【正文】 2. 緩沖電路的作用是什么？關(guān)斷緩沖與開(kāi)通緩沖在電路形式上有何區(qū)別，各自的功能是什么？ 答：緩沖電路的作用是抑制電力電子器件的內(nèi)因過(guò)電壓 du/dt 或者過(guò)電流 di/dt,減少器件的開(kāi)關(guān)損耗。 晶閘管的關(guān)斷時(shí)其兩 端電壓大小由電源電壓 UA決定，電流近似為零。門(mén)極所加正向觸發(fā)脈沖的最小寬度，應(yīng)能使陽(yáng)極電流達(dá)到維持通態(tài)所需要的最小陽(yáng)極電流，即擎住電流 Ｉ Ｌ 以上。 fr很高時(shí)， fc會(huì)過(guò)高，使開(kāi)關(guān)器件難以承受。三相電路中公用一個(gè)三角波載波，且取 N為 3的整數(shù)倍，使三相輸出對(duì)稱；為使一相的 PWM波正負(fù)半 周鏡對(duì)稱， N應(yīng)取奇數(shù)。當(dāng) fr增高時(shí)， 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。在信號(hào)波的半周期內(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。 答： 載波頻率 fc與調(diào)制信號(hào)頻率 fr之比， N= fc / fr，根據(jù)載波和信號(hào)波是否同步及載波比的變化情況， PWM調(diào)制方 式分為異步調(diào)制和同步調(diào)制。 分段同步高調(diào)制是把逆變電路的輸出頻率劃分為若干段，每個(gè)頻段的載波比一定，不同頻段采用不同的載波比。使開(kāi)關(guān)器件難以承受。當(dāng)負(fù)載為電動(dòng)機(jī)時(shí) 也會(huì)帶來(lái)較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲。當(dāng)逆變電路輸出頻率很低時(shí)，同步調(diào)制時(shí)的載波頻率 fc 也很低。 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。這就使得輸出 PWM 波和正弦波的差異變大。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。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。 電流型 壓型逆變電路的特點(diǎn) ② 流側(cè)串聯(lián)有大電感， ②交流側(cè)輸出電流為矩形波（電壓為正弦波），并且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。 （ 1）直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)； (2)輸出電壓為矩形波（電流為正弦波），輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同； (3)阻感負(fù)載時(shí)需提供無(wú)功。 電壓型有電容器（電源側(cè)），電流型一般串聯(lián)大電感 繪制直流升壓斬波電路原理圖。 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。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。 二、 簡(jiǎn)答題： 晶閘管的觸發(fā)電路有哪些要求？ 1 觸發(fā)電路發(fā) U 的觸發(fā)信號(hào)應(yīng)具有足夠大的功率 2 不該觸發(fā)時(shí)，觸發(fā)電路因漏電流產(chǎn)生的漏電壓應(yīng)小于控制極不觸發(fā)電壓 UGT 3 觸發(fā)脈沖信號(hào)應(yīng)有足夠的寬度 ， 4 觸發(fā)脈沖前沿要陡 5 觸發(fā)脈沖應(yīng)與主回路同步，且有足夠的移相范圍。 3 交交變頻是一種直接變頻，其輸出的電壓是由多段電網(wǎng)電壓拼接而成，決定了其輸出頻率不高，當(dāng)采用 50Hz工頻電壓，三相六脈波橋式逆變電路，其輸出的上限頻率一般不超過(guò) 20Hz 。 3 單相電壓型橋式逆變電路輸出給負(fù)載的電壓波形是方波，電流波形是 近似正弦波 。 3 帶平衡電抗器的雙反星型可控整流電路中平衡電抗器的作用是 使兩組三相半波整流電路能夠同時(shí)導(dǎo)電 。 3 在 SCR(Silicon Controlled Rectifier)、 GTO(Gate TurnOff Thyristor)、 GTR(Giant Transistor)、MOSFET(MetalOxideSemiconductor FieldEffect Transistor)、 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)中半控型器件有 SCR ，全控型器件有 GTO、 GTR、 MOSFET、 IGBT ，電流驅(qū)動(dòng)器件有 SCR、 GTO、 GTR 。導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在 同一相上下兩個(gè)橋臂 元件之間進(jìn)行；而 120186。 2 電壓型逆變電路中的反饋二極管的作用是 給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道 。 2 單相交流調(diào)壓電阻性負(fù)載電路的 移相范圍在 0度～ 180度 內(nèi)，在阻感性負(fù)載時(shí)移相范圍在 功率因素角 ～ 180度 內(nèi)。 （光隔離（光耦）、磁隔離（變壓器）等等） 2 電力 MOSFET 和 IGBT 由于具有正溫度系數(shù)，所以在并聯(lián)使用時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn) 均流 。 ☆改變調(diào)制信號(hào)的頻率就可以改變輸出直流信號(hào)的頻率 ☆改變調(diào)制比可以改變輸出電壓有效值 電力電子器件串聯(lián)必須考慮靜態(tài)和動(dòng)態(tài) 均壓 （每個(gè)器件并聯(lián)一個(gè)電阻） 。 其中調(diào)制法又可以分為 同步調(diào)制 和 異步調(diào)制 兩種 .（同步調(diào)制：載波比相等） 2 直流斬波電路的三種控制方式是 PWM、 頻率調(diào)制型 、 混合型 。 1 PWM 控制技術(shù)的理論基礎(chǔ)是 (面積等效原理 )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 PWM調(diào)制中常用的計(jì)算法有 特定諧波消去法 。 1 普通晶閘管 （用正弦半波電流平均值定義） 與雙向晶閘管的額定電流定義不一樣， 雙向 晶閘管 的額定電流是用電流有效值來(lái)表示的。 降壓斬波電路輸出電 壓計(jì)算公式： U=ɑE ɑ=占空比， E=電源電壓 ☆直流斬波電路的三種控制方式是 PWM、 頻率調(diào)制型 、 混合型 。 （是否有交流環(huán)節(jié)） 1 直流斬波電路只能實(shí)現(xiàn)直流 電壓大小 或者極性反轉(zhuǎn)的作用。 1 強(qiáng)迫換流 需要設(shè)置附加的換流電路， 給與欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反壓或反電流而關(guān)斷。（電源相電壓為 U2） 為了保證三相橋式可控整流電路的可靠換相，一般采用 雙窄脈沖 或者 寬脈沖觸發(fā)。 ☆單相全控帶電阻性負(fù)載觸發(fā)角為 180 度 ☆三相全控帶阻感性負(fù)載觸發(fā)角為 90 度 1 單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為 2√2U1 。 從晶閘管開(kāi)始承受正向陽(yáng)極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度稱為 觸發(fā)角 。 導(dǎo)通：正向電壓、觸發(fā)電流 （移相觸發(fā)方式） 半控橋整流帶大電感負(fù)載不加續(xù)流二極管電路中，電路可能會(huì)出現(xiàn) 失控 現(xiàn)象，為了避免單相橋式半控整流電路的失控，可以在加入 續(xù)流二極管 來(lái)防止失控。選用時(shí)，額 定電壓要留有一定的裕量，一般取額定電壓為正常工作時(shí)晶閘管所承受峰值電壓的 2~3 倍。 電力電子技術(shù)的一個(gè)重要特征是為避免功率損耗過(guò)大，電力電子器件總是工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，其損耗包括三個(gè)方面 ：通態(tài)損耗、斷態(tài)損耗 和 開(kāi)關(guān)損耗 。 電力電子承擔(dān)電能的變換或控制任務(wù)，主要為 ①交流變直流（ AC— DC）、②直流變交流（ DC— AC）、③直流變直流（ DC— DC）、④交流變交流（ AC— AC） 四種。 一、 填空題： 電力電子技術(shù)的兩個(gè)分支是電力電子器件制造技術(shù)和 變流技術(shù) 。 5 PWM 逆變電路的控制方式有 正弦波 、 單項(xiàng)正弦波 、 雙極性正弦波 。 換一次相，在電流連續(xù)時(shí)每只晶閘管導(dǎo)通 120 度。 5三相橋式全控整流電路是由一組共 陰 極三只晶閘管和一組共 陽(yáng) 極的三只晶閘管串聯(lián)后構(gòu)成的，晶閘管的換相是在同一組內(nèi)的元件進(jìn)行的。 5晶閘管的維持電流 IH是指在 標(biāo)準(zhǔn)室溫 溫度條件下，門(mén)極斷開(kāi)時(shí)，晶閘管從較大通態(tài)電流下降到剛好能保持導(dǎo)通所必須的最小 陽(yáng)極 電流。 5由波形系數(shù)可知，晶閘管在額定情況下的有效值電流為 ITn等于 倍 IT（ AV） ，如果 IT（ AV） =100 安培，則它允許的有效電流為 安培。 5 SPWM 脈寬調(diào)制型變頻電路的基本原理是：對(duì)逆變電路中開(kāi)關(guān)器件的通斷進(jìn)行有規(guī)律的調(diào)制，使輸出端得到 等高不等寬 脈沖列來(lái)等效正弦波。 5鋸齒波觸發(fā)電路的主要環(huán)節(jié)是由 同步環(huán)節(jié) 、 鋸齒波形成 、 脈沖形成 、 整形放大 、 強(qiáng)觸發(fā)及輸出 環(huán)節(jié)組成。 4對(duì)三相橋式全控變流電路實(shí)施觸發(fā)時(shí)，如采用單寬脈沖觸發(fā)，單寬脈沖的寬度一般 取 90 度較合適；如采用雙窄脈沖觸發(fā)時(shí)，雙窄脈沖的間隔應(yīng)為 60 度。 47 、造成逆變失敗的原因有 逆變橋晶閘管或元件損壞 、 供電電源缺相 、 逆變角太小 、 觸發(fā)脈沖丟失或未按時(shí)到達(dá) 等幾種。 4當(dāng)負(fù)載為大電感負(fù)載，如不加續(xù)流二極管時(shí)，在電路中出現(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失時(shí) 單相橋式半控整流橋 與 三相橋式半控整流橋 電路會(huì)出現(xiàn)失控現(xiàn)象。 4有源逆變指的是把 直流 能量轉(zhuǎn)變成 交流 能量后送給 電網(wǎng)的 裝置。）區(qū)間，使輸出電壓極性與整流時(shí)相反，才能把直流能量逆變成交流能量反送到交流電網(wǎng) 。 4實(shí)現(xiàn)有源逆為的條件為 要有一個(gè)直流逆變電源，它的極性方向與晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其幅極應(yīng)稍大于逆變橋直流側(cè)輸出的平均電壓 和 逆變橋必須工作在β 90186。 3交流零觸發(fā)開(kāi)關(guān)電路就是利用 過(guò)零觸發(fā) 方式來(lái)控制晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷的。 3 3從晶閘管開(kāi)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 a 表示。 3異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，對(duì)定子頻率的控制方式有 恒壓頻比控制 、 轉(zhuǎn)差勁頻率控制 、 矢量控制 、 直接轉(zhuǎn)矩控制 。180 186。 3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。的寬脈沖 觸發(fā)；二是用 脈沖前沿相差 60186。（電源相電壓為 U2） 3要使三相全控橋式整流電路正常工作，對(duì)晶閘管觸發(fā)方法有兩種，一是用 大于 60186。 雙向晶閘管的圖形符號(hào)是 ，三個(gè)電極分別是 第一陽(yáng)極 T1 ， 第二陽(yáng)極T2 和 門(mén)極 G ；雙向晶閘管的的觸發(fā)方式有 I+ 、 I 、 III+ 、 III 3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 。 28 、 在電力晶閘管電路中，常用的過(guò)電流保護(hù)有 快速熔斷器 ； 電路串電抗器 ； 過(guò)流時(shí)快速移相 ；和 直流快速開(kāi)關(guān) 等幾種。 2普通晶閘管的圖形符號(hào)是 ，三個(gè)電極分別是 陽(yáng)極 A ， 陰極 K 和 門(mén)極 G 晶閘管的導(dǎo)通條件是 陽(yáng)極加正電壓， 陰極接負(fù)電壓，門(mén)極接正向電壓形成了足夠門(mén)極電流時(shí)晶閘管導(dǎo)通 ；關(guān)斷條件是 當(dāng)晶閘管陽(yáng)極電流小于維持電流 IH時(shí)，導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷 .。 2提高變流置的功率因數(shù)的常用方法有 減小觸發(fā)角 、 增加整流相數(shù) 、 采用多組變流裝置串聯(lián)供電 、 設(shè)置補(bǔ)償電容 幾種。 2在單相交流調(diào)壓電路中，負(fù)載為電阻性時(shí)移相范圍是 ??0 ，負(fù)載是阻感性時(shí)移相范圍是 ??? 。其中調(diào)制法又可分為 異步調(diào)控法 、 同 步 調(diào) 控法 兩種。直接轉(zhuǎn)矩控制 等四種。 轉(zhuǎn)差頻率控制。 1為了減小變流電路的開(kāi)、關(guān)損耗，通常讓元件工作在軟開(kāi)關(guān)狀態(tài)，軟開(kāi)關(guān)電路種類很多，但歸納起來(lái)可分為 零電壓電路 與 零電流電路 兩大類。 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(dòng) 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按逆變后能量饋送去向不同來(lái)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(wú)