《电力电子技术释疑与习题解析》6.1 内容归纳与总结
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归纳总结电力电子技术归纳总结电力电子技术篇一:电力电子技术重要公式总结单相半波可控整流带电阻负载的工作情况:a u 1i Rd b cd e电阻负载的特点:电压与电流成正比,两者波形相同。
触发延迟角: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,用a表示,也称触发角或控制角。
导通角:晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度,用θ表示。
直流输出电压平均值:1Ud? 2? ?? ?2U21?c s?2U2sin?td(?t)?(1?c s?)?0.45U2 2?2(3-1)VT的a 移相范围为180?通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式简称相控方式。
带阻感负载的工作情况:b c de f阻感负载的特点:电感对电流变化有抗拒作用,使得流过电感的电流不发生突变。
续流二极管数量关系: Id VT????Id 2? 12? (3-5)(3-6)(3-7)I VT?IdV DR?????Id(?t)?2?Id? 2d ????Id2?12?IV DR??? 2?????? Id(?t)?I d(3-8) 2? 2d a bc d ei f gV 单相半波可控整流电路的特点:1.V T的a移相范围为180?。
2.简单,但输出脉动大,变压器二次侧电流中含直流分量,造成变压器铁芯直流磁化。
3.实际上很少应用此种电路。
4.分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念。
《电力电子技术》期末复习题第1章绪论1 电力电子技术定义:是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,是应用于电力领域的电子技术,主要用于电力变换。
2 电力变换的种类(1)交流变直流AC-DC:整流(2)直流变交流DC-AC:逆变(3)直流变直流DC-DC:一般通过直流斩波电路实现(4)交流变交流AC-AC:一般称作交流电力控制3 电力电子技术分类:分为电力电子器件制造技术和变流技术。
第2章电力电子器件1 电力电子器件与主电路的关系(1)主电路:指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。
(2)电力电子器件:指应用于主电路中,能够实现电能变换或控制的电子器件。
2 电力电子器件一般都工作于开关状态,以减小本身损耗。
3 电力电子系统基本组成与工作原理(1)一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。
(2)检测主电路中的信号并送入控制电路,根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。
(3)控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。
(4)同时,在主电路和控制电路中附加一些保护电路,以保证系统正常可靠运行。
4 电力电子器件的分类根据控制信号所控制的程度分类(1)半控型器件:通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。
如SCR晶闸管。
(2)全控型器件:通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断的电力电子器件。
如GTO、GTR、MOSFET和IGBT。
(3)不可控器件:不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。
如电力二极管。
根据驱动信号的性质分类(1)电流型器件:通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。
如SCR、GTO、GTR。
(2)电压型器件:通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。
如MOSFET、IGBT。
根据器件内部载流子参与导电的情况分类(1)单极型器件:内部由一种载流子参与导电的器件。
第6章 思考题与习题6.1逆变电路中开关管的工作频率高频化的意义是什么?为什么提高开关频率可以减小滤波器和变压器的体积和质量?答:在逆变电路中提高开关管的开关频率,可以减小滤波器的电感和电容的参数,减小滤波器的体积和质量;在逆变电路中当变压器输入正弦波时fNBS U 44.4 ,显然,频率升高时,可以减小N 和S 的参数,从而减小变压器各绕组的匝数和铁心的尺寸,使变压器的体积减小,重量减轻,。
6.2怎么是软开关和硬开关?怎样才能实现完全无损耗的软件关过程?答:如果开关器件在其端电压不为零时开通则称为硬件通,在其电流不为零时关断则称为硬关断。
硬开通、硬关断统称为硬开关。
在硬开关过程中,开关器件在较高电压下承载有较大电流,故产生很大的开关损耗。
如果在电力电子变换电路中采取一些措施,如改变电路结构和控制策略,使开关器件被施加驱动信号而开通过程中其端电压为零,这种开通称为零电压开通;若使开关器件撤除其驱动信号后的关断过程中其承载的电流为零,这种关断称为零电流关断。
零电压开通和零电流关断是最理想的软开关,其开关过程中无开关损耗。
如果开关器件在开通过程中端电压很小,在关断过程中其电流也很小,这种开关过程的功率损耗不大,称之为软开关。
6.3零开关(即零电压开通和零电流关断)的含义是什么?答:使开关开通前的两端电压为零,则开关导通过程中就不会产生损耗和噪声,这种开通方式为零电压开通;而使开关关断时其电流为零,也不会产生损耗和噪声,称为零电流关断。
6.4软开关电路可以分为哪几类?其典型拓扑分别是什么样的?各有什么特点? 答:准谐振变换电路、零开关PWM 变换电路和零转换PWM 变换电路。
见教材6.5准谐振型变换器为什么只适宜于变频方式下工作而不宜在恒频PWM 方式下工作?与恒频PWM 变换器相比较,在变频下工作的变换器有哪些缺点?答:对于零电压开通准谐振变换器ZVS QRC ,在一个开关周期s T 中,仅在42~t t 期间电源不输出能量,而这段时间段的长短与 r C 、r L 的谐振周期有关。
电⼒电⼦技术题解实例与习题电⼒电⼦技术题解实例与习题安徽机电职业技术学院电⼒电⼦技术课程组编⼆零⼀三年⼗⼆⽉电⼒电⼦技术题解实例与习题主编:余丙荣参编:周元⼀⽬录第⼀章绪论 (1)1.1题解实例 (1)1.2思考题与习题 (2)第⼆章电⼒电⼦器件 (3)2.1题解实例 (3)2.2思考题与习题 (9)第三章相控整流电路 (11)3.1题解实例 (11)3.2思考题与习题 (35)第四章电⼒电⼦器件的驱动和保护 (37)4.1题解实例 (37)4.2思考题与习题 (45)第五章直流斩波电路 (46)5.1题解实例 (46)第六章交流变换电路 (49)6.1题解实例 (49)第七章逆变电路 (55)7.1题解实例 (55)7.2思考题与习题 (65)第⼋章软开关技术 (66)8.1题解实例 (66)8.2思考题与习题................................................................. 错误!未定义书签。
第⼀章绪论1.1题解实例和三⼤学科。
答:电⽓⼯程、电⼦科学与技术、控制理论2、电⼒电⼦技术是依靠电⼒电⼦器件组成各种电⼒变换电路,实现电能的⾼效率转换与控制的⼀门学科,它包括、和三个组成部分。
答:电⼒电⼦器件、电⼒电⼦电路、控制技术3、电⼒电⼦电路的根本任务是实现电能变换和控制。
电能变换的基本形式有:变换、变换、变换、变换四种。
答:AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC4、硅晶闸管派⽣器件双向晶闸管常⽤于交流和电路中。
答:调压、调功5、光控晶闸管是通过光信号控制晶闸管导通的器件,它具有很强的、良好的和较⾼的瞬时承受能⼒,因⽽被应⽤于⾼压直流输电、静⽌⽆功功率补偿等领域。
答:光信号、抗⼲扰能⼒、⾼压绝缘性能、过电压6、第⼆代电⼒电⼦器件以具有⾃关断能⼒的全控型器件、和为代表。
答:GTR、MOSFET、IGBT7、IGBT器件是⼀种复合器件。
电力电子技术考点总结第 1 章绪论1.什么是电力电子技术?(P1)答:电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。
电子技术包括信息电子技术和电力电子技术。
2.电力变换分类?及其含义和主要作用?(P1)答:电力变换分为四类:交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流。
3.电力电子技术的应用?(P6)答1.一般工业2.交通运输3.电力系统4.电子装置用电源5.家用电器6.其他。
第 2 章电力电子器件1.典型全控型器件的分类?(P25)答:1.门极可关断晶闸管2.电力晶闸管3.电力场效应晶体管4.绝缘栅双极晶体管。
第 3 章整流电路1.α= 0°时的整流电压、电流中的谐波有什么规律?(P75)答:(1) m脉波整流电压u d0的谐波次数为mk(k = 1,2,3,…)次,即m的倍数次;整流电流的谐波由整流电压的谐波决定,也为mk次。
(2) 当m一定时,随谐波次数增加,谐波幅值迅速减小,表明最低次(m 次)谐波是最主要的,其他次数的谐波相对较少;当负载中有电感时,负载电流谐波幅值d n的减小更为迅速。
(3) m增加时,最低次谐波次数增加,且幅值迅速减小,电压纹波因数迅速减小。
2.双反星形电路设置平衡电抗器的作用?没有会怎样?(P76)答:双反星形电路中设置电感量为Lp的平衡电抗器是为保证两组三相半波整流电路能同时导电,每组各承担一半负载,如果Lp同时只有一个导通,则原电路将变成六相半波整流电路。
3.逆变产生的条件?(P84)答:(1)要有直流电动势,其极性需和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流器直流侧的平均电压。
(2)要求晶闸管的控制角α>π/2,使U d为负值。
4.逆变失败的原因?(P85)答:(1)触发电路工作不可靠,不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲。
(2)晶闸管发生故障,在应该阻断时失去阻断能力,或在应该导通时不能导通,造成逆变失败。
(3)在逆变工作时,交流电源发生缺相或突然消失,致使电路短路。
电力电子技术课后答案第6章 PWM控制技术6. l.试说明PWM控制的基本原理。
答:PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。
即通过对一系列脉冲的宽度进行调制来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。
在采样控制理论中有一条重要的结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性环节上时,其效果基本相同,冲量即窄脉冲的面积。
效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。
上述原理称为面积等效原理。
以正弦PWM控制为例。
把正弦半波分成N等分,就可把其看成是N个彼此相连的脉冲列所组成的波形。
这些脉冲宽度相等,都等于/N,但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线,各脉冲幅值按正弦规律变化。
如果把上述脉冲列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替,使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合,且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积(冲量)相等,就得到PWM波形。
各PWM脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。
根据面积等效原理,PWM波形和正弦半波是等效的。
对于正弦波的负半周,也可以用同样的方法得到PWM波形。
可见,所得到的PWM波形和期望得到的正弦波等效。
6.5.什么是异步调制?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?答:载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。
WORD格式.整理版《电力电子技术》习题及解答第1章思考题与习题1.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定?答:晶闸管的导通条件是:晶闸管阳极和阳极间施加正向电压,并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流(或脉冲)。
导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定,负载上电压由输入阳极电压U A决定。
1.2晶闸管的关断条件是什么?如何实现?晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答:晶闸管的关断条件是:要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态,可采用阳极电压反向使阳极电流I A减小,I A下降到维持电流I H以下时,晶闸管内部建立的正反馈无法进行。
进而实现晶闸管的关断,其两端电压大小由电源电压U A决定。
1.3温度升高时,晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化?答:温度升高时,晶闸管的触发电流随温度升高而减小,正反向漏电流随温度升高而增大,维持电流I H会减小,正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。
1.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种?答:非正常导通方式有:(1) I g=0,阳极电压升高至相当高的数值;(1) 阳极电压上升率du/dt 过高;(3) 结温过高。
1.5请简述晶闸管的关断时间定义。
答:晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。
即gr rr q t t t +=。
1.6试说明晶闸管有哪些派生器件?答:快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。
1.7请简述光控晶闸管的有关特征。
答:光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管,在光的照射下,光电二极管电流增加,此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。
主要用于高压大功率场合。
1.8型号为KP100-3,维持电流I H =4mA 的晶闸管,使用在图题1.8所示电路中是否合理,为什么?(暂不考虑电压电流裕量)图题1.8答:(a )因为H A I mA K V I <=Ω=250100,所以不合理。
电力电子技术第五版复习资料第1章绪论1 电力电子技术定义:是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,是应用于电力领域的电子技术,主要用于电力变换。
2 电力变换的种类(1)交流变直流AC-DC:整流(2)直流变交流DC-AC:逆变(3)直流变直流DC-DC:一般通过直流斩波电路实现(4)交流变交流AC-AC:一般称作交流电力控制3 电力电子技术分类:分为电力电子器件制造技术和变流技术。
第2章电力电子器件1 电力电子器件与主电路的关系(1)主电路:指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。
(2)电力电子器件:指应用于主电路中,能够实现电能变换或控制的电子器件。
2 电力电子器件一般都工作于开关状态,以减小本身损耗。
3 电力电子系统基本组成与工作原理(1)一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。
(2)检测主电路中的信号并送入控制电路,根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。
(3)控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。
(4)同时,在主电路和控制电路中附加一些保护电路,以保证系统正常可靠运行。
4 电力电子器件的分类根据控制信号所控制的程度分类(1)半控型器件:通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。
如SCR晶闸管。
(2)全控型器件:通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断的电力电子器件。
如GTO、GTR、MOSFET 和IGBT。
(3)不可控器件:不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。
如电力二极管。
根据驱动信号的性质分类(1)电流型器件:通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。
如SCR、GTO、GTR。
(2)电压型器件:通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。
如MOSFET、IGBT。
根据器件内部载流子参与导电的情况分类(1)单极型器件:内部由一种载流子参与导电的器件。