【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 件控制端與公共端之間有效信號(hào)的波形課分為脈沖觸發(fā)型和電平觸發(fā)型按照器件內(nèi)部電子和空穴兩種載粒子參與導(dǎo)電的情況分為單極型器件、雙極型器件和復(fù)合型器件電力二極管的基本特性：（1）靜態(tài)特性：主要是指伏安特性，當(dāng)電力二極管承受的正向電壓大到一定值（門檻電壓UTO），正向電流才開始明顯增加，處于穩(wěn)定導(dǎo)通狀態(tài)，與正向電流IF,對(duì)應(yīng)的電力二極管兩端的電壓UF即為其正向電壓降。當(dāng)電力二極管承受反向電壓時(shí)，只有少子引起的微小而數(shù)值恒定的反向漏電流。（2）動(dòng)態(tài)特性：由于結(jié)電容的存在，電力二極管在零偏置、正向偏置和反向偏置這三種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的時(shí)候，必然經(jīng)歷一個(gè)過(guò)渡過(guò)程，在這些過(guò)渡過(guò)程中，PN結(jié)的一些區(qū)域需要一定時(shí)間來(lái)調(diào)整其帶電狀態(tài)，其電壓、電流特性是隨時(shí)間而變化的。電力二極管的主要類型：普通二極管（整流二極管）、快恢復(fù)二極管（快速二極管）、肖特基二極管（肖特基勢(shì)壘二極管）逆變失敗的原因：（1)觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時(shí)、準(zhǔn)確地給各晶閘管分配脈沖。（2）晶閘管發(fā)生故障，在應(yīng)該阻斷期間，器件失去阻斷能力或在應(yīng)該導(dǎo)通時(shí)，器件不能導(dǎo)通，造成逆變失敗。（3）在逆變工作時(shí)交流電源發(fā)生缺相或突然消失，由于直流電動(dòng)勢(shì)的存在，晶閘管仍導(dǎo)通，此時(shí)交流器的交流側(cè)由于失去了同直流電動(dòng)勢(shì)極性相反的交流電壓，因此直流電動(dòng)勢(shì)將通過(guò)晶閘管使電路短路（4）換相的裕量角不足，引起換相失敗。應(yīng)考慮變壓器漏抗引起重疊角對(duì)逆變電路換相的影響。什么是逆變失敗，防止逆變失敗的方法？逆變失?。耗孀冞\(yùn)行時(shí)，一旦發(fā)生換相失敗，外接的直流電源就會(huì)通過(guò)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(dòng)勢(shì)變?yōu)轫樝虼?lián)，由于逆變電路內(nèi)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(zhì)量，留出充足的換向裕量角β等。有源逆變：當(dāng)交流側(cè)接在電網(wǎng)上，即交流側(cè)有電源時(shí)。無(wú)源逆變：當(dāng)交流側(cè)直接和負(fù)載連接時(shí)。逆變電路的工作原理：S1~ S4 是橋式電路的4個(gè)臂，它們由電力電子器件及其輔助電路組成，當(dāng)開關(guān)SS4閉合，SS3斷開時(shí)，負(fù)載電壓U0為正，當(dāng)開關(guān)SS4斷開，SS3閉合時(shí)，U0為負(fù)，這樣，就把直流電變成交流電。改變兩組并聯(lián)開關(guān)的切換頻率，即可改變輸出交流電的頻率。多相多重?cái)夭娐穬?yōu)點(diǎn)？多相多重?cái)夭娐芬蛟陔娫磁c負(fù)載間接入了多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的基本斬波電路，使得輸入電源電流和輸出負(fù)載電流的脈沖次數(shù)增加、脈沖幅度減小，對(duì)輸入和輸出電流濾波更容易，濾波電感減小。此外，多相多重?cái)夭娐愤€具有備用功能，各斬波單元之間互為備用，總體可靠性提高。1單相交—交變頻電路工作原理：電路由P組和N組反并聯(lián)的晶閘管交流電路構(gòu)成，變流器P和N都是相控整流電路，P組工作時(shí)，負(fù)載電流i0為正，N組工作時(shí)，i0為負(fù)，讓兩組變流器按一定的頻率交替工作，負(fù)載就得到該頻率的交流電，改變兩組變流器的切換頻率，就可以改變輸出頻率，改變變流電路工作時(shí)的觸發(fā)延遲角a，就可以改變交流輸出電壓的幅值。1異步調(diào)制、同步調(diào)制各自優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)合？異步調(diào)制優(yōu)點(diǎn)：由于N可調(diào)，可以提高低頻狀態(tài)下的負(fù)載能力，改變轉(zhuǎn)矩特性，可使低頻時(shí)載波比增大，輸出半周期內(nèi)脈沖數(shù)增加，解決了較低次數(shù)的高次諧波問題。缺點(diǎn)：不能在整個(gè)輸出頻率周期內(nèi)滿足N為3的倍數(shù)的要求會(huì)使輸出電壓波形、相位隨時(shí)變化，難以保證正負(fù)半波以及三相之間的對(duì)稱性，會(huì)引起偶次諧波等問題。適用場(chǎng)合：適用于信號(hào)波頻率可調(diào)的場(chǎng)合，如變頻器等。同步調(diào)制優(yōu)點(diǎn)：可使最大幅值的諧波無(wú)害，減小了有害的諧波，且N為3的倍數(shù)，可使三相波形做到嚴(yán)格互差120176。，保證三相波形對(duì)稱。缺點(diǎn)：當(dāng)逆變電路輸出頻率很低時(shí)，同步調(diào)制時(shí)，載波頻率fc也很低，fc過(guò)低時(shí)，由調(diào)制器帶來(lái)的諧波不易濾除，當(dāng)負(fù)載為電動(dòng)機(jī)時(shí)也會(huì)帶來(lái)較大的轉(zhuǎn)矩脈沖和噪聲，若逆變電路輸出頻率很高，同步調(diào)制時(shí)的載波頻率fc會(huì)過(guò)高，使開關(guān)器件難以承受。適用場(chǎng)合：可用于信號(hào)波頻率相對(duì)固定的場(chǎng)合，如并網(wǎng)逆變器等。1自然采樣法和規(guī)則采樣法的區(qū)別：在自然采樣法中，每個(gè)脈沖的中點(diǎn)并不和三角波一周期的中點(diǎn)重合，而規(guī)則采樣法使兩者重合，也就是使每個(gè)脈沖的中點(diǎn)都以相應(yīng)的三角波中點(diǎn)為對(duì)稱，使計(jì)算大為簡(jiǎn)化。比起自然采樣法，規(guī)則采樣法的計(jì)算非常簡(jiǎn)單，計(jì)算量大大減少，而效果接近自然采樣法，得到的SPWM波形仍然很接近正弦波，克服了自然采樣法難以在實(shí)時(shí)控制中在線計(jì)算，在工程中實(shí)際應(yīng)用不多的缺點(diǎn)。1使變流器工作于有源逆變狀態(tài)的條件是什么？條件有：①直流側(cè)要有電動(dòng)勢(shì)，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流電路直流側(cè)的平均電壓；②要求晶閘管的控制角απ/2，使Ud為負(fù)值。按照驅(qū)動(dòng)電路性質(zhì)分：電壓驅(qū)動(dòng)型（場(chǎng)控器件或場(chǎng)效應(yīng)管）和電流驅(qū)動(dòng)型。按照驅(qū)動(dòng)電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的有效信號(hào)的波形分為：脈沖觸發(fā)型和電平控制型。二極管的分類：普通二極管，又稱為整流二極管，用于開關(guān)頻率不高（1KHZ）。反向恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)（5US），正向電流定額和反向電壓定額可以達(dá)到很高。（數(shù)千安，數(shù)千伏）快恢復(fù)二極管反向回復(fù)時(shí)間很短（5US以下）肖特基二極管：所承受反向耐壓提高時(shí)其正向壓降也會(huì)高的不能滿足要求，因此多用于200V以下低壓場(chǎng)合；反向漏電流較大且對(duì)溫度敏感，因此反向穩(wěn)態(tài)損耗不能忽略，而且必須更嚴(yán)格限制其工作溫度。換流方式有4種： 1）器件換流：利用全控器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。全控型器件采用此換流方式。2）電網(wǎng)換流：由電網(wǎng)提供換流電壓，只要把負(fù)的電網(wǎng)電壓加在欲換流的器件上即可。3）負(fù)載換流：由負(fù)載提供換流電壓，當(dāng)負(fù)載為電容性負(fù)載即負(fù)載電流超前于負(fù)載電壓時(shí)，可實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流。4）強(qiáng)迫換流：設(shè)置附加換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反向電壓換流稱為強(qiáng)迫換流。通常是利用附加電容上的能量實(shí)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(fù)載換流和強(qiáng)迫換流3種方式。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？答：在電壓型逆變電路中，當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無(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)了反饋二極管。當(dāng)輸出交流電壓和電流的極性相同時(shí)，電流經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，而當(dāng)輸出電壓電流極性相反時(shí)，由反饋二極管提供電流通道。在電流型逆變電路中，直流電流極性是一定的，無(wú)功能量由直流側(cè)電感來(lái)緩沖。當(dāng)需要從交流側(cè)向直流側(cè)反饋無(wú)功能量時(shí)，電流并不反向，依然經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，因此不需要并聯(lián)反饋二極管。試說(shuō)明PWM控制的基本原理。答：PWM控制就是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。即通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。在采樣控制理論中有一條重要的結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同，沖量即窄脈沖的面積。效果基本相同是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。上述原理稱為面積等效原理以正弦PWM控制為例。把正弦半波分成N等份，就可把其看成是N個(gè)彼此相連的脈沖列所組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于π/N，但幅值不等且脈沖頂部不是水平直線而是曲線，各脈沖幅值按正弦規(guī)律變化。如果把上述脈沖列利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦波部分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積（沖量）相等，就得到PWM波形。各PWM脈沖的幅值相等而寬度是按正弦規(guī)律變化的。根據(jù)面積等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。對(duì)于正弦波的負(fù)半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形?？梢?，所得到的PWM波形和期望得到的正弦波等效。什么是異步調(diào)制？什么是同步調(diào)制？?jī)烧吒饔泻翁攸c(diǎn)？分段同步調(diào)制有什么優(yōu)點(diǎn)？答：載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不保持同步的調(diào)制方式稱為異步調(diào)制。在異步調(diào)制方式中，通常保持載波頻率fc 固定不變，因而當(dāng)信號(hào)波頻率fr變化時(shí)，載波比N是變化的。異步調(diào)制的主要特點(diǎn)是：在信號(hào)波的半個(gè)周期內(nèi)，PWM波的脈沖個(gè)數(shù)不固定，相位也不固定，正負(fù)半周期的脈沖不對(duì)稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對(duì)稱。這樣，當(dāng)信號(hào)波頻率較低時(shí)，載波比N較大，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)較多，正負(fù)半周期脈沖不對(duì)稱和半周期內(nèi)前后1/4周期脈沖不對(duì)稱產(chǎn)生的不利影響都較小，PWM波形接近正弦波。而當(dāng)信號(hào)波頻率增高時(shí)，載波比N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對(duì)稱的影響就變大，有時(shí)信號(hào)波的微小變化還會(huì)產(chǎn)生PWM脈沖的跳動(dòng)。這就使得輸出