【文章內容簡介】 變壓器每相繞組折合到二次側的漏感L1為100μH，負載電流為150A，求： (1)由于漏抗引起的換相壓降； (2)該壓降所對應整流裝置的等效內阻及α=0176。時的換相重疊角。解：(1) (2) 等效內阻 晶閘管裝置中不采用過電壓、過電流保護，選用較高電壓和電流等級的晶閘管行不行?答：晶閘管裝置中必須采用過電壓、過電流保護，而不能用高電壓、高電流的晶閘管代替，因為在電感性負載裝置中，晶閘管在開關斷過程中，可能會出現過沖陽極電壓，此時極易損壞晶閘管。當未采取過電流保護，而電路過載或短路時更易損壞晶閘管。 什么是有源逆變？有源逆變的條件是什么？有源逆變有何作用？答：如果將逆變電路交流側接到交流電網上，把直流電逆變成同頻率的交流電，反送到電網上去稱為有源逆變。有源逆變的條件：（1） 一定要有直流電動勢，其極性必須與晶閘管的導通方向一致，其值應稍大于變流器直流側的平均電壓；（2） 變流器必須工作在的區(qū)域內使Ud0。有源逆變的作用：它可用于直流電機的可逆調速，繞線型異步電動機的串級調速，高壓電流輸電太陽能發(fā)電等方面。 無源逆變電路和有源逆變電路有何區(qū)別？答：有源逆變電路是把逆變電路的交流側接到電網上，把直流電逆變成同頻率的交流反送到電網去。無源逆變電路的交流側直接接到負載，將直流電逆變成某一頻率或可變頻率的交流供給負載。 有源逆變最小逆變角受哪些因素限制？為什么？答：最小有源逆變角受晶閘管的關斷時間tq折合的電角度、換相重疊角以及安全裕量角的限制。如果不能滿足這些因素的要求的話，將導致逆變失敗。第3章 思考題與習題 開關器件的開關損耗大小同哪些因素有關？答：開關損耗與開關的頻率和變換電路的形態(tài)性能等因素有關。 試比較Buck電路和Boost電路的異同。答；相同點：Buck電路和Boost電路多以主控型電力電子器件（如GTO，GTR，VDMOS和IGBT等）作為開關器件，其開關頻率高，變換效率也高。不同點：Buck電路在T關斷時，只有電感L儲存的能量提供給負載，實現降壓變換，且輸入電流是脈動的。而Boost電路在T處于通態(tài)時，電源Ud向電感L充電，同時電容C集結的能量提供給負載，而在T處于關斷狀態(tài)時，由L與電源E同時向負載提供能量，從而實現了升壓，在連續(xù)工作狀態(tài)下輸入電流是連續(xù)的。 試簡述BuckBoost電路同Cuk電路的異同。答：這兩種電路都有升降壓變換功能，其輸出電壓與輸入電壓極性相反，而且兩種電路的輸入、輸出關系式完全相同，BuckBoost電路是在關斷期內電感L給濾波電容C補充能量，輸出電流脈動很大，而Cuk電路中接入了傳送能量的耦合電容C1，若使C1足夠大，輸入輸出電流都是平滑的，有效的降低了紋波，降低了對濾波電路的要求。 試說明直流斬波器主要有哪幾種電路結構？試分析它們各有什么特點？答：直流斬波電路主要有降壓斬波電路（Ｂuck），升壓斬波電路（Ｂoost），升降壓斬波電路（Ｂuck－Ｂoost）和庫克（Ｃook）斬波電路。降壓斬波電路是：一種輸出電壓的平均值低于輸入直流電壓的變換電路。它主要用于直流穩(wěn)壓電源和直流直流電機的調速。升壓斬波電路是：輸出電壓的平均值高于輸入電壓的變換電路，它可用于直流穩(wěn)壓電源和直流電機的再生制動。升降壓變換電路是輸出電壓平均值可以大于或小于輸入直流電壓，輸出電壓與輸入電壓極性相反。主要用于要求輸出與輸入電壓反向，其值可大于或小于輸入電壓的直流穩(wěn)壓電源。庫克電路也屬升降壓型直流變換電路，但輸入端電流紋波小，輸出直流電壓平穩(wěn)，降低了對濾波器的要求。 試分析反激式和正激式變換器的工作原理。答：正激變換器：當開關管T導通時，它在高頻變壓器初級繞組中儲存能量，同時將能量傳遞到次級繞組，根據變壓器對應端的感應電壓極性，二極管D1導通，此時D2反向截止，把能量儲存到電感L中，同時提供負載電流；當開關管T截止時，變壓器次級繞組中的電壓極性反轉過來，使得續(xù)流二極管D2導通（而此時D1反向截止），儲存在電感中的能量繼續(xù)提供電流給負載。變換器的輸出電壓為： 反激變換器：當開關管T導通，輸入電壓Ud便加到變壓器TR初級N1上，變壓器儲存能量。根據變壓器對應端的極性，可得次級N2中的感應電動勢為下正上負，二極管D截止，次級N2中沒有電流流過。當T截止時，N2中的感應電動勢極性上正下負，二極管D導通。在T導通期間儲存在變壓器中的能量便通過二極管D向負載釋放。在工作的過程中，變壓器起儲能電感的作用。輸出電壓為 試分析全橋式變換器的工作原理。答：當ug1和ug4為高電平，ug2和ug3為低電平，開關管T1和T4導通，T2和T3關斷時，變壓器建立磁化電流并向負載傳遞能量；當ug1和ug4為低電平，ug2和ug3為高電平，開關管T2和T3導通，T1和T4關斷，在此期間變壓器建立反向磁化電流，也向負載傳遞能量，這時磁芯工作在B－H回線的另一側。在TT4導通期間(或T2和T3導通期間)，施加在初級繞組NP上的電壓約等于輸入電壓Ud。與半橋電路相比，初級繞組上的電壓增加了一倍，而每個開關管的耐壓仍為輸入電壓。 有一開關頻率為50kHz的Buck變換電路工作在電感電流連續(xù)的情況下，L=，輸入電壓Ud=15V，輸出電壓U0=10V(1) 求占空比D的大??；(2) 求電感中電流的峰峰值ΔI；(3) 若允許輸出電壓的紋波ΔU0/U0=5%，求濾波電容C的最小值。解：（1）， （2） (3)因為 則 181。F ，器件T的開關頻率為100kHz，電路輸入電壓為交流220V，當RL兩端的電壓為400V時：(1) 求占空比的大小； (2) 當RL=40Ω時，求維持電感電流連續(xù)時的臨界電感值； (3) ，求濾波電容C的最小值。 解:（１）由題意可知： =（２）＝ （其中）（３）, 在Boost變換電路中，已知Ud=50V，L值和C值較大，R=20Ω，若采用脈寬調制方式，當Ts=40μs，ton=20μs時，計算輸出電壓平均值U0和輸出電流平均值I0。解：＝由于Ｌ和Ｃ的值都比較大， 有一開關頻率為50kHz的庫克變換電路，假設輸出端電容足夠大，使輸出電壓保持恒定，并且元件的功率損耗可忽略，若輸入電壓Ud=10V，輸出電壓U0調節(jié)為5V不變。試求:(1) 占空比；(2) 電容器C1兩端的電壓Uc1；(3) 開關管的導通時間和關斷時間。解：(1) 因為 則 (注意)(2) (3) 第4章 思考題與習題 什么是電壓型和電流型逆變電路？各有何特點？答：按照逆變電路直流側電源性質分類，直流側為電壓源的逆變電路稱為電壓型逆變電路，直流側為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：（2） 直流側為電壓源，或并聯有大電容，相當于電壓源。直流電壓基本無脈動，直流回路呈現低阻抗。（3） 由于直流電壓源的鉗位作用，交流側電壓波形為矩形波，并且與負載阻抗角無關，而交流側輸出電流波形和相位因負載阻抗情況的不同而不同，其波形接近于三角波或正弦波。（4） 當交流側為阻感性負載時，需提供無功功率，直流側電容起緩沖無功能量的作用，為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯了二極管。（5） 逆變電路從直流側向交流側傳送的功率是脈動的，因直流電壓無脈動，故功率的脈動是由交流電壓來提供。（6） 當用于交—直—交變頻器中，負載為電動機時，如果電動機工作在再生制動狀態(tài)，就必須向交流電源反饋能量。因直流側電壓方向不能改變，所以只能靠改變直流電流的方向來實現，這就需要給交—直整流橋再反并聯一套逆變橋。電流型逆變電路的主要特點是：（1） 直流側串聯有大電感，相當于電流源，直流電流基本無脈動，直流回路呈現高阻抗。（2） 因為各開關器件主要起改變直流電流流通路徑的作用，故交流側電流為矩形波，與負載性質無關，而交流側電壓波形和相位因負載阻抗角的不同而不同。（3） 直流側電感起緩沖無功能量的作用，因電流不能反向，故可控器件不必反并聯二極管。（4） 當用于交—直—交變頻器且負載為電動機時，若交—直變換為可控整流，則很方便地實現再生制動。 電壓型逆變電路中的反饋二極管的作用是什么？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。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯了反饋二極管。當輸出交流電壓與電流的極性相同時，電流經電路中的