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第4章直流-交流变换器习题及答案第1部分:填空题1.把直流电变成交流电的电路称为_逆变电路_,当交流侧有电源时称为_有源逆变__,当交流侧无电源时称为_无源逆变__。
2.电流从一个支路向另一个支路转移的过程称为换流,从大的方面,换流可以分为两类,即外部换流和_内部换流__,进一步划分,前者又包括_电网换流__和_负载换流___两种换流方式,后者包括_器件换流_和_强迫换流_两种换流方式。
适用于全控型器件的换流方式是_器件换流_。
3.逆变电路可以根据直流侧电源性质不同分类,当直流侧是电压源时,称此电路为_电压型逆变电路_,当直流侧为电流源时,称此电路为_电流型逆变电路_。
4.半桥逆变电路输出交流电压的幅值Um为__1/2___Ud ,全桥逆变电路输出交流电压的幅值Um为___1.0___Ud 。
5.单相全桥方波型逆变电路,180度导电角的控制方式下,改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压U d来实现,改变开关切换频率可改变输出交流电频率。
为防止同一桥臂的上下两个开关器件同时导通而引起直流侧电源短路,在开关控制上应采取先断后通的措施。
6.三相电压型逆变电路中,180度导电角的控制方式下,每个桥臂的导电角度为__180O______,各相开始导电的角度依次相差_120O__,在任一时刻,有___3___个桥臂导通。
7.电压型逆变电路一般采用_全控型_器件,换流方式为_器件换流____;电流型逆变电路中,较多采用__半控型__器件,换流方式有的采用 _强迫换流_,有的采用_负载换流__。
8.三相电流型逆变电路的基本工作方式是120度导电方式,按VT1到VT6的顺序每隔__60O_______依次导通,各桥臂之间换流采用 __横向_____换流方式,在任一时刻,有___3_____个桥臂导通。
电力电子技术中的电能变换与传输的原理是什么电力电子技术是研究电力的变换、传输和控制的学科，其应用广泛涉及各个领域，如能源转换、电动汽车、可再生能源等。
电力电子技术的核心在于电能的变换与传输，本文将从变换和传输两个方面依次介绍电力电子技术中的原理和应用。
一、电能的变换原理1. 直流与交流之间的变换直流电能与交流电能之间的转换通常采用功率电子器件，例如变流器和逆变器。
变流器将交流电转换为直流电，逆变器则将直流电转换为交流电。
它们通过控制电压和电流的波形来实现电能的变换。
这些功率电子器件可通过开关操作来改变电能的传输方式，从而实现电力质量的调节和系统的稳定运行。
2. 频率的变换频率的变换是电能变换的重要环节，尤其在交流电能的变换中。
变频器是一种常见的电力电子设备，它可以将电源的频率进行调整，从而使电能在不同的应用场景中更加灵活地使用。
通过变频器的控制，电能可以在不同的频率下传输，实现不同设备对电能的要求。
3. 峰-平比的变换在电能传输过程中，峰-平比是指信号波形峰值与其平均值之比。
通过调整峰-平比，可以实现电能的传输和变换。
例如，在交流电传输中，变压器可以通过改变输入和输出绕组的匝数比来变换电压，从而实现对电能峰-平比的调整。
二、电能的传输原理1. 无线电传输无线电传输是指通过无线电波将电能传输到远距离的过程。
这种传输方式适用于一些特殊场景，例如无线充电、远程通信等。
无线电传输基于电磁感应原理，利用电磁波的电能将电能从一个地方传输到另一个地方。
无线电传输在电力电子技术中起到了重要作用，使得电能的传输更加便捷和灵活。
2. 电缆传输电缆传输是指通过导线将电能从一点传输到另一点的过程。
电缆传输通常用于短距离的电能传输，例如在建筑物内部的电力输送。
电缆传输利用导线的导电性能将电能传输到目标地点，经过配电系统的调节和分配，最终供应给用户使用。
3. 转换器传输转换器传输是指通过电能转换器将电能从一种形式转换为另一种形式并传输到目标地点的过程。
第五章直流-交流（DC-AC）变换一、概述DC-AC变换器（无源逆变器)V1、V4和V2、V3轮流切换导通，u o为交变电压（1）电网换流 利用电网电压换流，只适合可控整流、有源逆变电路、交—交变频器（2）负载谐振式换流 利用负载回路中形成的振荡特性，使电流自动过零，只要负载 电流超前于电压时间大于t q ，即能实现换流，分串，并联。
VT 2、VT 3通后，u 0经VT 2、VT 3反向加在VT 1、VT 4上1. 晶闸管逆变电路的换流方式换流概念：直流供电时，如何使已通元件关断VT 1导通，C 充电左（-）右（+），为换流做准备； VT 2导通，C 上电压反向加至VT 1，换流，C 反向充电。
（3）强迫换流附加换流环节，任何时刻都能换流直接耦合式强迫换流2. 逆变电路的类型（1）电压源型逆变器电流源型逆变器电流源型逆变器功率流向控制（3）两类逆变器的比较比较点电流型电压型直流回路滤波环节电抗器电容器输出电压波形决定于负载，当负载为异步电动机时，近似为正弦波矩形输出电流波形矩形近似正弦波，有较大谐波分量输出动态阻抗大小续流二极管不需要需要过流及短路保护容易困难线路结构较简单较复杂适用范围适用于单机拖动，频繁加减速下运行，需经常反向的场合适用于多机供电不可逆拖动，稳速工作，快速性不高的场合二、强迫换流式逆变电路1.串联二极管式电流源型逆变器结构VT1～VT6为晶闸管C1～C6为换流电容VD1～VD6为隔离二极管2.工作过程（换流机理）（1）换流前运行阶段（2）晶闸管换流与恒流充、放电阶段（3）二极管换流阶段（4）换流后运行阶段diL dt引起三、逆变器的多重化技术及多电平化1. 多重化技术改善方波逆变的输出波形：中小容量：SPWM大容量：多重化技术思路：用阶梯波逼近正弦波（1）串联多重化特点：适合于电压源型逆变器二重化三相电压源逆变器单个三相逆变电路输出电压波形桥Ⅱ输出电压相位比桥Ⅰ滞后30º桥Ⅰ输出变压器△/Y,桥Ⅱ输出变压器△/Z变比为1变比为13二重化逆变电路输出电压比单个逆变电路输出电压台阶更多、更接近正弦。
电力电子技术1.1：电力变换通常可分为四大类，即交流变直流(AC-DC)、直流变交流(DC-AC)、直流变直流(DC-DC)和交流变交流（AC-AC ）。
交流变直流称为 整流 ，直流变交流称为 逆变 。
1.2：(1)；晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件，属于 半控型器型 。
对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式，简称 相控方式 。
（2）；才用全控型器件的电路的主要控制方式为脉冲宽度调制(PWM)方式。
相对应相位控制方式，可称为斩波控制方式，简称 斩控方式 。
2.1.2：电力电子器件在实际应用中，一般是由 控制电路 、 驱动电路 、和以 电力电子器件 为核心的主电路组成一个系统。
2.1.3：电力电子器件分为以下三类：1）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被称为 半控型器件 。
2）通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的女电力电子器件被称为全控型器件 。
3）也有不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件，因此也就不需要驱动电路，这就是 电力二极管 ，又被称为 不可控器件 。
2.2.1：从外形上看，电力二极管可以有 螺栓形 、 平板形 等多种封装。
2.3.2：晶闸管正常工作的特性如下：1）当晶闸管承受反向电压时，无论门极是否有触发电流，晶闸管都 不会导通 。
2）当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管 才能导通 。
3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，无论门极触发电流是否还存在，晶闸管都 保持导通 。
4)若要使已导通的晶闸管 关断 ，只能利用外加电压电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近零的某一数值以下。
2.3.4:晶闸管的派生器件分为哪几类 快速晶闸管 、 双向晶闸管 、 逆导晶闸管 、光控晶闸管 。
3.1.1：（1）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 触发延迟角 ，α用表示，也称 触发角 或 控制角 。
1. 电力电子技术：使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
2. 半导体变流技术：包括用电力电子器件构成电力变换电路和对其进行控制的技术，以及构成电力电子装置和电力电子系统的技术。
3. 整流:直流变交流。
4. 逆变:交流变直流。
5. 电力电子器件：是直接用于主电路电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。
6. 主电路：是在电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路。
7. 维持电流：使晶闸管维持导通所必需的最小电流称为维持电流。
8. 擎住电流：晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流称为擎住电流。
9. 双向晶闸管：双向晶闸可认为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成。
10. 逆导晶闸管：是将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率集成器件。
11. 光控晶闸管：又称光触发晶闸管，是利用一定波长的光照信号触发导通的晶闸管。
12. 电流关断增益：GTO最大可关断阳极电流与门极负脉冲电流最大值IGM之比称为电流关断增益。
13. 功率模块：将多个电力电子器件封装在一个模块中，称为功率模块。
14. 功率集成电路：将功率器件与逻辑、控制、保护、传感、检测、自诊断等信息电子电路制作在同一芯片上的集成电路。
15. 直流斩波电路：直流到另一固定电压或可调电压的直流电的变换电路。
16. 脉冲宽度调制：周期不变，导通时间变化，即通过导通占空比的改变来改变变压比，控制输出电压的调制方法。
17. 脉冲频率调制：导通时间不变，周期变化，导通比也能发生变化，从而达到改变输出电压目的的调制方法。
18. 双极式PWM：一个开关周期内，斩波电路所输出的负载电压极性交替变化的PWM控制方式。
19. 单极式PWM：一个开关周期内，斩波电路所输出的负载电压极性单一的PWM控制方式。
20. 正激变换器：指在开关管开通时，电源将能量直接传送给负载一种带隔离变压器的DC-DC变换器。
21. 反激变换器：指在开关管开通时电源将电能转为磁能储存在电感（变压器）中，当开关管关断时再将磁能变为电能传送到负载的一种带隔离变压器的DC-DC变换器。
一、选择题2-1、单相半波电阻性负载可控整流电路中，控制角α的最大移相范围是( D)A、0º-90°B、0º-120°C、0º-150°D、0º-180°2-2、单相半波可控整流电路输出最大直流电压的平均值等于整流前交流电压的（C）倍。
A 1，B 0.5，C 0.45，D 0.9.2-3、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差（A ）度。
A、180°，B、60°，C、360°，D、120°2-4、在单相桥式全控整流电路中，大电感负载时，控制角α的有效移相范围是（A）。
A、0°～90°B、0°～180°C、90°～180°2-5、普通的单相半控桥可控整流装置中一共用了（B ）晶闸管。
A 一只，B 二只，C 三只，D 四只。
2-6、在单相全控桥整流电路中，两对晶闸管的触发脉冲，应依次相差（A）度。
A 、180度；B、60度；C、360度；D、120度2-7、α为( C )度时，三相半波可控整流电路电阻性负载输出电压波形处于连续和断续的临界状态。
A，0度，B，60度，C，30度，D，120度，2-8、晶闸管触发电路中，若改变（B）的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。
A，同步电压，B、控制电压，C、脉冲变压器变比。
2-9、三相半波可控整流电路的自然换相点是( B)A、交流相电压的过零点；B、本相相电压与相邻相电压正、负半周的交点处；C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°；D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°。
2-10、α=（ 60度）度时，三相全控桥式整流电路带电阻负载电路，输出负载电压波形处于连续和断续的临界状态。
A、0度；B、60度；C、30度；D、120度；2-11、三相全控桥式整流电路带大电感负载时，控制角α的有效移相范围是（A）度。
电力电子技术在电气工程中的应用电力电子技术是一种重要的电气工程技术，它主要是指利用电子器件将电能从一种形式转换为另一种形式的技术。
电力电子技术的应用范围非常广泛，可以应用于交直流变换、电力传输、电机控制、电站调峰、新能源开发等方面。
本文将着重介绍电力电子技术在电气工程中的应用。
一、交直流变换在电气工程中，我们常常需要将交流电变换为直流电或者将直流电变换为交流电。
这时，我们可以使用直流调整器或变频器来实现。
直流调整器利用电力电子器件（如二极管、可控硅等）实现对直流电的调节和控制。
变频器则是基于功率电子和调制技术的电动机调速设备。
它能将交流电源转换为可调变频的交流电源，从而实现对电动机的调速控制。
二、电力传输电力传输主要是指将发电厂产生的电能传输到不同地区的用户，传输过程中需要实现电压和电流的稳定控制。
在传输线路中，由于电阻、电感和电容等影响，会造成电能的损失和扰动。
通过加装各种电力电子装置（如无功补偿器、静止无功补偿装置等）可以减小这些影响，从而提高电能的传输效率和稳定性。
三、电机控制电机控制是电气工程中电力电子技术的重要应用之一。
在各类工业生产中，往往需要对电机进行精细的控制，以实现开启、停止、调速等功能。
电力电子器件通过改变电路中的电路参数或传递信号等方式，可以实现对电机的调速控制。
其中，交流电机变频调速系统是目前最为常见的电机控制技术，它通过将电能变换为相同频率但不同幅值的交流电源，控制电机转速。
四、电站调峰电站调峰是指电力系统调度中的一项任务，它主要是为了保障电力系统的稳定工作。
在某些情况下，电力系统的负荷需求会出现较大波动，这时需要对电站进行调峰，以满足负荷需求。
电力电子技术可以通过控制移相变压器、变容器和静止无功补偿装置等装置，实现电站调峰的目的。
五、新能源开发近年来，电力系统中逐渐采用新能源（如太阳能、风能等）来代替传统能源进行发电。
这时，需要通过电力电子技术将这些新能源转换为交流电源，并将其送入电力系统中运行。
