电力电子学 复习及思考题VIP免费

第1页共34页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共34页第一章1-1.电力技术、电子技术和电力电子技术三者所涉及的技术内容和研究对象是什么？三者的技术发展和应用主要依赖什么电气设备和器件？答：电力技术涉及的技术内容：发电、输电、配电及电力应用。其研究对象是：发电机、变压器、电动机、输配电线路等电力设备，以及利用电力设备来处理电力电路中电能的产生、传输、分配和应用问题。其发展依赖于发电机、变压器、电动机、输配电系统。其理论基础是电磁学(电路、磁路、电场、磁场的基本原理)，利用电磁学基本原理处理发电、输配电及电力应用的技术统称电力技术。电子技术，又称为信息电子技术或信息电子学，研究内容是电子器件以及利用电子器件来处理电子电路中电信号的产生、变换、处理、存储、发送和接收问题。其研究对象:载有信息的弱电信号的变换和处理。其发展依赖于各种电子器件（二极管、三极管、MOS管、集成电路、微处理器电感、电容等）。电力电子技术是一门综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。它涉及电力电子变换和控制技术技术，包括电压（电流）的大小、频率、相位和波形的变换和控制。研究对象：半导体电力开关器件及其组成的电力开关电路，包括利用半导体集成电路和微处理器芯片构成信号处理和控制系统。电力电子技术的发展和应用主要依赖于半导体电力开关器件。第2页共34页第1页共34页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共34页1-2.为什么三相交流发电机或公用电网产生的恒频、恒压交流电，经电压、频率变换后再供负载使用，有可能获得更大的技术经济效益？答：用电设备的类型、功能千差万别，对电能的电压、频率、波形要求各不相同。为了满足一定的生产工艺和流程的要求，确保产品质量、提高劳动生产率、降低能源消耗、提高经济效益，若能将电网产生的恒频、恒压交流电变换成为用电负载的最佳工况所需要的电压、频率或波形，有可能获得更大的技术经济效益。例如：若风机、水泵全部采用变频调速技术，每年全国可以节省几千万吨以上的煤，或者可以少兴建上千万千瓦的发电站。若采用高频电力变换器对荧光灯供电，不仅电-光转换效率进一步提高、光质显著改善、灯管寿命延长3～5倍、可节电50%，而且其重量仅为工频电感式镇流器的10%。高频变压器重量、体积比工频变压器小得多，可以大大减小钢、铜的消耗量。特别在调速领域，与古老的变流机组相比，在钢铜材消耗量、重量、体积、维护、效率、噪音、控制精度和响应速度等方面优势明显。1-3.开关型电力电子变换有哪四种基本类型？第3页共34页第2页共34页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共34页答：有如下四种电力变换电路或电力变换器，如图所示：(1)交流（A.C）—直流（D.C）整流电路或整流器；(2)直流（D.C）—交流（A.C）逆变电路或逆变器；(3)直流（D.C）—直流（D.C）电压变换电路，又叫直流斩波电路、直流斩波器；(4)交流（A.C）—交流（A.C）电压和/或频率变换电路：仅改变电压的称为交流电压变换器或交流斩波器，频率、电压均改变的称为直接变频器。1-4.图1.6(a)所示的开关电路实现DC-AC逆变变换的基本原理是什么？从开关电路的输出端CD能否直接获得理想的正弦基波电压？直流电源输出到开关电路输入端AB的直流电流是否为无脉动连续的直流电流？答：(1)DC/AC逆变电路的可以采用三种控制方案：A、180°方波；B、小于180°单脉冲方波；C、PWM控制。基本原理分别如下：:A、180°方波。当要求输出交流电的频率为f时，在半周期T/2=1/2f内使S1、S4导通，S2、S3第4页共34页第3页共34页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共34页阻断，则逆变电路输出电压vO=vCD=+VD；令随后的T/2时间内S2、S3导通，S1、S4阻断，则逆变电路输出电压为负的电源电压（－VD）。因此vO是频率为f、幅值为VD的交流方波电压，如图1.6(b)所示。对vO进行傅立叶分解，得到其基波电压有效值为V1=4VD/√2π=2√2VD/π，大小取决于直流电源的电压；基波角频率ω=2πf=2π/T，取决于开关的工作频...