【正文】 范圍內(nèi)。當(dāng)負(fù)載為電動(dòng)機(jī)時(shí)也會(huì)帶來較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲。 載波比 N等于常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步的方式稱為同步調(diào)制。 這樣，當(dāng)信號(hào)波頻率較低時(shí)，載波比 N較大，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)較多，正負(fù)半周期脈沖不對(duì)稱和半周期內(nèi)前后 1/4 周期脈沖不對(duì)稱產(chǎn)生的不利影響都較小，PWM波形接近正弦波。利用其中的 1 個(gè)自由度控制基波的大小，剩余的 4 個(gè)自由度可用于消除 4種頻率的諧波。 三相橋式 PWM型逆變電路中，輸出相電壓有兩種電平： Ud。可見，所得到的 PWM波形和期望得到的正弦波等效。如果把上述脈沖列利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦波部分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積（沖量）相等，就得到 PWM波形。效果基本相同是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。 第 6 章 PWM控制技術(shù) 1．試說明 PWM控制的基本原理。組合方式有串聯(lián)多重和并聯(lián)多重兩種方式。 之后，進(jìn)入 VT VT3穩(wěn)定導(dǎo)通階段，電流路徑如圖516d所示。在 C13電壓 uC13下降到零之前， VT1一直承受反壓，只要反壓時(shí)間大于晶閘管關(guān)斷時(shí)間 tq，就能保證可靠關(guān)斷。 答：二極管的主要作用，一是為換流電容器充電提供通道，并使換流電容的電壓能夠得以保持，為晶閘管換流做好準(zhǔn)備；二是使換流電容的電壓能夠施加到換流過程中剛剛關(guān)斷的晶閘管 上，使晶閘管在關(guān)斷之后能夠承受一定時(shí)間的反向電壓，確保晶閘管可靠關(guān)斷，從而確保晶閘管換流成功。導(dǎo)電方式，Ud=100V。當(dāng)輸出交流電壓和電流的極性相同時(shí)，電流經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，而當(dāng)輸出電壓 電流極性相反時(shí)，由反饋二極管提供電流通道。 ③當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用。 電流型逆變電路的主要特點(diǎn)是： ①直流側(cè)串聯(lián)有大電感，相當(dāng)于電流源。 ② 由于直流電壓源的鉗位 作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無關(guān)。 晶閘管電路不能采用器件換流，根據(jù)電路形式的不同采用電網(wǎng)換流、負(fù)載換流和強(qiáng)迫換流 3種方式。 電網(wǎng)換流：由電網(wǎng)提供換流電壓，只要把負(fù)的電網(wǎng)電壓加在欲換流的器件上即可。 第 5 章 逆變電路 1．無源逆變電路 和有源逆變電路有何不同？ 答：兩種電路的不同主要是： 有源逆變電路的交流側(cè)接電網(wǎng)，即交流側(cè)接有電源。 矩陣式變頻電路的主要優(yōu)點(diǎn)是：輸出電壓為正弦波；輸出頻率不受電網(wǎng)頻率的限制；輸入電流也可控 制為正弦波且和電壓同相；功率因數(shù)為 1，也可控制為需要的功率因數(shù)；能量可雙向流動(dòng)，適用于交流電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行；不通過中間直流環(huán)節(jié)而直接實(shí)現(xiàn)變頻，效率較高。 因?yàn)樘菪尾ǖ闹饕C波成分是三次諧波，在線電壓中，三次諧波相互抵消，結(jié)果線電壓仍為正弦波。 兩種方式的主要區(qū)別在于： 公共交流母線進(jìn)線方式中，因?yàn)殡娫催M(jìn)線端公用，所以三組單相交交變頻電路輸出端必須隔離。 7．交交變頻電路的主要特點(diǎn)和不足是什么？其主要用途是什么？ 答：交交變頻電路的主要特點(diǎn)是： 只用一次變流，效率較高；可方便實(shí)現(xiàn)四象限工 作；低頻輸出時(shí)的特性接近正弦波。 6．交交變頻電路的最高輸出頻率是多少？制約輸出頻率提高的因素是什么？ 答：一般來講，構(gòu)成交交變頻電路的兩組變流電路的脈波數(shù)越多，最高輸出頻率就越高。 5．單相交交變頻電路和直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用的反并聯(lián)可控整流電路有什么不同？ 答：?jiǎn)蜗嘟唤蛔冾l電路和直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用的反并聯(lián)可控整流電路的電路組成是相同的，均由兩組反并聯(lián)的可控整流電路組成。 二者的特點(diǎn)是： TCR 只能提供感性的無功功率，但無功功率的大小是連續(xù)的。 4．什么是 TCR，什么是 TSC？它們的基本原理是什么？各有何特點(diǎn)？ 答： TCR是晶閘管控制電抗器。采用交流調(diào)壓電路在變壓器一次側(cè)調(diào)壓，其電壓電流值都不太大也不太小，在變壓器二次側(cè)只要用二極管整流就可以了。在供用電系統(tǒng)中，還常用于對(duì)無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。 os ) os ( i ???? ?=(A) 電源側(cè)功率因數(shù)為 o12oIURI?? 其中： VTo 2II ? =(A) 于是可得出 2o12o ?? ??? IU RI? 3．交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路有什么區(qū)別？二者各運(yùn)用于什 么樣的負(fù)載？為什么？ 答：交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路的電路形式完全相同，二者的區(qū)別在于控制方式不同。 解：①負(fù)載阻抗角為： φ =arctan（RL?） =arctan（ 102502 3????? ）==176。 解：α =0時(shí)的輸出電壓最大，為 10 21o m a x )s i n2(1 UtdtUU ?? ?? ??? 此時(shí)負(fù)載電流最大，為 RURUI 1om axom ax ?? 因此最大輸出功率為 RUIUP 21m a xom a xom a x ?? 輸出功率為最大輸出功率的 80%時(shí)，有： RUPP 21m a xo )( ?? 此時(shí)， 1o UU ? 又由 ? ??? ? ??? 2 2s in1o UU 解得 α =176。 解：需使電動(dòng)機(jī)工作于反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由 V3和 VD3構(gòu)成的降壓斬波電路工作，此時(shí)需要 V2保持導(dǎo)通，與V3和 VD3構(gòu)成的降壓斬波電路相配合。 7．試?yán)L制 Speic斬波電路和 Zeta斬波電路的原理圖，并推導(dǎo)其輸入輸出關(guān)系。因此， B點(diǎn)電壓 uB的平均值為CoffB UTtU ?（ UC為電容電壓 uC的平均值），又因電感 L1的電壓平均值為零，所以Cof fB UTtUE ??。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。于是： offoon tUtE ??? 所以輸出電壓為： EEtT tEttU ??????? 1ononof fono 改變導(dǎo)通比 ，輸出電壓既可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低。同時(shí)，電容 C維持輸出電壓基本恒定并向負(fù)載 R供電。當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期 T中電感 L積蓄的能量與釋放的能量相等，即： ? ? o f f1oon1 tIEUtEI ?? 化簡(jiǎn)得： EtTEt ttU of fof f of fono ??? 式中的 1/ off ?tT ，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。當(dāng)V 處于通態(tài)時(shí)，電源 E 向電感 L 充電，充電電流基本恒定為 I1，同時(shí)電容 C 上的電壓向負(fù)載 R 供電，因 C值很大，基本保持輸出電壓為恒值 Uo。 解：由題目已知條件可得： m= EEM =1010 = τ =RL = = 當(dāng) ton=5μ s時(shí)，有 ρ =?T = =?ont = 由于 11?????ee= ??ee=m 所以輸出電流連續(xù)。輸出電壓小于電源電壓，起到降壓的作用。 BCAabcsasbscsasb sc ABC sa sb scsasbsc 各晶閘管的同步電壓選取如下表： 晶閘管 VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 同步電壓 usb usa usc usb usa usc 第 3 章 直流斬 波電路 1．簡(jiǎn)述圖 31a所示的降壓斬波電路工作原理。又因?yàn)?RC 濾波已使同步信號(hào)滯后 30176。 三相橋式全 控整流電路，當(dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是 0 ~ 120?，當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是 0 ~ 90?。 =176。 179。）次諧波。178。178。178。＝ 23．帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整 流電路相比有何主要異同？ 答：帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整流電路相比有以下異同點(diǎn)： ①三相橋式電路是兩組三相半波電路串聯(lián)，而雙反星形電路是兩組三相半波電路并聯(lián)，且后者需要用平 衡電抗器； ②當(dāng)變壓器二次電壓有效值 U2相等時(shí)，雙反星形電路的整流電壓平均值 Ud是三相橋式電路的 1/2，而整流電流平均值 Id是三相橋式電路的 2倍。 解：①第 3題中基波電流的有效值為： I1＝ 2 2 Id∕π＝ 2 2 179。 ∕ 7π＝ （ A） 21．試計(jì)算第 13題中 i2的 7次諧波分量的有效值 I2 I27。 20．試計(jì)算第 3題中 i2的 7次諧波分量的有效值 I2 I2 I27。 ud、 IVT1和 IVT2的波形如下： u2udiV T 1? tO? tO? tOuaubucuabuacubcubaucaucbuabuacⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ ⅥIdiV T 2? tOId 18．單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(cè)電流中含有哪些次數(shù)的諧波？其中主要的是哪幾次？ 答：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐罚湔鬏敵鲭妷褐泻?k（ k= 3…）次諧波，其中幅值最大的是 2次諧波。 cos60176。 Ud＝ －Δ Ud Δ Ud＝ 3XBId∕π Id＝ Ud∕ R 解方程組得： Ud＝ ∕（ 1＋ 3XB/π R）＝ （ V） Id＝ （ A） 又∵ ?cos － )cos( ??? ＝ 2 BdXI ∕ 6 U2 即得出 ?cos = 換流重疊角 ＝ 176。 =176。 =176。 cos60176。 13．三相橋式全控整流電路， U2=100V，帶電阻電感負(fù)載， R=5Ω， L值極大，當(dāng) =60?時(shí)，要求： ① 畫出 ud、 id和 iVT1的波形； ② 計(jì)算 Ud、 Id、 IdT和 IVT。u 2uaubucO ? t ② Ud、 Id、 IdT和 IVT分別如下 Ud＝ ＝ 179。它們?cè)谙辔簧舷嗖?180176。 解： ud、 id、 iVT、 iD的波形如下圖： u2O ? tO ? tO ? tudidO ? tO ? tIdIdIdiV T 1iV D 2?? ??? ? 負(fù)載電壓的平均值為： 2 )3/c os ()(ds i n21 23 2d ???? ?? ??? ? UttUU＝ （ V） 負(fù)載電流的平均值為： Id＝ Ud∕ R＝ ∕ 2＝ （ A） 流過晶閘管 VT VT2的電流有效值為： IVT＝31Id＝ （ A） 流過二極管 VD VD4的電流有效值為： IVD＝32Id＝ （ A） 7. 在三相半波整流電路中，如果 a 相的觸發(fā)脈沖消失，試?yán)L出在電阻性負(fù)載和電感性負(fù)載下整流電壓ud的波形。＝ (A) Id ＝ (Ud－ E)/R＝ (－ 60)/2＝ 9(A) I2＝ Id ＝ 9(A) ③晶閘管承受的最大反向電壓為： 2 U2＝ 100 2 ＝ （ V） 流過每個(gè)晶閘管的電流的有效值為： IVT＝ Id ∕ 2 ＝ （ A） 故晶閘管的額定電壓為： UN＝ (2~3)179。 整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形如下： 0 ? 2 ? ? t? t? tu2uV D 2uV D 400 5．單相橋式全控整流電路， U2=100V，負(fù) 載中 R=2Ω， L值極大，反電勢(shì) E=60V，當(dāng) =30?時(shí)，要求： ① 作出 ud、 id和 i2的波形； ② 求整流輸出平均電壓 Ud、電流 Id，變壓器二次側(cè)電流有效值 I2； ③ 考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。 4．單相橋式半控整流電路，電阻性負(fù)載，畫出整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形。＝ （ V） Id＝ Ud /R＝ ＝ （ A） I2＝ Id ＝ （ A） ③晶閘管承受的最大反向電壓為： 2 U2＝ 100 2 ＝ （ V） 考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為： UN＝（ 2~3）179。時(shí)，要求：①作出 ud、id、和 i2的波形； ②求整流輸出平均電壓 Ud、電流 Id，變壓器二次電流有效值 I2； ③考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。 ② 當(dāng)單相全波整流電路與單相全控橋式整流電路的觸發(fā)角 相同時(shí)，對(duì)于電阻負(fù)載：（ 0~α）期間無晶閘管導(dǎo)通，輸出電壓為 0；（α ~π）期間，單相全波電 路中 VT1 導(dǎo)通，單相全控橋電路中 VT VT4導(dǎo)通，輸出電壓均與電源電壓 u2 相等； (π ~π＋α )期間，均無晶閘管導(dǎo)通，輸出電壓為 0； (π＋α ~