《电力电子技术复习资料》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电力电子技术复习资料(7页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、1. 使晶闸管导通的条件是什么? 答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正 向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉 冲)。或:u0 且 u0。2. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才 能使晶闸管由导通变为关断? 答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电 流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维 持电流。 要使晶闸管由导通变为关断,可利用外加电 压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降 到接近于零的某一数值以下,即降到维持电 流以下,便可使导通的晶闸管关断。 3.晶闸管的静态特性:(1)当晶闸管承受反 向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸 管都不会导通;(2)当晶闸管承受正向电压 时,仅在门极有触发电流的
2、情况下晶闸管才 能开通;(3)晶闸管一旦导通,门极就失去 控制作用,不论门极触发电流是否还存在, 晶闸管都保持导通;(4)若要使已导通的晶 闸管关断,只能利用外加电压和外电路的作 用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某 一数值以下。第四章: 1无源逆变电路和有源逆变电路有何不 同? 答:两种电路的不同主要是: 有源逆变电路的交流侧接电网,即交流侧接 有电源。而无源逆变电路的交流侧直接和负 载联接。2换流方式各有那几种?各有什么特 点? 答:换流方式有4 种:器件换流:利用全控器件的自关断能力进 行换流。全控型器件采用此换流方式。 电网换流:由电网提供换流电压,只要把负 的电网电压加在欲换流的器件
3、上即可。 负载换流:由负载提供换流电压,当负载为 电容性负载即负载电流超前于负载电压时, 可实现负载换流。 强迫换流:设置附加换流电路,给欲关断的 晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换 流。通常是利用附加电容上的能量实现,也 称电容换流。 晶闸管电路不能采用器件换流,根据电路形 式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换 流3 种方式。 3什么是电压型逆变电路?什么是电流型 逆变电路?二者各有什么特点。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,直流侧是电流源的逆变电路称为 电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是: 直流侧为电压源,或并联有大电容,相当
4、 于电压源。直流侧电压基本无脉动,直流回 路呈现低阻抗。 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。 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。电流型逆变电路的主要特点是: 直流侧串联有大电感,相当于电流源。直 流侧电流基本无脉动,直流回路呈现高阻 抗。 电路中开关器件的作用仅是改变直流电 流的流通路径,因此交流侧输出电流为矩形 波,并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出 电压波形和相位则因负载阻
5、抗情况的不同 而不同。 当交流侧为阻感负载时需要提供无功功 率,直流侧电感起缓冲无功能量的作用。因 为反馈无功能量时直流电流并不反向,因此 不必像电压型逆变电路那样要给开关器件 反并联二极管。4电压型逆变电路中反馈二极管的作用是 什么?为什么电流型逆变电路中没有反馈 二极管?答:在电压型逆变电路中,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。当输出交流电压和电流的 极性相同时,电流经电路中的可控开关器件 流通,而当输出电压电流极性相反时,由反 馈二极管提供电流通道。在电流型逆变电路中,直
6、流电流极 性是一定的,无功能量由直流侧电感来缓 冲。当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量 时,电流并不反向,依然经电路中的可控开 关器件流通,因此不需要并联反馈二极1简述降压斩波电路工作原理。 答:降压斩波器的原理是:在一个控制周期 中,让V导通一段时间t,由电源E向L、onR、M供电,在此期间,u =E。然后使V关o断一段时间t,此时电感L通过二极管VDoff向R和M供电,u =0。一个周期内的平均电ot压U = onx E。输出电压小于电源电o t +1on off压,起到降压的作用。2简述升压斩波电路的基本工作原理。答:假设电路中电感L值很大,电容C值也 很大。当V处于通态时,电源E向电感
7、L充 电,充电电流基本恒定为 I ,同时电容 C 上 的电压向负载R供电,因C值很大,基本保 持输出电压为恒值U。设V处于通态的时间o1. 单极性PWM控制方式:为t ,此阶段电感L上积蓄的能量为EIt。on1 on当V处于断态时E和L共同向电容C充电并 向负载R提供能量。设V处于断态的时间为 t , 则在此期间电感 L 释放的能量为 (U E )11 。当电路工作于稳态时,一o 1 off个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量 相等,即:EI t1 on=(U E to 1 off化简得:t=ono ttoffoff式中的T/1 n 1,输出电压高于电源电压,故称该电路为升压斩波电路。在输出
8、电压 uo 的正半周, 让 V1 保持通态, V2 保持断 态,V3和V4交替通断。在 负载电流为正的区间, V1 和V4导通时,负载电压uo 等于直流电压Ud; V1和V3 导通时,负载电压 uo=0。 在输出电压 uo 的负半周, 让 V2 保持通态, V1 保持断 态, V3 和 V4 交替通断,负 载电压uo可以得到-Ud的 零两种电平。在 ur 的正半周, V1 保持通 态,V2保持断态,当ur uc时使V4导通,V3关断,uo二Ud;当urVuc时使V4关断,V3导通,uo=0.在ur的负半周,V1保持断态,V2保持通态,当urVuc时使V3导通,V4关断,uo二-Ud;当uruc
9、时使V3关断,V4导通,uo=0.像这种在ur的半个周期内三角波载波只在正极性或负极性一种极性范围内变化,所得到的 PWM波形也只在单个极性范围变化的控制方式称为单极性PWM控制方式。OHuILUuIL IL2.双极性PWM控制方式:在 ur 的一个周期内,输出 的PWM波只有土Ud两种电 平,而不像单极性控制时还 有零电平。当 uruc 时, 给 V1 和 V4 以导通信号,给 V2和V3以关断信号,输出 电压uo二Ud。当urVuc时, 给 V2 和 V3 以导通信号,给 V1和V4以关断信号,输出 电压 uo=-Ud。off1. 晶闸管触发电路应满足的条件:(1)触发脉冲的宽度应保证晶闸
10、管可靠导 通;(2)触发脉冲应有足够的幅度;(3)所 提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极的电 压、电流和功率额定,且在门极伏安特性的 可靠触发区域之内;(4)应有良好的抗干扰 性能、温度稳定性及主电路的电气隔离。2. 为什么要对电力电子主电路和控制电路 进行电气隔离?其基本方法有 哪些?一是安全,因为主回路和控制回路工 作电压等级不一样、电流大小也不一样,各 有各 的过流保护系统。强电进入弱电系统会对弱 电系统造成损坏;二是为了弱电系统的工作 稳定性,因为弱电系统尤其模拟量型号很容 易受到电磁干扰。 基本方法二种,电磁隔 离,光电隔离。3. 电力电子器件过电压的产生原因有哪 些?过电压分为外因过
11、电压和内因过电压 两类。外因过电压主要来自雷击和系统中的操 作过程等外部原因,包括操作过电压:由分闸、合闸等开关操作引起的过电 压。雷击过电压:由雷击引起的过电压。内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关过程,包括换相过电压:晶闸管或与全控型器件反并联的二极管 在换相结束后,反向电流急剧减小,会由线 路电感在器件两端感应出过电压。 关断 过电压:全控型器件在较高频率下工作,当 器件关断时,因正向电流的迅速降低而由线 路电感在器件两端感应出的过电压。4. 电力电子器件过电压和过电流保护各有 哪些主要方法? 过压的保护器件有:稳压二级管;压敏二级 管;双向触发二级管;过流的有:压敏电阻, 晶闸
12、管;继电器,还有一些是作电阻取样用 IC 作检测的保护等。5. 电力电子器件的驱动电路对整个电力电 子装置有哪些影响?电力电子器件的驱动电路是电力电子主电 路与控制电路之间的接口, 是电力电子装 置的重要环节,对整个装置的性能有很大的 影响。采用性能良好的驱动电路可使电力电 子器件工作在比较理想的开关状态,可缩短 开关时间,减少开关损耗 ,对装置的运行效 率、可靠性和安全性都有着重要意义。另外, 对电力电子器件或整个装置的一些保护措 施也往往就将近设在驱动电路中,或者通过 驱动电路来实现,这使得驱动电路的设计更 为重要。VT.VT.晶闸管电流有效别为:1. 电阻负载单相交流调压图为电阻负载单相
13、交流调压电路图及其波形。图中的晶闸管VT1和VT2也可以闸管代替。在交流电源ui的正半周和负半周,分别对vti和吩2的开通角a进行控制就可 以调节输出电压。正负半周a起始时刻(a =0)均为电压过零时刻,稳态时,正负半周的x 相等。可以看出,负载电压波形是电源电压波形的一部分,负载电流(也即电源电流)和负 载电压的波形相同,因此通过触发延迟角a的变化就可实现输出电压的控制。上述电路在触发延迟角为a时,负载电压有效值Uo、负载电流有效值Io、 值 IVT 和 电路 的功率 因 数入 分- (sill r)2 畑)=uj* 讪辽化 + 土纟KttU = -ono20 x 20050=80(V)*第
14、三章:1. 单相桥式全控整流电路,U2=100V,负载 中R=2Q , L值极大,当a =30。时,要求: 作出u、i、和i的波形;d d 2 求整流输出平均电压U、电流I,变压器dd二次电流有效值 I2; 考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和 额定电流。 输出平均电压U、电流I,变压器二次电dd流有效值I2分别为U = 0.9 U cos a = 0.9 X 100 X cos30 = d277.97(V)I =U /R=77.97/2 = 38.99 (A)ddI = I = 38.99( A)2d 晶闸管承受的最大反向电压为:;2 U =1002 =141.4 (V)2考虑安全裕量,晶闸
15、管的额定电压为:U =(23)X141.4=283424(V)N 具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。流过晶闸管的电流有效值为:I =I / V2 =27.57 (A)VT d晶闸管的额定电流为:I =(1.52)X27.57/ 1.57=2635(A)N 具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。2三相半波可控整流电路,U2=100V,带电 阻电感负载,R=5Q, L值极大,当=60。 时,要求:(1)画出 u 、 i 和 i 的波形; d dVT1(2) 计算 U、I、I 和 I。d d dTVT解:(1) u、 i 和 i 的波形如下图:d dVT1(2) U 、 I 、 I 和 I 分别如下d d dTVTU = 1.17U cos =1.17X 100Xcos60 = d258.5( V)I =U/ R=58.5/ 5=11.7(A) ddI = I / 3= 11.7/ 3= 3.9( A) dVT d_I =I /盹=6.755 (A)VT dAA- -j-*第五章