【文章內(nèi)容簡介】 單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為 22 U2 。三相半波可控整流電路中，晶閘管 承受的最大反向電壓為 6 U2 。（電源相電壓為 U2） 要使三相全控橋式整流電路正常工作，對晶閘管觸發(fā)方法有兩種，一是用 大于 60186。小于 120186。的寬脈沖 觸發(fā)；二是用 脈沖前沿相差 60186。的雙窄脈沖 觸發(fā)。 在同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路中，鋸齒波底寬可達(dá) 240186。 度；實(shí)際移相才能達(dá) 0186。180 186。 度。 軟開關(guān)電路種類很多，大致可分成 零電壓 電路、 零電流 電路兩大類。 逆變器環(huán)流指的是只流經(jīng) 兩組反并聯(lián)的逆 變橋 、而不流經(jīng) 負(fù)載 的電流，環(huán)流可在電路中加 采用串聯(lián)電抗器 來限制。 絕緣柵雙極型晶體管是以 電力場效應(yīng)晶體管柵極為柵極 作為柵極，以 以電力晶體管集電極和發(fā)射極 作為發(fā)射極與集電極復(fù)合而成。 晶閘管的圖形符號是 ，三個(gè)電極分別是 陽極 A、 陰極 K 、和 門極 G ，雙向晶閘管的圖形符號是 ，它的三個(gè)極分是 第一陽極 T 第二陽極 T和 門極 G 。 從晶閘管開始承受正向電壓起到晶閘管導(dǎo)通之間的電角度稱為 控制 角，用 α 表示。 同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路鋸齒波底寬可達(dá) 240186。 度；正弦波觸發(fā)電路的理想移相范圍可達(dá) 180186。 度，實(shí)際移相范圍只有 150186。 。 一般操作過電壓都是瞬時(shí)引起的尖峰電壓，經(jīng)常使用的保護(hù)方法是 阻容保護(hù) 而對于能量較大的過電壓，還需要設(shè)置非線性電阻保護(hù)，目前常用的方法有 壓敏電阻 和 硒堆 。 交流零觸發(fā)開關(guān)電路就是利用 過零觸發(fā) 方式來控制晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷的。 四、問答分析題 在晶閘管兩端并聯(lián) R、 C 吸收回路的主要作用有哪些？其中電阻 R的作用是什么？ 答：（ 1） R、 C 回路的作用是：吸收晶閘管瞬間過電壓，限制電流上升率， 動態(tài)均壓作用。 （ 2） R 的作用為：使 L、 C 形成阻尼振蕩，不會產(chǎn)生振 蕩過電壓，減小晶閘管的開通電流上升率，降低開通損耗。、 由下面單結(jié)晶體管的觸發(fā)電路圖畫出各點(diǎn)波形。 答： 實(shí)現(xiàn)有源逆變必須滿足哪兩個(gè)必不可少的條件？ 答：（ 1）直流側(cè)必需外接與直流電流 Id 同方向的直流電源 E，其數(shù)值要稍大于逆變器輸出平均電壓 Ud，才能提供逆變能量。 （ 2）逆變器必需工作在β 90186。（ α90186。 ）區(qū)域，使 Ud 0,才能把直流功率逆變 為交流功率返送電網(wǎng)。 晶閘管觸發(fā)的觸發(fā)脈沖要滿足哪幾項(xiàng)基本要求？ 答：（ 1） 觸發(fā)信號應(yīng)有足夠的功率。 （ 2） 觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，脈沖前沿盡可能陡，使元件在觸發(fā)導(dǎo)通后，陽極電流能迅速上升超過掣住電流而維持導(dǎo)通。 （ 3） 觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽極電壓同步，脈沖移相范圍必須滿足電路要求。 PWM 逆變電路的控制方法主要有哪幾種？簡述異步調(diào)制與同步調(diào)制各有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 答：（ 1） PWM逆變電路的常用控制方法有兩種，一是計(jì)算法；二是調(diào)制法。其中調(diào)制法又可分為兩種，一是異步調(diào)制法；二是同步調(diào)制法。 （ 2）通常異 步調(diào)制法是保持載波頻率不變，信號頻率根據(jù)需要而改變時(shí)，載波比是變化的。優(yōu)點(diǎn)是：信號頻率較低時(shí)載波比較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，輸出較接近正弦波。 （ 3）同步調(diào)制時(shí)，保持載波比為常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號波保持同步變化。優(yōu)點(diǎn)是：信號波一周內(nèi)輸出的脈沖數(shù)是固定的，脈沖相位也是固定的，對稱性好。 什么是逆變失??？逆變失敗后有什么后果？形成的原因是什么 答：（ 1）逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關(guān)斷的器件末關(guān)斷，該導(dǎo)通的器件末導(dǎo)通。從而使逆變橋進(jìn)入整流狀態(tài)，造成兩電源順向聯(lián)接，形成短路。 （ 2）逆變失敗后果是嚴(yán)重的，會在逆變橋與逆變電源之間產(chǎn)生強(qiáng)大的環(huán)流，損壞開關(guān)器件。 （ 3）產(chǎn)生逆變失敗的原因：一是逆變角太?。欢浅霈F(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失；三是主電路器件損壞；四是電源缺相等。 根據(jù)對輸出電壓平均值進(jìn)行控制的方法不同，直流斬波電路可有哪三種控制方式？并簡述其控制原理。 答：（ 1）第一種調(diào)制方式為：保持開關(guān)周期不變，改變開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間 ton稱為脈寬調(diào)制。簡稱“ PWM”調(diào)制。 （ 2）第二種調(diào)制方式為：保持開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間 ton不變，改變開關(guān)周期，稱為頻率調(diào)制。簡稱為“ PFM”調(diào)制。 （ 3）第三種調(diào)制方式為：同 時(shí)改變周期 T 與導(dǎo)通時(shí)間 ton。使占空比改變，稱為混合調(diào)制。 電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？ 答：電壓型逆變器當(dāng)交流側(cè)為阻感性負(fù)載時(shí)，需要向電源反饋無功功率。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，逆變橋各臂開關(guān)器件都反并聯(lián)了反饋二極管。 對晶閘管的觸發(fā)電路有哪些要求？ 答：為了讓晶閘管變流器準(zhǔn)確無誤地工作要求觸發(fā)電路送出的觸發(fā)信號應(yīng)有足夠大的電壓和功率；門極正向偏壓愈小愈好；觸發(fā)脈沖的前沿要陡、寬度應(yīng)滿足要求；要能滿足主電路移相范圍的要求；觸發(fā)脈沖必 須與晶閘管的陽極電壓取得同步。 正確使用晶閘管應(yīng)該注意哪些事項(xiàng)？ 答：由于晶閘管的過電流、過電壓承受能力比一般電機(jī)電器產(chǎn)品要小的多，使用中除了要采取必要的過電流、過電壓等保護(hù)措施外，在選擇晶閘管額定電壓、電流時(shí)還應(yīng)留有足夠的安全余量。另外，使用中的晶閘管時(shí)還應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)定要求。此外，還要定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，如清除灰塵、擰緊接觸螺釘?shù)?。?yán)禁用兆歐表檢查晶閘管的絕緣情況。 晶閘管整流電路中的脈沖變壓器有什么作用？ 答：在晶閘管的觸發(fā)電路采用脈沖變壓器輸出，可降低脈沖電壓，增大輸出的觸 發(fā)電流，還可以使觸發(fā)電路與主電路在電氣上隔離，既安全又可防止干擾，而且還可以通過脈沖變壓器多個(gè)二次繞組進(jìn)行脈沖分配，達(dá)到同時(shí)觸發(fā)多個(gè)晶閘管的目地。 晶閘管的過電流保護(hù)常用哪幾種保護(hù)方式？其中哪一種保護(hù)通常是用來作為 “ 最后一道保護(hù) ” 用？ 答：晶閘管的過電流保護(hù)常用快速熔斷器保護(hù)；過電流繼電器保護(hù)；限流與脈沖移相保護(hù)和直流快速開關(guān)過電流保護(hù)等措施進(jìn)行。其中快速熔斷器過電流保護(hù)通常是用來作為 “ 最后一道保護(hù) ” 用的。 五、計(jì)算題 指出下圖中①～⑦各保護(hù)元件及 VD、 Ld 的名稱和作用。 解： ①星 形接法的硒堆過電壓保護(hù)； ②三角形接法的阻容過電壓保護(hù)； ③橋臂上的快速熔斷器過電流保護(hù)； ④晶閘管的并聯(lián)阻容過電壓保護(hù)； ⑤橋臂上的晶閘管串電感抑制電流上升率保護(hù)； ⑥直流側(cè)的壓敏電阻過電壓保護(hù)； ⑦直流回路上過電流快速開關(guān)保護(hù)； VD 是電感性負(fù)載的續(xù)流二極管； Ld 是電動機(jī)回路的平波電抗器； 在下面兩圖中，一個(gè)工作在整流電動機(jī)狀態(tài)，另一個(gè)工作在逆變發(fā)電機(jī)狀態(tài)。 （ 1）、標(biāo)出 Ud、 ED及 id的方向。 （ 2）、說明 E與 Ud的大小關(guān)系。 （ 3）、當(dāng)α與β的最小值均為 30 度時(shí)，控制角α的移向范圍 為多少？ 解： 整流電動機(jī)狀態(tài)： 電流方向從上到下，電壓方向上正下負(fù)，反電勢 E 方向上正下負(fù)， Ud 大于 E，控制角的移相范圍 0176。 ~90176。 逆變發(fā)電機(jī)狀態(tài)： 電流方向從上到下，電壓 Ud方向上負(fù)下正，發(fā)電機(jī)電勢 E 方向上負(fù)下正， Ud 小于 E，控制角的移相范圍 90176。 ~150176。 3. 單相橋式全控整流電路， VU 1002 ? ，負(fù)載中 ??2R ， L 值極大，當(dāng) ?30?? 時(shí)，要求： （ 1）作出 du 、 di 和 2i 的波形； （ 2）求整流輸出平均電壓 dU 、平均電流 dI ，變壓器二次電流有效值 2I ； 解：（ 1）作圖。 （ 2） ? 2UU d ? 當(dāng) ?30?? 時(shí)， VUU d 7830c o o 2 ????? ?? ARUI dd 39278 ??? AII d 392 ?? 4. 在圖 1 所示的降壓斬波電路中，已知 VE 200? ， ??10R ， L 值極大， VEM 30? 。（ 1）分析斬波電路的工作原理；（ 2）采用脈寬調(diào)制控制方式，當(dāng) sT ?50? ， ston ?20? 時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值 oU 、輸出電流平均值 oU 。 解：（ 1）參考書上簡要說明。 （ 2）根據(jù)公式得 VETtEtt tU ono f fon ono 802020020 ???????? AR EUI MOo 510 3080 ????? 三、填空 （每空 1 分 ,共 30分） 請?jiān)诳崭駜?nèi)標(biāo)出下面元件的簡稱：電力晶體管 GTR ；可關(guān)斷晶閘管 GTO ；功率場效應(yīng)晶體管 MOSFET ；絕緣柵雙極型晶體管 IGBT ； IGBT 是 MOSFET 和 GTR 的復(fù)合管。 晶閘管對觸發(fā)脈沖的要求是 要有足夠的驅(qū)動功率 、 觸發(fā)脈沖前沿要陡幅值要高 和 觸發(fā)脈沖要與晶閘管陽極電壓同步 。 多個(gè)晶閘管相并聯(lián)時(shí)必須考慮 均流 的問題，解決的方法是 串專用均流電抗器 。 在電流型逆變器中，輸出電壓波形為 正弦 ，輸出電流波形為 方波 。 型號為 KS1008 的元件表示 雙向晶閘管 、它的額定電壓為 800 伏、額定有效電流為 100 安。 180176。導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在 _ 同一橋臂 上的上、下二個(gè)元件之間進(jìn)行；而 120186。導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在 _ 不同橋臂 上的元件之間進(jìn)行的。 當(dāng)溫度降低時(shí)，晶閘管的觸發(fā)電流會 增加 、正反向漏電流會 下降 ；當(dāng)溫度升高時(shí)，晶閘管的觸發(fā)電流會 下降 、正反向漏電流會 增加 。 在有環(huán)流逆變系統(tǒng)中，環(huán)流指的是只流經(jīng) 逆變電 源 、 逆變橋 而不流經(jīng) 負(fù)載 的電流。環(huán)流可在電路中加 電抗器 來限制。為了減小環(huán)流一般采用控制角α 大于 β的工作方式。 常用的過電流保護(hù)措施有 快速熔斷器 、 串進(jìn)線電抗器 、 接入直流快速開關(guān) 、 控制快速移相使輸出電壓下降 。（寫出四種即可） 雙向晶閘管的觸發(fā)方式有 Ⅰ + 、 Ⅰ 、 Ⅲ＋ Ⅲ 四種 。 1雙向晶閘管的觸發(fā)方式有： I+ 觸發(fā)：第一陽極 T1 接 正 電壓，第二陽極 T2接 負(fù) 電壓；門極 G 接 正 電壓，T2 接 負(fù) 電壓。 I 觸發(fā)：第一陽極 T1接 正 電壓，第二陽極 T2 接 負(fù) 電壓；門極 G接 負(fù) 電壓， T2 接 正 電壓。 Ⅲ +觸發(fā)：第一陽極 T1 接 負(fù) 電壓，第二陽極 T2 接 正 電壓 ,門極 G 接 正 電壓， T2 接 負(fù) 電壓。 Ⅲ 觸發(fā)：第一陽極 T1接 負(fù) 電壓，第二陽極 T2接 正 電壓；門極 G 接 負(fù) 電壓， T2接 正 電壓。 1由晶閘管構(gòu)成的逆變器換流方式有 負(fù)載 換流和 強(qiáng)迫（脈沖） 換流。 1按逆變后能量饋送去向不同來分類，電力電子元件構(gòu)成的逆變器可分為 有源 逆變器與 無源 逆變器兩大類。 1有一晶閘管的型號為 KK200－ 9，請說明 KK 快速晶閘管 ； 200表示表示 200A ， 9表示 900V 。 1單結(jié)晶體管產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖是 尖脈沖 脈沖；主要用于驅(qū)動 小 功率的晶閘管；鋸齒波同步觸發(fā)電路產(chǎn)生的脈沖為 強(qiáng)觸發(fā)脈沖 脈沖；可以觸發(fā) 大 功率的晶閘管。 1一個(gè)單相全控橋式整流電路，交流電壓有效值為 220V，流過晶閘管的電流有效值為 15A，則這個(gè)電路中晶閘管的額定電壓可選為 ? ? V22 倍? ；晶閘管的額定電流可選 為 ? ? 倍? 。 1為了減小變流電路的開、關(guān)損耗，通常讓元件工作在軟開關(guān)狀態(tài)，軟開關(guān)電路種類很多，但歸納起來可分為 零電壓電路 與 零電