電力電子技術總結

1、電力電子技術的概念：所謂電力電子技術就是應用于電力領域的電子技術。

2、電力電子技術的誕生是以1957年美國通用電氣公司研制出第一個晶閘管為標志的。3、晶閘管是通過對門極的控制能夠使其導通而不能使其關斷的器件，屬于半控型器件。對晶閘管電路的控制方式主要是相位控制方式，簡稱相控方式。4、70年代后期，以門極可關斷晶閘管（GTO）、電力雙極型晶體管（BJT）和電力場效應晶體管（Power-MOSFET）為代表的全控型器件迅速發(fā)展。

5、全控型器件的特點是，通過對門極（基極、柵極）的控制既可使其開通又可使其關斷。6、把驅(qū)動、控制、保護電路和電力電子器件集成在一起，構成電力電子集成電路（PIC）。

第二章

1、電力電子器件的特征

◆所能處理電功率的大小，也就是其承受電壓和電流的能力，是其最重要的參數(shù)，一般都遠大于處理信息的電子器件。

◆為了減小本身的損耗，提高效率，一般都工作在開關狀態(tài)�！粲尚畔㈦娮与娐穪砜刂�,而且需要驅(qū)動電路。

◆自身的功率損耗通常仍遠大于信息電子器件，在其工作時一般都需要安裝散熱器2、電力電子器件的功率損耗

通態(tài)損耗斷態(tài)損耗

開通損耗

開關損耗

關斷損耗

3、電力電子器件的分類

（1）按照能夠被控制電路信號所控制的程度◆半控型器件：主要是指晶閘管（Thyristor）及其大部分派生器件。器件的關斷完全是由其在主電路中承受的電壓和電流決定的�！羧�控型器件：目前最常用的是IGBT和PowerMOSFET。通過控制信號既可以控制其導通，又可以控制其關斷。◆不可控器件：電力二極管（PowerDiode）不能用控制信號來控制其通斷。（2）按照驅(qū)動信號的性質(zhì)◆電流驅(qū)動型：通過從控制端注入或者抽出電流來實現(xiàn)導通或者關斷的控制�！綦妷候�(qū)動型僅通過在控制端和公共端之間施加一定的電壓信號就可實現(xiàn)導通或者關斷的控制。（3）按照驅(qū)動信號的波形（電力二極管除外）◆脈沖觸發(fā)型通過在控制端施加一個電壓或電流的脈沖信號來實現(xiàn)器件的開通或者關斷的控制�！綦娖娇刂菩捅仨毻ㄟ^持續(xù)在控制端和公共端之間施加一定電平的電壓或電流信號來使器件開通并維持在導通狀態(tài)或者關斷并維持在阻斷狀態(tài)。

4、幾種常用的電力二極管：普通二極管、快恢復二極管、肖特基二極管肖特基二極管優(yōu)點在于：反向恢復時間很短（10~40ns），正向恢復過程中也不會有明顯的電壓過沖；在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小，明顯低于快恢復二極管；因此，其開關損耗和正向?qū)�通損耗都比快速二極管還要小，效率高。弱點在于：當所能承受的反向耐壓提高時其正向壓降也會高得不能滿足要求，因此多用于200V以下的低壓場合；反向漏電流較大且對溫度敏感，因此反向穩(wěn)態(tài)損耗不能忽略，而且必須更嚴格地限制其工作溫度。

5、晶閘管除門極觸發(fā)外其他幾種可能導通的情況

◆陽極電壓升高至相當高的數(shù)值造成雪崩效應◆陽極電壓上升率du/dt過高◆結溫較高◆光觸發(fā)

6、延遲時間td(0.5~1.5us)上升時間tr(0.5~3us)開通時間tgt=td+tr反向阻斷恢復時間trr正向阻斷恢復時間tgr關斷時間tq=trr+tgr

7、GTO（門極可關斷晶閘管）是晶閘管的一種派生器件，但可以通過在門極施加負的脈沖電流使其關斷，因而屬于全控型器件。

8、◆開通時間ton延遲時間與上升時間之和。

◆關斷時間toff一般指儲存時間和下降時間之和，而不包括尾部時間。9、電力場效應晶體管（電力MOSFET）特點：

◆驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功率小�！糸_關速度快，工作頻率高。

◆熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR�！綦娏魅萘啃�，耐壓低，多用于功率不超過10kW的電力電子裝置。10、絕緣柵雙極晶體管開關特性：

開通過程：開通延遲時間td(on)電流上升時間tr電壓下降時間tfv開通時間ton=td(on)+tr+tfvtfv分為tfv1和tfv2兩段。

關斷過程：關斷延遲時間td(off)電壓上升時間trv電流下降時間tfi關斷時間toff=td(off)+trv+tfitfi分為tfi1和tfi2兩段11、硅的禁帶寬度為1.12電子伏特（eV）

12、功率集成電路與集成電力電子模塊特點：可縮小裝置體積，降低成本，提高可靠性。對工作頻率高的電路，可大大減小線路電感，從而簡化對保護和緩沖電路的要求。功率集成電路與集成電力電子模塊發(fā)展現(xiàn)狀：

◆功率集成電路的主要技術難點：高低壓電路之間的絕緣問題以及溫升和散熱的處理�！粢郧肮β始�成電路的開發(fā)和研究主要在中小功率應用場合。

◆智能功率模塊在一定程度上回避了上述兩個難點,最近幾年獲得了迅速發(fā)展�！艄β始�成電路實現(xiàn)了電能和信息的集成，成為機電一體化的理想接口。

第三章

1、整流電路的作用是將交流電能變?yōu)橹绷麟娔芄┙o直流用電設備。2、◆單相全波與單相全控橋的區(qū)別

單相全波中變壓器結構較復雜，材料的消耗多。

單相全波只用2個晶閘管，比單相全控橋少2個，相應地，門極驅(qū)動電路也少2個；但是晶閘管承受的最大電壓是單相全控橋的2倍。

單相全波導電回路只含1個晶閘管，比單相橋少1個，因而管壓降也少1個。從上述后兩點考慮，單相全波電路有利于在低輸出電壓的場合應用。3、變壓器漏感對整流電路影響的一些結論:

出現(xiàn)換相重疊角，整流輸出電壓平均值Ud降低。整流電路的工作狀態(tài)增多。

晶閘管的di/dt減小，有利于晶閘管的安全開通，有時人為串入進線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。

換相時晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的du/dt，可能使晶閘管誤導通，為此必須加吸收電路。

換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。

4、無功的危害：◆導致設備容量增加�！羰乖O備和線路的損耗增加�！艟�路壓降增大，沖擊性負載使電壓劇烈波動。

諧波的危害◆降低發(fā)電、輸電及用電設備的效率。◆影響用電設備的正常工作。◆引起電網(wǎng)局部的諧振，使諧波放大，加劇危害�！魧е吕^電保護和自動裝置的誤動作。◆對通信系統(tǒng)造成干擾。5、逆變（invertion）：把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的過程。

6、變流電路的交流側(cè)不與電網(wǎng)聯(lián)接，而直接接到負載，即把直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可調(diào)頻率的交流電供給負載，稱為無源逆變。7、產(chǎn)生逆變的條件要有直流電動勢，其極性須和晶閘管的導通方向一致，其值應大于變流器直流側(cè)的平均電壓。

要求晶閘管的控制角a>π/2，使Ud為負值。兩者必須同時具備才能實現(xiàn)有源逆變。

8、半控橋或有續(xù)流二極管的電路，因其整流電壓ud不能出現(xiàn)負值，也不允許直流側(cè)出現(xiàn)負極性的電動勢，故不能實現(xiàn)有源逆變，欲實現(xiàn)有源逆變，只能采用全控電路。

第五章電路正激

優(yōu)點

電路較簡單，成本低，可靠性高，驅(qū)動電路簡單

電路非常簡單，成本很低，可靠性高，驅(qū)動電路簡單

缺點

變壓器單向激磁，利用率低

功率范圍

幾百W~幾kW

應用領域

各種中、小功率電源

反激

難以達到較大的功率，變壓器單向激磁，利用率低

幾W~幾十W

全橋

變壓器雙向勵磁，容易達到大功率

結構復雜，成本高，有直幾百W~幾百kW通問題，可靠性低，需要復雜的多組隔離驅(qū)動電路

有直通問題，可靠性低，需要復雜的隔離驅(qū)動電路

有偏磁問題

幾百W~幾kW

小功率電子設備、計算機設備、消費電子設備電源。

大功率工業(yè)用電源、焊接電源、電解電源等

半橋

變壓器雙向勵磁，沒有變壓器偏磁問題，開關較少，成本低

變壓器雙向勵磁，變壓器一次側(cè)電流回路中只有一個開關，通態(tài)損耗較小，驅(qū)動簡單

各種工業(yè)用電源，計算機電源等

推挽

幾百W~幾kW

低輸入電壓的電源

第七章

1、PWM（PulseWidthModulation）控制就是對脈沖的寬度進行調(diào)制的技術，即通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。

2、PWM控制技術在逆變電路中的應用最為廣泛，對逆變電路的影響也最為深刻

第八章

1、現(xiàn)代電力電子裝置的發(fā)展趨勢是小型化、輕量化，同時對裝置的效率和電磁兼容性也提出了更高的要求。2、軟開關電路的分類

◆根據(jù)電路中主要的開關元件是零電壓開通還是零電流關斷，可以將軟開關電路分成零電壓電路和零電流電路兩大類，個別電路中，有些開關是零電壓開通的，另一些開關是零電流關斷的。

◆根據(jù)軟開關技術發(fā)展的歷程可以將軟開關電路分成準諧振電路、零開關PWM電路和零轉(zhuǎn)換PWM電路。

擴展閱讀：電力電子技術復習總結(王兆安)

電力電子技術復習題1

第1章電力電子器件

1.電力電子器件一般工作在__開關__狀態(tài)。

2.在通常情況下，電力電子器件功率損耗主要為__通態(tài)損耗__，而當器件開關頻率較高時，功率損耗主要為__開關損耗__。

3.電力電子器件組成的系統(tǒng)，一般由__控制電路__、_驅(qū)動電路_、_主電路_三部分組成，由于電路中存在電壓和電流的過沖，往往需添加_保護電路__。4.按內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導電的情況，電力電子器件可分為_單極型器件_、_雙極型器件_、_復合型器件_三類。

5.電力二極管的工作特性可概括為_承受正向電壓導通，承受反相電壓截止_。6.電力二極管的主要類型有_普通二極管_、_快恢復二極管_、_肖特基二極管_。7.肖特基二極管的開關損耗_小于_快恢復二極管的開關損耗。

8.晶閘管的基本工作特性可概括為__正向電壓門極有觸發(fā)則導通、反向電壓則截止__。

9.對同一晶閘管，維持電流IH與擎住電流IL在數(shù)值大小上有IL__大于__IH。10.晶閘管斷態(tài)不重復電壓UDSM與轉(zhuǎn)折電壓Ubo數(shù)值大小上應為，UDSM_大于__Ubo。

11.逆導晶閘管是將_二極管_與晶閘管_反并聯(lián)_（如何連接）在同一管芯上的功率集成器件。

12.GTO的__多元集成__結構是為了便于實現(xiàn)門極控制關斷而設計的。13.MOSFET的漏極伏安特性中的三個區(qū)域與GTR共發(fā)射極接法時的輸出特性中的三個區(qū)域有對應關系，其中前者的截止區(qū)對應后者的_截止區(qū)_、前者的飽和區(qū)對應后者的__放大區(qū)__、前者的非飽和區(qū)對應后者的_飽和區(qū)__。14.電力MOSFET的通態(tài)電阻具有__正__溫度系數(shù)。

15.IGBT的開啟電壓UGE（th）隨溫度升高而_略有下降__，開關速度__小于__電力MOSFET。

16.按照驅(qū)動電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的性質(zhì)，可將電力電子器件分為_電壓驅(qū)動型_和_電流驅(qū)動型_兩類。

17.IGBT的通態(tài)壓降在1/2或1/3額定電流以下區(qū)段具有__負___溫度系數(shù)，在1/2或1/3額定電流以上區(qū)段具有__正___溫度系數(shù)。18.在如下器件：電力二極管（PowerDiode）、晶閘管（SCR）、門極可關斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR）、電力場效應管（電力MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）中，屬于不可控器件的是_電力二極管__，屬于半控型器件的是__晶閘管_，屬于全控型器件的是_GTO、GTR、電力MOSFET、IGBT_；屬于單極型電力電子器件的有_電力MOSFET_，屬于雙極型器件的有_電力二極管、晶閘管、GTO、GTR_，屬于復合型電力電子器件得有__IGBT_；在可控的器件中，容量最大的是_晶閘管_，工作頻率最高的是_電力MOSFET，屬于電壓驅(qū)動的是電力MOSFET、IGBT_，屬于電流驅(qū)動的是_晶閘管、GTO、GTR_。第2章整流電路

1.電阻負載的特點是_電壓和電流成正比且波形相同_，在單相半波可控整流電阻性負載電路中，晶閘管控制角α的最大移相范圍是_0-180O_。

2.阻感負載的特點是_流過電感的電流不能突變，在單相半波可控整流帶阻感負載并聯(lián)續(xù)流二極管的電路中，晶閘管控制角α的最大移相范圍是__0-180O_，其承受的最大正反向電壓均為_2U2__，續(xù)流二極管承受的最大反向電壓為__2U2_（設U2為相電壓有效值）。

3.單相橋式全控整流電路中，帶純電阻負載時，α角移相范圍為__0-180O_，單個晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為__2U22和_2U2；帶阻感負載時，α角移相范圍為_0-90O_，單個晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為__2U2_和__2U2_；帶反電動勢負載時，欲使電阻上的電流不出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象，可在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個_平波電抗器_。

4.單相全控橋反電動勢負載電路中，當控制角α大于不導電角時，晶閘管的導通角=_π-α-_;當控制角小于不導電角時，晶閘管的導通角=_π-2_。

5.電阻性負載三相半波可控整流電路中，晶閘管所承受的最大正向電壓UFm等于__2U2_，晶閘管控制角α的最大移相范圍是_0-150o_，使負載電流連續(xù)的條件為__30o__(U2為相電壓有效值)。

6.三相半波可控整流電路中的三個晶閘管的觸發(fā)脈沖相位按相序依次互差_120o_，當它帶阻感負載時，的移相范圍為__0-90o_。

7.三相橋式全控整流電路帶電阻負載工作中，共陰極組中處于通態(tài)的晶閘管對應的是_最高__的相電壓，而共陽極組中處于導通的晶閘管對應的是_最低_的相電壓；這種電路角的移相范圍是_0-120_，ud波形連續(xù)的條件是_o

VT1VT3RuuuLVT2VT4_。

8.對于三相半波可控整流電路，換相重迭角的影響，將使用輸出電壓平均值__下降_。

9.電容濾波單相不可控整流帶電阻負載電路中，空載時，輸出電壓為__2U2_，隨負載加重Ud逐漸趨近于_0.9U2_，通常設計時，應取RC≥_1.5-2.5_T，此時輸出電壓為Ud≈__1.2_U2(U2為相電壓有效值，T為交流電源的周期)。

10.電容濾波三相不可控整流帶電阻負載電路中，電流id斷續(xù)和連續(xù)的臨界條件是_RC3_，電路中的二極管承受的最大反向電壓為_6_U2。11.實際工作中，整流電路輸出的電壓是周期性的非正弦函數(shù)，當從0°～90°變化時，整流輸出的電壓ud的諧波幅值隨的增大而_增大_，當從90°～180°變化時，整流輸出的電壓ud的諧波幅值隨的增大而_減小_。12.逆變電路中，當交流側(cè)和電網(wǎng)連結時，這種電路稱為_有源逆變_，欲實現(xiàn)有源逆變，只能采用__全控_電路；對于單相全波電路，當控制角0第3章直流斬波電路

1.直流斬波電路完成得是直流到_直流_的變換。

2.直流斬波電路中最基本的兩種電路是_降壓斬波電路和_升壓斬波電路_。

3.斬波電路有三種控制方式：_脈沖寬度調(diào)制（PWM）_、_頻率調(diào)制_和_（ton和T都可調(diào)，改變占空比）混合型。

4.升壓斬波電路的典型應用有_直流電動機傳動_和_單相功率因數(shù)校正_等。

5.升降壓斬波電路呈現(xiàn)升壓狀態(tài)的條件為__0.51(為導通比)______。6.CuK斬波電路電壓的輸入輸出關系相同的有__升壓斬波電路___、__Sepic斬波電路_和__Zeta斬波電路__。

7.Sepic斬波電路和Zeta斬波電路具有相同的輸入輸出關系，所不同的是：_Sepic斬波電路_的電源電流和負載電流均連續(xù)，_Zeta斬波電路_的輸入、輸出電流均是斷續(xù)的，但兩種電路輸出的電壓都為__正_極性的。

8.斬波電路用于拖動直流電動機時，降壓斬波電路能使電動機工作于第__1__象限，升壓斬波電路能使電動機工作于第__2__象限，_電流可逆斬波電路能使電動機工作于第1和第2象限。

9.橋式可逆斬波電路用于拖動直流電動機時，可使電動機工作于第_1、2、3、4_象限。

10.復合斬波電路中，電流可逆斬波電路可看作一個_升壓_斬波電路和一個__降壓_斬波電路的組合；多相多重斬波電路中，3相3重斬波電路相當于3個__基本__斬波電路并聯(lián)。第4章交流交流電力變換電路

1.改變頻率的電路稱為_變頻電路_，變頻電路有交交變頻電路和_交直交變頻_電路兩種形式，前者又稱為_直接變頻電路__，后者也稱為_間接變頻電路_。

2.單相調(diào)壓電路帶電阻負載，其導通控制角的移相范圍為_0-180O_，隨的增大，Uo_降低_，功率因數(shù)_降低__。

3.單相交流調(diào)壓電路帶阻感負載，當控制角＜(=arctan(L/R))時,VT1的導通時間_逐漸縮短_,VT2的導通時間__逐漸延長_。

4.根據(jù)三相聯(lián)接形式的不同，三相交流調(diào)壓電路具有多種形式，TCR屬于_支路控制三角形_聯(lián)結方式，TCR的控制角的移相范圍為_90O-180O_，線電流中所含諧波的次數(shù)為_6k±1_。5.晶閘管投切電容器選擇晶閘管投入時刻的原則是：_該時刻交流電源電壓應和電容器預先充電電壓相等_。

6.把電網(wǎng)頻率的交流電直接變換成可調(diào)頻率的交流電的變流電路稱為__交交變頻電路_。

7.單相交交變頻電路帶阻感負載時，哪組變流電路工作是由_輸出電流的方向_決定的，交流電路工作在整流還是逆變狀態(tài)是根據(jù)_輸出電流方向和輸出電壓方向是否相同_決定的。

8.當采用6脈波三相橋式電路且電網(wǎng)頻率為50Hz時，單相交交變頻電路的輸出上限頻率約為_20Hz__。

9.三相交交變頻電路主要有兩種接線方式，即_公共交流母線進線方式_和_輸出星形聯(lián)結方式_，其中主要用于中等容量的交流調(diào)速系統(tǒng)是_公共交流母線進線方式_。

10.矩陣式變頻電路是近年來出現(xiàn)的一種新穎的變頻電路。它采用的開關器件是_全控_器件；控制方式是_斬控方式__。

電力電子技術復習題2

一、簡答題

1、晶閘管導通的條件是什么？

（1）晶閘管陽極和陰極之間施加正向陽極電壓

（2）晶閘管門極和陰極之間必須施加適當?shù)恼�向脈沖電壓和電流2、有源逆變實現(xiàn)的條件是什么？

（1）晶閘管的控制角大于90度，使整流器輸出電壓Ud為負

（2）整流器直流側(cè)有直流電動勢，其極性必須和晶閘管導通方向一致，其幅值應大于變流器直流側(cè)的平均電壓

3、電壓源逆變電路與電流源逆變電路的區(qū)別？

（1）電壓型無源逆變電路直流側(cè)接大電容濾波，輸出電壓為方波交流，輸出電流的波形與負載性質(zhì)有關；電流型無源逆變電路直流側(cè)接大電感濾波，輸出電流為方波交流，輸出電壓的波形與負載性質(zhì)有關

（2）電壓型無源逆變電路各逆變開關管都必須反并聯(lián)二極管，以提供之后的感性負載電流回路；電流型無源逆變電路各逆變開關管不需反并聯(lián)二極管，但是應在負載兩端并聯(lián)電容，以吸收換流時負載電感中的儲能

4、單極性調(diào)制與雙極性調(diào)制的區(qū)別？

（1）單極性調(diào)制是指逆變器輸出的半個周期中，被調(diào)制成的脈沖輸出電壓只有一種極性，正半周為+Ud和零，負半周為-Ud和零

（2）雙極性調(diào)制是指逆變器輸出的每半個周期中都被調(diào)制成+/-Ud之間變化的等幅不等寬的脈沖列

在近似相同的條件下，單極性調(diào)制比雙極性調(diào)制具有更好的諧波抑制效果。

5、電力變換的基本類型包括哪些？

包括四種變換類型：（１）整流ＡＣ－ＤＣ（２）逆變ＤＣ－ＡＣ（３）斬波ＤＣ－ＤＣ

（４）交交電力變換ＡＣ－ＡＣ6、半控橋能否用于有源逆變？為什么。

半控橋不能用于有源逆變，因為半控橋整流輸出電壓在移相范圍內(nèi)始終大于零。

7、直流斬波器的控制方式？

時間比控制方式：定頻調(diào)寬定寬調(diào)頻調(diào)頻調(diào)寬瞬時值控制和平均值控制8、電壓型無源逆變的特點是什么？

電壓型無源逆變電路輸入為恒定的直流電壓，輸出電壓為方波交流電壓，輸出電流波形與負載的性質(zhì)有關，阻感需要在功率電子器件旁邊反并聯(lián)二極管，以提供滯后電流的續(xù)流回路。

9、簡述正弦脈寬調(diào)制技術的基本原理？

正弦脈寬調(diào)制技術是把正弦波調(diào)制成一系列幅值相等，寬度按正弦規(guī)律變化的脈沖列，實現(xiàn)的方式有計算法和調(diào)制法兩種，調(diào)制法分為單極型調(diào)制和雙極型調(diào)制。

10、電力電子技術的定義和作用

電力電子技術是研究利用電力電子器件實現(xiàn)電能變換和控制的電路，內(nèi)容涉及電力電子器件、功率變換技術和控制理論，作用是把粗電變成負載需要的精電。

11、電力電子系統(tǒng)的基本結構

電力電子系統(tǒng)包括功率變換主電路和控制電路，功率變換主電路是屬于電路變換的強電電路，控制電路是弱電電路，兩者在控制理論的支持下實現(xiàn)接口，從而獲得期望性能指標的輸出電能。

12、電力電子器件的分類

（１）從門極驅(qū)動特性可以分為：電壓型和電流型（２）從載流特性可以分為：單極型、雙極型和復合型（３）從門極控制特性可以分為：不可控、半控及全控型13、有源逆變和無源逆變的區(qū)別

有源逆變是把直流電能逆變成交流電能后送給電網(wǎng)；無源逆變是把直流電能逆變正交流電能后送給負載；14、直流斬波器的控制方式（１）定頻調(diào)寬（２）定寬調(diào)頻（３）調(diào)頻調(diào)寬

二、圖1所示的單相橋式整流電路中，U2220V、觸發(fā)角a30，負載為阻感負載，電感L的值極大，R5。1、繪制輸出電壓ud、輸出電流id、變壓器副邊電流i2的波形；2、計算輸出電壓ud、輸出電流id的平均值及功率因數(shù)；

3、計算晶閘管的電流有效值。

idVT1VT3Rudi2tidu1uudLtti2VT2VT4圖1答案：1．波形繪制如圖

2．電路參數(shù)計算）

Ud0.9U2cos0.9220cos30171.47(V)IdUd171.4734.29(A)R5UdIdUd171.470.78U2I2U22203．電路參數(shù)計算ITId224.25(A)

三、三相全控橋式整流電路帶反電動勢阻感負載，已知：負載電阻R1，

V，LB1mH，當反電動勢E400V，控制角α電感Ld，相電壓U2220=120°或逆變角β=60°時，請計算輸出電壓平均值Ud、輸出電流平均值Id和換相重疊角。答案：

Ud4006XBIdUd2.34U2cosaId

R2代入數(shù)據(jù)，解得：Ud290.31(V)Id109.69(A)

解得：

6U2sin6XBIdcos(a)換相重疊角計算：cos8.9

u1為正弦交流輸入電壓，V，四、圖3所示單相交流調(diào)壓電路，有效值U1220接阻感負載，其中R0.5，L2mH，求負載電流的最大有效值、最大輸出功率及此時功率因數(shù)。VT1iou1VT2LuoR

圖3

答案：

負載電流最大時，電路必須工作在連續(xù)模式，此時控制角等于負載阻抗角。

3L1250210)51.47負載阻抗角：tan()tan(R0.51那么控制角等于51.47時，電流波形連續(xù)，負載電流最大

負載電流最大值：Io最大輸出功率：Po此時功率因數(shù)：

U1R(L)222200.50.62822275(A)

U1Iocos37.7(KW)

cosacos0.62

五、圖1所示的單相橋式整流電路中，U2220V、觸發(fā)角a60，負載為阻性負載，R10。

1、繪制輸出電壓ud、輸出電流id、變壓器副邊電流i2的波形；2、計算輸出電壓ud、輸出電流id的平均值及功率因數(shù)；3、請計算晶閘管的電流有效值；

idVT1VT3udtudi2u1uRidti2VT2VT4

t圖1

答案：

1．波形繪制如圖（9分）2．電路參數(shù)計算

1cos1cos600.92201*8.5(V)Ud0.9U222IdUd148.514.85(A)R10sin20.892sin214(A)

2102U23．電路參數(shù)計算IT六、圖2所示的三相半波可控電路中，相電壓U2220V、觸發(fā)角a60，電感L的值極大，R10。

1、計算輸出電壓ud、輸出電流id的平均值、a相的電流ia的有效值；2、繪制輸出電壓ud、輸出電流id、a相的電流ia的波形。

TaiabcVT1VT2VT3udidudLRuaubuctidtt

圖2

答案：

1．電路參數(shù)計算2．

iaUd1.17U2cos1.17220cos60128.7(V)Ud128.712.87(A)IdR102．波形繪制

IaId312.8737.43(A)七、單相全控橋式整流電路帶反電動勢阻感負載，已知：負載電阻R1，電感Ld，相電壓U2100V，LB0.5mH，當反電動勢E99V，逆變角

B60時，請計算輸出電壓平均值Ud、輸出電流平均值Id和換相重疊角。

4XBId答案：Ud0.9U2cos2代入數(shù)據(jù)，解得：UdUd99Id

R49.9(V)Id49.1(A)

2XBId2U2sin換相重疊角計算：coscos(a)

2解得：

7.59

八、圖3所示降壓BUCK直流斬波電路，Ui為輸入直流電壓，Ui12V，Uo為輸出直流電壓，VT控制信號占空比為0.4,設所有器件均為理想器件，請推導輸入輸出直流電壓的關系式和計算輸出直流電壓Uo。

VTLUiUgUaUoUaUduLUiUoUa0uLUoUoLDMuLUiUoL

圖3

iLIrIfTonToffT答案：

利用伏秒平衡推導

(UiUo)Ton開關VT導通的伏秒值：開關VT關斷的伏秒值：

因此：UT則：D=0.4UDUOiUoToff(UiUo)TonUoToffMoUionTD則輸出電壓：Uo0.4124.8

九、請推導圖2所示升壓斬波電路的輸出電壓vo和輸入電壓vi的關系，當輸入電壓為12V，占空比D為0.8時，輸出電壓為多少？

L121D2ViVCVoUgUa0RLUauLiLUa0uLUdUdLuLUdUoUoUdL圖2

利用伏秒平衡推導

開關S導通的伏秒值：開關S關斷的伏秒值：因此：則：

IrIfTonTToffUdTon(UoUd)ToffUdTon(UoUd)ToffU1MoUUd1DO1Ud1D則輸出電壓：

12Uo60V

10.8十、圖4為單相橋式矩形波逆變電路，直流輸入電壓Ud=308V，請繪制輸出電壓uo和輸出電流io的波形及計算輸出電壓基波的幅值。

VT2VT1UduoioVT3VT4圖4

答案：（1）波形繪制

（2）電路參數(shù)計算

Uom(1)4Ud392.16(V)

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