电力电子复习

一、画图并推导

1． 画出降压斩波器的原理图，并推导输出电压的大小。 2．单相桥式半控整流电路如图所示， 负载Ld足够大。试绘出α=90°

时输出电压Ud、流过晶闸管VT1的电流iT1以及 流过二极管VD3的电流iD3的波形。

如图所示为具有中点二极管的单相

3．

半控桥式整流电路，试画出α=45°时 Ud的波形，并推导出Ud=f（α）的关 系式。

4．

画出升压斩波器的原理图，并推导输出电压的大小与导通比的关系。

5、如图所示为单相全波整流电路，由一只晶闸管与一只整流二极管组成，已知变压器次端输出为U2。试画出α=45°时Ud的波形并推导出Ud=f（α）的关系式。 6、试画出单相桥式逆变器的主电路。

并说明控制方法和工作过程。 7、单相桥式半控整流电路如图所示，

负载Ld足够大。试绘出α=90°时输出电压Ud、晶闸管VT1的电流iT1以及流过二极管VD1的电流的波形。

二、简答题

1 有源逆变的两个条件是什么？ 2 晶闸管导通的条件是什么？关断呢？ 3 对晶闸管触发电路有什么要求？

4．什么叫逆变失败？造成逆变失败的原因是什么？ 5．四种基本的变流方式有哪几类？ 6．最小逆变角的选择应考虑那些因素？

流过iD1

7．什么是载波比？什么是调制比？

8．在三相全控桥式整流电路中，如共阴极组的一只晶闸管短路，则电路会发生什么现象？应如何保护晶闸管？

9．双向晶闸管额定电流的定义和普通晶闸管额定电流的定义有什么不同？额定电流为100A的两只普通晶闸管反并联可用额定电流多大的双向晶闸管代替？ 10．单相交流调压电路用窄脉冲触发时，当α〈φ时会产生什么现象？

为什么？

11．什么是零电压开通？什么是零电流关断？

12．图示为单相桥式全控整流电路，电阻负载。假设交流侧变压器的漏抗可以忽略，试分析并扼要回答下列问题：

(1) 该电路能否运行在逆变状态，为什么？ (2) 控制角α=30°时，该电路的id是否在

一个周期内连续？

(3) α=？才会使电流id连续。

13． 直流电动机负载单相全控桥整流电路中，串接平波电抗器的意义是什么?平波电抗器电

感量的选择原则是什么? 14．最小逆变角β

min的选取应考虑那些因素？

15、双反星形整流电路中串接平衡电抗器的原因是什么？与三相桥式整流电路对比，两者分别适合什么样的场合？

16、什么是SPWM？什么是异步调制？什么是同步调制？提高电压利用率的方法有哪些？.改变SPWM逆变器中的调制比和调制波的频率，可以改变什么？ 17、在晶闸管所在支路中，串联电感的目的是什么？ 18、在交流调压电路中常用晶闸管，其换流方式是什么？

19、对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有什么关系？

20、单相和三相整流电路在不同负载下的移相范围是多少？管子所承受的峰值电压是多少？各自所对应的的触发脉冲相位有什么特点？

21、电压驱动型器件和电流驱动型器件有哪些？其电气图形符号和中文全称及英文简写是什么？常用电力电子器件的静态特性？

22、换向重叠角是什么？是有什么原因产生的？对于负载端输出的电压平均值有何影响？ 23、什么是纵向换流？什么是横向换流？ 24、交流调压和调功分别用于什么负载？ 25、换流方式有哪几类？各自特点是什么？

26、晶闸管串并联时分别会产生什么样的问题？解决措施呢？

三、判断下列说法是否正确，并说明理由。

1、 当负载为感性负载时可以用负载换流方式关断晶闸管。 2、 逆变电路主要是指有源逆变电路。

3、直流斩波器的输出电压值只能小于输入电压值。

4、三相全控整流桥中的宽脉冲触发是指脉冲宽度大于60°电角度。

5、晶闸管可控整流电路中，当负载为阻性负载时，续流二极管在线路中无任何作用。 6、晶闸管交流调压器是指既可以改变输出交流电压的大小，又可以改变输出交流电压的频率的晶闸管装置。 四、计算题

1．已知单相桥式全控整流电路，接大电感负载，U2=220V，Rd=4Ω，试计算当α=60°时输出电压、电流的平均值。如果负载端并接续流二极管，输出电压、电流的平均值又为多少？并求流过晶闸管和续流二极管中电流平均值及有效值。 2． 一台灯由交流调压电路供电，在α=0°时，输出功率为Pmax，当 α=90°，α=150°，α=180°时，求输出功率为多少？

3． 单相桥式半控整流电路接有续流二极管，对直流电动机电枢供电，主回路平波电抗器电感量足够大，电源电压为220V，α=60 °，此时负载电流为30A。试计算输出电压的平均值为多少？并求流过晶闸管和续流二极管中电流的平均值及有效值。

4． 三相桥式大电感负载全控整流电路，变压器副边线电压U2=380V，负载电阻Rd=11.7Ω，控制角α=60°。试计算

1）输出电压的平均值Ud、负载电流的平均值Id； 2） 3）

晶闸管电压、电流值；

变压器副边电流i2的平均值和有效值。

5．三相桥式变流电路中，已知二次侧相电压U2=200V，Rd=1.2Ω，Ld=∞，假定电流连续且平滑，当E=－300V，试求β=60°逆变工作时输出电压、电流的平均值，交流端输入电流的有效值。

6． 在图示的逆变电路中，已知相电压U2=100V，R=1Ω，L=∞，并忽略LB的影响。试求当Ed=－190V,β=60°逆变工作时输出电压、电流的平均值，晶闸管电流的平均值，交流端输入电流的有效值。

7． 单相半波可控整流电路，电阻性负载，要求输出直流平均电压Ud=75V，平均电流

Id=40A，直接由220V电网供电，试选择晶闸管规格型号并计算电路的功率因数。 8、在降压斩波电路中，已知E=200V，R=10Ω，L值极大，EM=30V。采用脉冲宽度调制方式，当T=50μs，Ton=20μs，计算输出电压平均值UO，输出电流平均值IO。

9．单相桥式全控电路，已知：U2＝150V，EM＝110V，电动机额定电流IN＝25A，Ld足够大，RΣ＝1Ω，Idmin＝1.5A时电流仍连续，最大制动电流Idmin＝2IN。试求逆变角β变化范围。

10．降压斩波电路，直流电源电压E=100V，斩波频率f=1kHz。若要求输出电压ud的平均值=25V~75V可调，试计算斩波器V的工作率α的变化范围以及相应的斩波器V的导通时间t0n的变化范围。

11．三相桥式变流电路中，已知二次侧相电压U2=200V，Rd=1.2Ω，Ld=∞，假定电流连续且平滑，当E=－300V，试求β=60°逆变工作时输出电压、电流的平均值，交流端输入电流的有效值。

12． 单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载电阻R=2Ω，L值极大。当α=30°时，要求：

1）输出电压的平均值Ud、负载电流的平均值Id； 2）晶闸管电压、电流值；

3）变压器副边电流i2的平均值和有效值。

13．一单相交流调压电路，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中R=0.5Ω，L=2mH。试求1）开通角α的变化范围；2）负载电流的最大有效值；3）最大输出功率及此时电源侧的功率因数。

14.三相全控桥式有源逆变电路中，变压器二次相电压的有效值U2=220V， 回路总电阻R∑=0.5Ω，平波电抗器L足够大，可使负载电流连续， 若Ed=-280V，要求电机在制动过程中的负载电流Id=45.2A。 试回答下列各题：

(1) 求出此时的逆变控制角β； (2) 计算变压器二次的总容量S2。

15、在升压斩波电路中，已知E=50V，L、C值极大，R=20Ω，采用脉冲宽度调制方式，当T=40μs，Ton=25μs，计算输出电压平均值UO，输出电流平均值IO。

16、三相桥式变流电路中，已知二次侧相电压U2=220V，Rd=1.2Ω，Ld=∞，变压器漏感LB=1mH。假定电流连续且平滑，当E=－400V，试求β=60°逆变工作时输出电压、电流的平均值，与换相重叠角γ的值。

17、一台220V，10KW的电炉，采用单相晶闸管交流调压，现使其工作在5KW，试求电路的控制角α，工作电流及电源侧功率因数。

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