由阀侧绕组延边移相变压器供电的6脉波整流器
如图2.15所示，假定移相变压器原副边电压比为v k ，对于三相对称系统，线电流的谐波成分中不含偶次和3的倍数次谐波。P N ,1N 和2N 分别为图2.15所示对应线圈匝数。为了实现δ角度的移向，匝比关系应该满足：
112sin120sin sin120sin(120)
v P v P k N N k N N N δδ??=?????=?+?+? (2-16) 假定副边线电流为：
1,5,7...1,5,7...1,5,7...h h(120)h(120)sin sin sin h h h h h h a b c I t
I t I t i i i ωωω∞=∞=∞=?=??
??=-???
?=+????
∑∑∑ (2-17)
其中，h I 为第h 次的谐波幅值，ω为电网角频率，δ为移向变压器移相角度，121212r
a X P
P s Y
b P P t
c Z P P N N i i i N N N N i i i N N N N i i i N N ???????????
=+=+=+ (2-18) 这些副边线电流都对应通过次级绕组的延边线圈部分（N 2）。如图所示，通过次级绕组△形连接部分线圈的电流为r i ，s i 和t i 。所有的这六个电流量都按照匝比的反比这样一个比例折算到原边，因此，对应的原边线电流为：
以A 相为例，其原边线电流A i 为：
A X Y i i i =- (2-19)
将式(2-18)代入式(2-19)中得：
12
122P P
A a c N N N N i i i N N ++=+ (2-20) 将式(2-16)和(2-17)代入式(2-20)中，可以得出，移相变压器副边线电流折算到原边线电流:
(2-21)
其中，h I 为第h 次的谐波幅值，ω为电网角频率，δ为移相角度。可以证明，在任何移相角度δ下（2-21）式均成立。可以得出这样的结论，移相变压器二次侧谐波电流折算到一次侧后电流之间的相角关系如下：
An an An an i i i i δδ?????∠∠∠∠=-=+当n=1,7,13,19,...(正序谐波)当n=5,11,17,23,...(负序谐波)
(2-22)
式（2-22）中，An i ∠和an i ∠分别为n 次谐波电流An i 与an i 的相角[34]。
由式（2-22）可得，若双18脉波整流器的移相变压器的某一副边线电流为：
11,5,7...h sin h h t I i ω∞
==∑ （2-23） 而另一副边相对于该副边移相δ角，那么这一副边的线电流2i 为：
21,5,7...h()sin h h t I i ωδ∞
==+∑ （2-24） 将2i 折算到原边，折算后的电流2'i 为：
1,7,13...5,11,17...211sin ()sin ()'h h h h v v I h t I h t k k i ωδδωδδ==∞∞????????
+-+++=
∑∑ 1,7,13...5,11,17...11sin (1)sin (1)h h h h v v I h t h I h t h k k ωδωδ==∞∞????????
+-+++=∑∑ （2-25） v k 为移相变压器原副边电压比，从式（2-25）可得：如果副边的移相角为δ，则副边谐波电流折算到原边，正序谐波电流移相(1)h δ-角度，负序谐波电流移相1)(h δ+角度；原边线电流幅值为副边线电流幅值的1/v k 。
用上述结果来探讨18脉波整流器的移相变压器：PST1的三个副边移相角度分别为20,0-??和20+?；PST2的三个副边移相角度分别为20,0αα-?+?+和20α+?+。那么各谐波电流的移相角度如表2.4所示：
从表2.4可以归纳出移相变压器原边谐波电流的消除共有2种方式：
方式1：在移相变压器内直接消除，即不管α取什么值该次谐波都能抵消掉，如表1中的5，7，11，13，25...次谐波。
方式2:在α取特定角度时该次谐波才能消除，如表2.4中的17，19，35，
37...次谐波。当α=10±?或30±?时，能消除第17，19，53，55...次谐波；而第35，
37...次谐波在α=5±?或者15±?时能够被消除，而此时17，19...次谐波却不能相互抵消，所以这样做并没有什么实际意义。
2.4各副边电流折算到原边后各谐波电流的移相角度
当α=30
±?时，由表2.4可得，双18脉波整流器网侧谐波电流最低为35次。而此时由于两个移相变压器的原边分别采用Y和△结构已经存在有30°的移相，因此两个移相变压器的副边保持结构相同便能满足要求，这样能够平衡副边各绕组漏抗，同时也方便了移相变压器的生产。
对于双18脉波整流器谐波电流的消除分析，要考虑到以下的两种情况：（1）理想的18脉波移相变压器。理想意味着移相角度和变压比误差可以忽略，次级绕组漏感平衡。此种情况下如表2.4所示可知网侧谐波电流的最低谐波次数为35次，同36脉波整流器的谐波消除效果是一样的。
（2）非理想的18脉波移相变压器，即移相角度和变压比误差很大，次级绕组漏感不均衡。毫无疑问网侧电流中会出现某些低次谐波电流，取决于这种非理想的情况有多严重。
2.4 本章小结
本章介绍了谐波的产生和危害，指出采用移相多重化整流技术的多脉波整流器可以达到消除网侧谐波电流的功效。简要介绍了整流移相变压器的移相方式，和各种方式下的多重化整流结构，分析了其优缺点。通过对12脉波整流器拓扑结构的探讨，进而分析了36脉波整流器和双18脉波整流器的拓扑结构，它们都能达到36脉波的谐波消除效果，但是双18脉波整流器在结构上具有优越性，主要是通过减少结构相同次级绕组的数目方便了移向变压器的生产。在理论上分析了双18脉波整流器消除谐波的原理，为本文后面章节的仿真分析提供了理论依
江 苏 大 学 试 题 （2007 -2008 学年第 2 学期） 课程名称 机械原理及设计 I 开课学院 机械工程学院 使用班级 J 车辆06 考试日期 2008.7.4 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 总分 核查人签名 得 分 阅卷教师 一、填空题（每空1分，共20分） 1、平面运动副中，通过 接触形成的运动副称为平面低副，通过 接触形成的运动副称为平面高副。 每个平面副最多提供 个约束。 2、作平面运动的三个构件，共有 个瞬心，所有瞬心位于 上，称为三心定理。 3、在铰链四杆机构ABCD 中，已知AB=40mm ，BC=50mm ，CD=AD=60mm ，且AD 为机架，该机构是 。 4、常用的间歇运动机构有 、 、 等。 5、凸轮设计从动件运动规律中，等速运动规律具有 冲击，余弦加速度运动规律具有 冲击。 6、一对平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是： 、 ，且两轮的螺旋角 。 7、周转轮系中，自由度为1的轮系称为 ，自由度为2的称为 。 8、机械的周期性速度波动一般用 调节，非周期性波动用 调节。 9、对于刚性转子而言，一般径宽比 的转子平衡称为动平衡，径宽比 的转子平衡称为静平衡。 二、（10分）计算图示机构的自由度，若存在复合铰链、虚约束、局部自由度，则指出在图中的相应位置，若有平面高副，请在原图上画出高副低代后的机构简图。 命题教师： 学生所在学院 专业、班级 学号 姓名 A 卷
江 苏 大 学 试 题 第2页 三、（10分）图示曲柄滑块机构，已知原动件1以角速度ω1匀速转动，转动方向如图。 （1）请在原图上标出该机构所有瞬心的位置。 （2）计算构件3在该位置时的速度v 3（写出表达式），判断其方向。 四、（10分）已知摇杆摆角0 90ψ=，摇杆长mm l CD 420=，摇杆在两极限位置时与机架所夹夹角分别为0 30及0 60，机构行程速比系数 1.4K =，设计此四杆机构。（图为示意图，准确尺寸图请自己画！）
1.解释GTO、GTR、电力MOSFET、BJT、IGBT，以及这些元件的应用范围、基本特性。 2.解释什么是整流、什么是逆变。 3.解释PN结的特性，以及正向偏置、反向偏置时会有什么样的电流通过。 4.肖特基二极管的结构，和普通二极管有什么不同 5.画出单相半波可控整流电路、单相全波可控整流电路、单相整流电路、单相桥式半控整流电路电路图。 6.如何选配二极管（选用二极管时考虑的电压电流裕量） 7.单相半波可控整流的输出电压计算（P44） 8.可控整流和不可控整流电路的区别在哪 9.当负载串联电感线圈时输出电压有什么变化（P45） 10.单相桥式全控整流电路中，元件承受的最大正向电压和反向电压。 11.保证电流连续所需电感量计算。 12.单相全波可控整流电路中元件承受的最大正向、反向电压（思考题，书上没答案，自己试着算） 13.什么是自然换相点，为什么会有自然换相点。 14.会画三相桥式全控整流电路电路图，波形图（P56、57、P58、P59、P60，对比着记忆），以及这些管子的导通顺序。
15.三相桥式全控整流输出电压、电流计算。 16.为什么会有换相重叠角换相压降和换相重叠角计算。 17.什么是无源逆变什么是有源逆变 18.逆变产生的条件。 19.逆变失败原因、最小逆变角如何确定公式。 做题：P95：1 3 5 13 16 17，重点会做 27 28，非常重要。 20.四种换流方式，实现的原理。 21.电压型、电流型逆变电路有什么区别这两个图要会画。 22.单相全桥逆变电路的电压计算。P102 23.会画buck、boost电路，以及这两种电路的输出电压计算。 24.这两种电路的电压、电流连续性有什么特点 做题，P138 2 3题，非常重要。 25.什么是PWM,SPWM。 26.什么是同步调制什么是异步调制什么是载波比，如何计算 27.载波频率过大过小有什么影响 28.会画同步调制单相PWM波形。 29.软开关技术实现原理。
《电力电子技术》课程标准 一、课程信息 课程名称：电力电子技术课程类型：电气自动化专业核心课 课程代码：0722006 授课对象：电气自动化专业 学分：3.0 先修课：电路、电子技术 学时：50 后续课：交流调速系统 制定人：杨立波制定时间：2010年10月10日 二、课程性质 电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养本专业人才中占有重要地位。通过本课程的学习，使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标。为后续课程打好基础。 三、课程设计 1、课程目标设计 （1）能力目标 总体目标：1、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 2、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。 具体目标：1、单相、三相可控整流技术的工程应用 2、降压斩波变换技术的工程应用 3、升压斩波变换技术的工程应用 4、交流调压或交流调功技术的工程应用 5、变频技术的工程应用 6、有源、无源逆变技术的工程应用 （2）知识目标 1、熟悉和掌握晶闸管、电力MOSFET、IGBT等电力电子器件的结构、原理、特性和使用方法； 2、熟悉和掌握各种基本的整流电路、直流斩波电路、交流—交流电力变换电路和逆变电路的结构、工作原理、波形分析和控制方法。 3、掌握PWM技术的工作原理和控制特性，了解软开关技术的基本原理。
4、了解电力电子技术的应用范围和发展动向。 5、掌握基本电力电子装置的实验和调试方法。 2、课程内容设计 （1）设计的整体思路：以工作过程和教学进程为设计依据，以相对独立的知识为模块。（2）模块设计表：
【电子技术】 §1 半导体器件 一、基本概念 1．什么是N 、P 型杂质半导体？两类杂质半导体中的多子、少子分别是什么？其浓度主要由什么因素决定？ 2．PN 结（普通二极管）具有什么工作特点？ 3．稳压二极管的稳压条件是什么？ 4．三极管的三个工作状态及其特点是什么？它们与外加直流偏置的关系？ 当 CE CC U U ?、0CE U ?时，三极管分别处于什么状态？ 5．三极管的几个主要参数b 、C I 、BE U 、CEO I 、CB O I 等与温度的关 系？ 二、二极管电路分析 【例1】二极管是理想的，求1I 、2I 、3I 。 【例2】分别画出下述两图中o u 的波形。（已知102i u tV w =，5E V =；二
极管是理想的） §2 基本放大电路 §2-1 电压放大 一、基本概念 1．什么是三极管电压放大电路的截止失真、饱和失真？它们与静态工作点的关系？如何解决? 2．什么是三极管电压放大电路的频率失真？原因？ 3．什么是三极管电压放大电路的零漂？原因及其抑制方法？ 4．射极输出器（共C放大电路）的特点？
二、基本计算 掌握两种共E 电压放大电路及共C 电压放大电路的直流工作点和动态指 标的计算，熟练画出微变等效电路。 【例1】T 为理想的。 （1）计算放大电路的工作点。 （2）画出微变等效电路。 （3）求动态指标。 （4）问：若电阻B R 太小，输出电压有可能产生什么失真？ 【例2】已知：9CC U V =， 50β=，BE U 忽略不计， 124B R k =Ω ， 212B R k =Ω ， 1C R k =Ω ， 2E R k =Ω ， 14L R k =Ω，22L R k =Ω ，0.02i U V =。 求：1．静态工作点；估算be r 。2．画微变等效电路。 3．01U 和02U 。 4．若耦合电容 1C 的值太小，会产生哪种失真？
电力电子技术课程设计 题目：直流降压斩波电路的设计 专业：电气自动化 班级：14电气 姓名：周方舟 学号： 指导教师：喻丽丽
目录 一设计要求与方案 (4) 二设计原理分析 (4) 2.1总体结构分分析 (4) 2.2直流电源设计 (5) 2．3主电路工作原理 (6) 2.4触发电路设计 (10) 2.5过压过流保护原理与设计 (15) 三仿真分析与调试 (17) 3.1M a t l a b仿真图 (17) 3.2仿真结果 (18) 3.3仿真实验结论 (24) 元器件列表 (24) 设计心得 (25) 参考文献 (25) 致 (26) 一．设计要求与方案 供电方案有两种选择。一，线性直流电源。线性电源（Linear power supply）是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。要达到高精度的直流电压，必须经过稳压电源进行稳压。线性电源体积重量大，很难实现小型化、损耗大、效率低、输出与输入之间有公共端，不易实现隔离，只能降压，不能升压。二，升压斩波电路。由脉宽调制芯片TL494为控制器构成BOOST原理的，实现升压型DC-DC变换器，输出电压的可调整与稳压控制的开关源是借助晶体管的开/关实现的。因此选择方案二。 设计要求：设计要求是输出电压Uo=220V可调的DC/DC变换器，这里为升压斩波电路。由于这些电路中都需要直流电源，所以这部分由以前所学模拟电路知识可以由整流器解决。MOSFET的通断用PWM控制，用PWM方式来控制MOSFET的通断需要使用脉宽调制器TL494来产生
080804 电力电子与电力传动
中国科学院--电工研究所-- 电力电子与电力传动 北京航空航天大学--自动化科学与电气工程学院-- 电力电子与电力传动 北京交通大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动 北京理工大学--机械与车辆工程学院-- 电力电子与电力传动 南开大学--物理科学学院-- 电力电子与电力传动
天津大学--电气与自动化工程学院-- 电力电子与电力传动 华北电力大学--电气与电子工程学院-- 电力电子与电力传动 北方工业大学--机电工程学院-- 电力电子与电力传动 燕山大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动 华北电力大学（保定）--电力工程系-- 电力电子与电力传动 太原理工大学--电气与动力工程学院-- 电力电子与电力传动 东北大学--信息科学与工程学院-- 电力电子与电力传动 大连海事大学--自动化与电气工程学院-- 电力电子与电力传动 辽宁工学院--信息科学与工程学院-- 电力电子与电力传动 沈阳工业大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动 辽宁科技大学--电子与信息工程学院-- 电力电子与电力传动 吉林大学--仪器科学与电气工程学院-- 电力电子与电力传动 长春工业大学--电气与电子工程学院-- 电力电子与电力传动 东北电力大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动 哈尔滨工程大学--自动化学院-- 电力电子与电力传动 大庆石油学院--电气信息工程学院-- 电力电子与电力传动 武汉大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动 东华大学--信息科学与技术学院-- 电力电子与电力传动 上海大学--机电工程与自动化学院-- 电力电子与电力传动 上海海事大学--物流工程学院-- 电力电子与电力传动 上海交通大学--电子信息与电气工程学院-- 电力电子与电力传动 上海理工大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动
目录 I 考查目标 (2) II 考试形式和试卷结构 (2) III 考查内容 (2) IV. 题型示例及参考答案 (3)
全国硕士研究生入学统一考试电工技术考试大纲真题及答案 I 考查目标 《电工技术》是我校为全国硕士研究生入学统一考试设置的具有选拔性质的考试科目。其目的是科学、公平、有效地测试考生是否具备攻读相关硕士专业所必须的基本素质、一般能力和培养潜能。选拔具有发展潜力的优秀人才入学，为国家培养具有较强分析与解决实际问题能力的高层次、应用型、复合型的人才。考试要求是测试考生掌握电工技术的基本理论和基本技能的情况，以及考生独立分析问题和解决问题的能力。 具体来说。要求考生： 理解电工技术中的基本概念、基本定律和基本定理，掌握电路的分析方法。理解磁路概念，掌握变压器、电动机的工作原理，并能根据要求设计出相应的电动机的继电器-接触器控制电路。了解常用电工仪表的工作原理并掌握其测量方法。 II 考试形式和试卷结构 一、试卷满分及考试时间 试卷满分为150分，考试时间180分钟。 二、答题方式 答题方式为闭卷笔试。允许使用计算器，但不得使用带有公式和文本存储功能的计算器。 三、试卷内容与题型结构 单项选择题10题，每小题3分，共30分 填空题10题，每小题2分，共20分 计算与分析题6题，共100分 III 考查内容 1．直流电路 电路的作用和组成，电路模型，电路元件；电流和电压的参考方向，电路的功率的计算，电路中电位的计算。基尔霍夫定律，电压源与电流源等效变换，支路电流法，弥尔曼定理，叠加原理，戴维南定理，诺顿定理。 能灵活应用各种分析方法对直流电路进行分析计算。 2．正弦交流电路 正弦交流电的基本概念，正弦交流电的相量表示法。电阻元件上的正弦响应，电感元件上的正弦响应，电容元件上的正弦响应，RLC串联电路的正弦响应，一般交流电路的正弦响应。RC电路的频率特性，谐振电路的特点。功率因数的提高。 能应用相量分析方法对交流电路进行分析计算。 3．三相电路 三相电源；负载星形联接的三相电路，负载三角形联接的三相电路；三相电路的功率。 能应用相量分析方法对三相交流电路进行分析计算。 4．电路的时域分析 换路定律及初始值、稳态值的确定；RC电路的暂态分析；求解一阶电路的三要素法；RC电路对矩形波电压的响应；RL电路的暂态分析。 能应用一阶电路的三要素法进行暂态电路的分析与计算。 5．磁路与变压器 全电流定律和磁路的欧姆定律；直流铁心线圈；交流铁心线圈。变压器；电磁铁。变压器的工作原理及其应用。
英语75+，复习从暑假开始每晚1小时。 作为一名英语专业生，78其实是有点低的，英语在暑假时就开始写真题了，我买的是《木糖英语真题手译版》。暑假基本刷完了英一和英二的真题，后面每天做一篇专八阅读的样子，11月份又开始刷真题，最后15天才开始背英语作文，后期有点担心，所以背书的时候不够认真，也是最后一周才晚上赶夜车到12点开始看蛋核英语的视频课程，有一种相见恨晚的感觉，不过考试的时候感觉不是太好，特别是作文，所以说不付出是一定没回报的。 政治的话，技巧感觉没有什么，我觉得选择资料很重要，我买的是李凡老师的《政治新时器》。我当时复习政治是稀里糊涂的，上过补习班，9月中才开始看第一遍，看下来完全没感觉，没概念，连个大的框架也没有。然后第二遍是结合历年真题看，看题的时候先自己做一下，然后看解答。大题的话就是拼命背，能背多少是多少。 专业课我是九月还是十月开始的吧。答题技巧上的例题一定要弄懂，至于后面的题没答案可以选择一些章节做。真题附在答题技巧后面。专业题考得不算难，但范围广，不要相信复习大纲整本书都要看，都可能会考到。整体专业课的出题还是比较传统有一些规律的，只要把那个知识点弄透了就会做。复习时一定要注意对知识点的理解，特别是专业课，不要急功近利。 我的基础很差，所以当时决定考研还是带着很大的勇气的。当时我高考成绩属于大神级别，考研应该没问题。其实我的备考经历告诉我，对待每一次考试你都要百分百的准备和投入，而且考试中会有很多意想不到的事，你只能是尽力而为。 专业课的特点是难度不大，考试以基础为主，是知识性的考试，成功的关键在于多付出时间，抓住重点。 我是先看的框架，看书，稍微熟练后先背诵小的知识点，然后再背诵大的框架。然后再反过来。这样反复背诵。抓住重点。 一般从暑假开始背诵比较好，但也因人而异。复习最重要的是摆正心态，没有什么技术含量。我认为把重点画在书上背诵比较好。基础知识最重要，近两年大题知识点很全面都有涉及，所以千万不要选择性地不背诵以节约时间。书上的知识是基础，可以看看再开始背诵。其次，遗忘是经常发生的，很正常。要摆正
【电子技术】 § 1半导体器件 —、基本概念 1. 什么是N 、P 型杂质半导体两类杂质半导体中的多子、少子分别是什么其浓 度主要由什么因素决定 2. PN 结（普通二极管）具有什么工作特点 3. 稳压二极管的稳压条件是什么 4 ?三极管的三个工作状态及其特点是什么它们与外加直流偏置的关系 【例2】分别画出下述两图中U 。的波形。 极管是理想的） U CE ? U CC 、 U CE 0 时，三极管分别处于什么状态 5.三极管的几个主要参数b BE 、丨 CEO 、 1 CBO 等与温度的关 二、二极管电路分析 （已知 U j = lM2sinWV , E = 5/ ；
^0 —— IT -lay SV O ST S￡ § 2基本放大电路 § 2-1电压放大 —、基本概念 1. 什么是三极管电压放大电路的截止失真、饱和失真它们与静态工作点的关系 如何解决 2. 什么是三极管电压放大电路的频率失真原因 3. 什么是三极管电压放大电路的零漂原因及其抑制方法 4. 射极输出器(共C 放大电路)的特点 二、基本计算 掌握两种共E 电压放大电路及共C 电压放大电路的直流工作点和动态指 标的计算，熟练画出微变等效电路。 【例1】T 为理想的。 (1) (2) (3) 计算放大电路的工作点。 画出微变等效电路。 求动态指标。 (4) 问：若电阻R B 太小，输出电压有可能产生什 么失真 T
4. 若耦合电容 C 1的值太小，会产生哪种失真 R E § 3运算放大电路 一、基本概念 1 .为什么运算放大器的输入级要采用差动放大器，输出级要采用射极输出器 2. 运算放大器构成P 、I 、D 运算电路时，为什么要引入负反馈 3. 电压负反馈、电流负反馈的主要作用分别是什么 ［例 2】 已知: U cc 9V , 50 , U BE 忽略不计, R B1 24 k R B2 12k R c 1k R E 2k R L1 4k R L2 2k U j 0.02V 。 静态工作点；估算 「be 。2.画微变等效电 路。 3. U 01 和 U 02 【例3】多级放大器电路如下图， R C = 5k Q , R 1= 10k Q, R E 2 = 3k Q, 求：（1）计算各级静态工作点； 总的放大倍数；（4）放大器的输入电阻 E C =12V , R B = 450k Q, R B2i =30k Q, R B 22 = 10k Q, R L = 5k Q, p 1 =p 2 = 50, U BE 1 = L B E 1 = (2)画出微变等效电路；(3)各级放大倍数和 和输出电阻；（5）前级采用射极输出器 有什么好处 § 2-2功率放大 基本概念： 1. 甲类、甲乙类、乙类功放哪种易产生 饱和失真哪种易产生截止失真 2. 什么是互补对称功放的交越失真产生 这种失真的原因如何消除 Uo
江苏大学2010硕士研究生入学统一考试机械设计 一．填空题 1．在基本额定动载荷C下，滚动轴承工作转而不发生点蚀失效，其可靠度为90%。2．在圆柱齿轮传动中，齿轮直径不变而减小模数m，使轮齿的弯曲强度、接触强度及传动的工作平稳性。 3．有一普通圆柱蜗杆传动，已知蜗杆头数Z1＝1，蜗杆轮齿螺旋线方向为右旋，其分度圆柱上导程角γ＝5042＇38＇＇，蜗轮齿数Ｚ2＝45，模数m＝8mm，压力角αt＝200，传动中心距a＝220mm，则传动比i＝，蜗杆直径系数q为，蜗杆分度圆柱直径d1＝mm，蜗轮螺旋角β＝。 4．普通v带传动中，已知预紧力F0＝2500N，传递圆周力F e=800N，若不计带的离心力，则工作时的紧边拉力F1为，松边拉力F2为。 5．链轮的转速，节距，齿数越少，则链传动的动载荷就越大。 6．当轴上零件需在轴上作距离较短的相对滑动，且传递转矩不大时，应用键联接，当轴上零件需在轴上作距离较长的相对滑动，应用键联接。 7．某受预紧力F0 和轴向工作拉力F的紧螺栓联接，如果螺栓和被联接件刚度相等，预紧力F0＝8000N，在保证接合面不产生缝隙的条件下，允许的最大工作拉力F＝N。二．选择题 1．在绘制零件极限应力的简化线图时，所必需的已知数据有。 A．σ-1σ0KσψσB．σ-1σS Kσψσ C．σ-1 σS KσD．σ-1σSσ0ψσ 2．采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。 A. 螺栓的横截面受剪切 B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压 C. 螺栓同时受剪切与挤压 D. 螺栓受拉伸与扭转作用 3．由试验知，有效应力集中、绝对尺寸和表面状态只影响零件的。 A．应力幅σa B．平均应力σm； C．应力幅和平均应力D．最小应力σmin 4．蜗轮轮齿常用材料是。 A. 40Cr B．GCrl5
HefeiUniversity 合肥学院电力电子技术课程综述 系别：电子信息及电气工程系 专业：自动化 班级： 姓名: 学号：
目录 摘要： (3) 绪论 (4) 1.1电力电子技术简介： (4) 1.2电力电子技术的应用： (4) 1.3电力电子技术的重要作用： (5) 1.4电力电子技术的发展 (5) 本课程简介 (6) 2.1电力电子器件： (6) 2.1.1根据开关器件是否可控分类 (6) 2.1.2 根据门极)驱动信号的不同 (6) 2.1.3 根据载流子参与导电情况之不同，开关器件又可分为单极型器件、双极型器 件和复合型器件。 (6) 2.2 DC-DC变换器 (7) 2.2.1主要内容： (7) 2.2.2直流-直流变换器的控制 (7) 2.3 DC-AC变换器（无源逆变电路） (8) 2.3.1电压型变换器 (8) 2.3.2电流型变换器 (8) 2.3.3脉宽调制(PWM)变换器 (9) 2.4 AC-DC变换器（整流和有源逆变电路） (9) 2.4.1简介 (9) 2.4.2工作原理 (9) 2.5 AC-AC变换器 (10) 2.5.1 简介 (10) 2.5.2 分类 (10) 2.6 软开关变换器 (10) 2.6.1分类 (10) 2.6.2 重点 (10) 总结 (11) 参考文献 (11)
摘要：电力电子技术是在电子、电力与控制技术上发展起来的一门新兴交 叉学科，被国际电工委员会（IEC）命名为电力电子学（Power Electronics）或称为电力电子技术。近20年来，电力电子技术已渗透到国民经济各领域，并取得了迅速的发展。作为电气工程及其自动化、工业自动化或相关专业的一门重要基础课，电力电子技术课程讲述了电力电子器件、电力电子电路及变流技术的基本理论、基本概念和基本分析方法，为后续专业课程的学习和电力电子技术的研究与应用打下良好的基础。 关键词：电力电子技术控制技术自动化电力电子器件 Abstract: Power electronic technology is in Electronics, electric Power and control technology developed on an emerging interdisciplinary, is the international electrotechnical commission (IEC) named Power Electronics (Power Electronics) or called Power electronic technology. Nearly 20 years, power electronic technology has penetrated into every field of national economy, and have achieved rapid development. As electrical engineering and automation, industrial automation or related professional one important courses, power electronic technology course about power electronics device, power electronic circuits, the basic theory of converter technology, the basic concept and basic analysis for subsequent specialized course of study and power electronic technology research and application lay a good foundation. Keywords:Power electronic technology control technology automation power electronics device
电力电子课程设计 学院：电气信息工程学院 专业： 学号： 姓名：
一． 设计要求 (1)根据给定的参数范围,设计BOOST 电路的参数； (2)根据给定的参数范围,设计CUK 电路的参数； (3)利用MATLAB 对上述电路图仿真实验得出波形； (4)在实验室平台上试验,观测数据与波形,并与仿真图形进行比对； (5)撰写实验报告； 二． 电路设计 1.电路工作原理 （1）Boost 电路 Boost 电路原理图 基本原理 假设L ，C 值很大。当可控开关V 处于通态的时候，电源E 向电感L 充电，充电的电流基本恒定不变I 1，同时电容C 向负载R 放电。因为C 很大，基本保持输出电压U 0不变。当可控开关处于断态的时候，E 和电感L 上积蓄的能量共同向电容C 充电并向负载R 提供能量。当电路工作处于稳态时，一个周期T 中电感L 积蓄的 能量与释放的能量相等，即： 化简得： ()off o on t I E U t EI 11-=E t T E t t t U off off off on o =+=
基本数值计算： 输出电压U 0与输入电压E 关系： 01 1 1U E E βα==- 输出电流I0与输入电流I1的关系： 01021U I I E E β== 输出电流I0与输出电压U0的关系： 001U E I R R β== （2）Cuk 电路 Cuk 电路原理图 基本原理 当可控开关V 处于通态的时候，E-L1-V 回路和R-L2-C-V 回路分别流过电流。当V 处于断态的时候，E-L1-C-VD 回路和R-L1-VD 回路分别流过电流。输出电压的极性与电源电压极性相反。
机械设计复习题一 一、填空及选择填空：把答案写在题中的空格里( 每空2分, 共26分) 1、工程上常用的螺纹联接的防松方法有___________、____________和_______________。 2、滚动轴承的基本额定寿命L h10是指_______________。 3、阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是______________、______________和_______________。 4、带传动中，带每转一周受____________应力、_________应力和________应力作用，最大应力发生在 ________________。 5、在闭式软齿面齿轮传动中（无冲击载荷），按________设计，按________校核 A.齿根弯曲疲劳强度 B.齿根弯曲静强度 C.齿面接触疲劳强度 D.齿面接触静强度 二、说明下列滚动轴承代号的意义 (本大题共4小题，每小题4分，总计16分) 1、6209 2、7311AC/P4/DF 3、30420/P2/DB 4、N220/P5 三、计算题（共30分） 1、.图示托架受铅垂力F （N ），托架与托体之间的摩擦系数为μs,,可靠系数K f =1,螺栓与被联 接件的相对刚度为0.2，螺栓材料的许用应力为[σ]，按步骤列出螺栓根径d 1的计算式。（14分） 2、一轴上有一对30204圆锥滚子轴承，轴承受载荷N F R 5400=，N F A 2700=n=1250r/min ，运转时有轻微冲击 1.1=p f ，试计算这对轴承当量动载荷p 和寿命L 10h 。轴承参数：d=20mm ； N C r 305000=； N C r 28200=；35.0=e ；Fa/Fr ≤e ，x=1，y=0；Fa/Fr>e ，x=0.4，y=1.7，[注： )2/(Y F F r s =] (本题16分) F F 1 2 四、分析题（18分） 图示蜗杆-斜齿轮传动，已知蜗杆为左旋，转向如图示，蜗杆m =8mm ，d 1=64mm(q =8)，z 1=2，z 2=42，蜗杆输入转矩T 1=38000N .mm ，蜗杆传动效率h ＝0.75。
电力电子与电力传动专业情况及学校排名 电力电子与电力传动学科主要研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、功率源、电力传动及其自动化等理论技术和应用。它是综合了电能变换、电磁学、自动控制、微电子及电子信息、计算机等技术的新成就而迅速发展起来的交叉学科，对电气工程学科的发展和社会进步具有广泛的影响和巨大的作用。 学科研究范围: 电力电子器件的原理、制造及其应用技术；电力电子电路、装置、系统及其仿真与计算机辅助设计；电力电子系统故障诊断及可靠性；电力传动及其自动控制系统；电力牵引；电磁测量技术与装置；先进控制技术在电力电子装置中的应用；电力电子技术在电力系统中的应用；电能变换与控制；谐波抑制与无功补偿。 研究方向: 1 ）谐波抑制与无功补偿 2 ）电力电子电路仿真与设计 3 ）计算机控制系统 4 ）电气系统智能控制技术 5 ）现代控制理论及其电气传动中的应用 6 ）系统故障诊断技术及应用 7 ）现代交、直流电机调速技术 8 ）功率变换技术的研究 该学科对实践动手能力要求很高，难度较大。本科是电气工程、自动化、电子信息工程的适合报考这个专业。该专业需要的基础是电路基础，模拟电路与数字电路，电机学，单片机技术，计算机控制技术，电力电子技术，电力拖动自动控制系统，数字信号处理。 该专业实力最强的几所院校:浙大（拥有国内唯一的电力电子国家实验室，师资力量雄厚，有汪栖生院士和徐德鸿等知名教授，科研成果较多）西安交通大学（西交的电力电子与能源研究中心在国内处于领先水平，科研成果较多，有电力电子知名专家王兆安教授）南京航空航天大学（有航空电源航空科技重点实验室，师资力量雄厚，科研成果较多）合肥工业大学和中国矿业大学（有电力电子与电力传动国家重点学科) 华北电力大学的张一工教授是国内谐波抑制与无功补偿领军人物之一，另外石新春和韩
《电力电子及变频器技术》课程标准 课程名称：电力电子及变频器技术计划学时： 72学时 适用专业：电气自动化（大专）开设学期：第二学期 制订：张进年审定： 一、前言 1.课程性质 《电力电子及变频器》是自动化、电气工程及其自动化专业一门重要的专业必修课。是一门横跨电力、电子和控制的新兴学科，是在多年教学改革的基础上，通过对工业自动控制相关职业工作岗位进行充分调研和分析，借鉴先进的课程开发理念和基于工作过程的课程开发理论，进行重点建设与实施的学习领域课程。它以《电工电子技术》课程的学习为基础，也是进一步学习《PLC 技术及应用》课程的基础。 2.课程设计思路 本课程以基于工作过程的课程开发理念为指导，以职业能力培养和职业素养养成为重点，根据技术领域和职业岗位（群）的任职要求，融合维修电工职业资格标准，以变流与变频典型工作过程，以来源于企业的实际案例为载体，以理实一体化的教学实训室为工作与学习场所，对课程内容进行序化，要求学生在对电力电子器件及应用有初步认识的基础上，能组建并调试简单直流调速系统、调光灯，能对开关电源进行检查与简单故障的维修，能使用和维护变频器。通过任务驱动教学及任务单的完成提高学生积极的行动意识和职业规划能力，培养学生的创新创业能力，为后续课程学习作前期准备，为学生顶岗就业夯实基础，同时使学生具备较强的工作方法能力和社会能力。 二、课程目标 通过本课程的学习，要求学生达到的知识目标有： (1)熟悉电力电子器件的特性、主要参数、驱动及保护，熟悉单相可控整流、三相可控整流电路的组成并了解其工作原理，了解触发电路的类型， (2)理解交流调压调光电路的组成并了解其工作原理，理解开关电源的组成并了解其工作原理， (3)熟悉变频器的组成并了解其工作原理。 技能目标： (1)能正确识别、选用电子电子器件，判断其好坏，能组建、调试单结晶体管触发电路，能组建、调试简单直流调速系统及调光灯。 （2）能检查维修开关电源，能使用和维护变频器，学会搜集资料、阅读资料和利用资料。 社会能力目标： （1）服从领导工作分配、遵守厂纪厂规、有职业道德，有一定的社交和应变能，
《电工基础》期末考试试题及答案 一、填空题。 1、在直流电路中电流和电压的 大小 和 方向 都不随时间变化。 2、在交流电路中电流和电压的大小和方向都随时间做_周期性_________变化，这样的电流、电压分别称做交变电流、交变电压，统称为__交流电_____。 3、随 时间 按 正弦 规律变化交流电称为正弦交流电。 4、交流电的电流或电压在变化过程中的任一瞬间，都有确定的大小和方向，叫做交流电该时 刻的 瞬时值 ，分别用小写字母 i u 表示。 5、在正弦交流电压的波形图坐标系中，横坐标表示 时间 ，纵坐标表示 电压瞬 时值 。 6、在正弦电路中，用小写字母如i 、 u 等表示 瞬时 值，用大写字母如I 、U 等表示 有效 值 . 7、交流电在单位时间内(1秒)完成周期性变化的次数叫做__频率____ ；完成一次周期性变化所用的时间叫做__周期___ 。 8、周期用字母__T___表示，单位是 __S___。t 9、频率用字母___f__表示，单位是 __Hz___。 10、1MHz= 106 Hz ;1KHz= 103 Hz . 11、三相电源的三相绕组未端联接成一个公共端点叫做_中性点___用字母_N__表示， 12、三相电源的三相绕组未端联接成一个公共端，从该点引出的导线叫做__中性线___，用颜 色_黑色或白色___表示。 13、三相电源的中线一般是接地的，所以中线又称__地___线。三相电源三相绕组的首端引出 的三根导线叫做___相__线。 14、三相四线制的_相电压____和___线电压 都是对称。 15、三相四线制的线电压是相电压的__3___倍，线电压的相位超前相应的相电压__π/6_ 16、对称三相电动势有效值相等， 频率 相同，各相之间的相位差为 2π/3 18、三相四线制中___相线与__相___线之间的电压是线电压。 21、我国低压思念相四线制供电系统中U 线=380V, U 相=_220V. 22、三相电路中的三相负载可分为_对称__三相负载和__不对称三相负载良种情况. 23、变压器 的主要额定值有额定容量、_初级额定电压、次级额定电压 24、一单相电动机的铭牌标明；电压220V ，电压3A ，功率因数0.8，这台电动机 的有功功率为 __660V ，视在功率为__825V 。 28、照明电路的负载接法为_不对称_接法，必须要用_三相四线制 供电线路，中线绝不能省 去。 41、_____被绝缘介质隔开的两个导体的总体叫做电容，组成电容的两个导体叫 极板，中间的 绝缘物叫 电容器的介质 42、电容的参数主要有 额定工作电压 和 标称容量和允许误差 43、1F= 106 1UF= 1012 PF 44、电容和电阻都是电路中的基本元件，但它们在电路中所起的作用却是不同的，从能量上看， 电容是_储能____元件，电阻是__耗能____元件。 51、在纯电阻交流电路中 电流 和 电压 同相。 52、在纯电阻交流电路中电压的电流的最大值、有效值和瞬时值都服从欧姆定律。 53、电感线圈具有通直流阻交流的性能。 54、感抗表示 电感 对所通过的交流电所呈现的 阻碍 作用。 55、XL 简称 感抗，XC 简称 容抗 56、在线电感交流电路中电压UC 与电流的变化率△i/△t 成正比，电压超前电流 π/2 。 57、电容器具有直通交流 ，阻直流 的特性。 58、在线电容电路中 电压 和 电流 是同频率的正弦量。 59、Z 称为 阻抗 电表示 电阻和电感 串联电路对交流电的总阻碍作用。 60、阻抗的大小决定于 电路 参数（R 、L ） 和 电源频率 。 61、为了反映巾率利用率把 有功功率 和 视在功率 的比值叫功率因数。 62、功率因数大小由 电路参数（R 、L ） 和 电源频率 决定 63、X=XL-Xc 称为 电抗 电是 电感和电容 共同作用的结果（在RLC 串联电路中） 64、当X>0时则阻抗角ρ为 正 值相位关系为总电压U 的相位 超前 电流i 的相位 65、谐振频率f 0仅由电路 L 和 C 决定与电阻R 的大小无关 66、提高功率因数的方法有 提高用电设备本身的功率因数 和 在感抗负载上并联电容器提高功率因数。 67、线电阻电路中，功率因数为 1 感抗负载电路中功率因数介于0.5 1 之间 68、正弦交流电的三要素是振幅 频率 和 初相。 69、串联谐振时，电阻上电压等于 电源电压 电感和电容上的电压等于 电源电压2倍 因此串联谐振又叫电压谐振。 70、f 0为谐振频率 单位是 HE 71、平均功率等于 电压 与 电流 的有效值之积 72、如果两个正弦交流电的相位差为π/2 那么称为 两者 为正交 73、容抗表示 电容器 对通过的 交流电 所呈现的阻碍作用 74、容抗的大小和 电源频率成反比 和 电容器的电容成反比 75、感抗的大小和 电源频率成正比 和 线圈电感成反比 四、简答题： 1、正弦交流电的三要素是什么？有了交流电的三要素是否就可以画出唯一的交流电波形？ 答：①正弦交流电的三要素是振幅频率初相。②可以画出 2、什么叫频率？什么叫周期？两者有什么关系？ ①频率：交流电在单位时间内完成周期性变化的次数。②周期：完成一次周期性变化所用的时间。③两者之间有倒数关系。 5、变压器的基本构造由哪几部分组成？ 答：变压器由铁心和绕组组成
电力电子课程设计报告题目三相桥式全控整流电路设计 学院：电子与电气工程学院 年级专业：201５级电气工程及其自动化 姓名： 学号: 指导教师：高婷婷,林建华 成绩:
摘要 整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要同时也是应用得最为广泛的电路，不仅用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统,能源系统及其他领域,因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义,这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环,而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用，因此调试三相桥式可控整流电路的相关参数并对不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义。 关键词：电力电子,三相，整流
目录 1 设计的目的和意义………………………………………１ 2 设计任务与要求 (1) 3 设计方案 (1) ?３.1三相全控整流电路设计 (1) 3.1.１三相全控整流电路图原理分析 (2) ?3.１.2整流变压器的设计 (2) ?3．1.3晶闸管的选择 (3) 3.2 保护电路的设计 (4) 3．2.1变压器二次侧过压保护 (4) ?3．2.2 晶闸管的过压保护………………………………………………４ 3.2．3 晶闸管的过流保护………………………………………………５ 3.3 触发电路的选择设计 (5) 4 实验调试与分析 (6) 4.１三相桥式全控整流电路的仿真模型 (6)
4.2仿真结果及其分析……………………………………………７ 5 设计总结 (8) 6 参考文献 (9)
1 设计的目的和意义 本课程设计属于《电力电子技术》课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握《电力电子技术》,更进一步的掌握和了解他三相桥式全控整流电路。通过设计基本技能的训练,培养学生具备一定的工程实践能力。通过反复调试、训练、便于学生掌握规范系统的电子电力方面的知识，同时也提高了学生的动手能力。 2 设计任务与要求 三相桥式全控整流电路要求输入交流电压2150,10,0.5U V R L H ==Ω=为阻 感性负载。 １.写出三相桥式全控整流电路阻感性负载的移相范围,并计算出直流电压的变化范围 2.计算α=60°时，负载两端电压和电流，晶闸管平均电流和有效电流。 3.画出α=60°时，负载两端 d U 和晶闸管两端 1 VT U 波形。 4.分析纯电阻负载和大电感负载以及加续流二极管电路的区别。 5.晶闸管的型号选择。 ３ 设计方案 ３.１三相全控整流电路设计
1、电力电子多重化技术是指在大功率电力电子电路中，采用若干个相同结构的电路拓扑经过移相处理后进行串联或并联连接，组成输入侧或输出侧等效多脉波的电路形式，有利于降低谐波、减小无功、提高电力电子装置的电压等级及装置容量。在高频工作场合，电力电子多重化技术还可以降低单元电路的工作开关频率以提高整体电路的工作频率，最大限度地利用全控型开关器件开关频率与通流能力、耐压水平的综合效力。包括串联多重化和并联多重化，串联多重化除了降低谐波含量、提高功率因素外主要用于高电压场合，以提高电力电子装置的电压等级；并联多重化除了降低谐波、提高功率因素外主要用于大电流场合，以提高电力电子装置的电流容量。 2、多电平逆变器的调制方法主要为：①特定谐波消除法（SHEPWM）；②空间矢量法（SVPWM）；③基于载波的PWM控制法（SHPWM）三种。 消除特定谐波法 消除特定谐波PWM控制法有如下优点：①可以降低开关频率，降低开关损耗；②在相同的开关频率下，可以生成最优的输出波形；③可以通过调制得到较高的基波电压，提高了直流电压利用率，最多可达1.15。 多电平空间矢量调制法 将三相系统的电压统一考虑，并在两相系统进行控制。这种控制方法称为电压空间矢量控制，它的特点在于对三相系统的统一表述和控制，以及对幅值和相位同时控制这两个方面。 模型简单，便于微机实时控制，并具有转矩脉动小，噪声低，直流电压利用率高的优点，因此目前无论在开环控制还是闭环控制系统中均得到广泛的应用。基于载波的PWM调制技术 多电平变换器载波PWM控制策略，是两电平载波SPWM技术在多电平中的直接推广应用。由于多电平变频器需要多个载波，因此在调制生成多电平PWM 波时有两类基本方法：①首先将多个幅值相同的三角载波叠加，然后与同一个调制波比较，得到多电平PWM波，即载波层叠法(Carrier Disposition，CD)PWM，该方法可直接用于二极管箝位型多电平结构控制，对其他类型的多电平结构也适用；②用多个分别移相，幅值相同的三角载波与调制波比较，生成PWM波分别控制各组功率单元，然后再叠加，形成多电平PWM波形，称为载波移相法(Phase