变频技术原理与应用

《变频技术原理与应用》复习要点

1、什么是变频技术0

变频技术，简单的说就是把直流电逆变成为不同频率的交流电，或是把交流变成直流再逆

变成不同频率的交流，或是把直流变成交流再把交流变成直流. 在这些变化过程中，一般只

是频率发生变化。

现在人们常说的变频技术主要是指交流变频调速技术，它是将工频交流电通过不同的技术

手段变换成不同频率的交流电。

2、变频技术的类型有哪几种？

变频技术主要有以下几种类型：

1）交一直变频技术（即整流技术）。它通过二极管整流、二极管续流或晶闸管、功率晶体管可控整流实观交一直流转换。

2）直一直变频技术（即斩波技术）。它通过改变功率半导体器件的通断时间，即改变脉冲的频率（定宽变频），或改变脉冲的宽度（定频调宽），从而达到调节直流平均电压的目的。

3）直一交变频技术（即逆变技术）。振荡器利用电子放大器件将直流电变成不同频率的交流电（甚至电磁波）。逆变器则利用功率开关将直流电变成不同频率的交流电。

4）交一交变频技术（即移相技术）。它通过控制功率半导体器件的导通与关断时间，实现交流无触点开关、调压、调光、调速等目的。

3、使晶闸管导通的条件是什么？

①当门极电流IG=O时，如果在品闸管两端施加正向电压，则J2结处于反偏，晶闸管处

于正向阻断状态。

②如果正向电压超过临界极限即正向转折电压Ubo时，则漏电流急剧增大，晶闸管导通。

③导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流降到维持电流IH以下，则晶闸管又回到

正向阻断状态.

4、什么是品闸管的浪涌电流？

浪涌电流ITSM是一种由于电路异常情况（如故障）引起的并使结温超过额定结温的不重

复性最大正向过载电流.浪涌电流有上下限两个级，这些不重复电流定额用来设计保护电路。

5、什么是GTO的电流关断增益？

最大可关断阳极电流IATO和门极负电流最大值IGM之比被称为电流关断增益一般 3 Of 只有5左右。3 off是GTO的一个重要参数，其值愈大，说明门极电流对阳极电流的控制能力愈强。

6、试说明GTR三种缓冲电路的特点？

RC缓冲电路较简单，它对关断时集电极•发射极间电压上升有抑制作用，适用于小容量

的GTR （电流10A以下）。

R-C_VD缓冲电路增加了缓冲二极管VD2，可以用于大容量的GTRo但缓冲电路的电阻较大，不适合用于高频开关电路。

阻止放电型R-C-VD缓冲电路，常用于大容量GTR和高频开关电路缓冲器a最大的优点是缓冲产生的损耗小.

7、简述功率bAOSFET的特性。

功率场效应管是用栅极电压来控制漏极电流的，因此同双极型晶体管相比，功率MOSFET

具有两个显著的特点：一个是驱动电路简单，驱动功率小：另一个是开关速度快、工作频率高。另外，其热稳定性也优于双极型晶体管。

8、功率MOSFET的保护技术有哪些？

栅源过压保护，漏源过压保护，峰值电流保护，有效值电流保护，过热保护和静电保护。

9、试述IPM的优越性。

① 不易损坏：

② 内藏相关的外围电路，缩短了产品设计和评价时间： ③ 不需要对功率开关元器件采取防静电措施： ④ 大大减少了元件数目，缩小了体积。

10、 串联二极管式电流型逆变电路中，二极管的作用是什么？试分析其换相过程

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串联二极管式电流型逆变电路中， 二极管的作用是使换相电容与负载隔离， 防止电容充电

电荷的损失。

如图3-16C 所示。VD3导通后，开始分流。此时电流 Id 逐渐由⑴ 1向VD3转移，iA 逐 渐减少，iB 逐渐增加，当Icl 全部转移到VD3时，VD1关断。

11、 什么是 PAM?

PAM 是一种利用改变电压源的电压或改变电流源的幅值来进行输出控制的一种方式。它 在逆变器部分

只控制频率，在交流器部分控制输出的电压或电流。

12、 什么是软开关，什么是硬开关？

开关元件在零电压或零电流下进行开关状态转换， 即软开关技术。功率元件在大电流、 高

电压状态下的开关状态转换是硬开关技术。

13、试述谐振型变频器的应用意义。

谐振型变频是利用谐振原理使

PWM 逆变器的开关元件在零电压或零电流下进行开关状

态转换，即软开关技术。 在谐振型变频中，由于各功率器件的开关损耗近似为零， 有效地防

止了电磁干扰，大大提高了器件的工作频率，且减少了装置的体积和重量。

14、什么是PWM?

PWM 是脉宽调制技术的简称。PWM 控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制， 使输出端得到

一系列幅值相等而宽度不等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波 形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲， 使各脉冲的等值电压为正弦波状，

所获

得的输出平滑且低次谐波少。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制, 出电

压的大小，也可以改变输出频率。

15、什么叫异步调制？什么叫同步调制？两者各有什么特点？

载波信号和调制信号不保持同步关系的调制方式称为异步调制方式。 制信号频率fr 变化时，通常保持载波频率 fc 固定不变，因而载波比

调制信号的半个周期内，输出脉冲的个数不固定，脉冲相位也不固定，正负半周期的脉冲不 对称，同时，半周期内前后

1/4周期的脉冲也不对称。

载波比N 等于常数，并在变频时使载波信号和调制信号保持同步的调制方式称为同步 调制方式。在该调制方式中，调制信号频率变化时载波比 N 不变。调制信号半个周期内输

出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。

16、 什么是SPWM 波形的规则取样法？与自然取样法相比，规则取样法有什么优缺点？

规则取样法就是用 uR 和u △近似交点A 和B 代替实际的交点 A'和B'。用以确定SPWM 脉冲信号的。自然取样法虽然可以较准确地确定

u △和uR 的交点，但计算工作量较

大，特别是当变频范围较大时。规则取样法虽然有一定的误差，但却大大减小了计算工作量。

17、 P WM 逆变器消除谐波的一般方法是什么？

有两电平PWM 逆变器消除谐波和三电平 PWM 逆变器消除谐波两种方法。

18、 用霍尔传感器测取电压和电阻反馈信号的优点有哪些.

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对于直流及非正弦的交流电压和电流信号的隔离传送， 最好的方法是采用霍尔电压和电

流传感器。霍尔传感器不仅可实现被测电路与反馈电路的有效隔离，还具有以下一些优点：

① 可以测量任意波形的电压和电流信号，且频带宽； ② 线性好，测量区间宽，测量精度高：

既可改变逆变电路输

在该调制方式中，调

N 是变化的.这样，在