第五章：电力电子习题解答

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。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＝）（＝＝V.U.Udd76363702（5－14）相电压基本有效值为：UUN1）（＝＝＝VU.UdmUN4545021（5－15）根据公式（5－8），可得线电压的基本幅值为：UUV1m＝）（＝＝VU.Udd1101132（5－10）线电压基本有效值为：UUV1＝）（＝＝VU.UdmUV7878021（5－11）线电压中5次谐波的有效值为：UUV5＝）（＝＝V.UUdd615562532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。