【正文】 CR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)。 開通角α的變化范圍為：φαπ即π③當(dāng)α=φ時，輸出電壓最大，負(fù)載電流也為最大，此時輸出功率最大，為Pomax==(KW)功率因數(shù)為實際上，此時的功率因數(shù)也就是負(fù)載阻抗角的余弦，即cosj= ④α=時，先計算晶閘管的導(dǎo)通角，由式（47）得sin(+)=sin()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： 當(dāng)V3關(guān)斷時，負(fù)載通過VD3續(xù)流，電流路徑如下圖： 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(fù)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(fù)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，且L2的電壓平均值為零，按圖35b中輸出電壓Uo的極性，有。當(dāng)0a 1/2時為降壓，當(dāng)1/2a 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=40μs，ton=25μs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 ===25(V) 輸出平均電流為Io ===30(A) 輸出電流的最大和最小值瞬時值分別為Imax===(A)Imin===(A)當(dāng)ton=3μs時，采用同樣的方法可以得出：αρ= 由于==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。此時Ud=0，處于整流和逆變的臨界點。30．單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路中，當(dāng)負(fù)載分別為電阻負(fù)載或電感負(fù)載時，要求的晶閘管移相范圍分別是多少？答：單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 ~ 180176。＝176。）次諧波，整流輸出電壓中含有248等即24k（k=1，2，3）次諧波，整流輸出電壓中含有124等即12k（k=1，2，3＝ ②第13題中基波電流的有效值：I1＝Id∕π＝∕π＝（A）基波因數(shù)為n＝I1∕I＝I1∕Id＝電路的輸入功率因數(shù)為：l＝n ＝ cos60176。變壓器二次側(cè)電流中含有2k＋1（k＝3……）次即奇次諧波，其中主要的有3次、5次諧波。Ud＝－ΔUdΔUd＝3XBId∕πId＝Ud∕R 解方程組得：Ud＝∕（1＋3XB/πR）＝（V）Id＝（A）又∵－＝2∕U2 即得出= 換流重疊角g ＝176。 最后，作出整流電壓Ud的波形如下： 15．三相半波可控整流電路，反電動勢阻感負(fù)載，U2=100V，R=1Ω，L=∞，LB=1mH，求當(dāng)a=30176。 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)a=60176。）由電流流過，流過的電流大小相等而方向相反，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。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。解：①ud、id、和i2的波形如下圖：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＝100cos30176。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。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(fù)半周期180176。和60176。GTR驅(qū)動電路的特點是：驅(qū)動電路提供的驅(qū)動電流有足夠陡的前沿，并有一定的過沖，這樣可加速開通過程，減小開通損耗，關(guān)斷時，驅(qū)動電路能提供幅值足夠大的反向基極驅(qū)動電流，并加反偏截止電壓，以加速關(guān)斷速度。要使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，可利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下，即降到維持電流以下，便可使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷。3. 圖143中陰影部分為晶閘管處于通態(tài)區(qū)間的電流波形，各波形的電流最大值均為Im，試計算各波形的電流平均值IdIdId3與電流有效值III3。GTO驅(qū)動電路的特點是：GTO要求其驅(qū)動電路提供的驅(qū)動電流的前沿應(yīng)有足夠的幅值和陡度，且一般需要在整個導(dǎo)通期間施加正門極電流，關(guān)斷需施加負(fù)門極電流，幅值和陡度要求更高，其驅(qū)動電路通常包括開通驅(qū)動電路，關(guān)斷驅(qū)動電路和門極反偏電路三部分。時的負(fù)載電流Id，并畫出ud與id波形。~300176。① 以晶閘管VT2為例。＝（V）Id＝Ud /R＝＝（A）I2＝Id ＝（A） ③晶閘管承受的最大反向電壓為：U2＝100＝（V）考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為：UN＝（2~3）＝283~424（V）具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。解：①ud、id和i2的波形如下圖： ②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分別為Ud＝ U2 cosα＝100cos30176。 9．三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法，a、b兩相的自然換相點是同一點嗎？如果不是，它們在相位上差多少度？答：三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法，a、b兩相之間換相的的自然換相點不是同一點。時，要求：① 畫出ud、id和iVT1的波形；② 計算Ud、Id、IdT和IVT。時、E=50V時Ud、Id、g 的值并作出ud與iVT1和iVT2的波形。 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）I2a＝ Id＝（A）ud、iVD1和i2a的波形如下：17．三相全控橋，反電動勢阻感負(fù)載，E=200V，R=1Ω，L=∞，U2=220V，a=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(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。＝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。送回電網(wǎng)的有功功率為P==4001=(W)28．單相全控橋，反電動勢阻感負(fù)載，R=1Ω，L=∞，U2=100V，L=，當(dāng)EM=99V，b=60176。當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時，要求的晶閘管移相范圍是0 ~ 90176。該點與鋸齒波的中點重合，即對應(yīng)于同步信號的300176。然后使V關(guān)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。 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 ===15(V)Io ===10(A)Imax==(A)Imin==(A) 4．簡述圖32a所示升壓斬波電路的基本工作原理。解：輸出電壓平均值為：Uo ===(V)輸出電流平均值為：Io ===(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。Cuk斬波電路的基本原理：當(dāng)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。于是可得出輸出電壓Uo與電源電壓E的關(guān)系： 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。 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。也可由圖43估計出q 的值。這都是十分不合理的。 TSC則是利用晶閘管來控制用于補償無功功率的電容器的投入和切除來向電網(wǎng)提供無功功率（提供容性的無功功率）。而直流電動機傳動用的反并聯(lián)可控整流電路是將交流電變?yōu)橹绷麟姡瑑山M可控整流電路中哪一組工作并沒有像交交變頻電路那樣的固定交替關(guān)系，而是由電動機工作狀態(tài)的需要決定。 8 三相交交變頻電路有那兩種接線方式？它們有什么區(qū)別？答：三相交交變頻電路有公共交流母線進線方式和輸出星形聯(lián)結(jié)方式兩種接線方式。為什么說這種電路有較好的發(fā)展前景？答：矩陣式變頻電路的基本原理是：對輸入的單相或三相交流電壓進行斬波控制，使輸出成為正弦交流輸出。全控型器件采用此換流方式。直流側(cè)電壓基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。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。5. 三相橋式電壓型逆變電路，180176。因放電電流恒為Id，故稱恒流放電階段。 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。在采樣控制理論中有一條重要的結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同，沖量即窄脈沖的面積。對于正弦波的負(fù)半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形。考慮到上述對稱性，半周期內(nèi)有5個開關(guān)時刻可以控制。對于三相PWM型逆變電路來說，三相輸出的對稱性也變差。分段同步調(diào)制是把逆變電路的輸出頻率劃分為若干段，每個頻段的載波比一定，不同頻段采用不同的載波比。 7．單相和三相SPWM波形中，所含主要諧波頻率為多少？答：單相SPWM波形中所含的諧波頻率為：式中，n=1,3,5,…時，k=0,2,4, …；n=2,4,6,…時，k=1,3,5, …在上述諧波中，幅值最高影響最大的是角頻率為wc的諧波分量。也就是，不用信號波對載波進行調(diào)制，而是把希望輸出的電流作為指令信號，把實際電流作為反饋信號，通過二者的瞬時值比較來決定逆變電路各功率器件的通斷，使實際的輸出跟蹤電流的變化。而且，這兩種方式都可以在單位功率因數(shù)下運行。使裝置小型化，輕量化是高頻化的意義所在。由于電感Lr的存在，S1開通時的電流上升率受到限制，降低了S1的開通損耗。 3. 試分析圖82間接交流變流電路的工作原理，并說明其局限性。當(dāng)負(fù)載為電動機時，可工作在電動運行狀態(tài)，也可工作在再生制動狀態(tài)；通過改變輸出交流電壓的相序可使電動機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，因此，可實現(xiàn)電動機四象限運行 6. 什么是變頻調(diào)速系統(tǒng)的恒壓頻比控制？答：即對變頻器的電壓和頻率的比率進行控制，使該比率保持恒定。答：以下分析均以采用橋式整流電路為例。11. 試分析全橋整流電路和全波整流電路中二極管承受的最大電壓，最大電流和平均電流。 7. 何為UPS？試說明圖811所示UPS系統(tǒng)的工作原理。當(dāng)泵升電壓超過一定數(shù)值時，使V0導(dǎo)通，把從負(fù)載反饋的能量消耗在R0上。第8章 組合變流電路 1. 什么是組合變流電路？答：組合變流電路是將某幾種基本的變流電路（AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/DC）組合起來，以實現(xiàn)一定新功能的變流電路。 2．軟開關(guān)電路可以分為哪幾類？其典型拓?fù)浞謩e是什么樣子的？各有什么特點？答：根據(jù)電路中主要的開關(guān)元件開通及關(guān)斷時的電壓電流狀態(tài)，可將軟開關(guān)電路分為零電壓電路和零電流電路兩大類；根據(jù)軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展的歷程可將軟開關(guān)電路分為準(zhǔn)諧振電路，零開關(guān)PWM電路和零轉(zhuǎn)換PWM電路。交流電源送出無功功率，成為靜止無功功率發(fā)生器。10．什么是PWM整流電路？它和相控整流電路的工作原理和性能有何不同？ 答：PWM 整流電路就是采用PWM控制的整流電路，通過對PWM整流電路的適當(dāng)控制，可以使其輸入電流十分接近正弦波且和輸入電壓同相位，功率因數(shù)接近1。1，m=1,2,…； n=2,4,6,…時，在上述諧波中，幅值較高的是wc177。而在低頻段采用