1、共享知識分享快樂電力電子技術答案2-1 與信息電子電路中的二極管相比，電力二極管具有怎樣的結構特點才使得其具有耐受高壓和大電流的能力？答：1. 電力二極管大都采用垂直導電結構，使得硅片中通過電流的有效面積增大，顯著提高了二極管的通流能力。2. 電力二極管在 P 區和 N區之間多了一層低摻雜 N 區，也稱漂移區。 低摻雜 N 區由于摻雜濃度低而接近于無摻雜的純半導體材料即本征半導體，由于摻雜濃度低，低摻雜 N 區就可以承受很高的電壓而不被擊穿。2-2. 使晶閘管導通的條件是什么？ 答：使晶閘管導通的條件是：晶閘管承受正向陽極電壓，并在門極施加觸發電流（脈沖） 。或： uAK>0且 uGK&

2、gt;0。2-3.維持晶閘管導通的條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導通變為關斷？答：維持晶閘管導通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導通的最小電流，即維持電流。要使晶閘管由導通變為關斷，可利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數值以下，即降到維持電流以下，便可使導通的晶閘管關斷。2-4圖 2-27 中陰影部分為晶閘管處于通態區間的電流波形，各波形的電流最大值均為I m ，試計算各波形的電流平均值I d1 、I d2、 I d3 與電流有效值 I 1、I 2、I 3。14 Im sin ( t )Im (21) 0.2717 Im解： a)Id1= 2221(Im si

3、nt) 2 d ( wt)Im310.4767 ImI=2424211Im sintd (wt )Im (21)0.5434 Imb)Id2=4221(Im sin t ) 2 d( wt)2 Im310.6741ImI 2=424212 Im d (t)1 Imc)Id3= 20412 Im 2 d (t)1 ImI3202=頁眉內容共享知識分享快樂2-5 上題中如果不考慮安全裕量, 問 100A 的晶闡管能送出的平均電流I d1、 I d2、 I d3 各為多少 ?這時，相應的電流最大值 I 、 I、 Im3各為多少 ?m1m2解：額定電流I T(AV) =100A 的晶閘管，允許的電流有

4、效值I=157A, 由上題計算結果知I329.35a)I0.4767I0.2717I89.48Am1A,d1m1Ib)I232.90 A,Id20.5434I m 2126.56 Am20.6741c)Im3=2I=314I1 I m378.5d3= 42-6 GTO 和普通晶閘管同為PNPN結構 , 為什么 GTO能夠自關斷 , 而普通晶閘管不能 ?答： GTO和普通晶闡管同為 PNPN結構，由 P1N1P2和 N1P2N2構成兩個晶體管V1、V2，分別具有共基極電流增益1 和2 ，由普通晶闡管的分析可得，121是器件臨界導通的條件。121而導通；1 21 不能維持飽和導通而關斷。GTO 之

5、所以能夠自行關斷，而普通晶閘管不能，是因為GTO與普通晶閘管在設計和工藝方面有以下幾點不同：l)GTO在設計時2 較大，這樣晶體管V2 控制靈敏， 易于 GTO關斷；2)GTO導通時 12 的更接近于 l ，普通晶閘管 12 1.5 ，而 GTO則為 12 1.05 ，GTO的飽和程度不深，接近于臨界飽和，這樣為門極控制關斷提供了有利條件；3)多元集成結構使每個GTO元陰極面積很小，門極和陰極間的距離大為縮短，使得P2 極區所謂的橫向電阻很小，從而使從門極抽出較大的電流成為可能。2-7與信息電子電路中的二極管相比，電力二極管具有怎樣的結構特點才使得它具有耐受高電壓電流的能力？答 1.電力二極管

6、大都采用垂直導電結構，使得硅片中通過電流的有效面積增大，顯著提高了二極管的通流能力。2.電力二極管在P 區和 N 區之間多了一層低摻雜N 區，也稱漂移區。低摻雜N 區由于摻雜濃度低而接近于無摻雜的純半導體材料即本征半導體，由于摻雜濃度低，低摻雜N 區就可以承受很高的電壓而不被擊穿。2-8試分析 IGBT 和電力 MOSFET 在內部結構和開關特性上的相似與不同之處.IGBT 比電力 MOSFET 在背面多一個P 型層， IGBT 開關速度小，開關損耗少具有耐脈沖電流沖擊的能力，通態壓降較低，輸入阻抗高，為電壓驅動，驅動功率小。開關速度低于電力MOSFET 。電力頁眉內容共享知識分享快樂MOSF

7、ET 開關速度快，輸入阻抗高，熱穩定性好。所需驅動功率小且驅動電路簡單，工作頻率高，不存在二次擊穿問題。IGBT 驅動電路的特點是 : 驅動電路具有較小的輸出電阻，GBT是電壓驅動型器件， IGBT 的驅動多采用專用的混合集成驅動器。電力 MOSFET驅動電路的特點：要求驅動電路具有較小的輸入電阻，驅動功率小且電路簡單。2-11 目前常用的全控型電力電子器件有哪些？答：門極可關斷晶閘管, 電力晶閘管，電力場效應晶體管，絕緣柵雙極晶體管。3-1. 單相半波可控整流電路對電感負載供電，L 20mH ，U2 100V ，求當 0和 60時的負載電流 I d，并畫出 ud 與 id 波形。解： 0 時

8、，在電源電壓u2 的正半周期晶閘管導通時，負載電感L 儲能，在晶閘管開始導通時刻，負載電流為零。在電源電壓u2 的負半周期，負載電感L 釋放能量，晶閘管繼續導通。因此，在電源電壓 u2 的一個周期里，以下方程均成立：d idU2 sintL2d t考慮到初始條件：當t 0時 id 0 可解方程得：id2U 2 (1 cos t )LI d122U2 (1cost )d( t )20L2U 2=22.51(A)Lud 與 id 的波形如下圖：u202tud02tid02t當 60°時，在 u2 正半周期 60180 期間晶閘管導通使電感 L 儲能，電感 L 儲藏的能量在u2 負半周期1

9、80 300 期間釋放，因此在 u2 一個周期中 60300 期間以下微分方程成立：L d i d2U 2 sintd t考慮初始條件：當t60 時 i d 0可解方程得： id2U 2( 1cos t )L2頁眉內容共享知識分享快樂其平均值為 I d152U 212U 23(cos t)d( t) =11.25(A)23L 22 L此時 ud 與 id 的波形如下圖：u2+0tud+ti dt3-2圖 3-10 為具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，問該變壓器還有直流磁化問題嗎？試說明：晶閘管承受的最大反向電壓為22U 2 ；當負載是電阻或電感時，其輸出電壓和電流的波形與單相全控橋時相

10、同。答：具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，該變壓器沒有直流磁化的問題。因為單相全波可控整流電路變壓器二次測繞組中，正負半周內上下繞組內電流的方向相反，波形對稱，其一個周期內的平均電流為零，故不會有直流磁化的問題。以下分析晶閘管承受最大反向電壓及輸出電壓和電流波形的情況。 以晶閘管 VT 2 為例。當 VT 1 導通時，晶閘管VT 2 通過 VT 1 與 2 個變壓器二次繞組并聯，所以VT 2 承受的最大電壓為 22U2。 當單相全波整流電路與單相全控橋式整流電路的觸發角相同時，對于電阻負載： （ 0 ）期間無晶閘管導通，輸出電壓為0；（ ）期間，單相全波電路中VT 1 導通，單相全控橋

11、電路中VT 1、VT 4 導通，輸出電壓均與電源電壓u2 相等； ( )期間，均無晶閘管導通，輸出電壓為0；( 2 )期間，單相全波電路中VT 2 導通，單相全控橋電路中VT 2、 VT 3 導通，輸出電壓等于u2。對于電感負載： （ ）期間，單相全波電路中VT 1 導通，單相全控橋電路中VT 1、VT 4導通，輸出電壓均與電源電壓u2 相等；（ 2 ）期間，單相全波電路中VT 2 導通，單相全控橋電路中 VT 2、 VT 3 導通，輸出波形等于u2。可見，兩者的輸出電壓相同，加到同樣的負載上時，則輸出電流也相同。3-3單相橋式全控整流電路， U2 100V ，負載中 R 2， L 值極大，當

12、 30°時，要求：作出 ud、 i d、和 i2 的波形；求整流輸出平均電壓U d、電流 Id，變壓器二次電流有效值I 2；頁眉內容共享知識分享快樂考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。解： ud、 id 、和 i 2 的波形如下圖：u2OtudOti dIdOtiId2Ot輸出平均電壓 Ud、電流 I d，變壓器二次電流有效值I2分別為Ud 0.9 U 2 cos 0.9× 100× cos30°77.97（V ）Id Ud / R 77.97/ 2 38.99（ A ）I2 Id 38.99（ A ）晶閘管承受的最大反向電壓為：2 U 2 1

13、00 2 141.4（V ）考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為：U N（ 23）× 141.4 283424（V ）具體數值可按晶閘管產品系列參數選取。流過晶閘管的電流有效值為：IVT I d 2 27.57（A ）晶閘管的額定電流為：I N（ 1.52）× 27.57 1.57 2635（ A ）具體數值可按晶閘管產品系列參數選取。3-4單相橋式半控整流電路，電阻性負載，畫出整流二極管在一周內承受的電壓波形。解：注意到二極管的特點：承受電壓為正即導通。因此，二極管承受的電壓不會出現正的部分。在電路中器件均不導通的階段，交流電源電壓由晶閘管平衡。整流二極管在一周內承受的電壓波

14、形如下：u202tuVD20tuVD40t3-5單相橋式全控整流電路， U 2=100V ，負載中 R=2 ，L 值極大，反電勢E=60V ，當 =30時，要求：作出 ud、 i d 和 i 2 的波形；頁眉內容共享知識分享快樂求整流輸出平均電壓Ud、電流 Id，變壓器二次側電流有效值I2；考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。解： ud 、 id 和 i 2 的波形如下圖：u2OtudOtidI dOIdIti2dOt整流輸出平均電壓U d、電流 I d，變壓器二次側電流有效值I2 分別為Ud 0.9 U2 cos 0.9× 100× cos30 ° 7

15、7.97(A)I d (U d E)/R (77.97 60)/2 9(A)I 2 I d 9(A)晶閘管承受的最大反向電壓為：2 U21002 141.4（V ）流過每個晶閘管的電流的有效值為：IVT I d 2 6.36（ A ）故晶閘管的額定電壓為：U N(23) × 141.4 283424（V ）晶閘管的額定電流為：IN (1.52) ×6.36 1.57 68（ A ）晶閘管額定電壓和電流的具體數值可按晶閘管產品系列參數選取。3-6. 晶閘管串聯的單相半控橋（橋中VT 1、 VT 2 為晶閘管），電路如圖2-11 所示， U 2=100V ，電阻電感負載， R=

16、2，L 值很大，當=60 時求流過器件電流的有效值，并作出 ud、i d、iVT 、i D 的波形。解： ud、 id、 iVT 、 i D 的波形如下圖：u2OtudOti dIdi VT1 OtIdOti VD2IdOt負載電壓的平均值為： U d12U 2sin td( t) 0.9U 21 cos( / 3)67.5（ V ）32頁眉內容共享知識分享快樂負載電流的平均值為：Id Ud R 67.52 2 33.75（ A ）流過晶閘管VT 1、 VT 2 的電流有效值為：IVT 流過二極管VD 3、 VD 4 的電流有效值為：IVD 1323I d 19.49（ A ）I d 27.5

17、6（ A ）3-7. 在三相半波整流電路中，如果 a 相的觸發脈沖消失，試繪出在電阻性負載和電感性負載下整流電壓 ud 的波形。解：假設0 ，當負載為電阻時，ud 的波形如下：uduaubucOtuduaubucOt當負載為電感時，ud 的波形如下：uduaubucOtuduaubucOt3- 8 三相半波整流電路，可以將整流變壓器的二次繞組分為兩段成為曲折接法，每段的電動勢相同，其分段布置及其矢量如圖2-60 所示，此時線圈的繞組增加了一些，銅的用料約增加10%，問變壓器鐵心是否被直流磁化，為什么？ABCCNnBNAabc1c211c1a2b2c2naa12b1b2圖2-60圖 2-60變壓

18、器二次繞組的曲折接法及其矢量圖頁眉內容共享知識分享快樂答：變壓器鐵心不會被直流磁化。原因如下：變壓器二次繞組在一個周期內：當a1 c2 對應的晶閘管導通時， a1 的電流向下流， c2 的電流向上流；當 c1b2 對應的晶閘管導通時， c1 的電流向下流， b2 的電流向上流；當 b1a2 對應的晶閘管導通時， 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間（各為120 ）由電流流過，流過的電流大小相等而方向相反，故一周期內流過的電流平均值為零，所以變壓器鐵心不會被直流磁化。3-9 三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法，a、b 兩相的自然換相點是同一

19、點嗎？如果不是，它們在相位上差多少度？答：三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法，a、 b 兩相之間換相的的自然換相點不是同一點。它們在相位上相差180°。3- 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，如果它們的觸發角都是，那末共陰極組的觸發脈沖與共陽極組的觸發脈沖對同一相來說，例如都是a 相，在相位上差多少度？答：相差180°。3- 11三相半波可控整流電路， U2=100V ，帶電阻電感負載，R=5 ， L 值極大，當 =60 時，要求：畫出 ud、 i d 和 iVT1 的波形；計算 U d、 I d、 IdT 和 IVT 。u2=30

20、°ucua ubOtu duaubucOtiVT 1Oi dO解： ud、i d 和 i VT1 的波形如下圖：U d、 Id、 IdT 和 IVT 分別如下Ud1.17U2 costt 1.17× 100× cos60° 58.5（ V ）Id UdR58.5 511.7（ A ）IdVT Id 3 11.7 33.9（ A ）I VT Id 3 6.755（A ）3-12在三相橋式全控整流電路中，電阻負載，如果有一個晶閘管不能導通，此時的整流電壓ud 波形如何？如果有一個晶閘管被擊穿而短路，其他晶閘管受什么影響？答：假設VT 1 不能導通，整流電壓u

21、d 波形如下：頁眉內容共享知識分享快樂udOt假設 VT 1 被擊穿而短路，則當晶閘管VT 3 或 VT 5 導通時，將發生電源相間短路，使得VT 3、 VT 5也可能分別被擊穿。3- 13 三相橋式全控整流電路，U2 =100V ，帶電阻電感負載，R=5 ，L 值極大，當=60 時，要求：畫出 ud、 i d 和 i VT1 的波形；計算 Ud、I d、 I dT 和 IVT 。解： ud、 i d 和 iVT1 的波形如下：= 60°ubucu 2uat1Otuab uacuacubcubaucaucb uabudOtidOti VT 1Ot Ud、 I d、 I dT 和 I

22、VT 分別如下U d 2.34U 2cos 2.34× 100× cos60°117（V ）I d U d R 117 523.4（ A ）I DVT Id 3 23.4 3 7.8（ A ）I VT Id3 23.43 13.51（ A ）3-14單相全控橋， 反電動勢阻感負載，R=1 ，L=，E=40V ，U2=100V ，LB =0.5mH ，當=60時求 U d、 Id 與的數值，并畫出整流電壓ud 的波形。解：考慮 L B 時，有：Ud 0.9U2cos UdUd 2XBI d 頁眉內容共享知識分享快樂I d（ Ud E） R解方程組得：Ud（ R 0.

23、9U2cos 2XBE）（ R 2XB） 44.55（ V ）Ud 0.455（V ）Id 4.55（ A）又cos cos() 2 I d X B U2即得出cos(60) =0.4798換流重疊角 61.33° 60° =1.33°最后，作出整流電壓 Ud 的波形如下：u2OtudOt3-15三相半波可控整流電路，反電動勢阻感負載，U2=100V ，R=1 ， L=， L B=1mH ，求當=30 時、 E=50V 時 U d、 Id、 的值并作出 ud 與 iVT1 和 i VT2 的波形。解：考慮 LB 時，有：Ud 1.17U2cos UdUd 3XB

24、Id 2I d（ Ud E） R解方程組得：Ud（ R 1.17U2cos 3XBE）（ 2 R3XB） 94.63（ V ）Ud 6.7（ V ）I d 44.63（A ）又cos cos() 2 I d X B 6 U2即得出cos(30) =0.752換流重疊角頁眉內容共享知識分享快樂 41.28° 30°=11.28°ud 、i VT1 和 i VT2 的波形如下：u2uaubucOuduaubucOti VT1IdOti VT2IdOt3-16三相橋式不可控整流電路，阻感負載，R=5 ， L=， U 2=220V ，XB =0.3 ，求 U d、I d、

25、IVD、I2和 的值并作出ud、 i VD 和 i 2 的波形。解：三相橋式不可控整流電路相當于三相橋式可控整流電路 0°時的情況。Ud 2.34U2cos UdUd 3XBI d IdU d R解方程組得：Ud2.34U2 cos（ 1 3XB / R） 486.9（V ）I d 97.38（A ）又cos cos() 2 I d X B 6 U2即得出cos=0.892換流重疊角 26.93°二極管電流和變壓器二次測電流的有效值分別為I VD Id 3 97.38 3 32.46（ A ）2I2aI d 79.51（ A ）3ud、i VD1 和 i2a 的波形如下：頁

26、眉內容共享知識分享快樂u2uau bucOt 1tu uab uacubcubaucaucbuab uacdOti VD1Idi2aOIdtOt3-17 三相全控橋，反電動勢阻感負載，E=200V ，R=1 ，L=， U2=220V ， =60 ，當 LB=0 和 L B=1mH 情況下分別求U d、 Id 的值，后者還應求并分別作出 ud 與 i T 的波形。解：當LB 0 時：U d 2.34U 2cos 2.34× 220× cos60° 257.4（V ）Id（ UdE） R（ 257.4 200） 1 57.4（ A ）當 L B 1mH 時Ud 2.3

27、4U2cos UdUd 3XBI d I d（ Ud E） R解方程組得：Ud（ 2.34U 2R cos 3XBE）（ R 3XB） 244.15（ V ）I d 44.15（A ）Ud 13.25（V ）又 cos cos() 2XBI d6 U 2cos(60) 0.4485 63.35°60° 3.35°ud、 IVT1 和 I VT2 的波形如下：頁眉內容共享知識分享快樂u2uaubucOtu uab uacubcubauca ucbuab u acdOtiVT1IdOtiVT2I dOt3-18 單相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數的諧波

28、？其中幅值最大的是哪一次？變壓器二次側電流中含有哪些次數的諧波？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=1、2、 3 ）次諧波，其中幅值最大的是 2 次諧波。變壓器二次側電流中含有2k 1（ k1、 2、 3）次即奇次諧波，其中主要的有3 次、5 次諧波。3-19 三相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數的諧波？其中幅值最大的是哪一次？變壓器二次側電流中含有哪些次數的諧波？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 1、 2、 3）次的諧波，其中幅值最大的是 6 次諧波。 變壓器二次側電流中含有6k 1(k=1 、

29、2、3)次的諧波， 其中主要的是5、7 次諧波。3-20 試計算第 3題中 i 2 的 3、 5、 7 次諧波分量的有效值 I23、 I 25、 I27。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I d 38.99（A ）于是可得：I2322 I d3 22 × 38.99 3 11.7（ A）I 2522 I d 5 22 × 38.995 7.02（ A ）I 2722 I d 7 22 × 38.997 5.01（ A ）3-21 試計算第13 題中 i2 的 5、7 次諧波分量的有效值I25、I 27。解：第 13 題中，電路為三相橋式全控

30、整流電路，且已知Id 23.4（ A）由此可計算出5 次和 7 次諧波分量的有效值為：I 256 Id 5 6 × 23.4 5 3.65（A ）頁眉內容共享知識分享快樂I 276 Id 7 6 × 23.4 7 2.61（A ）3-22 試分別計算第 3題和第 13 題電路的輸入功率因數。解：第 3 題中基波電流的有效值為：I122 Id 22 × 38.99 35.1（ A ）基波因數為 I 1 I I1 I d 35.1 38.99 0.9電路的輸入功率因數為： cos 0.9 cos30° 0.78第 13 題中基波電流的有效值：I 16 I d

31、 6 × 23.39 18.243（ A ）基波因數為 I1 I I 1 I d 0.955電路的輸入功率因數為：cos 0.955 cos60° 0.483-23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：三相橋式電路是兩組三相半波電路串聯，而雙反星形電路是兩組三相半波電路并聯，且后者需要用平衡電抗器；當變壓器二次電壓有效值U 2 相等時，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I d 是三相橋式電路的2 倍。在兩種電路中，晶閘管的

32、導通及觸發脈沖的分配關系是一樣的，整流電壓ud 和整流電流id 的波形形狀一樣。3-24 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生的諧波和無功功率對電網的干擾。3-25 12 脈波、 24 脈波整流電路的整流輸出電壓和交流輸入電流中各含哪些次數的諧波？答：12脈波電路整流電路的交流輸入電流中含有11 次、 13 次、 23 次、 25 次等即 12k 1、（ k=1， 2， 3···）次諧波，整流輸出電壓中含有12、 24 等即 12k（ k=1， 2， 3·&#

33、183;·）次諧波。24 脈波整流電路的交流輸入電流中含有23 次、 25 次、 47 次、 49 次等，即 24k 1（ k=1，2， 3···）次諧波，整流輸出電壓中含有24、48 等即 24k（ k=1， 2， 3···）次諧波。3-26使變流器工作于有源逆變狀態的條件是什么？答：條件有二：直流側要有電動勢，其極性須和晶閘管的導通方向一致，其值應大于變流電路直流側的平均電壓；要求晶閘管的控制角 > /2，使 U d 為負值。頁眉內容共享知識分享快樂3-27三相全控橋變流器，反電動勢阻感負載，R=1，L=， U 2

34、=220V ，L B=1mH ，當 EM =- 400V ，=60 時求 U d、 Id 與的值，此時送回電網的有功功率是多少？解：由題意可列出如下3 個等式：U d 2.34U 2cos( )UdUd 3XBI d Id （ U d EM ） R三式聯立求解，得Ud 2.34 U2R cos( ) 3XB EM ( R 3XB) 290.3（ V ）I d 109.7（A ）由下式可計算換流重疊角：cos cos() 2XB Id 6 U 2 0.1279cos(120) 0.6279 128.90 120 8.90送回電網的有功功率為P= | E M I d |I d2 R =400 &#

35、215;109.7-109.7 2× 109.7× 1=31.85(W)3-28單相全控橋，反電動勢阻感負載，R=1 ，L=， U2=100V ，L=0.5mH ，當 EM=- 99V ， =60時求 Ud、I d 和的值。解：由題意可列出如下3 個等式：U d 0.9U 2cos(- )UdUd 2XBI d Id （ U d EM ） R三式聯立求解，得Ud R 0.9U2cos( - ) 2XB EM （ R 2XB） 49.91（ V ）I d 49.09（A ）又cos cos() 2 I d X B U2=0.2181即得出cos(120) =- 0.7181換

36、流重疊角 135.9° 120° =15.9°3-29什么是逆變失敗？如何防止逆變失敗？答：逆變運行時，一旦發生換流失敗，外接的直流電源就會通過晶閘管電路形成短路，或者使變流頁眉內容共享知識分享快樂器的輸出平均電壓和直流電動勢變為順向串聯，由于逆變電路內阻很小，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電路，使用性能良好的晶閘管，保證交流電源的質量，留出充足的換向裕量角 等。3-30 單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路中，當負載分別為電阻負載或電感負載時，要求的晶閘管移相范圍分別是多少？答：單相橋式全控整流電路，當

37、負載為電阻負載時，要求的晶閘管移相范圍是0 180 ，當負載為電感負載時，要求的晶閘管移相范圍是090 。三相橋式全控整流電路，當負載為電阻負載時，要求的晶閘管移相范圍是0 120 ，當負載為電感負載時，要求的晶閘管移相范圍是090 。4-l無源逆變電路和有源逆變電路有何不同？答：兩種電路的不同主要是：有源逆變電路的交流側接電網即交流側接有電源。而無源逆變電路的交流側直接和負載聯接。4-2 換流方式各有那兒種？各有什么特點？答：換流方式有4 種：器件換流：利用全控器件的自關斷能力進行換流。全控型器件采用此換流方式。電網換流：由電網提供換流電壓，只要把負的電網電壓加在欲換流的器件上即可。負載換流

38、：由負載提供換流電壓，當負載為電容性負載即負載電流超前于負載電壓時，可實現負載換流。強迫換流： 設置附加換流電路，給欲關斷的晶閘管強追施加反向電壓換流稱為強迫換流。通常是利用附加電容上的能量實現，也稱電容換流。晶閘管電路不能采用器件換流, 根據電路形式的不同采用電網換流、負載換流和強迫換流3 種方式。4-3 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？答：按照逆變電路直流測電源性質分類，直流側是電壓源的稱為逆變電路稱為電壓型逆變電路，直流側是電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路電壓型逆變電路的主要持點是：直流側為電壓源或并聯有大電容，相當于電壓源。 直流側電壓基本無脈動，直流回

39、路呈現低阻抗。由于直流電壓源的鉗位作用，交流側輸出電壓波形為矩形波，并且與負載阻抗角無關。而交流側輸出電流波形和相位因負載阻抗情況的不同而不同。當交流側為阻感負載時需要提供無功功率，直流側電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯了反饋二極管。電流型逆變電路的主要特點是：直流側串聯有大電感，相當于電流源。 直流側電流基本無脈動，直流回路呈現高阻抗。電路中開關器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑，因此交流側輸出電流為矩形波，并且與負載阻抗角無關。而交流側輸出電壓波形和相位則因負載阻抗情況的不同而不同。當交流側為阻感負載時需要提供無功功率，直流測電惑起緩

40、沖無功能量的作用。因為反饋無功能量時直流電流并不反向，因此不必像電壓型逆變電路那樣要給開關器件反并聯二極管。頁眉內容共享知識分享快樂4-4 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？在電壓型逆變電路中 ,當交流側為阻感負載時需要提供無功功率,直流側電容起緩沖無功能量的作用。 為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道, 逆變橋各臂都并聯了反饋二極管。當輸出交流電壓和電流的極性相同時 , 電流經電路中的可控開關器件流通，而當輸出電壓電流極性相反時,由反饋二極管提供電流通道。4-5 三相橋式電壓型逆變電路，180o導電方式， U =100V 。試求輸出相電壓的基

41、波幅值U和有效dUN1m值 U 輸出線電壓的基波幅值U和有效值 U輸出線電壓中 5 次諧波的有效值U。UN1UV1mUV1UV52U d0.637U d 63.7(V )U UN 1 m解：U UN 1m0.45U d45(V )U UN122 3U d1.1U d110(V )U UV 1mUUV 1U UV 1m60.78U d 78(V )2U dUUV17815.6(V)UUV 555并聯諧振式逆變電路利用負載電源進行變換4-6. 并聯諧振式逆變電路利用負載電壓進行換相,為保證換相應滿足什么條件?答 ; 假設在 t 時刻觸發VT2 、 VT3 使其導通 ,負載電壓u 。就通過VT2 、

42、 VT3 施加在 VTl、 VT4 上 ,使其承受反向電壓關斷,電流從 VTl 、VT4 向 VT2 、VT3 轉移觸發 VT2 、VT3 時刻 /必須在 u 。過零前并留有足夠的裕量 ,才能使換流順利完成。4-7 串聯二極管式電流型逆變電路中,二極管的作用是什么? 試分析換流過程。答:二極管的主要作用,一是為換流電容器充電提供通道,并使換流電容的電壓能夠得以保持,為晶閘管換流做好準備;二是使換流電容的電壓能夠施加到換流過程中剛剛關斷的晶閘管上,使晶閘管在關斷之后能夠承受一定時間的反向電壓,確保晶閘管可靠關斷，從而確保晶閘管換流成功。以 VTl 和 VT3 之間的換流為例,串聯二極管式電流型逆變電路的換流過程可簡述如下:給 VT3 施加觸發脈沖 ,由于換流電容C13 電壓的作用 ,使 VT3 導通而 VTl 被施以反向電壓而關斷。直流電流Id 從 VTl 換到 VT3 上 ,C13 通過 VDl 、 U 相負載、 W 相負載、 VD2 、VT2 、直流電源和VT3 放電, 如圖 5-16b 所示。 因放電電流恒為 /d,故稱恒流放電階段。 在 C13 電壓 Uc13 下降到零之前 ,VTl 一直承受反壓 ,只要反壓時間大于晶閘管關斷時間rq ，就能保證可靠關斷。Uc13 降到零之后在U 相負載電感的作用下,開始對 C13 反向充電。如忽略負