电力电子技术-复习题答案

。当电网频率为50Hz时，交交变频电路输出的上限频率为20Hz左右。当输出频率增高时，输出电压一周期所包含的电网电压段数减少，波形畸变严重，电压波形畸变和由此引起的电流波形畸变以及电动机的转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素。2．单相交流调压电路带阻感负载，当控制角＜(=arctan(L/R))时,VT1的导通时间大于π,VT2的导通时间小于π。3．根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式可分为同步调制和异步调制。一般为综合两种方法的优点，在低频输出时采用方法是异步调制。4．改变频率的电路称为变频电路，变频电路有交交变频电路和交直交电路两种形式，前者又称为直接变频，后者也称为间接变频。5．什么叫交—交变频电路？答：晶闸管交交变频电路，也称周波变流器(Cycloconvertor)。交交变频电路——把电网频率的交流电变成可调频率的交流电，属于直接变频电路。6．什么是电压型逆变电路？有什么特点？答：按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路。电压型逆变电路的主要特点是：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。7.改变SPWM逆变器中的调制比，可以改变_输出电压基波__的幅值。8.交流调压电路和交流调功电路有什么区别？答：交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同，二者的区别在于控制方式不同。交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周波，再断开几个周波，通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。9、一台工业炉原由额定电压为单相交流220∨供电，额定功率为10千瓦。现改用双向晶闸管组成的单相交流调压电源供电，如果正常工作时负载只需要5千瓦。试问双向晶闸管的触发角α应为多少度？试求此时的电流有效值，以及电源侧的功率因数值。

解：此时负载电流最大，为因此最大输出功率为输出功率为最大输出功率的50％时，有：又得10.交流调功电路的调节方式。答：将负载与电源接通几个周波，再断开几个周波，改变通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率，因其直接调节对象是电路的平均输出功率,所以称为交流调功电路。11.已知自耦变压器基本绕组为1-0，调整绕组1-3与1-2之间的匝数是1-0的10％。试分析图示两组反并联晶闸管组成的电路，是如何实现在输入电压波动时，使输出电压∪0保持稳定？

解通过对电压检测，实施对两组反并联晶闸管门极予以控制。例如：输入电压高于10%时，让VT1、VT2这组反并联的晶闸管的触发脉冲移到180°，使它不输出电压，而让VT3、VT4这组反并联晶闸管的触发脉冲移到0°，使他们分别在正负半周全导通时输出电压降低；当输入电压低于额定值10%时，让VT1、VT2这组反并联晶闸管的触发脉冲移到0°，使他们分别在正负半周全导通。让VT3、VT4反并联晶闸管的触发脉冲移到180°使他们截止，从而使输出电压提高10%，达到稳定输出电压的目的。12．一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中R=1Ω，L=2mH。试求：①开通角α的变化范围；②负载电流的最大有效值；③最大输出功率及此时电源侧的功率因数。解：①负载阻抗角为：φ=arctan（）=arctan（）=0.5610开通角α的变化范围为：φα<π②当α=φ时，输出电压最大，负载电流也为最大=186.28A③，此时输出功率最大，为Pomax==34.7(KW)功率因数为实际上，此时的功率因数也就是负载阻抗角的余弦，即cos0.846713.正弦脉宽调制（SPWM）技术运用于电压型逆变电路中，改变载波频率可改变开关管的工作频率。14.分析单相交交变频电路的整流与逆变工作状态。(10分)工作状态t1~t3期间：io处于正半周，正组工作，反组被封锁。t1~t2阶段：uo和io均为正，正组整流，输出功率为正。t2~t3阶段：uo反向，io仍为正，正组逆变，输出功率为负。t3~t5期间：io处于负半周，反组工作，正组被封锁。t3~t4阶段：uo和io均为负，反组整流，输出功率为正。t4~t5阶段：uo反向，io仍为负，反组逆变，输出功率为负。15、正弦脉宽调制（SPWM）技术运用于电压型逆变电路中，当改变调制波的幅值可改变逆变器输出电压幅值；改变调制波的频率可改变逆变器输出电压频率。16.画出电阻电感负载单相交流调压电路的输出电压波形和晶闸管承受的电压波形（触发角为α）。相调压电路带电阻负载，其导通控制角的移相范围为0～180。，随的增大，Uo逐渐减低，功率因数逐渐减低。18单相交交变频电路带阻感负载时，哪组变流电路工作是由输出电流的方向决定的，交流电路工作在整流还是逆变状态是根据输出电压与输出电流方向是否相同决定的。M控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术；直流斩波电路得到的PWM波是等效直流波形，SPWM波得到的是等效正弦波形。据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式可分为异步调制和同步调制。一般为综合两种方法的优点，在低频输出时采用异步调制方法，在高频输出时采用同步调制方法。21．试说明PWM控制的基本原理。答:脉宽调制技术：通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效获得所需要的波形（含形状和幅值）。面积等效原理：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。把正弦半波分成N等分，就可把其看成是N个彼此相连的脉冲列组成的波形。如果把上述脉冲利用相同数量的等幅不等宽的矩形脉冲替代，且两者中点重合，面积相等，就得到PWM波。22三相交交变频电路主要有两种接线方式，即公共交流母线进线方式和输出星形连结方式，其中主要用于中等容量的交流调速系统是公共交流母线进线方式__。WM波形只在单个极性范围内变化的控制方式称单极性控制方式，三相桥式PWM型逆变电路采用双极性控制方式。