电力电子技术简答

1单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？答：单相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，要求的晶闸管移相范围是0 180，当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是0 90。 三相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，要求的晶闸管移相范围是0 120，当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是0 90。2简述升降压斩波电路基本原理。答：当可控开关V处于通态时，电源E经V向电感L供电使其贮存能量，此时电流为i1，电容C维持输出电压基本恒定并向负载R供电。此后，使V关断，电感L中贮存的能量向负载释放，电流为i2，负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反。稳态时，一个周期T内电感L两端电压uL对时间的积分为零，即当V处于通态期间，uL = E；而当V处于断态期间，uL = - uo。于是：所以输出电压为：式中的，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。3试述矩阵式变频电路的优点。答：输出电压为正弦波；输出频率不受电网频率的限制；输入电流可控制为正弦波且和电压同相；功率因数为1，也可控制为需要的功率因数；能量可双向流动，适用于交流电动机的四象限运行；不通过中间直流环节而直接变频，效率较高。4.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。5什么是异步调制？什么是同步调制？两者各有何特点？分段同步调制有什么优点？答：载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。特点：在信号波的半个周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，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，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。特点：在同步调制方式中，信号波频率变化时载波比N不变，信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。分段同步调制是把逆变电路的输出频率划分为若干段，每个频段的载波比一定，不同频段采用不同的载波比。其优点主要是，在高频段采用较低的载波比，使载波频率不致过高，可限制在功率器件允许的范围内。而在低频段采用较高的载波比，以使载波频率不致过低而对负载产生不利影响。6什么是PWM 波形的规则化采样法？和自然采样法比规则采样法有什么优点？答：规则采样法是一种在采用微机实现时实用的PWM波形生成方法。比起自然采样法，规则采样法的计算非常简单，计算量大大减少，而效果接近自然采样法，得到的SPWM波形仍然很接近正弦波，克服了自然采样法难以在实时控制中在线计算，在工程中实际应用不多的缺点。7无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？答：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。8换流方式各有那几种？各有什么特点？答：换流方式有4种：器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。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：由负载提供换流电压，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向电压换流称为强迫换流。也称电容换流。晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。9逆变电路多重化的目的是什么？如何实现？串联多重和并联多重逆变电路各用于什么场合？答：逆变电路多重化的目的：一是使总体上装置的功率等级提高，二是可以改善输出电压的波形。 逆变电路多重化就是把若干个逆变电路的输出按一定的相位差组合起来，使它们所含的某些主要谐波分量相互抵消，就可以得到较为接近正弦波的波形。组合方式有串联多重和并联多重两种方式。串联多重是把几个逆变电路的输出串联起来，并联多重是把几个逆变电路的输出并联起来。 串联多重逆变电路多用于电压型逆变电路的多重化。并联多重逆变电路多用于电流型逆变电路得多重化。10.跟踪脉波调试特点答：跟踪脉波调试把希望输出的电流或电压波形作为指令信号，把实际电流或电压波形作为反馈信号，通过两者的瞬时值比较决定逆变电路各功率开关器件的通断，使实际的输出跟踪指令信号变化。11单相、三相交交变频输入、输出特性答：单相特性：1）输出上限频率，不高于电网频率的1/3-1/2。电网频率为50Hz，交-交变频电路的输出上限频率约为20Hz。2）输入功率因数，负载的功率因数越低，输入功率因数也越低。输入的无功电流总是滞后的。3）输出电压谐波，与电网频率，以及变流电路的脉波数有关，也和输出频率有关。4）输入电流谐波，其幅值和相位按正弦规律调制。三相特性：输出上限频率和输出电压谐波与单相交-交变频电路一致。输入电流只反映输出电流半个周期的脉动，不反映其极性。输入功率因数为各项有功功率之和，由总输入电流有效值和输入电压有效值来计算。高于单相交-交变频电路。 12.硬开关：开关过程中电压、电流均不为零，出现了重叠，因此有显著的开关损耗，而且电压和电流变化的速度很快，波形出现了明显的过冲，从而产生了开关噪声，这样的开关过程称为硬开关。主要的开关过程为硬开关的电路称为硬开关电路。13.软开关：通过在开关过程前后引入谐振，使开关开通前电压先降到零，就可以消除开关过程中电压、电流的重叠，降低他们的变化率，从而大大减小甚至消除开关损耗。同时，谐振过程限制了开关过程中电压和电流的变化率，这使得开关噪声也显著减小。这样的电路被称为软开关电路，而这样的开关过程被成为软开关。14.软开关分类：答：1）根据电路中主要的开关元件是零电压开通还是零电流关断，可以将软开关电路分为零电压电路和零电流电路两大类。2）根据软开关技术发展的历程分：准谐振电路：零电压开关准谐振电路、零电流开关准谐振电路、零电压开关多谐振电路、用于逆变器的谐振直流环零开关PWM电路：零电压开关PWM电路、零电流开关PWM电路零转换PWM电路：零电压转换PWM电路、零电流转换PWM电路。15.晶闸管的触发电路应注意什么？答：1）触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通，对感性和反电动势负载的变流器应采用宽脉冲或脉冲列出发，对于变流器的起动，双星形带平衡电抗器电路的触发脉冲应宽于30，三项全控桥式电路应宽于60或采用相隔的双窄脉冲。2）触发脉冲应有足够的幅度，对户外寒冷场合，脉冲电流的幅度应增大为器件最大触发电流的35倍，脉冲前沿的陡度也需增加，一般需达12A/s3）所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额，且在门极伏安特性的可靠触发区域之内。4）应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。16.晶闸管串并联应考虑什么？应采取什么措施？答：1）串联：问题：理想串联希望器件分压相等，但因特性差异，使器件电压分配不均匀。静态不均压：串联的器件流过的漏电流相同，但因静态伏安特性的分散性，各器件分压不等。动态不均压：由于器件动态参数和特性的差异造成的不均压。静态均压措施：选用参数和特性尽量一致的器件。采用电阻均压，Rp的阻值应比器件阻断时的正、反向电阻小得多。动态均压措施：选择动态参数和特性尽量一致的器件。用RC并联支路作动态均压。采用门极强脉冲触发可以显著减小器件开通时间的差异。2）并联：问题会分别因静态和动态特性参数的差异而电流分配不均匀。均流措施：挑选特性参数尽量一致的器件。采用均流电抗器。用门极强脉冲触发也有助于动态均流。当需要同时串联和并联晶闸管时，通常采用先串后并的方法联接。