【正文】 偏置而導(dǎo)通，開(kāi)始流過(guò)電流，兩個(gè)二極管同時(shí)導(dǎo)通，進(jìn)入二極管換流階段，如圖 516c 所示。之后，進(jìn)入 VTVT3 穩(wěn)定導(dǎo)通階段，電流路徑如圖 516d 所示。因?yàn)闊o(wú)論是電壓型逆變電路輸出的矩形電壓波，還是電流型逆變電路輸出的矩形電流波，都含有較多諧波，對(duì)負(fù)載有不利影響，采用多重逆變電路，可以把幾個(gè)矩形波組合起來(lái)獲得接近正弦波的波形。組合方式有串聯(lián)多重和并聯(lián)多重兩種方式。串聯(lián)多重逆變電路多用于電壓型逆變電路的多重化。23第 5 章直流直流變流電路1．簡(jiǎn)述圖 51a 所示的降壓斬波電路工作原理。然后使 V 關(guān)斷一段時(shí)間 toff，此時(shí)電感 L 通過(guò)二極管 VD 向 R和 M 供電，uo＝0。 E 。2．在圖 51a 所示的降壓斬波電路中，已知 E=200V，R=10Ω，L 值極大，EM=30V，T=50μs,ton=20μs,計(jì)算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io。 20050=80(V)輸出電流平均值為Io =U o E MR=80 3010=5(A)3．在圖 51a 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)。解：由題目已知條件可得：m=E ME=10100=τ=LR==當(dāng) ton=5μs 時(shí)，有ρ=Tt=ar=tont=24由于所以輸出電流連續(xù)。 520=25(V)輸出平均電流為Io =U o E MR=25 10=30(A)輸出電流的最大和最小值瞬時(shí)值分別為230。 E 230。 100248。 ea r 1232。 E 230。 100248。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：ton 100 180。 1 e 230。 100248。 100=(A)=(A)4．簡(jiǎn)述圖 52a 所示升壓斬波電路的基本工作原理。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。25e r 1e 1232。247。231。 R 232。247。247。231。 R 232。247。 1 e 247。 1232。247。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)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：EI 1ton = (U o E)I1toff化簡(jiǎn)得：U o =ton + tofftoffE =TtoffE式中的 T / toff 179。5．在圖 52a 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=40μs，ton=25μs 時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io。 50 =(V)輸出電流平均值為：Io =R 20==(A)6．試分別簡(jiǎn)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)。同時(shí)，電容 C 維持輸出電壓基本恒定并向負(fù)載 R 供電?？梢?jiàn)，負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反。于是：E ton = U o toff所以輸出電壓為：U o =tontoffE =tonT tonE =a1 aE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。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26U o 242。當(dāng) V 處于斷態(tài)時(shí)，E—L1—C—VD 回路和 R—L2—VD 回路分別流過(guò)電流。該電路的等效電路如圖 55b 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)開(kāi)關(guān) S 合到 B 點(diǎn)時(shí)，B 點(diǎn)電壓 uB=0，A 點(diǎn)電壓 uA= uC；相反，當(dāng) S 合到 A 點(diǎn)時(shí)，uB= uC，uA=0。與升降壓斬波電路相比，Cuk 斬波電路有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)，其輸入電源電流和輸出負(fù)載電流都是連續(xù)的，且脈動(dòng)很小，有利于對(duì)輸入、輸出進(jìn)行濾波。解：Sepic 電路的原理圖如下：i1L1C1VDEuL1VuC1uL2i2L2C2uoRa)在 V 導(dǎo)通 ton 期間，uL1=EuL2= uC1在 V 關(guān)斷 toff 期間uL1＝EuouC1uL2= uo當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，電感 LL2 的電壓平均值均為零，則下面的式子成立E ton + (EuouC1) toff =0uC1 tonuo toff=0由以上兩式即可得出27E = U B = off U C 。于是可得出輸出電壓 Uo 與電源Sepic 斬波電路Zeta 電路的原理圖如下：Uo=tontoffEVi1C1uC1L2uL2EuL1L1VDC2uoR在 V 導(dǎo)通 ton 期間，uL1= EuL2= E uC1uo在 V 關(guān)斷 toff 期間uL1＝ uC1uL2= uo當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，電感 LL2 的電壓平均值均為零，則下面的式子成立E ton + uC1 toff =0(EuouC1) tonuo toff=0由以上兩式即可得出Uo=tontoffE8．分析圖 37a 所示的電流可逆斬波電路，并結(jié)合圖 37b 的波形，繪制出各個(gè)階段電流流通的路徑并標(biāo)明電流方向。圖 37b 中，各階段器件導(dǎo)通情況及電流路徑等如下：V1 導(dǎo)通，電源向負(fù)載供電：V1EVD2LRioV2VD1uoMEMV1 關(guān)斷，VD1 續(xù)流：28V1EVD2LRioV2VD1uoMEMV2 導(dǎo)通，L 上蓄能：V1EVD2LRioV2VD1uoMEMV2 關(guān)斷，VD2 導(dǎo)通，向電源回饋能量V1EVD2LRioV2VD1uoMEM9．對(duì)于圖 38 所示的橋式可逆斬波電路，若需使電動(dòng)機(jī)工作于反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)，試分析此時(shí)電路的工作情況，并繪制相應(yīng)的電流流通路徑圖，同時(shí)標(biāo)明電流流向。當(dāng) V3 導(dǎo)通時(shí)，電源向 M 供電，使其反轉(zhuǎn)電動(dòng)，電流路徑如下圖：EV1V2VD2VD1LuoRio+MEMV3V4VD4VD3當(dāng) V3 關(guān)斷時(shí)，負(fù)載通過(guò) VD3 續(xù)流，電流路徑如下圖：EV1V2VD2VD1LuoRio+MEMV3V4VD4VD310．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。30第 6 章交流交流變流電路1. 一調(diào)光臺(tái)燈由單相交流調(diào)壓電路供電，設(shè)該臺(tái)燈可看作電阻負(fù)載，在α=0 時(shí)輸出功率為最大值，試求功率為最大輸出功率的 80%，50%時(shí)的開(kāi)通角α。同理，輸出功率為最大輸出功率的 50%時(shí)，有：U o = 又由U o = U1sin 2a2p+p apα=90176。試求：①開(kāi)通角α的變化范圍；②負(fù)載電流的最大有效值；③最大輸出功率及此時(shí)電源側(cè)的功率因數(shù)；④當(dāng)α=p2時(shí)，晶閘管電流有效值，晶閘管導(dǎo)通角和電源側(cè)功率因數(shù)。 50 180。 103）==176。 απ即 163。2功率因數(shù)為l =Po maxU1I o=37532220 180。也可由圖 43 估計(jì)出q 的值。 179。 cos(p + + )cos =(A)電源側(cè)功率因數(shù)為l =I o2 RU1I o32230。231。246。 R =(KW)248。 220 180。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。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。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。這都是十分不合理的。這樣的電路體積小、成本低、易于設(shè)計(jì)制造。由于控制對(duì)象的時(shí)間常數(shù)大，沒(méi)有必要對(duì)交流電源的每個(gè)周期進(jìn)行頻繁控制。TSC 是晶閘管投切電容器。TSC 則是利用晶閘管來(lái)控制用于補(bǔ)償無(wú)功功率的電容器的投入和切除來(lái)向電網(wǎng)提供無(wú)功功率（提供容性的無(wú)功功率）。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(wú)功功率。其提供的無(wú)功功率不能33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。但兩者的功能和工作方式不同。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)橹绷麟姡瑑山M可控整流電路中哪一組工作并沒(méi)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。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 1/3~1/2。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。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。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。為此，交流電動(dòng)機(jī)三個(gè)繞組必須拆開(kāi)，共引出六根線。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？34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)。在這種控制方式中，因?yàn)闃蚴诫娐纺軌蜉^長(zhǎng)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。為什么說(shuō)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。矩陣式交交變頻電路的主要缺點(diǎn)是：所用的開(kāi)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；輸出輸入最大電壓比只有 ，用于交流電機(jī)調(diào)速時(shí)輸出電壓偏低。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。答：PWM 控制就是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。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。上述原理稱為面積等效原理以正弦 PWM 控制為例。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。各 PWM 脈沖的幅值相等而寬度是按正弦規(guī)律變化的。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。2．設(shè)圖 63 中半周期的脈沖數(shù)是 5，脈沖幅值是相應(yīng)正弦波幅值的兩倍，試按面積等效原理計(jì)算脈沖