电力电子技术第五版 机械工业出版社
课题答案
第二章 电力电子器件
1 晶闸导通条件什？
答：晶闸导通条件：晶闸承受正阳极电压门极施加触发电流（脉）：uAK>0uGK>0
2 维持晶闸导通条件什？样晶闸导通变关断？
答：维持晶闸导通条件晶闸电流保持晶闸导通电流维持电流
晶闸导通变关断利外加电压外电路作流晶闸电流降接零某数值降维持电流便导通晶闸关断
3 图143中阴影部分晶闸处通态区间电流波形波形电流值均Im试计算波形电流均值Id1Id2Id3电流效值I1I2I3
图143 晶闸导电波形
解：a) Id1()02717 Im
I104767 Im
b) Id2 ()05434 Im
I2 06741I
c) Id3 Im
I3 Im
4 题中果考虑安全裕量问100A晶闸送出均电流Id1Id2Id3少？时相应电流值Im1Im2Im3少
解：额定电流I T(AV) 100A晶闸允许电流效值I 157A题计算结果知
a) Im132935 Id102717 Im18948
b) Im223290 Id205434 Im212656
c) Im32 I 314 Id3 Im3785
5 GTO普通晶闸PNPN结构什GTO够关断普通晶闸？
答：GTO普通晶闸PNPN结构P1N1P2N1P2N2构成两晶体V1V2分具基极电流增益普通晶闸分析+1器件界导通条件+＞1两等效晶体饱导通+＜1维持饱导通关断
GTO够行关断普通晶闸GTO普通晶闸设计工艺方面点：
1) GTO设计时较样晶体V2控制灵敏易GTO关断
2) GTO导通时+更接1普通晶闸+115GTO+105GTO饱程度深接界饱样门极控制关断提供利条件
3) 元集成结构GTO元阴极面积门极阴极间距离缩短P2极区谓横电阻门极抽出较电流成
6 防止电力MOSFET静电感应应起损坏？
答：电力MOSFET栅极绝缘层薄弱容易击穿损坏MOSFET输入电容低泄漏电容栅极开路时极易受静电干扰充超
20击穿电压防止MOSFET静电感应引起损坏应注意点：
① 般时三电极短接
② 装配时体工作台电烙铁必须接测试时仪器外壳必须接
③ 电路中栅源极间常联齐纳二极防止电压高
④ 漏源极间采取缓电路等措施吸收电压
7 IGBTGTRGTO电力MOSFET驱动电路什特点？
答：IGBT驱动电路特点：驱动电路具较输出电阻IGBT电压驱动型器件IGBT驱动采专混合集成驱动器
GTR驱动电路特点：驱动电路提供驱动电流足够陡前定样加速开通程减开通损耗关断时驱动电路提供幅值足够反基极驱动电流加反偏截止电压加速关断速度
GTO驱动电路特点：GTO求驱动电路提供驱动电流前应足够幅值陡度般需整导通期间施加正门极电流关断需施加负门极电流幅值陡度求更高驱动电路通常包括开通驱动电路关断驱动电路门极反偏电路三部分
电力MOSFET驱动电路特点：求驱动电路具较输入电阻驱动功率电路简单
8 全控型器件缓电路作什？试分析RCD缓电路中元件作
答：全控型器件缓电路作抑制器件电压dudt电流didt减器件开关损耗
RCD缓电路中元件作：开通时CsRs放电Rs起限制放电电流作关断时负载电流VDsCs分流dudt减抑制电压
9 试说明IGBTGTRGTO电力MOSFET优缺点
解：IGBTGTRGTO电力MOSFET优缺点较表：
器 件
优 点
缺 点
IGBT
开关速度高开关损耗具耐脉电流击力通态压降较低输入阻抗高电压驱动驱动功率
开关速度低电力MOSFET电压电流容量GTO
GTR
耐压高电流开关特性通流力强饱压降低
开关速度低电流驱动需驱动功率驱动电路复杂存二次击穿问题
GTO
电压电流容量适功率场合具电导调制效应通流力强
电流关断增益关断时门极负脉电流开关速度低驱动功率驱动电路复杂开关频率低
电 力
MOSFET
开关速度快输入阻抗高热稳定性需驱动功率驱动电路简单工作频率高存二次击穿问题
电流容量耐压低般适功率超10kW电力电子装置
第3章 整流电路
1 单相半波控整流电路电感负载供电L＝20mHU2＝100V求α＝0°60°时负载电流Id画出udid波形
解：α＝0°时电源电压u2正半周期晶闸导通时负载电感L储晶闸开始导通时刻负载电流零电源电压u2负半周期负载电感L释放量晶闸继续导通电源电压u2周期里方程均成立：
考虑初始条件：wt＝0时id＝0解方程：
2251(A)
udid波形图：
α＝60°时u2正半周期60°~180°期间晶闸导通电感L储电感L储藏量u2负半周期180°~300°期间释放u2周期中60°~300°期间微分方程成立：
考虑初始条件：wt＝60°时id＝0解方程：
均值
1125(A)
时udid波形图：
2．图29具变压器中心抽头单相全波控整流电路问该变压器直流磁化问题？试说明：①晶闸承受反电压2②负载电阻电感时输出电压电流波形单相全控桥时相
答：具变压器中心抽头单相全波控整流电路该变压器没直流磁化问题
单相全波控整流电路变压器二次测绕组中正负半周绕组电流方相反波形称周期均电流零会直流磁化问题
分析晶闸承受反电压输出电压电流波形情况
① 晶闸VT2例VT1导通时晶闸VT2通VT12变压器二次绕组联VT2承受电压2
② 单相全波整流电路单相全控桥式整流电路触发角a 相时电阻负载：（0~α）期间晶闸导通输出电压0（α~π）期间单相全波电路中VT1导通单相全控桥电路中VT1VT4导通输出电压均电源电压u2相等(π~π＋α)期间均晶闸导通输出电压0(π＋α ~ 2π)期间单相全波电路中VT2导通单相全控桥电路中VT2VT3导通输出电压等 u2
电感负载：（α ~ π＋α）期间单相全波电路中VT1导通单相全控桥电路中VT1VT4导通输出电压均电源电压u2相等（π＋α ~ 2π＋α）期间单相全波电路中VT2导通单相全控桥电路中VT2VT3导通输出波形等 u2
见两者输出电压相加样负载时输出电流相
3．单相桥式全控整流电路U2＝100V负载中R＝2ΩL值极α＝30°时求：①作出udidi2波形
②求整流输出均电压Ud电流Id变压器二次电流效值I2
③考虑安全裕量确定晶闸额定电压额定电流
解：①udidi2波形图：
②输出均电压Ud电流Id变压器二次电流效值I2分
Ud＝09 U2 cosα＝09×100×cos30°＝7797（V）
Id＝Ud R＝77972＝3899（A）
I2＝Id ＝3899（A）
③晶闸承受反电压：
U2＝100＝1414（V）
考虑安全裕量晶闸额定电压：
UN＝（2~3）×1414＝283~424（V）
具体数值晶闸产品系列参数选取
流晶闸电流效值：
IVT＝Id∕＝2757（A）
晶闸额定电流：
IN＝（15~2）×2757∕157＝26~35（A）
具体数值晶闸产品系列参数选取
4．单相桥式半控整流电路电阻性负载画出整流二极周承受电压波形
解：注意二极特点：承受电压正导通二极承受电压会出现正部分电路中器件均导通阶段交流电源电压晶闸衡
整流二极周承受电压波形：
5．单相桥式全控整流电路U2100V负载中R2ΩL值极反电势E60Va30°时求：
① 作出udidi2波形
② 求整流输出均电压Ud电流Id变压器二次侧电流效值I2
③ 考虑安全裕量确定晶闸额定电压额定电流
解：①udidi2波形图：
②整流输出均电压Ud电流Id变压器二次侧电流效值I2分
Ud＝09 U2 cosα＝09×100×cos30°＝7797(A)
Id ＝(Ud－E)R＝(7797－60)2＝9(A)
I2＝Id ＝9(A)
③晶闸承受反电压：
U2＝100＝1414（V）
流晶闸电流效值：
IVT＝Id ∕＝636（A）
晶闸额定电压：
UN＝(2~3)×1414＝283~424（V）
晶闸额定电流：
IN＝(15~2)×636∕157＝6~8（A）
晶闸额定电压电流具体数值晶闸产品系列参数选取
6 晶闸串联单相半控桥（桥中VT1VT2晶闸）电路图211示U2100V电阻电感负载R2ΩL值a60°时求流器件电流效值作出udidiVTiD波形
解：udidiVTiD波形图：
负载电压均值：
＝675（V）
负载电流均值：
Id＝Ud∕R＝6752∕2＝3375（A）
流晶闸VT1VT2电流效值：
IVT＝Id＝1949（A）
流二极VD3VD4电流效值：
IVD＝Id＝2756（A）
7 三相半波整流电路中果a相触发脉消失试绘出电阻性负载电感性负载整流电压ud波形
解：假设负载电阻时ud波形：
负载电感时ud波形：
8．三相半波整流电路整流变压器二次绕组分两段成曲折接法段电动势相分段布置矢量图260示时线圈绕组增加铜料约增加10问变压器铁心否直流磁化什？
图260 变压器二次绕组曲折接法矢量图
答：变压器铁心会直流磁化原：
变压器二次绕组周期：a1c2应晶闸导通时a1电流流c2电流流c1b2应晶闸导通时c1电流流b2电流流b1a2应晶闸导通时b1电流流a2电流流变压器次绕组言周期中两段时间（120°）电流流流电流相等方相反周期流电流均值零变压器铁心会直流磁化
9．三相半波整流电路阴极接法阳极接法ab两相然换相点点？果相位差少度？
答：三相半波整流电路阴极接法阳极接法ab两相间换相然换相点点相位相差180°
10．两组三相半波控整流电路组阴极接法组阳极接法果触发角a末阴极组触发脉阳极组触发脉相说例a相相位差少度？
答：相差180°
11．三相半波控整流电路U2100V带电阻电感负载R5ΩL值极a60°时求：
① 画出udidiVT1波形
② 计算UdIdIdTIVT
解：①udidiVT1波形图：
②UdIdIdTIVT分
Ud＝117U2cosa＝117×100×cos60°＝585（V）
Id＝Ud∕R＝585∕5＝117（A）
IdVT＝Id∕3＝117∕3＝39（A）
IVT＝Id∕＝6755（A）
12．三相桥式全控整流电路中电阻负载果晶闸导通时整流电压ud波形？果晶闸击穿短路晶闸受什影响？
答：假设VT1导通整流电压ud波形：
假设VT1击穿短路晶闸VT3VT5导通时发生电源相间短路VT3VT5分击穿
13．三相桥式全控整流电路U2100V带电阻电感负载R5ΩL值极a60°时求：
① 画出udidiVT1波形
② 计算UdIdIdTIVT
解：①udidiVT1波形：
②UdIdIdTIVT分
Ud＝234U2cosa＝234×100×cos60°＝117（V）
Id＝Ud∕R＝117∕5＝234（A）
IDVT＝Id∕3＝234∕3＝78（A）
IVT＝Id∕＝234∕＝1351（A）
14．单相全控桥反电动势阻感负载R1ΩL∞E40VU2100VLB05mHa60°时求UdIdg 数值画出整流电压ud波形
解：考虑LB时：
Ud＝09U2cosα－ΔUd
ΔUd＝2XBId∕π
Id＝（Ud－E）∕R
解方程组：
Ud＝（πR 09U2cosα＋2XBE）∕（πR＋2XB）＝4455（V）
ΔUd＝0455（V）
Id＝455（A）
∵
－＝∕U2
出
04798
换流重叠角
g ＝ 6133° 60°133°
作出整流电压Ud波形：
15．三相半波控整流电路反电动势阻感负载U2100VR1ΩL∞LB1mH求a30°时E50V时UdIdg 值作出udiVT1iVT2波形
解：考虑LB时：
Ud＝117U2cosα－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕2π
Id＝（Ud－E）∕R
解方程组：
Ud＝（πR 117U2cosα＋3XBE）∕（2πR＋3XB）＝9463（V）
ΔUd＝67（V）
Id＝4463（A）
∵
－＝2∕U2
出
0752
换流重叠角
g ＝ 4128° 30°1128°
udiVT1iVT2波形：
16．三相桥式控整流电路阻感负载R5ΩL∞U2220VXB03Ω求UdIdIVDI2g 值作出udiVDi2波形
解：三相桥式控整流电路相三相桥式控整流电路α＝0°时情况
Ud＝234U2cosα－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕π
Id＝Ud∕R
解方程组：
Ud＝234U2cosα∕（1＋3XBπR）＝4869（V）
Id＝9738（A）
∵
－＝2∕U2
出
0892
换流重叠角
g ＝2693°
二极电流变压器二次测电流效值分
IVD＝Id∕3＝9738∕3＝3246（A）
I2a＝ Id＝7951（A）
udiVD1i2a波形：
17．三相全控桥反电动势阻感负载E200VR1ΩL∞U2220Va60°①LB0②LB1mH情况分求UdId值者应求g 分作出udiT波形
解：①LB＝0时：
Ud＝234U2cosα＝234×220×cos60°＝2574（V）
Id＝（Ud－E）∕R＝（2574－200）∕1＝574（A）
②LB＝1mH时
Ud＝234U2cosα－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕π
Id＝（Ud－E）∕R
解方程组：
Ud＝（234πU2R cosα＋3XBE）∕（πR＋3XB）＝24415（V）
Id＝4415（A）
ΔUd＝1325（V）
∵－＝2XBId∕U2
＝04485
γ＝6335°－60°＝335°
udIVT1IVT2波形：
18．单相桥式全控整流电路整流输出电压中含次数谐波？中幅值次？变压器二次侧电流中含次数谐波？中次？
答：单相桥式全控整流电路整流输出电压中含2k（k123…）次谐波中幅值2次谐波变压器二次侧电流中含2k＋1（k＝123……）次奇次谐波中3次5次谐波
19．三相桥式全控整流电路整流输出电压中含次数谐波？中幅值次？变压器二次侧电流中含次数谐波？中次？
答：三相桥式全控整流电路整流输出电压中含6k（k＝123……）次谐波中幅值6次谐波变压器二次侧电流中含6k±1(k123……)次谐波中57次谐波
20．试计算第3题中i2357次谐波分量效值I23I25I27
解：第3题中已知电路单相全控桥输出电流均值
Id＝3899（A）
：
I23＝2Id∕3π＝2×3899∕3π＝117（A）
I25＝2Id∕5π＝2×3899∕5π＝702（A）
I27＝2Id∕7π＝2×3899∕7π＝501（A）
21．试计算第13题中i257次谐波分量效值I25I27
解：第13题中电路三相桥式全控整流电路已知
Id＝234（A）
计算出5次7次谐波分量效值：
I25＝Id∕5π＝×234∕5π＝365（A）
I27＝Id∕7π＝×234∕7π＝261（A）
22． 试分计算第3题第13题电路输入功率数
解：①第3题中基波电流效值：
I1＝2Id∕π＝2×3899∕π＝351（A）
基波数
n＝I1∕I＝I1∕Id＝351∕3899＝09
电路输入功率数：
l＝n ＝09 cos30°＝078
②第13题中基波电流效值：
I1＝Id∕π＝×2339∕π＝18243（A）
基波数
n＝I1∕I＝I1∕Id＝0955
电路输入功率数：
l＝n ＝0955 cos60°＝048
23．带衡电抗器双反星形控整流电路三相桥式全控整流电路相异？
答：带衡电抗器双反星形控整流电路三相桥式全控整流电路相异点：
①三相桥式电路两组三相半波电路串联双反星形电路两组三相半波电路联者需衡电抗器
②变压器二次电压效值U2相等时双反星形电路整流电压均值
Ud三相桥式电路12整流电流均值Id三相桥式电路2倍
③两种电路中晶闸导通触发脉分配关系样整流电压ud整流电流id波形形状样
24．整流电路重化目什？
答：整流电路重化目包括两方面装置总体功率容量二够减少整流装置产生谐波功功率电网干扰
25．12脉波24脉波整流电路整流输出电压交流输入电流中含次数谐波？
答：12脉波电路整流电路交流输入电流中含11次13次23次25次等12k±1（k123···）次谐波整流输出电压中含1224等12k（k123···）次谐波
24脉波整流电路交流输入电流中含23次25次47次49次等24k±1（k123···）次谐波整流输出电压中含2448等24k（k123···）次谐波
26．变流器工作源逆变状态条件什？
答：条件二：
①直流侧电动势极性须晶闸导通方致值应变流电路直流侧均电压
②求晶闸控制角α>π2Ud负值
27．三相全控桥变流器反电动势阻感负载R1ΩL∞U2220VLB1mHEM400Vb60°时求UdIdg 值时送回电网功功率少？
解：题意列出3等式：
Ud＝234U2cos(πβ)－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕π
Id＝（Ud－EM）∕R
三式联立求解
Ud＝[234πU2R cos(πβ)＋3XBEM]∕(πR＋3XB)＝－2903（V）
Id＝1097（A）
式计算换流重叠角：
－＝2XBId∕U2＝01279
＝06279
γ＝12890°－120°＝890°
送回电网功功率
P400×109710972×1097×13185(W)
28．单相全控桥反电动势阻感负载R1ΩL∞U2100VL05mHEM99Vb60°时求UdIdg 值
解：题意列出3等式：
Ud＝09U2cos(πβ)－ΔUd
ΔUd＝2XBId∕π
Id＝（Ud－EM）∕R
三式联立求解
Ud＝[πR 09U2cos(πβ)＋2XBEM]∕（πR＋2XB）＝－4991（V）
Id＝4909（A）
∵
－＝∕U202181
出
07181
换流重叠角
g ＝1359° 120°159°
29．什逆变失败？防止逆变失败？
答：逆变运行时旦发生换流失败外接直流电源会通晶闸电路形成短路者变流器输出均电压直流电动势变串联逆变电路阻形成短路电流称逆变失败逆变颠覆
防止逆变失败方法：采精确触发电路性良晶闸保证交流电源质量留出充足换裕量角β等
30．单相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路中负载分电阻负载电感负载时求晶闸移相范围分少？
答：单相桥式全控整流电路负载电阻负载时求晶闸移相范围0 ~ 180°负载电感负载时求晶闸移相范围0 ~ 90°
三相桥式全控整流电路负载电阻负载时求晶闸移相范围0 ~ 120°负载电感负载时求晶闸移相范围0 ~ 90°
31．三相全控桥电动机负载求逆整流变压器接法Dy5采NPN锯齿波触发器附滞30°RC滤波器决定晶闸步电压步变压器联结形式
解：整流变压器接法图示
a相例ua120°应α90°时Ud0处整流逆变界点该点锯齿波中点重合应步信号300°步信号滞ua 180°RC滤波已步信号滞30°步信号滞150°
满足述关系步电压相量图步变压器联结形式两幅图示
晶闸步电压选取表：
晶闸
VT1
VT2
VT3
VT4
VT5
VT6
步电压
usb
usa
usc
usb
usa
usc
第4章 逆变电路
1．源逆变电路源逆变电路？
答：两种电路：
源逆变电路交流侧接电网交流侧接电源源逆变电路交流侧直接负载联接
2．换流方式种？什特点？
答：换流方式4种：
器件换流：利全控器件关断力进行换流全控型器件采换流方式
电网换流：电网提供换流电压负电网电压加欲换流器件
负载换流：负载提供换流电压负载电容性负载负载电流超前负载电压时实现负载换流
强迫换流：设置附加换流电路欲关断晶闸强迫施加反电压换流称强迫换流通常利附加电容量实现称电容换流
晶闸电路采器件换流根电路形式采电网换流负载换流强迫换流3种方式
3．什电压型逆变电路？什电流型逆变电路？二者什特点
答：逆变电路直流测电源性质分类直流侧电压源逆变电路称电压型逆变电路直流侧电流源逆变电路称电流型逆变电路
电压型逆变电路特点：
①直流侧电压源联电容相电压源直流侧电压基脉动直流回路呈现低阻抗
②直流电压源钳位作交流侧输出电压波形矩形波负载阻抗角关交流侧输出电流波形相位负载阻抗情况
③交流侧阻感负载时需提供功功率直流侧电容起缓功量作交流侧直流侧反馈功量提供通道逆变桥臂联反馈二极
电流型逆变电路特点：
①直流侧串联电感相电流源直流侧电流基脉动直流回路呈现高阻抗
②电路中开关器件作仅改变直流电流流通路径交流侧输出电流矩形波负载阻抗角关交流侧输出电压波形相位负载阻抗情况
③交流侧阻感负载时需提供功功率直流侧电感起缓功量作反馈功量时直流电流反必电压型逆变电路样开关器件反联二极
4．电压型逆变电路中反馈二极作什？什电流型逆变电路中没反馈二极？
答：电压型逆变电路中交流侧阻感负载时需提供功功率直流侧电容起缓功量作交流侧直流侧反馈功量提供通道逆变桥臂联反馈二极输出交流电压电流极性相时电流电路中控开关器件流通输出电压电流极性相反时反馈二极提供电流通道
电流型逆变电路中直流电流极性定功量直流侧电感缓需交流侧直流侧反馈功量时电流反然电路中控开关器件流通需联反馈二极
5 三相桥式电压型逆变电路180°导电方式Ud100V试求输出相电压基波幅值UUN1m效值UUN1输出线电压基波幅值UUV1m效值UUV1输出线电压中5次谐波效值UUV5
解：输出相电压基波幅值
637(V)
输出相电压基波效值：
45(V)
输出线电压基波幅值
110(V)
输出线电压基波效值
78(V)
输出线电压中五次谐波表达式：
效值：
1559(V)
6．联谐振式逆变电路利负载电压进行换相保证换相应满足什条件？
答：假设t时刻触发VT2VT3导通负载电压uo通VT2VT3施加VT1VT4承受反电压关断电流VT1VT4VT2VT3转移触发VT2VT3时刻t必须uo零前留足够裕量换流利完成
7．串联二极式电流型逆变电路中二极作什？试分析换流程
答：二极作换流电容器充电提供通道换流电容电压够保持晶闸换流做准备二换流电容电压够施加换流程中刚刚关断晶闸晶闸关断够承受定时间反电压确保晶闸关断确保晶闸换流成功
VT1VT3间换流例串联二极式电流型逆变电路换流程简述：
VT3施加触发脉换流电容C13电压作VT3导通VT1施反电压关断直流电流IdVT1换VT3C13通VD1U相负载W相负载VD2VT2直流电源VT3放电图516b示放电电流恒Id称恒流放电阶段C13电压uC13降零前VT1直承受反压反压时间晶闸关断时间tq保证关断
uC13降零U相负载电感作开始C13反充电忽略负载中电阻压降uC130时刻二极VD3受正偏置导通开始流电流两二极时导通进入二极换流阶段图516c示着C13充电电压断增高充电电流逐渐减某时刻充电电流减零VD1承受反压关断二极换流阶段结束
进入VT2VT3稳定导通阶段电流路径图516d示
8．逆变电路重化目什？实现？串联重联重逆变电路什场合？
答：逆变电路重化目总体装置功率等级提高二改善输出电压波形电压型逆变电路输出矩形电压波电流型逆变电路输出矩形电流波含较谐波负载利影响采重逆变电路矩形波组合起获接正弦波波形
逆变电路重化干逆变电路输出定相位差组合起含某谐波分量相互抵消较接正弦波波形组合方式串联重联重两种方式串联重逆变电路输出串联起联重逆变电路输出联起
串联重逆变电路电压型逆变电路重化
联重逆变电路电流型逆变电路重化
第5章 直流直流变流电路
1．简述图51a示降压斩波电路工作原理
答：降压斩波器原理：控制周期中V导通段时间ton电源ELRM供电期间uo＝E然V关断段时间toff时电感L通二极VDRM供电uo＝0周期均电压Uo＝输出电压电源电压起降压作
2．图51a示降压斩波电路中已知E200VR10ΩL值极EM30VT50μston20μs计算输出电压均值Uo输出电流均值
Io
解：L值极负载电流连续输出电压均值
Uo80(V)
输出电流均值
Io 5(A)
3．图51a示降压斩波电路中E100V L1mHR05ΩEM10V采脉宽调制控制方式T20μston5μs时计算输出电压均值Uo输出电流均值Io计算输出电流值瞬时值判断负载电流否连续ton3μs时重新进行述计算
解：题目已知条件：
m01
τ0002
ton5μs时
ρ001
ar00025
0249>m
输出电流连续
时输出均电压
Uo 25(V)
输出均电流
Io 30(A)
输出电流值瞬时值分
Imax3019(A)
Imin2981(A)
ton3μs时采样方法出：
αρ00015
0149>m
输出电流然连续
时输出电压电流均值输出电流瞬时值分：
Uo 15(V)
Io 10(A)
Imax1013(A)
Imin9873(A)
4．简述图52a示升压斩波电路基工作原理
答：假设电路中电感L值电容C值V处通态时电源E电感L充电充电电流基恒定I1时电容C电压负载R供电C值基保持输出电压恒值Uo设V处通态时间ton阶段电感L积蓄量V处断态时EL电容C充电负载R提供量设V处断态时间toff期间电感L释放量电路工作稳态时周期T中电感L积蓄量释放量相等：
化简：
式中输出电压高电源电压称该电路升压斩波电路
5．图52a示升压斩波电路中已知E50VL值C值极R20Ω采脉宽调制控制方式T40μston25μs时计算输出电压均值Uo输出电流均值Io
解：输出电压均值：
Uo 1333(V)
输出电流均值：
Io 6667(A)
6．试分简述升降压斩波电路Cuk斩波电路基原理较异点
答：升降压斩波电路基原理：控开关V处通态时电源EV电感L供电贮存量时电流i1方图34中示时电容C维持输出电压基恒定负载R供电V关断电感L中贮存量负载释放电流i2方图34示见负载电压极性负正电源电压极性相反
稳态时周期T电感L两端电压uL时间积分零
V处通态期间uL EV处断态期间uL uo：
输出电压：
改变导通a输出电压电源电压高电源电压低0Cuk斩波电路基原理：V处通态时E—L1—V回路R—L2—C—V回路分流电流V处断态时E—L1—C—VD回路R—L2—VD回路分流电流输出电压极性电源电压极性相反该电路等效电路图
55b示相开关SAB两点间交切换
假设电容C电容电压uC脉动足够时开关S合B点时B点电压uB0A点电压uA uC相反S合A点时uB uCuA0B点电压uB均值（UC电容电压uC均值）电感L1电压均值零方面A点电压均值L2电压均值零图55b中输出电压Uo极性出输出电压Uo电源电压E关系：
两电路实现功致均方便实现升降压斩波升降压斩波电路相Cuk斩波电路明显优点输入电源电流输出负载电流连续脉动利输入输出进行滤波
7．试绘制Speic斩波电路Zeta斩波电路原理图推导输入输出关系
解：Sepic电路原理图：
Sepic斩波电路
V导通ton期间
uL1E
uL2 uC1
V关断toff期间
uL1＝EuouC1
uL2 uo
电路工作稳态时电感L1L2电压均值均零面式子成立
E ton + (EuouC1) toff 0
uC1 tonuo toff0
两式出
Uo
Zeta电路原理图：
V导通ton期间
uL1 E
uL2 E uC1uo
V关断toff期间
uL1＝ uC1
uL2 uo
电路工作稳态时电感L1L2电压均值均零面式子成立
E ton + uC1 toff 0
(EuouC1) tonuo toff0
两式出
Uo
8．分析图37a示电流逆斩波电路结合图37b波形绘制出阶段电流流通路径标明电流方
解：电流逆斩波电路中V1VD1构成降压斩波电路电源直流电动机供电电动机电动运行工作第1象限V2VD2构成升压斩波电路直流电动机动转变电反馈电源电动机作生制动运行工作第2象限
图37b中阶段器件导通情况电流路径等：
V1导通电源负载供电：
V1关断VD1续流：
V2导通L蓄：
V2关断VD2导通电源回馈量
9．图38示桥式逆斩波电路需电动机工作反转电动状态试分析时电路工作情况绘制相应电流流通路径图时标明电流流
解：需电动机工作反转电动状态时V3VD3构成降压斩波电路工作时需V2保持导通V3VD3构成降压斩波电路相配合
V3导通时电源M供电反转电动电流路径图：
V3关断时负载通VD3续流电流路径图：
10．相重斩波电路优点？
答：相重斩波电路电源负载间接入结构相基斩波电路输入电源电流输出负载电流脉动次数增加脉动幅度减输入输出电流滤波更容易滤波电感减
外相重斩波电路具备功斩波单元间互备总体性提高
第6章 交流交流变流电路
1 调光台灯单相交流调压电路供电设该台灯作电阻负载α0时输出功率值试求功率输出功率8050时开通角α
解：α0时输出电压
时负载电流
输出功率
输出功率输出功率80时：
时
解
α6054°
理输出功率输出功率50时：
α90°
2．单相交流调压器电源工频220V阻感串联作负载中R05ΩL2mH试求：①开通角α变化范围②负载电流效值③输出功率时电源侧功率数④α时晶闸电流效值晶闸导通角电源侧功率数
解：①负载阻抗角：
φarctan（）arctan（）0898645149°
开通角α变化范围：
φα<π
089864α<π
③αφ时输出电压负载电流时输出功率
Pomax37532(KW)
功率数
实际时功率数负载阻抗角余弦
cosj06227
④α时先计算晶闸导通角式（47）
sin(+θ089864)sin(089864)
解式晶闸导通角：
θ23751361°
图43估计出q 值
时晶闸电流效值
×1232(A)
电源侧功率数
中：
1742(A)
出
3．交流调压电路交流调功电路什区？二者运什样负载？什？
答：交流调压电路交流调功电路电路形式完全相二者区控制方式
交流调压电路交流电源周期输出电压波形进行控制交流调功电路负载交流电源接通周波断开周波通改变接通周波数断开周波数值调节负载消耗均功率
交流调压电路广泛灯光控制（调光台灯舞台灯光控制）异步电动机软起动异步电动机调速供电系统中常功功率连续调节外高电压电流低电压电流直流电源中常采交流调压电路调节变压器次电压采晶闸相控整流电路高电压电流控直流电源需晶闸串联样低电压电流直流电源需晶闸联十分合理采交流调压电路变压器次侧调压电压电流值太太变压器二次侧二极整流样电路体积成低易设计制造
交流调功电路常电炉温度样时间常数控制象控制象时间常数没必交流电源周期进行频繁控制
4．什TCR什TSC？基原理什？特点？
答：TCR晶闸控制电抗器TSC晶闸投切电容器
二者基原理：
TCR利电抗器吸收电网中功功率（提供感性功功率）通晶闸开通角a角控制连续调节流电抗器电流调节TCR电网中吸收功功率
TSC利晶闸控制补偿功功率电容器投入切电网提供功功率（提供容性功功率）
二者特点：
TCR提供感性功功率功功率连续实际应中配固定电容器（FC）容性感性范围连续调节功功率
TSC提供容性功功率符合数功功率补偿需提供功功率连续调节实中分组合理达较理想动态补偿效果
5．单相交交变频电路直流电动机传动反联控整流电路什？
答：单相交交变频电路直流电动机传动反联控整流电路电路组成相均两组反联控整流电路组成两者功工作方式
单相交交变频电路交流电变成频率交流电通常交流电动机传动两组控整流电路输出交流电压周期里交工作半周期输出交流电
直流电动机传动反联控整流电路交流电变直流电两组控整流电路中组工作没交交变频电路样固定交关系电动机工作状态需决定
6．交交变频电路高输出频率少？制约输出频率提高素什？
答：般讲构成交交变频电路两组变流电路脉波数越高输出频率越高交交变频电路中采常6脉波三相桥式整流电路时高输出频率应高电网频率13~12电网频率50Hz时交交变频电路输出限频率20Hz左右
输出频率增高时输出电压周期包含电网电压段数减少波形畸变严重电压波形畸变引起电流波形畸变电动机转矩脉动限制输出频率提高素
7．交交变频电路特点足什？途什？
答：交交变频电路特点：
次变流效率较高方便实现四象限工作低频输出时特性接正弦波
交交变频电路足：
接线复杂采三相桥式电路三相交交变频器少36晶闸受电网频率变流电路脉波数限制输出频率较低输出功率数较低输入电流谐波含量频谱复杂
途：500千瓦1000千瓦功率低转速交流调速电路轧机传动装置鼓风机球磨机等场合
8 三相交交变频电路两种接线方式？什区？
答：三相交交变频电路公交流母线进线方式输出星形联结方式两种接线方式
两种方式区：
公交流母线进线方式中电源进线端公三组单相交交变频电路输出端必须隔离交流电动机三绕组必须拆开引出六根线
输出星形联结方式中电动机中性点变频器中性点接起电动机引三根线三组单相交交变频器输出联起电源进线必须隔离三组单相交交变频器分三变压器供电
9 三相交交变频电路中采梯形波输出控制处什？什？
答：三相交交变频电路中采梯形波控制处改善输入功率数
梯形波谐波成分三次谐波线电压中三次谐波相互抵消结果线电压正弦波种控制方式中桥式电路够较长时间工作高输出电压区域（应梯形波顶区）
a角较输入功率数提高15左右
10．试述矩阵式变频电路基原理优缺点什说种电路较发展前景？
答：矩阵式变频电路基原理：
输入单相三相交流电压进行斩波控制输出成正弦交流输出
矩阵式变频电路优点：输出电压正弦波输出频率受电网频率限制输入电流控制正弦波电压相功率数1控制需功率数量双流动适交流电动机四象限运行通中间直流环节直接实现变频效率较高
矩阵式交交变频电路缺点：开关器件18电路结构较复杂成较高控制方法算成熟输出输入电压0866交流电机调速时输出电压偏低
矩阵式变频电路十分良电气性输出电压输入电流均正弦波输入功率数1量双流动实现四象限运行次目前广泛应交直交变频电路相然6开关器件省直流侧电容体积减少容易实现集成化功率模块化着前器件制造技术飞速进步计算机技术日新月异矩阵式变频电路发展前景
第7章 PWM控制技术
1．试说明PWM控制基原理
答：PWM控制脉宽度进行调制技术通系列脉宽度进行调制等效获需波形（含形状幅值）
采样控制理中条重结：量相等形状窄脉加具惯性环节时效果基相量窄脉面积效果基相指环节输出响应波形基相述原理称面积等效原理
正弦PWM控制例正弦半波分成N等份成N彼相连脉列组成波形脉宽度相等等πN幅值等脉顶部水直线曲线脉幅值正弦规律变化果述脉列利相数量等幅等宽矩形脉代矩形脉中点相应正弦波部分中点重合矩形脉相应正弦波部分面积（量）相等PWM波形PWM脉幅值相等宽度正弦规律变化根面积等效原理PWM波形正弦半波等效正弦波负半周样方法PWM波形见PWM波形期正弦波等效
2．设图63中半周期脉数5脉幅值相应正弦波幅值两倍试面积等效原理计算脉宽度
解：脉宽度di（i1 2 3 4 5）表示根面积等效原理
d1 009549(rad)03040(ms)
d2 02500(rad)07958(ms)
d3 03090(rad)09836(ms)
d4 d2 02500(rad)07958(ms)
d5 d1 00955(rad)03040(ms)
3 单极性双极性PWM调制什区？三相桥式PWM型逆变电路中输出相电压（输出端相直流电源中点电压）线电压SPWM波形种电？
答：三角波载波信号波正半周期负半周期里单极性PWM波形半周期中单极性范围变化称单极性
PWM控制方式
三角波载波始终正负双极性PWM波形半周期中正负称双极性PWM控制方式
三相桥式PWM型逆变电路中输出相电压两种电：05Ud05 Ud输出线电压三种电Ud0 Ud
4．特定谐波消法基原理什？设半信号波周期10开关时刻（含0p 时刻）控制消谐波种？
答：首先量波形具称性消偶次谐波应波形正负两半周期称消谐波中余弦项波形正半周期前14周期p 2轴线称
考虑述称性半周期5开关时刻控制利中1度控制基波剩余4度消4种频率谐波
5．什异步调制？什步调制？两者特点？分段步调制什优点？
答：载波信号调制信号保持步调制方式称异步调制异步调制方式中通常保持载波频率fc 固定变信号波频率fr变化时载波N变化
异步调制特点：
信号波半周期PWM波脉数固定相位固定正负半周期脉称半周期前14周期脉称
样信号波频率较低时载波N较周期脉数较正负半周期脉称半周期前14周期脉称产生利影响较PWM波形接正弦波
信号波频率增高时载波N减周期脉数减少PWM脉称影响变时信号波微变化会产生PWM脉跳动输出PWM波正弦波差异变三相PWM型逆变电路说三相输出称性变差
载波N等常数变频时载波信号波保持步方式称步调制
步调制特点：
步调制方式中信号波频率变化时载波N变信号波周期输出脉数固定脉相位固定
逆变电路输出频率低时步调制时载波频率fc低fc低时调制带谐波易滤负载电动机时会带较转矩脉动噪声
逆变电路输出频率高时步调制时载波频率fc会高开关器件难承受
外步调制方式异步调制方式复杂
分段步调制逆变电路输出频率划分干段频段载波定频段采载波优点高频段采较低载波载波频率致高限制功率器件允许范围低频段采较高载波载波频率致低负载产生利影响
6．什SPWM 波形规化采样法？然采样法规采样法什优点？
答：规采样法种采微机实现时实PWM波形生成方法规采样法然采样法基础出规采样法基思路：取三角波载波两正峰值间采样周期PWM脉中点三角波周期中点（负峰点）重合三角波负峰时刻正弦信号波采样正弦波值幅值该正弦波值相等条水直线似代正弦信号波该直线三角波载波交点代正弦波载波交点出控制功率开关器件通断时刻
起然采样法规采样法计算非常简单计算量减少效果接然采样法SPWM波形然接正弦波克服然采样法难实时控制中线计算工程中实际应缺点
7．单相三相SPWM波形中含谐波频率少？
答：单相SPWM波形中含谐波频率：
式中n135…时k024 …n246…时k135 …
述谐波中幅值高影响角频率wc谐波分量
三相SPWM波形中含谐波频率：
式中 n135…时k3(2m1)±1m12…
n246…时
述谐波中幅值较高wc±2w r2w c±w r
8．提高PWM逆变电路直流电压利率？
答：采梯形波控制方式梯形波作调制信号效提高直流电压利率
三相PWM逆变电路采线电压控制方式相电压调制信号中叠加3倍数次谐波直流分量等样效提高直流电压利率
9．什电流踪型PWM变流电路？采滞环较方式电流踪型变流器特点？
答：电流踪型PWM变流电路变流电路采电流踪控制信号波载波进行调制希输出电流作指令信号实际电流作反馈信号通二者瞬时值较决定逆变电路功率器件通断实际输出踪电流变化
采滞环较方式电流踪型变流器特点：
①硬件电路简单
②属实时控制方式电流响应快
③载波输出电压波形中含特定频率谐波分量
④计算法调制法相相开关频率时输出电流中高次谐波含量较
⑤采闭环控制
10．什PWM整流电路？相控整流电路工作原理性？
答：PWM 整流电路采PWM控制整流电路通PWM整流电路适控制输入电流十分接正弦波输入电压相位功率数接1
相控整流电路晶闸开通起始角进行控制属相控方式交流输入电流中含较谐波分量交流输入电流相位滞电压总功率数低
PWM整流电路采SPWM控制技术斩控方式基工作方式整流时输入电流电压相位功率数似1
PWM整流电路实现量正反两方流动运行整流状态交流侧直流侧输送量运行逆变状态直流侧交流侧输送量两种方式单位功率数运行
外交流电流超前电压90°交流电源送出功功率成静止功功率发生器电流电压超前滞角度j
11．PWM整流电路中什间接电流控制？什直接电流控制？
答：PWM整流电路中间接电流控制电源电压电源阻抗电压PWM整流器输入端电压相量关系进行控制输入电流获预期幅值相位需引入交流电流反馈称间接电流控制
直接电流控制中首先求交流输入电流指令值引入交流电流反馈较进行踪控制输入电流踪指令值变化引入交流电流反馈称直接电流控制
第8章 软开关技术
1．高频化意义什？什提高开关频率减滤波器体积重量？什提高关频率减变压器体积重量？
答：高频化减滤波器参数变压器型化效降低装置体积重量装置型化轻量化高频化意义提高开关频率周期变短滤开关频率中谐波电感电容参数变减轻滤波器体积重量变压器说输入电压正弦波时U444fNBS频率f提高时减NS参数值减变压器体积重量
2．软开关电路分类？典型拓扑分什样子？什特点？
答：根电路中开关元件开通关断时电压电流状态软开关电路分零电压电路零电流电路两类根软开关技术发展历程软开关电路分准谐振电路零开关PWM电路零转换PWM电路
准谐振电路：准谐振电路中电压电流波形正弦波电路结构较简单谐振电压谐振电流器件求高采脉频率调制控制方式
零电压开关准谐振电路基开关单元 零电流开关准谐振电路基开关单元
零开关PWM电路：类电路中引入辅助开关控制谐振开始时刻谐振仅发生开关程前电路电压电流基方波开关承受电压明显降低电路采开关频率固定PWM控制方式
零电压开关PWM电路基开关单元 零电流开关PWM电路基开关单元
零转换PWM电路：类软开关电路采辅助开关控制谐振开始时刻谐振电路开关联输入电压负载电流电路谐振程影响电路宽输入电压范围零负载满负载工作软开关状态功率交换消减
零电压转换PWM电路基开关单元 零电流转换PWM电路基开关单元
3．移相全桥零电压开关PWM电路中果没谐振电感Lr电路工作状态发生变化开关软开关开关成硬开关？
答 果没谐振电感Lr电路中电容CS1C S2电感L构成谐振电路电容
C S3C S4法Lr构成谐振回路样SS变硬开关SS软开关
4．零电压转换PWM电路中辅助开关S1二极VD1软开关硬开关什？
答：S1开通时uS1 等零S1关断时电流零S1硬开关电感Lr存S1开通时电流升率受限制降低S1开通损耗电感Lr存VD1电流逐步降零然关断VD1软开关
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课题答案
第二章 电力电子器件
1 晶闸导通条件什？
答：晶闸导通条件：晶闸承受正阳极电压门极施加触发电流（脉）：uAK>0uGK>0
2 维持晶闸导通条件什？样晶闸导通变关断？
答：维持晶闸导通条件晶闸电流保持晶闸导通电流维持电流
晶闸导通变关断利外加电压外电路作流晶闸电流降接零某数值降维持电流便导通晶闸关断
3 图143中阴影部分晶闸处通态区间电流波形波形电流值均Im试计算波形电流均值Id1Id2Id3电流效值I1I2I3
图143 晶闸导电波形
解：a) Id1()02717 Im
I104767 Im
b) Id2 ()05434 Im
I2 06741I
c) Id3 Im
I3 Im
4 题中果考虑安全裕量问100A晶闸送出均电流Id1Id2Id3少？时相应电流值Im1Im2Im3少
解：额定电流I T(AV) 100A晶闸允许电流效值I 157A题计算结果知
a) Im132935 Id102717 Im18948
b) Im223290 Id205434 Im212656
c) Im32 I 314 Id3 Im3785
5 GTO普通晶闸PNPN结构什GTO够关断普通晶闸？
答：GTO普通晶闸PNPN结构P1N1P2N1P2N2构成两晶体V1V2分具基极电流增益普通晶闸分析+1器件界导通条件+＞1两等效晶体饱导通+＜1维持饱导通关断
GTO够行关断普通晶闸GTO普通晶闸设计工艺方面点：
1) GTO设计时较样晶体V2控制灵敏易GTO关断
2) GTO导通时+更接1普通晶闸+115GTO+105GTO饱程度深接界饱样门极控制关断提供利条件
3) 元集成结构GTO元阴极面积门极阴极间距离缩短P2极区谓横电阻门极抽出较电流成
6 防止电力MOSFET静电感应应起损坏？
答：电力MOSFET栅极绝缘层薄弱容易击穿损坏MOSFET输入电容低泄漏电容栅极开路时极易受静电干扰充超
20击穿电压防止MOSFET静电感应引起损坏应注意点：
① 般时三电极短接
② 装配时体工作台电烙铁必须接测试时仪器外壳必须接
③ 电路中栅源极间常联齐纳二极防止电压高
④ 漏源极间采取缓电路等措施吸收电压
7 IGBTGTRGTO电力MOSFET驱动电路什特点？
答：IGBT驱动电路特点：驱动电路具较输出电阻IGBT电压驱动型器件IGBT驱动采专混合集成驱动器
GTR驱动电路特点：驱动电路提供驱动电流足够陡前定样加速开通程减开通损耗关断时驱动电路提供幅值足够反基极驱动电流加反偏截止电压加速关断速度
GTO驱动电路特点：GTO求驱动电路提供驱动电流前应足够幅值陡度般需整导通期间施加正门极电流关断需施加负门极电流幅值陡度求更高驱动电路通常包括开通驱动电路关断驱动电路门极反偏电路三部分
电力MOSFET驱动电路特点：求驱动电路具较输入电阻驱动功率电路简单
8 全控型器件缓电路作什？试分析RCD缓电路中元件作
答：全控型器件缓电路作抑制器件电压dudt电流didt减器件开关损耗
RCD缓电路中元件作：开通时CsRs放电Rs起限制放电电流作关断时负载电流VDsCs分流dudt减抑制电压
9 试说明IGBTGTRGTO电力MOSFET优缺点
解：IGBTGTRGTO电力MOSFET优缺点较表：
器 件
优 点
缺 点
IGBT
开关速度高开关损耗具耐脉电流击力通态压降较低输入阻抗高电压驱动驱动功率
开关速度低电力MOSFET电压电流容量GTO
GTR
耐压高电流开关特性通流力强饱压降低
开关速度低电流驱动需驱动功率驱动电路复杂存二次击穿问题
GTO
电压电流容量适功率场合具电导调制效应通流力强
电流关断增益关断时门极负脉电流开关速度低驱动功率驱动电路复杂开关频率低
电 力
MOSFET
开关速度快输入阻抗高热稳定性需驱动功率驱动电路简单工作频率高存二次击穿问题
电流容量耐压低般适功率超10kW电力电子装置
第3章 整流电路
1 单相半波控整流电路电感负载供电L＝20mHU2＝100V求α＝0°60°时负载电流Id画出udid波形
解：α＝0°时电源电压u2正半周期晶闸导通时负载电感L储晶闸开始导通时刻负载电流零电源电压u2负半周期负载电感L释放量晶闸继续导通电源电压u2周期里方程均成立：
考虑初始条件：wt＝0时id＝0解方程：
2251(A)
udid波形图：
α＝60°时u2正半周期60°~180°期间晶闸导通电感L储电感L储藏量u2负半周期180°~300°期间释放u2周期中60°~300°期间微分方程成立：
考虑初始条件：wt＝60°时id＝0解方程：
均值
1125(A)
时udid波形图：
2．图29具变压器中心抽头单相全波控整流电路问该变压器直流磁化问题？试说明：①晶闸承受反电压2②负载电阻电感时输出电压电流波形单相全控桥时相
答：具变压器中心抽头单相全波控整流电路该变压器没直流磁化问题
单相全波控整流电路变压器二次测绕组中正负半周绕组电流方相反波形称周期均电流零会直流磁化问题
分析晶闸承受反电压输出电压电流波形情况
① 晶闸VT2例VT1导通时晶闸VT2通VT12变压器二次绕组联VT2承受电压2
② 单相全波整流电路单相全控桥式整流电路触发角a 相时电阻负载：（0~α）期间晶闸导通输出电压0（α~π）期间单相全波电路中VT1导通单相全控桥电路中VT1VT4导通输出电压均电源电压u2相等(π~π＋α)期间均晶闸导通输出电压0(π＋α ~ 2π)期间单相全波电路中VT2导通单相全控桥电路中VT2VT3导通输出电压等 u2
电感负载：（α ~ π＋α）期间单相全波电路中VT1导通单相全控桥电路中VT1VT4导通输出电压均电源电压u2相等（π＋α ~ 2π＋α）期间单相全波电路中VT2导通单相全控桥电路中VT2VT3导通输出波形等 u2
见两者输出电压相加样负载时输出电流相
3．单相桥式全控整流电路U2＝100V负载中R＝2ΩL值极α＝30°时求：①作出udidi2波形
②求整流输出均电压Ud电流Id变压器二次电流效值I2
③考虑安全裕量确定晶闸额定电压额定电流
解：①udidi2波形图：
②输出均电压Ud电流Id变压器二次电流效值I2分
Ud＝09 U2 cosα＝09×100×cos30°＝7797（V）
Id＝Ud R＝77972＝3899（A）
I2＝Id ＝3899（A）
③晶闸承受反电压：
U2＝100＝1414（V）
考虑安全裕量晶闸额定电压：
UN＝（2~3）×1414＝283~424（V）
具体数值晶闸产品系列参数选取
流晶闸电流效值：
IVT＝Id∕＝2757（A）
晶闸额定电流：
IN＝（15~2）×2757∕157＝26~35（A）
具体数值晶闸产品系列参数选取
4．单相桥式半控整流电路电阻性负载画出整流二极周承受电压波形
解：注意二极特点：承受电压正导通二极承受电压会出现正部分电路中器件均导通阶段交流电源电压晶闸衡
整流二极周承受电压波形：
5．单相桥式全控整流电路U2100V负载中R2ΩL值极反电势E60Va30°时求：
① 作出udidi2波形
② 求整流输出均电压Ud电流Id变压器二次侧电流效值I2
③ 考虑安全裕量确定晶闸额定电压额定电流
解：①udidi2波形图：
②整流输出均电压Ud电流Id变压器二次侧电流效值I2分
Ud＝09 U2 cosα＝09×100×cos30°＝7797(A)
Id ＝(Ud－E)R＝(7797－60)2＝9(A)
I2＝Id ＝9(A)
③晶闸承受反电压：
U2＝100＝1414（V）
流晶闸电流效值：
IVT＝Id ∕＝636（A）
晶闸额定电压：
UN＝(2~3)×1414＝283~424（V）
晶闸额定电流：
IN＝(15~2)×636∕157＝6~8（A）
晶闸额定电压电流具体数值晶闸产品系列参数选取
6 晶闸串联单相半控桥（桥中VT1VT2晶闸）电路图211示U2100V电阻电感负载R2ΩL值a60°时求流器件电流效值作出udidiVTiD波形
解：udidiVTiD波形图：
负载电压均值：
＝675（V）
负载电流均值：
Id＝Ud∕R＝6752∕2＝3375（A）
流晶闸VT1VT2电流效值：
IVT＝Id＝1949（A）
流二极VD3VD4电流效值：
IVD＝Id＝2756（A）
7 三相半波整流电路中果a相触发脉消失试绘出电阻性负载电感性负载整流电压ud波形
解：假设负载电阻时ud波形：
负载电感时ud波形：
8．三相半波整流电路整流变压器二次绕组分两段成曲折接法段电动势相分段布置矢量图260示时线圈绕组增加铜料约增加10问变压器铁心否直流磁化什？
图260 变压器二次绕组曲折接法矢量图
答：变压器铁心会直流磁化原：
变压器二次绕组周期：a1c2应晶闸导通时a1电流流c2电流流c1b2应晶闸导通时c1电流流b2电流流b1a2应晶闸导通时b1电流流a2电流流变压器次绕组言周期中两段时间（120°）电流流流电流相等方相反周期流电流均值零变压器铁心会直流磁化
9．三相半波整流电路阴极接法阳极接法ab两相然换相点点？果相位差少度？
答：三相半波整流电路阴极接法阳极接法ab两相间换相然换相点点相位相差180°
10．两组三相半波控整流电路组阴极接法组阳极接法果触发角a末阴极组触发脉阳极组触发脉相说例a相相位差少度？
答：相差180°
11．三相半波控整流电路U2100V带电阻电感负载R5ΩL值极a60°时求：
① 画出udidiVT1波形
② 计算UdIdIdTIVT
解：①udidiVT1波形图：
②UdIdIdTIVT分
Ud＝117U2cosa＝117×100×cos60°＝585（V）
Id＝Ud∕R＝585∕5＝117（A）
IdVT＝Id∕3＝117∕3＝39（A）
IVT＝Id∕＝6755（A）
12．三相桥式全控整流电路中电阻负载果晶闸导通时整流电压ud波形？果晶闸击穿短路晶闸受什影响？
答：假设VT1导通整流电压ud波形：
假设VT1击穿短路晶闸VT3VT5导通时发生电源相间短路VT3VT5分击穿
13．三相桥式全控整流电路U2100V带电阻电感负载R5ΩL值极a60°时求：
① 画出udidiVT1波形
② 计算UdIdIdTIVT
解：①udidiVT1波形：
②UdIdIdTIVT分
Ud＝234U2cosa＝234×100×cos60°＝117（V）
Id＝Ud∕R＝117∕5＝234（A）
IDVT＝Id∕3＝234∕3＝78（A）
IVT＝Id∕＝234∕＝1351（A）
14．单相全控桥反电动势阻感负载R1ΩL∞E40VU2100VLB05mHa60°时求UdIdg 数值画出整流电压ud波形
解：考虑LB时：
Ud＝09U2cosα－ΔUd
ΔUd＝2XBId∕π
Id＝（Ud－E）∕R
解方程组：
Ud＝（πR 09U2cosα＋2XBE）∕（πR＋2XB）＝4455（V）
ΔUd＝0455（V）
Id＝455（A）
∵
－＝∕U2
出
04798
换流重叠角
g ＝ 6133° 60°133°
作出整流电压Ud波形：
15．三相半波控整流电路反电动势阻感负载U2100VR1ΩL∞LB1mH求a30°时E50V时UdIdg 值作出udiVT1iVT2波形
解：考虑LB时：
Ud＝117U2cosα－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕2π
Id＝（Ud－E）∕R
解方程组：
Ud＝（πR 117U2cosα＋3XBE）∕（2πR＋3XB）＝9463（V）
ΔUd＝67（V）
Id＝4463（A）
∵
－＝2∕U2
出
0752
换流重叠角
g ＝ 4128° 30°1128°
udiVT1iVT2波形：
16．三相桥式控整流电路阻感负载R5ΩL∞U2220VXB03Ω求UdIdIVDI2g 值作出udiVDi2波形
解：三相桥式控整流电路相三相桥式控整流电路α＝0°时情况
Ud＝234U2cosα－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕π
Id＝Ud∕R
解方程组：
Ud＝234U2cosα∕（1＋3XBπR）＝4869（V）
Id＝9738（A）
∵
－＝2∕U2
出
0892
换流重叠角
g ＝2693°
二极电流变压器二次测电流效值分
IVD＝Id∕3＝9738∕3＝3246（A）
I2a＝ Id＝7951（A）
udiVD1i2a波形：
17．三相全控桥反电动势阻感负载E200VR1ΩL∞U2220Va60°①LB0②LB1mH情况分求UdId值者应求g 分作出udiT波形
解：①LB＝0时：
Ud＝234U2cosα＝234×220×cos60°＝2574（V）
Id＝（Ud－E）∕R＝（2574－200）∕1＝574（A）
②LB＝1mH时
Ud＝234U2cosα－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕π
Id＝（Ud－E）∕R
解方程组：
Ud＝（234πU2R cosα＋3XBE）∕（πR＋3XB）＝24415（V）
Id＝4415（A）
ΔUd＝1325（V）
∵－＝2XBId∕U2
＝04485
γ＝6335°－60°＝335°
udIVT1IVT2波形：
18．单相桥式全控整流电路整流输出电压中含次数谐波？中幅值次？变压器二次侧电流中含次数谐波？中次？
答：单相桥式全控整流电路整流输出电压中含2k（k123…）次谐波中幅值2次谐波变压器二次侧电流中含2k＋1（k＝123……）次奇次谐波中3次5次谐波
19．三相桥式全控整流电路整流输出电压中含次数谐波？中幅值次？变压器二次侧电流中含次数谐波？中次？
答：三相桥式全控整流电路整流输出电压中含6k（k＝123……）次谐波中幅值6次谐波变压器二次侧电流中含6k±1(k123……)次谐波中57次谐波
20．试计算第3题中i2357次谐波分量效值I23I25I27
解：第3题中已知电路单相全控桥输出电流均值
Id＝3899（A）
：
I23＝2Id∕3π＝2×3899∕3π＝117（A）
I25＝2Id∕5π＝2×3899∕5π＝702（A）
I27＝2Id∕7π＝2×3899∕7π＝501（A）
21．试计算第13题中i257次谐波分量效值I25I27
解：第13题中电路三相桥式全控整流电路已知
Id＝234（A）
计算出5次7次谐波分量效值：
I25＝Id∕5π＝×234∕5π＝365（A）
I27＝Id∕7π＝×234∕7π＝261（A）
22． 试分计算第3题第13题电路输入功率数
解：①第3题中基波电流效值：
I1＝2Id∕π＝2×3899∕π＝351（A）
基波数
n＝I1∕I＝I1∕Id＝351∕3899＝09
电路输入功率数：
l＝n ＝09 cos30°＝078
②第13题中基波电流效值：
I1＝Id∕π＝×2339∕π＝18243（A）
基波数
n＝I1∕I＝I1∕Id＝0955
电路输入功率数：
l＝n ＝0955 cos60°＝048
23．带衡电抗器双反星形控整流电路三相桥式全控整流电路相异？
答：带衡电抗器双反星形控整流电路三相桥式全控整流电路相异点：
①三相桥式电路两组三相半波电路串联双反星形电路两组三相半波电路联者需衡电抗器
②变压器二次电压效值U2相等时双反星形电路整流电压均值
Ud三相桥式电路12整流电流均值Id三相桥式电路2倍
③两种电路中晶闸导通触发脉分配关系样整流电压ud整流电流id波形形状样
24．整流电路重化目什？
答：整流电路重化目包括两方面装置总体功率容量二够减少整流装置产生谐波功功率电网干扰
25．12脉波24脉波整流电路整流输出电压交流输入电流中含次数谐波？
答：12脉波电路整流电路交流输入电流中含11次13次23次25次等12k±1（k123···）次谐波整流输出电压中含1224等12k（k123···）次谐波
24脉波整流电路交流输入电流中含23次25次47次49次等24k±1（k123···）次谐波整流输出电压中含2448等24k（k123···）次谐波
26．变流器工作源逆变状态条件什？
答：条件二：
①直流侧电动势极性须晶闸导通方致值应变流电路直流侧均电压
②求晶闸控制角α>π2Ud负值
27．三相全控桥变流器反电动势阻感负载R1ΩL∞U2220VLB1mHEM400Vb60°时求UdIdg 值时送回电网功功率少？
解：题意列出3等式：
Ud＝234U2cos(πβ)－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕π
Id＝（Ud－EM）∕R
三式联立求解
Ud＝[234πU2R cos(πβ)＋3XBEM]∕(πR＋3XB)＝－2903（V）
Id＝1097（A）
式计算换流重叠角：
－＝2XBId∕U2＝01279
＝06279
γ＝12890°－120°＝890°
送回电网功功率
P400×109710972×1097×13185(W)
28．单相全控桥反电动势阻感负载R1ΩL∞U2100VL05mHEM99Vb60°时求UdIdg 值
解：题意列出3等式：
Ud＝09U2cos(πβ)－ΔUd
ΔUd＝2XBId∕π
Id＝（Ud－EM）∕R
三式联立求解
Ud＝[πR 09U2cos(πβ)＋2XBEM]∕（πR＋2XB）＝－4991（V）
Id＝4909（A）
∵
－＝∕U202181
出
07181
换流重叠角
g ＝1359° 120°159°
29．什逆变失败？防止逆变失败？
答：逆变运行时旦发生换流失败外接直流电源会通晶闸电路形成短路者变流器输出均电压直流电动势变串联逆变电路阻形成短路电流称逆变失败逆变颠覆
防止逆变失败方法：采精确触发电路性良晶闸保证交流电源质量留出充足换裕量角β等
30．单相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路中负载分电阻负载电感负载时求晶闸移相范围分少？
答：单相桥式全控整流电路负载电阻负载时求晶闸移相范围0 ~ 180°负载电感负载时求晶闸移相范围0 ~ 90°
三相桥式全控整流电路负载电阻负载时求晶闸移相范围0 ~ 120°负载电感负载时求晶闸移相范围0 ~ 90°
31．三相全控桥电动机负载求逆整流变压器接法Dy5采NPN锯齿波触发器附滞30°RC滤波器决定晶闸步电压步变压器联结形式
解：整流变压器接法图示
a相例ua120°应α90°时Ud0处整流逆变界点该点锯齿波中点重合应步信号300°步信号滞ua 180°RC滤波已步信号滞30°步信号滞150°
满足述关系步电压相量图步变压器联结形式两幅图示
晶闸步电压选取表：
晶闸
VT1
VT2
VT3
VT4
VT5
VT6
步电压
usb
usa
usc
usb
usa
usc
第4章 逆变电路
1．源逆变电路源逆变电路？
答：两种电路：
源逆变电路交流侧接电网交流侧接电源源逆变电路交流侧直接负载联接
2．换流方式种？什特点？
答：换流方式4种：
器件换流：利全控器件关断力进行换流全控型器件采换流方式
电网换流：电网提供换流电压负电网电压加欲换流器件
负载换流：负载提供换流电压负载电容性负载负载电流超前负载电压时实现负载换流
强迫换流：设置附加换流电路欲关断晶闸强迫施加反电压换流称强迫换流通常利附加电容量实现称电容换流
晶闸电路采器件换流根电路形式采电网换流负载换流强迫换流3种方式
3．什电压型逆变电路？什电流型逆变电路？二者什特点
答：逆变电路直流测电源性质分类直流侧电压源逆变电路称电压型逆变电路直流侧电流源逆变电路称电流型逆变电路
电压型逆变电路特点：
①直流侧电压源联电容相电压源直流侧电压基脉动直流回路呈现低阻抗
②直流电压源钳位作交流侧输出电压波形矩形波负载阻抗角关交流侧输出电流波形相位负载阻抗情况
③交流侧阻感负载时需提供功功率直流侧电容起缓功量作交流侧直流侧反馈功量提供通道逆变桥臂联反馈二极
电流型逆变电路特点：
①直流侧串联电感相电流源直流侧电流基脉动直流回路呈现高阻抗
②电路中开关器件作仅改变直流电流流通路径交流侧输出电流矩形波负载阻抗角关交流侧输出电压波形相位负载阻抗情况
③交流侧阻感负载时需提供功功率直流侧电感起缓功量作反馈功量时直流电流反必电压型逆变电路样开关器件反联二极
4．电压型逆变电路中反馈二极作什？什电流型逆变电路中没反馈二极？
答：电压型逆变电路中交流侧阻感负载时需提供功功率直流侧电容起缓功量作交流侧直流侧反馈功量提供通道逆变桥臂联反馈二极输出交流电压电流极性相时电流电路中控开关器件流通输出电压电流极性相反时反馈二极提供电流通道
电流型逆变电路中直流电流极性定功量直流侧电感缓需交流侧直流侧反馈功量时电流反然电路中控开关器件流通需联反馈二极
5 三相桥式电压型逆变电路180°导电方式Ud100V试求输出相电压基波幅值UUN1m效值UUN1输出线电压基波幅值UUV1m效值UUV1输出线电压中5次谐波效值UUV5
解：输出相电压基波幅值
637(V)
输出相电压基波效值：
45(V)
输出线电压基波幅值
110(V)
输出线电压基波效值
78(V)
输出线电压中五次谐波表达式：
效值：
1559(V)
6．联谐振式逆变电路利负载电压进行换相保证换相应满足什条件？
答：假设t时刻触发VT2VT3导通负载电压uo通VT2VT3施加VT1VT4承受反电压关断电流VT1VT4VT2VT3转移触发VT2VT3时刻t必须uo零前留足够裕量换流利完成
7．串联二极式电流型逆变电路中二极作什？试分析换流程
答：二极作换流电容器充电提供通道换流电容电压够保持晶闸换流做准备二换流电容电压够施加换流程中刚刚关断晶闸晶闸关断够承受定时间反电压确保晶闸关断确保晶闸换流成功
VT1VT3间换流例串联二极式电流型逆变电路换流程简述：
VT3施加触发脉换流电容C13电压作VT3导通VT1施反电压关断直流电流IdVT1换VT3C13通VD1U相负载W相负载VD2VT2直流电源VT3放电图516b示放电电流恒Id称恒流放电阶段C13电压uC13降零前VT1直承受反压反压时间晶闸关断时间tq保证关断
uC13降零U相负载电感作开始C13反充电忽略负载中电阻压降uC130时刻二极VD3受正偏置导通开始流电流两二极时导通进入二极换流阶段图516c示着C13充电电压断增高充电电流逐渐减某时刻充电电流减零VD1承受反压关断二极换流阶段结束
进入VT2VT3稳定导通阶段电流路径图516d示
8．逆变电路重化目什？实现？串联重联重逆变电路什场合？
答：逆变电路重化目总体装置功率等级提高二改善输出电压波形电压型逆变电路输出矩形电压波电流型逆变电路输出矩形电流波含较谐波负载利影响采重逆变电路矩形波组合起获接正弦波波形
逆变电路重化干逆变电路输出定相位差组合起含某谐波分量相互抵消较接正弦波波形组合方式串联重联重两种方式串联重逆变电路输出串联起联重逆变电路输出联起
串联重逆变电路电压型逆变电路重化
联重逆变电路电流型逆变电路重化
第5章 直流直流变流电路
1．简述图51a示降压斩波电路工作原理
答：降压斩波器原理：控制周期中V导通段时间ton电源ELRM供电期间uo＝E然V关断段时间toff时电感L通二极VDRM供电uo＝0周期均电压Uo＝输出电压电源电压起降压作
2．图51a示降压斩波电路中已知E200VR10ΩL值极EM30VT50μston20μs计算输出电压均值Uo输出电流均值
Io
解：L值极负载电流连续输出电压均值
Uo80(V)
输出电流均值
Io 5(A)
3．图51a示降压斩波电路中E100V L1mHR05ΩEM10V采脉宽调制控制方式T20μston5μs时计算输出电压均值Uo输出电流均值Io计算输出电流值瞬时值判断负载电流否连续ton3μs时重新进行述计算
解：题目已知条件：
m01
τ0002
ton5μs时
ρ001
ar00025
0249>m
输出电流连续
时输出均电压
Uo 25(V)
输出均电流
Io 30(A)
输出电流值瞬时值分
Imax3019(A)
Imin2981(A)
ton3μs时采样方法出：
αρ00015
0149>m
输出电流然连续
时输出电压电流均值输出电流瞬时值分：
Uo 15(V)
Io 10(A)
Imax1013(A)
Imin9873(A)
4．简述图52a示升压斩波电路基工作原理
答：假设电路中电感L值电容C值V处通态时电源E电感L充电充电电流基恒定I1时电容C电压负载R供电C值基保持输出电压恒值Uo设V处通态时间ton阶段电感L积蓄量V处断态时EL电容C充电负载R提供量设V处断态时间toff期间电感L释放量电路工作稳态时周期T中电感L积蓄量释放量相等：
化简：
式中输出电压高电源电压称该电路升压斩波电路
5．图52a示升压斩波电路中已知E50VL值C值极R20Ω采脉宽调制控制方式T40μston25μs时计算输出电压均值Uo输出电流均值Io
解：输出电压均值：
Uo 1333(V)
输出电流均值：
Io 6667(A)
6．试分简述升降压斩波电路Cuk斩波电路基原理较异点
答：升降压斩波电路基原理：控开关V处通态时电源EV电感L供电贮存量时电流i1方图34中示时电容C维持输出电压基恒定负载R供电V关断电感L中贮存量负载释放电流i2方图34示见负载电压极性负正电源电压极性相反
稳态时周期T电感L两端电压uL时间积分零
V处通态期间uL EV处断态期间uL uo：
输出电压：
改变导通a输出电压电源电压高电源电压低0Cuk斩波电路基原理：V处通态时E—L1—V回路R—L2—C—V回路分流电流V处断态时E—L1—C—VD回路R—L2—VD回路分流电流输出电压极性电源电压极性相反该电路等效电路图
55b示相开关SAB两点间交切换
假设电容C电容电压uC脉动足够时开关S合B点时B点电压uB0A点电压uA uC相反S合A点时uB uCuA0B点电压uB均值（UC电容电压uC均值）电感L1电压均值零方面A点电压均值L2电压均值零图55b中输出电压Uo极性出输出电压Uo电源电压E关系：
两电路实现功致均方便实现升降压斩波升降压斩波电路相Cuk斩波电路明显优点输入电源电流输出负载电流连续脉动利输入输出进行滤波
7．试绘制Speic斩波电路Zeta斩波电路原理图推导输入输出关系
解：Sepic电路原理图：
Sepic斩波电路
V导通ton期间
uL1E
uL2 uC1
V关断toff期间
uL1＝EuouC1
uL2 uo
电路工作稳态时电感L1L2电压均值均零面式子成立
E ton + (EuouC1) toff 0
uC1 tonuo toff0
两式出
Uo
Zeta电路原理图：
V导通ton期间
uL1 E
uL2 E uC1uo
V关断toff期间
uL1＝ uC1
uL2 uo
电路工作稳态时电感L1L2电压均值均零面式子成立
E ton + uC1 toff 0
(EuouC1) tonuo toff0
两式出
Uo
8．分析图37a示电流逆斩波电路结合图37b波形绘制出阶段电流流通路径标明电流方
解：电流逆斩波电路中V1VD1构成降压斩波电路电源直流电动机供电电动机电动运行工作第1象限V2VD2构成升压斩波电路直流电动机动转变电反馈电源电动机作生制动运行工作第2象限
图37b中阶段器件导通情况电流路径等：
V1导通电源负载供电：
V1关断VD1续流：
V2导通L蓄：
V2关断VD2导通电源回馈量
9．图38示桥式逆斩波电路需电动机工作反转电动状态试分析时电路工作情况绘制相应电流流通路径图时标明电流流
解：需电动机工作反转电动状态时V3VD3构成降压斩波电路工作时需V2保持导通V3VD3构成降压斩波电路相配合
V3导通时电源M供电反转电动电流路径图：
V3关断时负载通VD3续流电流路径图：
10．相重斩波电路优点？
答：相重斩波电路电源负载间接入结构相基斩波电路输入电源电流输出负载电流脉动次数增加脉动幅度减输入输出电流滤波更容易滤波电感减
外相重斩波电路具备功斩波单元间互备总体性提高
第6章 交流交流变流电路
1 调光台灯单相交流调压电路供电设该台灯作电阻负载α0时输出功率值试求功率输出功率8050时开通角α
解：α0时输出电压
时负载电流
输出功率
输出功率输出功率80时：
时
解
α6054°
理输出功率输出功率50时：
α90°
2．单相交流调压器电源工频220V阻感串联作负载中R05ΩL2mH试求：①开通角α变化范围②负载电流效值③输出功率时电源侧功率数④α时晶闸电流效值晶闸导通角电源侧功率数
解：①负载阻抗角：
φarctan（）arctan（）0898645149°
开通角α变化范围：
φα<π
089864α<π
③αφ时输出电压负载电流时输出功率
Pomax37532(KW)
功率数
实际时功率数负载阻抗角余弦
cosj06227
④α时先计算晶闸导通角式（47）
sin(+θ089864)sin(089864)
解式晶闸导通角：
θ23751361°
图43估计出q 值
时晶闸电流效值
×1232(A)
电源侧功率数
中：
1742(A)
出
3．交流调压电路交流调功电路什区？二者运什样负载？什？
答：交流调压电路交流调功电路电路形式完全相二者区控制方式
交流调压电路交流电源周期输出电压波形进行控制交流调功电路负载交流电源接通周波断开周波通改变接通周波数断开周波数值调节负载消耗均功率
交流调压电路广泛灯光控制（调光台灯舞台灯光控制）异步电动机软起动异步电动机调速供电系统中常功功率连续调节外高电压电流低电压电流直流电源中常采交流调压电路调节变压器次电压采晶闸相控整流电路高电压电流控直流电源需晶闸串联样低电压电流直流电源需晶闸联十分合理采交流调压电路变压器次侧调压电压电流值太太变压器二次侧二极整流样电路体积成低易设计制造
交流调功电路常电炉温度样时间常数控制象控制象时间常数没必交流电源周期进行频繁控制
4．什TCR什TSC？基原理什？特点？
答：TCR晶闸控制电抗器TSC晶闸投切电容器
二者基原理：
TCR利电抗器吸收电网中功功率（提供感性功功率）通晶闸开通角a角控制连续调节流电抗器电流调节TCR电网中吸收功功率
TSC利晶闸控制补偿功功率电容器投入切电网提供功功率（提供容性功功率）
二者特点：
TCR提供感性功功率功功率连续实际应中配固定电容器（FC）容性感性范围连续调节功功率
TSC提供容性功功率符合数功功率补偿需提供功功率连续调节实中分组合理达较理想动态补偿效果
5．单相交交变频电路直流电动机传动反联控整流电路什？
答：单相交交变频电路直流电动机传动反联控整流电路电路组成相均两组反联控整流电路组成两者功工作方式
单相交交变频电路交流电变成频率交流电通常交流电动机传动两组控整流电路输出交流电压周期里交工作半周期输出交流电
直流电动机传动反联控整流电路交流电变直流电两组控整流电路中组工作没交交变频电路样固定交关系电动机工作状态需决定
6．交交变频电路高输出频率少？制约输出频率提高素什？
答：般讲构成交交变频电路两组变流电路脉波数越高输出频率越高交交变频电路中采常6脉波三相桥式整流电路时高输出频率应高电网频率13~12电网频率50Hz时交交变频电路输出限频率20Hz左右
输出频率增高时输出电压周期包含电网电压段数减少波形畸变严重电压波形畸变引起电流波形畸变电动机转矩脉动限制输出频率提高素
7．交交变频电路特点足什？途什？
答：交交变频电路特点：
次变流效率较高方便实现四象限工作低频输出时特性接正弦波
交交变频电路足：
接线复杂采三相桥式电路三相交交变频器少36晶闸受电网频率变流电路脉波数限制输出频率较低输出功率数较低输入电流谐波含量频谱复杂
途：500千瓦1000千瓦功率低转速交流调速电路轧机传动装置鼓风机球磨机等场合
8 三相交交变频电路两种接线方式？什区？
答：三相交交变频电路公交流母线进线方式输出星形联结方式两种接线方式
两种方式区：
公交流母线进线方式中电源进线端公三组单相交交变频电路输出端必须隔离交流电动机三绕组必须拆开引出六根线
输出星形联结方式中电动机中性点变频器中性点接起电动机引三根线三组单相交交变频器输出联起电源进线必须隔离三组单相交交变频器分三变压器供电
9 三相交交变频电路中采梯形波输出控制处什？什？
答：三相交交变频电路中采梯形波控制处改善输入功率数
梯形波谐波成分三次谐波线电压中三次谐波相互抵消结果线电压正弦波种控制方式中桥式电路够较长时间工作高输出电压区域（应梯形波顶区）
a角较输入功率数提高15左右
10．试述矩阵式变频电路基原理优缺点什说种电路较发展前景？
答：矩阵式变频电路基原理：
输入单相三相交流电压进行斩波控制输出成正弦交流输出
矩阵式变频电路优点：输出电压正弦波输出频率受电网频率限制输入电流控制正弦波电压相功率数1控制需功率数量双流动适交流电动机四象限运行通中间直流环节直接实现变频效率较高
矩阵式交交变频电路缺点：开关器件18电路结构较复杂成较高控制方法算成熟输出输入电压0866交流电机调速时输出电压偏低
矩阵式变频电路十分良电气性输出电压输入电流均正弦波输入功率数1量双流动实现四象限运行次目前广泛应交直交变频电路相然6开关器件省直流侧电容体积减少容易实现集成化功率模块化着前器件制造技术飞速进步计算机技术日新月异矩阵式变频电路发展前景
第7章 PWM控制技术
1．试说明PWM控制基原理
答：PWM控制脉宽度进行调制技术通系列脉宽度进行调制等效获需波形（含形状幅值）
采样控制理中条重结：量相等形状窄脉加具惯性环节时效果基相量窄脉面积效果基相指环节输出响应波形基相述原理称面积等效原理
正弦PWM控制例正弦半波分成N等份成N彼相连脉列组成波形脉宽度相等等πN幅值等脉顶部水直线曲线脉幅值正弦规律变化果述脉列利相数量等幅等宽矩形脉代矩形脉中点相应正弦波部分中点重合矩形脉相应正弦波部分面积（量）相等PWM波形PWM脉幅值相等宽度正弦规律变化根面积等效原理PWM波形正弦半波等效正弦波负半周样方法PWM波形见PWM波形期正弦波等效
2．设图63中半周期脉数5脉幅值相应正弦波幅值两倍试面积等效原理计算脉宽度
解：脉宽度di（i1 2 3 4 5）表示根面积等效原理
d1 009549(rad)03040(ms)
d2 02500(rad)07958(ms)
d3 03090(rad)09836(ms)
d4 d2 02500(rad)07958(ms)
d5 d1 00955(rad)03040(ms)
3 单极性双极性PWM调制什区？三相桥式PWM型逆变电路中输出相电压（输出端相直流电源中点电压）线电压SPWM波形种电？
答：三角波载波信号波正半周期负半周期里单极性PWM波形半周期中单极性范围变化称单极性
PWM控制方式
三角波载波始终正负双极性PWM波形半周期中正负称双极性PWM控制方式
三相桥式PWM型逆变电路中输出相电压两种电：05Ud05 Ud输出线电压三种电Ud0 Ud
4．特定谐波消法基原理什？设半信号波周期10开关时刻（含0p 时刻）控制消谐波种？
答：首先量波形具称性消偶次谐波应波形正负两半周期称消谐波中余弦项波形正半周期前14周期p 2轴线称
考虑述称性半周期5开关时刻控制利中1度控制基波剩余4度消4种频率谐波
5．什异步调制？什步调制？两者特点？分段步调制什优点？
答：载波信号调制信号保持步调制方式称异步调制异步调制方式中通常保持载波频率fc 固定变信号波频率fr变化时载波N变化
异步调制特点：
信号波半周期PWM波脉数固定相位固定正负半周期脉称半周期前14周期脉称
样信号波频率较低时载波N较周期脉数较正负半周期脉称半周期前14周期脉称产生利影响较PWM波形接正弦波
信号波频率增高时载波N减周期脉数减少PWM脉称影响变时信号波微变化会产生PWM脉跳动输出PWM波正弦波差异变三相PWM型逆变电路说三相输出称性变差
载波N等常数变频时载波信号波保持步方式称步调制
步调制特点：
步调制方式中信号波频率变化时载波N变信号波周期输出脉数固定脉相位固定
逆变电路输出频率低时步调制时载波频率fc低fc低时调制带谐波易滤负载电动机时会带较转矩脉动噪声
逆变电路输出频率高时步调制时载波频率fc会高开关器件难承受
外步调制方式异步调制方式复杂
分段步调制逆变电路输出频率划分干段频段载波定频段采载波优点高频段采较低载波载波频率致高限制功率器件允许范围低频段采较高载波载波频率致低负载产生利影响
6．什SPWM 波形规化采样法？然采样法规采样法什优点？
答：规采样法种采微机实现时实PWM波形生成方法规采样法然采样法基础出规采样法基思路：取三角波载波两正峰值间采样周期PWM脉中点三角波周期中点（负峰点）重合三角波负峰时刻正弦信号波采样正弦波值幅值该正弦波值相等条水直线似代正弦信号波该直线三角波载波交点代正弦波载波交点出控制功率开关器件通断时刻
起然采样法规采样法计算非常简单计算量减少效果接然采样法SPWM波形然接正弦波克服然采样法难实时控制中线计算工程中实际应缺点
7．单相三相SPWM波形中含谐波频率少？
答：单相SPWM波形中含谐波频率：
式中n135…时k024 …n246…时k135 …
述谐波中幅值高影响角频率wc谐波分量
三相SPWM波形中含谐波频率：
式中 n135…时k3(2m1)±1m12…
n246…时
述谐波中幅值较高wc±2w r2w c±w r
8．提高PWM逆变电路直流电压利率？
答：采梯形波控制方式梯形波作调制信号效提高直流电压利率
三相PWM逆变电路采线电压控制方式相电压调制信号中叠加3倍数次谐波直流分量等样效提高直流电压利率
9．什电流踪型PWM变流电路？采滞环较方式电流踪型变流器特点？
答：电流踪型PWM变流电路变流电路采电流踪控制信号波载波进行调制希输出电流作指令信号实际电流作反馈信号通二者瞬时值较决定逆变电路功率器件通断实际输出踪电流变化
采滞环较方式电流踪型变流器特点：
①硬件电路简单
②属实时控制方式电流响应快
③载波输出电压波形中含特定频率谐波分量
④计算法调制法相相开关频率时输出电流中高次谐波含量较
⑤采闭环控制
10．什PWM整流电路？相控整流电路工作原理性？
答：PWM 整流电路采PWM控制整流电路通PWM整流电路适控制输入电流十分接正弦波输入电压相位功率数接1
相控整流电路晶闸开通起始角进行控制属相控方式交流输入电流中含较谐波分量交流输入电流相位滞电压总功率数低
PWM整流电路采SPWM控制技术斩控方式基工作方式整流时输入电流电压相位功率数似1
PWM整流电路实现量正反两方流动运行整流状态交流侧直流侧输送量运行逆变状态直流侧交流侧输送量两种方式单位功率数运行
外交流电流超前电压90°交流电源送出功功率成静止功功率发生器电流电压超前滞角度j
11．PWM整流电路中什间接电流控制？什直接电流控制？
答：PWM整流电路中间接电流控制电源电压电源阻抗电压PWM整流器输入端电压相量关系进行控制输入电流获预期幅值相位需引入交流电流反馈称间接电流控制
直接电流控制中首先求交流输入电流指令值引入交流电流反馈较进行踪控制输入电流踪指令值变化引入交流电流反馈称直接电流控制
第8章 软开关技术
1．高频化意义什？什提高开关频率减滤波器体积重量？什提高关频率减变压器体积重量？
答：高频化减滤波器参数变压器型化效降低装置体积重量装置型化轻量化高频化意义提高开关频率周期变短滤开关频率中谐波电感电容参数变减轻滤波器体积重量变压器说输入电压正弦波时U444fNBS频率f提高时减NS参数值减变压器体积重量
2．软开关电路分类？典型拓扑分什样子？什特点？
答：根电路中开关元件开通关断时电压电流状态软开关电路分零电压电路零电流电路两类根软开关技术发展历程软开关电路分准谐振电路零开关PWM电路零转换PWM电路
准谐振电路：准谐振电路中电压电流波形正弦波电路结构较简单谐振电压谐振电流器件求高采脉频率调制控制方式
零电压开关准谐振电路基开关单元 零电流开关准谐振电路基开关单元
零开关PWM电路：类电路中引入辅助开关控制谐振开始时刻谐振仅发生开关程前电路电压电流基方波开关承受电压明显降低电路采开关频率固定PWM控制方式
零电压开关PWM电路基开关单元 零电流开关PWM电路基开关单元
零转换PWM电路：类软开关电路采辅助开关控制谐振开始时刻谐振电路开关联输入电压负载电流电路谐振程影响电路宽输入电压范围零负载满负载工作软开关状态功率交换消减
零电压转换PWM电路基开关单元 零电流转换PWM电路基开关单元
3．移相全桥零电压开关PWM电路中果没谐振电感Lr电路工作状态发生变化开关软开关开关成硬开关？
答 果没谐振电感Lr电路中电容CS1C S2电感L构成谐振电路电容
C S3C S4法Lr构成谐振回路样SS变硬开关SS软开关
4．零电压转换PWM电路中辅助开关S1二极VD1软开关硬开关什？
答：S1开通时uS1 等零S1关断时电流零S1硬开关电感Lr存S1开通时电流升率受限制降低S1开通损耗电感Lr存VD1电流逐步降零然关断VD1软开关
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