【正文】 由于電感 Lr的存在， S1 開(kāi)通時(shí)的電流上升率受到限制，降低了 S1 的開(kāi)通損耗。 29 SL rC rVDL SVDL r LC r 零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路的基本開(kāi)關(guān)單元 零電流開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路的基本開(kāi)關(guān)單元 零開(kāi)關(guān) PWM 電路：這類(lèi)電路中引入 輔助開(kāi)關(guān)來(lái)控制諧振的開(kāi)始時(shí)刻，使諧振僅發(fā)生于開(kāi)關(guān)過(guò)程前后，此電路的電壓和電流基本上是方波，開(kāi)關(guān)承受的電壓明顯降低，電路可以采用開(kāi)關(guān)頻率固定的 PWM 控制方式。 11．在 PWM 整流電路中，什么是間接電流控制？什么是直接電流控制？ 答：在 PWM 整流電路中，間接電流控制是按 照電源電壓、電源阻抗電壓及 PWM 整流器輸入端電壓的相量關(guān)系來(lái)進(jìn)行控制，使輸入電流獲得預(yù)期的幅值和相位，由于不需要引入交流電流反饋，因此稱為間接電流控制。而且，這兩種方式都可以在單位功率因數(shù)下運(yùn)行。其交流輸入電流中含有較大的諧波分量，且交流輸入電流相位滯后于電壓，總的功率因數(shù)低。也就是，不用信號(hào)波對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，而是把希望輸出的電流作為指令信號(hào)，把實(shí)際電流作為反饋信號(hào)，通過(guò)二者的瞬時(shí)值比較來(lái)決定逆變電路各功率器件的通斷，使實(shí)際的輸出跟蹤電流的變化。 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)。 6．什么是 SPWM 波形的規(guī)則化采樣法？和自然采樣法比規(guī)則采樣法有什么優(yōu)點(diǎn)？ 答： 規(guī)則采樣法是一種在采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)實(shí)用的 PWM 波形生成方法。 載波比 N 等于常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步的方式稱為同步調(diào)制。 三相橋式 PWM 型逆變電路中，輸出相電壓有兩種電平： 和 Ud。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。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。 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。 6．并聯(lián)諧振式逆變電路利用負(fù)載電壓進(jìn)行換相，為保證換相應(yīng)滿足什么條件？ 答：假設(shè)在 t 時(shí)刻觸發(fā) VT VT 3 使其導(dǎo)通，負(fù)載電壓 uo 就通過(guò) VT VT 3 施加在 VT VT 4 上，使其承受反向電壓關(guān)斷，電流從 VT VT 4 向 VT VT 3 轉(zhuǎn)移，觸發(fā) VT VT 3 時(shí)刻 t 必須在 uo 過(guò)零前并留有足夠的裕量，才能使換流順利完成。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。而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。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。直流側(cè)電壓 基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。通常是利用附加電容上的能量實(shí)現(xiàn)，也稱電容換流。全控型器件采用此換流方式。 主要用途： 500 千瓦或 1000 千瓦以下的大功率、低轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速電路，如軋機(jī)主傳動(dòng) 裝置、鼓風(fēng)機(jī)、球磨機(jī)等場(chǎng)合。當(dāng)電網(wǎng)頻率為 50Hz 時(shí)，交交變頻電路輸出的上限頻率為 20Hz左右。 單相交交變頻電路是將交流電變成不同頻率的交流電，通常用于交流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，兩組可控整流電路在輸出交流電壓一個(gè)周期里，交替工作各半個(gè)周期，從而輸出交流電。 交流調(diào)功電路常用于電爐溫度這樣時(shí)間常數(shù)很大的控制對(duì)象。如采用晶閘管相控整流電路，高電壓小電流可控直流電源就需要很多晶閘管串聯(lián)；同樣，低電壓大電流直流電源需要很多晶閘管并聯(lián)。而交流調(diào)功電路是將負(fù)載與交流電源接通幾個(gè)周波，再斷開(kāi)幾個(gè)周波，通過(guò)改變接通周波數(shù)與斷開(kāi)周波數(shù)的比值來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率。 開(kāi)通角 α 的變化范圍為： φ ? α π 即 ? α π ③ 當(dāng) α =φ 時(shí)，輸出電壓最大，負(fù)載電流也為最大，此時(shí)輸出功率最大，為 Pomax= RLRRI2222 m a xo)(220 ?????????? ?=(KW) 功率因數(shù)為 37532o1m a xo ???? IUP? 實(shí)際上，此時(shí)的功率因數(shù)也就是負(fù)載阻抗角的余弦，即 cos?? ④ α = 2? 時(shí)，先計(jì)算晶閘管的導(dǎo)通角，由式（ 47）得 sin( 2? +θ )=sin( 2? ?) ??tane 解上式可得晶閘管導(dǎo)通角為： θ ==176。 同理，輸出功率為最大輸出功率的 50%時(shí)，有： 1o UU ? 又由 ? ??? ? ??? 2 2s in1o UU α =90176。 解： Sepic 電路的原理圖如下： RVDa)Vi 1 L 1 C 1u C1 i 2L 2C 2u ou L1u L2E Sepic 斬波電路 在 V 導(dǎo)通 ton期間， uL1=E uL2= uC1 在 V 關(guān)斷 toff期間 uL1＝ E?uo?uC1 uL2= ?uo 當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，電感 L L2的電壓平均值均為零，則下面的式子成立 E ton + (E?uo?uC1) toff =0 uC1 ton?uo toff=0 由以上兩式即可得出 Uo= Ettofon Zeta 電路的原理圖如下： RVDEVi 1C 1L 1 u oC 2L 2u L1u L2uC1 在 V 導(dǎo)通 ton期間， uL1= E uL2= E???uC1?uo 在 V 關(guān)斷 toff期間 uL1＝ uC1 uL2= ?uo 21 當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，電感 L L2的電壓平均值均為零，則下面的式子成立 E ton + uC1 toff =0 (E?uo?uC1) ton?uo toff=0 由以上兩式即可得出 Uo= Ettofon 10．多相多重?cái)夭娐酚泻蝺?yōu)點(diǎn)？ 答：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)載電流的脈動(dòng)次數(shù)增加、 脈動(dòng)幅度減小，對(duì)輸入和輸出電流濾波更容易，濾波電感減小。另一方面， A 點(diǎn)的電壓平均值為ConA UTtU ??，且 L2 的電壓平均值為零，按圖 35b 中輸出電壓 Uo 的極性，有Cono UTtU ?。該電路的等效電路如圖 35b 所 示，相當(dāng)于開(kāi)關(guān) S 在 A、 B 兩點(diǎn)之間交替切換。當(dāng) 0??1/2 時(shí)為降壓，當(dāng) 1/2??1 時(shí)為升壓，因此將該電路稱作升降壓斬波電路。此后，使 V 關(guān)斷，電感 L 中貯存的能量向負(fù)載釋放，電流為 i2， 方向如圖 34 所示。 5． 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(diào)制控制方式，當(dāng) T=40μ s， ton=25μ s 時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io。設(shè) V 處于通態(tài)的時(shí)間為 ton，此階段電感 L 上積蓄的能量為 on1tEI 。 此時(shí)輸出平均電壓為 Uo = ETton = 205100? =25(V) 輸出平均電流為 Io = REU Mo = ? =30(A) 輸出電流的最大和最小值瞬時(shí)值分別為 Imax=REmee ???????? ??? ?????11= 0 0 0 2 ???????? ??? ??ee=(A) Imin=REmee ???????? ???11??? = ???????? ???ee=(A) 18 當(dāng) ton=3μ s 時(shí)， 采用同樣的方法可以得出： αρ = 由于 11?????ee= ??ee=m 所以輸出電流仍然連續(xù)。 2．在圖 31a 所示的降壓斬波電路中，已知 E=200V， R=10Ω ， L 值極大， EM=30V，T=50μ s,ton=20μ s,計(jì)算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io。 答：降壓斬波器的原理是：在一個(gè)控制周期中，讓 V 導(dǎo)通一段時(shí)間 ton，由電源 E 向L、 R、 M 供電，在此期間， uo＝ E。所以同步信號(hào)只要再滯后 150176。 31．三相全控橋，電動(dòng)機(jī)負(fù)載，要求可逆，整流變壓器的接法是 D， y5，采用 NPN鋸齒波觸發(fā)器，并附有滯后 30?的 RC 濾波器，決定晶閘管的同步電壓和同步變壓器的聯(lián)結(jié)形式。 29．什么是逆變失?。咳绾畏乐鼓孀兪?？ 答：逆變運(yùn)行時(shí)，一旦發(fā)生換流失敗，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。 28．單相全控橋，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載， R=1Ω， L=∞ ， U2=100V， L=，當(dāng) EM=99V，?=60?時(shí)求 Ud、 Id 和 ??的值。＝ 23．帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整流電路相比有何主要異同？ 答：帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整流電路相比有以下異同點(diǎn)： ① 三相橋式電路是兩組三相半波電路串聯(lián)，而雙反星形電路是兩組三相半波電路并聯(lián)，且后者需要用平衡電抗器； ② 當(dāng)變壓器二次電壓有效值 U2 相等時(shí)，雙反星形電路的整流電壓平均值 Ud 是三相橋式電路的 1/2，而整流電流平均值 Id 是三相橋式電路的 2 倍。 解：在第 3 題中已知電路為單相全控橋，其輸出電流平均值為 Id＝ （ A） 于是可得： I23＝ 2 2 Id∕ 3π ＝ 2 2 ∕ 3π＝ （ A） 14 I25＝ 2 2 Id∕ 5π ＝ 2 2 ∕ 5π＝ （ A） I27＝ 2 2 Id∕ 7π ＝ 2 2 ∕ 7π＝ （ A） 21．試計(jì)算第 13 題中 i2 的 7 次諧波分量的有效值 I2 I27。變壓器二次側(cè)電流中含有 2k＋ 1（ k＝ 3…… ）次即奇次諧波，其中主要的有 3 次、 5 次諧波。＝ （ V） Id＝（ Ud－ E）∕ R＝（ － 200）∕ 1＝ （ A） ②當(dāng) LB＝ 1mH 時(shí) Ud＝ － Δ Ud Δ Ud＝ 3XBId∕π Id＝（ Ud－ E） ∕ R 解方程組得： Ud＝（ U2R cosα ＋ 3XBE）∕（ π R＋ 3XB）＝ （ V） Id＝ （ A） 13 Δ Ud＝ （ V） 又∵ ?cos － )cos( ??? ＝ 2XBId∕ 6 U2 )60cos( ??? ＝ γ ＝ 176。時(shí)的情況。 ? 30176。 ? 60176。 解： ① ud、 id 和 iVT1 的波形如下： ?? = 6 0 176。 解： ① ud、 id 和 iVT1 的波形如下圖： u