变频器原理与应用第3版习题及答案王廷才第1--3章.docx
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1、第1章习题1解答1.什么叫变频器?变频器有哪些应用?答:变频器是将固定电压、固定频率的交流电变换为可调电压、可调频率的交流电的装置。变频器的应用主要有:在节能方面的应用。例如风机、泵类负载采用变频调速后,节电率可以达到20%60%;在提高工艺水平和产品质量方面的应用。例如变频调速应用于传送、起重、挤压和机床等各种机械设备控制领域;在自动化系统中的应用。例如,化纤工业中的卷绕、拉伸、计量、导丝;玻璃工业中的平板玻璃退火炉、玻璃窑搅拌、拉边机、制瓶机;电弧炉自动加料、配料系统以及电梯的智能控制等。2 .变频器的发展与哪些因素相关?答:变频器的发展与电力电子器件的发展直接相关,因为变频器的主电路不论
2、是交-直交变频或是交-交变频形式,都是采用电力电子器件作为开关器件;此外还与计算机技术和自动控制理论的发展紧密相关。3 .变频器按工作原理分为哪几类?答:按工作原理变频器分为:交-交变频器和交-直-交变频器两大类。4 .异步电动机变频调速的机理论是什么?答:三相交流电动机的同步转速(即定子旋转磁场转速)如可表示为601“0=P如果将电源频率调节为人,则同步转速也随之调节成-6nOx一P异步电动机变频后的转速“X的表达式为nx=h0(1-5)=l(1-5)这就是异步电动机变频调速的机理。5 .变频器的主要技术参数有哪些?答:变频器的主要技术参数:输入电压、输出电压、额定电流、输出容量、额定功率和
3、过载能力等。第2章习题2答案1.晶闸管的导通条件是什么?关断条件是什么?答:晶闸管的导通条件:在晶闸管的阳极A和阴极K间加正向电压,同时在它的门极G和阴极K间也加正向电压.要使导通的晶闸管的关断,必须将阳极电流/a降低到维持电流/h以下,上述正反馈无法维持,管子自然关断。维持电流/h是保持晶闸管导通的最小电流。2. 说明GTO的开通和关断原理。与普通晶闸管相比较有何不同?答:GTO开通过程与普通晶闸管相似,在GTO阳极A和阴极K间加正向电压,同时在它的门极G和阴极K间也加正向电压。关断过程是通过在GTO控制极施加关断脉冲(门极G和阴极K间也加负向电压)实现的。3. GTO有哪些主要参数?其中哪
4、些参数与普通晶闸管相同?哪些不同?答:GTO的多数参数与普通晶闸管相同,意义不同的参数有:(1)最大可关断阳极电流/TGQM(2)关断增益GOfr4. GTO为什么要设置缓冲电路?说明缓冲电路的工作原理。答:GTO关断时,抑制阳极电流下降过程中所产生的尖峰阳极电压/,以降低关断损耗,防止结温升高;抑制阳极电压的上升率dud,以免关断失败;GTO开通时,缓冲电容通过电阻向GTO放电,有助于所有GTO元达到擎住电流值。因此,缓冲电路不仅对GTO具有保护作用,而且对于GTO的可靠开通和关断也具有重要意义。以图2-13为例说明缓冲电路的工作原理。图中乐工为负载,VD为续流二极管,LA是GTO导通瞬间限
5、制ddt的电感。RiG和VDS组成了缓冲电路。GTO的阳极电路串联一定数值的电感来限制didb当门极控制关断时抑制阳极电流/a的下降,ddt在电感上感应的电压尖峰通过VDA和HA加以限制。当GTO开通瞬间,电容CS要通过阻尼电阻凡向GTO放电,若&小,则Ci放电电流峰值很高,可能超出GTO的承受能力。为此,增加了二极管VD,在GTo关断时,用VDs的通态内阻及Gn)关断过程中的内阻来阻尼LA和CS谐振。凡则用于GTO开通时,限制G放电电流峰值,并于GTO关断末期VDS反向恢复阻断时阻尼LA和G谐振。5. GTR的应用特点和选择方法是什么?答:GTR的热容量小,过载能力低,过载或短路产生的功耗可
6、能在若干徽秒的时间内使结温超过最大允许值而导致器件损坏。为此GTR的驱动电路既要及时准确地测得故障状态,又要快速自动实现保护,在故障状态下迅速地自动切除基极驱动信号,避免GTR损坏。保护类型包括抗饱和、退抗饱和、过流、过压、过热及脉宽限制等多方面。此外,驱动电路还得具有能在主电路故障后自动切断与主电路联系的自保护能力。6. P-MOSFET的应用特点和选择方法是什么?答:PTOSFET的栅极是绝缘的,属于电压控制器件,因而输入阻抗高,驱动功率小,电路简单。为了正确的控制P-MOSFET的开通和关断,对栅极驱动电路提出如下要求:1)触发脉冲的前后沿要陡峭,触发脉冲的电压幅值要高于器件的开启电压,
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