【文章內容簡介】 。178。178。）次諧波。 326．使變流器工作于有源逆變狀態(tài)的條件是什么？ 答：條件有二： ①直流側 要有電動勢，其極性須和晶閘管的導通方向一致，其值應大于變流電路直流側的平均電壓； ② 要求晶閘管的控制角 α π /2，使 Ud 為負值。 327．三相全控橋變流器，反電動勢阻感負載， R=1Ω， L=∞ ， U2=220V， LB=1mH，當 EM=400V， ?=60?時求 Ud、 Id 與 ??的值，此時送回電網(wǎng)的有功功率是多少？ 解：由題意可列出如下 3 個等式： Ud＝ (π ?β )－ Δ Ud Δ Ud＝ 3XBId∕π Id＝（ Ud－ EM） ∕ R 三式聯(lián)立求解，得 Ud＝ [ U2R cos(π ?β )＋ 3XBEM]∕ (π R＋ 3XB)＝ － （ V） Id＝ （ A） 由下式可計算換流重疊角： ?cos － )cos( ??? ＝ 2XBId∕ 6 U2＝ )120cos( ??? ＝ ? γ ＝ ?－ 120?＝ ? 送回電網(wǎng)的有功功率為 P= RIIE ddM 2|| ? =400179。 179。 179。 1=(W) 328． 單相全控橋，反電動勢阻感負載， R=1Ω， L=∞ ， U2=100V， L=，當 EM=99V，?=60?時 求 Ud、 Id 和 ??的值。 解： 由題意可列出如下 3 個等式： Ud＝ (π β )－ Δ Ud Δ Ud＝ 2XBId∕ π Id＝（ Ud－ EM） ∕ R 三式聯(lián)立求解，得 Ud＝ [π R (π β )＋ 2XBEM]∕（ π R＋ 2XB）＝ － （ V） Id＝ （ A） 又∵ ?cos － )cos( ??? ＝ 2 BdXI ∕ U2= 即 得出 )120cos( ??? = 換流重疊角 ? ＝ 176。 ? 120176。 =176。 329．什么是逆變失?。咳绾畏乐鼓孀兪?？ 答：逆變運行時，一旦發(fā)生換流失敗，外接的直流電源就會通過晶閘管電路形成短路，或者使變流器的輸出平均電壓和直流電動勢變?yōu)轫樝虼?lián)，由于逆變電路內阻很小，形成很大的短路電流，稱為逆變失敗或逆變顛覆。 防止逆變失敗的方法有：采用精確可靠的觸發(fā)電路，使用性能良好的晶閘管，保證交流電源的質量，留出充足的換向裕量角 β 等。 330． 單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路中，當負載分別為電阻負載或電感負載時，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，當負載為電阻負載時，要求的晶閘管移相范圍是 0 ~ 180?， 當負載為電感負載時，要求的晶閘管移相范圍是 0 ~ 90?。 三相橋式全控整流電路，當負載為電阻負載時，要求的晶閘管移相范圍是 0 ~ 120?， 當負載為電感負載時，要求的晶閘管移相范圍是 0 ~ 90?。 4l 無源逆變電路和有源逆變電路有何不同？ 答：兩種電路的不同主要是：有源逆變電路的交流側接電網(wǎng)即交流 側接有電源。而無源逆變電路的交流側直接和負載聯(lián)接。 42 換流方式各有那兒種？各有什么特點？ 答：換流方式有 4 種： 器件換流：利用全控器件的自關斷能力進行換流。全控型器件采用此換流方式。 電網(wǎng)換流：由電網(wǎng)提供換流電壓，只要把負的電網(wǎng)電壓加在欲換流的器件上即可。 負載換流：由負載提供換流電壓，當負載為電容性負載即負載電流超前于負載電壓時，可實現(xiàn)負載換流。 強迫換流：設置附加換流電路，給欲關斷的晶閘管強追施加反向電壓換流稱為強迫換流。通常是利用附加電容上的能量實現(xiàn)，也稱電容換流。 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。 43 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分類，直流側是電壓源的稱為逆變電路稱為電壓型逆變電路，直流側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持點是： ①直流側為電壓源或并聯(lián)有大電容，相當于電壓源。直流側電壓基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。②由于直流電壓源的鉗位作用，交流側輸出電壓波形為矩形波，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。③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(lián)了反饋二極管。 電流型逆變電路的主要特點是：①直流側串聯(lián)有大電感，相當于電流源。直流側電流基本無脈動，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，因此交流側輸出電流為矩形波，并且與負載阻抗角無關。而交流側輸出電壓波形和相位則因負載阻抗情況的不同而不同。③當交流側為阻感負載時需要提供無功功率，直流 測電惑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。 44 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？ 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(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。 45 三相橋式電壓 型逆變電路， 180186。導電方式， Ud=100V 。試求輸出相電壓的基波幅值 UUN1m 和有效值 UUN1﹑輸出線電壓的基波幅值 UUV1m和有效值 UUV1﹑輸出線電壓中 5 次諧波的有效值UUV5 。 解： )( VUUU ddmUN ??? ? )( VUUU dmUNUN ??? )(1 VUUU ddmUV ??? ? )(62 11 VUUUU ddmUVUV ???? ? )( 15 VUU UVUV ??? 并聯(lián)諧振式逆變電路利用負載電源進行變換 ,為保證換相應滿足什么條件 ? 答 。假設在 t 時刻觸發(fā) VT VT3使其導通 ,負載電壓 u。就通過 VT VT3施加在 VTl、 VT4上 ,使其承受反向電壓關斷 ,電流從 VTl、 VT4向 VT VT3轉移觸發(fā) VT VT3時刻 /必須在 u。過零前并留有足夠的裕量 ,才能使換流順利完成。 47串聯(lián)二極管式電流型逆變電路中 ,二極管的作用是什么 ?試分析換流過程。 答 :二極管的主要作用 ,一是為換流電容器充電提供通道 ,并使換流電容的電壓能夠得以保持 ,為晶閘管換流做好準備 。二是使換流電容的電壓能夠施加到換流過程中剛剛關斷的晶閘管上 ,使晶閘管在關斷之后能夠承受一定時間的反向電壓 ,確保晶閘管可靠關斷，從而確保晶閘管換流成功。 以 VTl 和 VT3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 VT3施加觸發(fā)脈沖 ,由于換流電容 C13電壓的作用 ,使 VT3導通 而 VTl 被施以反向電壓而關斷。直流電流 Id 從 VTl 換到 VT3上 ,C13通過 VDl、 U 相負載、 W 相負載、 VD VT直流電源和 VT3放電 ,如圖 516b 所示。因放電電流恒為 /d,故稱恒流放電階段。在 C13電壓 Uc13下降到零之前 ,VTl 一直承受反壓 ,只要反壓時間大于晶閘管關斷時間 rq，就能保證可靠關斷。 Uc13降到零之后在 U 相負載電感的作用下 ,開始對 C13反向充電。如忽略負載沖電阻的壓降 ,則在 Uc13=0時刻后 ,二極管 VD3受到正向偏置 而導通 ,開始流過電流 ,兩個二極管同時導通 ,進入二極管換流階段 ,如圖 516c 所示。隨著 C13充電電壓不斷增高 ,充電電流逐漸減小 ,到某一時刻充電電流減到零 ,VDl 承受反壓而關斷 ,二極管換流階段結束。之后 ,進入 VT VT3穩(wěn)定導逗階段 ,電流路徑如圖 5Ⅰ 6d 所示。 ?如何實現(xiàn) ?串聯(lián)多重和并聯(lián)多重逆變電路備用于什么場合 ? 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。因為無論是電壓型逆變電路輸出的矩形電壓波 ,還是電流型逆變電路輸出 的矩形電流波 ,都含有較多諧波 ,對負載有不利影響 ,采用多重逆變電路 ,可以把幾個矩形波組合起來獲得接近正弦波的波形。 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。組合方式有串聯(lián)多重和并聯(lián)多重兩種方式。串聯(lián)多重是把幾個逆變電路的輸出串聯(lián)起來 ,并聯(lián)多重是把幾個逆變電路的輸出并聯(lián)起來。 串聯(lián)多重逆變電路多用于電壓型逆變電路的多重化。 并聯(lián)多重逆變電路多用于電流型逆變電路的多重化。 在電流型逆變電路中 ,直流電流極性是一定 的 ,無功能量由直流側電感來緩沖。當需要從交流側向直流側反饋無功能量時 ,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。 51 簡述圖 5la 所示的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 ont 。，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 oft ，此時電感 L 通過二極管 VD 向 R 和 M 供電， Uo=0。一個周期內的平均電壓0on offE t U t? ? ? 輸出電壓小于電源電壓 ,起到降壓的作用。 52．在圖 51a 所示的降壓斬波電路中，已知 E=200V， R=10Ω ， L 值 微大，E=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。 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 0 2 0 2 0 0 8 0 ( )50ontU E VT ?? ? ? 輸出電流平均值為 00 8 0 3 0 5 ( )10MUEIAR? ?? ? ? 53． 在圖 5la 所示的降壓斬波電路中， E=100V， L=lmH， R=0． 5Ω， ME =10V，采用脈寬調制控制方式， T=20μ s，當 ont =5μ s 時，計算輸出電壓平均值 0U ，輸出電流平均值 0I ，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 ont =3μ s 時，重新進行上述計算。 解：由題目已知條件可得： 1 0 1()on offEI t U E I t?? ? ? ? ? 當 ston ?5? 時，有 ? ??? 025ont?? ??? 由于 0 .0 0 2 50 .0 111 0 . 2 4 9ee m??? ??? ? ? 所以輸出電流連續(xù)。 54． 簡述圖 52a 所示升壓斬波電路的基本工作原理。 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 1I ,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 0U 。設 V處于通態(tài)的時間為 ont ，此階段電感 L上積蓄的能量為 E1I ont 。當 V 處于斷態(tài)時 E和己共同向電容 C 充電并向負載 R 提供能量。設 V 處于斷態(tài)的時間為 oft ，則在此期間電感 L 釋放的能量為0()UE? 1I oft ；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： 1 0 1()on offEI t U E I t?? 化簡得： 0 on offoff offtt TU E E?? ? ? 式中的 T／ oft ? 1，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。 55． 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，采用脈寬調制控制方式，當 T=40μ s， ont =25μ s時，計算輸出電壓平均值 0U ，輸出電流平均值 0I 。 解：輸出電壓平均值為： 0 40 5 0 1 3 3 . 3 ( )4 0 2 5o f fTU E Vt? ? ? ?? 輸出電流平均值為： 00 13 67 ( )20UIAR? ? ? 56． 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。 答：升降壓斬波電路的基本原理：當可控開關 V 處于通態(tài)時，電源 E經(jīng) V 向電感 L供電使其貯存能量，此時電流為 1i ，方向如圖。 34 中所示。同時，電容 C維持輸出電壓基本恒定并向負載 R供電。此后，使 V 關斷，電感 L中貯存的能量向負載釋放，電流為 i2，方向如圖 34 所示?？梢姡撦d電壓極性為上負下正，與電源電壓極性相反。 穩(wěn)態(tài)時，一個周期 T 內電感 L 兩端電壓 Lu 對時間的積分為零，即 0 0T Lu dt?? 當 V 處于通態(tài)期間， Lu =E：而當 V處于斷態(tài)期間 0Luu?? 。于是： 0on offE t U t? ? ? 改變導通比 ? ，輸出電壓既可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低。當0? l／ 2 時為降壓，當 l／ 2? l 時為升壓，因此將該電路稱作升降壓斬波電路。 Cuk 斬波電路的基本原理：當