電力電子試題2、當溫度降低時，晶閘管的觸發電流會、正反向漏電流會；當溫度升高時，晶閘管的觸發電流會、正反向漏電流會。 3、晶閘管對觸發脈沖的要求是 、 和 。4、多個晶閘管相并聯時必須考慮 的問題，解決的方法是 。5、在電流型逆變器中，輸出電壓波形為 波，輸出電流波形為波。7、由晶閘管構成的逆變器換流方式有 換流和 換流。8、按逆變后能量饋送去向不同來分類，電力電子元件構成的逆變器可分為 逆變器與 逆變器兩大類。9狀態，軟開關電路種類很多，但歸納起來可分為 與 兩大類。10、直流斬波電路在改變負載的直流電壓時，常用的控制方式有 三種。11、通常變流電路實現換流的方式有 四種。12、普通晶閘管的圖形符號是 ，三個電極分別是 ， 和 晶閘管的導通條件是關斷條件是13、要使三相全控橋式整流電路正常工作，對晶閘管觸發方法有兩種，一是用 觸發；二是用 觸發14、晶閘管在觸發開通過程中，當陽極電流小于 電流之前，如去掉 脈沖，晶閘管又會關斷。1、單相半控橋整流電路的兩只晶閘管的觸發脈沖依次應相差（ ）A、180， B、60， c、360， D、120 2、可實現有源逆變的電路為（ ）。 A、三相半波可控整流電路， B、三相半控橋整流橋電路， C、單相全控橋接續流二極管電路， D、單相半控橋整流電路。 3、下面哪種功能不屬于變流的功能（）A、有源逆變B、交流調壓C、變壓器降壓D、直流斬波4、三相半波可控整流電路的自然換相點是( )A、交流相電壓的過零點；B、本相相電壓與相鄰相電壓正、負半周的交點處；C、比三相不控整流電路的自然換相點超前30；D、比三相不控整流電路的自然換相點滯后60。5、可實現有源逆變的電路為 。 A、單相全控橋可控整流電路 B、三相半控橋可控整流電路 C、單相全控橋接續流二極管電路 D、單相半控橋整流電路三：簡答題（每題6分共24分）1、 晶閘管兩端并聯R、C吸收回路的主要作用有哪些？其中電阻R的作用是什么？2實現有源逆變必須滿足哪兩個必不可少的條件？3晶閘管觸發的觸發脈沖要滿足哪幾項基本要求？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？五、計算題（25分）1、在圖示升壓斬波電路中，已知E=50V，負載電阻R=20，L值和C值極大，采用脈寬調制控制方式，當T=40s，ton=25s時，計算輸出電壓平均值U0，輸出電流平均值I0。（10分）填空1、MOSFET、GT、GTR、IGBT、MOSFET、GTR 2、增加、下降、下降、增加3、要有足夠的驅動功率、觸發脈沖要與晶閘管陽極電壓同步、觸發脈沖前沿要陡幅值要高4、均流 串專用均流電抗器。 5、正弦波、方 6、雙向晶閘管、800V、100A7負載、強迫 8、有源、無源 9、零電流開關、零電壓開關10、等頻調寬控制；等寬調頻控制；脈寬與頻率同時控制 11、器件換流，電網換流，負載換流，強迫換流12、陽極A、陰極K 、門極G、當晶閘管陽極電流小于維持電流IH時，導通的晶閘管關斷 、陽極加正電壓，陰極接負電壓，門極接正向電壓形成了足夠門極電流時晶閘管導通；13、脈沖前沿相差60的雙窄脈沖 、大于60小于120的寬脈沖， 14、掣住、觸發脈沖二、選擇題 1：A 2：A 3：C 4：B 5：A三：簡答題1：R、C回路的作用是：吸收晶閘管瞬間過電壓，限制電流上升率，動態均壓作用。R的作用為：使L、C形成阻尼振蕩，不會產生振蕩過電壓，減小晶閘管的開通電流上升率，降低開通損耗。2：直流側必需外接與直流電流Id同方向的直流電源E，其數值要稍大于逆變器輸出平均電壓Ud，才能提供逆變能量。逆變器必需工作在90）區域，使Ud 0,才能把直流功率逆變為交流功率返送電網。3：A:觸發信號應有足夠的功率。B觸發脈沖應有一定的寬度，脈沖前沿盡可能陡，使元件在觸發導通后，陽極電流能迅速上升超過掣住電流而維持導通。C：觸發脈沖必須與晶閘管的陽極電壓同步，脈沖移相范圍必須滿足電路要求。4：電壓型逆變器當交流側為阻感性負載時，需要向電源反饋無功功率。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，逆變橋各臂開關器件都反并聯了反饋二極管。而對電流型逆變器來說，當交流側為阻感負載時，也需要提供無功能量反饋，但直流側電感起緩沖無功能量的作用，因反饋無功能量時，直流電流并不反向，因此不必象電壓型逆變器那樣要給開關器件反并聯二極管。4、 計算題 1、 U0=133.3V；I0=6.67A； 二 2畫出單結晶體管的電路符號及伏安特性；說明單結晶體管的導通條件和截止條件。導通條件：ueUp ，ieIp （2分）截止條件：ueUv ，ieIv （2分） 三1、實現有源逆變的條件為 和 。2、 在由兩組反并聯變流裝置組成的直流電機的四象限運行系統中，兩組變流裝置分別工作在正組 狀態、 狀態、反組 狀態、 狀態。3、 在有環流反并聯可逆系統中，環流指的是只流經 而不流經 的電流。為了減小環流，一般采用 狀態。4、有源逆變指的是把 能量轉變成 能量后送給 裝置。5、給晶閘管陽極加上一定的 電壓；在門極加上 電壓，并形成足夠的 電流，晶閘管才能導通。6、當負載為大電感負載，如不加續流二極管時，在電路中出現觸發脈沖丟失時與 電路會出現失控現象。7、三相半波可控整流電路，輸出到負載的平均電壓波形脈動頻率為 HZ；而三相全控橋整流電路，輸出到負載的平均電壓波形脈動頻率為 HZ；這說明 電路的紋波系數比 電路要小。8、造成逆變失敗的原因有 、 、 、 等幾種。9、 提高可控整流電路的功率因數的措施有 、 、 、 等四種。10、晶閘管在觸發開通過程中，當陽極電流小于 電流之前，如去掉 脈沖，晶閘管又會關斷。三、選擇題（10分）1、在單相全控橋整流電路中，兩對晶閘管的觸發脈沖，應依次相差 度。 A 、180度； B、60度； C、360度； D、120度；2、= 度時，三相半波可控整流電路，在電阻性負載時，輸出電壓波形處于連續和斷續的臨界狀態。 A、0度； B、60度； C 、30度； D、120度；3、通常在晶閘管觸發電路中，若改變 的大小時，輸出脈沖相位產生移動，達到移相控制的目的。 A、同步電壓； B、控制電壓； C、脈沖變壓器變比；4、可實現有源逆變的電路為 。 A、單相全控橋可控整流電路 B、三相半控橋可控整流電路 C、單相全控橋接續流二極管電路 D、單相半控橋整流電路5、由晶閘管構成的可逆調速系統中，逆變角min選 時系統工作才可靠。 A、300350 B、100150 C、00100 D、00 4、 問答題（每題9分，18分） 1、什么是逆變失敗？形成的原因是什么？2、 為使晶閘管變流裝置正常工作，觸發電路必須滿足什么要求？一、 填空題 1、 要有一個直流逆變電源，它的極性方向與晶閘管的導通方向一致，其幅極應稍大于逆變橋直流側輸出的平均電壓；逆變橋必須工作在90）區間，使輸出電壓極性與整流時相反，才能把直流能量逆變成交流能量反送到交流電網。2、 整流，逆變，整流，逆變，3、 變流橋，不流經負載，4、 直流，交流，電網的，5、 正向，正向門極，門極觸發，6、 單相橋式半控整流橋，三相橋式半控整流橋，7、 150，300，三相橋式全控整流橋，三相半波可控流電路，8、 逆變橋晶閘管或元件損壞，供電電源缺相，逆變角太小，觸發脈沖丟失或未按時到達，9、 小控制角運行，增加電源相數，多組變流裝置串聯運行并進行控制，增加電容補償裝置，10、 掣住，觸發脈沖，三、 選擇題：1、 A；2、C；3、B；4、A；5A；四、 問答題：1、逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關斷的器件末關斷，該導通的器件末導通。從而使逆變橋進入整流狀態，造成兩電源順向聯接，形成短路。逆變失敗后果是嚴重的，會在逆變橋與逆變電源之間產生強大的環流，損壞開關器件。產生逆變失敗的原因：一是逆變角太小；二是出現觸發脈沖丟失；三是主電路器件損壞；四是電源缺相等。2、 A、觸發電路必須有足夠的輸出功率； A、 觸發脈沖必須與主回路電源電壓保持同步；B、 觸發脈沖要有一定的寬度，且脈沖前沿要陡； C、 觸發脈沖的移相范圍應能滿足主電路的要求； 四一 選擇題（單選，共10分）1關于絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)，下面說法錯誤的是( )AIGBT相比MOSFET，其通態電阻較大，因而導通損耗也較大BIGBT是由MOSFET和GTR復合而制成的CIGBT工作在開關狀態時，是在正向阻斷區和飽和區之間轉換D開關頻率介于GTR和MOSFET之間2三相半波可控整流電路，在電阻性負載時，其移相范圍是( )A90 B120 C150 D180 3單相橋式全控整流電路中，由于變壓器漏感造成的換流壓降為( )A B C D4下列電路中，不可以實現有源逆變的是( )A單相雙半波可控整流電路 B單相橋式半控整流電路C單相橋式全控整流電路 D三相橋式全控整流電路5下列可控整流電路中，輸出電壓諧波含量最少的是( )A三相半波 B單相雙半波 C三相橋式 D十二相整流6電壓型逆變電路的特點不包含( )A直流側接大電感 B交流側電流接正弦波C直流側電壓無脈動 D直流側電流有脈動7斬波電路實現調壓的方法是 ( ) A改變開關頻率 B改變開關周期 C改變占空比 D改變負載電流8三相橋式全控整流電路，阻感負載，采用同步信號為鋸齒波的觸發電路，同步信號正弦波落后于加于晶閘管的相電壓( )A90 B120 C180 D240 9交交變頻電路的最高工作頻率為（ ）A.電源頻率的2倍到3倍 B. 電源頻率的倍到倍C.和電源頻率相同 D.電源頻率的整數倍10SPWM的電路基波是 ( ) A正弦波 B三角波 C鋸齒波 D方波一 選擇題1. A 2. C3. A 4. B5. D6. A 7. C8. C 9. B 10. A 五1. 目前常用的具有自關斷能力的電力電子元件有 電力晶體管 、 可關斷晶閘管 、 功率場效應晶體管 、絕緣柵雙極型晶體管 幾種。簡述晶閘管的正向伏安特性？答: 晶閘管的伏安特性 正向特性 當IG=0時，如果在器件兩端施加正向電壓，則晶閘管處于正向阻斷狀態，只有很小的正向漏電流流過。 如果正向電壓超過臨界極限即正向轉折電壓Ubo，則漏電流急劇增大，器件開通 。 隨著門極電流幅值的增大，正向轉折電壓降低，晶閘管本身的壓降很小，在1V左右。 如果門極電流為零，并且陽極電流降至接近于零的某一數值IH以下，則晶閘管又回到正向阻斷狀態，IH稱為維持電流。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：uAK0且uGK0。在如下器件：電力二極管（Power Diode）、晶閘管（SCR）、門極可關斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR）、電力場效應管（電力MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）中，屬于半控型器件的是 。3. 晶閘管的擎住電流IL答：晶閘管剛從斷態轉入通態并移除觸發信號后， 能維持導通所需的最小電流。4 晶閘管通態平均電流 IT(AV) 答：晶閘管在環境溫度為40C和規定的冷卻狀態下，穩定結溫不超過額定結溫時所允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。標稱其額定電流的參數。4. 晶閘管的控制角（移相角）答：從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發脈沖止的電角度,用a表示,也稱觸發角或控制角。5. 常用電力電子器件有哪些？答：不可控器件：電力二極管。 半控型器件：晶閘管。 全控型器件：絕緣柵雙極晶體管IGBT，電力場效應晶體管（電力MOSFET），門極可關斷晶閘管（GTO），電力晶體管。6. 電力電子器件有幾種工作狀態?（電力電子器件有哪四種工作狀態?）答：四種，即開通、截止、反向擊穿、正向擊穿。7. 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晶閘管的電流大于使晶閘管維持導通所必需的最小電流。 晶閘管由導通變為關斷：去掉正向電壓，施加反壓，使晶閘管的電流低于維持電流。8 簡述晶閘管的正常工作時的特性。答: 當晶閘管承受反向電壓時，不論門極是否有觸發電流，晶閘管都不會導通 。 當晶閘管承受正向電壓時，僅在門極有觸發電流的情況下晶閘管才能開通 。 晶閘管一旦導通，門極就失去控制作用，不論門極觸發電流是否還存在，晶閘管都保持導通 。 若要使已導通的晶閘管關斷，只能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。8. 對同一只晶閘管，維持電流IH與擎住電流IL在數值大小上有IH IL。9. 請在空格內標出下面元件的簡稱：電力晶體管GTR；可關斷晶閘管GTO；功率場效應晶體管MOSFET；絕緣柵雙極型晶體管IGBT ；IGBT是MOSFET 和GTR的復合管。10. 晶閘管觸發電路的要求？ 答：晶閘管觸發電路應滿足下列要求：1） 觸發脈沖的寬度應保證晶閘管可靠導通（結合擎住電流的概念）。2） 觸發脈沖應有足夠的幅度。3） 不超過門極電壓、電流和功率定額，且在可靠觸發區域之內。4）應有良好的抗干擾性能、溫度穩定性及與主電路的電氣隔離。16按內部電子和空穴兩種載流子參與導電的情況，電力電子器件可分為單極型 、 雙極型 、復合型 三類。17. 電力二極管的主要類型？答：電力二極管的主要類型有 普通 、快恢復 、 肖特基 。18. 按照驅動電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的性質，可將電力電子器件分為_電流驅動和 電壓驅動 兩類。 六 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（k1、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6k1(k=1、2、3)次的諧波，其中主要的是5、7次諧波。3-23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U2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Id是三相橋式電路的2倍。在兩種電路中，晶閘管的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。3-2512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12k1、（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）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24k1（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Ud為負值。 5-10多相多重斬波電路有何優點?答：多相多重斬波電路因在電源與負載間接入了多個結構相同的基本斬波電路，使得輸入電源電流和輸出負載電流的脈動次數增加、脈動幅度減小，對輸入和輸出電流濾波更容易，濾波電感減小。 此外，多相多重斬波電路還具有備用功能，各斬波單元之間互為備用，總體可靠性提高。7-1試說明PWM控制的基本原理。答：PWM控制就是對脈沖的寬度進行調制的技術。即通過對一系列脈沖的寬度進行調制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。在采樣控制理論中有一條重要的結論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環節上時，其效果基本相同，沖量即窄脈沖的面積。效果基本相同是指環節的輸出響應波形基本相同。上述原理稱為面積等效原理以正弦PWM控制為例。把正弦半波分成N等份，就可把其看成是N個彼此相連的脈沖列所組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于/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律變化。如果把上述脈沖列利用相同數量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點和相應正弦波部分的中點重合，且使矩形脈沖和相應的正弦波部分面積（沖量）相等，就得到PWM波形。各PWM脈沖的幅值相等而寬度是按正弦規律變化的。根據面積等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。對于正弦波的負半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形。可見，所得到的PWM波形和期望得到的正弦波等效。 7-8如何提高PWM逆變電路的直流電壓利用率？答：采用梯形波控制方式，即用梯形波作為調制信號，可以有效地提高直流電壓的利用率。 對于三相PWM逆變電路，還可以采用線電壓控制方式，即在相電壓調制信號中疊加3的倍數次諧波及直流分量等，同樣可以有效地提高直流電壓利用率。 7-9什么是電流跟蹤型PWM變流電路？采用滯環比較方式的電流跟蹤型變流器有何特點？ 答：電流跟蹤型PWM變流電路就是對變流電路采用電流跟蹤控制。也就是，不用信號波對載波進行調制，而是把希望輸出的電流作為指令信號，把實際電流作為反饋信號，通過二者的瞬時值比較來決定逆變電路各功率器件的通斷，使實際的輸出跟蹤電流的變化。 采用滯環比較方式的電流跟蹤型變流器的特點： 硬件電路簡單； 屬于實時控制方式，電流響應快； 不用載波，輸出電壓波形中不含特定頻率的諧波分量； 與計算法和調制法相比，相同開關頻率時輸出電流中高次諧波含量較多；采用閉環控制。 7-10什么是PWM整流電路？它和相控整流電路的工作原理和性能有何不同？ 答：PWM 整流電路就是采用PWM控制的整流電路，通過對PWM整流電路的適當控制，可以使其輸入電流十分接近正弦波且和輸入電壓同相位，功率因數接近1。相控整流電路是對晶閘管的開通起始角進行控制，屬于相控方式。其交流輸入電流中含有較大的諧波分量，且交流輸入電流相位滯后于電壓，總的功率因數低。PWM整流電路采用SPWM控制技術，為斬控方式。其基本工作方式為整流，此時輸入電流可以和電壓同相位，功率因數近似為1。PWM整流電路可以實現能量正反兩個方向的流動，即既可以運行在整流狀態，從交流側向直流側輸送能量；也可以運行在逆變狀態，從直流側向交流側輸送能量。而且，這兩種方式都可以在單位功率因數下運行。此外，還可以使交流電流超前電壓90，交流電源送出無功功率，成為靜止無功功率發生器。或使電流比電壓超前或滯后任一角度j 。 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：uAK0且uGK0。 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。 3-23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U2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Id是三相橋式電路的2倍。在兩種電路中，晶閘管的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。3-29什么是逆變失敗？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0 90。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0 90。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：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。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？ 答：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。4-7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。如忽略負載沖電阻的壓降,則在Uc13=0時刻后,二極管VD3受到正向偏置而導通,開始流過電流,兩個二極管同時導通,進入二極管換流階段,如圖5-16c所示。隨著C13充電電壓不斷增高,充電電流逐漸減小,到某一時刻充電電流減到零,VDl承受反壓而關斷,二極管換流階段結束。之后,進入VT2、VT3穩定導逗階段,電流路徑如圖5-6d所示。 4-8.逆變電路多重化的目的是什么?如何實現?串聯多重和并聯多重逆變電路備用于什么場合? 答:逆變電路多重化的目的之一是使總體上裝置的功率等級提高,二是可以改善輸出電壓的波形。因為無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,對負載有不利影響,采用多重逆變電路,可以把幾個矩形波組合起來獲得接近正弦波的波形。 逆變電路多重化就是把若干個逆變電路的輸出按一定的相位差組合起來,使它們所含的某些主要諧波分量相互抵消,就可以得到較為接近正弦波的波形。組合方式有串聯多重和并聯多重兩種方式。串聯多重是把幾個逆變電路的輸出串聯起來,并聯多重是把幾個逆變電路的輸出并聯起來。 串聯多重逆變電路多用于電壓型逆變電路的多重化。 并聯多重逆變電路多用于電流型逆變電路的多重化。在電流型逆變電路中,直流電流極性是一定的,無功能量由直流側電感來緩沖。當需要從交流側向直流側反饋無功能量時,電流并不反向,依然經電路中的可控開關器件流通,因此不需要并聯反饋二極管。5-1簡述圖5-la所示的降壓斬波電路工作原理。答：降壓斬波器的原理是：在一個控制周期中，讓V導通一段時間。，由電源E向L、R、M供電，在此期間，Uo=E。然后使V關斷一段時間，此時電感L通過二極管VD向R和M供電，Uo=0。一個周期內的平均電壓輸出電壓小于電源電壓,起到降壓的作用。5-4簡述圖5-2a所示升壓斬波電路的基本工作原理。答：假設電路中電感L值很大，電容C值也很大。當V處于通態時，電源E向電感L充電，充電電流基本恒定為,同時電容C上的電壓向負載R供電，因C值很大，基本保持輸出電壓為恒值。設V處于通態的時間為，此階段電感L上積蓄的能量為E。當V處于斷態時E和己共同向電容C充電并向負載R提供能量。設V處于斷態的時間為，則在此期間電感L釋放的能量為；當電路工作于穩態時，一個周期T中電感L積蓄的能量與釋放的能量相等，即：化簡得：式中的T1，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。7-1試說明PWM控制的基本原理。答：PWM控制就是對脈沖的寬度進行調制的技術。即通過對一系列脈沖的寬度進行調制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。在采樣控制理論中有一條重要的結論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環節上時，其效果基本相同，沖量即窄脈沖的面積。效果基本相同是指環節的輸出響應波形基本相同。上述原理稱為面積等效原理以正弦PWM控制為例。把正弦半波分成N等份，就可把其看成是N個彼此相連的脈沖列所組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于/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律變化。如果把上述脈沖列利用相同數量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點和相應正弦波部分的中點重合，且使矩形脈沖和相應的正弦波部分面積（沖量）相等，就得到PWM波形。各PWM脈沖的幅值相等而寬度是按正弦規律變化的。根據面積等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。對于正弦波的負半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形。可見，所得到的PWM波形和期望得到的正弦波等效。7-3單極性和雙極性PWM調制有什么區別？三相橋式PWM型逆變電路中，輸出相電壓（輸出端相對于直流電源中點的電