电力电子技术复习
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电力电子技术期末考试复习要点课程学习的基本要求及重点难点内容分析第一章电力电子器件的原理与特性1、本章学习要求1.1 电力电子器件概述,要求达到“熟悉”层次。
1)电力电子器件的发展概况及其发展趋势。
2)电力电子器件的分类及其各自的特点。
1.2 功率二极管,要求达到“熟悉”层次。
1)功率二极管的工作原理、基本特性、主要参数和主要类型。
2)功率二极管额定电流的定义。
1.3 晶闸管,要求达到“掌握”层次。
1)晶闸管的结构、工作原理及伏安特性。
2)晶闸管主要参数的定义及其含义。
3)电流波形系数k f的定义及计算方法。
4)晶闸管导通和关断条件5)能够根据要求选用晶闸管。
1.4 门极可关断晶闸管(GTO),要求达到“熟悉”层次。
1)GTO的工作原理、特点及主要参数。
1.5 功率场效应管,要求达到“熟悉”层次。
1)功率场效应管的特点,基本特性及安全工作区。
1.6 绝缘栅双极型晶体管(IGBT),要求达到“熟悉”层次。
1)IGBT的工作原理、特点、擎住效应及安全工作区。
1.7 新型电力电子器件简介,要求达到“熟悉”层次。
2、本章重点难点分析有关晶闸管电流计算的问题:晶闸管是整流电路中用得比较多的一种电力电子器件,在进行有关晶闸管的电流计算时,针对实际流过晶闸管的不同电流波形,应根据电流有效值相等的原则选择计算公式,即允许流过晶闸管的实际电流有效值应等于额定电流I T对应的电流有效值。
利用公式I = k f×I d = 1.57I T进行晶闸管电流计算时,一般可解决两个方面的问题:一是已知晶闸管的实际工作条件(包括流过的电流波形、幅值等),确定所要选用的晶闸管额定电流值;二是已知晶闸管的额定电流,根据实际工作情况,计算晶闸管的通流能力。
前者属于选用晶闸管的问题,后者属于校核晶闸管的问题。
1)计算与选择晶闸管的额定电流解决这类问题的方法是:首先从题目的已知条件中,找出实际通过晶闸管的电流波形或有关参数(如电流幅值、触发角等),据此算出通过晶闸管的实际电流有效值I,考虑(1.5~2)倍的安全裕量,算得额定电流为I T = (1.5~2) I /1.57,再根据I T值选择相近电流系列的晶闸管。
一、填空题绪论1、电力变换的四大类整流、直流斩波、交流电力控制变频变相和逆变。
第二章1、电力电子器件一般都工作在开关状态。
2、电力电子器件一般是由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组。
3、电力电子器件的损耗主要为通态损耗和断态损耗,当器件的开关频率较高时,开关损耗会增大。
4、按电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度,可以将电力电子器件分为半控型器件、全控型器件和不可控型器件。
5、晶闸管有阳极A、阴极K和门极G。
6、电力二极管的特性是正向导通和反向截止。
7、要使晶闸管导通必须在阳极可正向电压,在门极加正向电压。
8、在晶闸管的阳极加反向电压时,不论门极加何种电压,晶闸管都截止。
9、多个晶闸管并联要考虑均流问题,多个晶闸管串联要考虑均压问题。
第二章1、单向半波可控整流电路带电阻负载时α角的移相范围0~π,阻感负载α角的移相范围是0~π/2。
2、单向桥式全控整流电路带纯电阻负载时α角的移相范围是0~π,单个晶闸管承受的最大反压是0~π/2,单个晶闸管承受的最大反压是3、三相半波可控整电路中,三个晶闸管的触发脉冲相序互差120°,单个晶闸管承受最大反压带阻感性负载时α角的移相范围是0~π/2。
4、逆变电路中,当交流侧和电网联结时称有源逆变,若要实现逆变必须要用可控整流电路,当0〈α〈π/2时,电路工作在整流状态,π/2〉α〉π时,电路工作在逆变状态。
5、使变流器工作于有源逆变状态的条件有二:①直流侧要有电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流电路直流侧的平均电压;②要求晶闸管的控制角α>π/2,使U d为负值。
第三章1、直流斩波电路是把直流变为直流的电路。
2、斩波电路2种最基本的电路是降压斩波和升压斩波。
3、斩波的三种控制方法是脉冲宽度调制(脉冲调宽型)、频率调制(调频型)和混合型。
4、升降压斩波电路升压的条件是1/2〈α〈1。
第四章1、改变频率的电路叫变频电路。
电力电子技术课后复习题(全面)1、电力电子技术是一种利用电力电子器件对电能进行控制、转换、和传输的技术。
2、电力电子技术包括电力电子器件、电路和控制三大部分。
3、电力电子技术的基本转换形式和功能:整流电路----AC/DC----整流器直流斩波----DC/DC----斩波器逆变电路----DC/AC----逆变器交流电路----AC/AC----变频器4、电力电子器件是指在可直接用于处理电能的主电路中,实现电能的变换或控制的电子器件。
5、广义上,电力电子器件也可分为电真空器件和半导体器件。
6、按照器件能够被控制电路信号所控制的程度的程度进行分类:不可控器件---------电力二极管(功率二极管PD)半控型器件---------晶闸管(SCR)全控型器件---------电力晶体管(GTR)7、全控型器件也称自关断器件。
代表元件:门极可关断晶闸管(GTO)、电力晶体管(GTR)、电力场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
8、按照驱动电路加在器件控制端和公共端之间信号的性质进行分类:电流驱动型:晶闸管、门极可关断晶闸管、电力晶体管等。
电压驱动型:电力场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管等。
9、按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分类:双极型器件:电力二极管、晶闸管、门极可关断晶闸管、电力晶体管单极型器件:电力场效应晶体管。
复合型器件:绝缘栅双极晶体管。
10、功率二极管(PD)又称电力二极管,也称半导体整流器。
其基本结构与普通二极管一样。
有螺栓型和平板型两种封装。
正平均电流I F(A V): 电流最大有效值I 11.功率二极管的测试:用万用表的Rx100或Rx1测量。
【注】严禁用兆欧表测试功率二极管。
选择二极管时要考虑耗散功率。
不可控器件------功率二极管(电力二极管)12、功率二极管的主要类型:普通二极管、快速恢复二极管、肖特基二极管。
13、半控型器件----晶闸管(SCR)是硅晶体闸流管的简称,又称为可控硅整流器。
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。
电力电子复习资料一、简答题1、晶闸管导通和关断的条件是什么?解:晶闸管导通条件是:1)晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压;2)晶闸管门极和阴极之间必须加上适当的正向脉冲电压和电流。
在晶闸管导通后,门极就失去控制作用,欲使其关断,只需将流过晶闸管的电流减小到其维持电流以下,可采用阳极加反向电压、减小阳极电压或增大回路阻抗等方式。
2、有源逆变实现的条件是什么?(1)晶闸管的控制角大于90度,使整流器输出电压Ud为负(2)整流器直流侧有直流电动势,其极性必须和晶闸管导通方向一致,其幅值应大于变流器直流侧的平均电压3、什么是逆变失败,造成逆变失败的原因有哪些?如何防止逆变失败?4、电压型逆变器与电流型逆变器各有什么样的特点?答:按照逆变电路直流测电源性质分类,直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路,直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是:①直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗。
②由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
③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。
电流型逆变电路的主要特点是:①直流侧串联有大电感,相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动,直流回路呈现高阻抗。
②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径,因此交流侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电感起缓冲无功能量的作用。
因为反馈无功能量时直流电流并不反向,因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。
5、换流方式有哪几种?分别用于什么器件?6、画出GTO,GTR ,IGBT,MOSFET 四种电力电子器件的符号并标注各引脚名称7、单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的,两者的区别?答:区别在于是:1)、单相全波可控整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头,结构复杂;2)、单相全波可控整流电路中只用2个晶闸管,比单相全控桥式可控整流电路少数民族个,相应地,晶闸管的门极驱动电路也少数民族个;但是在单相全波可控整流电路中,晶闸管承受的最大电压为22U 2,是单相全控桥式整流电路的确倍;3)、单相全波可控整流电路中,导电回路只含1个晶闸管,比单相桥少1个,因而也少了一次管压降。
电力电子技术总复习第一章绪论1、电子开关型电力电子变换有哪四种基本类型?2、第二章课本P6电力电子的应用:要知道是何种电力电子技术的应用。
第二章电力电子器件1、器件按控制方式分为:什么是半控器件?晶闸管是:它的派生类包括:什么是全控器件?它包括:全控器件中,开关频率最高的是:应用最广泛的是:大功率场合广泛应用的是:存在二次击穿现象的器件是:驱动功率小的器件是:2、器件按驱动方式分:SCR、GTR、GTO是:IGBT、MOSFET是:3、SCR在门极开路的情况下正向导通的原因是:在实际应用中为保证SCR的可靠导通脉冲宽度由那个参数决定?用万用表如何区分SCR的三个极?SCR门极所加最高电压、电流、或平均功率超过允许值时会发生:门极所加最高反向电压超过10V以上会造成:第三章整流电路1、什么是控制角?导通角?相位控制方式?2、阻性负载下单相半波、单相桥式、单相全波、三相半波、三相桥式整流电路的移相范围为:阻感负载下为:3、三相桥式整流电路的共阴极组的三只管子脉冲互差:同一相的两个管子脉冲互差:管子的导通顺序为:每只管子工作多少度:4、掌握各种整流电路的计算公式:U d、I d I VT I TA V U FM I2掌握u d i d i vt1u vti的波形画法5、掌握三相桥式整流电路考虑变压器漏抗下的计算:ΔU d、I d U d6、单相半波、单相桥式、单相全波、三相半波、三相桥式整流电路整流输出电压脉动次数分别为:如果脉动次数是12那么,输出电压的最低次谐波是:交流侧最低次谐波是:脉动次数越高,最低次谐波的次数就越,可使尺寸及体积减小。
7、整流电路多重化的主要目的是什么?如何实现?8、何为逆变失败?最小逆变角是:第四章逆变电路1、有源逆变和无源逆变电路有何不同?2、什么是换流?换流方式有哪些?各有何特点?3、什么是电压逆变型和电流逆变型电路?两者各有何特点?4、会画三相电压型桥式逆变电路的工作波形。
电力电子技术一填空题1、电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。
2、电力变换通常可分为四大类,分别是整流、逆变、直流斩波、交流变交。
3、电力电子技术是一门由电力技术、电子技术、控制技术三个学科交叉而形成的。
4、电力电子器件一般工作在开关状态,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你,功率损耗主要为开关损耗。
5、一个周期内,下列整流电路整流电压波形的脉动次数:单相半波可控电路脉动__1____次;单相全控桥式整流电路脉动__2____次;三相半波可控电路脉动____3__次;三相全控桥式整流电路脉动___6___次。
6、电压型三相逆变器,电路的基本工作方式是___180°__导电方式,任一瞬间,有___3_____个IGBT 同时导通;电流型三相逆变器,电路的基本工作方式是___120°__导电方式,任一瞬间,有____2____个IGBT同时导通。
7、同一晶闸管,维持电流IH与掣住电流I L在数值大小上有I L> I H。
8、电力电子器件一般都工作在开关状态。
9、晶闸管和门极可关断晶闸管的英文名字的缩写分别为SCR 和GTO 。
10、按照直流侧电源性质划分,逆变电路可分为电流型逆变电路和电压型逆变电路。
11、单结晶体管张弛振荡电路的原理是利用单结晶体管的___负阻____特性和RC电路的___充放电____特性。
12、当发射极电压等于____峰点电压__时,单结晶体管导通。
导通后,当发射极电压小于__谷点电压___时,单结晶体管关断。
13、晶闸管内部是四层半导体结构,它的三个电极分别是阳极、阴极、门极。
14、整流电路的作用是交流电能将变为直流电能供给直流用电设备。
15、自换流逆变电路采用器件换流和强迫换流两种换流方式,外部换流逆变电路采用电网换流和负载换流两种换流方式。
16、IGBT是绝缘栅双极晶体管,是三端器件,三个电极分别是发射极、栅极、集电极。
《电力电子技术》复习资料一 电力电子器件1. 要点:① 半控器件:晶闸管(SCR )全控器件:绝缘栅双极型晶体管(IGBT )、电力晶体管(GTR )、 门极关断晶闸管(GTO )、电力场效应管(MOSEFT ) 不可控器件:电力二极管各器件的导通条件、关断方法、电气符号及特点。
②注意电流有效值与电流平均值的区别: 平均值:整流后得到的直流电压、电流。
有效值:直流电压、电流所对应的交流值。
波形系数:K f =有效值/平均值 。
③电力电子技术器件的保护、串并联及缓冲电路: du /dt :关断时,采用阻容电路(RC )。
di/dt :导通时,采用电感电路。
二 整流电路1. 单相半波电路:① 注意电阻负载、电感负载的区别: ② 有效值与平均值的计算:平均值:整流后得到的直流电压、电流。
21cos 0.452d U U α+=d d U I R=有效值:直流电压、电流所对应的交流值。
U U =U I R = 波形系数:电流有效值与平均值之比。
f dIk I =② 注意计算功率、容量、功率因数时要用有效值。
③ 晶闸管的选型计算:Ⅰ求额度电压:2TM U =,再取1.5~2倍的裕量。
Ⅱ 求额度电流(通态平均电流I T (AV )) 先求出负载电流的有效值(f d I k I =); →求晶闸管的电流有效值(I T =I );→求晶闸管的电流平均值(()/T AV T f I I k =),再取1.5~2倍裕量。
2. 单相全桥电路负载:①注意电阻负载、电感负载和反电动势负载的区别: ② 电阻负载的计算:α移相范围:0~π负载平均值:整流后得到的直流电压、电流。
(半波的2倍)21cos 0.92d U U α+=d d U I R=负载有效值:直流电压、电流所对应的交流值。
U U =U I R = 晶闸管:电流平均值I dT 、电流有效值I T :dT d12I I =T I =③ 电感负载的计算:Ⅰ加续流二极管时,与电阻负载相同。
《电力电子技术》复习资料一、填空题1.晶闸管有三个电极:阳极、阴极和门极。
2.晶闸管导通的条件是:在阳极和阴极之间加足够的正向电压的同时,门极加适当的正向电压。
3.反电势负载的特点是只有整流电路输出电压大于负载反电势时才有电流产生。
4.晶闸管关断可以采取减少阳极电流使之不能维持正反馈,断开阳极电源或者在阳极和阴极之间加反向电压的方法。
5.三相全控桥式整流电路在任何时刻必须有两个晶闸管同时导通,一个在共阴极组,一个在共阳极组。
6.不可控两端器件,它具有整流作用,而无可控功能。
7.同一套晶闸管电路,既可作整流,又能作逆变,常称这一装置为变流器。
8.当0<α<90°时。
变流器工作在整流状态,当α=90°时工作在中间状态,当90°<α<180°时,若同时存在一个适当的外接直流电源,变流器工作于逆变状态。
9.在逆变电路中,由于电路的电阻很小,应当尽量避免两个电源反极性相连。
10.规定逆变角β以控制角α=∏时作为计量的起始点,此时的β等于β=0。
11.逆变电路可以分为有源逆变和无源逆变两大类。
12.三相可控整流电路的基本形式是三相半波可控整流电路。
13.绝缘栅双极晶体管具有开关速度快、输入阻抗高、通态电压低、耐压高、电容量大等优点。
14.晶闸管逆变器是一种把固定的直流电压变成固定或可调的交流电压的装置。
15.功率场效应晶体管的最大功耗,随管壳温度的增高而下降。
16.肖特基二极管适用于电压不高,要求快速、高效的电路中。
17.功率场效应晶体管的特点是:栅极的静态内阻高,驱动功率小,撤除栅极信号后能自动关断,同时不存在二次击穿,安全工作区范围宽。
18. 绝缘栅双极晶体管的本质是一个____场效应晶体管__________ 。
19、肖特基二极管的_____开关时间______短,故开关损耗远小于普通二极管。
21. 肖特基二极管正向压降小,开启电压__低_____ ,正向导通损耗小。
《电力电子技术》综合复习资料一、填空题1、开关型DC/DC 变换电路的3个基本元件是 、 和 。
2、逆变角β与控制角α之间的关系为 。
3、GTO 的全称是 。
4、直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有 斩波电路; 斩波电路; --——斩波电路.5、变频电路从变频过程可分为 变频和 变频两大类。
6、晶闸管的工作状态有正向 状态,正向 状态和反向 状态。
7、只有当阳极电流小于 电流时,晶闸管才会由导通转为截止.8、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 角.9、GTR 的全称是 。
10、在电流型逆变器中,输出电压波形为 波,输出电流波形为 波。
11、GTO 的关断是靠门极加 出现门极 来实现的。
12、普通晶闸管的图形符号是,三个电极分别是 , 和 。
13、整流指的是把 能量转变成 能量.14脉宽调制变频电路的基本原理是:控制逆变器开关元件的 和 时间比,即调节 来控制逆变电压的大小和频率。
15、型号为KP100—8的元件表示 管、它的额定电压为 伏、额定电流为 安.16、在电力电子器件驱动电路的设计中要考虑强弱电隔离的问题,通常主要采取的隔离措施包括: 和 。
二、判断题1、KP2—5表示的是额定电压200V ,额定电流500A 的普通型晶闸管。
2、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。
3、普通晶闸管外部有三个电极,分别是基极、发射极和集电极.4、逆变电路分为有源逆变电路和无源逆变电路两种。
5、只要让加在晶闸管两端的电压减小为零,晶闸管就会关断。
6、普通晶闸管内部有两个PN 结。
7、逆变失败,是因主电路元件出现损坏,触发脉冲丢失,电源缺相,或是逆变角太小造成的。
8、应急电源中将直流电变为交流电供灯照明,其电路中发生的“逆变”称有源逆变. 9、单相桥式可控整流电路中,晶闸管承受的最大反向电压为22U 。
10、MOSFET属于双极型器件.11、电压型逆变电路,为了反馈感性负载上的无功能量,必须在电力开关器件上反并联反馈二极管。
电力电子技术复习第2章 电力电子器件1、 各种电力电子器件的名称和英文符号;答:绝缘栅双极晶体管(IGBT ),电力场效应管(电力MOSFET ),电力晶体管(GTR 或BJT ,电力电子技术范围内,两名称等效),晶闸管(又称“可控硅整流器”,SCR ),门极可关断晶闸管(GTO )2、 理想电力电子器件的特点答:导通时(通态)阻抗很小,接近于短路,管压降接近于零,而电流由外电路决定;阻断时(断态)阻抗很大,电流几乎为零,而管子两端电压由外电路决定。
3、 各种器件导通关断的条件是什么答:晶闸管承受正向电压,仅在门极有触发电流的情况下导通,如果门极电流为零,且阳极电流降至接近于零的维持电流I H 以下时阻断;电力MOSFET 和IGBT :通断由栅极和发射极间的电压u GE 决定,当u GE 为正且大于开启电压U GE(th)时导通,u GE <0时关断。
4、 额定电流的理解,参考习题4、5两题答:晶闸管的额定电流是所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值(通态平均电流I T(A V));GTO 的额定电流为最大可关断阳极电流I ATO 。
4. 图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为I m ,试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、I 3。
002π2π2ππππ4π4π25π4a)b)c)图1-430图1-43 晶闸管导电波形 解:a)I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m=π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πmI (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22m I π2143+≈0.6741I m c)I d3=π21⎰20)(πωt d I m =41I m I 3 =⎰202)(21πωπt d I m =21I m5. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时,相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解:额定电流I T(A V) =100A 的晶闸管,允许的电流有效值I =157A ,由上题计算结果知a) I m1≈4767.0I≈329.35A , I d1≈0.2717I m1≈89.48Ab) I m2≈6741.0I≈232.90A, I d2≈0.5434 I m2≈126.56Ac) I m3=2I = 314A, I d3=41I m3=78.5A第3章 整流电路1、各种整流电路的结构、工作原理、波形图(见书本)和基本数量关系2、不同负载下α角移相范围;如图所示3、各种整流电路中管子承受的最大正反向电压大小的确定4、单相桥式半控整流电路的失控现象答:当ɑ突然增大至180°或触发脉冲丢失时,会产生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况,这使u d 成正弦半波,相当于半波不可控整流电路,需加一续流二极管防止失控。
5、变压器漏感对整流电路的影响,两个公式(表3-2最右边一列2个)要记得。
见例题6、电容不可控整流电路的结论要记得21.2d U U ≈7、无功功率对电网的不利影响有哪些?提高变流器功率因素的方法有:减小触发角、增加整流相数、采用多组变流装置串联供电、 设置补偿电容等。
答:导致设备容量增加;设备和线路损耗增加;线路压降增大、电压剧烈波动等 8、有源逆变工作状态的条件,最小逆变角β的定义与范围。
逆变电路主要分为有源逆变和无源逆变,无源逆变电路在第四章分析。
答:1)要有直流电动势,极性和晶闸管导通方向一致,并大于变流器直流侧的平均电压; 2)要求晶闸管的控制角大于ɑ>90°,使U d 为负值。
习题:5、13、15、18、19、275.单相桥式全控整流电路,U2=100V,负载中R=2Ω,L值极大,反电势E=60V,当ɑ=30 时,要求:①作出u d、i d和i2的波形;②求整流输出平均电压U d、电流I d,变压器二次侧电流有效值I2;③考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解:①u d、i d和i2的波形如下图:α = 60°u 2u du abu ac u b c u b a u ca u cb u ab u acu a ⅠⅡⅢⅣⅤⅥu b u cOωtωt 1Oωti d ωtOωt Oi V T1u 2O ωtO ωtO ωtu di d i 2O ωtI dI dI dππαα②整流输出平均电压U d 、电流I d ,变压器二次侧电流有效值I 2分别为U d =0.9 U 2 cosα=0.9×100×cos30°=77.97(A) I d =(U d -E )/R =(77.97-60)/2=9(A)I 2=I d =9(A)③晶闸管承受的最大反向电压为:2U 2=1002=141.4(V )流过每个晶闸管的电流的有效值为:I VT =I d ∕2=6.36(A )故晶闸管的额定电压为:U N =(2~3)×141.4=283~424(V )晶闸管的额定电流为:I N =(1.5~2)×6.36∕1.57=6~8(A )晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
13.三相桥式全控整流电路,U 2=100V ,带电阻电感负载,R =5Ω,L 值极大,当ɑ=60︒时,要求:① 画出u d 、i d 和i VT1的波形;②计算U d 、I d 、I dT 和I VT 。
解:①u d 、i d 和i VT1的波形如下:②U d 、I d 、I dT 和I VT 分别如下U d =2.34U 2cos ɑ=2.34×100×cos60°=117(V )I d =U d ∕R =117∕5=23.4(A ) I DVT =I d ∕3=23.4∕3=7.8(A ) I VT =I d ∕3=23.4∕3=13.51(A )15.三相半波可控整流电路,反电动势阻感负载,U 2=100V ,R =1Ω,L =∞,L B =1mH ,求当ɑ=30︒时、E =50V 时U d 、I d 、γ的值并作出u d 与i VT1和i VT2的波形。
解:考虑L B 时,有:U d =1.17U 2cosα-ΔU dΔU d =3X B I d ∕2π I d =(U d -E )∕R解方程组得:U d =(πR 1.17U 2cos α+3X B E )∕(2πR +3X B )=94.63(V )ΔU d =6.7(V ) I d =44.63(A )又∵αcos -)cos(γα+=2B d X I ∕6U 2即得出)30cos(γ+︒=0.752换流重叠角= 41.28°—30°=11.28°u d 、i VT1和i VT2的波形如下:u di VT1ωtO ωtO γI du a u b u cαi VT2ωtOγI dO u au bu cu 218.单相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有哪些次数的谐波?其中幅值最大的是哪一次?变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪几次? 答:单相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有2k (k=1、2、3…)次谐波,其中幅值最大的是2次谐波。
变压器二次侧电流中含有2k +1(k =1、2、3……)次即奇次谐波,其中主要的有3次、5次谐波。
19.三相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有哪些次数的谐波?其中幅值最大的是哪一次?变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪几次? 答:三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有6k (k =1、2、3……)次的谐波,其中幅值最大的是6次谐波。
变压器二次侧电流中含有6k ±1(k=1、2、3……)次的谐波,其中主要的是5、7次谐波。
27.三相全控桥变流器,反电动势阻感负载,R =1Ω,L =∞,U 2=220V ,L B =1mH ,当E M =-400V ,β=60︒时求U d 、I d 与γ的值,此时送回电网的有功功率是多少? 解:由题意可列出如下3个等式:U d =2.34U 2cos(π-β)-ΔU dΔU d =3X B I d ∕π I d =(U d -E M )∕R三式联立求解,得U d =[2.34πU 2R cos(π-β)+3X B E M ]∕(πR +3X B )=-290.3(V )I d =109.7(A )由下式可计算换流重叠角:αcos -)cos(γα+=2X B I d ∕6U 2=0.1279)120cos(γ+︒=0.6279γ=128.90︒-120︒=8.90︒送回电网的有功功率为P =R I I E d d M 2||-=400×109.7-109.72×109.7×1=31.85(W)第4章 逆变电路1、要知道4种换流方式是哪些。
器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流2、全桥逆变电路180°控制方式和移相控制方式的定性分析习题:P118 第3、4题3.什么是电压型逆变电路?什么是电流型逆变电路?二者各有什么特点。
答:按照逆变电路直流测电源性质分类,直流侧是电压源的逆变电路称为电压型逆变电路,直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路 电压型逆变电路的主要特点是:①直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗。
②由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
③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。
电流型逆变电路的主要特点是:①直流侧串联有大电感,相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动,直流回路呈现高阻抗。
②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径,因此交流侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电感起缓冲无功能量的作用。
因为反馈无功能量时直流电流并不反向,因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。