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第7章电力电子技术的应用习题答案--第1页

第7章电力电子技术的应用习题

第1部分：简答题

1.关于感应电动机的变频调速，回答下列问题：

1）什么是变频调速？

2）变频时是否需要调压,如何调压?并简述理由。

3）什么是直接变频电路？什么是间接变频电路？

4）什么是VSI变频器，什么是CSI变频器？说明CSI变频器的主要应用场

合。

5）什么是能耗制动？结合图7－1(a)，说明能耗制动的工作过程。

6）什么是再生制动？结合图7－1(b)，说明再生制动对变频器前端变换器

的要求，并简述再生制动的工作过程。

7）图7－1(b)中变频器前端能4象限工作的变换器可采用哪些具体的电路

结构？

8）简述CSI变频器是如何实现再生制动的？

9）为什么方波-VSI变频器的前端必须采用可控整流电路？为什么该变频器

的功率因数与电机转速有关？

10）与PWM-方波变频器及CSI变频器相比较，分析为什么PWM-VSI变频器

应用最为广泛？

图7－1

答：

1）通过改变施加在定子上的交流电压的频率F改变交流电机转速方式称为变频

调速。

2）变频同时需要调压，以保证气隙磁通恒定。即

EV

aconstsconst



，近似为

ff

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所以变频时，电压也要同比变化，保持二者的比值为常数。逆变器采用SPWM控

制时即可变频又可调压。

3）直接变频电路是把电网频率的交流电直接变成可调频率的交流电的变流电路，

又称交交变频器。间接变频电路是先把交流变换成直流，再把直流逆变成可变频

率交流的变流电路。

4）VSI变频器是电压源型逆变器，直流侧一般并联大电容，使直流电源具有电

压源的特点；CSI变频器是晶电流源型逆变器，直流侧一般串联大电感，使直流

电源具有电流源的特点。CSI主要应用于极高功率水平的场合。

5）接入制动电阻来消耗回馈电能的（电磁）制动方式称为能耗制动。工作过程

如图7-1(a)所示，电动状态下制动回路的开关断开，制动状态下制动回路的开

关闭合，接入制动电阻，消耗回馈到电容上的电能。

6）对变频器而言，将电机制动时产生的电能回馈到电网的制动方式称为再生制

动。如图7-1(b)所示，再生制动时要求能量在前端变换器中可逆向流动，所以

应采用可逆变流器，如4象限变流器。

再生制动的工作过程为：电动运行时，前端变流器工作于整流状态；制动运行时，

前端变流器工作于逆变状态，将电机制动时产生的电能回馈到电网。

7）4象限工作的变换器可以实现能量的双向流动，具体电路即可采用晶闸管变

流器与二极管整流器反并联的结构（严格将该电路只能2象限运行，但可满足能

量的双向流动的要求），也可采用4象限开关型逆变器（将其作为整流器使用，

也称作PWM整流器）。

8）对于CSI变频器，由于直流侧串入大电感，使直流侧电流方向不能改变。当

再生制动时，将晶闸管变流器转换到逆变状态，可将电能回馈到电网，从而实现

再生制动。

9）因为方波-VSI变频器工作时，