07第3章 直流斩波与交流电力控制电路
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直流斩波电路工作原理
直流斩波电路是一种电子电路,用于将直流电源输出变为脉冲或交流信号。
其工作原理基于开关管的导通和断开,使得直流电源的电压在输出端产生高频脉冲。
直流斩波电路由两个主要部分组成:开关管和滤波电容。
开关管的导通和断开控制通过外部电路或脉冲生成器进行调控。
当开关管导通时,直流电源的电压就会传递到输出端,此时输出就是高电平。
相反,当开关管断开时,输出端的电压就会降为低电平。
滤波电容与开关管并联连接,作为电荷储存和释放的元件。
当开关管导通时,滤波电容开始充电,存储电荷。
当开关管断开时,滤波电容开始放电,释放电荷。
由于滤波电容具有一定的电荷和放电时间常数,输出信号会变为脉冲或周期性交流信号。
通过调控开关管的导通和断开时间,可以改变输出信号的频率和占空比。
频率可以通过改变开关管操作频率来调节,而占空比可以通过调控导通和断开时间比例来实现。
直流斩波电路的主要应用是在交流电源中产生脉冲信号,例如交流变频器、电力电子传动等领域。
它也可以用于产生交流电信号进行实验室测试和研究。
第3章 直流斩波电路1.简述图3-1a 所示的降压斩波电路工作原理。
答:降压斩波器的原理是:在一个控制周期中,让V 导通一段时间t on ,由电源E 向L 、R 、M 供电,在此期间,u o =E 。
然后使V 关断一段时间t off ,此时电感L 通过二极管VD 向R 和M 供电,u o =0。
一个周期内的平均电压U o =E t t t ⨯+offon on。
输出电压小于电源电压,起到降压的作用。
2.在图3-1a 所示的降压斩波电路中,已知E =200V ,R =10Ω,L 值极大,E M =30V ,T =50μs,t on =20μs,计算输出电压平均值U o ,输出电流平均值I o 。
解:由于L 值极大,故负载电流连续,于是输出电压平均值为U o =E T t on =5020020⨯=80(V) 输出电流平均值为I o =R E U M o -=103080-=5(A)3.在图3-1a 所示的降压斩波电路中,E =100V , L =1mH ,R =Ω,E M =10V ,采用脉宽调制控制方式,T =20μs ,当t on =5μs 时,计算输出电压平均值U o ,输出电流平均值I o ,计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。
当t on =3μs 时,重新进行上述计算。
解:由题目已知条件可得:m =E E M =10010= τ=RL =5.0001.0=当t on =5μs 时,有ρ=τT = =τont =由于11--ραρe e =1101.00025.0--e e =>m所以输出电流连续。
此时输出平均电压为U o =E T t on =205100⨯=25(V) 输出平均电流为I o =R E U M o -=5.01025-=30(A) 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为I max =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----ραρ11=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----e e =(A)I min =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---11ραρ=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---e e =(A) 当t on =3μs 时,采用同样的方法可以得出: αρ=由于11--ραρe e =1101.0015.0--e e =>m 所以输出电流仍然连续。
电力电子技术试题第1章电力电子器件1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。
2.在通常情况下,电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__,而当器件开关频率较高时,功率损耗主要为__开关损耗__。
3.电力电子器件组成的系统,一般由__控制电路__、_驱动电路_、_主电路_三部分组成,由于电路中存在电压和电流的过冲,往往需添加_保护电路__。
4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况,电力电子器件可分为_单极型器件_、_双极型器件_、_复合型器件_三类。
5.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通,承受反相电压截止_。
6.电力二极管的主要类型有_普通二极管_、_快恢复二极管_、_肖特基二极管_。
7.肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。
8.晶闸管的基本工作特性可概括为__正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__。
9.对同一晶闸管,维持电流IH与擎住电流I L在数值大小上有I L__大于__IH。
10.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为,UDSM_大于__Ubo。
11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_(如何连接)在同一管芯上的功率集成器件。
12.GTO的__多元集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系,其中前者的截止区对应后者的_截止区_、前者的饱和区对应后者的__放大区__、前者的非饱和区对应后者的_饱和区__。
14.电力MOSFET的通态电阻具有__正__温度系数。
15.IGBT 的开启电压UGE(th)随温度升高而_略有下降__,开关速度__小于__电力MOSFET 。
16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质,可将电力电子器件分为_电压驱动型_和_电流驱动型_两类。
17.IGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有__负___温度系数,在1/2或1/3额定电流以上区段具有__正___温度系数。
u L i L1
i −
+S u L
L1
i −+
S
u L
i L1
u
不计管压降
最为常用
学
支路控制三角形联结中点控制三角形联结
负载三角形联结相控。
负载星形联结中点控制。
大
t
三管一直导通u t
u =90°时,负载相电压波形分析。
90°≤α < 150两管导通与无管导通交替,负载电
压断续,每个波头150°-。
各晶闸管导通区间
t
三相三线星形联结纯电阻负载负载相电压波形分析
输出电压为零
u a
u a
i b
u 为正整数)在相同负载和移相触发角时,线电流中谐波含量少电
力
学
相对于电源频率倍数的谐波次数在电源基频附近,非整数倍频率的谐波含量较大。
因电源进线端共用,所以三组单相变频器的输出端,否则电源侧线与线之间将发生短路。
为此,交流电动机的三相绕组必须拆开独立供电。
主要用于中等容量的交流调速系统。
力电。