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第一章电力电子器件
1、电力电子技术是用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术
2、四种电力变换
①交流变直流(AC—DC)、
②直流变交流(DC—AC)、
③直流变直流(DC-DC)、
④交流变交流(AC—AC)可关断晶闸大功率晶体电力场效应晶绝缘栅双极器件名称晶闸管电力二极管管管体管晶体管电路图形文字符号VD VTGT0GTR MOSFETIGBT不可控V按控制程度半控V分类全控V V V V按控制信号电流驱动/V4V分类电压驱动/V V常用电力电子器件、电路图形文字符号和分类
二、晶闸管的导通条件阳极正向电压、门极正向触发电流.
三、晶闸管关断条件是晶闸管阳极电流小于维持电流导通后晶闸管电流由外电路决定实现方法加反向阳极电压
3、晶闸管额定电流是指晶闸管在环境温度40和规定的冷却状态下,稳定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值
4、1与其有效值%的关系是I
5、晶闸管对触发电路脉冲的要求是1)触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通2)触发脉冲应有足够的幅度3)所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极电压,电流和功率额定且在门极伏安特性的可靠触发区域之内4)应有良好的抗干扰性能,温度稳定性与主电路的电气隔离第二章整流电路
1、单相桥式全控整流电路结构组成A.纯电阻负载a的移相范围0〜180,D和।的计算公式,要求能画出在a角下的y及变压器二次测电流的波形(参图3-5);B.阻感负载R+大电感L下,a的移相范围0〜90,4和)计算公式要求能画出在a角下的UJ,以及Iz的波形(参图3-6);
2、三相半波可控整流电路a=0o的位置是三相电源自然换相点A)纯电阻负载a的移相范围0~150oB)阻感负载(R+极大电感L)
①a的移相范围0〜90
②।计算公式
③参图377能画出在a角下能(J.l I的波形(Id电流波形可供为近似恒定)d
3、三相桥式全控整流电路的工作特点”A)能画出三相全控电阻负载整流电路,并标出电源相序及VT器件的编号B)纯电阻负载Q的移相范围0~120oC)阻感负载R+L(极大)的移相范围〜90oU I II的计算及晶闸管额定电流I及额定电压U的确定d ddvt vtt(AV)tnD)三相桥式全控整流电路的工作特点1)每个时刻均需要两个晶闸管同时导通,形成向负载供电的回路,其中一个晶闸管是共阴极组的,一个共阳极组的,且不能为同一相的晶闸管2)对触发脉冲的要求六个晶闸管的脉冲按的顺序,相位一次差60o;共阴极组V,V,V的脉冲依次差120o,共阴极组V.V:丫也裱次上1206O;同一相得上下两个桥臂,即V与T1T3T
5.、・.一14T6T2T1V,V与VV与V脉冲相差180T41413T6T5T23)整流输出电压U.一周期脉动六次,每次脉动的波形都一样,故该电路为六脉波整流电路4)在整流电路合闸启动过程中或电流断续时,为确保电路的正常工作,需保证导通的两个晶闸管均有脉冲为此可采用两种方法一种是使脉冲宽度大于60o(一般取80100),称为宽脉冲触发;另一种方法是,在触发某个晶闸管的同时,给前一个晶闸管补发脉冲,即用两个窄脉冲代替宽脉冲,两个窄脉冲的前沿相差60o,脉宽一般为20~30,称为双脉冲触发5)a=0o时晶闸管承受最大正、反向电压的关系是根J6U
4、有源逆变当交流侧接在电网上,即交流侧接有电源时称为有源逆变逆变条件1)负载要有直流电动势,其极性和晶闸管的到导通方向一致,其值应大于变流器直流侧的平均电压2)要求晶闸管的控制角a大于n/2,使U为负值有源逆变失败逆变运行时,一旦发生换相失败,外接的直流电源就会通过晶体管电路形成短路,或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联,由于逆变电路的内阻很小,形成很大的短路电流,这种情况称为逆变失败有源逆变失败原因D触发电路工作不可靠,不能适时,准确的给各晶闸管分配脉冲,如脉冲丢失,脉冲延时等,致使晶闸管不能正常换相,使交流电源电压和直流电动势顺向串联,形成短路2)晶闸管发生故障,在应该阻断期间,器件失去阻断能力,或在应该导通时,器件不能导通,造成逆变失败3)在逆变工作时,交流电源发生缺相或突然消失,由于直流电动势Em的存在,晶闸管仍可导通,此时变流器的交流侧由于失去了同直流电动势极性相反的电压,因此直流电动势将通过晶闸管使电路短路4)换相的裕量角不足,引起换相失败,应考虑变压器漏抗引起重叠角,对逆变电路换相的影响有源逆变失败防止选用可靠的触发器,正确的选择晶闸管的参数,不仅防止逆变角B不能等于零,而且不能太小,必须限制在某一允许的最小角度内
5、同步信号为锯齿波的触发电路有哪几个基本环节组成1)脉冲形成环节2)锯齿波的形成和脉冲移相环节3)同步环节4)双窄脉冲形成环节
6、晶闸管整流电路其输出直流电压Ud的大小都与那些因素有关与整流电路的结构(即整流参数)U和a角的大小及负载性质有关2第三章直流一直流变流电路
1、直接直流变流的电流的电路称为斩波电路直流斩波电路有哪三种控制方式1)保持开关周期T不变,调节开关导通时间Ton,称为脉冲宽度调制或脉冲调宽型2)保持开关导通时间Ton不变,改变开关周期T,称为频率调制或调频型3)Ton和T都可调,使占空比改变,称为混合型
2、降压斩波电路(120页),升压斩波电路(123~124页),升降压斩波电路(126127页)负载上的Uo,Io的计算方法第四章交流电力控制电路和交交变频电路
1.单相调压电路纯电路结构组成电阻负载,阻感负载
2.单相调压电路纯电路负载a的移相范围为0W a£n,阻感负载a的移相范围W Wa Wn见图书146(A)第五章逆变电路
1.与整流相对应,把直流电变成交流电称为逆变当交流侧接在电网上,即交流侧接有电源时,称为有源逆变;当交流侧直接和负载连接时,称为无源逆变
2.逆变电路基本工作原理答:如图,当开关S
1、S闭合,s、s断开时,负载电压u为正;当开关s、s断开,s、s闭合时,u423014230为负这样,就把直流电变成了交流电,改变两组开关的切换频率,即可改变输出交流电的频率这就是逆变电路最基本的工作原理
3.电流从一个支路向另一个支路转移的过程称为换流(换相),换流方式有哪四种答器件换流电网换流负载换流强迫换流
4.什么是电压型逆变电路什么是电流型逆变电路二者各有什么特点答逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种直流侧是电压源的称为电压型逆变电路;直流侧是电流源的称为电流型逆变电路电压型逆变电路有以下主要特点电流型逆变电路有以下主要特点1)直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源直流1)直流侧串联大电感,相当于电流源直流侧电流基本侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗无脉动,直流回路呈现高阻抗由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形2)电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流2)通路波,并且与负载阻抗角无关而交流侧输出电流波形和相径,因此交流侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无位因负载阻抗的不同而不同当交流侧为阻感负载时需要关而交流侧输出电压波形和相位则因提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用为了负载阻抗情况的不同而不同3)给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂3)当交流侧为阻抗负载时需要提供无功功率,直流侧电都并联了反馈二极管感起缓冲无功能量的作用
5.三相电压型逆变电路的基本工作方式是180°导电方式,即每个桥臂的导电角度为180°,同单一相上下两个臂(器件)交替导电,因此称为纵向换流第六章控制技术PWM
1、何为PWM脉宽调制技术PWM控制就是对对脉冲宽度进行调制技术即通过这一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需波形(含形状和幅值)
2、PWM控制的重要理论基础是什么面积等效原理
3、通过脉宽调制控制输出的PWM波若等效正弦波,则成为SPWM寺谎IJ其PWM波形成为SPWM波形,若SPWM波为双极性则这种调制方法也称为双极性SPWM调制
4、电压型逆变电路进行SPWM控制调制方法通常是怎样实现的通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波(其中三角波最多)因为等腰三角波能够注意一点水平宽度和高度或线性关系且左右对称,当他和任意一个平缓变化的调制信号波相交时,如果在交点时刻对电路开关器件通断进行控制就可以得到宽度正比于信号波幅值的脉冲,这样正好符合PWM控制要求
5、何为单极性和双极性PWM控制单极性PWM控制在Ur的半个周期三角波载波只在正极性或负极性一种极性范围内变化采用双极性方式时,在Ur的半个周期内,三角波载波既在正极性又在负极性两种范围内变化得到的PWM波形有正有负
6、何为载波比何为异步调制各有什么缺点载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制在PWM控制电路中,载波频率fc与调制信号频率fr之比称为载波比第九章
1、奉动电路的基本任务是什么驱动电路的基本任务是将信息电子电路传来的信号按照其控制目标的要求,转换为加工在电力电子器件控制端和公共端之间,可以使其开通或关断的信号
2、电力电子器件的过电压保护和过电流保护图9729739-
143、晶闸管的串联或并联要进行均压或均流保护。