【正文】 一條水平直線近似代替正弦信號波，用該直線與三角波載波的交點代替正弦波與載波的交點，即可得出控制功率開關(guān)器件通斷的時刻。 當(dāng)逆變電路輸出頻率很高時，同步調(diào)制時的載波頻率 fc會過高，使開關(guān)器件難以承受。 而當(dāng)信號波頻率增高時，載波比 N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少， PWM 脈沖不對稱的影響就變大，有時信號波的微小變化還會產(chǎn)生 PWM 脈沖的跳動。輸出線電壓有三種電平 Ud、 0、 Ud。各 PWM脈沖的幅值相等而寬度是按正弦規(guī)律變化的。 答： PWM 控制就是對脈沖的寬度進行調(diào)制的技術(shù)。 8．逆變電路多重化的目的是什么？如何實現(xiàn)？串聯(lián)多重和并聯(lián)多重逆變電路各用于什么場合？ 答：逆變電路多重化的目的之一是使總體上裝置的功率等級提高，二是可以改善輸出電壓的波形。以 VT 1 和 VT 3之間的換流為例，串聯(lián)二極管式電流型逆變電路的換流過程可簡述如下： 給 VT 3施加觸發(fā)脈 沖，由于換流電容 C13 電壓的作用，使 VT3導(dǎo)通，而 VT 1被施以反向電壓而關(guān)斷。 在電流型逆變電路中，直流電流極性是一定的，無功能量由直流側(cè)電感來緩沖。直流側(cè)電流基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)高阻抗。 3．什么是電壓型逆變電路？什么是電流型逆變電路？二 者各有什么特點。而無源逆變電路的交流側(cè)直接和負載聯(lián)接。在這種控制方式中，因為橋式電路能夠較長時間工作在高輸出電壓區(qū)域（對應(yīng)梯形波的平頂區(qū)）， ?角較小，因此輸入功率因數(shù)可提高 15%左右。 交交變頻電路的主要不足是： 接線復(fù)雜，如采用三相橋式電路的三相交交變頻器至少要用 36 只晶閘管；受電網(wǎng)頻率和變流電路脈波數(shù)的限制，輸出頻率較低；輸出功率因數(shù)較低；輸入電流諧波含量大，頻譜復(fù)雜。但兩者的功能和工作方式不同。 TSC 是晶閘管投切電容器。此外，在高電壓小電流或低電壓大電流直流電源中，也常采用交流調(diào)壓電路調(diào)節(jié)變壓器一次電壓。 開通角 α 的變化范圍為： φ ? α π 即 ? α π ③ 當(dāng) α =φ 時，輸出電壓最大，負載電流也為最大，此時輸出功率最大，為 Pomax= RLRRI2222 m a xo)(2 2 0 ?????????? ?=(KW) 功率因數(shù)為 37532o1m a xo ???? IUP? 實際上，此時的功率因數(shù)也就是負載阻抗角的余弦，即 cos?? ④ α =2? 時，先計算晶閘管的導(dǎo)通角，由式（ 47）得 sin( 2? +θ )=sin(2? ?) ??tane 解上式可得晶閘管導(dǎo)通角為： θ ==176。 當(dāng) V3導(dǎo)通時，電源向 M 供電，使其反轉(zhuǎn)電動，電流路徑如下圖： E L R+ V 1VD 1u o V 3E MV 2VD 2 ioV 4 VD 3VD 4M 當(dāng) V3關(guān)斷時，負載通過 VD3續(xù)流，電流路徑如下圖： E L R+ V 1VD 1u o V 3E MV 2VD 2 ioV 4VD 3VD 4M 10．多相多重斬波電路有何優(yōu)點？ 答：多相多重斬波電路因在電源與負載間接入了多個結(jié)構(gòu)相同的基本斬波電路，使得輸入電源電流和輸出負載電流的脈動次數(shù)增加、脈動幅度減小，對輸入和輸出電流濾波更容易，濾波電感減小。另一方面， A點的電壓平均值為ConA UTtU ??，且 L2的電壓平均值為零，按圖 35b 中輸出電壓 Uo的極性，有Cono UTtU ?。當(dāng) 0??1/2 時為降壓，當(dāng) 1/2??1 時為升壓，因此將該電路稱作升降壓斬波電路。 5．在圖 32a 所示的升壓斬波電路中，已知 E=50V， L 值和 C值極大， R=20Ω ，采用脈寬調(diào)制控制方式 ，當(dāng) T=40μ s， ton=25μ s 時，計算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io。 此時輸出平均電壓為 Uo = ETton=205100?=25(V) 輸出平均電流為 Io =REU Mo =?=30(A) 輸出電流的最大和最小值瞬時值分別為 Imax=REmee ???????? ??? ?????11= 0 0 2 ???????? ??? ??ee=(A) Imin=REmee ???????? ???11??? =00 ???????? ???ee=(A) 當(dāng) ton=3μ s時， 采用同樣的方法可以得出： αρ = 由于 11?????ee = ??ee =m 所以輸出電流仍然連續(xù)。 答：降壓斬波器的原理是：在一個控制周期中，讓 V 導(dǎo)通一段時間 ton，由電源 E 向L、 R、 M 供電，在此期間， uo＝ E。 31．三相全控橋，電動機負載，要求可逆，整流變壓器的接 法是 D， y5，采用NPN 鋸齒波觸發(fā)器，并附有滯后 30 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。 1=(W) 28．單相全控橋，反電動勢阻感負載， R=1Ω， L=∞ ， U2=100V， L=，當(dāng)EM=99V， ?=60 時求 Ud、 Id 和 ??的值。）次諧波，整流輸出電壓中含有 2 48 等即 24k（ k=1， 2， 3178。178。 ∕π＝ （ A） 基波因數(shù)為 ??＝ I1∕ I＝ I1∕ Id＝ ∕ ＝ 電路的輸入功率因數(shù)為： ?＝ ? ?cos ＝ cos30176。 解：在第 3 題中已知電路為單相全控橋，其輸出電流平均值為 Id＝ （ A） 于是可得： I23＝ 2 2 Id∕ 3π ＝ 2 2 179。＝ （ V） Id＝（ Ud－ E）∕ R＝（ － 200）∕ 1＝ （ A） ②當(dāng) LB＝ 1mH 時 Ud＝ － Δ Ud Δ Ud＝ 3XBId∕π Id＝（ Ud－ E） ∕ R 解方程組得： Ud＝（ U2R cosα ＋ 3XBE）∕（ π R＋ 3XB）＝ （ V） Id＝ （ A） Δ Ud＝ （ V） 又∵ ?cos － )cos( ??? ＝ 2XBId∕ 6 U2 15 )60cos( ??? ＝ γ ＝ 176。 ud、 iVT1 和 iVT2的波形如下： udiV T 1? tO? tO?Iduaubuc?iV T 2? tO?IdOuaubucu2 16．三相橋式不可控整流電路，阻感負載， R=5Ω， L=∞ ， U2=220V， XB=，求 Ud、 Id、 IVD、 I2和 ??的值并 作出 ud、 iVD 和 i2的波形。＝ 117（ V） Id＝ Ud∕ R＝ 117∕ 5＝ （ A） IDVT＝ Id∕ 3＝ ∕ 3＝ （ A） IVT＝ Id∕ 3 ＝ ∕ 3 ＝ （ A） 14．單相全控橋，反電動勢阻感負載， R=1Ω， L=∞ ， E=40V， U2=100V， LB=，當(dāng) ?=60 時求 Ud、 Id 與 ??的數(shù)值，并畫出整流電壓 ud 的波形。 100179。原因如下： 變壓器二次繞組在一個周期內(nèi)：當(dāng) a1c2對應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時， a1 的電流向下流，c2的電流向上流；當(dāng) c1b2對應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時， c1 的電流向下流， b2 的電流向上流；當(dāng) b1a2對應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時， b1的電流向下流， a2 的電流向上流；就變壓器的一次繞組而言，每一周期中有兩段時間（各為 120 ）由電流流過，流過的電流大小相等而 10 方向相反，故一周期內(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。 100179。 流過晶閘管的電流有效值為： IVT＝ Id∕ 2 ＝ （ A） 晶閘管的額定電流為： IN＝（ ~2）179。 可見，兩者的輸出電壓相同，加到同樣的負載上時，則輸出電流也相同。時，在 u2正半周期 60 ~180 期間晶閘管導(dǎo)通使電感 L 儲能，電感L 儲藏的能量在 u2負半周期 180 ~300 期間釋放，因此在 u2一個周期中 60 ~300期間以下微分方程成立： tUtiL ?sin2dd 2d ? 考慮初始條件：當(dāng) ?t＝ 60 時 id＝ 0 可解方程得： 5 )c os21(2 2d tLUi ?? ?? 其平均值為 )(d)c os21(221 3532d ttLUI ???? ?? ?? ? = LU?22 2 =(A) 此時 ud與 id的波形如下圖 ： ? tudid+ +? t? tu20?+ + 2．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 22U ； ② 當(dāng)負載是電阻或電感時，其輸出電壓和電流的波形與單相全控橋時相同。 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。 1? + 2? ＞ 1，兩個等效晶體管過飽和而導(dǎo)通； 1? + 2? ＜ 1，不能維持飽和導(dǎo)通而關(guān)斷。 40 第 8 章 組合變流電路 4 第 3 章 直流斬波電路 31 第 6 章 PWM 控制技術(shù) 35 第 7 章 軟開關(guān)技術(shù) 或： uAK0 且 uGK0。 MOSFET 的輸入電容是低泄漏電容，當(dāng)柵極開路時極易受靜電干擾而充上超過 ? 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。 以下分析晶閘管承受最大反向電壓及輸出電壓和電流波形的情況。 解： ① ud、 id、和 i2 的波形如下圖： u2O ? tO ? tO ? tudidi2O ? tIdId???? ②輸出平均電壓 Ud、 電流 Id，變壓器二次電流有效值 I2分別為 Ud＝ U2 cosα ＝ 179。 解：注意到二極管的特點：承受電壓為正即導(dǎo)通。 ＝ 283~424（ V） 晶閘管的額定電流為： IN＝ (~2)179。 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 ?， 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。 13．三相橋式全控整流電路， U2=100V，帶電阻電感負載， R=5Ω， L 值極大，當(dāng) ?=60 時，要求： ① 畫出 ud、 id和 iVT1的波形； ② 計算 Ud、 Id、 IdT和 IVT。 =176。 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。 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：單相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有 2k（ k= 3… ）次諧波，其中幅值最大的是 2 次諧波。 ∕ 7π＝ （ A） 21．試計算第 13 題中 i2的 7 次諧波分量的有效值 I2 I27。＝ 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： 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，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。178。）次諧波。 =176。又因為 RC 濾波已使同步信號