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1晶闸管相控直接变频的基本原理是什么?
答:晶闸管相控直接变频的基本原理是:电路中具有相同特征的两组晶闸管整流电路反并联构成,将其中一组整流器作为正组整流器,另外为反组整流器,当正组整流器工作,反组整流器被封锁,负载端输出电压为上正下负;如果负组整流器工作,正组整流器被封锁,则负载端得到输出电压上负下正,这样就可以在负载端获得交变的输出电压。
2什么是PWM控制?有哪两种控制方式?
答:是对逆变电路开关器件的通断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等且宽度相等的脉冲,用这些脉冲来代替直流波或者其它所需要的波形。
3有单极性和双极性两种控制方式
自然换相点
在三相可控整流电路中,各相电压在正半周或负半周的交点,称为自然换相点。
4由于变压器漏感的影响,将两只换流的晶闸管同时导通所经过的电角度,称为换相重叠角γ
5同步
同步是指触发脉冲信号和晶闸管上所加的电源电压不仅频率相同,而且要保持固定的相位关系,从而使晶闸管在每一个周期都能在同一相位上触发,也即必须保持各周期中的控制角α不变
6脉宽调制法
脉宽调制型逆变器采用脉宽调制,在实现逆变的同时,通过调节输出脉冲的个数和宽度,来改变逆变器输出电压的有效值,通过控制调制周期的大小来改变输出电压的频率,即能同时实现调频和调压的双重功能
7有源逆变是指将直流电变换成与电网同频率的交流电后,再将它返回交流电网,所谓有源逆变的“源”是指交流电网
8将整流输出电压中的最低次谐波电压的幅值Udm与直流平均电压Ud的比值,称为电压脉动系数Su。
9平衡电抗器LP是一个带中心抽头的铁芯线圈,抽头两边的匝数和电感量相等,且绕向一致地同绕在一个铁芯上。因而当任一边的线圈中有交变电流流过时,在抽头两边的线圈中均会有大小相等,方向相反的感应电动势产生。它的作用是使两组整流器能并联工作
10安全正弦波电压uβ
安全正弦波电压uβ与同步电压uT相叠加,用于保证逆变角β值,能大于或等于最小逆变角βmin,从而防止逆变电路的失控
-11平波电抗器与平衡电抗器的作用?
平波电抗器的作用是使负载电流连续和平稳电流脉动
平衡电抗器的作用是起两相导通的平衡和限制交变的环流
擎住电流是晶闸管刚从断态转入通态,并移除了触发信号后,能维持通态所必需的最小主电流
13擎住电流是晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后,能维持导通所需的最小电流
维持电流是使晶闸管维持通态,所必需的最小主电流
.14晶闸管的控制角α(移相角)
在晶闸管的一个导电周期中,晶闸管在正向电压下不导通的范围称为控制角,用α表示,而导通的范围则称为导通角,(或导通角θ)的大小,使触发脉冲向左或向右移动,则称为触发脉冲的移相,
15晶闸管可控硅整流供电的直流电动机机械特性在电流断续时有何特点?
特点(1)实际的理想空载转速m比理想的空载转速m升高
(2)断续区特性显著变软
16产生逆变的条件是什么?
条件一外部条件---要有一个直流电动势源E,并要求这个电动势源的极性和晶闸管的导通方向一致,其值Ed>Ud
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内部条件---控制角X>pai/2,使得变流器的直流侧出现一个负的平均电压即Ud<0
缓冲电路又称为吸收电路,作用是抑制电力电子器件的过电压,或者过电流,降低电子电子开关器件的将开关应力,将开关软化,减小器件的开关损耗并对器件给予可靠的保护,维护系统安全运行
将直流电能转变成交流电能
采用负载电压作为换流电压的逆变电路
开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成
—交变频电路
把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路
?
光隔离与磁隔离
24电力电子系统常用哪些保护?
过电压保护,过流保护,门极保护,限制du/dt,di/dt保护
25常用的过电流保护措施快速熔断器、串进线电抗器、接入直流快速开关、控制快速移相使输出电压下降26什么是交流电力控制电路。
只改变电压,电流或对电路的通断进行控制,而不改变频率(如交流调压电路与交流调功电路,改变频率叫变频电路)
27交流调压
在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制,可以方便地调节输出电压的有效值,这种电路称为交流调压
.28简述交流调功电路的调节方式
将负载与交流待能源接通几个整周波,再断开几个整周波,通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率,其直接调节对象就是电路的平均输出功率(交流调功与交流调压电路完全相同)
(UPS)的分类。
在线式UPS和离线式UPS
。
-31有源逆变的条件。
1有通流方向极性的直流电源和储能元件(足够大的电感)
2控制角阿尔法大于90度
32逆变失败
逆变时,一旦发生换相失败,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成顺向串联,形成极大的短路电流
33逆变失败的原因
1,触发电路工作不可靠
2晶闸管发生故障
3在逆变工作时,交流电源发生缺相或突然消失
4由于存在重叠角y,换向欲量角不足,将引起换相失败
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34换流方式
换流分为:器件换流(针对全控器件),电网换流,负载换流,强迫换流(电容换流,直接耦合式换强迫流,电压换流,电感耦合式强迫换流,电流换流)
—交变频器的用途以及输出的上限频率。
主要用于大功率交流电动机调速传动系统,实际使用的主要是三相输出交交变频电路
36三相交流调压电路常用的接线方式有几种?
星型联接,线路控制三角形联接,支路控制三角形联接和中点控制三角形联接。
维持电流是使晶闸管维持通态,所必需的最小主电流。
在交-直-交变压变频装置中,当中间直流环节采用大电感滤波时,直流电流波形平稳,其内阻阻抗相当大,对异步电动机等负载而言,这类装置近似于电流源
40电压型无源逆变电路
在交-直-交变压变频装置中,当中间直流环节采用大电容滤波时,直流电压波形平稳,其内阻阻抗与其所带的电动机等负载相比,可近似与电压源。
41后备式不停电电源
平时处于ups电池充电状态,在停电时逆变器紧急切换到工作状态,将电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出,因此后备式UPS也被称为离线式UPS
UPS
UPS不间断电源一直使其逆变器处于工作状态,它首先通过电路将外部交流电转变为直流电,再通过高质量的逆变器将直流电转换为高质量的正弦波交流电输出给计算机
42反励变换器(反激变换器)Buck-Boost变换器(库克变换电路)
由于是在开关管T关断期间变压器向输出电容器和负载提供能量,为反激变换器
?
GTOIGBBTGRRSCR
44PWM控制技术
PWM技术就是控制半导体开关元件的导通和关店时间比脉冲的宽度进行调制的技术
产生PWM波形的常用方法有计算法,调制法(同步调制与异步调制),跟踪控制法
45载波信号和调制信号不保持同步就调制方式称为异步调制
46载波比N等于常数,并在变频是使载波和信号波保持同步的方式为同步调制
。
提高功率因数措施:在电网侧接入补偿电容,增加整流电路的脉波数,多重化和多电平处理等
。
零电压电路和零电流电路两大类
49开关电源的主要优点。
体积小,重量轻,效率高缺点:输出波纹大,有尖峰脉冲干扰,故障时输出电压失控升高,容易烧毁设备
50对整流电路的输出电压进行谐波分析后,能得出如下结论:
(1)各种整流电路所输出的整流电压都包含直流平均电压和交流电压两部分,其中,直流平均电压是负载所需要的,而交流电压是应该加以抑制的。
(2)对于m相整流电路,整流输出电压中的最低次的谐波频率是mω,且其它的高次谐波频率是mω的整数倍。
(3)各谐波电压的幅度随谐波频率的增高而迅速下降。
因此,整流相数m越大,整流输出电压中的谐波分量振幅越小,谐波频率也越高,整流输出电压的脉动就越小。
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,应注意以下四点:
(1)关于额定电压,晶闸管实际工作时承受的正常工作电压应低于正、反向重复峰值电压,并留有2~3倍的操作过电压余量以及采用可靠的过电压保护措施。
(2)关于额定电流,应根据实际电流的波形进行相应的换算,晶闸管实际通过的最大平均电流应低于通态平均电流IT(AV),并留有两倍左右的余量以及采用过电流保护措施。
(3)关于门极触发电压和电流,实际触发电压和电流应大于实测的参数UGT和IGT,以保证可靠触发,但也不能超过允许的极限值。
(4)关于du/dt和di/dt,在实际电路中应采取措施加以限制。因当超过du/dt的临界值时会造成误导通,当超过di/dt的临界值时会造成晶闸管损坏。
52在有源逆变电路中,最小逆变角βmin是如何确定的?
在有源逆变电路中,为防止逆变失败,应使逆变角β>换相重叠角γ。
允许采用的最小逆变角βmin=γ+δ+μ
其中γ为换相重叠角,δ为晶闸管关断时间所折合成的电角度,对工频50Hz而言,常取
3°~5°,μ为安全余量角,常取10°左右。
一般而言,γ与变压器漏感有关,其值通常为15°~20°。因而βmin通常可取30°~
35°。
53晶闸管主电路对触发电路的基本要求是什么?
(1)触发信号的极性应与晶闸管门极的工作状态相一致,触发脉冲的形状有尖脉冲,矩形脉冲和强触发脉冲等。
(2)触发脉冲应有足够的功率,触发电压和触发电流应使晶闸管能可靠触发,但又不允许晶闸管门极的平均功耗和最大极限值超过其许可值。
(3)触发脉冲的相位应能移动,其移相范围应满足变流装置的移相要求。
(4)触发脉冲与晶闸管的供电电源必须同步,不仅频率相同,而且要保持固定的相位关系,从而使晶闸管在每一个周期都能在同一相位上触发。
(5)触发脉冲的波形应能满足变流装置的要求,触发脉冲的幅度应达到要求,其脉冲宽度和前沿陡度也要满足变流装置的要求。
54在如下器件:电力二极管(PowerDiode)、晶闸管(SCR)、门极可关断晶闸管(GTO)、电力晶体管(GTR)、电力场效应管(电力MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)中,属于不可控器件的是_电力二极管__,属于半控型器件的是__晶闸管_,属于全控型器件的是_GTO、GTR、电力MOSFET、IGBT_;属于单极型电力电子器件的有_电力MOSFET_,属于双极型器件的有_电力二极管、晶闸管、GTO、GTR_,属于复合型电力电子器件得有__IGBT_;在可控的器件中,容量最大的是_晶闸管_,工作频率最高的是_电力MOSFET,属于电压驱动的是电力MOSFET、IGBT_,属于电流驱动的是_晶闸管、GTO、GTR_。
55直流斩波电路中最基本的两种电路是_降压斩波电路和_升压斩波电路_。
56斩波电路有三种控制方式:_脉冲宽度调制(PWM)_、_频率调制_和_(ton和T都可调,改变占空比)混合型。
57升压斩波电路的典型应用有_直流电动机传动_和_单相功率因数校正_等。
。
59CuK斩波电路电压的输入输出关系相同的有__升压斩波电路___、__Sepic斩波电路_和__Zeta斩波电路_
60Sepic斩波电路和Zeta斩波电路具有相同的输入输出关系,所不同的是:_Sepic斩波电路_的电源电流和负载电流均连续,_Zeta斩波电路_的输入、输出电流均是断续的,但两种电路输出的电压都为__正_极性的。
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