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《电力电子技术》习题答案(第四版_ 1.电力电子技术的基本原理是什么？答：电力电子技术是指通过电子器件将
电能进行控制和转换的技术。
其基本原理是利用半导体器件的导通和截止特性，通过控制电流和电压的方向和大小，实现对电能的调节和转换。
2.什么是电力电子器件？答：电力电子器件是用于电力电子技术中的半导体
器件，常见的有晶闸管、二极管、MOSFET、IGBT等。
这些器件具有导通和截止的特性，可以实现对电能的控制和转换。
3.请简述晶闸管的工作原理。
答：晶闸管是一种双向可控的半导体开关器
件。
其工作原理是通过控制晶闸管的控制极，将其导通或截止。
当控制极施加一个触发脉冲时，晶闸管的阳极和阴极之间的电流将开始流动，晶闸管处于导通状态；当没有触发脉冲时，晶闸管处于截止状态。
4.什么是PWM调制技术？答：PWM调制技术是一种通过改变脉冲宽度的方式
来实现对电能的调节。
通过改变脉冲的宽度，可以改变电平的平均值，从而实现对电能的调节。
PWM调制技术广泛应用于电力电子领域，如变频调速、电力供应等。
5.请简述逆变器的工作原理。
答：逆变器是一种将直流电能转换为交流电能
的电力电子设备。
其工作原理是通过控制器控制晶闸管等开关器件的导通和截止，将直流电源的电压和电流转换为交流电压和电流。
逆变器广泛应用于太阳能发电、电动汽车等领域。
第2章 整流电路1. 解：α＝0︒时，在电源电压u 2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L 储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。
在电源电压u 2的负半周期，负载电感L 释放能量，晶闸管继续导通。
因此，在电源电压u 2的一个周期里，以下方程均成立：t U ti Lωsin 2d d 2d= 考虑到初始条件：当ωt ＝0时i d ＝0可解方程得：)cos 1(22d t L U i ωω-= ⎰-=πωωωπ202d )(d )cos 1(221t t LU I =LU ω22=22.51(A)u d 与i d 的波形如下图：当α＝60°时，在u 2正半周期60︒~180︒期间晶闸管导通使电感L 储能，电感L 储藏的能量在u 2负半周期180︒~300︒期间释放，因此在u 2一个周期中60︒~300︒期间以下微分方程成立：t U ti L ωsin 2d d 2d= 考虑初始条件：当ωt ＝60︒时i d ＝0可解方程得：)cos 21(22d t L U i ωω-=其平均值为：)(d )cos 21(2213532d t t L U I ωωωπππ-=⎰=L U ω222=11.25(A)此时u d 与i d 的波形如下图：U d ＝0.9 U 2 cos α＝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。
电力电子技术第四版课后答案第一章 电力电子器件1.1 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或者U AK >0且U GK >01.2 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。
1.3 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Im , 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解:a) Id1=Im 2717.0)122(2Im )(sin Im 214≈+∏=∏⎰∏∏t ω I1=Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142≈∏+=∏⎰∏∏wt d t ϖ b) Id2=Im 5434.0)122(2Im )(sin Im 14=+=∏⎰∏∏wt d t ϖ I2=Im 6741.021432Im 2)()sin (Im 142≈∏+=∏⎰∏∏wt d t ϖ c) Id3=⎰∏=∏20Im 41)(Im 21t d ω I3=Im 21)(Im 21202=∏⎰∏t d ω1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶阐管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应的电流最大值Im1,Im2,Im3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) Im135.3294767.0≈≈I A,Id1≈0.2717Im1≈89.48Ab) Im2,90.2326741.0A I ≈≈ Id2A 56.1262Im 5434.0≈≈c) Im3=2I=314 Id3=5.783Im 41= 1.5.GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能?答:GTO 和普通晶阐管同为PNPN 结构,由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2，分别具有共基极电流增益1α和2α，由普通晶阐管的分析可得，121=+αα是器件临界导通 的条件。
第5章逆变电路5.l.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阿,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。
5.2.换流方式各有那儿种?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追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。
5.3.什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持点是: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,直流测电惑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。
电力电子技术的定义与发展01020304定义晶闸管时代可控硅时代现代电力电子时代用于高压直流输电、无功补偿、有源滤波等，提高电力系统的稳定性和效率。
用于电动汽车、电动自行车、电梯等电机驱动系统，实现高效、节能的电机控制。
用于太阳能、风能等新能源发电系统，实现能源的高效利用和转换。
用于自动化生产线、机器人等工业设备，实现设备的精确控制和高效运行。
电力系统电机驱动新能源工业自动化数字化与智能化随着计算机技术和人工智能的发展，电力电子技术将实现数字化和智能化，提高系统的自适应能力和智能化水平。
高频化与高效化随着半导体材料和器件的发展，电力电子技术将实现更高频率和更高效率的电能转换。
绿色化与环保化随着环保意识的提高，电力电子技术将更加注重绿色、环保的设计理念，降低能耗和减少对环境的影响。
工作原理特点应用整流电路、续流电路等工作原理通过门极触发导通，无法自行关断特点耐压高、电流大、开关速度快应用直流电机调速、交流调压等工作原理特点应用工作原理特点应用逆变器、斩波器、电机驱动等工作原理特点应用工作原理开关速度快、耐压高、电流大、热稳定性好应用逆变器、斩波器、电机驱动等高端应用领域特点VS整流电路的作用整流电路的分类整流电路的工作原理整流电路的应用整流电路逆变电路逆变电路的作用逆变电路的分类逆变电路的工作原理逆变电路的应用直流-直流变流电路直流-直流变流电路的作用直流-直流变流电路的分类直流-直流变流电路的工作原理直流-直流变流电路的应用交流-交流变流电路交流-交流变流电路的作用交流-交流变流电路的工作原理A B C D交流-交流变流电路的分类交流-交流变流电路的应用电机驱动照明控制加热与焊接030201一般工业应用交通运输应用电动汽车驱动轨道交通牵引航空电源电力系统应用高压直流输电柔性交流输电通过电力电子技术可实现高压直流输电，减少输电损耗和占地面积。
智能电网风能发电通过电力电子技术可实现风能发电系统的变速恒频控制和并网运行。
部分习题参考答案第3章1. U o = 1.5V ，I o = 3A ，I max = 3.01A ，I min =2.99A 。
2. I R = 16A ，I S = 16.8A ，I D =3.2A ，I C = 0，P o = P i = 2.56kW 。
3. D 的变化范围：0.505～0.617，L = 0.168mH ，C = 55.44F μ，L = 0.031mH ，D = 0.25，η = 94%。
4. 9H μ5. I R = 2A ，I S = I L = 10A ，I D = 2A ，I C = 0，P o = P i = 1kW 。
6. D max = 0.5；D max = 0.62，可以。
8. 0.3，间断电流方式。
9. 当0<D <0.5时，降压斩波；当0.5<D <1时，升压斩波。
10. Δi L1/I L1 = 13.4%，Δi L2/I L2 = 6.7%，Δv C1/V C1 = 8.87%。
第4章6. 300V 。
7. 120D d π。
8. (1)43.24V ；(2)6.1A ；(3)186W 。
14. 343.98V ，243.23V ，297.89V ，210.64V ；595.79V ，421.29V ，515.96V ，364.84V 。
15. 487.4V ，82.07A 。
21. 80.7V ，53.8A 。
29. 623.54V 。
30. 提示：主电路通过DC/DC 变换再用桥式逆变电路，并要有相应的保护；控制电路用单片机或专用集成芯片。
36. 提示：设计包括整流电路、逆变电路、保护电路、缓冲电路、驱动电路、滤波电路和散热器的选择和计算。
第5章5. d 78V U =，d 39A I =，2d 39A I I ==；d 78V U =，d 9A I =，29A I =。
10. d 20.274U U =。
12. d d dT T 58.5V 11.7A 3.9A 6.75A U I I I ====，，，。
电力电子技术王云亮课后答案1. 写出下列电力电子器件的简称：电力晶体管______ ；可关断晶闸管______ ；功率场效应晶体管______ ；绝缘栅双极型晶体管______ 。
[填空题] *空1答案：GTR空2答案：GTO空3答案：MOSFET空4答案：IGBT2. 只有当阳极电流小于______电流时，晶闸管才会由导通转为截止。
[填空题] *空1答案：最小维特3. 晶闸管在其阳极与阴极之间加上______ 电压的同时，门极上加上______ 电压，晶闸管就导通。
[填空题] *空1答案：正向空2答案：触发4. 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 ______ ，用______ 表示。
[填空题] *空1答案：控制角空2答案：α5. 逆变电路分为 ______ 逆变电路和 ______ 逆变电路两种。
[填空题] *空1答案：有源空2答案：无源6. 整流是把______ 电变换为 ______ 电的过程；逆变是把______ 电变换为______ 电的过程。
[填空题] *空1答案：交流空2答案：直流空3答案：直流空4答案：交流7. 逆变角β与控制角α之间的关系为 ______ 。
[填空题] *空1答案：α=π- β8. 三相半波可控整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为 ______ HZ；[填空题] *空1答案：1509. 三相全控桥整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为______ HZ。
[填空题] *空1答案： 30010. 三相桥式全控整流电路是由一组共______ 极三只晶闸管和一组共______ 极的三只晶闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。
每隔60度换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通 ______ 度。
要使电路工作正常，必须任何时刻要有两只晶闸管同时导通，一个是共______极的，另一个是共 ______ 极的元件，且要求不是 ______ 的两个元件。
电路与电子技术第四版答案【篇一：《电力电子技术》第四版课后习题答案】>1.3 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im ，试计算各波形的电流平均值id1、id2、id3与电流有效值i1、i2、i3。
1解：a)id1=2???4imsin(?t)?im2(?1)?0.2717im2?21i1=2?1b) id2=???4(imsin?t)2d(wt)?imsin?td(wt)?im31??0.4767im242???4im2(?1)?0.5434im221i2=?2?(imsin?t)d(wt)?4?2im31??0.6741im242?1c) id3=2???20imd(?t)?1im41i3=2???20im2d(?t)?1im21.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100a的晶阐管能送出的平均电流id1、id2、id3各为多少?这时，相应的电流最大值im1、im2、im3各为多少?解：额定电流it(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) im1b) im2??i?329.350.4767a,id1?0.2717im1?89.48ai?232.90a,im2?126.56a0.6741id2?0.54341im3?78.54c) im3=2i=314 id3=1.5.gto和普通晶闸管同为pnpn结构,为什么gto能够自关断,而普通晶闸管不能?答：gto和普通晶阐管同为pnpn结构，由p1n1p2和n1p2n2构成两个晶体管v1、v2，分别具有共基极电流1?两个等效晶体管增益?1和?2，由普通晶阐管的分析可得，?1??2?1是器件临界导通的条件。
?1??2＞1不能维持饱和导通而关断。
过饱和而导通；?1??2＜gto之所以能够自行关断，而普通晶闸管不能，是因为gto与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同：l)gto在设计时?2较大，这样晶体管v2控制灵敏，易于gto关断；2)gto导通时?1??2的更接近于l，普通晶闸管?1??2?1.5，而gto则为?1??2?1.05，gto的饱和程度不深，接近于临界饱和，这样为门极控制关断提供了有利条件；3)多元集成结构使每个gto元阴极面积很小，门极和阴极间的距离大为缩短，使得p2极区所谓的横向电阻很小，从而使从门极抽出较大的电流成为可能。
第3章 直流斩波电路1．简述图3-1a 所示的降压斩波电路工作原理。
答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中，让V 导通一段时间t on ，由电源E 向L 、R 、M 供电，在此期间，u o ＝E 。
然后使V 关断一段时间t off ，此时电感L 通过二极管VD 向R 和M 供电，u o ＝0。
一个周期内的平均电压U o ＝E t t t ⨯+offon on。
输出电压小于电源电压，起到降压的作用。
2．在图3-1a 所示的降压斩波电路中，已知E =200V ，R =10Ω，L 值极大，E M =30V ，T =50μs ,t on =20μs ,计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o 。
解：由于L 值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为U o =E T t on =5020020⨯=80(V)输出电流平均值为I o =RE U Mo -=103080-=5(A) 3．在图3-1a 所示的降压斩波电路中，E =100V ， L =1mH ，R =0.5Ω，E M =10V ，采用脉宽调制控制方式，T =20μs ，当t on =5μs 时，计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o ，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。
当t on =3μs 时，重新进行上述计算。
解：由题目已知条件可得：m =E E M =10010=0.1 τ=R L =5.0001.0=0.002当t on =5μs 时，有ρ=τT=0.01 αρ=τon t =0.0025由于11--ραρe e =1101.00025.0--e e =0.249>m 所以输出电流连续。
此时输出平均电压为U o =E T t on =205100⨯=25(V) 输出平均电流为I o =RE U Mo -=5.01025-=30(A) 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为I max =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----ραρ11=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----e e =30.19(A)I min =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---11ραρ=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---e e =29.81(A) 当t on =3μs 时，采用同样的方法可以得出：αρ=0.0015由于11--ραρe e =1101.0015.0--e e =0.149>m所以输出电流仍然连续。
contents•电力电子技术概述•电力电子器件目录•电力电子电路•电力电子技术的控制策略•电力电子技术的实验与仿真电力电子技术的定义与发展定义发展历程如太阳能、风能等可再生能源的转换与利用。
如电动汽车、电动自行车等电机驱动系统的控制。
如智能电网、分布式发电等电力系统的优化与控制。
如变频器、伺服系统等工业自动化设备的控制。
能源转换电机驱动电力系统工业自动化高效率、高功率密度智能化、数字化绿色化、环保化多学科交叉融合晶闸管（Thyristor 可控的单向导电性，用于可控整流电路Power Diode ）具有单向导电性，可用于整流电路010402050306电力晶体管（Giant Transistor，GTR）具有耐压高、电流大、开关特性好等优点通过在门极施加负脉冲使其关断电流控制型器件，通过控制基极电流来控制集电极电流可关断晶闸管（Gate Turn-OffThyristor，GTO）具有可控的开关特性，适用于高电压、大电流场合01电力场效应晶体管（Power MOSFET ）02电压控制型器件，通过控制栅源电压来控制漏极电流03具有开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好等优点04绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor ，IGBT ）05结合了MOSFET 和GTR 的优点，具有电压控制、大电流、低饱和压降等特性06广泛应用于电机控制、电源转换等领域整流电路整流电路的工作原理介绍整流电路的基本工作原理，包括半波整流、全波整流和桥式整流等。
整流电路的类型详细阐述不同类型的整流电路，如单相半波整流电路、单相全波整流电路、三相半波整流电路和三相全波整流电路等。
整流电路的应用列举整流电路在电力电子领域的应用，如电源供应器、电池充电器和电机驱动器等。
逆变电路逆变电路的工作原理01逆变电路的类型02逆变电路的应用031 2 3直流-直流变流电路的工作原理直流-直流变流电路的类型直流-直流变流电路的应用交流-交流变流电路的工作原理01交流-交流变流电路的类型02交流-交流变流电路的应用03电动机控制电热控制照明控制030201一般工业应用交通运输应用电动汽车驱动轨道交通牵引飞机电源系统电力系统应用高压直流输电柔性交流输电分布式发电与微电网新能源应用风能发电太阳能发电风力发电机组中采用电力电子技术实现变速恒频控制，提高风能发电的稳定性和可靠性。
电力电子技术（第4版）电子工业出版社王云亮主编第5章直-交变换器5.1 引言直-交变换器就是将直流电逆变成为固定的或可调的交流电，也称为逆变器。
交-直-交变换器由交流-直流变换器和直流-交流变换器两部分组成，交-直变换器属整流器；直-交变换器称为逆变器。
逆变器的交流侧接电网，为有源逆变。
如第2章讲的有源逆变器。
逆变器的交流侧接负载，为无源逆变。
也称为变频器。
主要应用：交流电机调速、不间断电源、感应加热等应用。
5.2逆变器的基本原理S 1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正。
S 1、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压uo为负。
(1)电阻性负载i o与u o形状相同，相位也相同(2)电感性负载i o与u o形状如由图所示S是全控型电力电子器件与整流二极管的反并联5.3 电压型逆变器逆变器的分类◆根据输出相数的不同➢单相逆变器➢三相逆变器◆根据直流侧电源性质的不同➢电压型逆变器：直流侧并联电容，具有电压源的特性➢电流型逆变器：直流侧串联电感，具有电流源的特性5.3.1单相电压型逆变器电压型逆变器的特点是直流电源接有很大的滤波电容，从逆变器向直流电源看过去电源内阻为很小的电压源，保证直流电压稳定。
1．半桥逆变器2.全桥逆变器dU 3VT 4VT o i ou +-3VD 4VD LR1VT 2VT 1VD 2VD C dU 1C 2C 1VT 2VT o i ou +-1VD 2VD LR2d U 2d U 2个开关管，一个桥臂4个开关管，两个桥臂全桥电压型逆变器工作原理和直流PWM 逆变器具有相同的电路结构。
把VT 1和VT 4作为一对，VT 2和VT 3作为一对，成对的两个开关管同时导通，两对交替各导通180º，右下图开关管的驱动信号波形。
dU 3VT 4VT o i ou +-3VD 4VD LR1VT 2VT 1VD 2VD C GE2u Ot GE1u O t Ot GE4u OtGE3u VT 1、VT 4驱动信号VT 2、VT 3驱动信号区别于直流PWM⏹输出电压波形➢t1~t2：VT1、VT4通态，VT2、VT3断态，u o=U d，i o❹➢t2~t3：关断VT1、VT4，触发VT2、VT3，i o>0，VD2、VD3续流，uo=−U d，i o➢t3：i o=0➢t3~t4：VT2、VT3通态，u o=−U d，i o反向❹➢t4：关断VT2、VT3，触发VT1、VT4。
➢t4~t5：i o<0，VD1、VD4续流，u o=U d，u o=U d，i o反向❺➢t5：i o=0➢t5~t6：与t1~t2相同。
dU3VT4VToiou+-3VD4VDLR1VT2VT1VD2VDC输出电压为矩形把u o 展开成傅立叶级数为基波幅值U o1m 和基波有效值U o1为⎪⎭⎫ ⎝⎛+++= t t t U u ωωωπ5sin 513sin 31sin 4d o dd o1m27.14U U U ≈=πddo19.022U U U ≈=πtn nU n ωπsin 14,5,3,1d ∑∞== d U 3VT 4VT o i ou +-3VD 4VD LR1VT 2VT 1VD 2VD C 输出电压与U d 相关1.三相电压型逆变器的结构及工作原理三相电压型逆变器中，应用最广的是三相桥式逆变器。
采用IGBT 作为开关管的三相桥式电压型逆变器如左下图所示，它可以看做是三个半桥电路的合成。
三相桥式逆变器的基本工作方式是180º导电方式，即：同一相上下两个桥臂交替导电，各导通180º；开关管VT 1~VT 6开始导电的相位依次相差60º。
如右下图所示。
5VT 2VT +-5VD 2VD Z1VT 4VT 1VD 4VD 3VT 6VT 3VD 6VD dU Z Zuvw N d i ui vi wi CGE4u GE3u GE2u GE1u GE6u GE5u t ωO5.3.2 三相电压型逆变器相邻开关管相差60°每个开关管导通180°把直流侧的电容画成两个串联电容，以得到假想中点N ’。
对于u 相来说，当VT 1导通时u u N ’=U d /2，当VT 4导通时u u N ’=−U d /2，即u u N ’是幅值为U d /2的矩形波，v 、w 相的情况类似，仅相位依次差120º。
由于负载是三相对称的，u NN ’=(u u N ’+u v N ’+u w N ’)/3，所以u NN ’是幅值为U d /6的3倍频矩形波。
5VT 2VT +-5VD 2VD Z 1VT 4VT 1VD 4VD 3VT 6VT 3VD 6VD 2dU Z Zuvw N d i ui vi wi 'N 2d U 三相输出电压相差120⁰5VT 2VT +-5VD 2VD Z 1VT 4VT 1VD 4VD 3VT 6VT 3VD 6VD 2dU Z Zuvw N d i ui vi wi 'N 2d U uvu OdU Nu u OO'v u N 'u u N O O'w u N 2d U tωtωtωtωtω32d U 3d U 'u NN tω6d U O ➢u uv =u u N ’−u v N ’，u u N =u u N ’−u NN ’，由u u N ’、u v N ’及u NN ’的波形可以得到u uv 和u u N 的波形。
➢线电压u vw 、u wu 的波形形状与u uv 相同，相位分别依次相差120º。
相电压u v N 、u w N 的波形形状也与u u N 相同，相位也分别依次相差120º。
u uv 线电压波形u u N 相电压波形2. 输出电压的谐波分析由图可知，线电压是宽度为120º的交变矩形波，将输出线电压u uv 展开成傅立叶级数得输出线电压有效值U uv 为输出线电压基波幅值U uv 1m 和基波有效值U uv 1分别为⎪⎭⎫ ⎝⎛-++--= t t t t t U u uv ωωωωωπ31sin 13111sin 1117sin 715sin 51sin 32d ()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+=∑±=16d sin 1sin 32k n kt n n t U ωωπdd 3202d 202816.032d 1d21U U t U t u U uv uv≈===⎰⎰ππωπωπuvu Od U tωdd m11.132U U U uv ≈=π1m d1d60.782uv uv U U U U π==≈输出电压与U d 相关相电压是由±U d /3、±2U d /3四种电平组成的六阶梯波。
将输出相电压u u N 展开成傅立叶级数得输出相电压有效值U u N 为输出相电压基波幅值U u N1m 和基波有效值U u N1分别为⎪⎭⎫ ⎝⎛+++++= t t t t t U u u ωωωωωπ31sin 13111sin 1117sin 715sin 51sin 2d NNu u Otω3/2d U 3/d U ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=∑±=16d sin 1sin 2k n t n n t U ωωπd d 323322d 2d 302d N 471.032d 3d 32d 31U U t U t U t U U u ≈=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛==⎰⎰⎰πππππωωωπddm1N 637.02U U U u ≈=πddm1N 1N 45.022U U U U u u ≈==π输出电压与U d 相关5.3.3 电压型逆变器特点从前面的分析中可以看出，电压型逆变器有如下特点：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。
②交流侧输出电压波形为矩形波，与负载阻抗角无关。
③当交流侧为电感性负载时，需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用，逆变桥各臂反并联的二极管为交流侧向直流侧反馈无功能量提供了通道。
④直流侧向交流侧传送的功率是脉动的。
对于180º导电方式的逆变器，为了防止同一相上下两桥臂开关管同时导通而引起直流侧电源短路，要采取“先断后通”的方法，也就是先给应关断的开关管关断信号，待其完全关断后，然后再给应导通的器件发触发信号，即在两者之间留一个短暂的死区时间。
死区时间的长短要视器件的开关速度而定，开关速度越快，死区时间越短。
这种“先断后通”的方法对于工作在上下桥臂通断互补的其他电路也是适用的。
思考题:三相电压型逆变器如何实现调压?如何实现变频?如何实现改变相序?5.4 电流型逆变器1.三相电流型逆变器的结构及工作原理电流型逆变器的电路原理图如下图所示，电流型逆变器的特点是直流电源接有很大的电感，从逆变器向直流电源看过去电源内阻为很大的电流源，保证直流电流基本无脉动。
换流时，为给负载电感中的电流提供流通路径、吸收负载电感中储存的能量，必须在负载端并联三相电容C1、C2、C3，否则将产生巨大的换流过电压损坏开关管。
5.4.2 三相电流型逆变器电流单方向流动⏹工作原理其基本工作方式是120º导电方式，即：每个桥臂一周期内导电120º，按VT1到VT6的顺序每隔60º依次触发导通。
其逆变器输出电流波形如图所示。
工作过程分析➢I：VT1、VT6导通，i u=I d、i v=−I d、i w=0➢II：VT1、VT2导通，i u=I d、i v=0、i w=−I d➢III：VT2、VT3导通，i u=0、i v=I d、i w=−I d➢IV：VT3、VT4导通，i u=−I d、i v=I d、i w=0➢V：VT4、VT5导通，i u=−I d、i v=0、i w=I d ➢VI：VT5、VT6导通，i u=0、i v=−I d、i w=I d5VT2VT+-1VT4VT3VT6VTdUuvwdI d LuCwCvCuZvZwZuiviwiVT4iVT3iVT1iVT2iVT6iVT5iuitωOdIvitωOwitωOg4ug3ug2ug1ug6ug5utωOI II III IV V VI2. 输出电流的谐波分析将线电流i u 波形与三相桥式电压型逆变器的输出线电压u uv 波形比较可知，二者波形完全相同，都是简单的交变矩形波。
将i u 展开成傅立叶级数得输出线电流有效值I u 为输出线电流基波幅值I u 1m 和基波有效值I u 1分别为⎪⎭⎫ ⎝⎛-++--= t t t t t I i u ωωωωωπ31sin 13111sin 1117sin 715sin 51sin 32d ()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+=∑±=16d sin 1sin 32k n kt n n t I ωωπdd 816.032I I I u ≈=ddm 11.132I I I u ≈=πdd178.06I I I u ≈=πVT4i VT1i u i tωOdI 输出电流与I d 相关5.4.3 电流型逆变器的特点电流型逆变器的输出电压与负载的阻抗性质及参数有关。
