电力电子技术平时作业20190820

电力电子技术平时作业（2019年8月20日，合计37题）

一、填空题（12题）

1、电力变换通常分为四大类，交流变直流、直流变交流，直流变直流、交流变交流。

2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高，和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。

3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是挑选特性参数尽量一致的器件和采用均流电抗器。

4、逆变电路可以根据直流侧电源性质不同分类，当直流侧是电压源时，称此电路为_电压源型逆变电路____，当直流侧为电流源时，称此电路为__电流源型逆变电路______。

5、在正弦波和三角波的自然交点时刻控制开关器件的通断，这种生成SPWM 波形的方法称自然采样法，实际应用中，采用_规则采样法来代替上述方法，在计算量大大减小的情况下得到的效果接近真值。

6、常用的晶闸管有单向导通__式、双向导通式两种。

7、单相半控桥整流电路，带大电感性负载，晶闸管在触发__时刻换流，二极管则在电

源电压过零点_时刻换流。

8、过电压产生的原因电路状态突然改变_、电磁状态突然改变___，可采取__安装避雷线避雷器、电抗器、开关触头加并联电阻保护。

9、变频电路所采取的换流方式自然换流、负载换流、强迫换流。

10、门极可关断晶闸管主要参数有断态重复峰值电压、断态不重复峰值电压__、反向重复峰值电压和反向不重复峰值电压。

11、电力变换通常分为四大类，即交流变直流、直流变交流、直流变直流、__交流变交流___。

12、斩波器是在接在恒定直流电源和负载电路之间，用于改变用加到负载电路上的直流平均电压值的一种交流变换装置。

二、简答题(18题)

1.使晶闸管导通的条件是什么？维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导

通变为关断？

答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流(脉冲)。或: uax>0且ucx>0。维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。

2.晶闸管的触发脉冲要满足哪些要求？

一：触发脉冲信号要有足够大的电压和功率；二：门极正向偏压越小越好；三：脉冲的前沿要陡、宽度应满足要求；四：满足主电路移相范围的要求；五：脉冲必须与晶闸管的阳极电压取得同步。

3.实现有源逆变必须满足哪些必不可少的条件？

1、直流侧必须外接与直流电流Id同方向的直流电源Ed，Ed＞Ud，才能提供逆变能量。

2、必须工作在α＞90°区域，使Ud＜0，才能把直流功率逆变为交流功率；逆变电路需接平波电抗器。

4.电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极

管？

答:在电压型逆变电路中，当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。当输出交流电压和电流的极性相同时,电流经电路中的可控开关器件流通,而当输出电压电流极性相反时，由反馈二极管提供电流通道。

在电流型逆变电路中，直流电流极性是--定的，无功能量由直流侧电感来缓冲。当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时，电流并不反向，依然经电路中的可控开关器件流通，因此不需要并联反馈二极管。

5.在晶闸管两端并联R、C吸收回路的主要作用有哪些？其中电阻R的作用是什么？

R、C回路的作用是:吸收晶闸管瞬间过电压，限制电流上升率，动态均压作用。R 的作用为:使L、C形成阻尼振荡，不会产生振荡过电压，减小晶闸管的开通电流上升率，降低开通损耗。

6.根据对输出电压平均值进行控制的方法不同，直流斩波电路可有哪三种控制方式？并

简述其控制原理。

7.单极性和双极性PWM调制有什么区别？

答:三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性，所得的PWM波形

在半个周期中也只在单极性范围内变化，称为单极性PWM控制方式。三角波载波始终是有正有负为双极性的，所得的PWM波形在半个周期中有正、有负，则称之为双极性PWM 控制方式。

8.什么是逆变失败？逆变失败后有什么后果？形成的原因是什么?

答:

(1)逆变失败指的是:逆变过程中因某种原因使换流失败，该关断的器件末关断，该导通的器件末导通。从而使逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路。

(2)逆变失败后果是严重的，会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件。

(3)产生逆变失败的原因:一是逆变角太小；二是出现触发脉冲丢失；三是主电路器件损坏；四是电源缺相等。

9.什么是逆变失败？如何防止逆变失败？

逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。

二、防止逆变失败的方法有：

1、采用精确可靠的触发电路；

2、使用性能良好的晶闸管；

3、保证交流电源的质量；

4、留出充足的换向裕量角β等。

10.换流方式各有那几种？各有什么特点？

器件换流，利用全控器件的自关断能力进行换流。全控型器件采用次换流方式。电网换流:由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。

负载换流:有负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。

强迫换流:设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反响电压换流称为强迫换流，通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。

11.软开关电路可以分为哪几类？

答:根据电路中主要的开关元件开通及关断时的电压电流状态，可将软开关电路分为零电压电路和零电流电路两大类；根据软开关技术发展的历程可将软开关电路分为准谐振电路，零开关PWM电路和零转换PWM电路。

12.PWM逆变电路的控制方法主要有哪几种？简述异步调制与同步调制各有哪些优缺点？

答:(1)PWM逆变电路的常用控制方法有两种，一是计算法；二是调制法。其中调制法又可分为两种，一是异步调制法;二是同步调制法。(2)通常异步调制法是保持载波频率不变，信号频率根据需要而改变时，载波比是变化的。优点是:信号频率较低时载波比较大，一周期内脉冲数较多，输出较接近正弦波。(3)同步调制时，保持载波比为常数，并在变