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王兴贵电力电子逆变电路课后习题答案

1.无源逆变电路和有源逆变电路的区别是什么?

区别主要在于输出端接的负载不同，如交流输出端接的是交流电

源（如电网），则为有源逆变电路，如果输出端直接接负载，则为无

源逆变。

2.换流方式有哪几种，各有什么特点?

通常所说的换流方式指的是如何器件关断的方式。

常可分为以下几种：

器件换流：利用全控型器件的自关断能力进行换流的方式。

电网换流：由电网提供换流电压。即当电网电压为负时，该电压

施加在欲关断的器件上时，器件自动关断。该方式对没有交流电网的

无源逆变电路不适用。

负载换流：由负载提供换流电压，只要负载电流的相位超前于负

载电压的场合，都能实现。

强迫换流：设置附加的换流电路。给欲关断的器件强迫施加负电

压或负电流。

3电压型逆变电路和电流型逆变电路有何不同，

电压型逆变：1）直流侧为电压源2）逆变输出电压波形为矩形波

3）逆变桥都并联了反馈二极管。

电流型逆变：1)直流侧为电流源2）逆变输出的电流波形为矩形波

3）逆变桥不用反馈二极管。

4．电压型逆变电路中反馈二极管有什么作用?

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。

5三相桥式电压型逆变电路，180o导电方式，UD=100V.试求相

电压的基波幅值和有效值，输出线电压的基波幅值和有效值。（书上

第102页）

6.试说明PWM控制的基本原理。

PWM控制就是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）的技术。

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。

7.简述采用硬件电路进行脉冲宽度调制的过程。

通常用期望得到的电压波形和载波信号（一般为三角波或锯齿波）

进行比较，然后再用比较产生的信号去控制电力电子器件的导通和关

断，就能得到所需要的PWM输出电压。8．什么是SPWM波形的规

则采样法，比自然采样法相比，规则采样法有什么优缺点。SPWM波

形的规则采样法是一种在采用微机实现时实用的SPWM波形生成方

法。规则采样SPWM规则采样法的调制波为正弦信号，SPWM规则

采样法是在自然采样法的基础上得出的。规则采样法的基本思路是：

取三角波载波两个正峰值之间为一个采样周期。使每个PWM

脉冲的中点和三角波一周期的中点（即负峰点）重合，在三角波

的负峰时刻对正弦信号波采样而得到正弦波的值，用幅值与该正弦波

值相等