【正文】 整流電路相當于三相橋式可控整流電路α＝ 0176。 解：①當 LB＝ 0時： Ud＝ ＝ 179。－ 60176。 19．三相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)的諧波？其中幅值最大的是哪一次？變壓器二次側電流中含有哪些次數(shù)的諧波？其中主要的是哪幾次？ 答：三相橋式全控整流電路的整流輸出電壓中含有 6k（ k＝ 3……）次的諧波，其中幅值最大的是 6次諧波。 ∕ 3π＝ （ A） I25＝ 2 2 Id∕ 5π＝ 2 2 179。 ∕ 5π＝ （ A） I27＝ 6 Id∕ 7π＝ 6 179。＝ ②第 13題中基波電流的有效值： I1＝ 6 Id∕π＝ 6 179。 24．整流電路多重化的主要目的是什么？ 答：整流電路多重化的目的 主要包括兩個方面，一是可以使裝置總體的功率容量大，二是能夠減少整流裝置所產生的諧波和無功功率對電網的干擾。）次諧波，整流輸出電壓中含有 1 24等即 12k（ k=1，2， 3178。 24 脈波整流電路的交流輸入電流中含有 23 次、 25次、 47次、 49次等，即 24k?1（ k=1， 2， 3178。178。 27．三相全控橋變流器，反電動勢阻感負載， R=1Ω， L=∞， U2=220V， LB=1mH，當 EM=400V， =60?時求 Ud、 Id 與 的值，此時送回電網的有功功率是多少？ 解：由題意可列出如下 3個等式： Ud＝ (π β )－Δ Ud Δ Ud＝ 3XBId∕π Id＝（ Ud－ EM）∕ R 三式聯(lián)立求解，得 Ud＝ [ U2R cos(π β )＋ 3XBEM]∕ (π R＋ 3XB)＝－ （ V） Id＝ （ A） 由下式可計算換流重疊角： ?cos － )cos( ??? ＝ 2XBId∕ 6 U2＝ )120cos( ??? ＝ γ ＝ ?－ 120?＝ ? 送回電網 的有功功率為 P= RIIE ddM 2|| ? =400179。 解：由題意可列出如下 3個等式： Ud＝ (π β )－Δ Ud Δ Ud＝ 2XBId∕π Id＝（ Ud－ EM）∕ R 三式聯(lián)立求解，得 Ud＝ [π R (π β )＋ 2XBEM]∕（π R＋ 2XB）＝－ （ V） Id＝ （ A） 又∵ ?cos － )cos( ??? ＝ 2 BdXI ∕ U2= 即得出 )120cos( ??? = 換流重疊角 ＝ 176。 防止逆變失敗的方法有：采用精確可靠的觸發(fā)電路，使用性能良好的晶閘管，保證交流電源的質量，留出充足的換向裕量角 β 等。 解：整流變壓器接法如下圖所示 abcABC 以 a相為例， ua的 120?對應于α =90?，此時 Ud=0，處于整流和逆變的臨界點。就可以了。然后使 V 關斷一段時間 toff，此時電感 L通過二極管 VD 向 R 和 M 供電， uo＝ 0。 解：由于 L 值極大，故負載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為 Uo= ETton = 5020200? =80(V) 輸出電流平均值為 Io = REU Mo = 103080? =5(A) 3．在圖 31a 所示的降壓斬波電路中， E=100V， L=1mH， R=， EM=10V，采用脈寬調制控制方式，T=20μ s，當 ton=5μ s時，計算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io，計算輸出電流的最大和最小值瞬時值并判斷負載電流是否連續(xù)。 此時輸出電壓、電流的平均值以及輸出電流最大、最小瞬時值分別為： Uo = ETton = 203100? =15(V) Io = REU Mo = ? =10(A) Imax= ???????? ??? ??ee=(A) Imin= ???????? ???ee =(A) 4．簡述圖 32a 所示升壓斬波電路的基本工作原理。當V 處于斷態(tài)時 E 和 L 共同向電容 C 充電并向負載 R 提 供能量。 解：輸出電壓平均值為： Uo = EtToff= 50254040 ?? =(V) 輸出電流平均值為： Io =RUo = =(A) 6．試分別簡述升降壓斬波電路和 Cuk斬波電路的基本原理，并比較其異同點?？梢?，負載電壓極性為上負下正，與電源電壓極性相反。 Cuk 斬波電路的基本原理：當 V 處于通態(tài)時， E— L1— V回路和 R— L2— C— V回路分別流過電流。 假設電容 C很大使電容電壓 uC的脈動足夠小時。于是可得出輸出電壓 Uo與電源電壓 E的關系： EEtT tEttU ??????? 1ononof fono 兩個電路實現(xiàn)的功能是一致的，均可方便的實現(xiàn)升降壓斬波。 解：電流可逆斬波電路中， V1和 VD1構成降壓斬波電路，由電源向直流電動機供電，電動機為電動運行，工作于第 1象限； V2和 VD2構成升壓斬波電路，把直流電動機的動能轉變?yōu)殡娔芊答伒诫娫?，使電動機作再生制動運行，工作于第 2象限。 此外，多相多重斬波電路還具有備用功能，各斬波單元之間 互為備用，總體可靠性提高。 2．一單相交流調壓器，電源為工頻 220V，阻感串聯(lián)作為負載，其中 R=， L=2mH。 也可由圖 43估計出 的值。而交流調功電路是將負載與交流電源接通幾個周波，再斷開幾個周波，通過改變接通周波數(shù)與斷開周波數(shù)的比值來調節(jié)負載所消耗的平均功率。如采用晶閘管相控整流電路，高電壓小電流可控直流電源就需要很多晶閘管串聯(lián)；同樣，低電壓大電流直流電源需要很多晶閘管并聯(lián)。 交流調功電路常用于電爐溫度這樣時間常數(shù)很大的控制對象。 二者的基本原理如下： TCR 是利用電抗器來吸收電網中的無功功率（或提供感性的無功功率），通過對晶閘管開通角 角的控制，可以連續(xù)調節(jié)流過電抗器的電流，從而調節(jié) TCR從電網中吸收的無功功率的大小。 TSC 提供容性的無功功率，符合大多數(shù)無功功率補償?shù)男枰? 單相交交變頻電路是將交流電變成不同頻率的交流電，通常用于交流電動機傳動，兩組可控整流電路在輸出交流電壓一個周期里，交替工作各半個周 期，從而輸出交流電。 當電網頻率為50Hz時，交交變頻電路輸出的上限頻率為 20Hz左右。 主要用途： 500千瓦或 1000千瓦以下的大功率、低轉速的交流調速電路，如軋機主傳動裝置、鼓風機、球磨機等場合。 而在輸出星形 聯(lián)結方式中，因為電動機中性點不和變頻器中性點接在一起，電動機只引三根線即可，但是因其三組單相交交變頻器的輸出聯(lián)在一起，其電源進線必須隔離，因此三組單相交交變頻器要分別用三個變壓器供電。 10．試述矩陣式變頻電路的基本原理和優(yōu)缺點。 因為矩陣式變頻電路有十分良好的電氣性能，使輸出電壓和輸入電流均為正弦波，輸入功率因數(shù)為 1，且能量雙向流動，可實現(xiàn)四象限運行；其次，和目前廣泛應用的交直交變頻電路相比，雖然多用了 6 個開關器件，卻省去直流側大電容，使體積減少，且容易實現(xiàn)集成化和功率模塊化。 2．換流方式各有那幾種？各有什么特點？ 答：換流方式有 4種： 器件換流：利用全控器件的自關斷能力進行換流。 強迫換流：設置附加換流電路，給欲關斷的晶閘管強迫施加反向電壓換流稱為強迫換流。 答：按照逆變電路直流測電源性質分類，直流側是電壓源的稱為逆變電路稱為電壓型逆變電路，直流側是電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路 電壓型逆變電路的主要特點是： ① 直流側為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當于電壓源。 ③ 當交流側為阻感負載時需要提供無功功率，直流側電容起緩沖無功能量的作用。 ②電路中開關器件的作用僅是改變直流電流的流 通路徑，因此交流側輸出電流為矩形波，并且與負載阻抗角無關。 4．電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？為什么電流型逆變電路中沒有反饋二極管？ 答：在電壓型逆變電路中， 當交流側為阻感負載時需要提供無功功率，直流側電容起緩沖無功能量的作用。當需要從交流側向直流側反饋無功能量時，電流并不反向，依然經電路中的可控開關器件流通，因此不需要并聯(lián)反饋二極管。 解：輸出相電壓的基波幅值為 ddUN 1 m 6 3 UUU ?? ?=(V) 輸出相電壓基波有效值為： dUN 1 mUN1 UUU ??=45(V) 輸出線電壓的基波幅值為 ddUV 1 m UUU ?? ?=110(V) 輸出線電壓基波的有效值為 ddU V 1 mU V 1 UUUU ??? ?=78(V) 輸出線電壓中五次諧波 UV5u 的表達式為： tUu ?? 5sin532 dUV5 ? 其有效值為： ?25 32 dUV5 UU ?=(V) 6．并聯(lián)諧振式逆變電路利用負載電壓進行 換相，為保證換相應滿足什么條件？ 答：假設在 t 時刻觸發(fā) VT VT3使其導通，負載電壓uo就通過 VT VT3施加在 VT VT4上，使其承受反向電壓關斷，電流從 VT VT4向 VT VT3轉移，觸發(fā) VTVT3時刻 t必須在 uo過零前并留有足夠的裕量，才能使換流順利完成。直流電流Id從 VT1換到 VT3上， C13通過 VD U相負載、 W相負載、VD VT直流電源和 VT3放電，如圖 516b所示。如忽略負載中電阻的壓降，則在 uC13=0 時刻后，二極管 VD3 受到正向偏置而導通，開始流過電流，兩個二極管同時導通，進入二極管換流階段，如圖 516c所示。因為無論是電壓型逆變電路輸出的矩形電壓波，還是電流型逆變電路輸出的矩形電流波，都含有較多諧波，對負載有不利影響，采用多重逆變電路，可以把幾個矩形波組合起來獲得接近正弦波的波形。 串聯(lián)多重逆變電路多用于電壓型逆變電路的多重化。即通過對一系列脈沖的寬度進行調制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。把正弦半波分成 N等份，就可把其看成是 N 個彼此相連的脈沖列所組成的波形。根據(jù)面積等效原理， PWM 波形和正弦半波是等效的。 解：將各脈沖的寬度用 i（ i=1, 2, 3, 4, 5）表示，根據(jù)面積等效原理可得 1=m50 m2 dsinU ttU?? ??= 502cos ??t? =(rad)=(ms) 2 =m525m2dsinUttU ?????= 5252cos ???t? =(rad)=(ms) 3 =m5352 m2dsinUttU ?????= 53522cos ???t? =(rad)=(ms) 4 =m5453 m2dsinUttU ?????= 2 =(rad)=(ms) 5 =m54 m2dsinUttU ????? =1 =(rad)=(ms) 3. 單極性和雙極性 PWM 調制有什么區(qū)別？三相橋式 PWM 型逆變電路中，輸出相電壓（輸出端相對于直流電源中點的電壓）和線 電壓 SPWM 波形各有幾種電平？ 答：三角波載波在信號波正半周期或負半周期里只有單一的極性，所得的 PWM 波形在半個周期中也只在單極性范圍內變化，稱為單極性 PWM控制方式。 4．特定諧波消去法的基本原理是什么？設半個信號波周期內有 10個開關時刻（不含 0和 時刻）可以控制，可以消去的諧波有幾種？ 答：首先盡量使波形具有對稱性，為消去偶次諧波，應使波形正負兩個半周期對稱，為消去諧波中的余弦項，使波形在正半周期前后 1/4 周期以 /2 為軸線對稱。在異步調制方式中，通常保持載波頻率 fc 固定不變，因而當信號波頻率 fr變化時，載波比 N是變化的。這就使得輸出 PWM波和正弦波的差異 變大。 當逆變電路輸出頻率很低時，同步調制時的載波頻率 fc也很低。 此外，同步調制方式比異步 調制方式復雜一些。 6．什么是 SPWM 波形的規(guī)則化采樣法？和自然采樣法比規(guī)則采樣法有什么優(yōu)點？ 答： 規(guī)則采樣法是一種在采用微機實現(xiàn)時實用的 PWM波形生成方法。 比起自然采樣法，規(guī)則采樣法的計算非常簡單，計算量大大減少，而效果接近自然采樣法，得到的 SPWM波形仍然很接近正弦波，克服了自然采樣法難以在實時控制中在線計算，在工程中實際應用不多的缺點。 2 r和 2 c177。 9．什么是電流跟蹤型 PWM 變流電路？采用滯環(huán)比較方式的電流跟蹤型變流器有何特點？ 答：電流跟蹤型 PWM 變流電路就是對變。 8．如何提高 PWM逆變電路的直流電壓利用率？ 答：采用梯形波控制方式，即用梯形波作為調制信號，可以有效地提高直流電壓的利用率。 三相 SPWM波形中所含的諧波頻率為： rc ?? kn ? 式中， n=1,3,5,…時， k=3(2m1)177。規(guī)則采樣法的基本思路是：取三角波載波兩個正峰值之間為 一個采樣周期。其優(yōu)點主要是，在高頻段采用較低的載波比，使載波頻率不致過高，可限制在功率器件允許的