第7章 PWM控制技术复习题 第1部分：填空题 1.PWM控制的理论基础是面积等效原理，即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。 2.根据“面积等效原理”，SPWM控制用一组等幅不等宽的脉冲（宽度按正弦规律变化）来等效一个正弦波。 3.PWM控制就是对脉冲的__宽度____进行调制的技术；直流斩波电路得到的PWM波是等效_直流___波形，SPWM控制得到的是等效_正弦___波形。 4.PWM波形只在单个极性范围内变化的控制方式称__单极性___控制方式，PWM波形在正负极性间变化的控制方式称__双极性______控制方式，三相桥式PWM型逆变电路采用__双极性______控制方式。 5.SPWM波形的控制方法：改变调制信号u r的幅值可改变基波幅值；改变调制信号u r的频率可改变基波频率； 6.得到PWM波形的方法一般有两种，即_调制法__和_计算法_，实际中主要采用_调制法_。 7.根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式可分为_同步调制__和_异步调制__。一般为综合两种方法的优点，在低频输出时采用_异步调制_方法，在高频输出时采用_同步调制_方法。 8.在正弦波和三角波的自然交点时刻控制开关器件的通断，这种生成SPWM波形的方法称_自然采样法___，实际应用中，采用_规则采样法______来代替上述方法，在计算量大大减小的情况下得到的效果接近真值。 9.正弦波调制的三相PWM逆变电路，在调制度α为最大值1时，直流电压利用率为__0.866____，采用_梯形____波作为调制信号，可以有效地提高直流电压利用率，但是会为电路引入__低次谐波_____。 10.PWM逆变电路多重化联结方式有_变压器方式______和_电抗器方式____，二重化后，谐波地最低频率在____2__ωc附近。 11.从电路输出的合成方式来看，多重逆变电路有串联多重和并联多重两种方式。电压型逆变电路多用__串联___多重方式；电流型逆变电路多采用_并联____多重方式。 12.PWM跟踪控制法有__滞环比较______方式、_三角波比较_____方式和_定时比较_______方式三种方式；三种方式中，高次谐波含量较多的是_滞环比较_____方式，用于对谐波和噪声要求严格的场合的是_三角波比较____方式。 第2部分：简答题 1.试说明PWM控制的基本原理。
电力电子技术第五版课后习题答案 第二章电力电子器件 2. 使晶闸管导通的条件是什么？ 答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电 流（脉冲）。或：U AK >0且U GK >0。 3. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？ 答：维持晶 闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电 流，即维持电流。 要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管 的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶 闸管关断。 4. 图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最 解：a) I di =丄 jmsin ，td(，t)=5 (2 1) 0.27仃 I m 2冗 4 2冗 2 5. 上题中如果不考虑安全裕量，问100A 的晶闸管能送出的平均电流I di 、I d2、 I d3各为多少？这时，相应的电流最大值 I m1 > I m2 > I m3 解：额定电流I T （AV ）=100A 的晶闸管，允许的电流有效值I =157A,由上题计算结 果 知 a) I m1 0.4767 329.35, I d1 0.27 仃 I m1 89.48 b) c) "=J 舟 /(泾：n^t)2 d( 电路图基础知识讲解 对一个没有电工基础，或者刚入门的从业者，都比较迷茫，都会有这么一个问题，看到电路图，无从下手，不知道该从哪边学起，下面简单介绍下一些基础知识，供大家参考。 首先，要了解各个元件的有什么功能，有什么特点。说白了就是要了解各个元件有什么作用。 其次，要了解各个元件间的组合有什么功能。 再者，要知道一些基本的电路，比如:基本的电压源与电流源之间的相互转换电路，基本的运算放大电路等等。 然后，就是可以适当的看一点复杂的电路图，慢慢了解各个电路间电流的走向。 以上所说的模拟电路，还有数字电路就是要多了解一些‘门’的运用，比如说：与非门，与或门等等。还有在一些复杂的电路图上会有集成芯片，所以，你还要了解给个芯片引脚的作用是什么，该怎么接，这些可以在网上或书上查到，再有，提到一点就是一些电路中的控制系统，有复杂的控制系统，也有简单的控制系统，我说一个简单的，比如说单片机的，你就要了解这个单片机有多少引脚，各个引脚的功能是什么，这个单片机要一什么铺助电路想连接，这样组成一个完整的电路。 想学会电路图就是要你多看，多去了解，多去接触，这样更容易学会。 一、电子电路图的意义 电路图是人们为了研究和工程的需要,用约定的符号绘制的一种表示电路结构的图形。通过电路图可以知道实际电路的情况。这样,我们在分析电路时,就不必把实物翻来覆去地琢磨,而只要拿着一张图纸就可以了;在设计电路时,也可以从容地在纸 上或电脑上进行,确认完善后再进行实际安装,通过调试、改进,直至成功;而现在,我们更可以应用先进的计算机软件来进行电路的辅助设计,甚至进行虚拟的电路实验,大大提高了工作效率。 二、电子电路图的分类 ( 一) 原理图 原理图就是用来体现电子电路的工作原理的一种电路图,又被叫做“电原理图”。这种图,由于它直接体现了电子电路的结构和工作原理,所以一般用在设计、分析电路中。分析电路时,通过识别图纸上所画的各种电路元件符号,以及它们之间的连接方式,就可以了解电路的实际工作时情况。图1 所示的就是一个收音机电路的原理图。 图一 ( 二) 方框图( 框图) 方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概况的电路图。从根本上说,这也是一种原理图,不过在这种图纸中,除了方框和连线,几乎就没有别的符号了。它和上面的原理图主要的区别就在于原理图上详细地绘制了电路的全部的元器 电力电子技术的电路、波形 及公式 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 2 ?+=+= = π α α απωωπ 2 cos 145.0)cos 1(22)(sin 2212 22U U t td U U d d d d R U I = 2 RM U 2U =) 90(U 2U 2 FM ≥α=I I =T )2~5.1(57 .1T T(AV)I I = ?+=+= = π α α απωωπ 2 cos 145.0)cos 1(22)(sin 2212 22U U t td U U d d dVT I I π α π2-= d d VT I t d I I π α πωπ π α2)(212 -= = ?d dVD I I R π απ2+=若近似认为i d 为一条水平线，恒为I d ，则有 VT 的a 移相范围为180? SCR 平均值： SCR 有效值： VD R 平均值： a) VT i d b) c) d) e) f) g) L T R u 1 u 2 u VT u d VD R i VD R u VT i VT I d ωt ωt ωt ωt O O O O π-α π+α i VD R u 2 u d i d I d ωt 1 ωt ωt O O d d d R U I = T i 2a V T 1 V T 3 i d R πu 1 u 2 a) b V T 2 V T 4 u d ωt ωt ωt 0i 2u d i d b) c) d) u d (i d ) α α u VT 1,4 最大正反向电压：U FM = U 2/2，U RM = 。 双脉波整流：每周输出电压脉动2次。 不存在变压器直流磁化问题，变压器副边电流正负半周对称， 平均值为0。 2 2 2U ?+=+= = π α α απωωπ2 cos 19.02cos 122)(d sin 21 2 22d U U t t U U 角的移相范围为180? R U I d d = 2 cos 145 .02 12d dVT α +== R U I I παπαπωωππα-+==?2sin 212)(d )sin 2(2122 2VT R U t t R U I π α παπωωπ π α -+== =?2sin 21)()sin 2( 1 2222R U t d t R U I I I I 2 1 VT = T a b R a) u 1 u 2 i 2V T 1 V T 3 V T 2 V T 4 u d i d u 2O ωt O ωt O ωt u d i d i 2 O ωt O ωt u VT 1,4 O ωt O ωt I d I d I d I d I d i VT 2,3 i VT 1,4 ?+===απαα απ ωωπcos 9.0cos 22)(d sin 21222d U U t t U U d dT 21 I I = d d T 707.021I I I ==晶闸管移相范 围为90? 晶闸管承受的最大正反向电压均为 晶闸管导通角θ与α 无关，均为180?，电流平均值和有效值 分别为： 输出电压平均值： d d I t d I I ==?+α πα ωπ2 21 R U R U I E -== d d d 带反电动势负载时2 2U VT 的a 移相范围为180 第7章思考题与习题 7.1 开关电源与线性稳压电源相比有何优缺点？ 答：（1）功耗小、效率高。开关管中的开关器件交替地工作在导通—截止和截止--导通的开关状态，转换速度快，这使得开关管的功耗很小，电源的效率可以大幅度提高，可达90%～95%。 （2）体积小、重量轻。 ①开关电源效率高，损耗小，则可以省去较大体积的散热器； ②隔离变压用的高频变压器取代工频变压器，可大大减小体积，降低重量； ③因为开关频率高，输出滤波电容的容量和体积可大为减小。 （3）稳压范围宽。开关电源的输出电压是由占空比来调节，输入电压的变化可以通过调节占空比的大小来补偿，这样在工频电网电压变化较大时，它仍能保证有较稳定的输出电压。 （4）电路形式灵活多样，设计者可以发挥各种类型电路的特长，设计出能满足不同应用场合的开关电源。 缺点为：存在开关噪声干扰。 7.2 功率因数校正电路的作用是什么？有哪些校正方法？其基本原理是什么？ 答：功率因数校正电路的作用是抑制由交流输入电流严重畸变而产生的谐波注入电网。校正方法有：无源校正和有源校正。 无源校正的基本原理是：在主电路中串入无源LC滤波器。 有源校正的基本原理是：在传统的整流电路中加入有源开关，通过控制有源开关的通断来强迫输入电流跟随输入电压的变化，从而获得接近正弦波的输入电流和接近1的功率因数。 7.3 UPS有何作用？它由几部分组成，各部分的功能是什么？ 答：UPS电源装置在保证不间断供电的同时，还能提供稳压，稳频和波形失真度极小的高质量正弦波电源。 后备式UPS由充电器﹑蓄电池、逆变器、交流稳压器、转换开关等部分组成。各部分的功能：当市电存在时，逆变器不工作，市电经交流稳压器稳压后，通过转换开关向负载供电，同时充电器工作，对蓄电池组浮充电。市电掉电时，逆变器工作，将蓄电池供给的直流电压变换成稳压，稳频的交流电压。转换开关同时断开市电通路，持通逆变器，继续向负载供电。 《电力电子技术》习题及解答 第1章思考题与习题 1、1晶闸管的导通条件就是什么? 导通后流过晶闸管的电流与负载上的电压由什么决定? 答:晶闸管的导通条件就是:晶闸管阳极与阳极间施加正向电压,并在门极与阳极间施加正向触发电压与电流(或脉冲)。 导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定,负载上电压由输入阳极电压U A决定。 1、2晶闸管的关断条件就是什么?如何实现?晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定? 答:晶闸管的关断条件就是:要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态,可采用阳极电压反向使阳极电流I A减小,I A下降到维持电流I H以下时,晶闸管内部建立的正反馈无法进行。进而实现晶闸管的关断,其两端电压大小由电源电压U A决定。 1、3温度升高时,晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压与反向击穿电压如何变化？ 答:温度升高时,晶闸管的触发电流随温度升高而减小,正反向漏电流随温度升高而增大,维持电流I H会减小,正向转折电压与反向击穿电压随温度升高而减小。 1、4晶闸管的非正常导通方式有哪几种？ 答:非正常导通方式有:(1) I g=0,阳极电压升高至相当高的数值;(1) 阳极电压上升率du/dt过高;(3) 结温过高。 1、5请简述晶闸管的关断时间定义。 答:晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。即gr rr q t t t +=。 1、6试说明晶闸管有哪些派生器件？ 答:快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。 1、7请简述光控晶闸管的有关特征。 答:光控晶闸管就是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管,在光的照射下,光电二极管电流增加,此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。主要用于高压大功率场合。 1、8型号为KP100-3,维持电流I H =4mA 的晶闸管,使用在图题1、8所示电路中就是否合理,为什么?(暂不考虑电压电流裕量) 图题1、8 答:(a)因为H A I mA K V I <=Ω =250100,所以不合理。 (b) 因为A V I A 2010200=Ω =, KP100的电流额定值为100Ａ,裕量达５倍,太大了。 (c)因为A V I A 1501150=Ω= ,大于额定值,所以不合理。 1、9 图题1、9中实线部分表示流过晶闸管的电流波形,其最大值均为I m ,试计算各图的电流平均值.电流有效值与波形系数。 解:图(a): I T(A V )=π21 ?π ωω0)(sin t td I m =πm I 第7章 思考题与习题 7.1高频化的意义是什么？为什么提高开关频率可以减小滤波器和变压器的体积和重量？ 答：高频化可以减小滤波器的参数，减小变压器的体积从而使装置小型化、轻型化； 提高开关频率，可以减小滤波器的电感和电容的参数，减小滤波器的体积和重量；当变压器输入正弦波时，fNBS U 44.4 ，频率升高时，可以减小N 和S 的参数，从而减小变压器各绕组的匝数和铁心的尺寸，使变压器的体积减小，重量减轻，。 7.2何谓软开关和硬开关？怎样才能实现完全无损耗的软件关过程？ 答：如果开关器件在其端电压不为零时开通则称为硬件通，在其电流不为零时关断则称为硬关断。硬开通、硬关断统称为硬开关。在硬开关过程中，开关器件在较高电压下承载有较大电流，故产生很大的开关损耗。 如果在电力电子变换电路中采取一些措施，如改变电路结构和控制策略，使开关器件被施加驱动信号而开通过程中其端电压为零，这种开通称为零电压开通；若使开关器件撤除其驱动信号后的关断过程中其承载的电流为零，这种关断称为零电流关断。零电压开通和零电流关断是最理想的软开关，其开关过程中无开关损耗。如果开关器件在开通过程中端电压很小，在关断过程中其电流也很小，这种开关过程的功率损耗不大，称之为软开关。 7.3零开关，即零电压开通和零电流关断的含义是什么？ 答：使开关开通前的两端电压为零，则开关导通过程中就不会产生损耗和噪声，这种开通方式为零电压开通；而使开关关断时其电流为零，也不会产生损耗和噪声，称为零电流关断。 7.4试分析图题7.4两个电路在工作原理上的差别，并指出它们的异同点。 图题7.4 答：相同点：都是零电压开关准谐振电路。 不同点：（a ）图在（b ）图软开关的电容上串了一个电阻， 4-4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？ 在电压型逆变电路中,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。当输出交流电压和电流的极性相同时,电流经电路中的可控开关器件流通，而当输出电压电流极性相反时,由反馈二极管提供电流通道。 4-8.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备用于什么场合?答:逆变电路多重化的目的之一是使总体上装置的功率等级提高,二是可以改善输出电压的波形。因为无论是电压型逆变电路输出的矩形电压波,还是电流型逆变电路输出的矩形电流波,都含有较多谐波,对负载有不利影响,采用多重逆变电路,可以把几个矩形波组合起来获得接近正弦波的波形。 逆变电路多重化就是把若干个逆变电路的输出按一定的相位差组合起来,使它们所含的某些主要谐波分量相互抵消,就可以得到较为接近正弦波的波形。组合方式有串联多重和并联多重两种方式。串联多重是把几个逆变电路的输出串联起来,并联多重是把几个逆变电路的输出并联起来。 串联多重逆变电路多用于电压型逆变电路的多重化。 并联多重逆变电路多用于电流型逆变电路的多重化。 在电流型逆变电路中,直流电流极性是一定的,无功能量由直流侧电感来缓冲。当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时,电流并不反向,依然经电路中的可控开关器件流通,因此不需要并联反馈二极管。 5-1简述图5-la 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on t 。，由 电源E 向L 、R 、M 供电，在此期间，Uo=E 。然后使V 关断一段时间off t ，此时 电感L 通过二极管VD 向R 和M 供电，Uo=0。一个周期内的平均电压 0on off E t U t ?=?输出电压小于电源电压,起到降压的作用。 5-2．在图5-1a 所示的降压斩波电路中，已知E=200V ，R=10Ω，L 值微大，E=30V ，T=50μs ，ton=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 02020080()50 on t U E V T ?===输出电流平均值为 0080305()10 M U E I A R --===5-3．在图5-la 所示的降压斩波电路中，E=100V ，L=lmH ，R=0．5Ω，M E =10V ， 采用脉宽调制控制方式，T=20μs ，当on t =5μs 时，计算输出电压平均值0U ，输出电流平均值 0I ，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on t =3μs 时，重新进行上述计算。 解：由题目已知条件可得： 电力电子课程设计报告题目三相桥式全控整流电路设计 学院：电子与电气工程学院 年级专业：2015级电气工程及其自动化 姓名： 学号： 指导教师：高婷婷，林建华 成绩： 整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要同时也是应用得最为广泛的电路，不仅用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统，能源系统及其他领域，因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义，这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环，而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用，因此调试三相桥式可控整流电路的相关参数并对不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义。 关键词：电力电子，三相，整流 1 设计的目的和意义 (1) 2 设计任务与要求 (1) 3 设计方案 (1) 3.1三相全控整流电路设计 (1) 3.1.1三相全控整流电路图原理分析 (2) 3.1.2整流变压器的设计 (2) 3.1.3晶闸管的选择 (3) 3.2 保护电路的设计 (4) 3.2.1变压器二次侧过压保护 (4) 3.2.2 晶闸管的过压保护 (4) 3.2.3 晶闸管的过流保护 (5) 3.3 触发电路的选择设计 (5) 4 实验调试与分析 (6) 4.1三相桥式全控整流电路的仿真模型 (6) 4.2仿真结果及其分析 (7) 5 设计总结 (8) 6 参考文献 (9) 1 设计的目的和意义 本课程设计属于《电力电子技术》课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握《电力电子技术》，更进一步的掌握和了解他三相桥式全控整流电路。通过设计基本技能的训练，培养学生具备一定的工程实践能力。通过反复调试、训练、便于学生掌握规范系统的电子电力方面的知识，同时也提高了学生的动手能力。 2 设计任务与要求 三相桥式全控整流电路要求输入交流电压2150,10,0.5U V R L H ==Ω=为阻感性负载。 1.写出三相桥式全控整流电路阻感性负载的移相范围，并计算出直流电压的变化范围 2.计算α=60°时，负载两端电压和电流，晶闸管平均电流和有效电流。 3.画出α=60°时，负载两端d U 和晶闸管两端 1 VT U 波形。 4.分析纯电阻负载和大电感负载以及加续流二极管电路的区别。 5.晶闸管的型号选择。 3 设计方案 3.1三相全控整流电路设计 图1.三相桥式全控整流电路的阻感性负载 《电力电子技术》教学中工作波形绘制的技巧 【摘要】在《电力电子技术》课程技术培训中,工作波形的正确绘制对熟练掌握和应用课程技术有着十分重要的意义。往往三相变流器电路工作波形的绘制对学习者来说有着较大的难度,本文总结了工作波形绘制的技巧可以使波形的正确绘制起到驾轻就熟的作用。 【关键词】工作波形波头顺序状态转换线 电力电子技术是由电力电子器件实现的对电能转换和控制的一门技术,实现了强电和弱电的完美结合,在电子电气应用领域一直倍受重视,因此在维修电工等专业技术工种职业技能鉴定中,都是作为应知应会的重要考核模块。 通过变流电路改变电源电压、电流、频率等参数来实现电能的转换和控制,实质上就是改变电源的输出波形来实现的,因此能否正确绘制变流器工作波形是考察学生能否掌握好这门技术的关键,对熟练掌握和应用课程技术有着十分重要的意义。往往三相整流器电路工作波形的绘制对学习者来说有着较大的难度,对于教师来说,如何改进教学方法,使学生掌握波形绘制的方法,将尤为重要。我在课程教学中研究了一套波形绘制的技巧和教学方法,现总结出来,以便你能驾轻就熟地绘制工作波形。 第一步按波头顺序标注各相相电压和线电压。在用虚线绘制了u、v、w三相对称相电压及其线电压的波形纸上按波头顺序标注各相相电压及其线电压(如图1所示),并把欲绘制的工作波形名称(图中是ud、id)标注在纵轴上。 第二步根据触发脉冲要求作出状态转换线。在三相可控整流器电路中,晶闸管触发导通的时刻,往往也是电路状态转换的时刻。若是电力二极管,则在三相相电压自然换相点管子导通时刻,也是电路状态转换的时刻。所以在分析好哪种类型的电路基础上,用虚直线在波形纸上自上而下作好状态转换线,这是正确便捷绘制工作波形的关键。如图2所示,由上而下虚直线是晶闸管触发脉冲控制角α=60°,电路为三相全控桥整流电路时的状态转换线,①～⑥分别表示VT1～VT6晶闸管触发脉冲出现时刻。 电力电子技术作业参考答案（注：部分题目参数与教材中的参数略有不同，以红色字体标出） 第二章 电力电子器件（P42） 2. 使晶闸管导通的条件是什么？ 答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或：u AK >0且 u GK >0。 3. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？ 答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。 要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。 4. 图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、d2、d3与电流有效值1、2、3。 π4 π 4 π2 5π4a) b) c) 图1-43 图2-27 晶闸管导电波形 解：a) I d1= π 21 ? π πωω4 )(sin t td I m =π2m I (12 2+)≈0.2717 I m I 1= ?π πωωπ 4 2 )()sin (21 t d t I m =2 m I π 2143+≈0.4767 I m b) I d2 = π 1 ? π πωω4 )(sin t td I m =π m I (122+)≈0.5434 I m I 2 = ?π πωωπ 4 2 )()sin (1 t d t I m =2 2m I π 2143+≈0.6741I m c) I d3= π 21 ? 2 )(π ωt d I m = 4 1 I m I 3 = ? 20 2 )(21π ωπ t d I m = 2 1 I m 5. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少？这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少? 解：额定电流I T(AV) =100A 的晶闸管，允许的电流有效值I =157A ，由上题计算结果知 a) I m1≈4767.0I ≈329.35， I d1≈0.2717 I m1≈89.48 b) I m2≈6741 .0I ≈232.90, I d2≈0.5434 I m2≈126.56 日志 已经是第一篇 下一篇：转给不按时吃饭的... |返回日志列表 [转] 电子工程师必须掌握的20种电路 [图片] ?分享 ?转载 ?复制地址 ?转播到微博 转载自大海电子 2011年06月30日 12:54 阅读(1) 评论(0) 分类：个人日记?举报 ?字体：大▼ o小 o中 o大 工程师应该掌握的20个模拟电路 对模拟电路的掌握分为三个层次。 初级层次是熟练记住这二十个电路，清楚这二十个电路的作用。只要是电子爱好者，只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。 中级层次是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用，每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响，测量时参数的变化规律，掌握对故障元器件的处理方法；定性分析电路信号的流向，相位变化；定性分析信号波形的变化过程；定性了解电路输入输出阻抗的大小，信号与阻抗的关系。有了这些电路知识，您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。 高级层次是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的 比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。达到高级层次后，只要您愿意，受人尊敬的高薪职业－－电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。 一、桥式整流电路 一、桥式整流电路 1、二极管的单向导电性： 2、桥式整流电流流向过程： 输入输出波形： 3、计算：Vo, Io,二极管反向电压。 二、电源滤波器 1、电源滤波的过程分析： 波形形成过程： 2、计算：滤波电容的容量和耐压值选择。 三、信号滤波器 1、信号滤波器的作用： I a) I m1 0.4767 329.35, I d1 0.2717 I m1 89.48 电力电子技术第五版课后习题答案 第二章电力电子器件 2. 使晶闸管导通的条件是什么？ 答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电 流(脉冲)。或：U AK >0且U GK >0。 3. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？ 答：维持晶 闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电 流，即维持电流。 要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管 的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶 闸管关断。 1 — 1 I d3 =2n 02I m d( t) =1 I m I 3 02I m 2 d( t) =2 h m 5. 上题中如果不考虑安全裕量，问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、 I d3各为多少？这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少？ 解：额定电流I T(AV)=100A 的晶闸管，允许的电流有效值I =157A ，由上题计算结 果知 大值均为 1、 I 2、 I 3。 解: a) b) _ 1 d1_ 2冗 I i = .2 I 2 = 图2-27晶-闸管导电波形 I I m Sin td( t)=J (“ 1) 4 2冗 2 0.2717 I m 2 1 t)2 d( t)吟｛ 2 1 1 I 42. I d2 = - I m sin td( t)=』(——1) n 4 n 2 1 2 …、2I m 3 1 (I m Sin t) d( t) = — ■ 4 2 0.4767 I m 0.5434 I m 0.6741I m c) 5 0 4 a) 4.图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最 I m ， 试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 2 c) b) 实验一三相半波可控整流电路实验 一、实验目的 了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻电感性负载时的工作情况。 二、实验所需挂件及附件 三、实验线路图 图三相半波可控整流电路实验原理图 四、实验内容 (1)研究三相半波可控整流电路带电阻性负载。 (2)研究三相半波可控整流电路带电阻电感性负载。 五、思考题 (1)如何确定三相触发脉冲的相序，主电路输出的三相相序能任意改变吗？答：三相触发脉冲应该与电源电压同步，每相相差120°；主电路输出的三相相序不能任意改变。三相触发脉冲的相序和触发脉冲的电路及主电源变压器时钟（钟点数）有关。 (2)根据所用晶闸管的定额，如何确定整流电路的最大输出电流？ 答：晶闸管的额定工作电流可作为整流电路的最大输出电流。 六、实验结果 (1)三相半波可控整流电路带电阻性负载 按图3-10接线，将电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，DJK06上的“给定”从零开 始，慢慢增加移相电压，使α能从30°到170°范围内调节，用示波器观察并纪录α=30°、60°、90°、120°、150°时整流输出电压Ud和晶闸管两端电压UVT的波 d U d ＝[1+cos(a+π/6))](30°～150°) (2)三相半波整流带电阻电感性负载 将DJK02上700mH的电抗器与负载电阻R串联后接入主电路，观察不同移相角α 时U d 、I d 的输出波形，并记录相应的电源电压U 2 及U d 、I d 值，画出α＝90°时的U d 及 1）整流输出电压Ud和晶闸管两端电压UVT的波形 （2）绘出当α＝90°时，整流电路供电给电阻性负载、电阻电感性负载时的U d及I d 的波形，并进行分析讨论。 α=30o时Ud的波形 很全的电工电路图符号 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】 电工电路的符号比较多，有好多面熟但会忘记是什么功能的。现在，搜集了这么多电工电路符号供大家参考，如果有问题可以留言。 电流表 PA 电压表 PV 有功电度表 PJ 无功电度表 PJR 频率表 PF 相位表 PPA 最大需量表(负荷监控仪) PM 功率因数表 PPF 有功功率表 PW 无功功率表 PR 无功电流表 PAR 声信号 HA 光信号 HS 指示灯 HL 红色灯 HR 绿色灯 HG 黄色灯 HY 蓝色灯 HB 白色灯 HW 连接片 XB 插头 XP 插座 XS 端子板 XT 电线,电缆,母线 W 直流母线 WB 插接式(馈电)母线 WIB 电力分支线 WP 照明分支线 WL 应急照明分支线 WE 电力干线 WPM 照明干线 WLM 应急照明干线 WEM 滑触线 WT 合闸小母线 WCL 控制小母线 WC 信号小母线 WS 闪光小母线 WF 事故音响小母线 WFS 预告音响小母线 WPS 电压小母线 WV 事故照明小母线 WELM 避雷器 F 熔断器 FU 快速熔断器 FTF 跌落式熔断器 FF 限压保护器件 FV 电容器 C 电力电容器 CE 正转按钮 SBF 反转按钮 SBR 停止按钮 SBS 紧急按钮 SBE 试验按钮 SBT 复位按钮 SR 限位开关 SQ 接近开关 SQP 手动控制开关 SH 时间控制开关 SK 液位控制开关 SL 湿度控制开关 SM 压力控制开关 SP 速度控制开关 SS 电力电子技术实验波形图、思考题答案 实验一晶闸管触发电路实验 （1）α=90°整理，描绘实验中记录的各点波形，并标出其幅值和宽度。 思考题 1、锯齿波同步移相触发电路有哪些特点？ （1）脉冲移相范围较大 （2）易确定触发的准确位置 2、锯齿波同步移相触发电路的移相范围与那些参数有关？ 触发元件 二极管反映速度 三极管反映速度 电容能力 实验二 单相桥式半控整流电路实验 （1）α=60°时，电阻负载、阻感性负载的d u 、VT u 波形图 思考题 1、单相桥式半控整流线路在什么情况下会发生失控现象？ 当电路中无续流二极管，α=180°或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管续流导通的情况，使d u 为正弦半波，即半周期d u 为正弦，发生失控。 2、在加续流二极管前后，单相桥式半控整流电路中晶闸管两端的电压波形如何？ 加续流二极管前，电压波形为 加续流二极管，电压波形为周期方波（正值） 实验三 单相桥式全控整流及有源逆变电路实验 （1）画出 α=60°、α=90°时d u 、和VT u 波形图。 （2）分析逆变颠覆的原因及逆变颠覆会产生的后果。 逆变颠覆的原因：1触发电路工作不可靠：触发电路不能适时地、准确地给各晶闸管 分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延迟等导致晶闸管工作失常。 2晶闸管发生故障：在应该阻断期间，元件失去阻断能力，或在应该导通时刻，元件不导通。 3换相的预角不足：存在重叠角 4交流电源发生异常：可能出现交流电源突然断电，缺相火或电压过低。 产生的后果：逆变运行时，发生换相失败，使整流电路由逆变工作状态进入整流工作状态，d u 又重新变成整流正值，使输出平均电压和直流电势变成顺向串联，外接的直流电源通过晶闸管电路形成短路。 ?+=+= = π α α απωωπ 2 cos 145.0)cos 1(22)(sin 2212 22U U t td U U d d d d R U I = 2 RM U 2U =) 90(U 2U 2 FM ≥α=I I =T )2~5.1(57 .1T T(AV)I I = ?+=+= = π α α απωωπ 2 cos 145.0)cos 1(22)(sin 2212 22U U t td U U d d dVT I I π α π2-= d d VT I t d I I π α πωπ π α2)(212-= = ?d dVD I I R π α π2+= 若近似认为i d 为一条水平线，恒为I d ，则有 VT 的a 移相范围为180 SCR 平均值： SCR 有效值： VD R 平均值： a) VT i d b) c) d) e) f) g) L T R u 1 u 2 u VT u d VD R i VD R u VT i VT I d ωt ωt ωt ωt O O O O π-α π+α i VD R u 2 u d i d I d ωt 1 ωt ωt O O d d d R U I = T i 2a V T 1 V T 3 i d R πu 1 u 2 a)b V T 2 V T 4 u d ωt ωt ωt 0i 2u d i d b)c)d)u d (i d ) αα u VT 1,4 最大正反向电压：U FM = U 2/2，U RM = 。 双脉波整流：每周输出电压脉动2次。 不存在变压器直流磁化问题，变压器副边电流正负半周对称，平均值为0。 2 22U ?+=+= = π α α απωωπ2 cos 19.02cos 122)(d sin 21 2 22d U U t t U U 角的移相范围为180 平均电流值为： R U I d d = 2 cos 145.0212 d dVT α+==R U I I πα παπ ωωπ π α -+== ?2sin 212)(d )sin 2( 21222VT R U t t R U I π α παπωωπ π α -+== =?2sin 21)()sin 2( 1 2222R U t d t R U I I I I 2 1 VT = T a b R a) u 1 u 2 i 2V T 1 V T 3 V T 2 V T 4 u d d u 2O ωt O ωt O ωt u d i d i 2O ωt O ωt u VT 1,4O ωt O ωt I d I d I d I d I d i VT 2,3 i VT 1,4 ?+===απαα απ ωωπcos 9.0cos 22)(d sin 21222d U U t t U U d dT 2 1I I = d d T 707.02 1I I I == 晶闸管移相范围为 90 晶闸管承受的最大正反向电压均为 晶闸管导通角θ与 无关，均为180，电流平均值和有效值分别为： 输出电压平均值： d d I t d I I == ?+α πα ωπ2 21 R U R U I E -== d d d 带反电动势负载时22U VT 的a 移相范围为180 电工电路图符号大全 电流表PA 电压表PV 有功电度表PJ 无功电度表PJR 频率表PF 相位表PPA 最大需量表(负荷监控仪) PM 功率因数表PPF 有功功率表PW 无功功率表PR 无功电流表PAR 声信号HA 光信号HS 指示灯HL 红色灯HR 绿色灯HG 黄色灯HY 蓝色灯HB 白色灯HW 连接片XB 插头XP 插座XS 端子板XT 电线,电缆,母线W 直流母线WB 插接式(馈电)母线WIB 电力分支线WP 照明分支线WL 应急照明分支线WE 电力干线WPM 照明干线WLM 应急照明干线WEM 滑触线WT 合闸小母线WCL 控制小母线WC 信号小母线WS 闪光小母线WF 事故音响小母线WFS 预告音响小母线WPS 电压小母线WV 事故照明小母线WELM 避雷器F 熔断器FU 快速熔断器FTF 跌落式熔断器FF 限压保护器件FV 电容器C 电力电容器CE 正转按钮SBF 反转按钮SBR 停止按钮SBS 紧急按钮SBE 试验按钮SBT 复位按钮SR 限位开关SQ 接近开关SQP 手动控制开关SH 时间控制开关SK 液位控制开关SL 湿度控制开关SM 压力控制开关SP 速度控制开关SS 温度控制开关,辅助开关ST 电压表切换开关SV 电流表切换开关SA 整流器U 可控硅整流器UR 控制电路有电源的整流器VC 变频器UF 变流器UC 逆变器UI 电动机M 异步电动机MA 同步电动机MS 直流电动机MD 绕线转子感应电动机MW 鼠笼型电动机MC 电动阀YM 电磁阀YV 防火阀YF 排烟阀YS 电磁锁YL 跳闸线圈YT 合闸线圈YC 气动执行器YPA,YA 电动执行器YE 发热器件(电加热) FH 照明灯(发光器件) EL 空气调节器EV 电加热器加热元件EE 感应线圈,电抗器L 励磁线圈LF 消弧线圈LA 滤波电容器LL 电阻器,变阻器R 电位器RP 电工最常见电路图讲解 对一个没有电工基础，或者刚入门的从业者，都比较迷茫，都会有这么一个问题，看到电路图，无从下手，不知道该从哪边学起，下面简单介绍下一些基础知识，供大家参考。 首先，要了解各个元件的有什么功能，有什么特点。说白了就是要了解各个元件有什么作用。 其次，要了解各个元件间的组合有什么功能。 再者，要知道一些基本的电路，比如:基本的电压源与电流源之间的相互转换电路，基本的运算放大电路等等。 然后，就是可以适当的看一点复杂的电路图，慢慢了解各个电路间电流的走向。 以上所说的模拟电路，还有数字电路就是要多了解一些‘门’的运用，比如说：与非门，与或门等等。还有在一些复杂的电路图上会有集成芯片，所以，你还要了解给个芯片引脚的作用是什么，该怎么接，这些可以在网上或书上查到，再有，提到一点就是一些电路中的控制系统，有复杂的控制系统，也有简单的控制系统，我说一个简单的，比如说单片机的，你就要了解这个单片机有多少引脚，各个引脚的功能是什么，这个单片机要一什么铺助电路想连接，这样组成一个完整的电路。 想学会电路图就是要你多看，多去了解，多去接触，这样更容易学会。 一、电子电路图的意义 电路图是人们为了研究和工程的需要,用约定的符号绘制的一种表示电路结构的图形。通过电路图可以知道实际电路的情况。这样,我们在分析电路时,就不必把实物翻来覆去地琢磨,而只要拿着一张图纸就可以了;在设计电路时,也可以从容地在纸 上或电脑上进行,确认完善后再进行实际安装,通过调试、改进,直至成功;而现在,我们更可以应用先进的计算机软件来进行电路的辅助设计,甚至进行虚拟的电路实验,大大提高了工作效率。 二、电子电路图的分类 常遇到的电子电路图有原理图、方框图、装配图和印板图等 ( 一) 原理图 原理图就是用来体现电子电路的工作原理的一种电路图,又被叫做“电原理图”。这种图,由于它直接体现了电子电路的结构和工作原理,所以一般用在设计、分析电路中。分析电路时,通过识别图纸上所画的各种电路元件符号,以及它们之间的连接方式,就可以了解电路的实际工作时情况。图1 所示的就是一个收音机电路的原理图。 图一 ( 二) 方框图( 框图) 方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概况的电路图。从根本上说,这也是一种原理图,不过在这种图纸中,除了方框和连线,几乎就没有别的符号了。它和上面的原理图主要的区别就在于原理图上详细地绘制了电路的全部的元器电工基础电路图讲解
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