【正文】 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。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。直流側(cè)電壓基本無脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。3．什么是電壓型逆變電路？什么是電流型逆變電路？二者各有什么特點(diǎn)。通常是利用附加電容上的能量實(shí)現(xiàn)，也稱電容換流。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。全控型器件采用此換流方式。而無源逆變電路的交流側(cè)直接和負(fù)載聯(lián)接。隨著當(dāng)前器件制造技術(shù)的飛速進(jìn)步和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日新月異，矩陣式變頻電路將有很好的發(fā)展前景。矩陣式交交變頻電路的主要缺點(diǎn)是：所用的開關(guān)器件為18個(gè)，電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，控制方法還不算成熟；，用于交流電機(jī)調(diào)速時(shí)輸出電壓偏低。為什么說這種電路有較好的發(fā)展前景？答：矩陣式變頻電路的基本原理是：對(duì)輸入的單相或三相交流電壓進(jìn)行斬波控制，使輸出成為正弦交流輸出。在這種控制方式中，因?yàn)闃蚴诫娐纺軌蜉^長時(shí)間工作在高輸出電壓區(qū)域（對(duì)應(yīng)梯形波的平頂區(qū)），a角較小，因此輸入功率因數(shù)可提高15%左右。 9 在三相交交變頻電路中，采用梯形波輸出控制的好處是什么？為什么？答：在三相交交變頻電路中采用梯形波控制的好處是可以改善輸入功率因數(shù)。為此，交流電動(dòng)機(jī)三個(gè)繞組必須拆開，共引出六根線。 8 三相交交變頻電路有那兩種接線方式？它們有什么區(qū)別？答：三相交交變頻電路有公共交流母線進(jìn)線方式和輸出星形聯(lián)結(jié)方式兩種接線方式。交交變頻電路的主要不足是：接線復(fù)雜，如采用三相橋式電路的三相交交變頻器至少要用36只晶閘管；受電網(wǎng)頻率和變流電路脈波數(shù)的限制，輸出頻率較低；輸出功率因數(shù)較低；輸入電流諧波含量大，頻譜復(fù)雜。當(dāng)輸出頻率增高時(shí)，輸出電壓一周期所包含的電網(wǎng)電壓段數(shù)減少，波形畸變嚴(yán)重，電壓波形畸變和由此引起的電流波形畸變以及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)是限制輸出頻率提高的主要因素。當(dāng)交交變頻電路中采用常用的6脈波三相橋式整流電路時(shí)，最高輸出頻率不應(yīng)高于電網(wǎng)頻率的1/3~1/2Error! No bookmark name given.。而直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用的反并聯(lián)可控整流電路是將交流電變?yōu)橹绷麟?，兩組可控整流電路中哪一組工作并沒有像交交變頻電路那樣的固定交替關(guān)系，而是由電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的需要決定。但兩者的功能和工作方式不同。其提供的無功功率不能連續(xù)調(diào)節(jié)，但在實(shí)用中只要分組合理，就可以達(dá)到比較理想的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果。實(shí)際應(yīng)用中往往配以固定電容器（FC），就可以在從容性到感性的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)無功功率。 TSC則是利用晶閘管來控制用于補(bǔ)償無功功率的電容器的投入和切除來向電網(wǎng)提供無功功率（提供容性的無功功率）。TSC是晶閘管投切電容器。由于控制對(duì)象的時(shí)間常數(shù)大，沒有必要對(duì)交流電源的每個(gè)周期進(jìn)行頻繁控制。這樣的電路體積小、成本低、易于設(shè)計(jì)制造。這都是十分不合理的。此外，在高電壓小電流或低電壓大電流直流電源中，也常采用交流調(diào)壓電路調(diào)節(jié)變壓器一次電壓。交流調(diào)壓電路廣泛用于燈光控制（如調(diào)光臺(tái)燈和舞臺(tái)燈光控制）及異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)，也用于異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速。 交流調(diào)壓電路是在交流電源的每個(gè)周期對(duì)輸出電壓波形進(jìn)行控制。也可由圖43估計(jì)出q 的值。解：①負(fù)載阻抗角為：φ=arctan（）=arctan（）==176。 2．一單相交流調(diào)壓器，電源為工頻220V，阻感串聯(lián)作為負(fù)載，其中R=，L=2mH。解：α=0時(shí)的輸出電壓最大，為此時(shí)負(fù)載電流最大，為因此最大輸出功率為輸出功率為最大輸出功率的80%時(shí)，有：此時(shí)，又由解得α=176。 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。解：需使電動(dòng)機(jī)工作于反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由V3和VD3構(gòu)成的降壓斬波電路工作，此時(shí)需要V2保持導(dǎo)通，與V3和VD3構(gòu)成的降壓斬波電路相配合。解：電流可逆斬波電路中，V1和VD1構(gòu)成降壓斬波電路，由電源向直流電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為電動(dòng)運(yùn)行，工作于第1象限；V2和VD2構(gòu)成升壓斬波電路，把直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伒诫娫?，使電?dòng)機(jī)作再生制動(dòng)運(yùn)行，工作于第2象限。 7．試?yán)L制Speic斬波電路和Zeta斬波電路的原理圖，并推導(dǎo)其輸入輸出關(guān)系。于是可得出輸出電壓Uo與電源電壓E的關(guān)系： 兩個(gè)電路實(shí)現(xiàn)的功能是一致的，均可方便的實(shí)現(xiàn)升降壓斬波。因此，B點(diǎn)電壓uB的平均值為（UC為電容電壓uC的平均值），又因電感L1的電壓平均值為零，所以。假設(shè)電容C很大使電容電壓uC的脈動(dòng)足夠小時(shí)。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。Cuk斬波電路的基本原理：當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，E—L1—V回路和R—L2—C—V回路分別流過電流。于是：所以輸出電壓為：改變導(dǎo)通比a，輸出電壓既可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低?？梢?，負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反。同時(shí)，電容C維持輸出電壓基本恒定并向負(fù)載R供電。解：輸出電壓平均值為：Uo ===(V)輸出電流平均值為：Io ===(A) 6．試分別簡述升降壓斬波電路和Cuk斬波電路的基本原理，并比較其異同點(diǎn)。當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中電感L積蓄的能量與釋放的能量相等，即：化簡得：式中的，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)E和L共同向電容C充電并向負(fù)載R提供能量。當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，電源E向電感L充電，充電電流基本恒定為I1，同時(shí)電容C上的電壓向負(fù)載R供電，因C值很大，基本保持輸出電壓為恒值Uo。 此時(shí)輸出電壓、電流的平均值以及輸出電流最大、最小瞬時(shí)值分別為：Uo ===15(V)Io ===10(A)Imax==(A)Imin==(A) 4．簡述圖32a所示升壓斬波電路的基本工作原理。解：由題目已知條件可得：m===τ=== 當(dāng)ton=5μs時(shí)，有ρ==ar== 由于==m所以輸出電流連續(xù)。解：由于L值極大，故負(fù)載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為Uo===80(V)輸出電流平均值為Io ===5(A) 3．在圖31a所示的降壓斬波電路中，E=100V， L=1mH，R=，EM=10V，采用脈寬調(diào)制控制方式，T=20μs，當(dāng)ton=5μs時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io，計(jì)算輸出電流的最大和最小值瞬時(shí)值并判斷負(fù)載電流是否連續(xù)。輸出電壓小于電源電壓，起到降壓的作用。然后使V關(guān)斷一段時(shí)間toff，此時(shí)電感L通過二極管VD向R和M供電，uo＝0。 各晶閘管的同步電壓選取如下表：晶閘管VT1VT2VT3VT4VT5VT6同步電壓usbusauscusbusausc第3章 直流斬波電路 1．簡述圖31a所示的降壓斬波電路工作原理。就可以了。又因?yàn)镽C濾波已使同步信號(hào)滯后30176。該點(diǎn)與鋸齒波的中點(diǎn)重合，即對(duì)應(yīng)于同步信號(hào)的300176。對(duì)應(yīng)于α=90176。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。當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是0 ~ 90176。當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是0 ~ 90176。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。=176。解：由題意可列出如下3個(gè)等式：Ud＝(πβ)－ΔUdΔUd＝2XBId∕πId＝（Ud－EM）∕R三式聯(lián)立求解，得Ud＝[πR (πβ)＋2XBEM]∕（πR＋2XB）＝－（V）Id＝（A）又∵－＝∕U2= 即得出= 換流重疊角g ＝176。送回電網(wǎng)的有功功率為P==4001=(W)28．單相全控橋，反電動(dòng)勢阻感負(fù)載，R=1Ω，L=∞，U2=100V，L=，當(dāng)EM=99V，b=60176。－120176。27．三相全控橋變流器，反電動(dòng)勢阻感負(fù)載，R=1Ω，L=∞，U2=220V，LB=1mH，當(dāng)EM=400V，b=60176。）次諧波。1（k=1，2，3）次諧波。（k=1，2，324．整流電路多重化的主要目的是什么？答：整流電路多重化的目的主要包括兩個(gè)方面，一是可以使裝置總體的功率容量大，二是能夠減少整流裝置所產(chǎn)生的諧波和無功功率對(duì)電網(wǎng)的干擾。＝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：①第3題中基波電流的有效值為：I1＝2Id∕π＝2∕π＝（A）基波因數(shù)為n＝I1∕I＝I1∕Id＝∕＝電路的輸入功率因數(shù)為：l＝n ＝ cos30176。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＝2Id∕3π＝2∕3π＝（A）I25＝2Id∕5π＝2∕5π＝（A）I27＝2Id∕7π＝2∕7π＝（A）21．試計(jì)算第13題中i2的7次諧波分量的有效值I2I27。1(k=3……)次的諧波，其中主要的是7次諧波。19．三相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)的諧波？其中幅值最大的是哪一次？變壓器二次側(cè)電流中含有哪些次數(shù)的諧波？其中主要的是哪幾次？答：三相橋式全控整流電路的整流輸出電壓中含有6k（k＝3……）次的諧波，其中幅值最大的是6次諧波。ud、IVT1和IVT2的波形如下：18．單相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)的諧波？其中幅值最大的是哪一次？變壓器二次側(cè)電流中含有哪些次數(shù)的諧波？其中主要的是哪幾次？答：單相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有2k（k=3…）次諧波，其中幅值最大的是2次諧波。－60176。解：①當(dāng)LB＝0時(shí)：Ud＝＝220cos60176。 二極管電流和變壓器二次測電流的有效值分別為IVD＝Id∕3＝∕3＝（A）I2a＝ Id＝（A）ud、iVD1和i2a的波形如下：17．三相全控橋，反電動(dòng)勢阻感負(fù)載，E=200V，R=1Ω，L=∞，U2=220V，a=60176。時(shí)的情況。ud、iVT1和iVT2的波形如下： 16．三相橋式不可控整流電路，阻感負(fù)載，R=5Ω，L=∞，U2=220V，XB=，求Ud、Id、IVD、I2和g 的值并作出ud、iVD和i2的波形。 30176。時(shí)、E=50V時(shí)Ud、Id、g 的值并作出ud與iVT1和iVT2的波形。=176。解：考慮LB時(shí)，有：Ud＝－ΔUdΔUd＝2XBId∕πId＝（Ud－E）∕R 解方程組得：Ud＝（πR ＋2XBE）∕（πR＋2XB）＝（V）ΔUd＝（V）Id＝（A）又∵－＝∕U2 即得出= 換流重疊角g ＝ 176。＝117（V）Id＝Ud∕R＝117∕5＝（A）IDVT＝Id∕3＝∕3＝（A）IVT＝Id∕＝∕＝（A） 14．單相全控橋，反電動(dòng)勢阻感負(fù)載，R=1Ω，L=∞，E=40V，U2=100V，LB=，當(dāng)a=60176。時(shí)，要求：① 畫出ud、id和iVT1的波形；② 計(jì)算Ud、Id、IdT和IVT。＝（V）Id＝Ud∕R＝∕5＝（A）IdVT＝Id∕3＝∕3＝（A）IVT＝Id∕＝（A） 12．在三相橋式全控整流電路中，電阻負(fù)載，如果有一個(gè)晶閘管不能導(dǎo)通，此時(shí)的整流電壓ud波形如何？如果有一個(gè)晶閘管被擊穿而短路，其他晶閘管受什么影響？答：假設(shè)VT1不能導(dǎo)通，整流電壓ud波形如下：假設(shè)VT1被擊穿而短路，則當(dāng)晶閘管VT3或VT5導(dǎo)通時(shí)，將發(fā)生電源相間短路，使得VTVT5也可能分別被擊穿。時(shí)，要求：① 畫出ud、id和iVT1的波形；② 計(jì)算Ud、Id、IdT和IVT。 10．有兩組三相半波可控整流電路，一組是共陰極接法，一組是共陽極接法，如果它們的觸發(fā)角都是a，那末共陰極組的觸發(fā)脈沖與共陽極組的觸發(fā)脈沖對(duì)同一相來說，例如都是a相，在相位上差多少度？答：相差180176。 9．三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法，a、b兩相的自然換相點(diǎn)是同一點(diǎn)嗎？如果不是，它們?cè)谙辔簧喜疃嗌俣龋看穑喝喟氩ㄕ麟娐返墓碴帢O接法與共陽極接法，a、b兩相之間換相的的自然換相點(diǎn)不是同一點(diǎn)。原因如下：變壓器二次繞組在一個(gè)周期內(nèi)：當(dāng)a1c2對(duì)應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時(shí)，a1的電流向下流，c2的電流向上流；當(dāng)c1b2對(duì)應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時(shí)，c1的電流向下流，b2的電流向上流；當(dāng)b1a2對(duì)應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時(shí)，b1的電流向下流，a2的電流向上流；就變壓器的一次繞組而言，每一周期中有兩段時(shí)間（各為120176。解：ud、id、iVT、iD的波形如下圖： 負(fù)載電壓的平均值為：＝（V） 負(fù)載電流的平均值為：Id＝Ud∕R＝∕2＝（A） 流過晶閘管VTVT2的電流有效值為：IVT＝Id＝（A） 流過二極管VDVD4的電流有效值為：IVD＝Id＝（A）7. 在三相半波整流電路中，如果a相的觸發(fā)脈沖消失，試?yán)L出在電阻性負(fù)載和電感性負(fù)載下整流電壓ud的波形。 6. 晶閘管串聯(lián)的單相半控橋（橋中VTVT2為晶閘管），電路如圖211所示，U2=100V，電阻電感負(fù)載，R=2Ω，L值很大，當(dāng)a=60176。解：①ud、id和i2的波形如下圖： ②整流輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次側(cè)電流有效值I2分別為