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第7章 组合变流电路

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电力电子技术第四版课后题答案第八章

电力电子技术第四版课后题答案第八章

电力电子技术第四版课后题答案第八章第8章组合变流电路1. 什么是组合变流电路？答：组合变流电路是将某几种基本的变流电路（AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/DC）组合起来，以实现一定新功能的变流电路。

2. 试阐明图8-1间接交流变流电路的工作原理，并说明该电路有何局限性。

答：间接交流变流电路是先将交流电整流为直流电，在将直流电逆变为交流电，图8-1所示的是不能再生反馈电力的电压型间接交流变流电路。

该电路中整流部分采用的是不可控整流，它和电容器之间的直流电压和直流电流极性不变，只能由电源向直流电路输送功率，而不能由直流电路向电源反馈电力，这是它的一个局限。

图中逆变电路的能量是可以双向流动的，若负载能量反馈到中间直流电路，导致电容电压升高。

由于该能量无法反馈回交流电源，故电容只能承担少量的反馈能量，这是它的另一个局限。

3. 试分析图8-2间接交流变流电路的工作原理，并说明其局限性。

答：图8-2是带有泵升电压限制电路的电压型间接交流变流电路，它是在图8-1的基础上，在中间直流电容两端并联一个由电力晶体管V0和能耗电阻R0组成的泵升电压限制电路。

当泵升电压超过一定数值时，使V0导通，把从负载反馈的能量消耗在R0上。

其局限性是当负载为交流电动机，并且要求电动机频繁快速加减速时，电路中消耗的能量较多，能耗电阻R0也需要较大功率，反馈的能量都消耗在电阻上，不能得到利用。

4. 试说明图8-3间接交流变流电路是如何实现负载能量回馈的。

答：图8-3为利用可控变流器实现再生反馈的电压型间接交流变流电路，它增加了一套变流电路，使其工作于有源逆变状态。

当负载回馈能量时，中间直流电压上升，使不可控整流电路停止工作，可控变流器工作于有源逆变状态，中间直流电压极性不变，而电流反向，通过可控变流器将电能反馈回电网。

5. 何为双PWM电路？其优点是什么？答：双PWM电路中，整流电路和逆变电路都采用PWM控制，可以使电路的输入输出电流均为正弦波，输入功率因数高，中间直流电路的电压可调。

电力电子技术最新版配套习题答案详解第5章

电力电子技术最新版配套习题答案详解第5章

目录第1章电力电子器件 (1)第2章整流电路 (4)第3章直流斩波电路 (20)第4章交流电力控制电路和交交变频电路 (26)第5章逆变电路 (31)第6章PWM控制技术 (35)第7章软开关技术 (40)第8章组合变流电路 (42)第5章逆变电路1．无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？答：两种电路的不同主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。

而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。

2．换流方式各有那几种？各有什么特点？答：换流方式有4种：器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。

全控型器件采用此换流方式。

电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。

负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。

强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。

通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。

晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。

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。

电力电子填空题

电力电子填空题

第1章电力电子器件1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。

2.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，功率损耗主要为__开关损耗__。

3.电力电子器件组成的系统，一般由__控制电路__、_驱动电路_、_主电路_三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加_保护电路__。

4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型器件_ 、_双极型器件_ 、_复合型器件_三类。

5.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通，承受反相电压截止_。

6.电力二极管的主要类型有_普通二极管_、_快恢复二极管_、_肖特基二极管_。

7.肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。

8.晶闸管的基本工作特性可概括为__正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__ 。

9.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL__大于__IH 。

10.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDSM_大于__Ubo。

11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_〔如何连接〕在同一管芯上的功率集成器件。

12.GTO的__多元集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。

13.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的_截止区_、前者的饱和区对应后者的__放大区__、前者的非饱和区对应后者的_饱和区__。

14.电力MOSFET的通态电阻具有__正__温度系数。

15.IGBT 的开启电压UGE〔th〕随温度升高而_略有下降__，开关速度__小于__电力MOSFET 。

16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为_电压驱动型_和_电流驱动型_两类。

17.IGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有__负___温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有__正___温度系数。

电工电子第7章试卷

电工电子第7章试卷

电工与电子技术基础第7章试卷一、是非题(对的画√,错的画×)1、在半导体内部只有电子是载流子。

（）2、二极管只要加正向电压就一定导通。

（）3、正向电压大于一定的数值后，二极管才会导通。

（）4、二极管正向导通后，管压降随正向电流的增大而增大。

（）5、二极管正向导通后，正向管压降几乎不随电流变化。

（）6、晶闸管加正向触发电压后，正向导通电压大大降低。

（）7、晶闸管导通后去掉控制电压，则晶闸管立即关断。

（）8、晶体三极管的发射区和集电区是由同一类的半导体构成的，所以e极和c极可以互换。

（）9、一般来说,硅晶体二极管的死区电压小于锗晶体二极管的死区电压。

（）10、晶体三极管的穿透电流I CEO的大小不随温度而变化。

（）二、选择题1、PN结形成后，它的最大特点是具有（）A 导电性B 绝缘性C 纯电阻性D 单向导电性2、半导体的空穴和自由电子数目相等，这样的半导体称（）A、P型半导体B、N型半导体C、杂质半导体D、本征半导体3、当晶体二极管的PN结导通后,则参加导电的是( ).A.少数载流子B.多数载流子C.既有少数载流子又有多数载流子4、PNP型三极管处于放大状态时，各极电位关系是（）A.Uc>Ub>UeB.Uc<Ub<UeC.Uc>Ue>Ub5、三极管的输入特性曲线是（）之间的关系曲线。

A、I C与I BB、I C与V CEC、V BE与I BD、I C与V BE6、工作在放大区的某三极管，当I B从20uA增大到40uA时，I C从2mA变为4mA，则它的β值约为（）A、10B、50C、100D、157、当晶体三极管的发射结正偏，集电结也正偏时，该管工作在（）A 放大区B 截止区C 饱和区D 击穿区8、当晶体三极管工作在放大区时，发射结电压和集电极电压应为（）A：前者反偏，后者也反偏；B：前者正偏，后者反偏：C：前者正偏，后者也正偏：D：前者反偏，后者正偏。

电力电子习题(木答案)

电力电子习题(木答案)

《电力电子技术》教学内容及要求绪论掌握电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容和发展历史了解电力电子技术的应用范围了解电力电子技术的发展前景了解本课程的内容、任务与要求第1章电力电子器件掌握各种二极管重点掌握半控型器件：晶闸管重点掌握典型全控型器件：GTO、电力MOSFET、IGBT、BJT了解IGCT、MCT、SIT、STIH等其他电力电子器件掌握电力电子器件的驱动电路了解功率集成电路和智能功率模块掌握电力电子器件的保护掌握电力电子器件的串并联第2章整流电路掌握单相可控整流电路重点掌握三相可控整流电路掌握变压器漏抗对整流电路的影响掌握电容滤波的二极管整流电路掌握整流电路的谐波和功率因数了解大功率整流电路掌握整流电路的有源逆变工作状态了解晶闸管直流电动机系统掌握相位控制电路第3章直流斩波电路重点掌握降压斩波电路重点掌握升压斩波电路掌握升降压斩波电路掌握复合斩波电路了解多相多重斩波电路第4章交流—交流电力变换电路重点掌握单相相控式交流调压电路掌握三相相控式交流调压电路掌握交流调功电路了解交流电子开关掌握单相输出交—交变频电路了解三相输出交—交变频电路了解矩阵式变频电路第5章逆变电路掌握换流方式重点掌握电压型逆变电路掌握电流型逆变电路掌握多重逆变电路和多电平逆变电路第6章脉宽调制（PWM）技术重点掌握PWM控制的基本原理掌握PWM逆变电路的控制方式掌握PWM波形的生成方法了解PWM逆变电路的谐波分析了解跟踪型PWM控制技术了解PWM整流电路及其控制方法第7章软开关技术了解软开关的基本概念掌握软开关技术的分类掌握各种软开关电路的原理及应用第8章组合变流电路掌握间接交流变流电路交—直—交变频电路（VVVF）恒压恒频变流电路（CVCF）掌握间接直流变流电路（间接DC/DC变换器）开关电源结束语了解电力电子技术的发展趋势第一章电力电子器件填空题：1.电力电子器件一般工作在________状态。

2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为________，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为________。

交直交变频的工作原理

交直交变频的工作原理
8
西安交通大学电力电子与新能源技术研究中心(PENEC)制作
8.1.1
间接交流变流电路原理
整流和逆变均为PWM控制的电流型间接交流变流电路 通过对整流电路的PWM控制使输入电流为正弦波， 并使输入功率因数为1。
整流 Ld 逆变
VT1
VT3
Hale Waihona Puke VT5M 3 Ca 电源 b c
U V 负载 W
VT4
PENEC
2
西安交通大学电力电子与新能源技术研究中心(PENEC)制作
引言
组合变流电路：是将AC/DC、DC/DC、AC/AC和DC/AC 四大类基本变流电路中的某几种基本的变流电路组合起 来，以实现一定的新功能。 间接交流变流电路：先将交流整流为直流，再逆变为交 流，是先整流后逆变的组合。
PENEC
14
西安交通大学电力电子与新能源技术研究中心(PENEC)制作
8.1.2
3．矢量控制
交直交变频器
异步电动机的数学模型是高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 传统设计方法无法达到理想的动态性能。 矢量控制方式基于异步电机的按转子磁链定向的动态模型，将 定子电流分解为励磁分量和与此垂直的转矩分量，参照直流调 速系统的控制方法，分别独立地对两个电流分量进行控制，类 似直流调速系统中的双闭环控制方式。 控制系统较为复杂，但可获得与直流电机调速相当的控制性能。
给定积分器输出的极性代表电机转向，幅值代表输出电 压、频率。绝对值变换器输出ugt的绝对值uabs，电压频 率控制环节根据uabs及ugt的极性得出电压及频率的指令 信号，经PWM生成环节形成控制逆变器的PWM信号， 再经驱动电路控制变频器中IGBT的通断，使变频器输 出所需频率、相序和大小的交流电压，从而控制交流电 机的转速和转向。

电磁学第七章-交流电路


Z L l 2 π fL 1600 π 5.02k
ZC
1
C
1 2 π fC
106 105 π
3.18
若为直流， 则
ZL 0 ZC
1) 直流电压与电流都在负载RL 上
2) 交流电压降在 L 上（降压）
3) 交流电流主要通过 C（旁路）
10
§3 交流电路的分析方法
两元件：( Z1 , 1 ) , ( Z2 , 2 )
合成
a(t ) A cos(t )
其中：
tan
A1 sin1 A1 cos1
A2 sin 2 A2 cos 2
A2 A12 A22 2 A1 A2 cos( 2 1 )
11
二. 旋转振幅矢量法
—— 适用于同频、不同初相位交流电合成
a1 (t ) A1 cos(t 1 )
a2 (t ) A2 cos(t 2 )
（前左、后右）
5
§2 交流电路中的元件
一. 几点说明
1. 似稳条件
T l 或 l
c
2. 集中元件、集中参量
电容和电感元件分别把电场和磁场集中在自己内部很小的 范围内，称为集中元件，它们的电路参量（电容C 和电感L） 称为集中参量．
3. 线性电路
元件的参量R、L、C 为常数，由元件本身性质决定，与
)
π) 2
I m cos(t i )
u
0,
i
π 2
ZC
1
C
（容抗与频率成反比——高频短路、直流开路）
u i
π 2
（电流超前，电压滞后）
8
3. 电感 L
eL
L di dt
u L di dt

哈工大学电力电子习题集6.7.8


U0 =
20 1 Ui = × 220 = 127V 20 + 40 3
U 0 2 127 2 P0 = = = 3226W R 5
（3）
λ = cos ϕ1 = 1
哈尔滨工业大学远程教育
文件:
电力电子技术47.9
电力章 习题（2）
第1部分：填空题 1.把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为交 交变频电路 。 2.单相交交变频电路带阻感负载时，哪组变流电路工作是由输出电流方 向决定的，交流电路工作在整流还是逆变状态是根据输出电压与电流的方 向是否相同决定的。 3.当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50Hz时，单相交交变频电路 的输出上限频率约为20Hz 。 4.三相交交变频电路主要有两种接线方式，即公共交流母线进线方式和 输出星形联接方式 ，其中主要用于中等容量的交流调速系统是公共交流母 线进线方式 。 5.矩阵式变频电路是近年来出现的一种新颖的变频电路。它采用的开关 器件是全控型器件；控制方式是斩控方式 。
哈尔滨工业大学远程教育
文件:
电力电子技术47.10
电力电子技术
组合变流电路 (3)
第6章 习题（2）
第2部分：简答题 1.画出单相交交变频电路的基本原理图并分析其基本工作原理。（略） 2.交交变频电路的主要特点和不足是什么？其主要用途是什么？ 答: 交交变频电路的优点是：只用一次变流，效率较高；可方便地实 观四象限工作：低频输出波形接近正弦波。 缺点是：接线复杂，受电网频率和变流电路脉波数的限制输出频率较 低；输入功率因数较低；输入电流谐彼含量大，频谱复杂。 交交变频电路主要用于500kw或 1000kw以上的大功率、低转速的交流 调速电路中。 3.单相交交变频电路和直流电动机传动用的反并联可控整流电路有什么不 同？ 答：电路结构相同，但工作方式不同： 单相交交变频电路是交流输出，为此两组桥在交流输出的每个周期内都要 切换，且控制角要不断变化，使输出电压按照正弦规律变化。 反并联可控整流电路是直流输出，稳态时控制角不变，只有在电机运行状 态变化时，两组桥才进行切换。

第7章第1讲 电力变流器换相方式


小结：
• 无源逆变器的概念
• 几种电力变流器的换相方式 • 单相无源逆变电路的工作原理 • 电压型单相全桥逆变电路工作原理
＋
VT1
VD1 i0
VD2
VT2
E
VT3
－
负载 VD3 VD4 VT4
图7-4 电压型无源逆变电路
2. 电压型单相全桥逆变电路工作原理
＋
uo
VT1 VD1 i0 负载 VT3 VD3 VD4 VT4 VD2 VT2
E
io
－
图示为电压型单相全桥逆变电路 io ，其中全控型开关器件VT1、VT4 同时通、断；T3、T2同时通、断 。VT1（VT4）与VT2（VT3）的驱 动信号互补，即VT1、VT4有驱动 io 信号时，VT2、VT3无驱动信号， 反之亦然。VT1、VT4 和VT2、VT3 周期性地改变通、断状态，周期T 2 弧度 对应
为保证电路正常工作，T1和T2两个开关管不应同时 处于通态，T4、T3两管不应同时处于通态，否则将出 现直流侧短路。实际应用中为避免上、下开关管直通 ，每个开关管的开通信号应略为滞后于另一开关管的 关断信号，即“先断后通”。同一桥臂上、下两管T1 、T2或T3、T4关断信号与开通信号之间的间隔时间称 为死区时间，在死区时间中，T1、T2或T3、T4均无驱 动信号。 图 (a)中逆变电路的输出通常要接LC滤波器，滤波 器LC滤除逆变电路输出电压中的高次谐波而使负载电 压接近正弦波。
2. 根据电路结构的不同
三.电压型无源逆变电路
1.
其特点是:(1)直流侧电源并联大电容，可以看作是一个输出电压恒定基本 无脉动的电压源。 (2)输出交流电压近似为矩形波。输出电流因负载阻抗不同而不 同。 (3)阻感负载时需要提供无功功率。为了给交流侧向直流侧反馈 的无功能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。

电力电子技术教案

教师教案( 2012—2013 学年第2学期 )课程名称：电力电子技术授课学时：48授课班级：1任课教师：李洪教师职称：讲师教师所在学院：自动化工程学院电子科技大学课时分布绪论授课时数：2一、教学内容及要求课程说明，参考资料，学习要求。

电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容和发展历史、电力电子技术的应用范围和发展前景、本课程的任务与要求二、教学重点与难点电力电子与信息电子的区别；电力电子技术与其它学科的关系三、作业区别：电力电子与信息电子，查阅电力电子技术的发展。

四、本章参考资料[1]王兆安、黄俊，电力电子技术（第四版），机械工业出版社，2000—九五国家级重点教材[2] 王云亮.电力电子技术.电子工业出版社.2004—新编电气与电子信息类本科规划教材[3]赵良炳编著，现代电力电子技术基础，清华大学出版社，1995[4] 图书馆资料CNKI库/index.php ZG电力自动化---电力从业人员学习交流的网上家园/index.php中国电力研学论坛五、教学后记让同学们理解这门的课的重要性，实用性，是强电和弱电的桥梁。

第1章电力电子器件授课时数：6 另外有2学时实验课一、教学内容及要求主要内容：各种二极管、半控型器件-晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数，器件的选取原则，典型全控型器件：GTO、电力MOSFET、IGBT，功率集成电路和智能功率模块，电力电子器件的串并联、电力电子器件的保护，电力电子器件的驱动电路。

基本要求：掌握半控型器件-晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数，熟练掌握器件的选取原则，掌握典型全控型器件，了解电力电子器件的串并联，了解电力电子器件的保护。

二、教学重点与难点重点：晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数，器件的选取原则，典型全控型器件。

难点：晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数。

三、作业课后作业四、本章参考资料[1]王兆安、黄俊，电力电子技术（第四版），机械工业出版社，2000—九五国家级重点教材五、教学后记第2章整流电路授课时数：14 另外有2学时实验课一、教学内容及要求主要内容：单相可控整流电路的工作原理、波形分析及计算，续流二极管的作用及有关波形分析。

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控制系统较为复杂，但可获得与直流电机调 速相当的控制性能。
7.1.2 交直交变频器－控制方式
4）直接转矩控制
直接转矩控制方法同样是基于动态模型 的，其控制闭环中的内环，直接采用了 转矩反馈，并采用砰—砰控制，可以得 到转矩的快速动态响应。并且控制相对 要简单许多。
7.1.3 恒压恒频(CVCF)电源
图7-6 采用可控整流的 电流型间接交流变流电路
7.1.1 间接交流变流电路原理
实现再生反馈的电路图
负载为三相异步电动机， 适用于较大容量的场合。
整流和逆变均为PWM控 制的电流型间接交流变流 电路
通过对整流电路的PWM 控制使输入电流为正弦 并使输入功率因数为1。
图7-7 电流型交-直-交PWM变频电路
S关断后，W1绕组的电 流被切断，变压器中的 磁场能量通过W2绕组 和VD向输出端释放。
图 7-19 反激电路原理图
S ton
toff
O
t
uS
Ui
t
O
iS
t iVOD
t O 图 7-20 反激电路的理想化波形
7.2.2 反激电路
2）反激电路的工作模式：
电流连续模式：当S开通时，
W2绕组中的电流尚未下降到 零。输出电压关系：
图7-14 大功率UPS主电路
7.2 间接直流变流电路
间接直流变流电路：先将直流逆变为交流，再整流 为直流电，也称为直-交-直电路。
直流
逆变
电路
交流 变压器
交流
整流 电路
脉动直流 滤波器
直流
图 7-15 间接直流变流电路的结构
采用这种结构的变换原因：
输出端与输入端需要隔离。
某些应用中需要相互隔离的多路输出。
图7－3 利用可控变流器实现再生 反馈的电压型间接交流变流电路
7.1.1 间接交流变流电路原理
整流和逆变均为PWM控 制的电压型间接交流变 流电路。
整流和逆变电路的构 成完全相同，均采用PWM 控制，能量可双向流动。 图7－4 整流和逆变均为PWM控制 输入输出电流均为正弦波， 的电压型间接交流变流电路 输入功率因数高，且可实 现电动机四象限运行。
7.1.2 交直交变频器
功能：
变频器是利用同步电动机转速n0随电源频率变 化而变化的特性，实现电动机调速运行的装置。
产生和发展：
变频器产生于20世纪60年代。在20世纪70年代， 随着大功率晶体管、场效应晶体管的出现和性能 不断提高，使变频器的性能有了极大完善和发展。
特点：
调速范围广、平滑性较好、机械特性较硬； 可很好地实现异步电动机的无级调速；
恒压频比控制是比较简单，被广泛采用的控 制方式。该方式被用于转速开环的交流调速 系统，适用于生产机械对调速系统的静、动 态性能要求不高的场合。
7.1.2 交直交变频器－控制方式
图7-9 采用恒压频比控制的变频调速系统框图
转速给定既作为调节加减速的频率f 指令值，同时经过适当分 压保，证作 压为 频定 比子 为电 恒压 定。U1的指令值。该比例决定了U/f比值，可以 在给定信号之后设置的给定积分器，将阶跃给定信号转换为 按转设速定 都斜 平率 缓逐 地渐 升变 高化或的降斜低坡，信避号免产ugt生，冲从击而。使电动机的电压和
2）UPS主电路结构
小容量的UPS，整流部 分使用二极管整流器和 直流斩波器(PFC)，可获 得较高的交流输入功率 因数，逆变器部分使用 IGBT并采用PWM控制， 可获得良好的控制性能。
图7-13 小容量UPS主电路
大容量UPS主电路。采 用PWM控制的逆变器开 关频率较低，通过多重 化联结降低输出电压中 的谐波分量。
关断后到下一次再开通的时间内降
回零，这一过程称为变压器的磁心
复位。 变压器的磁心复位时间为
trst

N1 N3
ton
输出电压
输出滤波电 感电流连续 的情况下
输出电感电 流不连续时
Uo

N2 N1
Ui
B BS
BR O
H
图 7-17 磁心复位过程
7.2.2 反激电路
1）工作过程：
S开通后，VD处于断态， W1绕组的电流线性增 长，电感储能增加；
iS
t iVOD
t O 图 7-20 反激电路的理想化波形
7.2.3 半桥电路
1）工作过程
S形1成与幅S2值交为替U导i/通2的，交使流变电压压器。一改次变侧开 关的占空比，就可以改变二次侧整 流出电 电压 压uUdo的。平均值，也就改变了输
7.1.2 交直交变频器－控制方式
图7-9 采用恒压频比控制的变频调速系统框图
给定积分器输出的极性代表电机转向，幅值代表输出电压、
频率。绝对值变换器输出ugt的绝对值uabs，电压频率控制环 节根据uabs及ugt的极性得出电压及频率的指令信号，经PWM
生成环节形成控制逆变器的PWM信号，再经驱动电路控制变 频器中IGBT的通断，使变频器输出所需频率、相序和大小的 交流电压，从而控制交流电机的转速和转向。
但这种方法是基于稳态模型的，得不到理想 的动态性能。
7.1.2 交直交变频器－控制方式
3）矢量控制
异步电动机的数学模型是高阶、非线性、强 耦合的多变量系统。传统设计方法无法达到 理想的动态性能。
矢量控制方式基于异步电机的按转子磁链定 向的动态模型，将定子电流分解为励磁分量 和与此垂直的转矩分量，参照直流调速系统 的控制方法，分别独立地对两个电流分量进 行控制，类似直流调速系统中的双闭环控制 方式。
7.1.2 交直交变频器－控制方式
2）转差频率控制
在稳态情况下，当稳态气隙磁通恒定时，异 步电机电磁转矩近似与转差角频率成正比。
因此，控制ws就相当于控制转矩。采用转速 闭环的转差频率控制，使定子频率w 1 = wr + ws ，则w 1随实际转速wr增加或减小，得到平
滑而稳定的调速，保证了较高的调速范围。 转差频率控制方式可达到较好的静态性能，
第7章 组合变流电路
引言 7.1 间接交流变流电路 7.2 间接直流变流电路
第7章 组合变流电路•引言
基本的变流电路
AC/DC、DC/DC、AC/AC和DC/AC四大类 组合变流电路
将某几种基本的变流电路组合起来，以实现 一定的新功能，即构成组合变流电路。
间接交流变流电路
先将交流电整流为直流电，再将直流电逆变 为交流电，是先整流后逆变的组合。
带有泵升电压限制电路的电压 型间接交流变流电路。
当泵升电压超过一定数值时， 使V0导通，把从负载反馈的能量 消耗在R0上。
利用可控变流器实现再生反馈的 电压型间接交流变流电路。
当负载回馈能量时，可控变流 器工作于有源逆变状态，将电能 反馈回电网。
图7－2 带有泵升电压限制电路 的电压型间接交流变流电路
7.1.2 交直交变频器-结构
7.1.2 交直交变频器-主电路结构
7.1.2 交直交变频器-控制电路结构
7.1.2 交直交变频器-控制电路结构
7.1.2 交直交变频器－控制方式
1）恒压频比控制
为避免电动机因频率变化导致磁饱和而造成 励磁电流增大,引起功率因数和效率的降低， 需对变频器的电压和频率的比率进行控制， 使该比率保持恒定，即恒压频比控制，以维 持气隙磁通为额定值。
输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于1。
交流环节采用较高的工作频率，可以减小变压器和滤波电 感、滤波电容的体积和重量。工作频率高于20kHz这一人 耳的听觉极限，可避免变压器和电感产生噪音。
7.2 间接直流变流电路
7.2.1 正激电路 7.2.2 反激电路 7.2.3 半桥电路 7.2.4 全桥电路 7.2.5 推挽电路 7.2.6 全波整流和全桥整流 7.2.7 开关电源
图7-7 整流和逆变均为PWM控制 的电流型间接交流变流电路
7.1.2 交直交变频器
晶闸管直流电动机传动系统存在一些固有的缺点： • (1) 受使用环境条件制约； • (2) 需要定期维护； • (3) 最高速度和容量受限制等。
交流调速传动系统除了克服直流调速传动系统的缺点外 还具有： • (1) 交流电动机结构简单，可靠性高； • (2) 节能； • (3) 高精度，快速响应等优点。 采用变频调速方式时，无论电机转速高低，转差功率的 消耗基本不变，系统效率是各种交流调速方式中最高的， 具有显著的节能效果，是交流调速传动应用最多的一种 方式。
7.2.1 正激电路
1）正激电路(Forward)的工作过程
开关S开通后，变压器绕组W1 两端的电压为上正下负，与其 耦合的W2绕组两端的电压也是 上正下负。因此VD1处于通态，
VD2为断态，电感L的电流逐
渐增长；
S关断后，电感L通过VD2续流，
VD1关断。变压器的励磁电流 经N3绕组和VD3流回电源，所
以S关断后承受的电压
为
uS
(1
N1 N3
)U
i
。
图 7-16 正激电路的原理图
S
O
t
uS
Ui
O
t
iL
O
t
iS
t O 图 7-17 正激电路的理想化波形
7.2.1 正激电路
2）变压器的磁心复位
开关S开通后，变压器的激磁电流
由零开始，随时间线性的增长，直
到S关断。为防止变压器的激磁电
感饱和，必须设法使激磁电流在S
不能再生反馈电力的电压型间接交流变流电路的整流部分 采用的是不可控整流，它只能由电源向直流电路输送功率， 而不能反馈电力。图中逆变电路的能量是可以双向流动的， 若负载能量反馈到中间直流电路，将导致电容电压升高， 称为泵升电压。
7.1.1 间接交流变流电路原理
使电路具备再生反馈电力的 能力的方法 ：