第一篇：電力電子裝置諧波問(wèn)題的綜述

電力電子裝置諧波問(wèn)題的綜述

0 引言

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子裝置的廣泛應(yīng)用給電力系統(tǒng)帶來(lái)了嚴(yán)重的諧波污染。各種電力電子設(shè)備在運(yùn)輸、冶金、化工等諸多工業(yè)交通領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使電網(wǎng)中的諧波問(wèn)題日益嚴(yán)重，許多低功率因數(shù)的電力電子裝置給電網(wǎng)帶來(lái)額外負(fù)擔(dān)并影響供電質(zhì)量，因此，電力電子裝置的諧波污染已成為阻礙電力電子技術(shù)發(fā)展的重大障礙。故抑制諧波污染，提高功率因數(shù)的研究已成為電力電子技術(shù)中的一個(gè)重大課題。本文圍繞這一關(guān)鍵問(wèn)題，通過(guò)對(duì)電力電子諧波源及其危害的認(rèn)識(shí)和分析，從污染和防治的關(guān)系考慮，探討了綜合治理的方法，最后對(duì)諧波綜合治理的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。1 電力電子裝置——最主要的諧波源

非線性負(fù)荷是個(gè)諧波源，它引起電網(wǎng)電壓畸變，使電壓中帶有整數(shù)倍基波頻率的分量。作為最主要的諧波源的電力電子裝置主要為各種交直流變流裝置（整流器、逆變器、斬波器、變頻器）以及雙向晶閘管可控開(kāi)關(guān)設(shè)備等，另外還有電力系統(tǒng)內(nèi)部的變流設(shè)備，如直流輸電的整流閥和逆變閥等。下面對(duì)其產(chǎn)生的諧波情況作一分析。1.1 整流器

作為直流電源裝置，整流器廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合。圖1(a)及圖1(b)分別為其單相和三相的典型電路。在整流裝置中，交流電源的電流為矩形波，該矩形波為工頻基波電流和為工頻基波奇數(shù)倍的高次諧波電流的合成波形。由傅氏級(jí)數(shù)求得矩形波中的高次諧波分量In與基波分量I1之比最大為1/n，隨著觸發(fā)控制角α的減小和換相重疊角μ的增大，諧波分量有減小的趨勢(shì)。

(a)單相(b)三相

圖1 AC/DC整流電路

此外，現(xiàn)有研究結(jié)果表明：整流器的運(yùn)行模式對(duì)諧波電流的大小也有直接的影響，因此在考慮調(diào)整整流電壓電流時(shí)，最好要進(jìn)行重疊角、換相壓降以及諧波測(cè)算，以便確定安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式；當(dāng)控制角α接近40°，重疊角μ在8°左右時(shí)的情況往往是諧波最嚴(yán)重的狀態(tài)，所以要經(jīng)過(guò)計(jì)算，盡量通過(guò)正確選擇調(diào)壓變壓器抽頭，避開(kāi)諧波最嚴(yán)重點(diǎn)[1]。1.2 交流調(diào)壓器

交流調(diào)壓器多用于照明調(diào)光和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速等場(chǎng)合。圖2(a)及圖2(b)分別為其單相和三相的典型電路。交流調(diào)壓器產(chǎn)生的諧波次數(shù)與整流器基本相同。

(a)單相(b)三相 圖2 AC/AC交流調(diào)壓電路

1.3 頻率變換器

頻率變換器是AC/AC變換器的代表設(shè)備，當(dāng)用作電動(dòng)機(jī)的調(diào)速裝置時(shí)，它含有隨輸出頻率變化的邊頻帶，由于頻率連續(xù)變化，出現(xiàn)的諧波含量比較復(fù)雜。1.4 通用變頻器

通用變頻器的輸入電路通常由二極管全橋整流電路和直流側(cè)電容器所組成，如圖3(a)所示，這種電路的輸入電流波形隨阻抗的不同相差很大。在電源阻抗比較小的情況下，其波形為窄而高的瘦長(zhǎng)型波形，如圖3(b)實(shí)線所示；反之，當(dāng)電源阻抗比較大時(shí)，其波形為矮而寬的扁平型波形，如圖3(b)虛線所示。

(a)輸入電路(b)輸入電流波形

圖3 通用變頻器 除了上述典型變流裝置會(huì)產(chǎn)生大量的諧波以外，家用電器也是不可忽視的諧波源。例如電視機(jī)、電池充電器等。雖然它們單個(gè)的容量不大,但由于數(shù)量很多,因此它們給供電系統(tǒng)注入的諧波分量也不容忽視。2 諧波的危害

諧波對(duì)公用電網(wǎng)的危害主要包括：

1）使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加的諧波損耗，降低了發(fā)電、輸變電設(shè)備的效率，大量的3次諧波流過(guò)中性線時(shí)，會(huì)引起線路過(guò)熱甚至發(fā)生火災(zāi)；

2）影響各種電氣設(shè)備的正常工作，除了引起附加損耗外，還可使電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲和過(guò)電壓，使變壓器局部嚴(yán)重過(guò)熱，使電容器、電纜等設(shè)備過(guò)熱、絕緣老化、壽命縮短，以致?lián)p壞；

3）會(huì)引起公用電網(wǎng)中局部并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，使前述的危害大大增加，甚至引起嚴(yán)重事故；

4）會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，并使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確； 5）會(huì)對(duì)鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量，重者導(dǎo)致信息丟失，使通信系統(tǒng)無(wú)法正常工作。3 諧波的管理原則

要提高電能質(zhì)量，必須加強(qiáng)對(duì)諧波的管理。本著限制諧波源向公用電網(wǎng)注入諧波電流，將諧波電壓限制在允許范圍內(nèi)的原則。首先要掌握系統(tǒng)中的諧波源及其分布，限制其諧波在允許范圍內(nèi)方可入網(wǎng)，未達(dá)標(biāo)的必須采取治理措施，以防諧波擴(kuò)散。為此國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）和美國(guó)IEEE都有推薦標(biāo)準(zhǔn)，如IEEE規(guī)定的電流諧波極限標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。我國(guó)結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際水平并借鑒其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定的電壓正弦波形畸變率規(guī)定見(jiàn)表2。

表1 諧波電流極限值（IEEE519－1992規(guī)定）

表2 電壓正弦波形畸變率限值 諧波的綜合治理

目前，我國(guó)電力系統(tǒng)對(duì)諧波的管理呈現(xiàn)“先污染，后治理”的被動(dòng)局面，所以如何綜合治理已經(jīng)成為一個(gè)迫在眉睫的研究課題。

關(guān)于“綜合”的內(nèi)涵，有人認(rèn)為用范圍廣泛、普遍推廣來(lái)描述；也有人認(rèn)為用集合的、一體化的來(lái)表述更實(shí)際；筆者認(rèn)為綜合治理的工作應(yīng)包含以下兩方面: ——加強(qiáng)科學(xué)化、法制化管理；

——采取有效技術(shù)措施防范和抑制諧波。4.1 加強(qiáng)科學(xué)化、法制化管理 主要從兩個(gè)方面加強(qiáng)管理：

——普遍采用具有法律約束和經(jīng)濟(jì)約束的手段，改變先污染后治理的被動(dòng)局面，即應(yīng)該嚴(yán)格按照各類電力設(shè)備、電力電子設(shè)備的技術(shù)規(guī)范中規(guī)定的諧波含量指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行評(píng)定，如果超過(guò)國(guó)家規(guī)定的指標(biāo)，不得出廠和投入電力系統(tǒng)使用； ——供電部門(mén)應(yīng)從全局出發(fā)，全面規(guī)劃，采取有力措施加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督與管理，一方面審核尚待投入負(fù)荷的諧波水平，另一方面對(duì)已投運(yùn)的諧波源負(fù)載，要求用戶加裝濾波裝置。

4.2 采取有效的技術(shù)措施

目前解決電力電子設(shè)備諧波污染的主要技術(shù)途徑有兩條：

——主動(dòng)型諧波抑制方案即對(duì)電力電子裝置本身進(jìn)行改進(jìn),使其不產(chǎn)生諧波,或根據(jù)需要對(duì)其功率因數(shù)進(jìn)行控制；

——被動(dòng)型諧波抑制方案即諧波負(fù)載本身不加改變，而是在電力系統(tǒng)或諧波負(fù)載的交流側(cè)加裝無(wú)源濾波器（PF）、有源濾波器（APF）或者混合濾波器（HAPF）等裝置，通過(guò)外加設(shè)備對(duì)電網(wǎng)實(shí)施諧波補(bǔ)償。4.2.1 主動(dòng)型諧波抑制方案 主要是從變流裝置本身出發(fā)，通過(guò)變流裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和增加輔助控制策略來(lái)減少或消除諧波，目前采用的技術(shù)主要有一下幾個(gè)方面。

——多脈波變流技術(shù)大功率電力電子裝置常將原來(lái)6脈波的變流器設(shè)計(jì)成12脈波或24脈波變流器以減少交流側(cè)的諧波電流含量。理論上講，脈波越多，對(duì)諧波的抑制效果愈好，但是脈波數(shù)越多整流變壓器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，體積越大，變流器的控制和保護(hù)變得困難，成本增加。

——脈寬調(diào)制技術(shù)脈寬調(diào)制技術(shù)的基本思想是控制PWM輸出波形的各個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)刻，保證四分之一波形的對(duì)稱性。根據(jù)輸出波形的傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式，使需要消除的諧波幅值為零、基波幅值為給定量，達(dá)到消除指定諧波和控制基波幅值的目的，目前采用的PWM技術(shù)有最優(yōu)脈寬調(diào)制、改進(jìn)正弦脈寬調(diào)制、Δ調(diào)制、跟蹤型PWM調(diào)制和自適應(yīng)PWM控制等。

——多電平變流技術(shù)針對(duì)各種電力電子變流器（對(duì)于電壓型的變流器必須用聯(lián)接電感與交流電源相連），采用移相多重法、順序控制和非對(duì)稱控制多重化等方法，將方波電流或電壓疊加，使得變流器在網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生的電流或電壓為接近正弦的階梯波，且與電源電壓保持一定的相位關(guān)系。

——功率因數(shù)預(yù)調(diào)整器在電力電子裝置中加入高功率因數(shù)預(yù)調(diào)整器，在預(yù)調(diào)整器的直流側(cè)通過(guò)DC/DC變換控制入端電流，保證電力電子裝置從電網(wǎng)中獲取的電流為正弦電流并與電網(wǎng)電壓同相。此方法控制簡(jiǎn)單，可同時(shí)消除高次諧波和補(bǔ)償無(wú)功電流，使電力電子裝置輸入端的功率因數(shù)接近1。

主動(dòng)型諧波抑制方案的主要問(wèn)題在于成本高、效率低。同時(shí)，電力電子系統(tǒng)中很高的開(kāi)關(guān)頻率使PWM載波信號(hào)產(chǎn)生高次諧波，還會(huì)導(dǎo)致高電平的傳導(dǎo)和輻射干擾。因此在設(shè)計(jì)主動(dòng)型諧波抑制方案時(shí)，必須用EMI濾波器將高次諧波信號(hào)從系統(tǒng)中濾除，防止它們作為傳導(dǎo)干擾進(jìn)入電網(wǎng)；還要利用屏蔽防止它們作為輻射干擾進(jìn)入自由空間，對(duì)空間產(chǎn)生電磁污染。所以對(duì)于較大功率的電力電子裝置，一般除了采用主動(dòng)型諧波抑制方法以外，還要輔以無(wú)源或有源濾波器加以抑制高次諧波。4.2.2 被動(dòng)型諧波抑制方案

——無(wú)源濾波器(PF)無(wú)源濾波器通常采用電力電容器、電抗器和電阻器按功能要求適當(dāng)組合，在系統(tǒng)中為諧波提供并聯(lián)低阻通路，起到濾波作用。無(wú)源濾波器的優(yōu)點(diǎn)是投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠及維護(hù)方便，因此無(wú)源濾波是目前廣泛采用的抑制諧波及進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕侄?。無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)在于其濾波特性是由系統(tǒng)和濾波器的阻抗比所決定，只能消除特定的幾次諧波，而對(duì)其它次諧波會(huì)產(chǎn)生放大作用，在特定情況下可能與系統(tǒng)發(fā)生諧振；諧波電流增大時(shí)濾波器負(fù)擔(dān)隨之加重，可能造成濾波器過(guò)載；有效材料消耗多，體積大。

——有源濾波器(APF)圖4為APF原理圖，APF通過(guò)檢測(cè)電路檢測(cè)出電網(wǎng)中的諧波電流，然后控制逆變電路產(chǎn)生相應(yīng)的補(bǔ)償電流分量,并注入到電網(wǎng)中,以達(dá)到消諧的目的。APF濾波特性不受系統(tǒng)阻抗影響,可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險(xiǎn)。與無(wú)源濾波器相比，具有高度可控性和快速響應(yīng)性，不僅能補(bǔ)償各次諧波，還可抑制電壓閃變、補(bǔ)償無(wú)功電流，性價(jià)比較為合理。另外,APF具有自適應(yīng)功能，可自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償變化著的諧波。

圖4 APF原理圖

APF按與系統(tǒng)連接方式分類,可分為串聯(lián)型、并聯(lián)型、混合型和串－并聯(lián)型。并聯(lián)型APF可等效為一受控電流源，主要適用于感性電流源負(fù)載的諧波補(bǔ)償。它能對(duì)諧波和無(wú)功電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，并且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗影響。目前這類APF技術(shù)已相當(dāng)成熟，大多數(shù)工業(yè)運(yùn)行的APF多屬此類濾波器。

串聯(lián)型APF可等效為一受控電壓源，主要用于消除帶電容濾波的二極管整流電路等電壓型諧波源負(fù)載對(duì)系統(tǒng)的影響，以及系統(tǒng)側(cè)電壓諧波與電壓波動(dòng)對(duì)敏感負(fù)載的影響。由于此類APF中流過(guò)的電流為非線性負(fù)載電流，因此損耗較大；此外串聯(lián)APF的投切、故障后的退出等各種保護(hù)也較并聯(lián)APF復(fù)雜，所以目前單獨(dú)使用此類APF的案例較少，國(guó)內(nèi)外的研究多集中在其與LC無(wú)源濾波器構(gòu)成的混合型APF上[2]。

混合型APF就是將常規(guī)APF上承受的基波電壓移去，使有源裝置只承受諧波電壓，從而可顯著降低有源裝置的容量，達(dá)到降低成本、提高效率的目的。其中LC濾波器用來(lái)消除高次諧波，APF用來(lái)補(bǔ)償?shù)痛沃C波分量。

串－并聯(lián)型APF又稱為電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC)[3]，它具有串、并聯(lián)APF的功能，可解決配電系統(tǒng)發(fā)生的絕大多數(shù)電能質(zhì)量問(wèn)題，性價(jià)比較高。雖然目前還處于試驗(yàn)階段，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，它將是一種很有發(fā)展前途的有源濾波裝置。有源濾波技術(shù)作為改善供電質(zhì)量的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),在日本、美國(guó)、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已得到了高度重視和日益廣泛的應(yīng)用。但是有源濾波器還有一些需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題，諸如提高補(bǔ)償容量、降低成本和損耗、進(jìn)一步改善補(bǔ)償性能、提高裝置的可靠性等。同時(shí)APF的故障還容易引發(fā)系統(tǒng)故障，因此各國(guó)對(duì)此技術(shù)還保持著一定的謹(jǐn)慎態(tài)度[4]。

——有源電路調(diào)節(jié)器(APLC)圖5為有源線路調(diào)節(jié)器(APLC)的原理圖，其結(jié)構(gòu)與APF相似，因此過(guò)去很多文獻(xiàn)上都將其等同于APF。其實(shí)，從原理上分析，與APF單節(jié)點(diǎn)諧波抑制相比較,APLC是向網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)(幾個(gè))優(yōu)選節(jié)點(diǎn)注入補(bǔ)償電流，通過(guò)補(bǔ)償電流在網(wǎng)絡(luò)中一定范圍內(nèi)的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該范圍內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)諧波電壓的綜合抑制。即通過(guò)單節(jié)點(diǎn)單裝置的裝設(shè)，達(dá)到多節(jié)點(diǎn)諧波電壓綜合治理的功能，APLC的出現(xiàn)，表明電力系統(tǒng)諧波治理正朝著動(dòng)態(tài)、智能、經(jīng)濟(jì)效益好的方向發(fā)展。

圖5 APLC原理圖 諧波綜合治理的展望

日益嚴(yán)重的諧波污染已引起各方面的高度重視。隨著對(duì)諧波產(chǎn)生的機(jī)理、諧波現(xiàn)象的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，將會(huì)找到更加有效的方法抑制和消除諧波，同時(shí)也有助于制定更加合理的諧波管理標(biāo)準(zhǔn)。加大對(duì)諧波研究的投入將會(huì)大大加快對(duì)諧波問(wèn)題的解決，當(dāng)然諧波問(wèn)題的最終解決將取決于相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，特別是電力電子技術(shù)的發(fā)展。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)、諧波抑制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展、法制的進(jìn)一步完善和對(duì)高效利用能源要求的增強(qiáng)，諧波治理問(wèn)題最終將會(huì)得到妥善的解決。

隨著電子計(jì)算機(jī)和電力半導(dǎo)體器件的發(fā)展，有源電力濾波器的性能會(huì)越來(lái)越好，價(jià)格會(huì)越來(lái)越低。而用于無(wú)源濾波的電容和電抗器的價(jià)格卻呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)。因此有源電力濾波器將是今后諧波抑制裝置的主要發(fā)展方向。另外，電力電子技術(shù)中的有源功率因數(shù)校正技術(shù)也是極具生命力的。6 結(jié)語(yǔ)

諧波的綜合治理工作勢(shì)在必行。消除電力電子裝置諧波污染的工作，可稱之為電力電子技術(shù)應(yīng)用的“綠色工程”。電力電子技術(shù)的發(fā)展必須和這個(gè)工程同步，這樣才能為高效、低污染地利用電能開(kāi)辟重要途徑，促進(jìn)我們國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和用電設(shè)備的革新。同時(shí),電力電子技術(shù)的推廣和利用才能有更為廣闊的發(fā)展前景。

第二篇：關(guān)于電力電子裝置諧波問(wèn)題的綜述

摘要：隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，諧波的危害已越來(lái)越嚴(yán)重，諧波治理問(wèn)題已經(jīng)迫在眉睫。對(duì)電力電子裝置諧波源進(jìn)行了分析和總結(jié)，指出了其危害及相應(yīng)的諧波管理原則和綜合治理方法，并對(duì)諧波治理工作進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：電力電子；諧波；危害；抑制

引言

1電力電子裝置——最主要的諧波源

1.1整流器

作為直流電源裝置，整流器廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合。圖1(a)及圖1(b)分別為其單相和三相的典型電路。在整流裝置中，交流電源的電流為矩形波，該矩形波為工頻基波電流和為工頻基波奇數(shù)倍的高次諧波電流的合成波形。由傅氏級(jí)數(shù)求得矩形波中的高次諧波分量In與基波分量I1之比最大為1/n，隨著觸發(fā)控制角α的減小和換相重疊角μ的增大，諧波分量有減小的趨勢(shì)。

此外，現(xiàn)有研究結(jié)果表明：整流器的運(yùn)行模式對(duì)諧波電流的大小也有直接的影響，因此在考慮調(diào)整整流電壓電流時(shí)，最好要進(jìn)行重疊角、換相壓降以及諧波測(cè)算，以便確定安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式；當(dāng)控制角α接近40°，重疊角μ在8°左右時(shí)的情況往往是諧波最嚴(yán)重的狀態(tài)，所以要經(jīng)過(guò)計(jì)算，盡量通過(guò)正確選擇調(diào)壓變壓器抽頭，避開(kāi)諧波最嚴(yán)重點(diǎn)[1]。

1.2交流調(diào)壓器

交流調(diào)壓器多用于照明調(diào)光和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速等場(chǎng)合。圖2(a)及圖2(b)分別為其單相和三相的典型電路。交流調(diào)壓器產(chǎn)生的諧波次數(shù)與整流器基本相同。

1.3頻率變換器

頻率變換器是AC/AC變換器的代表設(shè)備，當(dāng)用作電動(dòng)機(jī)的調(diào)速裝置時(shí)，它含有隨輸出頻率變化的邊頻帶，由于頻率連續(xù)變化，出現(xiàn)的諧波含量比較復(fù)雜。

1.4通用變頻器

通用變頻器的輸入電路通常由二極管全橋整流電路和直流側(cè)電容器所組成，如圖3(a)所示，這種電路的輸入電流波形隨阻抗的不同相差很大。在電源阻抗比較小的情況下，其波形為窄而高的瘦長(zhǎng)型波形，如圖3(b)實(shí)線所示；反之，當(dāng)電源阻抗比較大時(shí)，其波形為矮而寬的扁平型波形，如圖3(b)虛線所示。

除了上述典型變流裝置會(huì)產(chǎn)生大量的諧波以外，家用電器也是不可忽視的諧波源。例如電視機(jī)、電池充電器等。雖然它們單個(gè)的容量不大,但由于數(shù)量很多,因此它們給供電系統(tǒng)注入的諧波分量也不容忽視。

2諧波的危害

2）影響各種電氣設(shè)備的正常工作，除了引起附加損耗外，還可使電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲和過(guò)電壓，使變壓器局部嚴(yán)重過(guò)熱，使電容器、電纜等設(shè)備過(guò)熱、絕緣老化、壽命縮短，以致?lián)p壞；

4）會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，并使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確；

5）會(huì)對(duì)鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量，重者導(dǎo)致信息丟失，使通信系統(tǒng)無(wú)法正常工作。

3諧波的管理原則

表1諧波電流極限值（IEEE519－1992規(guī)定）

Isc/IL

Hlt;11

11lt;H lt;17

17lt;H lt;23

23lt;H lt;35H

35THD

lt;20 4.0 2.0 1.5 0.6 0.3 5.0

20－50 7.0 3.5 2.5 1.0 0.5 8.0

50－100 10.0 4.5 4.0 1.5 0.7 12.0

100－1000 12.0 5.5 5.0 2.0 1.0 15.0

1000 15.0 7.0 6.0 2.5 1.4 20.0

表2電壓正弦波形畸變率限值

供電電壓/kV

電壓正弦波形畸變率限值/％

0.38 5

6或10 4

3

1.5

4諧波的綜合治理

目前，我國(guó)電力系統(tǒng)對(duì)諧波的管理呈現(xiàn)“先污染，后治理”的被動(dòng)局面，所以如何綜合治理已經(jīng)成為一個(gè)迫在眉睫的研究課題。

關(guān)于“綜合”的內(nèi)涵，有人認(rèn)為用范圍廣泛、普遍推廣來(lái)描述；也有人認(rèn)為用集合的、一體化的來(lái)表述更實(shí)際；筆者認(rèn)為綜合治理的工作應(yīng)包含以下兩方面:

——加強(qiáng)科學(xué)化、法制化管理；

——采取有效技術(shù)措施防范和抑制諧波。

4.1加強(qiáng)科學(xué)化、法制化管理

主要從兩個(gè)方面加強(qiáng)管理：

——普遍采用具有法律約束和經(jīng)濟(jì)約束的手段，改變先污染后治理的被動(dòng)局面，即應(yīng)該嚴(yán)格按照各類電力設(shè)備、電力電子設(shè)備的技術(shù)規(guī)范中規(guī)定的諧波含量指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行評(píng)定，如果超過(guò)國(guó)家規(guī)定的指標(biāo)，不得出廠和投入電力系統(tǒng)使用；

——供電部門(mén)應(yīng)從全局出發(fā)，全面規(guī)劃，采取有力措施加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督與管理，一方面審核尚待投入負(fù)荷的諧波水平，另一方面對(duì)已投運(yùn)的諧波源負(fù)載，要求用戶加裝濾波裝置。

4.2采取有效的技術(shù)措施

目前解決電力電子設(shè)備諧波污染的主要技術(shù)途徑有兩條：

——主動(dòng)型諧波抑制方案即對(duì)電力電子裝置本身進(jìn)行改進(jìn),使其不產(chǎn)生諧波,或根據(jù)需要對(duì)其功率因數(shù)進(jìn)行控制；

4.2.1主動(dòng)型諧波抑制方案

主要是從變流裝置本身出發(fā)，通過(guò)變流裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和增加輔助控制策略來(lái)減少或消除諧波，目前采用的技術(shù)主要有一下幾個(gè)方面。

——多脈波變流技術(shù)大功率電力電子裝置常將原來(lái)6脈波的變流器設(shè)計(jì)成12脈波或24脈波變流器以減少交流側(cè)的諧波電流含量。理論上講，脈波越多，對(duì)諧波的抑制效果愈好，但是脈波數(shù)越多整流變壓器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，體積越大，變流器的控制和保護(hù)變得困難，成本增加。

——脈寬調(diào)制技術(shù)脈寬調(diào)制技術(shù)的基本思想是控制PWM輸出波形的各個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)刻，保證四分之一波形的對(duì)稱性。根據(jù)輸出波形的傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式，使需要消除的諧波幅值為零、基波幅值為給定量，達(dá)到消除指定諧波和控制基波幅值的目的，目前采用的PWM技術(shù)有最優(yōu)脈寬調(diào)制、改進(jìn)正弦脈寬調(diào)制、Δ調(diào)制、跟蹤型PWM調(diào)制和自適應(yīng)PWM控制等。

力電子裝置，一般除了采用主動(dòng)型諧波抑制方法以外，還要輔以無(wú)源或有源濾波器加以抑制高次諧波。

4.2.2被動(dòng)型諧波抑制方案

——無(wú)源濾波器(PF)無(wú)源濾波器通常采用電力電容器、電抗器和電阻器按功能要求適當(dāng)組合，在系統(tǒng)中為諧波提供并聯(lián)低阻通路，起到濾波作用。無(wú)源濾波器的優(yōu)點(diǎn)是投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠及維護(hù)方便，因此無(wú)源濾波是目前廣泛采用的抑制諧波及進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕侄?。無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)在于其濾波特性是由系統(tǒng)和濾波器的阻抗比所決定，只能消除特定的幾次諧波，而對(duì)其它次諧波會(huì)產(chǎn)生放大作用，在特定情況下可能與系統(tǒng)發(fā)生諧振；諧波電流增大時(shí)濾波器負(fù)擔(dān)隨之加重，可能造成濾波器過(guò)載；有效材料消耗多，體積大。

APF按與系統(tǒng)連接方式分類,可分為串聯(lián)型、并聯(lián)型、混合型和串－并聯(lián)型。

串聯(lián)型APF可等效為一受控電壓源，主要用于消除帶電容濾波的二極管整流電路等電壓型諧波源負(fù)載對(duì)系統(tǒng)的影響，以及系統(tǒng)側(cè)電壓諧波與電壓波動(dòng)對(duì)敏感負(fù)載的影響。由于此類APF中流過(guò)的電流為非線性負(fù)載電流，因此損耗較大；此外串聯(lián)APF的投切、故障后的退出等各種保護(hù)也較并聯(lián)APF復(fù)雜，所以目前單獨(dú)使用此類APF的案例較少，國(guó)內(nèi)外的研究多集中在其與LC無(wú)源濾波器構(gòu)成的混合型APF上[2]。

混合型APF就是將常規(guī)APF上承受的基波電壓移去，使有源裝置只承受諧波電壓，從而可顯著降低有源裝置的容量，達(dá)到降低成本、提高效率的目的。其中LC濾波器用來(lái)消除高次諧波，APF用來(lái)補(bǔ)償?shù)痛沃C波分量。

串－并聯(lián)型APF又稱為電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC)[3]，它具有串、并聯(lián)APF的功能，可解決配電系統(tǒng)發(fā)生的絕大多數(shù)電能質(zhì)量問(wèn)題，性價(jià)比較高。雖然目前還處于試驗(yàn)階段，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，它將是一種很有發(fā)展前途的有源濾波裝置。

有源濾波技術(shù)作為改善供電質(zhì)量的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),在日本、美國(guó)、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已得到了高度重視和日益廣泛的應(yīng)用。但是有源濾波器還有一些需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題，諸如提高補(bǔ)償容量、降低成本和損耗、進(jìn)一步改善補(bǔ)償性能、提高裝置的可靠性等。同時(shí)APF的故障還容易引發(fā)系統(tǒng)故障，因此各國(guó)對(duì)此技術(shù)還保持著一定的謹(jǐn)慎態(tài)度[4]。

5諧波綜合治理的展望 日益嚴(yán)重的諧波污染已引起各方面的高度重視。隨著對(duì)諧波產(chǎn)生的機(jī)理、諧波現(xiàn)象的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，將會(huì)找到更加有效的方法抑制和消除諧波，同時(shí)也有助于制定更加合理的諧波管理標(biāo)準(zhǔn)。加大對(duì)諧波研究的投入將會(huì)大大加快對(duì)諧波問(wèn)題的解決，當(dāng)然諧波問(wèn)題的最終解決將取決于相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，特別是電力電子技術(shù)的發(fā)展。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)、諧波抑制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展、法制的進(jìn)一步完善和對(duì)高效利用能源要求的增強(qiáng)，諧波治理問(wèn)題最終將會(huì)得到妥善的解決。

隨著電子計(jì)算機(jī)和電力半導(dǎo)體器件的發(fā)展，有源電力濾波器的性能會(huì)越來(lái)越好，價(jià)格會(huì)越來(lái)越低。而用于無(wú)源濾波的電容和電抗器的價(jià)格卻呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)。因此有源電力濾波器將是今后諧波抑制裝置的主要發(fā)展方向。另外，電力電子技術(shù)中的有源功率因數(shù)校正技術(shù)也是極具生命力的。

6結(jié)語(yǔ)

諧波的綜合治理工作勢(shì)在必行。消除電力電子裝置諧波污染的工作，可稱之為電力電子技術(shù)應(yīng)用的“綠色工程”。電力電子技術(shù)的發(fā)展必須和這個(gè)工程同步，這樣才能為高效、低污染地利用電能開(kāi)辟重要途徑，促進(jìn)我們國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和用電設(shè)備的革新。同時(shí),電力電子技術(shù)的推廣和利用才能有更為廣闊的發(fā)展前景。

第三篇：電力電子裝置總結(jié)

1、電力電子裝置的主要類型：AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC、靜態(tài)開(kāi)關(guān)

2、器件特點(diǎn)

電力二極管：由于存在結(jié)電容，有反向恢復(fù)時(shí)間，在未恢復(fù)阻斷能力之前，相當(dāng)于短路狀態(tài)

晶閘管：電流型器件。擎住電流 IL，觸發(fā)后，當(dāng)IA > IL 撤除Ig，仍導(dǎo)通。

維持電流IH，當(dāng)IA < IH時(shí)阻斷。要關(guān)斷晶閘管，必須使IA小于維持電流。

電力三極管：電流型器件。二次擊穿，當(dāng)Uce超過(guò)超過(guò)集電極額定電壓后，發(fā)生正向雪崩擊穿，Ic劇增，稱為一次擊穿。一次擊穿后如不及時(shí)限流，大的集電結(jié)功耗會(huì)造成局部過(guò)熱，導(dǎo)致三極管等效電阻減小，Ic再次急劇上上升，管子瞬時(shí)過(guò)熱燒毀，稱為二次擊穿。

電力場(chǎng)效應(yīng)管：電壓型器件。單極性導(dǎo)電，開(kāi)關(guān)速度快，常工作在高頻方式，存在寄生體二極管D，有反向恢復(fù)過(guò)程，易引起管子損壞。導(dǎo)通電阻有正的溫度系數(shù)，便于并聯(lián)使用（易于均流）

IGBT：電壓型器件。MOSFET與雙極晶體管構(gòu)成的復(fù)合管，無(wú)二次擊穿，有擎住效應(yīng)。

達(dá)到擎住電流后，IGBT失去控制能力。解決辦法：工作電流不超過(guò)規(guī)定最大值，并盡量減小du/dt值。

3、器件緩沖電路

主要作用：抑制開(kāi)關(guān)器件的di/dt、du/dt，改變開(kāi)關(guān)軌跡，減少開(kāi)關(guān)損耗，使之工作在安全工作區(qū)內(nèi)。

分類：無(wú)極性、有極性、復(fù)合型 RCD關(guān)斷緩沖電路（P14）

電容選擇：原則1：按總損耗為最小確定電容值

原則2：按臨界緩沖計(jì)算電容

電阻選擇：

1、器件最小導(dǎo)通時(shí)間應(yīng)大于電容的放電時(shí)間常數(shù)

2、電容的最大電流與工作電流之和不超過(guò)器件額定值，為防振蕩，采用無(wú)感電阻

二極管選擇：要求快速回復(fù)，耐受瞬時(shí)大電流，耐壓高，一般選用快速恢復(fù)二極管。

4、保護(hù)技術(shù)

保護(hù)的類型： 過(guò)電流保護(hù)、輸出過(guò)壓保護(hù)、輸入瞬態(tài)電壓抑制、輸入欠壓保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、器件控制極保護(hù)（P19 重點(diǎn)，清楚其中各元件的作用。）

第二章

1、線性電源與開(kāi)關(guān)電源的區(qū)別：線性電源管子工作在線性放大區(qū)，開(kāi)關(guān)電源工作在開(kāi)關(guān)模式

2、開(kāi)關(guān)電源的基本組成：1.開(kāi)關(guān)電源輸入環(huán)節(jié)，（輸入浪涌電流的抑制：限流電阻

加開(kāi)關(guān)、采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC）2.功率變換電路（P23）：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，Buck、Boost、BuckBoost（不帶隔離）

正激、反激、推挽、半橋、全橋（帶隔離變壓器）

重點(diǎn)掌握前5種的工作原理，波形繪制很重要 3.控制及保護(hù)電路：控制主要方式是PWM，又分為電壓控制模式和峰值電流控制模式

3、反激變換器：開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)電源將電能轉(zhuǎn)為磁能儲(chǔ)存在電感（變壓器）中，當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)再將磁能變?yōu)殡娔軅魉偷截?fù)載(那么應(yīng)該知道正激變換器了吧)? 單端變換器：變壓器磁通僅在單方向變化

4、重點(diǎn)掌握單端反激開(kāi)關(guān)電源（P27）

工作模式：連續(xù)和不連續(xù)，兩種模式輸出電壓表達(dá)式（輸入公式困難，自己看書(shū)）第三章 逆變器

1、逆變器的主電路拓?fù)錂C(jī)構(gòu)：半橋式、全橋式、推挽式（P55）

2、半橋電壓利用率低，僅為直流母線電壓一半，但其可以利用兩個(gè)大電容自動(dòng)補(bǔ)償不對(duì)稱波形，這是其一大優(yōu)點(diǎn)。

3、全橋和推挽電壓利用率均為半橋2倍，但存在變壓器直流不平衡的問(wèn)題

4、推挽的主要優(yōu)點(diǎn)是電壓損失小，只有單管壓降。而且兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)可以共用，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單。

5正弦脈寬調(diào)制（SPWM）：利用面積沖量等效的原理獲得諧波含量很小的正弦電壓輸出，其諧波主要分布在載波頻率以及載波頻率的整數(shù)倍附近。

5、SPWM類型：?jiǎn)螛O性SPWM，雙極性SPWM，單極性倍頻SPWM

6、怎樣區(qū)分單極性與雙極性：（簡(jiǎn)單）看輸出半周期內(nèi)脈沖是否正負(fù)交替

7、單級(jí)倍頻的有點(diǎn)：Uab存在三種電平（哪三種因該知道吧），電壓脈動(dòng)幅度比雙極性低一倍，相同開(kāi)關(guān)頻率下輸出SPWM脈動(dòng)頻率單極性倍頻比雙極性高一倍（單極倍頻為載波頻率兩倍，雙極性為載波頻率），有利于猴急濾波。

8、會(huì)分析什么時(shí)候產(chǎn)生什么樣的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，那些管子導(dǎo)通，輸出什么樣的波形。

9、什么是載波比？什么是調(diào)制比？（自己找一下答案比較好）

10、輸出電壓表達(dá)式：幅值 = 直流側(cè)電壓 * 調(diào)制比。有效值又是什么樣的？

11、直流偏磁問(wèn)題：由于逆變電壓中出現(xiàn)直流分量，使變壓器磁芯的工作磁滯回線中心偏離了坐標(biāo)原點(diǎn) ,正反向脈沖磁過(guò)程中工作狀態(tài)不對(duì)稱，使得變壓器正負(fù)半周傳輸?shù)哪芰坎黄胶猓Q為直流偏磁現(xiàn)象。

12、哪些變換電路存在直流偏磁現(xiàn)象：全橋變換一般存在，半橋變換利用兩個(gè)大電容自動(dòng)補(bǔ)償不對(duì)稱波形，不存在。

13、直流偏磁危害：造成變壓器磁芯單向飽和 ,勵(lì)磁電流急增, 威脅器件的安全運(yùn)行。同時(shí)逆變器輸出電壓波形發(fā)生嚴(yán)重畸變。

14、直流偏磁產(chǎn)生原因：控制系統(tǒng)的電源電壓或元件參數(shù)引起三角載波或正弦調(diào)制波正、負(fù)半周不對(duì)稱

15、抗不平衡措施：分靜態(tài)、動(dòng)態(tài)。靜態(tài)：嚴(yán)格挑選器件，注意驅(qū)動(dòng)電路一致性

動(dòng)態(tài)：模擬補(bǔ)償、數(shù)字適時(shí)補(bǔ)償

16、輔助電源：為控制電路、檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路等供電

17、感應(yīng)加熱電源：先將市電整流，在逆變?yōu)楦哳l交流給感應(yīng)線圈供電。分為串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振兩種。其功率調(diào)節(jié)是靠調(diào)節(jié)工作頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在諧振點(diǎn)附近時(shí)負(fù)載等效阻抗最低，電流大，功率亦大。提高頻率后阻抗增加，電流減小，功率減小。第四章 不間斷UPS

1、UPS定義：Uninterruptible Power Supply是指當(dāng)交流輸入電源（習(xí)慣稱為市電）發(fā)生異?；驍嚯姇r(shí)，還能繼續(xù)向負(fù)載供電，并能保證供電質(zhì)量，使負(fù)載供電不受影響的裝置。

2、UPS的類型：后備式、雙變換在線式、在線互動(dòng)式、Delta變換式

3、后備式原理：原理框圖（P95）

市電正常時(shí)，充電器給蓄電池充電，市電經(jīng)過(guò)濾波、穩(wěn)壓后向負(fù)載供電 ? 市電異常（含掉電）時(shí)，蓄電池通過(guò)逆變器向負(fù)載供電 特點(diǎn)：

1、市電—電池轉(zhuǎn)換時(shí)，輸出電壓有轉(zhuǎn)換時(shí)間

2、供電品質(zhì)不高

3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、效率高

4、雙變換在線式原理：原理框圖（重點(diǎn)掌握P95）

市電正常時(shí)，市電經(jīng)AC/DC，DC/AC兩次變換后給負(fù)載供電 市電故障時(shí)，由蓄電池經(jīng)DC/AC變換供電

只有當(dāng)逆變器故障時(shí)，才通過(guò)裝換開(kāi)關(guān)切換，市電直接旁路給負(fù)載供電 特點(diǎn)：市電—電池切換時(shí)，可實(shí)現(xiàn)零時(shí)間切換

供電品質(zhì)高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高、效率低

5、在線互動(dòng)式: 市電正常時(shí)，UPS逆變器工作在整流狀態(tài)，向電池充電，市電通過(guò)智能調(diào)壓直接向負(fù)載供電

市電掉電后，逆變器轉(zhuǎn)為逆變狀態(tài)，電池通過(guò)逆變器向負(fù)載供電 特點(diǎn)：

1、市電—電池轉(zhuǎn)換時(shí)，輸出電壓有轉(zhuǎn)換時(shí)間

2、供電品質(zhì)較低

3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、效率高

6、Delta變換式

只對(duì)輸出電壓的差值進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償

特點(diǎn)：

1、市電—電池轉(zhuǎn)換時(shí)，可實(shí)現(xiàn)零切換時(shí)間

2、供電品質(zhì)高

3、前端變換器功率等級(jí)較低

4、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、成本較高（低于雙變換在線式UPS）、效率高

7、蓄電池的基本性能指標(biāo)（P106）：

放電終止電壓：表示電池不允許再放出電能時(shí)的電壓，通常為1.75V/單格。放電率：放電至終止電壓的電流大小或時(shí)間快慢?？捎梅烹婋娏骰蚍烹姇r(shí)間表示。容量：放電電流與放電時(shí)間的乘積來(lái)表示，單位為安時(shí)(A·h)放電電流：就是電池的輸出電流

8、逆變、市電切換

a.機(jī)械接觸器：可以防止電弧，但不能很好解決對(duì)后級(jí)負(fù)載不間斷、無(wú)擾動(dòng)供電 b.靜態(tài)開(kāi)關(guān)：零時(shí)間切換，但是有管耗

c.混合式開(kāi)關(guān)：同時(shí)導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)不間斷供電，但可能產(chǎn)生環(huán)流

9、輸出濾波：作用是濾除逆變橋輸出SPWM波中的諧波分量。由于輸出脈寬調(diào)制波中的諧波主要分布在開(kāi)關(guān)頻率附近，選取LC濾波器的諧振頻率滿足（P113 式4-5）

10、同步鎖相組成：鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器 第五章

1、四象限斬波調(diào)速（重點(diǎn)分析P135）

各象限運(yùn)行時(shí)的工作原理，各管的通斷狀態(tài)（對(duì)照書(shū)上進(jìn)行分析,圖不好貼）

2、具有中間環(huán)節(jié)的DC/DC變換器

為什么采用具有中間變換環(huán)節(jié)的變換形式：輸入輸出電壓懸殊，采用具有中間高頻環(huán)節(jié)的變換形式，經(jīng)高頻變壓器實(shí)現(xiàn)降壓或升壓 工作原理：直流輸入電壓經(jīng)輸入濾波后加到半橋式逆變器電路上，逆變后的方波經(jīng)高頻變壓器降壓，再經(jīng)二極管不空整流，得到低壓直流電壓。輸出電壓通過(guò)閉環(huán)控制逆變器的PWM信號(hào)，達(dá)到電壓的控制，實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定輸出。

3、TL494鋸齒波形成（P141）：頻率由5端和6端電容、電阻決定f=1.1/RC（知道1.1是都少嗎？Ln3,想到什么了嗎）。5端產(chǎn)生鋸齒波

4、TL494的脈寬控制原理（P141，結(jié)合圖5.11進(jìn)行分析）第六章

1、交流調(diào)功器：調(diào)節(jié)輸出功率，對(duì)電壓，電流沒(méi)有嚴(yán)格要求。

2、交流調(diào)功器的控制模式：過(guò)零觸發(fā)半周波控制（定周期/ 變周期）、調(diào)相觸發(fā) 控制

3、過(guò)零觸發(fā)半周波控制：將交流電源每N個(gè)電壓半周定為一個(gè)調(diào)節(jié)周期T，在該調(diào)節(jié)

周期內(nèi)調(diào)節(jié)導(dǎo)通電壓半周的個(gè)數(shù)M來(lái)調(diào)節(jié)輸出功率。

特點(diǎn)：負(fù)載得到的電壓(電流)波形總是完整的正弦波，避免了電流的瞬時(shí)沖擊，功率因數(shù)高，但負(fù)載電流存在頻率低于基頻的次諧波分量，應(yīng)用范圍受限制，且調(diào)節(jié)周期較長(zhǎng)。

4、調(diào)相觸發(fā)控制：以每個(gè)交流電壓半周為調(diào)節(jié)周期，通過(guò)調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通相位角進(jìn)行調(diào)功。

特點(diǎn)：負(fù)載的電壓(電流)是缺角正弦波，功率因數(shù)差，且存在高次諧波，對(duì)電網(wǎng)和無(wú)線電波會(huì)產(chǎn)生射頻干擾

5、諧振型逆變器（有可能會(huì)畫(huà)波形）

主電路結(jié)構(gòu)：1.串聯(lián)諧振逆變電路。

2.電容分壓電路（可增強(qiáng)電路承受沖擊負(fù)載的能力P168）3.移相調(diào)壓(使得逆變電壓可控P168)6、400Hz諧振型逆變器實(shí)例分析 總體構(gòu)成（P169圖6.19）：

1浪涌抑制電路（啟動(dòng)電阻R97，接觸器JC）2輸入濾波電路（濾波電感L01 電容C1-C4）

3移相全橋電路（Q1、Q2、Q3、Q4以及開(kāi)關(guān)器件的RCD緩沖電路）4主變壓器、5反饋?zhàn)儔浩鳌?橋臂直通保護(hù)電路（上下橋臂直通時(shí)，觸發(fā)QE、QF，強(qiáng)制關(guān)斷Q2、Q4）

第七章 電力系統(tǒng)用電力電子裝置

1、阻抗補(bǔ)償方案（P175）：1.晶閘管投切電容器TSC

2.晶閘管控制電抗器TCR（晶閘管觸發(fā)角90-180）3.晶閘管控制串聯(lián)電容器TCSC

2、電壓源變流器補(bǔ)償方案：1.無(wú)功功率發(fā)生器 2.開(kāi)關(guān)型串聯(lián)基波電壓補(bǔ)償

3、諧波危害：公用電網(wǎng)、電纜、用電設(shè)備、繼電器接觸器、電氣儀表、環(huán)境電磁干擾、電網(wǎng)局部諧振等（P181）

3、無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)： 1.受參數(shù)影響；

2.消除特定次諧波；

3.與無(wú)功補(bǔ)償、調(diào)壓要求難以協(xié)調(diào)

4、有源濾波器（APF）的原理： 針對(duì)電網(wǎng)中非線性負(fù)載，檢測(cè)其諧波電流，作為電流指令控制一個(gè)與電網(wǎng)并聯(lián)的電流發(fā)生源，使之輸出電流跟蹤指令電流，該電流源就提供了非線性負(fù)載所需的諧波電流，電網(wǎng)只需提供基波電流。

5、有源濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：串聯(lián)型、并聯(lián)型、混合型，其變流器分電壓型和電流型

6、直流輸電基本原理：包括直流輸電線和兩個(gè)換流站，一站工作在整流，一站工作在逆變，功率從整流站向逆變站傳送。直流輸電系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)換流器的觸發(fā)控制角，將兩端換流站的直流電壓極性同時(shí)反向，實(shí)現(xiàn)輸送功率翻轉(zhuǎn)。

7、直流輸電主接線方式: 雙極方式、單極大地回線方式、單極金屬回線方式、單極

雙極線并聯(lián)大地回線

8、直流輸電有點(diǎn)：1.方便電網(wǎng)互聯(lián)

2．線路造價(jià)低，功耗小 3．適宜遠(yuǎn)距離輸電

9、直流輸電缺點(diǎn)：

1、換流裝置價(jià)格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜

2、消耗無(wú)功功率

3、產(chǎn)生諧波

4、控制裝置復(fù)雜

10、直流輸電適用場(chǎng)合：

1、與距離大功率輸電

2、海底電纜隔海輸電

3、出線走廊擁擠地區(qū)

4、兩大系統(tǒng)互聯(lián)或不同頻率電網(wǎng)連接

11、直流輸電的控制和調(diào)節(jié)：穩(wěn)態(tài)直流電流表達(dá)式（P193）

明顯從式中可以看出改變那些量可以改變直流電流 第八章

1、形成電磁干擾的條件：

1.向外發(fā)送電磁干擾的源——噪聲源 2.傳遞干擾的途徑——噪聲耦合和輻射 3.承受電磁干擾的客體——受擾設(shè)備

2、常用抑制電磁干擾的措施：1.用電路和器件抑制電磁干擾

2．濾波 3.屏蔽 4.布線 5.接地

第四篇：清華大學(xué)復(fù)試電機(jī)學(xué)電力電子問(wèn)題總結(jié)

電機(jī)學(xué)

1、什么是直流電機(jī)

直流電機(jī)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和直流電能之間相互轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。直流電機(jī)本質(zhì)上是交流電機(jī)，需要通過(guò)整流或逆變裝置與外部電路相連接。常見(jiàn)的是采用機(jī)械換向方式的直流電機(jī)，它通過(guò)與電樞繞組一同旋轉(zhuǎn)的換向器和靜止的電刷來(lái)實(shí)現(xiàn)電樞繞組中交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流與電樞外部電路中直流電動(dòng)勢(shì)、電流間的換向。（實(shí)質(zhì)是一臺(tái)有換向裝置的交流電機(jī)）

2、同步機(jī)和異步機(jī)的區(qū)別

同步電機(jī)定子交流電動(dòng)勢(shì)和交流電流的頻率，在極對(duì)數(shù)一定的條件下，與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持嚴(yán)格的同步關(guān)系。同步電機(jī)主要用做發(fā)電機(jī)，也可以用作電動(dòng)機(jī)，還可以用作同步調(diào)相機(jī)（同步補(bǔ)償機(jī)）。同步電機(jī)可以通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功功率，從而改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。（同步電動(dòng)機(jī)主要用于功率比較大而且不要求調(diào)速的場(chǎng)合。同步調(diào)相機(jī)實(shí)際上就是一臺(tái)并聯(lián)在電網(wǎng)上空轉(zhuǎn)的同步電動(dòng)機(jī)，向電網(wǎng)發(fā)出或者吸收無(wú)功功率，對(duì)電網(wǎng)無(wú)功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。）異步電機(jī)是一種轉(zhuǎn)速與電源頻率沒(méi)有固定比例關(guān)系的交流電機(jī)，其轉(zhuǎn)速不等于同步轉(zhuǎn)速，但只要定轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)相等，無(wú)論轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速如何，定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)都以同步轉(zhuǎn)速相對(duì)于定子同向旋轉(zhuǎn)，即二者總是相對(duì)靜止。異步電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)，缺點(diǎn)是需要從電網(wǎng)吸收滯后的無(wú)功功率，功率因數(shù)總小于1。異步電機(jī)也可作為發(fā)電機(jī)，用于風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)和小型水電站。

3、什么是電樞反應(yīng)？直流電機(jī)是否有電樞反應(yīng)？

對(duì)于同步電機(jī)來(lái)說(shuō)，電樞反應(yīng)是指基波電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)基波勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的影響。直流電機(jī)也有電樞反應(yīng)，是指電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的氣隙磁場(chǎng)的影響。

4、異步機(jī)的轉(zhuǎn)子有那幾種折合方式？

異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的折合算法主要包括頻率折合和轉(zhuǎn)子繞組折合，原則是保持轉(zhuǎn)子基波磁動(dòng)勢(shì)不變，對(duì)定子側(cè)等效。在進(jìn)行這兩種折合之前還有一個(gè)轉(zhuǎn)子位置角的折合。

5、電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)？

都是由于轉(zhuǎn)子上的繞組受到了電磁力，產(chǎn)生拖動(dòng)性電磁轉(zhuǎn)矩而帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。

具體來(lái)說(shuō)，同步電機(jī)是由于定子繞組通入三相對(duì)稱電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)磁極，使得同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁極吸引而同步旋轉(zhuǎn)。異步電動(dòng)機(jī)是由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子與定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流使得轉(zhuǎn)子繞組受到安培力，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

6、直流機(jī)和異步機(jī)分別有哪幾種調(diào)速方式？ 異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法：（1）改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，包括調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速（只用于繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)）。（2）變極調(diào)速（只用于籠型異步電動(dòng)機(jī)）。（3）變頻調(diào)速（多用于籠型異步電動(dòng)機(jī)）。（變頻調(diào)速性能最好，但價(jià)格比較高）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法：

（1）電樞串接電阻調(diào)速（只能從基速向下調(diào)）。（2）改變端電壓調(diào)速（只能從基速向下調(diào)）。（3）改變磁通調(diào)速（從基速向上調(diào)，弱磁升速）。

7、簡(jiǎn)述VVVF？V/F恒定，保持磁通不變，E恒定。電機(jī)的基本模型，比如定子的幾個(gè)繞組，轉(zhuǎn)子上的繞組以及相互間的磁通影響，大家請(qǐng)參看電力系統(tǒng)暫態(tài)分析派克變換的課件。

8、為什么我們要制定額定值，讓系統(tǒng)和電機(jī)運(yùn)行在額定狀態(tài)下？

制定額定值是為了便于各種電氣設(shè)備和電機(jī)的設(shè)計(jì)制造及其使用。系統(tǒng)和電機(jī)只有運(yùn)行在額定狀態(tài)下才能取得最佳的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果。

9、有功的發(fā)出原理和計(jì)算方法以及無(wú)功的V形曲線。

對(duì)于同步發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)有功的發(fā)出是由于功角的存在，功角是空載電動(dòng)勢(shì)是相電壓之間的夾角，也可以看成是勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)與相電壓等效合成磁動(dòng)勢(shì)之間的夾角。由于同步電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)時(shí)，功角大零，故勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的等效磁極會(huì)吸引相電壓等效合成磁動(dòng)勢(shì)的等效磁極，通過(guò)磁場(chǎng)的耦合作用將轉(zhuǎn)子的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能輸出。有功功率可以利用功角特性來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

同步發(fā)電機(jī)無(wú)功的V形曲線是負(fù)載時(shí)電樞電流和勵(lì)磁電流的關(guān)系曲線，特點(diǎn)：有功功率越大，V形曲線越高；每條V形曲線都有一個(gè)最低點(diǎn)；最低點(diǎn)是發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況的分界點(diǎn)，左邊是欠勵(lì)（超前），右邊是過(guò)勵(lì)（滯后）。

V形曲線有助于工作人員了解發(fā)電機(jī)的運(yùn)行工況，進(jìn)而對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制。

10、變壓器和異步機(jī)參數(shù)的測(cè)試方法？分別在變壓器的哪一側(cè)做？

變壓器的參數(shù)測(cè)試方法方法有短路試驗(yàn)和空載試驗(yàn)。短路試驗(yàn)通常在高壓側(cè)做，即在高壓側(cè)加壓；空載通常在低壓側(cè)做，即在低壓側(cè)加額定電壓。通過(guò)短路試驗(yàn)可以測(cè)得一次短路電流為額定值時(shí)的一次短路電流、電壓和短路損耗，由這三個(gè)量可以算出變壓器折合到一次側(cè)的短路阻抗、短路電阻和短路電抗。通過(guò)空載試驗(yàn)可以測(cè)得對(duì)一次繞組施加額定電壓時(shí)的一次電壓、二次電壓、一次電流和輸入功率，即空載損耗，由這四個(gè)量可以算得變比、勵(lì)磁阻抗、勵(lì)磁電阻和勵(lì)磁電抗。

異步電機(jī)的參數(shù)測(cè)試方法有堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)（短路試驗(yàn)）和空載試驗(yàn)，均在定子側(cè)加壓。通過(guò)堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)可以測(cè)得定子電流為額定值時(shí)的定子電壓和短路損耗，進(jìn)而由這三個(gè)量可以算出折合到定子側(cè)的短路阻抗、短路電阻和短路電抗。通過(guò)空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以作出空載特性曲線（空載電壓和空載損耗的關(guān)系曲線），進(jìn)而可以求出機(jī)械損耗和鐵耗，再利用額定電壓下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和短路試驗(yàn)所得的漏電抗求得勵(lì)磁電阻、勵(lì)磁電抗和勵(lì)磁阻抗。

11、電機(jī)有幾種運(yùn)行方式？怎樣判斷電機(jī)是運(yùn)行在哪種方式下？ 電機(jī)運(yùn)行的方式主要有發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種方式。

對(duì)于同步電機(jī)可以根據(jù)電磁功率或者功角的正負(fù)來(lái)判斷其運(yùn)行在哪種方式下。按發(fā)電機(jī)慣例，當(dāng)電磁功率或者功角為正時(shí)同步電機(jī)為發(fā)電機(jī)，當(dāng)電磁功率或者功角為負(fù)時(shí)同步電機(jī)為電動(dòng)機(jī)。

對(duì)于直流電機(jī)可以根據(jù)電磁功率的正負(fù)或者電樞電動(dòng)勢(shì)和電樞端電壓的大小比較來(lái)判斷其運(yùn)行在哪種方式下。在發(fā)電機(jī)慣例下，當(dāng)電磁功率為正時(shí)為發(fā)電機(jī)，當(dāng)電磁功率為負(fù)時(shí)為電動(dòng)機(jī)。當(dāng)電樞電動(dòng)勢(shì)大于電樞端電壓時(shí)為發(fā)電機(jī)，當(dāng)電樞電動(dòng)勢(shì)小于電樞端電壓時(shí)為電動(dòng)機(jī)。

12、電機(jī)中哪幾種電機(jī)有阻尼繞組和補(bǔ)償繞組，它們分別的作用。凸極同步電機(jī)有阻尼繞組，直流電機(jī)有補(bǔ)償繞組。

13、同步機(jī)的短路特性為什么是一條直線？

因?yàn)槎搪返臅r(shí)候F??Ik,Fa?Ik，又由于這時(shí)電樞磁動(dòng)勢(shì)是直軸去磁的，故有F??Ff1?Fa,Ff1?Ik，又因?yàn)槎搪窌r(shí)氣隙磁動(dòng)磁很小，磁路不飽和，可以看作線性的，故Ff1?If,故Ik?If，即短路特性是一條直線。如果勵(lì)磁電流不加限制地增大，那么當(dāng)磁路出現(xiàn)飽和時(shí)，短路特性將不再是直線。

14、我們?cè)趺礈y(cè)同步機(jī)的短路電抗？為什么引入普梯爾電抗？和實(shí)際電抗有什么區(qū)別？ 通過(guò)測(cè)空載特性曲線和零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線來(lái)求電樞繞組漏電抗。引入保梯電抗是為了與漏電抗區(qū)別開(kāi)來(lái)。由于用時(shí)間相矢量圖進(jìn)行理論分析時(shí)并沒(méi)有考慮到轉(zhuǎn)子繞組的的漏磁情況，所以實(shí)際測(cè)得的零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線，在電壓較高時(shí)，比理論上的零功率因數(shù)曲線要低，使得測(cè)得的電抗比實(shí)際值大。

15、直流電機(jī)啟動(dòng)的電阻設(shè)置的原因？看看電機(jī)學(xué)試驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容。直流電機(jī)起起動(dòng)時(shí)在電樞回路中串入電阻是為了限制起動(dòng)電流。

16、電機(jī)的功率流程，包括各種電機(jī)做發(fā)電和電動(dòng)時(shí)功率的流向和損耗。

同步電動(dòng)機(jī)的功率流程：從電源輸入的電功率，減去定子繞組的銅耗得到電磁功率；電磁功率再減去空載損耗得到電機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率。

三相異步電動(dòng)機(jī)的功率流程：交流電源輸入的有功功率，減去定子銅耗，再減去定子鐵鐵耗，得到電磁功率；電磁功率減去轉(zhuǎn)子銅耗得到機(jī)械功率；機(jī)械功率再減去機(jī)械損耗和附加損耗得到輸出功率，即電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上能夠輸出給機(jī)械負(fù)載的機(jī)械功率。P238 并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的功率流程：輸入的機(jī)械功率，減去空載損耗得到電磁功率；電磁功率減去電樞回路銅耗，再減去勵(lì)磁回路銅耗得到發(fā)電機(jī)輸出的電功率。

并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的功率流程：輸入的電功率減去勵(lì)磁回路銅，再減去電樞回路銅耗，得到電磁功率；電磁功率再減去空載損耗得到輸出的機(jī)械功率。

17、串勵(lì)直流電機(jī)能否空載啟動(dòng)？P313還有并勵(lì)和串勵(lì)的區(qū)別？

不能。因?yàn)榇畡?lì)電動(dòng)機(jī)在輕載時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩較小，電樞電流很小，氣隙磁通值很小，轉(zhuǎn)速就已經(jīng)很高，如果理想空載的話，轉(zhuǎn)速就會(huì)趨于無(wú)窮大，所以不允許空載啟動(dòng)，以防發(fā)生危險(xiǎn)的飛車現(xiàn)象。

并勵(lì)和串勵(lì)的區(qū)別主要是結(jié)構(gòu)和機(jī)械特性的區(qū)別。并勵(lì)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，而串勵(lì)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組串聯(lián)。并勵(lì)的機(jī)械特性是硬特性，轉(zhuǎn)速隨電磁轉(zhuǎn)矩的增大變化很?。淮畡?lì)的機(jī)械特性是軟特性，轉(zhuǎn)速隨電磁轉(zhuǎn)矩的增加迅速下降。

（機(jī)械特性是指轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。他勵(lì)的機(jī)械特性是硬特性，復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性介于并勵(lì)和串勵(lì)電動(dòng)機(jī)特性之間，因而具有串勵(lì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能好的優(yōu)點(diǎn)，而沒(méi)有空載轉(zhuǎn)速極高的缺點(diǎn)。）

18、同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)的選擇原則

在不需要調(diào)速的大功率場(chǎng)合或者要求改善功率因數(shù)的場(chǎng)合選擇同步電動(dòng)機(jī)，在需要調(diào)速并且對(duì)功率因數(shù)要求不高的場(chǎng)合選用異步電動(dòng)機(jī)。

19、雙相異步電機(jī)如何運(yùn)行？單相異步電機(jī)如何運(yùn)行？

20、變壓器能變換什么物理量?？梢宰冸妷?、變電流、變阻抗、變相位。

21、凸極同步發(fā)電機(jī)突然失去勵(lì)磁后會(huì)有什么變化 還有凸極電磁功率，可以帶小負(fù)載，但是重栽時(shí)會(huì)失步。

22、變壓器等效電路和實(shí)際的區(qū)別 磁耦合關(guān)系變到電路問(wèn)題，原副邊等效

23、異步機(jī)s=0什么意思？什么是異步機(jī)同步轉(zhuǎn)速？異步機(jī)與同步機(jī)構(gòu)造上區(qū)別？同步機(jī)分類？P121分別用于什么場(chǎng)合？永磁電機(jī)是同步還是異步？

在實(shí)際運(yùn)行中，異步機(jī)s=0的情況不可能發(fā)生，因?yàn)槿绻鹲=0則轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速相等，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)磁相對(duì)靜止，轉(zhuǎn)子繞組不再切割磁感線，不再產(chǎn)生感應(yīng)電流，也就不會(huì)再受安培力的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)。在實(shí)際運(yùn)行中，異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，由于轉(zhuǎn)速非常接近同步轉(zhuǎn)速，故s約等于0.異步機(jī)的同步轉(zhuǎn)速是指電源的頻率。異步機(jī)與同步機(jī)的構(gòu)造區(qū)別主要在于轉(zhuǎn)子上。同步機(jī)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分類分為凸極和隱極，凸極電機(jī)用于轉(zhuǎn)速不高的場(chǎng)合，如水輪發(fā)電機(jī)；隱極電機(jī)主要用于轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合，如汽輪發(fā)電機(jī)。永磁電機(jī)是同步機(jī)（異步機(jī)的勵(lì)磁由定子電流提供）。

24、同步電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)相比較的優(yōu)缺點(diǎn)

同步電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用在一些功率比較大而且不要求調(diào)速的場(chǎng)合。優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來(lái)改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，缺點(diǎn)是不能調(diào)速。

異步電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)是可以調(diào)速，能夠廣泛應(yīng)用于多種機(jī)械設(shè)備和家用電器。缺點(diǎn)是需要從電網(wǎng)吸收滯后的無(wú)功功率，難以經(jīng)濟(jì)地在較寬廣的范圍內(nèi)平滑調(diào)速。

25、一個(gè)同步發(fā)電機(jī),接對(duì)稱負(fù)載,轉(zhuǎn)速恒定,定子側(cè)功率因數(shù)和什么有關(guān)?接無(wú)限大電網(wǎng)和什么有關(guān)?

跟電機(jī)的內(nèi)阻抗和外加負(fù)載性質(zhì)有關(guān)（內(nèi)功率因數(shù)解，P134）；跟勵(lì)磁電流與原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩有關(guān)。

26、同步發(fā)電機(jī)怎么調(diào)有功無(wú)功。調(diào)無(wú)功時(shí)有功怎么變化？

同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而改變發(fā)電機(jī)的輸入功率來(lái)調(diào)節(jié)有功功率；通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功功率。調(diào)節(jié)無(wú)功功率時(shí)，有功率不會(huì)發(fā)生變化，但調(diào)節(jié)有功功率時(shí)無(wú)功功率也將發(fā)生變化。

27、變壓器原理

變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)定律。

28、異步電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載增大，轉(zhuǎn)速、定子轉(zhuǎn)子的相關(guān)參數(shù)怎么變化（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等）

??E??E?,E??ksE?，s增大)轉(zhuǎn)速低，定子流增大，轉(zhuǎn)子電流增大，電動(dòng)勢(shì)增大(U1122Se2'

29、并聯(lián)合閘四個(gè)基本條件

并聯(lián)合閘時(shí)發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)電壓應(yīng)滿足以下四個(gè)條件：（1）幅值相等，波形一致；（2）頻率相等；（3）相位相同；（4）相序一致。30、直流電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)：

直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：具有優(yōu)良的調(diào)速性能，調(diào)速范圍寬，精度高，平滑性好，且調(diào)節(jié)方便，還具有較強(qiáng)的過(guò)載能力和優(yōu)良的起動(dòng)、制動(dòng)性能。（缺點(diǎn)：換向困難，維修量大，成本較高中。）

31、異步電機(jī)能否發(fā)電,怎樣啟動(dòng)？

異步電機(jī)可以發(fā)電，用于風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)和小型水電站。

異步電機(jī)要用于發(fā)電機(jī)時(shí)，可以先按異步電動(dòng)機(jī)來(lái)起動(dòng)，然后再依次通過(guò)減負(fù)載，降電壓來(lái)使轉(zhuǎn)速增大，直到大于同步轉(zhuǎn)速。

32、異步機(jī)的繞線分為哪幾種方式？ 籠型繞組和繞線型繞組。

33、什么條件下會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)？

由于每個(gè)脈掁磁動(dòng)勢(shì)都可以分解為一個(gè)正轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)和一個(gè)反轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，在大小和相差合適的情況下，兩相及以上的脈振磁動(dòng)勢(shì)都可以合成得到旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。

34、鼠籠電機(jī)，三線繞組去掉一相后是否還能轉(zhuǎn)？家里的電風(fēng)扇是幾相？ 可以，兩相。

35、變壓器的等值電路有哪四個(gè)參數(shù)？怎樣通過(guò)試驗(yàn)獲得？

短路電阻、短路電抗、勵(lì)磁電阻、勵(lì)磁電抗。短路電阻和短路電抗可以通過(guò)短路試驗(yàn)得到，勵(lì)磁電阻和勵(lì)磁電抗可以通過(guò)空載試驗(yàn)得到。（具體見(jiàn)10）

36、同步電動(dòng)機(jī)和負(fù)載相連，功率因數(shù)由什么決定？和無(wú)窮大電網(wǎng)連接，功率因數(shù)由什么決定？ 見(jiàn)25

37、理想變壓器原邊接一個(gè)220V有效值的交流電源，串接一個(gè)10歐姆的電阻，問(wèn)副邊短路和開(kāi)路下，原邊電流各是多少？ 短路時(shí)是22A，開(kāi)路時(shí)是0。

38、電機(jī)（同步電機(jī)、異步電機(jī)）的電樞磁動(dòng)勢(shì)是如何產(chǎn)生的？ 電機(jī)帶負(fù)載時(shí)，電樞繞組中流過(guò)的電流產(chǎn)生的。

39、異步電機(jī)什么情況下可以作為發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速有什么要求？異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速能不能無(wú)限增大，為什么？

異步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)時(shí)主要用于風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)和小型水電站，轉(zhuǎn)速要大于同步轉(zhuǎn)速。異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不能無(wú)限增大，因?yàn)楫惒诫姍C(jī)的轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速時(shí)是工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，如果轉(zhuǎn)速無(wú)限增大，就有可能出現(xiàn)“飛車”現(xiàn)象，損壞設(shè)備，還可能影響人身安全。40、異步電機(jī)的等效電路是怎樣的？

異步電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)的T型等效電路有六個(gè)參數(shù)，定子電阻、定子電抗、轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電抗（都是折合后）、勵(lì)磁電阻、勵(lì)磁電抗。而旋轉(zhuǎn)時(shí)的T型等效電路與堵轉(zhuǎn)時(shí)相比，在轉(zhuǎn)子回路中多一個(gè)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)相關(guān)的附加電阻，代表機(jī)械功率。

41、通過(guò)什么手段將異步電機(jī)等效成電路表示？

在保持轉(zhuǎn)子基波磁動(dòng)勢(shì)不變，對(duì)定子側(cè)等效的情況下對(duì)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子進(jìn)行位置角折合、頻率折合和繞組折合，把轉(zhuǎn)子側(cè)的參數(shù)都折合到定子側(cè)就可以將異步電機(jī)等效成電路來(lái)表示了。

42、電機(jī)的勵(lì)磁有什么作用？ 產(chǎn)生磁場(chǎng)以實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。

43、一個(gè)有關(guān)電機(jī)保護(hù)的問(wèn)題：電機(jī)在什么情況下需要切斷運(yùn)行？

電機(jī)在失步或出現(xiàn)飛車現(xiàn)象的時(shí)候需要切斷運(yùn)行。如發(fā)生短路故障后，故障線路切除較晚，使同步發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間失去同步，這時(shí)候應(yīng)該將電機(jī)切斷運(yùn)行。

電力電子

1.普通晶閘管的導(dǎo)通條件及關(guān)斷方法

導(dǎo)通條件：陽(yáng)極承受正壓，并且有門(mén)極觸發(fā)信號(hào)。

關(guān)斷方法：給晶閘管加反向電壓；或者減小流過(guò)晶閘管的電流，使其電流小于維持電流。2.如何選用晶閘管（電流定額、電壓定額）

電壓定額選為正常工作峰值電壓的2~3倍；電流定額（通態(tài)平均電流）選為正常使用電流平均值的1.5~2.0倍。

3.門(mén)極關(guān)斷晶閘管（GTO）與普通晶閘管相似，但結(jié)構(gòu)上把陰極寬度減薄并采用臺(tái)式結(jié)構(gòu)，因而通過(guò)在門(mén)極加反壓就能關(guān)斷，但是GTO晶閘管也還存在一些問(wèn)題：P19（1）關(guān)斷門(mén)極電流大（2）Du/dt能力差，需緩沖電路（3）通態(tài)電壓高（導(dǎo)致器件冷卻困難）4.功率場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）的特點(diǎn)：P23（1）壓控器件，驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單（2）多子導(dǎo)電器件，開(kāi)關(guān)頻率高

（3）電阻率具有正的溫度系數(shù)，器件容易并聯(lián)運(yùn)行（4）無(wú)二次擊穿

（5）適合于低壓、小功率、高頻的應(yīng)用場(chǎng)合（6）高壓器件的導(dǎo)通電阻大25 5.絕緣柵雙極性晶體管（IGBT）的特點(diǎn)：P27（1）具有MOSFET（功率場(chǎng)效應(yīng)管）和BJT（功率晶體管）的優(yōu)點(diǎn)（2）開(kāi)關(guān)頻率高（3）導(dǎo)通壓降低（4）驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單（5）容易并聯(lián)

（發(fā)展方向：開(kāi)關(guān)時(shí)間縮短，通態(tài)壓降減小，高壓、大電流）6.變壓器漏抗對(duì)整流電路的影響

由于變壓器漏感的存在，電流換向不可能在瞬間完成，輸出電位不能馬上跳到新導(dǎo)通的那相電位上，致使輸出平均電壓下降。換相過(guò)程對(duì)應(yīng)的時(shí)間用電角度表示即換相重疊角，致使輸出電壓的下降稱為換相壓降。7.產(chǎn)生有源逆變的條件

（1）直流側(cè)一定要有一個(gè)直流電動(dòng)勢(shì)源；（2）要求晶閘管的控制角大于pi/2 8.逆變失敗的原因：P66（1）觸發(fā)脈沖丟失或延時(shí)（2）晶閘管失去正向阻斷的能力（3）電源電壓缺相或消失（4）逆變角過(guò)小

9.晶閘管觸發(fā)電路對(duì)觸發(fā)信號(hào)的要求： P70（1）觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的幅值，不能太大，也不能太小（2）觸發(fā)信號(hào)的寬度至少要大于晶閘管的開(kāi)通時(shí)間

（3）為使器件迅速導(dǎo)通，并提高承受di/dt的能力，觸發(fā)脈沖電流應(yīng)有一定的上升率（4）為減少門(mén)極損耗，晶閘管的觸發(fā)信號(hào)都采用脈沖方式 10.晶閘管觸發(fā)電路的基本組成部分：P71（1）同步信號(hào)的產(chǎn)生部分（2）移相觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的部分

（3）觸發(fā)脈沖的功率放大與隔離輸出部分 11.GTO晶閘管對(duì)門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路的要求：P82（1）門(mén)極開(kāi)通電路

要求門(mén)極開(kāi)通信號(hào)有足夠的幅值和上升沿，以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)觸發(fā)，減小開(kāi)通時(shí)間和開(kāi)通損耗。要求門(mén)極開(kāi)通脈沖由高幅值短脈沖和低幅值長(zhǎng)脈沖組成，以保證在導(dǎo)通期間連續(xù)提供門(mén)極電流。（2）門(mén)極關(guān)斷電路

門(mén)極關(guān)斷電路的電壓值要足夠大，關(guān)斷電流上升率有一定的要求，關(guān)斷脈沖的寬度應(yīng)大于關(guān)斷時(shí)間與尾部時(shí)間之和。（3）門(mén)極反偏電路

為了防止du/dt過(guò)大引起誤觸發(fā)，要設(shè)置反偏電路。12.IGBT和功率MOSFET對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求：P88（1）門(mén)極電壓最高絕對(duì)值小于20V（2）門(mén)極閾值電壓為2.5~5V（3）用小內(nèi)阻的驅(qū)動(dòng)源，以保證U（GE）有足夠陡的前沿

（4）驅(qū)動(dòng)正電平的選擇：U（GE）越高，通態(tài)與開(kāi)關(guān)損耗越小，但短路電流越大，一般取12~15V（5）關(guān)斷過(guò)程中為了加快關(guān)斷速度，一般取U（GE）為－5~－10V（6）門(mén)極電阻對(duì)開(kāi)關(guān)速度影響很大，門(mén)極電阻越大，開(kāi)關(guān)損耗越大，門(mén)極電阻越小，關(guān)斷尖峰電壓越高（應(yīng)取合適值）

（7）控制電路與驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)隔離（8）簡(jiǎn)單實(shí)用，有保護(hù)，抗干擾強(qiáng)

13.電力電子器件的緩沖電路用來(lái)減小器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱、du/dt和di/dt，確保器件安全可靠運(yùn)行。說(shuō)出幾種典型的緩沖吸收電路及其用途：P91 關(guān)斷緩沖吸收電路：（1）電容吸收電路（開(kāi)通損耗大）

（2）RC阻容吸收電路：廣泛應(yīng)用于大功率二極管、晶閘管和MOSFET的過(guò)壓吸收。（3）充放電式RCD緩沖電路：應(yīng)用于GTO和功率晶體管BJT（4）箝位工RCD緩沖電路：適用于高頻的IGBT器件

（5）無(wú)損緩沖吸收電路（既有充放電RCD的緩沖作用，又能實(shí)現(xiàn)能量回收）開(kāi)通緩沖吸收電路

14.電壓型逆變器（VSI）與電流型逆變器（CSI）的比較：P116（1）電壓型逆變器：恒壓源（大電容相當(dāng)于恒壓源）；180度導(dǎo)電制；器件只承受正向電壓；需要反并聯(lián)二極管。

（2）電流型逆變器：恒流源（大電感）；120度導(dǎo)電制；器件要受正反向電壓。（3）每相電壓、電流的波形都不同。15.什么是脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)

根據(jù)作用于慣性環(huán)節(jié)的相等原理，用幅值相同、寬度不等的脈沖來(lái)等效正弦波的技術(shù)。16.為什么要PWM？

因?yàn)榉讲孀兤鞔嬖谥C波大、動(dòng)態(tài)響應(yīng)差、電源側(cè)功率因數(shù)低、控制電路復(fù)雜、成本高等問(wèn)題，而PWM逆變器具有諧波小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、電源側(cè)功率因數(shù)高、控制電路簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

17.正弦電壓脈沖寬度調(diào)制SPWM的優(yōu)缺點(diǎn)：P119 優(yōu)點(diǎn)：（1）消除諧波效果好；（2）既可以調(diào)頻，又可以調(diào)壓，因而動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；（3）調(diào)整裝置的功率因數(shù)提高了。

缺點(diǎn)：（1）由于元件開(kāi)關(guān)次數(shù)增多，因此開(kāi)關(guān)損耗大；（2）SPWM直流電源電壓利用率低。18.正弦電壓PWM控制方式有模擬電路、數(shù)字電路、大規(guī)模集成電路。其中數(shù)字電路方式有三種方法：自然采樣法、規(guī)則采樣法、直接PWM法。19.電流型逆變器PWM與電壓型PWM的區(qū)別：P134（1）是把電流波形進(jìn)行脈寬調(diào)制。

（2）目的主要是為了減小低速運(yùn)行時(shí)的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，主要消除低次的高次諧波，而電壓型逆變器除了盡量消除較多高次諧波外，還要調(diào)壓和提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)。（3）在120度寬的電流方波中間60度范圍內(nèi)不允許進(jìn)行PWM（4）半周期內(nèi)脈沖寬度之和還保持120度。

20.為什么電流型逆變器PWM在120度寬的電流方波中間60度范圍內(nèi)不允許進(jìn)行PWM：P135

如果電流型逆變器PWM在120度寬的電流方波中間60度范圍內(nèi)進(jìn)行PWM，就會(huì)產(chǎn)生逆變器一個(gè)支臂直通的現(xiàn)象，會(huì)造成直流電源短路，這是不允許的。21.多重化技術(shù)解決什么問(wèn)題？

由于PWM技術(shù)管子開(kāi)關(guān)頻率高，損耗大，大容量逆變器PWM無(wú)法使用，但電機(jī)要求消諧波，故采用多重化技術(shù)來(lái)改善大容量逆變器的輸出波形，減少諧波分量，使波形盡量接近正弦波。

22.什么是PWM，簡(jiǎn)述電壓，電流PWM的異同，電壓電流逆變的異同。

PWM技術(shù)是根據(jù)作用于慣性環(huán)節(jié)的沖量相等原理，用幅值相同、寬度不等的脈沖來(lái)等效正弦波的技術(shù)。

電壓、電流PWM的調(diào)制原理是一樣的，并且都是為了消除濾波，它們的區(qū)別見(jiàn)19。電壓、電流逆變器的異同見(jiàn)14。23.什么是電力電子？

電力電子技術(shù)是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，是使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。電力電子技術(shù)主要用于電力變換。24.半控器件和全控器件的主要差別？

半控器件只可用門(mén)極信號(hào)控制開(kāi)通而不能關(guān)斷，全控器件既可以用門(mén)極信號(hào)控制開(kāi)通，也能用門(mén)極信號(hào)控制關(guān)斷。25.換相壓降怎么產(chǎn)生的 見(jiàn)6 26.設(shè)計(jì)電流型逆變器帶異步電機(jī)需要注意什么？（導(dǎo)通角120度，有續(xù)流回路）電流型逆變器在換相時(shí)產(chǎn)生尖峰電壓、對(duì)晶閘管和二極管的耐壓要求較高，對(duì)電動(dòng)機(jī)絕緣也有一定的影響，所以設(shè)計(jì)時(shí)要注意采取電壓限幅的措施。此外，還要注意無(wú)功功率處理電路的設(shè)計(jì)，為無(wú)功電流提供路徑。

27.晶閘管整流電路帶純電阻負(fù)載的電源側(cè)功率因數(shù)如何？為什么？

電源側(cè)功率因數(shù)是感性的，這是由于晶閘管控制角的存在，使得電源的電流滯后于電壓，故對(duì)外呈感性，并且由于交流電源帶整流電路工作時(shí)，通常情況下輸入電流不是正弦波，產(chǎn)生電流畸變因數(shù)，使得功率因數(shù)較低。28.PWM的目的？

減小諧波、改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)、提高電源側(cè)功率因數(shù)、簡(jiǎn)化控制電路、降低成本。29.整流電路中,用二極管比用晶閘管功率要大嗎?

采用不控整流沒(méi)有控制角的影響，與采用晶閘管相比可以改善功率因數(shù)，因此在視在功率相等的情況下采用二極管比用晶閘管功率應(yīng)該要大。30.電流逆變的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)，關(guān)于四象限

優(yōu)點(diǎn)：輸出電壓波形接近正弦波（由于高次諧波電流被電機(jī)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)基本平衡掉了）；直流環(huán)節(jié)串大電感，在維持電流方向不變情況下，逆變橋和整流橋可以改變極性，因而可以進(jìn)行四象限運(yùn)行；適于單機(jī)頻繁加減速運(yùn)行；進(jìn)行電流控制時(shí)比電壓型逆變器動(dòng)態(tài)性能好。缺點(diǎn)：輸出的正弦波電壓上有由于元件換相引起的毛刺；低頻時(shí)有轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)現(xiàn)象。31.IGBT比大功率晶體管有什么優(yōu)點(diǎn)？

開(kāi)關(guān)頻率高、時(shí)間短，沒(méi)有二次擊穿現(xiàn)象，控制功率小，元件容易并聯(lián)運(yùn)行。（即MOSFET的優(yōu)點(diǎn)）

32.SPWM怎么產(chǎn)生，三角波和正弦波幅值哪個(gè)大？

通過(guò)正弦調(diào)制波和載波三角波的大小比較來(lái)產(chǎn)生幅值相同、寬度不等的脈沖來(lái)等效正弦波。為了輸出波形不發(fā)生畸變，三角波的幅值應(yīng)大于等于正弦波幅值。33.交交變頻和交直交變頻的區(qū)別？交直交變頻頻率怎么控制？

交交變頻是從交流電源通過(guò)變頻器直接變?yōu)榱硪活l率可調(diào)的交流電，而交直交變頻是把工頻交流電先通過(guò)整流器整流成直流，然后再通過(guò)逆變器把直流逆變成為頻率可調(diào)的交流電。交直交變頻電路中，如果使用的是方波逆變器，則通過(guò)改變逆變器中元件導(dǎo)通與關(guān)斷頻率的快慢，就能改變輸出交流電頻率的高低（改變直流環(huán)節(jié)電壓的高低，就能調(diào)節(jié)交流輸出電壓幅值的大?。?；如果使用的是PWM逆變器，可以通過(guò)改變正弦控制波的頻率來(lái)改變輸出電壓的頻率。

34.PWM是什么物理意義？斬波器是否用到PWM? 為什么要等效成正弦波？

PWM技術(shù)是根據(jù)作用于慣性環(huán)節(jié)的沖量相等原理，用幅值相同、寬度不等的脈沖來(lái)等效正弦波的技術(shù)。主要是為了消除諧波。斬波器是直流高壓器，沒(méi)有用到PWM。

等效成正弦波是因?yàn)榉讲ǖ闹C波強(qiáng)，用于驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)時(shí)會(huì)產(chǎn)生6K次脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)脈動(dòng)頻率和電機(jī)自然頻率相近時(shí)，容易引起共振，很難得到穩(wěn)定的低速運(yùn)行。35.在電壓型PWM中，是怎么實(shí)現(xiàn)同時(shí)調(diào)頻和調(diào)壓的？P118

由于PWM是通過(guò)正弦調(diào)制波和載波三角波的大小比較來(lái)實(shí)現(xiàn)用幅值相同、寬度不等的脈沖來(lái)等效正弦波的，因此要想改變逆變器輸出電壓基波幅值大小以及頻率高低，只要改變正弦調(diào)制波的幅值及頻率就可以。36.IGBT的開(kāi)關(guān)頻率P29 一般為18到20kHz 37.大功率晶體管正向安全工作范圍受哪些條件限制？P21 安全區(qū)大體分為四個(gè)區(qū)，第一區(qū)受集電極電流大小限制，第二區(qū)受管子耗散功率限制，第三區(qū)受二次擊穿限制，第四區(qū)受管子一次擊穿電壓限制。

38.第三道題李永東老師問(wèn)的，PWM都有哪些？不太理解問(wèn)的是什么……接著李老師問(wèn)我知道什么是PWM嗎？馬上回答是根據(jù)伏秒積面積等效原理，用幅值相等、寬度不等的脈沖等效正弦波，主要目的是消諧波。最后在提示下說(shuō)出了正弦電壓PWM（SPWM）、正弦電流PWM、直流PWM。期間我還問(wèn)李老師多重化技術(shù)算PWM嗎？他說(shuō)不算……（PWM有電壓型逆變器PWM，正弦電流PWM，正弦磁鏈PWM，優(yōu)化PWM，電流型逆變器PWM。其中優(yōu)化PWM著重消除低次諧波，更高次數(shù)諧波可通過(guò)濾波電路解決。）39.DC/DC變換電路溫升過(guò)高怎么回事，怎么辦

40.整流和逆變都會(huì)引起電網(wǎng)諧波污染，請(qǐng)問(wèn)為什么電網(wǎng)（電源側(cè)）會(huì)被污染。（博）因?yàn)榻涣麟娫磶д麟娐饭ぷ鲿r(shí)，通常輸入電流不是正弦波，而逆變時(shí)由于逆變角的影響，輸出到電網(wǎng)側(cè)的交流電也不是正弦波，都有諧波存在，故電網(wǎng)會(huì)被污染。41.整流過(guò)程中的換向會(huì)引起什么變化？

由于變壓器漏感的存在，電流換向不可能在瞬間完成，輸出電位不能馬上跳到新導(dǎo)通的那相電位上，致使輸出平均電壓下降。42.吸收式RCD的原理，應(yīng)用

原理：當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)，電源經(jīng)二極管向電容充電，由于二極管的正向?qū)▔航岛苄?，所以關(guān)斷時(shí)的過(guò)壓吸收效果與電容吸收電路相當(dāng)。當(dāng)器件開(kāi)通時(shí)，電容通過(guò)電阻放電，限制了器件中的開(kāi)通尖峰電流。

主要應(yīng)用于開(kāi)關(guān)頻率不太高的GTO和大功率晶體管。43.晶閘管整流電路帶純電阻負(fù)載為什么電路對(duì)外表現(xiàn)感性

這是由于晶閘管控制角的存在，使得電源的電流滯后于電壓，故對(duì)外呈感性。

第五篇：電力電子簡(jiǎn)答題

什么是電力電子技術(shù)？答：用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，即應(yīng)用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。電力變換通常包括那幾類？答：電力變換通常分為四大類，即交流變直流（整流）、直流變交流（逆變）、直流變直流（直流斬波）和交流變交流。其中交流變交流可以是電壓或電力的變換，叫交流電力控制，也可以是和相數(shù)的變換。什么是電力電子器件？答：電力電子器件是指直接應(yīng)用于承擔(dān)電能的變換或控制任務(wù)的主電路中，實(shí)現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。目前，電力電子器件一般專指電力半導(dǎo)體器件。電力電子器件如何分類？答：按照電力電子器件被控制信號(hào)所控制的程度，可分為以下三類：不可控器件、半控型器件和全控型器件（又叫自關(guān)斷器件）。根據(jù)器件內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況，電力電子器件又可分為：?jiǎn)螛O型器件、雙極型器件和混合型器件。按照控制信號(hào)的不同，還可將電力電子器件分為電流驅(qū)動(dòng)型和電壓驅(qū)動(dòng)型，后者又叫場(chǎng)控器件或場(chǎng)效應(yīng)器件。什么是晶閘管？它主要有哪些應(yīng)用？答：晶閘管是硅晶體閘流管的簡(jiǎn)稱，它包括普通晶閘管和雙向、可關(guān)斷、逆導(dǎo)、快速等晶閘管。普通型晶閘管（Thyristor）曾稱為可控硅整流器，常用SCR（Silicon Controlled Rectifier）表示。在實(shí)際應(yīng)用中，如果沒(méi)有特殊說(shuō)明，皆指普通晶閘管而言。晶閘管主要用來(lái)組成整流、逆變、斬波、交流調(diào)壓、變頻等變流裝置和交流開(kāi)關(guān)以及家用電器實(shí)用電路等。晶閘管是如何導(dǎo)通的？答：在晶閘管陽(yáng)極——陰極之間加正向電壓，門(mén)極也加正向電壓，產(chǎn)生足夠的門(mén)極電流Ig，則晶閘管導(dǎo)通，其導(dǎo)通過(guò)程叫觸發(fā)。晶閘管參數(shù)主要有哪些？答：晶閘管參數(shù)都和結(jié)溫有關(guān)，主要的參數(shù)有：（1）電壓定額。1）斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM。指允許重復(fù)加在晶閘管陽(yáng)極—陰極間的正向峰值電壓，規(guī)定它的數(shù)值為斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓，規(guī)定它的數(shù)值為斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓UDRM的90%。2）反向重復(fù)峰值電壓URRM。指允許重復(fù)加在晶閘管陽(yáng)極—陰極間的反向峰值電壓，規(guī)定其值為反向不重復(fù)峰值電壓URSM的90%。3）額定電壓UTN。通常取實(shí)測(cè)的UDRM、URRM中較小值，按國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)就低取整數(shù)，即為晶閘管的額定電壓。（2）電流定額。通態(tài)平均電流IT（AV）。晶閘管在環(huán)境溫度40℃和規(guī)定的冷卻條件下，結(jié)溫不超過(guò)額定結(jié)溫時(shí)，所允許通過(guò)的最大工頻正弦半波（不小于1700）。晶閘管為什么在夏天比冬天容易出故障？答：晶閘管在正常工作時(shí)所允許的最高結(jié)溫叫額定結(jié)溫，在此溫度下，一切有關(guān)的額定值和特性都得到保證。夏天時(shí)，環(huán)境溫度和冷卻介質(zhì)的溫度都較高，使晶閘管的冷卻條件變差，導(dǎo)致晶閘管結(jié)溫過(guò)高而損壞。另外，晶閘管結(jié)溫上升，使所需要的門(mén)極觸發(fā)電壓UGT、門(mén)極觸發(fā)電流IGT降低，晶閘管在外來(lái)干擾下容易造成誤觸發(fā)?？傊?，結(jié)溫上升，使晶閘管的參數(shù)發(fā)生變化，性能變差，容易出現(xiàn)故障。晶閘為什么管在夏天工作正常，而到了冬天就不可靠了？答：冬天的環(huán)境溫度和冷卻介質(zhì)的溫度都較低，因而晶閘管的結(jié)溫較夏天低，導(dǎo)致門(mén)極觸發(fā)電壓UGT、門(mén)極觸發(fā)電流IGT偏高，使原來(lái)的觸發(fā)電路發(fā)出的觸發(fā)信號(hào)不能使晶閘管導(dǎo)通。晶閘管在使用時(shí)門(mén)極常加上負(fù)電壓，有何利弊？答：晶閘管門(mén)極加負(fù)電壓的好處是避免干擾造成的誤觸發(fā)，但負(fù)電壓最大值不能超過(guò)5V；不利方面是門(mén)極損耗增加，且降低晶閘管的觸發(fā)靈敏度。為什么有觸發(fā)脈沖時(shí)晶閘管導(dǎo)通，脈沖消失后則又關(guān)斷？答：晶閘管的陽(yáng)極—陰極間加正向電壓，門(mén)極上有正向觸發(fā)脈沖時(shí)，晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通。此后陽(yáng)極電流逐漸上

升到擎住電流IL值時(shí)，去掉觸發(fā)脈沖，則管子繼續(xù)導(dǎo)通，直到電流升到負(fù)載電流后，進(jìn)入正常正常工作狀態(tài)。如果陽(yáng)極電流還沒(méi)有升到擎住電流值就去掉門(mén)極脈沖，則晶閘管就不能繼續(xù)導(dǎo)通而關(guān)斷。晶閘管的陽(yáng)極—陰極間加正向正常電壓，門(mén)極加上正向觸發(fā)脈沖后晶閘管為什么也不導(dǎo)通？答：其主要原因如下：a)觸發(fā)電路功率不足。B)脈沖變壓器極性接反。C)負(fù)載斷開(kāi)。D)門(mén)極—陰極間并聯(lián)的保護(hù)二極管短路。E)晶閘管損壞。晶閘管的陽(yáng)極—陰極間加正向正常電壓，為什么不加觸發(fā)脈沖晶閘管也導(dǎo)通？答：主要原因是：（1）晶閘管本身觸發(fā)電壓低，門(mén)極引線受干擾，引起誤觸發(fā)。（2）環(huán)境溫度和冷卻介質(zhì)的溫度偏高，使晶閘管結(jié)溫偏高，導(dǎo)致晶閘管觸發(fā)電壓降低，在干擾信號(hào)下造成誤觸發(fā)。（3）晶閘管額定電壓偏低，使晶閘管在電源電壓作用下“硬開(kāi)通”。（4）晶閘管的斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt偏低或晶閘管側(cè)阻容吸收回路斷路。晶閘管在工作時(shí)引起其過(guò)熱的因素有哪些？答：主要因素如下：(1)晶閘管過(guò)載。(2)通態(tài)平均電壓，即管壓降偏大。(3)門(mén)極觸發(fā)功率偏高。(4)晶閘管與散熱器接觸不良。(5)環(huán)境溫度和冷卻介質(zhì)溫度偏高。(6)冷卻介質(zhì)流速過(guò)低。門(mén)極可關(guān)斷晶閘管主要參數(shù)有哪些？答：GTO的主要參數(shù)如下：（1）最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流IATO。它也是標(biāo)稱GTO額定電流的參數(shù)。（2）電流關(guān)斷增益?off。定義為?off?IATOIGM 式中 IGM——門(mén)極負(fù)脈沖電流最大值。（3）擎住電流IL。在門(mén)極信號(hào)作用下，GTO從斷態(tài)轉(zhuǎn)為通態(tài)，陽(yáng)極電流開(kāi)始上升，當(dāng)切除門(mén)極信號(hào)時(shí)，若管子處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極電流就被定義為擎住電流。絕緣柵雙極晶體管有哪些主要參數(shù)？答：絕緣柵雙極晶體管主要參數(shù)有：（1）最大集—射極電壓UCES。它是由IGBT內(nèi)部PNP晶體管所能承受的擊穿電壓所決定的。（2）最大集電極電流。包括額定直流電流IC和1ms脈沖最大電流ICP。（3）最大集電極功耗PCM。指在正常工作溫度下，允許的最大耗散功率。IGBT在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)采取哪些保護(hù)措施？答：IGBT在實(shí)際應(yīng)用中常用的保護(hù)措施如下：（1）過(guò)流保護(hù)。通過(guò)檢測(cè)出的過(guò)電流信號(hào)切斷門(mén)極信號(hào)，使IGBT關(guān)斷。（2）過(guò)壓保護(hù)。設(shè)置吸收電路可抑制過(guò)電壓并限制電壓上升率du/dt。（3）過(guò)熱保護(hù)。利用溫度傳感器檢測(cè)出IGBT的壺溫，當(dāng)超過(guò)允許值時(shí)令主回路跳閘。緩沖電路有什么作用？答：緩沖電路也叫吸收電路，在電力電子器件應(yīng)用技術(shù)中起著重要的作用。開(kāi)通緩沖電路可以抑制器件開(kāi)通時(shí)的電流沖和di/dt,減少器件的開(kāi)通損耗；而關(guān)斷緩沖電路用于吸收器件的關(guān)斷過(guò)電壓和換相過(guò)電壓，抑制du/dt,減小關(guān)斷損耗；上述兩種緩沖電路結(jié)合在一起則稱之為復(fù)合緩沖電路，兼有二者的功能?？煽卣麟娐啡绾畏诸?？答：有單相和多相等型式，常用的控整流電路為：(1)單相。主要包括：1）單相半波；2）單相全波（又叫雙半波）；3）單相橋式（又分單相全控橋和單相半控橋兩種型式）。（2）三相。主要包括：1）三相半波（又叫三相零式）；2）三相橋式（又分三相全控橋和三相半控橋兩種型式）；3）帶平衡電抗器的雙反星形?？煽卣麟娐酚心男?yīng)用？答：可控整流電路可以把交流電壓變換成固定或可調(diào)的直流電壓，凡是需要此類直流電源的地方，都能使用可控整流電路。例如，軋機(jī)、龍門(mén)刨床、龍門(mén)銑床、平面磨床、臥式鏜床、造紙和印染機(jī)械等可逆或不可逆的直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、蓄電池充電、直流弧焊、電解

和電鍍等。什么是觸發(fā)延遲角？答：在可控整流電路中，可控元件從開(kāi)始承受正向陽(yáng)極電壓起到施加觸發(fā)脈沖時(shí)止，其間的電角度叫觸發(fā)延遲角，用?表示，簡(jiǎn)稱觸發(fā)角，也叫控制角或移相角。什么是導(dǎo)通角？答：主電路中可控元件在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通的電角度，用?表示。什么是同步？答：觸發(fā)信號(hào)和電源電壓在頻率和相位上相互協(xié)調(diào)的關(guān)系叫同步。單相可控整形電路有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？答：?jiǎn)蜗嗫煽卣麟娐肪€路簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，制造、調(diào)試、維修都比較容易。但其輸出的直流電壓脈動(dòng)系數(shù)較大，若想改善波形，就需加入電感量較大的平波電抗器，因而增加了設(shè)備的復(fù)雜性和造價(jià)；又因?yàn)槠浣釉陔娋W(wǎng)的一相上，當(dāng)容量較大時(shí)，易使三相電網(wǎng)不平衡，造成電力公害，影響供電質(zhì)量。因此，單相可控整流電路只用在較小容量的地方，一旦功率超過(guò)4kW或要求電壓脈動(dòng)系數(shù)小的地方都采用三相可控整流電路。在實(shí)際電路中為什么要用晶閘管串聯(lián)？答：?jiǎn)蝹€(gè)晶閘管的額定電壓是有一定限度的，當(dāng)實(shí)際電路要求晶閘管承受的電壓值大于單個(gè)晶閘管的額定電壓時(shí)，可以用兩個(gè)以上的同型號(hào)的晶閘管串聯(lián)使用。在實(shí)際電路中為什么要用晶閘管并聯(lián)，晶閘管并聯(lián)時(shí)應(yīng)采用哪些措施？答：?jiǎn)蝹€(gè)晶閘管的額定電流是有一定限度的，當(dāng)實(shí)際電路要求晶閘管通過(guò)的電流值大于單個(gè)晶閘管的額定電流時(shí)，可以用兩個(gè)以上同型號(hào)的晶閘管并聯(lián)使用。由于各晶閘管的正向特性不可能一樣，將使晶閘管在導(dǎo)通狀態(tài)和導(dǎo)通過(guò)程中電流分配不均，使通過(guò)電流小的管子不能充分利用，而通過(guò)電流大的管子可能燒壞，因此要采取以下措施：(1)盡量選用正向特性一致的管子并聯(lián)。(2)采取均流措施。(3)采用強(qiáng)觸發(fā)。(4)降低電流額定10%使用。晶閘管整流電路為什么要用整流變壓器，三相整流變壓器為什么都用D，y聯(lián)結(jié)？答：一般情況下，晶閘管整流電路要求的交流供電電壓與電網(wǎng)電壓不一致，因此需配用適合變壓器，以使電壓匹配；另外，為了減少電網(wǎng)與晶閘管整流電路之間的相互干擾，要求兩者隔離。基于上述兩種理由，要用整流變壓器。由于晶閘管整流電路輸出電壓中除直流分量外，還含有一系列高次諧波，三相整流變壓器的一次側(cè)采用三角形聯(lián)結(jié)，可使幅值較大的三次諧波流通，有利于電網(wǎng)波形的改善；二次側(cè)接成星形聯(lián)結(jié)是為了得到中性線，特別是三相半波整流電路，必須要有中性線。三相半控橋與三相全控整流電路相比有哪些特點(diǎn)？答：三相半控橋用三只晶閘管，不需要雙窄脈沖或大于60?的寬脈沖，因而觸發(fā)電路簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、調(diào)整方便。三相半控橋只能做可控整流，不能工作于逆變狀態(tài)，因而只應(yīng)用于中等容量的整流裝置或不可逆的直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中。實(shí)際應(yīng)用中，還需在輸出端并接續(xù)流二極管，否則在大電感負(fù)載時(shí)，一旦脈沖突然丟失，則會(huì)產(chǎn)生失控。三相半控橋電路，控制靈敏度低，動(dòng)態(tài)響應(yīng)差。調(diào)試晶閘管整流裝置時(shí)，應(yīng)注意哪些問(wèn)題？答：調(diào)試晶閘管整流裝置時(shí)，應(yīng)注意的問(wèn)題有：(1)核對(duì)接線確保無(wú)誤。(2)先調(diào)試觸發(fā)電路。觸發(fā)脈沖的寬度、幅值、移相范圍等必須滿足要求。(3)再調(diào)試主回路。必須保證觸發(fā)脈沖與主回路電壓同步，對(duì)于三相整流電路，要特別注意三相交流電源的相序，不能顛倒。主回路的調(diào)試可先在低壓下進(jìn)行、正常后再接入正常電壓試運(yùn)行。(4)試運(yùn)行中要注意觀察整流裝置的電壓、電流有無(wú)異常聲響等。運(yùn)行一段后，確實(shí)沒(méi)有問(wèn)題，方可投入正常運(yùn)行。常用的觸發(fā)電路有哪幾種？答：觸發(fā)電路的形式多種多樣，常用的觸發(fā)電路主要有阻容移相橋觸發(fā)電路、單結(jié)晶體管移相觸發(fā)

電路、同步信號(hào)為正弦波的觸發(fā)電路、同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路、KC系列的集成觸發(fā)電路和數(shù)字式觸發(fā)電路。什么是電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路？答：電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路是主回路與控制電路之間的接口，它對(duì)設(shè)備的性能有很大的影響。驅(qū)動(dòng)電路性能良好，可使器件工作在較理想的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，縮短開(kāi)關(guān)時(shí)間、減小開(kāi)關(guān)損耗，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行效率、安全性和可靠性都有重要的意義。驅(qū)動(dòng)電路的主要任務(wù)是什么？答：驅(qū)動(dòng)電路的主要的任務(wù)是將信息電子電路傳來(lái)的信號(hào)按照控制目標(biāo)的要求，轉(zhuǎn)換成使電力電子器件開(kāi)通或關(guān)斷的信號(hào)。什么是逆變？如何分類？答：將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷倪^(guò)程就叫逆變。變流器工作在逆變狀態(tài)時(shí)，把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?0Hz的交流電送到電網(wǎng)，稱為有源逆變；若把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)槟骋活l率或頻率可調(diào)的交流電供給負(fù)載使用，則叫做無(wú)源逆變或變頻。要想使變流器工作在逆變狀態(tài)，應(yīng)該具備什么條件？答：應(yīng)同時(shí)具備以下兩個(gè)條件：(1)外部條件。必須有外接的直流電源。(2)內(nèi)部條件?？刂平??90?。什么叫逆變角？答：變流器工作在逆變狀態(tài)時(shí)，常將控制角?改用?表示，將?稱為逆變角，規(guī)定以???處作為計(jì)量?角的起點(diǎn)，?角的大小由計(jì)量起點(diǎn)向左計(jì)算。?和?的關(guān)系為?????。三相逆變電路對(duì)觸發(fā)電路的要求和整流電路相比有什么不同？答：以三相半波共陰極接法為例進(jìn)行分析。三相半波電路要求每隔120?按順序給V1、V3、V5施加觸發(fā)脈沖，以保證換相到陽(yáng)極電壓更高的那一相上。對(duì)于整流電路來(lái)說(shuō)，如果同時(shí)給三個(gè)晶閘管施加觸發(fā)脈沖，電路也能正常換相，而逆變電路則不行。逆變電路要求觸發(fā)電路必須嚴(yán)格按照換相順序，依此給三個(gè)晶閘管施加觸發(fā)脈沖，才能保證電路正常工作。什么叫逆變失敗，造成逆變失敗的原因有哪些？答：晶閘管變流器在逆變運(yùn)行時(shí)，一旦不能正常換相，外接的直流電源就會(huì)通過(guò)晶閘管電路形成短路，或者使變流器輸出的平均電壓和直流電動(dòng)勢(shì)變成順向串聯(lián)，形成很大的短路電流，這種情況叫逆變失敗，或叫逆變顛覆。造成逆變失敗的原因主要有：(1)觸發(fā)電路工作不可靠。例如脈沖丟失、脈沖延遲等。(2)晶閘管本身性能不好。在應(yīng)該阻斷期間管子失去阻斷能力，或在應(yīng)該導(dǎo)通時(shí)不能導(dǎo)通。(3)交流電源故障。例如突然斷電、缺相或電壓過(guò)低等。(4)換相的裕量角過(guò)小。主要是對(duì)換相重疊角?估計(jì)不足，使換相的裕量時(shí)間小于晶閘管的關(guān)斷時(shí)間。為了防止逆變失敗，最小逆變角?min應(yīng)取多大？答：逆變狀態(tài)允許采用的最小逆變角應(yīng)為：?min??????? 式中 ?——晶閘管關(guān)斷時(shí)間tq折合的角度，約4??5?； ?——換相重疊角，與負(fù)載電流IL和變壓器漏抗成正比，約15??20?。??——安全裕量角，考慮脈沖不對(duì)稱，一般取10?。綜上所述，得出：?min?30?——35?。變頻器是如何分類的？答：按能量變換情況，可將變頻器分成兩大類：交—交變頻器和交—直—交變頻器。前者是將50Hz交流電直接轉(zhuǎn)換成所需頻率（一般是低于50Hz）的交流電，叫作直接變頻。后者是將50Hz的交流電先經(jīng)晶閘管裝置整流成直流電，然后再將直流電逆變成所需頻率的交流電，叫做間接變頻。變頻器有哪些換相方式？答：變頻器有如下?lián)Q相方式：（1）自然換相。有兩種形式：電網(wǎng)電壓換相和負(fù)載換相。（2）

強(qiáng)迫換相。如何區(qū)分電壓源型和電流源型變頻器？?jī)烧叨紝儆诮弧薄蛔冾l器，由整流器和逆變器兩部分組成。由于負(fù)載一般都是感性的，它和電源之間必有無(wú)功功率傳送，因此在中間的直流環(huán)節(jié)中，需要有緩沖無(wú)功功率的元件，如果采用大電容器來(lái)緩沖無(wú)功功率，則構(gòu)成電壓源型變頻器；若采用大電抗器緩沖無(wú)功功率，則構(gòu)成電流源型變頻器。什么是斬波器？答：斬波器是在接在恒定直流電源和負(fù)載電路之間，用以改變加到負(fù)載電路上的直流電壓平均值的一種電力電子器件變流裝置。斬波器怎樣分類？答：斬波器按選用的晶閘管元件，可分為逆阻型和逆導(dǎo)型兩類。應(yīng)用全控型器件，可以構(gòu)成降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路等基本斬波電路。什么是交流調(diào)壓器，應(yīng)用在哪些地方？答：通過(guò)對(duì)晶閘管控制，可把固定的交流電壓轉(zhuǎn)換成可調(diào)的交流電壓，這種變流裝置叫交流調(diào)壓器。交流調(diào)壓器廣泛用于電爐的溫度控制、舞臺(tái)燈光的調(diào)節(jié)、中小功率異步電動(dòng)機(jī)小范圍調(diào)速以及電解電鍍中整流變壓器的一次繞組電壓控制等。什么是晶閘管交流開(kāi)關(guān)？答：如果令交流調(diào)壓器中的晶閘管在交流電壓自然過(guò)零時(shí)關(guān)斷或?qū)ǎ瑒t稱之為晶閘管交流開(kāi)關(guān)。交流調(diào)壓器的晶閘管常用哪些方式控制？答：交流調(diào)壓器的晶閘管常用兩種方式控制：相位控制和通—斷控制。在交流調(diào)壓器或交流開(kāi)關(guān)中，使用雙向晶閘管有什么好處？答：雙向晶閘管不論是從結(jié)構(gòu)上，還是從特性上，都可以把它看作是一對(duì)反并聯(lián)晶閘管集成元件。它只是一個(gè)門(mén)極，可用交流或直流脈沖觸發(fā)，使之能正、反向?qū)āＴ诮涣髡{(diào)壓器或交流開(kāi)關(guān)中使用雙向晶閘管可以簡(jiǎn)化電路、減小裝置體積和質(zhì)量、節(jié)省投資、方便維修。單相半波可控整流電路接大電感負(fù)載，為什么必須接續(xù)流二極管，電路才能正常工作？與單相橋式半控整流電路中的續(xù)流二極管的作用是否相同？答：電感足夠大時(shí)，若不接續(xù)流二極管，則在正半周導(dǎo)通期間電感吸收能量，并儲(chǔ)存起來(lái)；在電壓負(fù)半周，電感釋放所吸收的能量，使晶閘管的陽(yáng)極承受正壓繼續(xù)導(dǎo)通，這樣在負(fù)載上就出現(xiàn)負(fù)電壓波形，且負(fù)電壓波形接近于正電壓波形時(shí)，Ud?0,Id?0。因此，在接上續(xù)流二極管后不論延遲角?多大，電感儲(chǔ)存的能量經(jīng)續(xù)流二極管續(xù)流，同時(shí)晶閘管因承受反壓而關(guān)斷，負(fù)載上不出現(xiàn)負(fù)電壓波形，則整流輸出電壓Ud?0.45U21?cos?2。至于單相橋式半控整流電路，不接續(xù)流二極管，電路本身具有續(xù)流回路，但是在實(shí)際運(yùn)行中，可能會(huì)發(fā)生一只晶閘管導(dǎo)通而兩只二極管輪流導(dǎo)通的異?，F(xiàn)象，為避免這種失控情況，在負(fù)載測(cè)并聯(lián)了續(xù)流二極管。由此可見(jiàn)，兩只二極管的作用不完全相同。在單相橋式全控整流電路中，若有晶閘管因?yàn)檫^(guò)流而燒成斷路，結(jié)果會(huì)怎樣？如果這只晶閘管被燒成短路，結(jié)果又會(huì)怎樣？答：若有一晶閘管因?yàn)檫^(guò)流而燒成斷路，則單相橋式全控整流電路變?yōu)閱蜗喟氩煽卣麟娐?，如果這只晶閘管被燒成短路，會(huì)引起其它晶閘管因?qū)﹄娫炊搪范鵁龤?，?yán)重時(shí)使輸入變壓器因過(guò)流而損壞。(因此在設(shè)計(jì)電路時(shí)，在變壓器二次側(cè)與晶閘管之間應(yīng)串聯(lián)快速熔斷絲，起到過(guò)流保護(hù)作用。)GTO和普通晶閘管同為PNPN結(jié)構(gòu)，為什么GTO能夠自關(guān)斷，而普通晶閘管不能？答：GTO能夠自動(dòng)關(guān)斷，而普通晶閘管不能自動(dòng)關(guān)斷的原因是：GTO的導(dǎo)通過(guò)程與普通的晶閘管是一樣的，有同樣的正反饋過(guò)程，只不

過(guò)導(dǎo)通時(shí)飽和程度不深。其中不同的是，在關(guān)斷時(shí)，給門(mén)極加負(fù)脈沖，即從門(mén)極抽出電流，則晶體管V2的濟(jì)濟(jì)電流Ib2減小，使Ik和IC2減小，IC2減小又使IA和IC1減小，又進(jìn)一步減小V2的基極電流，如此形成強(qiáng)烈的正反饋。當(dāng)兩個(gè)晶體管發(fā)射極電流IA和IK的減小使a1+a2<1時(shí)，器件退出飽和而關(guān)斷。與GTR相比功率MOS管有何優(yōu)缺點(diǎn)?答：與GTR相比功率MOS管的優(yōu)缺點(diǎn)有是：功率MOS的顯著特點(diǎn)第一個(gè)是驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，需要的驅(qū)動(dòng)功率小。第二個(gè)顯著特點(diǎn)是開(kāi)關(guān)速度快，工作頻率高，它的熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR。其缺點(diǎn)有：電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過(guò)10KV的電力裝置。電力電子器件的緩沖電路的作用是什么？關(guān)斷緩沖與開(kāi)通緩沖在電路形式上有何區(qū)別，各自的功能是什么？答：電力電子器件的緩沖電路的作用是抑制電力電子器件的內(nèi)因過(guò)電壓，du/dt或者古流和di/dt,減小器器件的開(kāi)關(guān)損耗。關(guān)斷緩沖與開(kāi)通緩沖在電路上的形式區(qū)別有：關(guān)斷緩沖電路是由電阻和二極管并聯(lián)再和電容串聯(lián)所構(gòu)成，開(kāi)通緩沖電路是由電阻和二極管串聯(lián)再和電感并聯(lián)所構(gòu)成。其各自的功能是：關(guān)斷緩沖電路又稱為du/dt抑制電路，用于吸收器件的關(guān)斷過(guò)電壓和換相過(guò)電壓，抑制du/dt,減小關(guān)斷損耗。開(kāi)通緩沖電路又稱為di/dt抑制電路，用于抑制器件開(kāi)通時(shí)的電流過(guò)沖和di/dt,減小器件的開(kāi)通損耗。

1、指出下圖中①～⑦各保護(hù)元件 及VD、Ld的名稱和作用。

解：①星形接法的硒堆過(guò)電壓保護(hù)； ②三角形接法的阻容過(guò)電壓保護(hù)；

③橋臂上的快速熔斷器過(guò)電流保護(hù)；④晶閘管的并聯(lián)阻容過(guò)電壓保護(hù)；

⑤橋臂上的晶閘管串電感抑制電流上升率保護(hù)；⑥直流側(cè)的壓敏電阻過(guò)電壓保護(hù)；⑦直流回路上過(guò)電流快速開(kāi)關(guān)保護(hù)； VD是電感性負(fù)載的續(xù)流二極管；Ld是電動(dòng)機(jī)回路的平波電抗器；

四、畫(huà)圖題（10分）

請(qǐng)利用六塊鋸齒波同步觸發(fā)電路的X、Y控制端，來(lái)組成六路互相相差60°的雙窄脈沖觸發(fā)系統(tǒng)圖，并畫(huà)出其脈沖輸出波形的相互關(guān)系圖。

解：