第4章无源逆变电路
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DC-AC变换器(无源逆变电路)一、学习目的:通过本章的学习,学者可以了解逆变器的电路结构、分类、特点及主要性能指标;对三种基本变换方式——方波变换、阶梯波变换、正弦波变换,有一定的认识;可以理解采用各种变换方式的逆变器的工作原理;了解空间矢量PWM控制的基本原理。
二、主要内容:1、基本概念DC-AC变换器是指能将一定幅值的直流输入电压(或电流)变换成一定幅值、一定频率的交流输出电压(或电流),并向无源负载(如电机、电炉、或其它用电器等)供电的电力电子装置,又称为无源逆变电路,常简称作逆变器(Inverter)。
完成直流电压变换的逆变器称为电压型逆变器,而完成直流电流变换的逆变器则称为电流型逆变器。
2、变换方式的分类(1)方波变换方式逆变器的交流输出有两种基本调制方式:脉冲幅值调制(PAM-Pluse Amplitude Modulation)和单脉冲调制(SPM-Single Pluse Modulation)。
所谓脉冲幅值调制(PAM)是指:逆变器的输出频率可由180°方波或120°方波(如图4-3b 所示)的周期来控制,而逆变器输出基波的幅值则由输出方波的幅值即逆变器直流侧电压(或电流)的幅值来控制。
显然,采用PAM控制方式时,其方波的导通角恒定(180°方波或120°方波)。
所谓的单脉冲调制(SPM)是指:逆变器的输出频率仍由方波的周期来控制,而逆变器输出基波的幅值则由逆变器输出方波的导通角进行控制,即可使导通角在0°~180°范围调节。
显然,采用SPM控制方式时,逆变器输出方波的幅值即逆变器直流侧电压(或电流)的幅值恒定。
(2)阶梯波变换方式(3)斩控调制方式:是指逆变器输出的调制脉冲幅值固定不变,而逆变器中的功率管以一定的控制规律进行调制。
斩控调制方式主要有以下二类即:①脉冲宽度调制(PWM);②脉冲频率调制(PFM)3、逆变器的分类(1)按直流侧储能元件的性质,逆变器可分为电压型逆变器(VSI-Voltage Source Inverter)和电流型逆变器(CSI-Current Source Inverter)。
电力电子技术课后答案第2章 电力电子器件1. 使晶闸管导通的条件是什么?答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。
或:u AK >0且u GK >0。
2. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。
要使晶闸管由导通变为关断,可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。
3. 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 、I 、I 。
π4π4π25π4a)b)c)图1-431图1-43 晶闸管导电波形解:a)I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m=π2mI (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m=2mIπ2143+≈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 Im =22m I π2143+≈0.6741I mc) I d3=π21⎰20)(πωt d I m =41 I mI 3 =⎰22)(21πωπt d I m=21 I m4. 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(AV) =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≈329.35, I d1≈0.2717 I m1≈89.48b) I m2≈6741.0I≈232.90, I d2≈0.5434 I m2≈126.56c) I m3=2 I = 314,I d3=41I m3=78.59. 试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。
目录第一章:课程设计的目的及要求 (2)第二章整流电路 (5)第三章逆变电路 (9)第四章 PWM逆变电路的工作原理 (11)第五章三相正弦交流电源发生器 (14)第六章三角波发生器 (15)第七章比较电路 (16)第八章死区生成电路 (18)第九章驱动电路 (20)附录参考文献课程设计的心得体会第一章:课程设计的目的及要求一、课程设计的目的通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的:1、培养学生文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。
2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。
4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。
5、提高学生课程设计报告撰写水平。
二、课程设计的要求1. 自立题目题目:无源三相PWM逆变器控制电路设计注意事项:①学生也可以选择规定题目方向外的其它电力电子装置设计,如开关电源、镇流器、UPS电源等,②通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料,确定适应自己的课程设计方案。
首先要明确自己课程设计的设计内容。
控制框图设计装置(或电路)的主要技术数据主要技术数据输入交流电源:三相380V,f=50Hz交直变换采用二极管整流桥电容滤波电路,无源逆变桥采用三相桥式电压型逆变主电路,控制方法为SPWM控制原理输出交流:电流为正弦交流波形,输出频率可调,输出负载为三相异步电动机,P=5kW等效为星形RL电路,R=10Ω,L=15mH 设计内容:整流电路的设计和参数选择滤波电容参数选择三相逆变主电路的设计和参数选择IGBT电流、电压额定的选择三相SPWM驱动电路的设计画出完整的主电路原理图和控制电路原理图2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思维方式以及创造能力要求具体电路方案的选择必须有论证说明,要说明其有哪些特点。
主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。
课程设计从确定方案到整个系统的设计,必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上,经过剖析、提炼,设计出所要求的电路(或装置)。
电力电子技术题库 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】南通大学电气工程学院电力电子技术题库第二章电力电子器件一、填空题1、若晶闸管电流有效值是157A,则其额定电流为100A。
若该晶闸管阳、阴间电压为60sinwtV,则其额定电压应为60V。
(不考虑晶闸管的电流、电压安全裕量。
)2、功率开关管的损耗包括两方面,一方面是导通损耗;另一方是开关损耗。
3、在电力电子电路中,常设置缓冲电路,其作用是抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流和di/dt,减小器件的开关损耗。
4、缓冲电路可分为关断缓冲电路和开通缓冲电路。
5、电力开关管由于承受过电流,过电压的能力太差。
所以其控制电路必须设有过流和过压保护电路。
二、判断题1、“电力电子技术”的特点之一是以小信息输入驱动控制大功率输出。
(√)2、某晶闸管,若其断态重复峰值电压为500V,反向重复峰值电压为700V,则该晶闸管的额定电压是700V。
(×)3、晶闸管导通后,流过晶闸管的电流大小由管子本身电特性决定。
(×)4、尖脉冲、矩形脉冲、强触发脉冲等都可以作为晶闸管的门极控制信号。
(√)5、在晶闸管的电流上升至其维护电流后,去掉门极触发信号,晶闸管级能维护导通。
(×)6、在GTR 的驱动电路设计中,为了使GTR 快速导通,应尽可能使其基极极驱动电流大些。
(×)7、达林顿复合管和电力晶体管属电流驱动型开关管;而电力场效应晶体管和绝缘栅极双极型晶体管则属电压驱动型开关管。
(√)8、IGBT 相比MOSFET,其通态电阻较大,因而导通损耗也较大。
(×)9、整流二级管、晶闸管、双向晶闸管及可关断晶闸管均属半控型器件。
(×)10、导致开关管损坏的原因可能有过流、过压、过热或驱动电路故障等。
(√)三、选择题1、下列元器件中,( BH )属于不控型,( DEFIJKLM)属于全控型,( ACG )属于半控型。