【文章內(nèi)容簡介】 電容換流。 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、負載換流和強迫換流 3 種方式。 11 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。 答：按照逆變電路直流測電源性質(zhì)分類，直流側(cè)是電壓源的稱為逆變電路稱為電壓型逆變電路，直流側(cè)是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： ①直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當于電壓源。直流側(cè)電壓基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。 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，并且與負載阻抗角無關。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負載阻抗情況的不同而不同。 ③當交流側(cè)為阻感負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。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。 電流型逆變電路的主要特點是： ①直流側(cè)串聯(lián)有大電感，相當于電流源。直流側(cè)電流基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)高阻抗。 ②電路中開關器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑，因此交流側(cè)輸出電流為矩形波，并且與負載阻抗角無關。而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因負載阻抗情況的不同而不同。 ③當交流側(cè)為阻感負載時需要提供無功功率，直流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用。因為反饋無功能量時直流電流并不反向，因此不必像電壓型逆變電路那樣要給開關器件反并聯(lián) 二極管。 4．電壓型逆變電路中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(cè)為阻感負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。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。當輸出交流電壓和電流的極性相同時，電流經(jīng)電路中的可控開關器件流通，而當輸出電壓電流極性相反時，由反饋二極管提供電流通道。 5．為什么電流型逆變電路中沒有反饋二極管？ 答：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。當需要從交流側(cè)向直流側(cè)反饋無功能量時，電流并不 反向，依然經(jīng)電路中的可控開關器件流通，因此不需要并聯(lián)反饋二極管。 第 5 章 直流 直流變流電路 1. 介紹降壓斬波電路工作原理 答：降壓斬波器的原理是：在一個控制周期中，讓 V 導通一段時間 ton，由電源 E向 L、 R、 M 供電，在此期間， uo＝ E。然后使 V關斷一段時間 toff，此時電感 L通過二極管 VD 向 R和 M供電， uo＝ 0。一個周期內(nèi)的平均電壓 Uo＝ Ett t ?? offon on。輸出電壓小于電源電壓，起到降壓的作用。 12 2. 介紹升壓斬波電路工作原理 答：假設電路中電感 L 值很大，電容 C 值也很大。 當 V處于通態(tài)時，電源 E 向電感 L 充電，充電電流基本恒定為 I1，同時電容 C 上的電壓向負載 R 供電，因 C值很大，基本保持輸出電壓為恒值 Uo。設 V處于通態(tài)的時間為 ton，此階段電感 L上積蓄的能量為 on1tEI 。當 V處于斷態(tài)時 E和 L共同向電容 C充電并向負載 R提供能量。設 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? ? off1o tIEU ? 。當電路工作于穩(wěn)態(tài)時，一個周期 T 中電感 L積蓄的能量與釋放的能量相等，即： ? ? o ff1oon1 tIEUtEI ?? 化簡得： EtTEt ttU o ffo ff o ffono ??? 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。 3．在降壓斬波電路中，已知 E=200V， R=10Ω， L值極大， EM=30V， T=50μ s,ton=20μ s,計算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io。 EMLREMuOiO+ 解：由于 L 值極大，故負載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為 Uo= ETton = 5020200? =80(V) 輸出電流平均值為 Io = REU Mo = 103080? =5(A) 4．在圖 31a 所示的降壓斬波電路中， E=100V， L=1mH， R=， EM=10V，采用脈寬調(diào)制控制方式， T=20μ s，當 ton=5μ s 時，計算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io，計算輸出電流的最大和最小值瞬時值并判斷負載電流是否連續(xù)。當 ton=3μ s 時，重新進行上述計算。 EMLREMuOiO+ 解：由題目已知條件可得： m= EEM =10010 = τ =RL = = 當 ton=5μ s 時，有 13 ρ =?T= =?ont= 由于 11?????ee= 11 ??ee =m 所以輸出電流連續(xù)。 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 0 2 ???????? ??? ??ee=(A) Imin=REmee ???????? ???11??? = ???????? ???ee=(A) 當 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)。 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 = ETton = 203100? =15(V) Io = REU Mo = ? =10(A) Imax= 0 0 0 1 ???????? ??? ??ee=(A) Imin= ???????? ???ee=(A) 5．在升壓斬波電路中，已知 E=50V， L值和 C 值極大， R=10Ω，采用脈寬調(diào)制控制方式，當 T=40μ s， ton=20μ s 時，計算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值Io。 14 解：輸出電壓平均值為： Uo = EtTof= 40 5040 20??=100(V) 輸出電流平均值為： Io =RUo =10010=10(A) 第 6 章 交流 交流變流電路 1．一單相交流調(diào)壓器，電源為工頻 220V，阻感串聯(lián)作為負載，其中 R=，L=2mH。試求：①開通角α的變化范圍；②負載電流的最大有效值；③最大輸出功率及此時電源側(cè)的功率因數(shù)；④當α =2? 時，晶閘管電流有效值，晶閘管 導通角和電源側(cè)功率因數(shù)。 解：①負載阻抗角為： φ =arctan（ RL? ） =arctan（ 102502 3????? ） ==176。 開通角α的變化范圍為： φ ? α π 即 ? α π ③當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)(220 ?????????? ?=(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 ④α =2? 時，先計算晶閘管的導通角，由式（ 47）得 sin(2? +θ )=sin(2? ) ??tane 15 解上式可得晶閘管導通角為： θ ==176。 也可由圖 43估計出 的值。 此時，晶閘管電流有效值為 ? ?????? c os )2c os (s in2 1VT ???? ZUI = 220??8 9 8 6 o s ) 9 8 6 o s ( ???? ?=(A) 電源側(cè)功率因數(shù)為 o12oIURI??