整流与有源逆变(三)_电力电子技术
单相桥式全控整流及有源逆变电路实验实验报告
实验报告课程名称：现代电力电子技术实验项目：单相桥式全控整流及有源逆变电路实验实验时间： 2012/10/19实验班级：总份数：指导教师：朱鹰屏自动化学院电力电子实验室二〇〇年月日广东技术师范学院实验报告学院：自动化学院专业：电气工程及其自动化班级：成绩：姓名：学号：组别：组员：实验地点：电力电子实验室实验日期：10/19指导教师签名：实验（一）项目名称：单相桥式全控整流及有源逆变电路实验1.实验目的和要求(1)加深理解单相桥式全控整流及逆变电路的工作原理。
(2)研究单相桥式变流电路整流的全过程。
(3)研究单相桥式变流电路逆变的全过程，掌握实现有源逆变的条件。
(4)掌握产生逆变颠覆的原因及预防方法。
2.实验原理图3-8为单相桥式整流带电阻电感性负载，其输出负载R用D42三相可调电阻器，将两个900Ω接成并联形式，电抗Ld用DJK02面板上的700mH，直流电压、电流表均在DJK02面板上。
触发电路采用DJK03-1组件挂箱上的“锯齿波同步移相触发电路Ⅰ”和“Ⅱ”。
图3-9为单相桥式有源逆变原理图，三相电源经三相不控整流，得到一个上负下正的直流电源，供逆变桥路使用，逆变桥路逆变出的交流电压经升压变压器反馈回电网。
“三相不控整流”是DJK10上的一个模块，其“心式变压器”在此做为升压变压器用，从晶闸管逆变出的电压接“心式变压器”的中压端Am、Bum，返回电网的电压从其高压端A、B输出，为了避免输出的逆变电压过高而损坏心式变压器，故将变压器接成Y/Y接法。
图中的电阻R、电抗Ld和触发电路与整流所用相同。
有关实现有源逆变的必要条件等内容可参见电力电子技术教材的有关内容。
3.主要仪器设备4.实验内容及步骤(1)单相桥式全控整流电路带电阻电感负载。
(2)单相桥式有源逆变电路带电阻电感负载。
(3)有源逆变电路逆变颠覆现象的观察。
实验步骤：（1）触发电路的调试将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，用示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。
电力电子技术习题与解答
思考题与习题2.1 什么是整流？它与逆变有何区别？答：整流就是把交流电能转换成直流电能，而将直流转换为交流电能称为逆变，它是对应于整流的逆向过程。
2.2 单相半波可控整流电路中，如果：(1)晶闸管门极不加触发脉冲；(2)晶闸管内部短路；(3)晶闸管内部断开；试分析上述三种情况负载两端电压u d和晶闸管两端电压u T的波形。
答：（1）负载两端电压为0，晶闸管上电压波形与U2相同；（2）负载两端电压为U2，晶闸管上的电压为0；（3）负载两端电压为0，晶闸管上的电压为U2。
2.3某单相全控桥式整流电路给电阻性负载和大电感负载供电，在流过负载电流平均值相同的情况下，哪一种负载的晶闸管额定电流应选择大一些?答：带大电感负载的晶闸管额定电流应选择小一些。
由于具有电感，当其电流增大时，在电感上会产生感应电动势，抑制电流增加。
电阻性负载时整流输出电流的峰值大些，在流过负载电流平均值相同的情况下，为防此时管子烧坏，应选择额定电流大一些的管子。
2.4某电阻性负载的单相半控桥式整流电路，若其中一只晶闸管的阳、阴极之间被烧断，试画出整流二极管、晶闸管两端和负载电阻两端的电压波形。
解：设α=0，T 2被烧坏，如下图：2.5相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的U d 与I d 的乘积是否等于负载有功功率，为什么?带大电感负载时，负载电阻R d 上的U d 与I d 的乘积是否等于负载有功功率，为什么?答：相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的平均功率d d d I U P =不等于负载有功功率UI P =。
因为负载上的电压、电流是非正弦波，除了直流U d 与I d 外还有谐波分量 ,,21U U 和 ,,21I I ，负载上有功功率为 +++=22212P P P P d >d d d I U P =。
相控整流电路带大电感负载时，虽然U d 存在谐波，但电流是恒定的直流，故负载电阻R d 上的U d 与I d 的乘积等于负载有功功率。
电力电子技术课件-第3章 整流电路
Rid
2U2 sinwt
(3-2)
b)
图3-3 b) VT处于导通状态
在VT导通时刻，有wt=a，id=0，这是式（3-2）的初 始条件。求解式（3-2）并将初始条件代入可得
id
2U 2
sin(a
R (wta )
)e wL
Z
2U2 sin(wt ) (3-3)
Z
式中，Z
R2
(wL)2，
u
d
变且波形近似为一条水平线。
O i
d
iO
VT 1,4
I
d
wt
☞u2过零变负时，由于电感
I
d
的作用VT1、VT4仍有电流id，并
w t 不关断。
i
O
VT
2,3
I
d
wt
☞wt=p+a时刻，触发VT2和
O i
2
I
d
w t VT3，VT2和VT3导通，VT1和
O
I
u
d
VT 1,4
w t VT4承受反压关断，流过VT1和
二. 阻感负载
3、基本数量关系
√流过晶闸管的电流平均值IdT和有效值IT分别为：
I dT
p a 2p
Id
(3-5)
IT
1
2p
p a
I
2 d
d
(wt
)
p a 2p
Id
(3-6)
√续流二极管的电流平均p 值 aIdDR和有效值IDR分别为
I dDR 2p I d
(3-7)
I DR
1
2p
2p a p
pa R
R
1 sin 2a p a
电力电子技术-第4章逆变电路
ON
VD
14
VD
VD b)
VD
固定180°移相方波控制方式
思考2：在导电方式一下工作，如果要改变输出电 压的有效值（即幅值），应该采取什么样的方式？ ★只能靠改变输入直 流电压的大小来改变 输出电压的有效值。 能否不改变直流电 压，直接进行调制 呢？为此提出了导 电方式二：
移相导电方式。
课程回顾
uo S 4
图5-1 i 从电源负极流出，经 S S3流回正极，负载电 2、负载和 o t1时刻断开 St 、 S ，合上 S 、 S ， u 变负，但 u 1 1前： 4 S1、S4通， 2 3 o 和i o o 均为正 io不能立刻 电流从一条支路转移到另一条支路称为换流。 感能量向电源反馈， io逐渐减小，t2时刻降为零，之后io 反向
负载提供能量。
VD V
2 2
• VD 1 或 VD 2 通时， i o 和 u o 反
a) uo Um O -Um io O t3 t4 t1 t 2 t5 t6 V1 V2 V1 V2 VD 1 VD 2 VD 1 VD 2 b)
向，负载电感中贮藏的能量
向直流侧反馈。
t
• 输出电压 uo 为矩形波，幅
• 全桥逆变电路
*导电方式一： V1,V4同时通断；
uo Um O
V2,V3同时通断；
V1,V4与V2,V3信号 互补，各导电180 ゜。
-Um
io O t3 t1 t 2 V 14 VD
14
t
t4 t5 t6 V 23
23
t
V2
23
ON
V 14
14
VD
VD b)
VD
思考：在导电方式一下工作，如果要改变输出电压
电力电子第五章 ACDC变换器(整流和有源逆变电路)
5.2 不控整流电路
• 利用电力二极管的单相导电性可以十分简单 地实现交流—直流电力变换。
• 由于二极管整流电路输出的直流电压与交流 输入电压的大小有关，不能通过电路本身控 制其数值，故称为不控整流电路。
5.2.1 单相不控整流电路
u1
u2 O ud
uVDO1 O
VD4
VD2
a)
VD3
R VD4
VD1
-
ud AC + VD2
b)
VD3 R ud
VD4
c)
a)单相桥式整流电路 b)交流输入正半周单相桥式整流电路工作图 c)交流输入负半周单相桥式整流电路工作图
5.2.1 单相不控整流电路
AC +
ud
VD3
VD2
VD2
b)
图5-2 单相全波整流电路
u2
R
c)
d)
u2
共阳极连接 VD4
2 t
5.2.1 单相不控整流电路
VD1
VD1
VD3 VD1
u2 R
AC
+ -
R
-
AC +
R
t
u2
AC + -
ud
VACD1
+
ud
VD2
VD2
u2
VD2
VbD)3
u2
c)
d)
u2
R
VD2
u2 VD4
VD4
带续流二极管的单相 半波整流电路
b)
d)
u2
u2
t1
O
2
t1
t
O
2
电力电子技术三相桥式全控整流及有源逆变电路实验报告
一、实验背景整流是指将交流电变换为直流电的变换，而将交流电变换为直流电的电路称为整流电路。
整流电路是四种变换电路中最基本的变换电路，应用非常广泛。
对于整流电路，当其带不同负载情况下，电路的工作情况不同。
此外，可控整流电路不仅可以工作在整流状态，即将交流电能变换为直流电能，还可以工作在逆变状态，即将直流电能变换为交流电能，称为有源逆变。
在工业中，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路（Three Phase Full Bridge Converter），它是由两个三相半波可控整流电路发展而来。
该次试验即是针对三相桥式全控整流电路而展开的一些较为简单的学习与研究。
二、实验原理三相桥式全控整流及有源逆变该次实验连接电路图如下图所示整流有源逆变控制信号初始化约定：，，整流，，逆变，，临界注意事项：在接主电路过程中，晶闸管接入双刀双闸开关时一定要注意正负极必须正确匹配。
电容器用于吸收感性电流引起的干扰，使得示波器显示的波形更加标准、清晰。
双刀双掷开关在切换时主回路必须断电，否则很可能因切换时拉出电弧而损坏设备。
（一）整流电路1、整流的概念把交流电变换为直流电的变换称为整流（Rectifier），又叫AC-DC变换（AC-DC Converter）。
整流电路是一种把交流电源电压转换成所需的直流电压的电路。
AC-DC变换的功率流向是双向的，功率流向由交流电源流向负载的变换称之为“整流”，功率流向由负载流向交流电源的变换称之为“有源逆变”。
采用晶闸管作为整流电路的主控器件，通过对晶闸管触发相位的控制从而达到控制输出直流电压的目的，这样的电路称之为相控整流电路。
2、整流电路的分类（1）按电路结构分类①半波整流电路：半波整流电路中每根电源进线流过单方向电流，又称为零式整流电路或单拍整流电路。
②全波整流电路：全波整流电路中每根电源进线流过双方向电流，又称为桥式整流电路或双拍整流电路。
（2）按电源相数分类①单相整流电路：又分为单脉波整流电路和双脉波整流电路。
(完整版)电力电子技术简答题及答案
(完整版)电力电子技术简答题及答案-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One11•晶闸管导通和关断条件是什么？当晶闸管上加有正向电压的同时，在门极施加适当的触发电压，晶闸管就正向导通；当晶闸管的阳极电流小于维持电流时，就关断，只要让晶闸管两端的阳极电压减小到零或让其反向，就可以让晶闸管关断。
2、有源逆变实现的条件是什么？①直流侧要有电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压；②要求晶闸管的控制角α>π/2，使Uβ为负值；③主回路中不能有二极管存在。
3、什么是逆变失败，造成逆变失败的原因有哪些如何防止逆变失败答：1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。
2逆变失败的原因3防止逆变失败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换向裕量角β等。
4、电压型逆变器与电流型逆变器各有什么样的特点？答：按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
③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。
电流型逆变电路的主要特点是：①直流侧串联有大电感，相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。
②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
(完整版)电力电子技术简答题
2、什么叫逆变失败？逆变失败的原因是什么？答：晶闸管变流器在逆变运行时，一旦不能正常换相，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器输出的平均电压和直流电动势变成顺向串联，形成很大的短路电流，这种情况叫逆变失败，或叫逆变颠覆。
造成逆变失败的原因主要有：（2分）触发电路工作不可靠。
例如脉冲丢失、脉冲延迟等。
晶闸管本身性能不好。
在应该阻断期间管子失去阻断能力，或在应该导通时不能导通。
交流电源故障。
例如突然断电、缺相或电压过低等。
估计不足，使换相的裕量时间小于晶闸管的关断时间。
换相的裕量角过小。
主要是对换相重叠角逆变失败后果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（4分）防止逆变失败采用最小逆变角βmin防止逆变失败、晶闸管实现导通的条件是什么？关断的条件及如何实现关断？答：在晶闸管阳极——阴极之间加正向电压，门极也加正向电压，产生足够的门极电流Ig，则晶闸管导通，其导通过程叫触发。
关断条件：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。
（3分）实现关断的方式：1>减小阳极电压。
2>增大负载阻抗。
3>加反向电压。
3、为什么半控桥的负载侧并有续流管的电路不能实现有源逆变？（5分）答：由逆变可知，晶闸管半控桥式电路及具有续流二极管电路，它们不能输出负电压Ud固不能实现有源逆变。
（5分）2、电压型逆变电路的主要特点是什么？（8分）(1) 直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；（2分）(2) 输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；（3分）(3) 阻感负载时需提供无功。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。
（3分）3、逆变电路必须具备什么条件才能进行逆变工作？答：逆变电路必须同时具备下述两个条件才能产生有源逆变：（1）变流电路直流侧应具有能提供逆变能量的直流电源电势Ed，其极性应与晶闸管的导电电流方向一致。
（3分）（2）变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须为负（相对于整流时定义的极性），以保证与直流电源电势Ed构成同极性相连，且满足Ud<Ed。
实验三、三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
实验三、三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一、实验目的（1）加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。
（3）了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。
二、实验线路的构成及原理（1）DDS02主电路挂箱配置原理DDS02挂箱包括脉冲和熔断丝指示、晶闸管（I组桥、Ⅱ组桥）电路、电抗器等内容。
脉冲有无指示为方便实验中判断对应晶闸管上门阴极上是否正常，若正常，则指示灯亮，否则则不亮；同样熔断丝指示也是同理。
主要分I组桥和Ⅱ组桥分别指示。
晶闸管电路装有12只晶闸管、6只整流二极管。
12只晶闸管分两组晶闸管变流桥，其中VTl~VT6为正组桥(I组桥)，由KP5-8晶闸管元件构成，一般不可逆、可逆系统的正桥、交-直-交变频器的整流部分均使用正组元件；由VT1ˊ~VT6ˊ组成反组桥(Ⅱ组桥)，元件为KP5-12晶闸管，可逆系统的反桥、交-直-交变频器的逆变部分使用反组元件；同时还配置了6只整流二极管VDl~VD6，可构成不可控整流桥作为直流电源，元件的型号为KZ5-10。
所有这些功率半导体元件均配置有阻容吸收、熔丝保护，电源侧、直流环节、电机侧均配置有压敏电阻或阻容吸收等过电压保护装置。
电抗器为平波电抗器L，共有4档电感值，分别为50mH、100mH、200mH、700mH，1200 mH可根据实验需要选择电感值。
续流二极管为桥式整流实验时电路续流用，型号为KZ5-10；另外挂箱还配有一组阻容吸收电路。
（2）DDS03控制电路挂箱配置原理DDS03挂箱包括三相触发电路及功放电路、FBC+FA（电流反馈与过流保护）、G（给定器）等内容。
面板上部为同步变压器，其连线已在内部接好，连接组为△/Y-1.可在“同步电源观察孔”观察同步电源的相位。
三相触发电路（GT）及功放电路（AP）包括有GTF正组（I组）触发脉冲装置和GTR 反组（Ⅱ组）触发脉冲装置，分别通过开关连至VF正组晶闸管和VR反组晶闸管的门极、阴极。
电力电子技术三相桥式全控整流及有源逆变电路实验报告
电力电子技术三相桥式全控整流及有源逆变电路实验报告实验目的：1.熟悉三相桥式全控整流电路和有源逆变电路的工作原理；2.学习三相桥式全控整流电路和有源逆变电路的控制方法；3.通过实验验证三相桥式全控整流电路和有源逆变电路的性能。
实验器材：1.三相交流电源；2.三相桥式全控整流电路电路板；3.电阻箱；4.示波器。
实验原理：三相桥式全控整流电路是一种常见的电力电子设备，用于将三相交流电转换为直流电。
其基本原理是通过控制整流桥中的晶闸管开通角和关断角，控制电路中负载电流的方向和大小，从而实现对电流的整流和调节。
有源逆变电路是一种将直流电转换为交流电的电力电子设备。
其基本原理是通过控制逆变桥中的晶闸管开通角和关断角，控制电路中负载电流的方向和大小，从而实现对电流的逆变和调节。
实验过程：1.将三相交流电源连接到三相桥式全控整流电路电路板；2.根据实验要求调节电源电压和频率；3.设置适当的负载电阻；4.通过控制触发电路，控制晶闸管的开通和关断；5.使用示波器观察和记录整流电流和电压波形。
实验结果：根据实验数据和示波器观察结果，整流电流和电压波形基本符合预期，呈现出期望的整流和调节性能。
实验结论：通过本次实验，我们深入理解了三相桥式全控整流电路和有源逆变电路的工作原理和控制方法。
同时，我们也验证了这两种电路的性能和实际应用。
这项实验的结果对于电力电子技术的学习和应用具有重要意义，为我们掌握和应用电力电子技术提供了实验基础和理论指导。
同时，通过实验的过程，我们也提高了实验操作的能力和实验数据处理的技巧。
总结：本次实验对于我们理解和掌握电力电子技术中的三相桥式全控整流电路和有源逆变电路的工作原理、控制方法和性能具有重要意义。
通过实验，我们不仅加深了对电力电子技术的理解，提高了实验操作的能力，还培养了我们的团队合作精神和实验数据处理的技巧。
通过本次实验的学习，我们对于电力电子技术的应用和发展有了更加深入的了解，相信在今后的学习和工作中，我们将能够更好地应用电力电子技术解决实际问题，为电力电子技术的发展做出更大的贡献。
三相半波可控整流及有源逆变
实验三 三相半波可控整流及有源逆变一．实验目的1．了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻电感性负载时的工作情况。
2．研究三相半波有源逆变电路的工作，验证可控整流电路在有源逆变时的工作条件，并比较与整流工作时的区别。
二．实验所需挂件及附件序号 型号 备注1 DJK01电源控制屏 该控制屏包含“三相电源输出”、“励磁电源”等模块2 DJK02晶闸管主电路 该挂件包含“晶闸管”、“电感”等模块3 DJK02-3三相晶闸管触发电路该挂件包含“触发电路”、“正反桥功放” 等模块 4 DJK10变压器实验 该挂件包含“逆变变压器”、“三相不控整流”等模块 5 D42 三相可调电阻 6 双踪示波器 7万用表三．实验线路及原理1．三相半波可控整流三相半波可控整流电路用了三只晶闸管，与单相电路比较，其输出电压脉动小，输出功率大。
不足之处是晶闸管电流即变压器的副边电流在一个周期内只有1/3时间有电流流过，变压器利用率较低。
图3-4中晶闸管用DJK02正桥组的三个，电阻R 用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联形式，L d 电感用DJK02面板上的700mH ，其三相触发信号由DJK02-3提供。
直流电压、电流表由DJK02获得。
2．三相半波有源逆变其工作原理详见电力电子技术教材中的有关内容。
晶闸管、电感L d 、电阻R 同三相半波可控整流电路，直流电源用DJK0l 上的励磁电源，其中DJK10-1中的心式变压器用作升压变压器使用，变压器接成Y/Y 接法，逆变输出的电压接心式变压器的中压端Am 、Bm 、Cm ，返回电网的电压从高压端A 、B 、C 输出。
直流图3-4 三相半波可控整流电路实验原理图电压、电流表均在DJK02上。
图3-5 三相半波有源逆变电路实验原理图四．实验内容1．研究三相半波可控整流电路带电阻性负载。
2．研究三相半波可控整流电路带电阻电感性负载。
3．研究三相半波有源逆变电路。
电力电子技术(1)
1、脉冲宽度调制理论（PWM）技术：P7答：是利用电力半导体器件的开通和关断产生一定形状的电压脉冲序列，经过低通滤波器后实现电能变换，并有效地控制和消除谐波的一种技术。
2、零电压开通、零电流关断：P7答：如果在电力电子变换电路中采取一定措施，如改变电路结构和控制策略，使开关器件被施加驱动信号而开通过程中其端电压为零，这种开通称为零电压开通。
若使开关器件撤除其驱动信号后的关断过程中其承载的电流为零，这种关断称为零电流关断。
3、晶闸管闸流特性：P22答：当门极没有加上正向电压（Ig=0）时，尽管阳极已加正向电压，晶闸管仍处于正向阻断状态，在门极正向电压的触发（Ig＞0）下，晶闸管立即导通。
这种门极电流对晶闸管的正向导通所起的的控制作用称为闸流特性。
4、晶闸管的开关特性：P24 答：是指通态和断态转换过程中电流和电压的变化情况。
5、相控整流电路：P127答：利用晶闸管的单向可控导电性，控制其控制其控制角能把交流电能变成大小可调的直流电源，以满足各种直流负载的要求，这种整流电路称为相控整流电路。
6、交流电子开关：P207 答：是将晶闸管反并联后串入交流电路代替机械开关，起接通和断开电路的作用。
7、软开关：P7 答：如果开关器件在开通过程中端电压很小，在关断过程中其电流很小，这种开关过程的功率损耗也不大，把这种开关称为软开关。
8、不间断电源（UPS）:P10 答：是计算机、通信系统以及不能中断电力场合所必需的一种高可靠性能的电源。
交流电输入经整流器变成直流，一部分能量给蓄电池组充电，另一部分能量经逆变器变成交流电，经转换开关送到负载。
这种装置称为不间断电源（UPS）。
9、电力电子器件：P13 答能实现电能的变换和控制的电子器件称为电力电子器件：10、硬开通：P23 答：Ig=0时，逐渐增大阳极电压，Ua,只有很小的正向电流，晶闸管正向阻断。
随着阳极电压的增加，当达到正向转折电压Ubo时，漏电流突然剧增，晶闸管由正向阻断突变为正向导通状态。
电力电子技术填空题（附录）
1、电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支，通常所说的模拟电子技术和数字电子技术就属于前者。
2、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在开关状态。
当器件的工作频率较高时，开关损耗会成为主要的损耗。
3、在PWM控制电路中，载波频率与调制信号频率之比称为载波比，当它为常数时的调制方式称为同步调制。
在逆变电路的输出频率范围划分成若干频段，每个频段内载波频率与调制信号频率之比为恒定的调制方式称为分段同步调制。
4、面积等效原理指的是，冲量相等而面积不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
5、在GTR、GTO、IGBT与MOSFET中，开关速度最快的是电力MOSFET，单管输出功率最大的是GTO ，应用最为广泛的是IGBT。
6、设三相电源的相电压为U2，三相半波可控整流电路接电阻负载时，晶闸管可能承受的最大反向电压为电源线电压的峰值，即6U2，其承受的最大正向电压为2U2。
7、逆变电路的负载如果接到电源，则称为有源逆变，如果接到负载，则称为无源逆变。
8、如下图，指出单相半桥电压型逆变电路工作过程中各时间段电流流经的通路(用V1,VD1,V2,VD2表示)。
(1) 0~t1时间段内，电流的通路为___VD1_；(2) t1~t2时间段内，电流的通路为__V1；(3) t2~t3时间段内，电流的通路为__VD2；(4) t3~t4时间段内，电流的通路为V2_；(5) t4~t5时间段内，电流的通路为__VD1；1、GTR存在二次击穿现象，IGBT存在擎住现象。
2、功率因数由基波电流移相和电流波形畸变这两个因素共同决定的。
3、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是均压_措施。
4、同一晶闸管，维持电流I H与擎柱电流I L在数值大小上有I L_ =（2～4） I H。
125、电力变换通常可分为： AC 变DC （整流） 、 DC 变AC （逆变） 、 AC 变AC 和 DC 变DC （斩波） 。
电力电子技术-第三章--单相整流讲解
3.1.1 单相半波可控整流电路
（Single Phase Half Wave Controlled Rectifier）
1. 电阻负载的工作情况
在工业生产中，某些负载基本上是电阻性的， 如电阻加热炉、电解和电镀等。
电阻性负载的特点是电压与电流成正比，波形 相同并且同相位，电流可以突变。 • 1. 工作原理 • 首先假设以下几点： • (1) 开关元件是理想的，即开关元件(晶闸管)导通 时，通态压降为零，关断时电阻为无穷大； • 一般认为晶闸管的开通与关断过程瞬时完成。 • (2) 变压器是理想的，即变压器漏抗为零，绕组的 电阻为零、励磁电流为零。
id 的连续波形每周期分为两 段：u2过零前一段流经SCR， 时宽为π-α；之后一段流经 VDR ，时宽为π+α。由两器 件电流拼合而成。
若近似认为id为一条水平线，恒为Id，则有
SCR 平均值： I a I
dVT
2 d
（2-5）
SCR 有效值：
IVT
1
2
a
I
d2d
(t
在ωt=0到α期间，晶闸管uAK大于零， 但门极没有触发信号，处于正向关断状
态，输出电压、电流都等于零。
在ωt=α时，门极有触发信号，晶闸管 被触发导通，负载电压ud= u2。 在ωt1时刻，触发VT使其开通，u2加 于负载两端，id从0开始增加。这时，交 流电源一方面供给电阻R消耗的能量， 另一方面供给电感L吸收的磁场能量。
)
a 2
I
（2-6）
d
VDR 平均值： VDR 有效值：
a IdVDR 2 Id
（2-7）
IVDR
1
2
2 a
电力电子技术三相桥式全控整流及有源逆变电路实验报告
纯阻性：
α
30°
U2
139.7
Id
0.66
Ud（记录值）
305
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ud（计算值）
283.1
60° 141.2 0.42 195 165.7
90° 142.2 0.12
55 44.6
七、 实验结果与分析 1.纯阻性 Ud=f（a）的相位图片：
三相桥式全控整流电路带纯电阻负载时的移相范围为 0~120°，当α>60°时，阻感性 质负载时的电压出现负值，但是纯阻性负载的电压 Ud 不会出现负值（而是断续），纯电阻 负载时和阻感性负载时的负载电流有差异，这是因为电感的平波作用导致的，电感越大， 对电流的平直作用越强，输出的 Id 越接近于水平的直线。
关 S2 拨到接地位置（即 Uct=0），调节 PE-11 上的偏移电压电位器 RP，用数字存储示波
器同时观察 A 相同步电压信号和“双脉冲观察孔” VT1 的输出波形，使α=170°。
适当增加给定 Ug 的正电压输出，观测 PE-11 上“脉冲观察孔”的波形，此时应观测到
双窄触发脉冲
用 20 芯的扁平电缆，将 PE-11 的“触发脉冲输出”端与“触发脉冲输入”端相连，并
150°范围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻 R,使得负载电流 Id 保持在 0.6A 左右
注意 Id 不得超过 0.82A、。用示波器观察并记录α=30°、60°及 90°时的整流电压 Ud 和
晶闸管两端电压 Uvt 的波形，并记录相应的 Ud 数值。
3、三相桥式有源逆变电路
六、 实验记录与处理
在三相桥式有源逆变电路中，电阻将并联形式改为串联形式、电感的取值与整流的完全 一致，而三相不控整流及心式变压器均在电源控制屏上，其中心式变压器用作升压变压器， 逆变输出的电压接心式变压器的中压端 Am、Bm、Cm，返回电网的电压从高压端 A、B、C 输出，变压器接成 Y/Y 接法。
三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
实验三三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一．实验目的1．熟悉MCL-31A, MCL-33组件。
2．熟悉三相桥式全控整流及有源逆变电路的接线及工作原理。
3．了解集成触发器的调整方法及各点波形。
二．实验内容1．三相桥式全控整流电路2．三相桥式有源逆变电路3．观察整流或逆变状态下，模拟电路故障现象时的波形。
三．实验线路及原理实验线路如图4－9所示。
主电路由三相全控变流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流桥组成。
触发电路为数字集成电路，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。
三相桥式整流及有源逆变电路的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。
四．实验所需挂件及附件五．实验方法1．按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。
（1）打开MCL-31A电源开关，给定电压有电压显示。
（2）用示波器观察MCL-33的脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60o的幅度相同的双脉冲。
（3）检查相序，用示波器观察“1”，“2”脉冲观察孔，“1”脉冲超前“2”脉冲600，则相序正确，否则，应调整输入电源。
（4）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V—2V的脉冲。
注：将面板上的Ublf（当三相桥式全控变流电路使用I组桥晶闸管VT1~VT6时）接地，将I组桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通”。
（5）将给定器输出Ug接至MCL-33面板的Uct端，调节偏移电压Ub，在Uct=0时，使α=150o。
2．三相桥式全控整流电路按图4－9接线，S拨向左边短接线端，将Rd调至最大(450Ω)。
合上主电源，调节Uct，使α在30o~90o范围内，用示波器观察记录α=30O、60O、90O 时，整流电压u d=f（t），晶闸管两端电压u VT=f（t）的波形，并记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。
3．三相桥式有源逆变电路断开电源开关后，将S拨向右边的不控整流桥，调节Uct，使α仍为150O左右。
合上主电源，调节Uct，观察α=90O、120O、150O时, 电路中u d、u VT的波形，并记录相应的Ud、U2数值。
电力电子技术第2章答案
第2章 可控整流器与有源逆变器习题解答2-1 具有续流二极管的单相半波可控整流电路，电感性负载，电阻为5Ω,电感为，电源电压2U 为220V ，直流平均电流为10A ，试计算晶闸管和续流二极管的电流有效值，并指出其电压定额。
解：由直流输出电压平均值d U 的关系式：2cos 145.02α+=U U d 已知直流平均电流d I 为10A ，故得：A R I U d d 50510=⨯==可以求得控制角α为：0122045.0502145.02cos 2≈-⨯⨯=-=U U d α 则α=90°。
所以，晶闸管的电流有效值求得， ()A I I I t d I I d d d d VT 521222212==-=-==⎰ππππαπωππα 续流二极管的电流有效值为：A I I d VD R 66.82=+=παπ 晶闸管承受的最大正、反向电压均为电源电压的峰值22U U M =，考虑2~3倍安全裕量，晶闸管的额定电压为()()V U U M TN 933~6223113~23~2=⨯==续流二极管承受的最大反向电压为电源电压的峰值22U U M =，考虑2~3倍安全裕量，续流二极管的额定电压为()()V U U M TN 933~6223113~23~2=⨯==2-2 具有变压器中心抽头的单相双半波可控整流电路如图2-44所示，问该变压器是否存在直流磁化问题。
试说明晶闸管承受的最大反向电压是多少当负载是电阻或者电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时是否相同。
解：因为单相双半波可控整流电路变压器二次测绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题。
分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况：（1） 以晶闸管 2VT 为例。
当1VT 导通时，晶闸管2VT 通过1VT 与2个变压器二次绕组并联，所以2VT 承受的最大电压为222U 。
电力电子技术报告(3),实验三 单相桥式有源逆变电路实验
实验三单相桥式有源逆变电路实验（未做）一．实验目的1．加深理解单相桥式有源逆变的工作原理，掌握有源逆变条件。
2．了解产生逆变颠覆现象的原因。
二．实验线路及原理NMCL—33的整流二极管VD1～VD6组成三相不控整流桥作为逆变桥的直流电源，逆变变压器采用NMCL—35组式变压器，回路中接入电感L及限流电阻Rd。
具体线路参见图3-1。
三．实验设备及仪表1．MEL—002组件2．NMCL—33组件3．NMCL—05E组件4．NMEL—03组件5．NMCL—331组件6．NMCL—31A组件7．双踪示波器（自备）8．万用表（自备）四．实验方法1．将NMCL—05E面板左上角的同步电压输入接MCL—002的U、V输出端，触发电路选择锯齿波。
2．有源逆变实验有源逆变实验的主电路如图3-1，控制回路的接线可参考单相桥式全控整流电路实验（图2-1）。
图3-1单相桥式有源逆变电路实验（a）将限流电阻R D调整至最大（约450Ω），先断开NMCL-05E和NMCL-33的连接线，参考图2-1，连接控制回路。
合上主电源，用示波器观察锯齿波的“1”孔和“6”孔，调节偏移电位器RP2，使U ct=0时，β=10°，然后调节U ct，使β在30°附近。
（b）按图1-4连接主回路。
合上主电源。
用示波器观察逆变电路输出电压U d=f（t），晶闸管的端电压U VT=f（t）波形，并记录U d和交流输入电压U2的数值。
（c）采用同样方法，绘出β在分别等于54°时，U d、U VT波形。
3．逆变颠覆的观察当β=30°时，继续减小U ct，此时可观察到逆变输出突然变为一个正弦波，表明逆变颠覆。
当关断NMCL—05E面板的电源开关，使脉冲消失，此时，也将产生逆变颠覆。
五．实验结果分析1．画出β=30°、54°时，U d、U VT的波形。
2．分析逆变颠覆的原因，逆变颠覆后会产生什么后果？。
（完整版）电力电子技术简答题重点
（完整版）电力电子技术简答题重点1. 晶闸管导通的条件是什么?关断的条件是什么?答: 晶闸管导通的条件: 应在晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压。
应在晶闸管的门极与阴极之间也加上正向电压和电流。
晶闸管关断的条件: 要关断晶闸管, 必须使其阳极电流减小到维持电流以下,或在阳极和阴极加反向电压。
晶闸管维持的条件要维持晶闸管, 必须使其晶闸管电流大于到维持电流。
2. 变压器漏感对整流电路的影响(1)出现换相重叠角r,整流输出电压平均值Ud降低。
( 2)整流电路的工作状态增多( 3)晶闸管的di/dt 减小，有利于晶闸管的开通。
( 4)换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt, 可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路.( 5)换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。
3. 什么是谐波，什么是无功功率，们的危害. 为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率成为无功功率，电力电子装置消耗无功功率，对公用电网的不利影响：( 1 )无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致设备容量增加；( 2)无功功率增加，会使总电流增加，从而使设备和线路的损耗增加( 3)无功功率使线路压降增加，冲击性无功负载还会使电压剧烈波动。
谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，电力电子装置产生谐波，对公用电网的危害：( 1)谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，大量的三次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾；( 2)谐波影响各种电气设备的正常工作，使电机发生机械振动、噪声和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、使绝缘老化、寿命缩短以至损坏；(3)谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大会使危害大大增大，甚至引起严重事故；(4)谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并使电气测量仪表计量不准确；( 5)谐波会对领近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
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详细分析（简要讲解得出的结论，关键在于求出 和 ） （2-37） u2 2U 2 sin(t )
ud (0) 2U 2 sin 1 t u ( 0 ) iC d t u 2 d 0 C
（2-38）
式中，ud(0)为VD1、VD4开始导通时刻直流侧电压值。
电容滤波的单相不可控整流电路 电容滤波的三相不可控整流电路
返回
7.2.1 电容滤波的单相不可控整流电路
常用于小功率单相交流输入的场合，如目前大量普及的微 机、电视机等家电产品中 1. 工作原理及波形分析
id VD1 i2 u1 u2 VD2 VD3 iC iR C R 0 i ,u d i ud
有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。
（4） 换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可 能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路。
（5） 换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。
7.2 电容滤波的不可控整流电路
在交—直—交变频器、不间断电源、开关电源等应用 场合中，大量应用
7.2.1 7.2.2
7.1 变压器漏感对整流电路的影响
换相重叠角 的计算
dik (u b ua ) 2 LB 由上式得： dt 5 6U 2 sin(t ) 6 2 LB
（2-32）
进而得出：
ik
t
5 6
dik 6U 2 5 sin(t ) dt 2X B 6
（2-33）
7.2.1 电容滤波的单相不可控整流电路
将u2代入并求解得：
iC
而负载电流为： 于是
2CU 2 cos( t )
iR u2 R 2U 2 sin(t ) R
（2-39）
（2-40）
2U 2 sin(t ) （2-41） R
id iC iR 2CU 2 cos(t )
T ik a b c R ud LB LB LB ud L ia ib ic VT1 VT2 VT3
ua
ub
uc
O id i c O ia ib ic ia Id
t
t
图2-25 考虑变压器漏感时的三 相半波可控整流电路及波形
返回
7.1 变压器漏感对整流电路的影响
换相重叠角——换相过程持续的时间，用电角度表示
6U 2 6U 2 5 5 sin(t )d(t ) [cos cos(t )] （2-34） 2X B 6 2X B 6
7.1 变压器漏感对整流电路的影响
当 t
Id
5 ik I d ，于是 时， 6
6U 2 [cos cos( )] 2X B
电路形式
U d
cos cos( )
单相 全波
XB
单相全 控桥
2X B
三相 半波
三相全 控桥
3X B Id
2X BId 6U 2
m脉波 整流电路
mX B Id 2
Id X B 2U 2 sin
Id
Id
Id X B 2U 2
2I d X B 2U 2
3X B Id 2
2X BId 6U 2
换相过程中，整流电压ud为同时导通的两个晶闸管所对应的两个相电 压的平均值
ua u b dik dik ud ua LB u b LB dt dt 2
（2-30）
换相压降——与不考虑变压器漏感时相比，ud平均值降低的多少
5 5 di k 1 3 6 6 U d ( u u ) d ( t ) [ u ( u L )]d (t ) 5 5 b d b b B 2 / 3 2 dt 6 6 （2-31） 5 di k 3 6 3 Id 3 L d ( t ) L d i X BId 5 B B k 0 2 dt 2 2 6
（2-35） （2-36）
cos cos( )
2X BId 6U 2
随其它参数变化的规律： （1） Id越大则 越大； （2） XB越大 越大； （3） 当≤90时， 越小 越大。
7.1 变压器漏感对整流电路的影响
变压器漏抗对各种整流电路的影响
表2-2 各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算
①
m
②
适用； ②三相桥等效为相电压等于 3U 2的6脉波整流电路，故其m=6，相电压 按 3U 2 代入。
注：①单相全控桥电路中，环流ik是从-Id变为Id。本表所列通用公式不
7.1 变压器漏感对整流电路的影响
变压器漏感对整流电路影响的一些结论
（1） 出现换相重叠角 ，整流输出电压平均值Ud降低。 （2） 整流电路的工作状态增多 （3） 晶闸管的di/dt 减小，有利于晶闸管的安全开通。
第七讲
7.1
整流与有源逆变(三)
变压器漏感对整流电路的影响大功率可控整流电路
7.1 变压器漏感对整流电路的影响
考虑包括变压器漏感在内的交 流侧电感的影响，该漏感可用 一个集中的电感LB表示 以三相半波为例，然后将结论 推广 VT1换相至VT2的过程： 因a、b两相均有漏感，故ia、 ib 均不能突变，于是 VT1 和 VT2 同时导通，相当于将 a 、 b 两相短路，在两相组成的 回路中产生环流 ik 。 ik=ib 是 逐渐增大的，而ia=Id-ik是逐 渐减小的。当 ik增大到等于 Id 时， ia=0 ， VT1 关断 , 换流 过程结束。
ud +
2
t
VD4 a)
b)
图2-26 电容滤波的单相桥式不可控整流电路及其工作波形 a) 电路 b) 波形
返回
7.2.1 电容滤波的单相不可控整流电路
基本工作过程：
在u2正半周过零点至t=0期间，因u2<ud，故二极管均不导通，电 容C向R放电，提供负载所需电流 至 t=0之后，u2将要超过ud，使得VD1和VD4开通，ud=u2，交流 电源向电容充电，同时向负载R供电