【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 波穩(wěn)壓管 wD 兩端如并接濾波電容， 20 電路能否正常工作 ?如穩(wěn)壓管損壞斷開(kāi)，電路又會(huì)出現(xiàn)什么情況 ? 答：在 穩(wěn)壓管 wD 兩端如并接濾波電容 后， 電路能否正常工作 。 如穩(wěn)壓管損壞斷開(kāi) ， 單結(jié)晶體管 上峰值電壓太高，不利于 單結(jié)晶體管 工作。 三相半波 相 控整流電路 帶 電動(dòng)機(jī)負(fù)載并串入足夠大的電抗器， 相電壓有效值 U2=220V，電動(dòng)機(jī)負(fù)載電流為 40A，負(fù)載回路總電阻為 ，求當(dāng) α=60176。時(shí)流過(guò)晶閘管的電流平均值與有效值、電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)。 解 ：電流平均值為： IdT=31 Id=40/3= 電流有效值為： AIIIddT ??? 設(shè)電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)為 ED，則回路方程為： LdDd RIEU ?? 而 VUttdUUd )(s i n23/2 1 656 22??? ? ?? ?? ?? ???? 所以 VE D ???? Ld的電動(dòng)機(jī)負(fù)載，已知變壓器二次電壓為 100V，變壓器每相繞組折合到二次側(cè)的漏感 L1 為 100μ H，負(fù)載電流為 150A，求： (1)由于 漏抗引起的換相壓降； (2)該壓降所對(duì)應(yīng)整流裝置的等效內(nèi)阻及 α=0176。時(shí)的換相重疊角。 解： (1) ?? 23 1 dIXU ? 1501010050236 ??????? ??? (2) ??? ???? ? )62(c osc os 211 UI d 21 ?11)1006 150101005021(c os 61 ?? ?????? ?? ? 等效內(nèi)阻 ??? AVr 晶閘管裝置中不采用過(guò)電壓、過(guò)電流保護(hù)，選用較高電壓和電流等級(jí)的晶閘管行不行 ? 答：晶閘管裝置中必須采用過(guò)電壓、過(guò)電流保護(hù)，而不能用高電壓、高電流的晶閘管代替， 因?yàn)樵陔姼行载?fù)載裝置中，晶閘管在開(kāi)關(guān)斷過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)沖陽(yáng)極電壓，此時(shí)極易損壞晶閘管。當(dāng)未采取過(guò)電流保護(hù)，而電路過(guò)載或短路時(shí)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(cè)接到交流電網(wǎng)上，把直流電逆變成同頻率的交流電，反送到電網(wǎng)上去稱為有源逆變。 有源逆變的條件： （ 1） 一定要有直流電動(dòng)勢(shì)，其極性必須與晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)稍大于變流器直流側(cè)的平均電壓； （ 2） 變流器必須工作在 2??? 的區(qū)域內(nèi)使 Ud0。 有源逆 變的作用： 它可用于直流電機(jī)的可逆調(diào)速，繞線型異步電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速，高壓電流輸電太陽(yáng)能發(fā)電等方面。 無(wú)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(cè)接到電網(wǎng)上，把直流電逆變成同頻率的交流反送到電網(wǎng)去。無(wú)源逆變電路的交流側(cè)直接接到負(fù)載，將直流電逆變成某一頻率或可變頻率的交流供給負(fù)載。 有源逆變最小逆變角受哪些因素限制？為什么？ 22 答：最小有源逆變角受晶閘管的關(guān)斷時(shí)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(dǎo)致逆變失敗。 第 3 章 思考題與習(xí)題 開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)損耗大小同哪些因素有關(guān)？ 答：開(kāi)關(guān)損耗與開(kāi)關(guān)的頻率和變換電路的形態(tài)性能等因素有關(guān)。 試比較 Buck電路和 Boost 電路的異同。 答；相同點(diǎn)： 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(kāi)關(guān)器件，其開(kāi)關(guān)頻率高，變換效率也高。 不同點(diǎn)： Buck 電路在 T 關(guān)斷時(shí)，只有電感 L 儲(chǔ)存 的能量提供給負(fù)載，實(shí)現(xiàn)降壓變換，且輸入電流是脈動(dòng)的。而 Boost 電路在 T 處于通態(tài)時(shí)，電源 Ud向電感 L充電，同時(shí)電容 C 集結(jié)的能量提供給負(fù)載，而在 T 處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，由 L 與電源E 同時(shí)向負(fù)載提供能量，從而實(shí)現(xiàn)了升壓，在連續(xù)工作狀態(tài)下輸入電流是連續(xù)的。 試簡(jiǎn)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(guān)系式完全相同， BuckBoost 電路是在關(guān)斷期內(nèi)電感 L 給濾波電容 C 補(bǔ)充能量，輸出電流脈動(dòng)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(duì)濾波電路的要求。 試說(shuō)明直流斬波器主要有哪幾種電路結(jié)構(gòu)？試分析它們各有什么特點(diǎn)？ 答：直流斬波電路主要有降壓斬波電路（Ｂ uck），升壓斬波電路（Ｂ oost），升降壓斬波電路（Ｂ uck－Ｂ oost）和庫(kù)克（Ｃ ook）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(jī)的調(diào)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 23 穩(wěn)壓電源和 直流電機(jī)的再生制動(dòng)。 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(kù)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(duì)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(dāng)開(kāi)關(guān)管 T 導(dǎo)通時(shí)，它在高頻變壓器初級(jí)繞組中儲(chǔ)存能量，同時(shí)將能量傳遞到次級(jí)繞組，根據(jù)變壓器對(duì)應(yīng)端的感應(yīng)電壓極性，二極管 D1導(dǎo)通，此時(shí) D2 反向截止，把能量?jī)?chǔ)存到電感 L 中，同時(shí) 提供負(fù)載電流 OI ；當(dāng)開(kāi)關(guān)管 T截止時(shí)，變壓器次級(jí)繞組中的電壓極性反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，使得續(xù)流二極管 D2導(dǎo)通（而此時(shí) D1反向截止），儲(chǔ)存在電感中的能量繼續(xù)提供電流給負(fù)載。變換器的輸出電壓為： dO DUNNU 12? 反激 變換器 ：當(dāng)開(kāi)關(guān)管 T 導(dǎo)通，輸入電壓 Ud 便加到變壓器 TR 初級(jí) N1上，變壓器儲(chǔ)存能量。根據(jù)變壓器對(duì)應(yīng)端的極性，可得次級(jí) N2 中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為下正上負(fù)，二極管 D 截止，次級(jí) N2中沒(méi)有電流流過(guò)。當(dāng) T 截止時(shí)， N2中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性上正下負(fù)，二極管 D 導(dǎo)通。在 T 導(dǎo)通期間儲(chǔ)存在變壓器中的能量便通過(guò)二極管D 向負(fù)載釋放。在工作的過(guò)程中，變壓器起儲(chǔ)能電感的作用。 24 輸出電壓為 dO UDDNNU ??? 112 試分析全橋式變換器的工作原理。 答：當(dāng) ug1 和 ug4 為高電平， ug2 和 ug3 為低電平，開(kāi)關(guān)管 T1和 T4導(dǎo)通， T2和T3 關(guān)斷時(shí)，變壓器建立磁化電流并向負(fù)載傳遞能量；當(dāng) ug1 和 ug4 為低電平， ug2 和ug3 為高電平，開(kāi)關(guān)管 T2和 T3導(dǎo)通， T1和 T4關(guān)斷，在此期間變壓器建立反向磁化電流，也向負(fù)載傳遞能量，這時(shí)磁芯工作在 B－ H 回線的另一側(cè)。在 T T4 導(dǎo)通期間 (或 T2和 T3 導(dǎo)通期間 )，施加在初級(jí)繞組 NP 上的電壓約等于輸入電壓 Ud。與半橋電路相比，初級(jí)繞組上的電壓增加了一倍，而每個(gè)開(kāi)關(guān)管的耐壓仍為輸入電壓。 有一開(kāi)關(guān)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的大小； (2) 求電感中電流的峰 峰值Δ I； (3) 若允許輸出電壓的紋波Δ U0/U0=5%，求濾波電容 C 的最小值。 25 解：（ 1）DUUd 10 ?， 15100 ??? dUUD （ 2） AfL DDUf L U UUUI dd OdOL )()1()( 33 ???? ???????? ? (3)因?yàn)? 2200 ))(1(2 ftDUU c??? ? kHzf 50? LCfc ?2 1? 則 22 ))(1( ffD c?? ? )1( 222Dff c ??? ? )1050( 1 62332m i n ???????? ????? ?? FLfDC181。F 圖題 ，器件 T的開(kāi)關(guān)頻率為100kHz，電路輸入電壓為交流 220V，當(dāng) RL兩端的電壓為 400V 時(shí)： (1) 求占空比的大??； (2) 當(dāng) RL=40Ω時(shí)，求維持電感電流連續(xù)時(shí)的臨界電感值； (3) 若允許輸出電壓紋波系數(shù)為 ，求濾波電容 C的最小值。 題圖 26 解 :（１）由題意可知： DUU d??10 00U UUD d ??? 400220400?? = （２）102 300 ????? ?dKS UIDTL ＝ ＝ H? （其中 ARUIK 104040000 ???） （３）CRDTUU L S?? 00, FUR UDTC L s ? 500 ?????? ? 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(diào)制方式，當(dāng) Ts=40μ s， ton=20μ s時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值 U0和輸出電流平均值 I0。 解：dof f of fon UtttU ???0＝ VDU d ??? 由于Ｌ和Ｃ的值都比較大， ARUI 52020000 ???? 有一開(kāi)關(guān)頻率為 50kHz的庫(kù)克變換電路，假設(shè)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(diào)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(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間。 27 解： (1) 因?yàn)? dUDDU ?? 10 － 則 31105 5 ??? ???? dO O UU UD (注 意 VUo 5?? ) (2) VUDU dC 151031111 11 ?????? (3) sDTton ? 131 3 ????? sTDt of f ? 132)1( 3 ?????? ? 28 第 4 章 思考題與習(xí)題 什么是電壓型和電流型逆變電路？各有何特點(diǎn)？ 答：按照逆變電路直流側(cè)電源性質(zhì)分類，直流側(cè)為電壓源的逆變電路稱為電壓型逆變電路，直流側(cè)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(diǎn)是： （ 2） 直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當(dāng) 于電壓源。直流電壓基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。 （ 3） 由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)電壓波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)，而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)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(dāng)交流側(cè)為阻感性負(fù)載時(shí)，需提供無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用，為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了二極管。 （ 5） 逆變電路從直流側(cè)向交流側(cè)傳送的功率是脈動(dòng)的，因直流電壓無(wú)脈動(dòng)，故功率的脈動(dòng)是由交流電壓來(lái)提供。 （ 6） 當(dāng)用于交 — 直 — 交變頻器中，負(fù)載為電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果電動(dòng)機(jī)工作在再生制 動(dòng)狀態(tài)，就必須向交流電源反饋能量。因直流側(cè)電壓方向不能改變，所以只能靠改變直流電流的方向來(lái)實(shí)現(xiàn)，這就需要給交 — 直整流橋再反并聯(lián)一套逆變橋。 電流型逆變電路的主要特點(diǎn)是： （ 1） 直流側(cè)串聯(lián)有大電感，相當(dāng)于電流源，直流電流基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)高阻抗。 （ 2） 因?yàn)楦鏖_(kāi)關(guān)器件主要起改變直流電流流通路徑的作用，故交流側(cè)電流為 29 矩形波，與負(fù)載性質(zhì)無(wú)關(guān)，而交流側(cè)電壓波形和相位因負(fù)載阻抗角的不同而