【正文】 輸出功率最大，為Pomax= I2o max2220247。R = 231。 = 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。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。二者的特點是：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。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。兩種方式的主要區(qū)別在于：公共交流母線進(jìn)線方式中，因為電源進(jìn)線端公用，所以三組單相交交變頻電路輸出端必須隔離。矩陣式變頻電路的主要優(yōu)點是：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，適用于交流電動機(jī)的四象限運行；不通過中間直流環(huán)節(jié)而直接實現(xiàn)變頻，效率較高。效果基本相同是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同?？梢?，所得到的 PWM 波形和期望得到的正弦波等效。根據(jù)面積等效原理，PWM 波形和正弦半波是等效的。即通過對一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。10．試述矩陣式變頻電路的基本原理和優(yōu)缺點。主要用途：500 千瓦或 1000 千瓦以下的大功率、低轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速電路，如軋機(jī)主傳動裝置、鼓風(fēng)機(jī)、球磨機(jī)等場合。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(jī)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。二者的基本原理如下：TCR 是利用電抗器來吸收電網(wǎng)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a角的控制，可以連續(xù)調(diào)節(jié)流過電抗器的電流，從而調(diào)節(jié) TCR 從電網(wǎng)中吸收的無功功率的大小。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)。其中：I o = 2I VT =(A)于是可得出l =I o2 RU1I o= 180。 sin 180。開通角α的變化范圍為：φ 163。解：α=0 時的輸出電壓最大，為U omax =1p0(2U 1 sin wt) 2 dwt = U1此時負(fù)載電流最大，為I omax =U omaxR=U1R因此最大輸出功率為Pmax = U o max I o max =輸出功率為最大輸出功率的 80%時，有：U12RP = max =( 1) 2R此時，U o = 又由U o = U1sin 2a2p+p ap解得α=176。另一方面，A 點的電壓平均值為U A = on U C ，且 L2 的電壓平均值為零，按圖 55b 中輸出電壓 Uo 的極性，有U o = on U C 。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。此后，使 V 關(guān)斷，電感 L 中貯存的能量向負(fù)載釋放，電流為 i2，方向如圖 34 所示。設(shè) V 處于斷態(tài)的時間為toff，則在此期間電感 L 釋放的能量為 (U o E)I1toff 。e r 1U o E M 15 10232。 m 247。 1 e m 247。 e 1246。 e 1246。此時輸出平均電壓為ea r 1 e 1==mUo =tonTE =100 180。一個周期內(nèi)的平均電壓 Uo＝tonton + toff180。逆變電路多重化就是把若干個逆變電路的輸出按一定的相位差組合起來，使它們所含的某些主要諧波分量相互抵消，就可以得到較為接近正弦波的波形。因放電電流恒為 Id，故稱恒流放電階段。5. 三相橋式電壓型逆變電路，180176。而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。直流側(cè)電壓基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。全控型器件采用此換流方式。所以同步信號滯后 ua 180176。三相橋式全控整流電路，當(dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時，要求的晶閘管移相范圍是 0 ~ 120176。解：由題意可列出如下 3 個等式：Ud＝(πβ)－ΔUdΔUd＝2XBId∕πId＝（Ud－EM）∕R三式聯(lián)立求解，得Ud＝[πR (πβ)＋2XBEM]∕（πR＋2XB）＝－（V）Id＝（A）又∵cosa － cos(a + g ) ＝ 2 I d X B ∕U2=即得出cos(120176。 + g ) ＝γ＝176。178。178。＝②第 13 題中基波電流的有效值：I1＝ 6 Id∕π ＝ 6 179。∕3π＝（A）I25＝2 2 Id∕5π＝2 2 179。＝176。二極管電流和變壓器二次測電流的有效值分別為IVD＝Id∕3＝∕3＝（A）ud、iVD1 和 i2a 的波形如下：I2a＝23Id＝（A）u2O wt1uaubucwtudOiVD1Ⅰ Ⅱuab uacⅢ Ⅳ Ⅴ Ⅵubc uba uca ucb uab uacIdwtOi2aOIdwtwt17．三相全控橋，反電動勢阻感負(fù)載，E=200V，R=1Ω ，L=∞，U2=220V，a=60176。解：考慮 LB 時，有：Ud＝－ΔUdΔUd＝3XBId∕2πId＝（Ud－E）∕R解方程組得：Ud＝（πR ＋3XBE）∕（2πR＋3XB）＝（V）ΔUd＝（V）Id＝（A）又∵13cosa － cos(a + g ) ＝2 I d X B ∕ 6 U2即得出cos(30176。＝117（V）Id＝Ud∕R＝117∕5＝（A）IDVT＝Id∕3＝∕3＝（A）IVT＝Id∕ 3 ＝∕ 3 ＝（A）1214．單相全控橋，反電動勢阻感負(fù)載，R=1Ω ，L=∞，E=40V，U2=100V，LB=，當(dāng)a=60176。cos60176。）由電流流過，流過的電流大小相等而方向相反，故一周10期內(nèi)流過的電流平均值為零，所以變壓器鐵心不會被直流磁化。＝283~424（V）晶閘管的額定電流為：IN＝(~2)179。因此，二極管承受的電壓不會出現(xiàn)正的部分。100179。當(dāng) VT1 導(dǎo)通時，晶閘管 VT2 通過 VT1 與 2 個變壓器二次繞組并聯(lián)，所以 VT2 承受的最大電壓為 2 2U 2 。~300176。時，在電源電壓 u2 的正半周期晶閘管導(dǎo)通時，負(fù)載電感 L 儲能，在晶閘管開始導(dǎo)通時刻，負(fù)載電流為零。8. 全控型器件的緩沖電路的主要作用是什么？試分析 RCD 緩沖電路中各元件的作用。 ，GTO 的飽和程度不深，接近于臨界飽和，這樣為門極控制關(guān)斷提供了有利條件；3) 多元集成結(jié)構(gòu)使每個 GTO 元陰極面積很小，門極和陰極間的距離大為縮短，使得P2 極區(qū)所謂的橫向電阻很小，從而使從門極抽出較大的電流成為可能。 b)Im2 187。p I242。2. 維持晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷？答：維持晶閘管導(dǎo)通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流，即維持電流。0 p4p2p0 p4p 5p42p 0p22pa)b)圖 143 圖143管導(dǎo)電波形c)解：a)Id1=12πp4msin wtd (wt) =I m2π(22+ 1 ) 187。242。 Im2 187。 20 的擊穿電壓，所以為防止MOSFET 因靜電感應(yīng)而引起的損壞，應(yīng)注意以下幾點：① 一般在不用時將其三個電極短接；② 裝配時人體、工作臺、電烙鐵必須接地，測試時所有儀器外殼必須接地；③ 電路中，柵、源極間常并聯(lián)齊納二極管以防止電壓過高④ 漏、源極間也要采取緩沖電路等措施吸收過電壓。9. 試說明 IGBT、GTR、GTO 和電力 MOSFET 各自的優(yōu)缺點。時，在 u2 正半周期 60176。其平均值為id =2U 2 1wL 2I d =12p5p332U 2 1wL 22U 22wL=(A)此時 ud 與 id 的波形如下圖：u20 aud++++wtwtidwt2．圖 29 為具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，問該變壓器還有直流磁化問題嗎？試說明：①晶閘管承受的最大反向電壓為 2 2U 2 ；②當(dāng)負(fù)載是電阻或電感時，其輸出電壓和電流的波形與單相全控橋時相同。6( cos wt)242。＝283~424（V）具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。時，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。時求流過器件電流的有效值，并作出 ud、id、iVT、iD 的波形。10．有兩組三相半波可控整流電路，一組是共陰極接法，一組是共陽極接法，如果它們的觸發(fā)角都是a，那末共陰極組的觸發(fā)脈沖與共陽極組的觸發(fā)脈沖對同一相來說，例如都是 a 相，在相位上差多少度？答：相差 180176。時，要求：① 畫出 ud、id 和 iVT1 的波形；② 計算 Ud、Id、IdT 和 IVT。 + g ) =換流重疊角g ＝ 176。=176。220179。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(cè)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。解：第 13 題中，電路為三相橋式全控整流電路，且已知Id＝（A）由此可計算出 5 次和 7 次諧波分量的有效值為：I25＝ 6 Id∕5π ＝ 6 179。17③在兩種電路中，晶閘管的導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系是一樣的，整流電壓 ud 和整流電流 id 的波形形狀一樣。178。178。18送回電網(wǎng)的有功功率為P= | EM I d | I d2 R =400179。=176。的 RC 濾波器，決定晶閘管的同步電壓和同步變壓器的聯(lián)結(jié)形式。就可以了。強(qiáng)迫換流：設(shè)置附加換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反向電壓換流稱為強(qiáng)迫換流。③當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。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(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。解：輸出相電壓的基波幅值為U UN1m =輸出相電壓基波有效值為：2U dp= d =(V)U UN1 =輸出線電壓的基波幅值為U UN1m2= d =45(V)U UV1m =輸出線電壓基波的有效值為2 3U dp= d =110(V)U UV1 =U UV1m2=6pU d = d =78(V)輸出線電壓中五次諧波 uUV5 的表達(dá)式為：其有效值為：uUV5 =2 3U d5psin 5wtU UV5 =2 3U d5 2p=(V)6．并聯(lián)諧振式逆變電路利用負(fù)載電壓進(jìn)行換相，為保證換相應(yīng)滿足什么條件？答：假設(shè)在 t 時刻觸發(fā) VTVT3 使其導(dǎo)通，負(fù)載電壓 uo 就通過 VTVT3 施加在 VT22VT4 上，使其承受反向電壓關(guān)斷，電流從 VTVT4 向 VTVT3 轉(zhuǎn)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。如忽略負(fù)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(dǎo)通，開始流過電流，兩個二極管同時導(dǎo)通，進(jìn)入二極管換流階段，如圖 516c 所示。串聯(lián)多重逆變電路多用于電壓型逆變電路的多重化。2．在圖 51a 所示的降壓斬波電路中，