作业1 1.1 1.1 指出常用器件可达的功率与频率能力指出常用器件可达的功率与频率能力 SCR, GTO, IGBT , MOSFET, SCR, GTO, IGBT , MOSFET, 功率能力功率能力 10MW MW 10MW MW 百百KW 10KWKW 10KW 频率能力频率能力 几百几百HZ 1KHZ 10KHZ HZ 1KHZ 10KHZ 百百KHZKHZ1.2 1.2 一一SCRSCR需承受电流平均值需承受电流平均值100A, 100A, 电压峰值电压峰值300V, 300V, 选择其电流电压定额选择其电流电压定额 IT(AV) =(23)100A, UT=(23)300V1.3 1.3 简述简述SCRSCR正常导通条件正常导通条件, , 非正常导通条件非正常导通条件 正压正压, ,门极触发门极触发; ; 过压过压, ,过电压上升率过电压上升率, ,过温过温1,41,4简述变流器件常用工作状态与损耗种类简述变流器件常用工作状态与损耗种类. . 通通, ,断断, , 开关状态与损耗开关状态与损耗电力电子作业解答刘丹作业22.12.1简述器件驱动信号基本要求简述器件驱动信号基本要求 足够的足够的幅度、陡度、宽度幅度、陡度、宽度 及良好的及良好的可靠性、抗扰性、电气隔离性。可靠性、抗扰性、电气隔离性。2.22.2简述简述MOSFETMOSFET、IGBTIGBT常用开通与关断正压常用开通与关断正压. . 1020V ,-5-15V1020V ,-5-15V2.3SCR2.3SCR器件串联并联有何作用器件串联并联有何作用, ,有何问题有何问题, ,如何解决如何解决增大电压电流容量增大电压电流容量; ;均压均流均压均流; ;选择件同参选择件同参, ,并均压电阻并均压电阻, ,串均流电抗串均流电抗2.42.4简述过电压过电流的保护装置简述过电压过电流的保护装置过压：阻容过压：阻容 压敏电阻压敏电阻 避雷器避雷器 静电屏蔽层静电屏蔽层过流：熔断器过流：熔断器 过电流继电器过电流继电器 断路器断路器 电子电路电子电路电力电子作业解答刘丹3.1 3.1 单相全控桥单相全控桥:U2=220V, R=5 , :U2=220V, R=5 , a=a=6 60 0 (1) (1)画画ud,id,i2ud,id,i2；计算；计算UdUd，Id Id Ud=0.9*220(1+cos60Ud=0.9*220(1+cos60 )/2;Id=Ud/R)/2;Id=Ud/R (2) (2)加串大加串大L,L,画画ud,id,i2 ud,id,i2 ；计算；计算UdUd，IdId，I2I2。 Ud=0.9*220cos60Ud=0.9*220cos60 ; Id=Ud/R; Id=Ud/R (3) (3)接（接（2 2）：）：Idm=50A,Idm=50A,选管电压电流定额。选管电压电流定额。 (23)50A/2;(23)311V(23)50A/2;(23)311V.1 .1 三相全控桥三相全控桥U2=110V, LU2=110V, L极大极大,Rx=0.1,R=0.5,Rx=0.1,R=0.5 (1) (1) 画等效电路画等效电路 (2) =60, (2) =60, 反电势反电势Em=100V,Em=100V,求求: : (a)Id,Ud,*;(b)(a)Id,Ud,*;(b)整流器输出功率整流器输出功率P,P,功率因数功率因数; ; Ud=2.34*220cos60Ud=2.34*220cos60 ;Id=(Ud;Id=(Ud-Em)/(Rx+R)-Em)/(Rx+R) Ud=Uda-Rx*Id,P=Ud*Id; Ud=Uda-Rx*Id,P=Ud*Id;=0.955=0.955coscos (c) (c)画画ud,idud,id (3) =120, (3) =120,反电势反电势Em= -140V,Em= -140V,求求: : (a)Id,Ud,*;(b) (a)Id,Ud,*;(b)整流器输出整流器输出P,P,功率因数功率因数; 同同(2)a(2)a (c) (c)画画ud,idud,id电力电子作业解答刘丹v作业作业44 4.1 .1 画降压画降压/ /升压斩波器电路图，标出升压斩波器电路图，标出期间电流流向期间电流流向4 4.2 .2 降压斩波器降压斩波器E=36V,R=0.5,LE=36V,R=0.5,L有限有限 (1) =0.7, Em=20V, (1) =0.7, Em=20V, 电流电流ioio连续连续. .计算计算Uo,Io.Uo,Io. Uo=E, Io=(Uo-Em)/RUo=E, Io=(Uo-Em)/R (2) =0.4, (2) =0.4, 断流比断流比=0.22,Em=18V=0.22,Em=18V Uo=E+EmUo=E+Em 画画uo,iouo,io波形波形; ; 计算计算Uo,Io; Uo,Io; 4 4.3 .3 升压斩波器升压斩波器E=36V, E=36V, 驱动驱动R R并并C C负载负载 (1) =0.2, (1) =0.2, 电流电流iLiL连续连续. .计算计算Uo.Uo. Uo=E/(1-)Uo=E/(1-) (2)* =0.2, iL (2)* =0.2, iL断流比断流比=0.2,=0.2,画画uv,iLuv,iL波形。波形。 4 4.4 .4 桥式四象限斩波器桥式四象限斩波器,RL,RL负载负载, 1=0.5;, 1=0.5; 画画uo,iouo,io波形波形, ,标出标出ioio各阶段导通的器件各阶段导通的器件电力电子作业解答刘丹电力电子作业解答刘丹电力电子作业5解5 5.1.1单相交流单相交流220V220V调压电路调压电路（1 1）负载）负载R=10R=10，=60=60o o a a 求输出功率求输出功率, ,电流有效值电流有效值 P=80%*220 P=80%*2202 2/10=3.87KW/10=3.87KW I=sqrt(0.8)*220/10=19.7A I=sqrt(0.8)*220/10=19.7Ab b 用万用表测出用万用表测出I=17AI=17A，为什么？，为什么？ -电流非正弦电流非正弦, ,测不准测不准（2 2）负载）负载5+j55+j5，按最大功率选择双向晶闸管电压电流。，按最大功率选择双向晶闸管电压电流。 Im=220/sqrt(52+52)=31.1AIm=220/sqrt(52+52)=31.1A 管电流管电流Iv=(2Iv=(23)*31.1A=603)*31.1A=60-90A90A 管电压管电压Uv=(2Uv=(23)*311V=6003)*311V=600-900V900V 5.2 5.2画晶闸管交流分档调压主电路画晶闸管交流分档调压主电路 usiCuCCVT1VT2VT1电力电子作业解答刘丹6 6.1 .1 简述简述: :逆变逆变, ,有源逆变有源逆变, ,无源逆变无源逆变. . 直直交交( (电网电网, ,负载负载) )6 6.2 .2 电力电子器件有哪几种换流方式电力电子器件有哪几种换流方式? ? - -器件器件, ,电网、负载与强迫电网、负载与强迫 晶闸管在整流、斩波与逆变电路中是何种换流晶闸管在整流、斩波与逆变电路中是何种换流 -电网、负载与强迫电网、负载与强迫6 6.3 .3 电压型与电流型逆变电路各有何特点电压型与电流型逆变电路各有何特点? ? . .6 6.4 .4 单相电压与电流型逆变器分别驱动单相电压与电流型逆变器分别驱动 感性容性负载感性容性负载, ,画交流电压电流画交流电压电流uo,iouo,io6 6.5 .5 画三相电压型逆变器负载线相电压波形画三相电压型逆变器负载线相电压波形 标出输出线相基波电压有效值。标出输出线相基波电压有效值。 - U- UL1L1=0.78Ud , U=0.78Ud , UP1P1=0.45Ud=0.45Ud 6 6.6 .6 多重多电平逆变电路的目的是什么多重多电平逆变电路的目的是什么? ? 改进输出电压电流波形改进输出电压电流波形, ,减小谐波减小谐波作业6电力电子作业解答刘丹7 7.1 PWM.1 PWM含义是含义是: :脉宽调制技术脉宽调制技术, ,基本基本原理是原理是冲量面积冲量面积U*TU*T等效原理等效原理。 它可模拟它可模拟低低频调幅波频调幅波, ,同时伴有同时伴有高高频谐波频谐波. .7 7.2 .2 简画载波调制的简画载波调制的 SPWM SPWM电压和感性电压和感性负载的负载的频谱频谱. .7 7.6 (1).6 (1)画电流闭环单相全桥画电流闭环单相全桥PWMPWM整整流系统结构流系统结构(2) i(2) i过大过大/ /时时, u, uABAB= =-Ud,-Ud,过小则过小则=+Ud=+Ud7 7.7 .7 单相整流单相整流UIUI环环APFCAPFC中中i i过大时过大时, , ii 0 0 ,VT ,VT应应关断关断, , u uVTVT= = UdUd电力电子作业解答刘丹作业作业8 8X X8 81 1 简述变流装置高频化优点、问题、解决方法。简述变流装置高频化优点、问题、解决方法。 滤波器，变压器体积和重量滤波器，变压器体积和重量小型化小型化，开关灭弧快，开关灭弧快; ;开关损耗、电磁干扰开关损耗、电磁干扰 增大增大; ;软开关技术软开关技术，降低开关损耗和噪声，进一步提高开关频率，降低开关损耗和噪声，进一步提高开关频率: : 2 2 简述理想软开关过程与特点。简述理想软开关过程与特点。 0压导通压导通0流关断流关断;开通和关断开通和关断0损耗损耗0噪声噪声8 83 3 简述常用软开关过程与特点。简述常用软开关过程与特点。 常用开关过程常用开关过程: 0压开关压开关 -导通：导通：0损耗损耗0噪声；噪声； 关断：小损耗小噪声关断：小损耗小噪声变压器整流电路滤波器直流交流交流脉动直流直流逆变电路图图 8-15 8-15 间接直流变流电路的结构电力电子作业解答刘丹作业9v9.1 何为何为组合变流电路？组合变流电路？v - -基本基本变流电路组合变流电路组合v9 9.2 .2 变频器与变频器与UPSUPS各为何种变流组合？各为何种变流组合？- - 都为都为A-D-AA-D-A（交直交）（交直交）; ; 特点？特点？- - 变：可再生反馈电能，可变：可再生反馈电能，可VVVFVVVF；UPS:UPS: CVCF CVCF恒压恒频恒压恒频 v9 9.3 .3 直直- -交交- -直变流有何优点直变流有何优点? ?v可可隔离输出端与输入端隔离输出端与输入端；相互隔离的多路输出相互隔离的多路输出；电压比可控，可得到；电压比可控，可得到大大/ /小变比小变比；交流高频化，高于交流高频化，高于20kHz20kHz可缩小变流装置的体积和重量。可缩小变流装置的体积和重量。v9 9.4 .4 开关电源是何种组合变流开关电源是何种组合变流? ?v A-D-A-D A-D-A-D（交直交直）（交直交直）v9 9.5 .5 画全桥画全桥- -全桥的直交直电路中全桥的直交直电路中u u1 1及及u ud di iL L波形波形, , 输出输出Uo=Uo=(N2/N1)(N2/N1)（Ui/2Ui/2）/ /（1- 1- ）电力电子作业解答刘丹