电力电子复习题讲解.ppt

电力电子复习题讲解 1、软开关技术分为零电压和零电流两类。 √ 2、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、某半导体器件的型号为KP50—7的，其中7表示额定电压7000V。× 4、晶闸管串联使用须采取“均压措施”。√ 5、为防止过电流，只须在晶闸管电路中接入快速熔断器即可。× 6、绝缘栅双极型晶体管具有电力场效应晶体管和电力晶体管的优点。√ 7、把直流电变为交流电的过程叫整流。× 8、将直流电变为交流电直接供给负载使用的过程叫无源逆变。√ 9、交-交变频电路的主要不足是:接线简单，如采用三相桥式电路的三相交-交变频器至少要用72只晶闸管。× 10、并联谐振逆变器必须是略呈电容性电路。√ 11、使晶闸管导通的条件是uAK0且uGK 0 。 × 12、大功率晶体管的放大倍数β都比较低。 √ 13、型号为KP50—7的半导体器件，KP50表示是一个额定电流为50A的普通晶闸管。√ 14、只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。 × 15、电力场效应晶体管属于电流型控制元件。 × 16、把交流电变为直流电的过程叫逆变。 × 17、将直流电变为和电网同频率的交流电并反送到交流电网去的过程称为有源逆变； √ 18、电力MOSFET缺点是：开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率大，驱动电路复杂，存在二次击穿问题。 × 19、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。√ 20、逆变角太大会造成逆变失败。 × 分析 1、PWM控制的基本原理。 PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。 在采样控制理论中有一条重要的结论：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，冲量即窄脉冲的面积。效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。上述原理称为面积等效原理。 以正弦PWM控制为例。把正弦半波分成N等份，就可把其看成是N个彼此相连的脉冲列所组成的波形。这些脉冲宽度相等，都等于π/N，但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化。如果把上述脉冲列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，就得到PWM波形。各PWM脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。根据面积等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。可见，所得到的PWM波形和期望得到的正弦波等效。 波形绘制及计算 波形图如下： 5、单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势 E=60V，当α=30?时，要求： ①作出ud、id和i2的波形； ②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2； ③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 解：①ud、id和i2的波形如下图： ②整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为 Ud＝0.9 U2 cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97(A) Id ＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A) I2＝Id ＝9(A) ③晶闸管承受的最大反向电压为：U2＝100×1.414 ＝141.4（V） 流过每个晶闸管的电流的有效值为：IVT＝Id∕1.414＝6.36（A） 故晶闸管的额定电压为：UN＝(2～3)×141.4＝283～424（V） 晶闸管的额定电流为：IN＝(1.5～2)×6.36∕1.57＝6～8（A） 晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。 * * * 判断 2、如图是一个三相逆变电路，试分析工作原理并画出波形。 解： 基本工作方式——每桥臂导电180°，同一相上下两臂交替导电，各相开始导电的角度差120°。任一瞬间有三个桥臂同时导通。每次换流都是在同一相上下两臂之间进行，也称为纵向换流。 桥臂1、3、5的电流相加可得直流侧电流id的波形，id每60°脉动 一次，直流电压基本无脉动，因此逆变器从交流侧向直流侧传送的功 率是脉动的，电压型逆变电路的一个特点。为了防止同一相上下两桥 臂的开关器件同时导通而引起直流侧电源短路，应采取“先断后通” 的方法。 t O t O t O t O t O t O t O t O a) b) c) d) e) f) g) h) u UN u U