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第五章:电力电子习题解答

2021-10-06 来源:爱go旅游网
第五章 逆变电路

习题及思考题

1.无源逆变电路和有源逆变电路有何不同?

答:两种电路的不同主要是: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。

2.换流方式各有那几种?各有什么特点?

答:换流方式有4种:

① 器件换流:利用全控器件的自关断能力进行换流。全控型器件采用此换流方式。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。

② 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。

③ 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。

④ 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。通常是利用附加电容上的能量实现,也称电容换流。

3.什么是电压型逆变电路?什么是电流型逆变电路?二者各有什么特点。

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。而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。

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③ 当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电感起缓冲无功能量的作用。因为反馈无功能量时直流电流并不反向,因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。

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:当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,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,同时反馈二极管也起着使负载电流连续的作用。

在电流型逆变电路中,虽交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,但直流侧电感起到缓冲无功能量的作用,并且直流电流并不反向,因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。

5.三相桥式电压型逆变电路,180°导电方式,Ud=100V。试求输出相电压的基波幅值UUN1m和有效值UUN1、输出线电压的基本幅值UUV1m和有效值UUV1、输出线电压中5次谐波的有效值UUV5。

答:根据公式(5-12),可得相电压的基波幅值为:

UUN1m=

相电压基本有效值为:UUN1=2Ud (5-14) =0.637Ud=63.(7V)UUN1m2 (5-15) =0.45Ud=45(V)根据公式(5-8),可得线电压的基本幅值为:

UUV1m=

线电压基本有效值为:UUV1=

23Ud=1.1Ud=110(V) (5-10) UUV1m2 (5-11) =0.78Ud=78(V)线电压中5次谐波的有效值为:

UUV5=

6.并联谐振逆变电路利用负载电压进行换相,为保证换相应满足什么条件?

答:在并联谐振逆变电路中是利用负载电压进行换相的,因此要求负载电流应略超

前负载电压,即负载电路总体上工作在容性小失谐的情况下。

7.串联二极管式电流型逆变电路中,二极管的作用是什么?试分析换相过程。

答:在串联二极管式电流型逆变电路中,各桥臂之间换流采用强迫换流方式。换流过程

23Ud52=6Ud=15.(6V) 5最新可编辑word文档

可分为恒流放电和二极管换流两个阶段,在恒流放电结束后,二极管为换流电容反向充电提供通道。

析换相过程的原理见教材144页 ~ 145页。

8.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:在逆变电路中,电压型电路输出的电压是矩形波;对电流型电路来说输出的电流也是矩形波。因矩形波中含有较多的谐波,会对负载产生不利的影响。为此,可采用多重逆变电路把几个矩形波组合起来,使输出电压更接近正弦波形。

实现方法和应用场合见教材146页 ~ 148页。

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