电力电子变流技术课后答案第章.doc

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1、.　　　　　　　　　第四章　　有源逆变电路　　　　　　　　　　　　　习题与思考题解　4-1．逆变电路必须具备什么条件才能进行逆变工作？　　解：逆变电路必须同时具备下述两个条件才能产生有源逆变：1变流电路直流侧应具有能提供逆变能量的直流电源电势Ed，其极性应与晶闸管的导电电流方向一致。2.变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须为负（相对于整流时定义的极性），以保证与直流电源电势Ed构成同极性相连，且满足Ud

2、路都可以用来作为逆变电路？解：单相全控桥式逆变电路是DC／AC变换电路，是单相全控桥式变流电路工作于逆变状态，其负载为反电动势负载，控制角为α>90°的情况。　　单相桥式（二极管）整流电路是AC／DC变换电路，是单纯的整流电路，相当于单相全控桥式变流电路工作于整流状态，控制角α=0°时的情况。　　不是所有的整流电路都可以用来作为逆变电路。例如，单相、三相半控桥式变流电路，带续流二极管的变流电路都只能工作于整流状态，不能用来作为逆变电路。　4-3．逆变电路工作时为什么会产生短路事故？解：变流器工作

3、在逆变状态时，如果因丢失脉冲、移相角超出范围、甚至突发电源缺相或断相等情况时，都有可能发生换相失败，将使变流器输出的直流电压Ud进入正半周范围，Ud的极性由负变正，与直流侧直流电源电势Ed形成顺向串联，造成短路事故（因逆变电路的内阻R很小）。这种情况称为逆变失败。或称为逆变颠覆。　4-4．为什么要限制逆变角的最小值βmin？选择βmin值时应考虑哪些因素？解：为了避免逆变电路发生逆变失败，所以，必须限制逆变角的最小值βmin。　　最小逆变角βmin的选取要考虑三个因素，即　　换相重叠角γ；　　晶

4、闸管关断时间toff对应的电角度δ；　　安全裕量角θ0。故有　　　　　　　　　βmin≥γ+δ+θ0精选范本.　4-5．在图4-2（c）中，当α>90°时,为什么必须Ed>Ud才能正常逆变工作，Ed与Ud间的差值由何因素决定。如果Ed=Ud和Ed90°,必须Ed>Ud时，才能满足逆变工作条件。只有当Ed>Ud时，变流电路直流侧的电源电势Ed才能提供逆变能量，进而实现有源逆变。　　Ed与Ud间的差值由主电路所限制的电流的大小决定，即通过控制角α(逆变控制角β)的

5、大小来确定。　　Ed=Ud时，变流电路将处于等待状态，EdEd，所以，变流电路处于整流工作状态

6、。　4-7．在题4-6所给电路条件下，设电动机降落重物时起制动作用的负载电流Id=200A，与电动机转速对应的反电势Ed为－180V，试求此时的变流器控制角应为何值？并分析其能量传输关系。解：　　　　　　　　　　则　　　　　　　　Ud=IdR+Ed=200×0.2－180=－140V　　　　　　　　精选范本.由于，，则变流电路处于有源逆变工作状态，电动机处于发电运行，输出的直流电能通过变流器转变为交流电能反送给电网。　4-8．试绘出单相和三相全控桥式逆变电路当β=45°时的输出电压波形、晶闸管的

7、电流波形、以及晶闸管V11的端电压波形，并分析晶闸管承受电压的情况（设L=∞）。解：单相全控桥式的输出电压波形、晶闸管的电流波形、以及晶闸管V11的端电压波形参阅教材P66中的图4-2(c)。由于L=∞，晶闸管的电流波形可画成180°的矩形波。　　晶闸管的导通角为θ=180°，此期间两端电压近似为零，关断后的β角对应期间承受反向电压，之后的α角对应期间承受正向电压。　　三相全控桥式逆变电路的输出电压波形、晶闸管的电流波形、以及晶闸管V11的端电压波形参阅教材P74中的图4-5的中间β=45°的一

8、段。由于L=∞，晶闸管的电流波形可在该导通期间画成120°的矩形波。　　晶闸管的导通角为θ=120°，此期间两端电压近似为零，关断后本相晶闸管按相序分别承受与相邻二相的线电压各120°。例如，A相共阴极组晶闸管V11，导通的120°期间，两端电压近似为零，关断后首先承受线电压uAB120°,转而承受线电压uAC120°。其中关断后的β角对应期间承受线电压uAB首先是反向电压。　　逆变电路中，晶闸管在关断后的β角对应期间承受的是反向电压，其余绝大部分时间均承受正向电压。　4-9．在图4-5的三相桥