電力電子技術(shù)簡答題電力電子技術(shù)模擬試題2、什么叫逆變失敗？逆變失敗的原因是什么？答：晶閘管變流器在逆變運行時，一旦不能正常換相，外接的直流電源就會通過晶閘管電路形成短路，或者使變流器輸出的平均電壓和直流電動勢變成順向串聯(lián)，形成很大的短路電流，這種情況叫逆變失敗，或叫逆變顛覆。造成逆變失敗的原因主要有：（2分）觸發(fā)電路工作不可靠。例如脈沖丟失、脈沖延遲等。晶閘管本身性能不好。在應(yīng)該阻斷期間管子失去阻斷能力，或在應(yīng)該導(dǎo)通時不能導(dǎo)通。交流電源故障。例如突然斷電、缺相或電壓過低等。換相的裕量角過小。主要是對換相重疊角估計不足，使換相的裕量時間小于晶閘管的關(guān)斷時間。逆變失敗后果會在逆變橋與逆變電源之間產(chǎn)生強大的環(huán)流，損壞開關(guān)器件（4分）防止逆變失敗采用最小逆變角0min防止逆變失敗、晶閘管實現(xiàn)導(dǎo)通的條件是什么？關(guān)斷的條件及如何實現(xiàn)關(guān)斷？ 答：在晶閘管陽極一一陰極之間加正向電壓，門極也加正向電壓，產(chǎn)生足夠的門極電流Ig,則晶閘管導(dǎo)通，其導(dǎo)通過程叫觸發(fā)。關(guān)斷條件：使流過晶閘管的陽極電流小于維持電流。（3分） 實現(xiàn)關(guān)斷的方式：1＞減小陽極電壓。第1頁共22頁2>增大負載阻抗。3>加反向電壓。3、為什么半控橋的負載側(cè)并有續(xù)流管的電路不能實現(xiàn)有源逆變？（5分）答：由逆變可知，晶閘管半控橋式電路及具有續(xù)流二極管電路，它們不能輸出負電壓Ud固不能實現(xiàn)有源逆變。（5分）2、電壓型逆變電路的主要特點是什么？（8分）（1）直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無脈動；（2分）（2）輸出電壓為矩形波，輸出電流因負載阻抗不同而不同；（3分）（3）阻感負載時需提供無功。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。（3分）3、逆變電路必須具備什么條件才能進行逆變工作？答：逆變電路必須同時具備下述兩個條件才能產(chǎn)生有源逆變：（1）變流電路直流側(cè)應(yīng)具有能提供逆變能量的直流電源電勢Ed，其極性應(yīng)與晶閘管的導(dǎo)電電流方向一致。（3分）（2）變流電路輸出的直流平均電壓Ud的極性必須為負（相對于整流時定義的極性），以保證與直流電源電勢Ed構(gòu)成同極性相連，且滿足Ud<Ed。（2分）1、3、簡述實現(xiàn)有源逆變的基本條件，并指出至少兩種引起有源逆變失敗的原因哪些電路類型不能進行有源逆變？（5分）（1）外部條件：要有一個能提供逆變能量的直流電源，且極性必須與直流電流方向一致，其電壓值要稍大于Ud；（2分）（2）內(nèi)部條件：變流電路必須工作于8<90°區(qū)域，使直流第2頁共22頁端電壓Ud的極性與整流狀態(tài)時相反，才能把直流功率逆變成交流功率返送回電網(wǎng)。這兩個條件缺一不可。（2分）當(dāng)出現(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失、晶閘管損壞或快速熔斷器燒斷、電源缺相等原因都會發(fā)生逆變失敗。當(dāng)逆變角太小時，也會發(fā)生逆變失敗。（3分）不能實現(xiàn)有源逆變的電路有：半控橋電路，帶續(xù)流二極管的電路3、下面BOOST升壓電路中，電感L、電容C與二極管的作用是什么？（7分）答：儲存電能升壓（3分）；保持輸出電壓穩(wěn)定（4分）。1、試說明IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET各自的優(yōu)缺點。（12分）器件優(yōu)點缺點IGBT開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小，具有耐脈沖電流沖擊的能力，通態(tài)壓降較低，輸入阻抗高，為電壓驅(qū)動，驅(qū)動功率小開關(guān)速度低于電力MOSFET,電壓，電流容量不及GTOGTR耐壓高，電流大，開關(guān)特性好，通流能力強，飽和壓降低開關(guān)速度低，為電流驅(qū)動，所需驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜，存在二次擊穿問題GTO電壓、電流容量大，適用于大功率場合，具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，其通流能力很強電流關(guān)斷增益很小，關(guān)斷時門極負脈沖電流大，開關(guān)速度低，驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜，開關(guān)頻率低電力MOSFET開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動功率小且驅(qū)動電路簡單，工作頻率高，不存在二次擊穿問題電流容量小，耐壓低，一般只適用于功第3頁共22頁率不超過10kW的電力電子裝置2、試分析下圖間接交流變流電路的工作原理，并說明其局限性。（10分） 答：圖是帶有泵升電壓限制電路的電壓型間接交流變流電路，它在中間直流電容兩端并聯(lián)一個由電力晶體管V0和能耗電阻R0組成的泵升電壓限制電路。當(dāng)泵升電壓超過一定數(shù)值時，使丫0導(dǎo)通，把從負載反饋的能量消耗在R0上（5分）。其局限性是當(dāng)負載為交流電動機，并且要求電動機頻繁快速加減速時，電路中消耗的能量較多，能耗電阻口0也需要較大功率，反饋的能量都消耗在電阻上，不能得到利用（5分）。3、軟開關(guān)電路可以分為哪幾類？各有什么特點？（10分）答：根據(jù)電路中主要的開關(guān)元件開通及關(guān)斷時的電壓電流狀態(tài)，可將軟開關(guān)電路分為零電壓電路和零電流電路兩大類；根據(jù)軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展的歷程可將軟開關(guān)電路分為準(zhǔn)諧振電路，零開關(guān)PWM電路和零轉(zhuǎn)換PWM電路（4分）。準(zhǔn)諧振電路：準(zhǔn)諧振電路中電壓或電流的波形為正弦波，電路結(jié)構(gòu)比較簡單，但諧振電壓或諧振電流很大，對器件要求高，只能采用脈沖頻率調(diào)制控制方式（2分）。零開關(guān)PWM電路：這類電路中引入輔助開關(guān)來控制諧振的開始時刻，使諧振僅發(fā)生于開關(guān)過程前后，此電路的電壓和電流基本上是方波，開關(guān)承受的電壓明顯降低，電路可以采用開關(guān)頻率固定的PWM控制方式（2分）。第4頁共22頁零轉(zhuǎn)換PWM電路：這類軟開關(guān)電路還是采用輔助開關(guān)控制諧振的開始時刻，所不同的是，諧振電路是與主開關(guān)并聯(lián)的，輸入電壓和負載電流對電路的諧振過程的影響很小，電路在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)并從零負載到滿負載都能工作在軟開關(guān)狀態(tài)，無功率的交換被消減到最小（2分）。3、晶閘管變流裝置中為什么在主電路上要加入整流變壓器進行降壓？（7分）答：采用整流變壓器降壓后可以使晶閘管工作在一個合適的電壓上，可以使晶閘管的電壓定額下降（2分），使晶閘管工作于小控制角，這有利于減少波形系數(shù)，提高晶閘管的利用率，實際上也減少的晶閘管的電流定額由于控制角小，這對變流裝置的功率因素的提高也大為有利（2分）。4、單相電壓型逆變電路中，電阻性負載和電感性負載對輸出電壓、電流有何影響？電路結(jié)構(gòu)有哪些變化？（7分）答：電阻性負載時，輸出電壓和輸出電流同相位，波形相似，均為正負矩形波（2分）。電感性負載時，輸出電壓為正負矩形波，輸出電流近似為正弦波，相位滯后于輸出電壓，滯后的角度取決于負載中電感的大小（3分）。在電路結(jié)構(gòu)上，電感性負載電路，每個開關(guān)管必須反向并聯(lián)續(xù)流二級管（2分）。、簡述對觸發(fā)電路的三點要求。第5頁共22頁（5分）1）觸發(fā)電路輸出的脈沖應(yīng)具有足夠大的功率；（1分）2）觸發(fā)電路必須滿足主電路的移相要求；（2分）3）觸發(fā)電路必須與主電路保持同步。（2分）5、對于正弦脈沖寬度調(diào)制（SPWM），什么是調(diào)制信號？什么是載波信號？何謂調(diào)制比？（5分）答：在正弦脈沖寬度調(diào)制（SPWM）中，把希望輸出的波形稱作調(diào)制信號；（2分）而對它進行調(diào)制的三角波或鋸齒波稱為載波信號；（2分）載波頻率fc與調(diào)制信號頻率fr之比，N=fc/fr稱為載波比。（1分）1、什么是可控整流？它是利用晶閘管的哪些特性來實現(xiàn)的？（5分）答：將交流電通過電力電子器件變換成大小可以調(diào)節(jié)的直流電的過程稱為可控整流。（3分） 可控整流主要利用了晶閘管的單向可控導(dǎo)電特性。（2分）4、電壓源型變頻器和電流源型變頻器的區(qū)別是什么？（5分）答：電流型變頻器的直流環(huán)節(jié)是電感器，而電壓型變頻器的直流環(huán)節(jié)是電容器。（3分）電壓型變頻器不能工作于再生制動狀態(tài)，因為電容兩端電壓不能躍變。（2分）試簡述三相半控橋式整流電路與三相全控橋式整流電路的特點。1、答：三相全控橋式整流電路采用6只晶閘管構(gòu)成，而三相半控橋式整流電路采用三只晶閘管和三只二極管構(gòu)成；（2分）第6頁共22頁三相全控橋可以工作在有源逆變狀態(tài)，而三相半控橋只能工作在整流狀態(tài)；（2分）三相半控橋可能會出現(xiàn)失控現(xiàn)象，而全控橋不會。（1分）3、舉出三種常用過電流保護電器，并指出其動作時間的典型值。答：1）快速熔斷器，在流過6倍額定電流時熔斷時間小于20ms（2分）2）直流快速開關(guān)，動作時間只有2ms（1分）3）電流檢測和過電流繼電器，開關(guān)動作幾百毫秒。（2分）在晶閘管可控整流電路的直流拖動中，當(dāng)電流斷續(xù)時電動機的機械特性有哪些特點？ 答：在晶閘管可控整流電路的直流拖動中，當(dāng)電流斷續(xù)時，電動機的理想空載轉(zhuǎn)速將抬高；機械特性變軟，即負載電流變化很小也可引起很大的轉(zhuǎn)速變化。2、在三相半波可控整流電路中，如果控制脈沖出現(xiàn)在自然換流點以前，可能會出現(xiàn)什么情況？能否換相？ 、答：在三相半波可控整流電路中，如果每只晶閘管采用獨立的觸發(fā)電路，那么控制脈沖出現(xiàn)在自然換流點以前，電路將停止工作；如果三只晶閘管采用同一個觸發(fā)電路（對共陰極連接），則控制脈沖出現(xiàn)在自然換流點以前，電路仍然能正常換相，但此時的控制角較大，輸出電壓較低。第7頁共22頁3、在三相全控橋式有源逆變電路中，以連接于人相的共陽極組晶閘管V14為例說明，在一個周期中，其導(dǎo)通及關(guān)斷期間兩端承受電壓波形的規(guī)律。答：共陽極組三只晶閘管輪流導(dǎo)通120__，其順序是VT4GVT6GVT2。所以，當(dāng)丫14導(dǎo)通時，兩端電壓為零；當(dāng)VT6導(dǎo)通時，VT4兩端電壓為線電壓uvu；當(dāng)丫12導(dǎo)通時，VT4兩端電壓為線電壓uwu。6、脈寬可調(diào)的斬波電路如圖，說明電路中V12及L1、C、V22各有什么作用？V11承受反壓的時間由哪些參數(shù)決定？（6分）答：（1）丫12為換相輔助晶閘管。（1分）（2）L1、C、丫22構(gòu)成換相單方向半周期諧振電路，C為換相電容V22為單方向振蕩限制二極管。（2分）（3）V11承受反壓時間由C、L和R決定。（2分）5、試說明功率晶體管（GTR）的安全工作區(qū)SOA由哪幾條曲線所限定？答：功率晶體管（GTR）的安全工作區(qū)SOA由以下條曲線所限定：最高電壓UceM、集電極最大電流IcM、最大耗散功率PcM以及二次擊穿臨界線。什么是晶閘管交流開關(guān)？交流調(diào)壓器的晶閘管常用哪些方式控制？答：如果令交流調(diào)壓器中的晶閘管在交流電壓自然過零時關(guān)斷或?qū)?，則稱之為晶閘管交流開關(guān)（1分）。交流調(diào)壓器中的晶閘管有兩種控制方式：（1）相位控制在電源電壓的每一周期，在選定的時刻將負載與電源接通，改變選定的時刻即可達到調(diào)壓的第8頁共22頁目的，即相控方式（2分）；（2）通-斷控制將晶閘管作為開關(guān)，使負載與電源接通若干周波，然后再斷開一定的周波，通過改變通斷的時間比達到調(diào)壓的目的。有全周波連續(xù)式和全周波間隔式兩種形式（2分）。3、3、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(dāng)交流側(cè)為阻感負載時需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。當(dāng)輸出交流電壓與電流的極性相同時，電流經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，而當(dāng)輸出電壓與電流極性相反時，由反饋二極管提供電流通道（3分）。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(cè)電感來緩沖。當(dāng)需要從交流側(cè)向直流側(cè)反饋無功能量時，電流并不反向，依然經(jīng)電路中的控開關(guān)器件流通，因此不需要并聯(lián)二極管（2分）。4、什么是組合變流電路？一般的開關(guān)電源是怎樣組合的？為什么要這樣組合？答：組合變流電路是將某幾種基本的變流電路（AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/DC）組合起來，以實現(xiàn)一定新功能的變流電路（2分）。開關(guān)電源通常采用交-直-交-直方式組合（1分）。由于開關(guān)電源采用了工作頻率較高的交流環(huán)節(jié)，變壓器和濾波器都大大減小，因此同等功率條件下其體積和重量都遠小于相控整流電源。除此之外，工作頻率的提高還有利于控制性能的第9頁共22頁提高。由于這些原因，在數(shù)百KW以下的功率范圍內(nèi)，開關(guān)電源正逐漸取代相控整流電源（2分）。4、什么叫過電流？過電流產(chǎn)生的原因是什么？答：當(dāng)流過晶閘管的電流大大超過其正常工作電流時，稱為過電流。產(chǎn)生的原因有：（1）直流側(cè)短路；（2）機械過載；（3）可逆系統(tǒng)中產(chǎn)生環(huán)流或者逆變失敗；（4）電路中管子誤導(dǎo)通及管子擊穿短路等。（5分）5、IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET的驅(qū)動電路各有什么特點？。IGBT驅(qū)動電路的特點是:驅(qū)動電路具有較小的輸出電阻/GBT是電壓驅(qū)動型器件,IGBT的驅(qū)動多采用專用的混合集成驅(qū)動器。（1分） GTR驅(qū)動電路的特點是:驅(qū)動電路提供的驅(qū)動電流有足夠陡的前沿，并有一定的過沖，這樣可加速開通過程,減小開通損耗，關(guān)斷時，驅(qū)動電路能提供幅值足夠大的反向基極驅(qū)動電流，并加反偏截止電壓，以加速關(guān)斷速度。（1分）GTO驅(qū)動電路的特點是:GTO要求其驅(qū)動電路提供的驅(qū)動電流的前沿應(yīng)有足夠的幅值和陡度，且一般需要在整個導(dǎo)通期間施加正門極電流，關(guān)斷需施加負門極電流，幅值和陡度要求更高，其驅(qū)動電路通常包括開通驅(qū)動電路，關(guān)斷驅(qū)動電路和門極反偏電路三部分。第10頁共22頁（2分）電力MOSFET驅(qū)動電路的特點：要求驅(qū)動電路具有較小的輸入電阻，驅(qū)動功率小且電路簡單。（1分）2、單相橋式全控整流電路和單相橋式半控整流電路接大電感負載，負載兩端并接續(xù)流二極管的作用是什么？兩者的作用是否相同？ （2）其負載兩端并接續(xù)流二極管是為了使交流電源電壓進入負半周時，由續(xù)流二極管續(xù)流，使晶閘管關(guān)斷，提高整流輸出電壓的平均值（3）單相橋式半控整流電路接大電感負載，負載兩端并接續(xù)流二極管的作用是為了避免失控現(xiàn)象的發(fā)生，保證整流電路的安全運行4、變頻器由那些基本部分構(gòu)成？答：1）整流器。2）逆變器。3）中間直流環(huán)節(jié)。4）控制電路。1、什么是控制角a?導(dǎo)通角。？為什么一定要在晶閘管承受正向電壓時觸發(fā)晶閘管？（5分）答：（1）把晶閘管承受正壓起到觸發(fā)導(dǎo)通之間的電度角稱為控制角。（2分）（2）晶閘管一個周期內(nèi)導(dǎo)通的電角度稱為導(dǎo)通角。（2分）（3）晶體管的性能與三極管性能差不多，都是在正向壓降觸發(fā)導(dǎo)通，反向截止（1分）4、用單結(jié)晶體管的觸發(fā)電路，當(dāng)移相到晶閘管達到某一導(dǎo)通角時，再繼續(xù)調(diào)大導(dǎo)通角時，忽然晶閘管變成全關(guān)斷是何原因？（5分）答：單結(jié)晶體管導(dǎo)通后,如果由電源通過電位器加到發(fā)射極的電流超過谷點電流單結(jié)晶體管就關(guān)不了。這時，單結(jié)晶體管只產(chǎn)生一個脈沖，尚能保持晶閘管工作，但是若進一步減小電位器電阻，加大發(fā)射極電流，那么在第11頁共22頁同步電源的梯形波上升前沿發(fā)射極就與基極直通，電容沖不上電，不能發(fā)出觸發(fā)脈沖，晶閘管就全關(guān)斷了。（5分）1、單相可控整流電路供電給電阻負載或蓄電池充電（反電勢負載），在控制角a相同，負載電流平均值相等的條件下，哪一種負載晶閘管的額定電流值大一些？為什么？（6分）答：（1）反電動勢負載電路中晶閘管的額定電流大一些。因為當(dāng)控制角為a時，電阻性負載時，晶閘管的導(dǎo)通角0=n-ao（1分）（2）而反電動勢式負載時，當(dāng)a小于不導(dǎo)電角8時，0=n-2b；當(dāng)a大于不導(dǎo)電角8時，晶閘管的導(dǎo)通角0=n-a-8o（2分）（3）所以，反電動勢負載時的波形系數(shù)Kf1大于電阻性負載時的波形系數(shù)Kf2o當(dāng)負載電流平均值相等的條件下，反電動勢負載時的晶閘管電流的有效值大于電阻性負載時的晶閘管電流的有效值。因此，反電動勢負載晶閘管的額定電流大一些。（3分）4、什么是換相重疊角？換相重疊角是什么原因造成的？（5分）、在三相整流電路中，由于換相過程持續(xù)的時間電角度，稱為換相重疊角。原因由于變壓器漏抗對電路的影響，造成換流電路中的電流不能發(fā)生突變引起的換相重疊角。2、換流重疊角的產(chǎn)生給逆變電帶來哪些不利影響？（4分）答：（1）由于變壓器漏感和線路電感等因素的影響，晶閘管的換第12頁共22頁流（換相）不能瞬時完成，均需一定的時間即換相重疊角Y所對應(yīng)的時間。（2分）（2）如果逆變角8＜丫，將使換相不能完成，造成逆變失敗。（2分）1、直流電動機負載單相全控橋整流電路中，串接平波電抗器的意義是什么？平波電抗器電感量的選擇原則是什么？（6分）1）意義：利用電廠的儲能作用來平衡電流的脈動和延長晶閘管的導(dǎo)通時間。（3分）（2）原則：在最小的負載電流時，保證電流連續(xù)，即使晶閘管導(dǎo)通角0=180°。（2分）3、如圖為三相全控橋同步相控觸發(fā)系統(tǒng)框圖，試回答：該觸發(fā)系統(tǒng)采用哪種控制方式？圖中的1A、1B、1C、F、E以及1D?6D的電路名稱是什么？（6分）答：（1）橫向控制原理。（1分）（2）1A為同步變壓器。（0.5） （3）1B為同步信發(fā)發(fā)生器。（0.5） （4）1C為移相控制電路。（1分）（5）F為6倍頻脈沖信號發(fā)生器。（1分）（6）E為環(huán)形分配器和譯碼器。（0.5分）（7）1D?6D為脈沖整形與功放電路。第13頁共22頁（0.5分）4、如圖為單相橋式SPWM逆變器的主電路。試說明單極性控制方式在調(diào)制波ur的負半周的控制方法和工作過程？（6分） 答：設(shè)ur為正弦調(diào)制，uc為負向三角形載波，在ur的負半周，關(guān)斷V31、V34、使V32始終受控導(dǎo)通，只控制V33。在urVuc時，控制丫33導(dǎo)通，輸出電壓u0為一Ud,在ur<uc時，使V33關(guān)斷，輸出電壓為OV。5、何謂斬波電路的直流調(diào)壓和直流調(diào)功原理？分別寫出降壓和升壓斬波電路直流輸出電壓U0電源電壓Ud的關(guān)系式？（6分）答：（1）改變導(dǎo)通比股即可改變直流平均輸出電壓U0又可改變負載上消耗功率的大小，這就是斬波電路的直流調(diào)壓和調(diào)功原理。（1分）（2）降壓斬波電路。（2分）（3）升壓斬波電路。（2分）6、簡述降壓斬波電路的工作原理。（5分）2、簡述圖3-1a所示的降壓斬波電路工作原理。3、答：降壓斬波器的原理是：在一個控制周期中，讓V導(dǎo)通一段時間ton,由電源E向L、R、M供電，在此期間，uo=￡。然后使V關(guān)斷一段時間toff,此時電感1通過二極管VD向R和M供電，uo=0。一個周期內(nèi)的平均電壓。輸出電壓小于電源電壓，起到降壓的作用。3、在三相交交變頻電路中，采用梯形波輸出控制的好處是什么？為什么？答：可以改善輸入功率因數(shù)。第14頁共22頁（2分） 因為梯形波的主要諧波成分是三次諧波，在線電壓中，三次諧波相互抵消，結(jié)果線電壓仍為正弦波。在這種控制方式中，因為橋式電路能夠較長時間工作在高輸出電壓區(qū)域（對應(yīng)梯形波的平頂區(qū)），a角較小，因此輸入功率因數(shù)可提高15%左右。（3分）1什么是換流？換流的四種方式是什么？（5分）答：換流（mutation）指電力電子電路中支路間電流的轉(zhuǎn)移。換流方式可分為：電網(wǎng)換流：換流電壓取自交流電網(wǎng)。②負載換流：換流電壓取自呈容性的負載端電壓。器件換流：利用全控型器件的自關(guān)斷能力進行換流。強迫換流：換流電壓由附加的獨立電路產(chǎn)生。通常是利用附加電容上的能量實現(xiàn)，也稱電容換流。（1分）④ 5、全橋和半橋電路對驅(qū)動電路有什么要求答：假設(shè)電路中電感L值很大，電容C值也很大。當(dāng)V處于通態(tài)時，電源E向電感1充電，充電電流基本恒定為K，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Uo。設(shè)V處于通態(tài)的時間為ton，此階段電感L上積蓄的能量為。當(dāng)V處于斷態(tài)時E和L共同向電容C充電并向負載R提供能量。設(shè)V處于斷態(tài)的時間為toff，則在此期間電感L釋放的能量為。當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時，一個周期T中電感L積蓄的能量與釋放的能量相等，即：第15頁共22頁（3分）化簡得：（1分）式中的，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。（1分）2、.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點嗎？如果不是，它們在相位上差多少度？（5分）答：不是同一點。它們在相位上相差180°。5、多相多重斬波電路有何優(yōu)點？（5分）答：多相多重斬波電路因在電源與負載間接入了多個結(jié)構(gòu)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(shù)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。2什么是PWM控制？（5分）答：它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作為PWM波形，通過改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，采用適當(dāng)控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化。可以通過調(diào)整PWM的周期、PWM的占空比而達到控制電流的目的。簡述絕緣柵雙極型晶體管IGBT的特點是什么？（5分）3、IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor）,絕緣柵雙極型晶體管，是由8門（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗第16頁共22頁和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大力05尸￡T驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。1、如題圖2-21所示的單相橋式半控整流電路中可能發(fā)生失控現(xiàn)象，何為失控，怎樣抑制失控？（5分）、當(dāng)@突然增大至180°或觸發(fā)脈沖丟失時，會發(fā)生一個晶閘管持續(xù)導(dǎo)通而兩個二極管輪流導(dǎo)通的情況，這使血成為正弦半波，其平均值保持恒定，稱為失控。增加續(xù)流二極管VDR時，續(xù)流過程由丫口區(qū)完成，避免了失控的現(xiàn)象。續(xù)流期間導(dǎo)電回路中只有一個管壓降，有利于降低損耗。3、交交變頻電路的主要特點和不足是什么？其主要用途是什么？（5分）效率較高（一次變流）、可方便地實現(xiàn)四象限工作、低頻輸出波形接近正弦波接線復(fù)雜，采用三相橋式電路的三相交交變頻器至少要用36只晶閘管。受電網(wǎng)頻率和變流電路脈波數(shù)的限制，輸出頻率較低。輸入功率因數(shù)較低。輸入電流諧波含量大，頻譜復(fù)雜。主要用于500kW或1000kW以上的大功率、低轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速電路中。目前已在軋機主傳動裝置、鼓風(fēng)機、礦石破碎機、球磨機、卷揚機等場合應(yīng)用。既可用于異步電動機，也可用于同步電動機傳動。第17頁共22頁2、什么是異步調(diào)制？什么是同步調(diào)制？兩者各有何特點？分段同步調(diào)制有什么優(yōu)點？（5分）載波信號和調(diào)制信號不同步的調(diào)制方式，是異步調(diào)制。載波信號和調(diào)制信號保持同步的調(diào)制方式，是同步調(diào)制。異步調(diào)制的特點是當(dāng)fr較低時，N較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，脈沖不對稱產(chǎn)生的不利影響都較?。划?dāng)fr增高時，N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對稱的影響就變大。同步調(diào)制的特點是使一相的PWM波正負半周鏡對稱，N為奇數(shù)。分段同步調(diào)制一一異步調(diào)制和同步調(diào)制的綜合應(yīng)用。在低頻輸出時采用異步調(diào)制方式，高頻輸出時切換到同步調(diào)制方式，這樣把兩者的優(yōu)點結(jié)合起來，和分段同步方式效果接近。3、什么是軟開關(guān)？采用軟開關(guān)技術(shù)的目的是什么？（5分）通過在電路中增加小電感、小電容等諧振元件，在開關(guān)過程中實現(xiàn)零電壓開通，零電流關(guān)斷，消除電壓、電流的重疊。降低開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲，這樣的電路稱為軟開關(guān)電路，目的是進一步提高開關(guān)頻率和減少損耗。5、試說明SPWM控制的基本原理。（5分）答：PWM控制技術(shù)是控制半導(dǎo)體開關(guān)元件的導(dǎo)通和關(guān)斷時間比，即調(diào)節(jié)脈沖寬度的或周期來控制輸出電壓的一種控制技術(shù)。第18頁共22頁（2分）用正弦基波電壓作為調(diào)制電壓，對它進行調(diào)制的三角波稱為載波電壓，當(dāng)正弦基波與三角波相交時，通過比較二者之間的大小來控制逆變器開關(guān)的通斷，從而獲得一系列等幅不等寬正比于正弦基波電壓的矩形波，這就是正弦脈寬調(diào)制方法（SPWM）。（3分）6、試說明PWM控制的基本原理。PWM控制就是對脈沖的寬度進行調(diào)制的技術(shù)。即通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。（1分）在采樣控制理論中有一條重要的結(jié)論:沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣蚌的環(huán)節(jié)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(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。上述原理稱為面積等效原理。（1分）以正弦pWM控制為例。把正弦半波分成”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(guī)律變化。如果把上述脈沖列利用相同數(shù)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(yīng)正弦波部分的中點重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)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下弦規(guī)律變化的。根據(jù)面積等效原理,PWM波形和正弦半波是等效的。對于正第19頁共22頁弦波的負半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形?？梢姡玫降腜WM波形和期望得到的正弦波等效。（3分）5、如何區(qū)分電壓源型和電流源型變頻