【文章內(nèi)容簡介】 件控制端與公共端之間有效信號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，只有少子引起的微小而數(shù)值恒定的反向漏電流。（2）動態(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)換的時候，必然經(jīng)歷一個過渡過程，在這些過渡過程中，PN結(jié)的一些區(qū)域需要一定時間來調(diào)整其帶電狀態(tài)，其電壓、電流特性是隨時間而變化的。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、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，器件不能導(dǎo)通，造成逆變失敗。（3）在逆變工作時交流電源發(fā)生缺相或突然消失，由于直流電動勢的存在，晶閘管仍導(dǎo)通，此時交流器的交流側(cè)由于失去了同直流電動勢極性相反的交流電壓，因此直流電動勢將通過晶閘管使電路短路（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，一旦發(fā)生換相失敗，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(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。無源逆變：當(dāng)交流側(cè)直接和負(fù)載連接時。逆變電路的工作原理：S1~ S4 是橋式電路的4個臂，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，負(fù)載電壓U0為正，當(dāng)開關(guān)SS4斷開，SS3閉合時，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。多相多重斬波電路優(yōu)點(diǎn)？多相多重斬波電路因在電源與負(fù)載間接入了多個結(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，對輸入和輸出電流濾波更容易，濾波電感減小。此外，多相多重斬波電路還具有備用功能，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，負(fù)載電流i0為正，N組工作時，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)：不能在整個輸出頻率周期內(nèi)滿足N為3的倍數(shù)的要求會使輸出電壓波形、相位隨時變化，難以保證正負(fù)半波以及三相之間的對稱性，會引起偶次諧波等問題。適用場合：適用于信號波頻率可調(diào)的場合，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。，保證三相波形對稱。缺點(diǎn)：當(dāng)逆變電路輸出頻率很低時，同步調(diào)制時，載波頻率fc也很低，fc過低時，由調(diào)制器帶來的諧波不易濾除，當(dāng)負(fù)載為電動機(jī)時也會帶來較大的轉(zhuǎn)矩脈沖和噪聲，若逆變電路輸出頻率很高，同步調(diào)制時的載波頻率fc會過高，使開關(guān)器件難以承受。適用場合：可用于信號波頻率相對固定的場合，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，也就是使每個脈沖的中點(diǎn)都以相應(yīng)的三角波中點(diǎn)為對稱，使計算大為簡化。比起自然采樣法，規(guī)則采樣法的計算非常簡單，計算量大大減少，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)時控制中在線計算，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)要有電動勢，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)動電路性質(zhì)分：電壓驅(qū)動型（場控器件或場效應(yīng)管）和電流驅(qū)動型。按照驅(qū)動電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的有效信號的波形分為：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)時間較長（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)時間很短（5US以下）肖特基二極管：所承受反向耐壓提高時其正向壓降也會高的不能滿足要求，因此多用于200V以下低壓場合；反向漏電流較大且對溫度敏感，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，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(dāng)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(guān)器件流通，而當(dāng)輸出電壓電流極性相反時，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，無功能量由直流側(cè)電感來緩沖。當(dāng)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(guān)器件流通，因此不需要并聯(lián)反饋二極管。試說明PWM控制的基本原理。答：PWM控制就是對脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。即通過對一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來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，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？兩者各有何特點(diǎn)？分段同步調(diào)制有什么優(yōu)點(diǎn)？答：載波信號和調(diào)制信號不保持同步的調(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)信號波頻率fr變化時，載波比N是變化的。異步調(diào)制的主要特點(diǎn)是：在信號波的半個周期內(nèi)，PWM波的脈沖個數(shù)不固定，相位也不固定，正負(fù)半周期的脈沖不對稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對稱。這樣，當(dāng)信號波頻率較低時，載波比N較大，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)較多，正負(fù)半周期脈沖不對稱和半周期內(nèi)前后1/4周期脈沖不對稱產(chǎn)生的不利影響都較小，PWM波形接近正弦波。而當(dāng)信號波頻率增高時，載波比N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對稱的影響就變大，有時信號波的微小變化還會產(chǎn)生PWM脈沖的跳動。這就使得輸出