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第6章交流—交流变换器习题（2）第1部分：填空题1.把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为交交变频电路。2.单相交交变频电路带阻感负载时，哪组变流电路工作是由输出电流方向决定的，交流电路工作在整流还是逆变状态是根据输出电压与电流的方向是否相同决定的。3.当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50Hz时，单相交交变频电路的输出上限频率约为20Hz。4.三相交交变频电路主要有两种接线方式，即公共交流母线进线方式和输出星形联接方式，其中主要用于中等容量的交流调速系统是公共交流母线进线方式。5.矩阵式变频电路是近年来出现的一种新颖的变频电路。它采用的开关器件是全控型器件；控制方式是斩控方式。第2部分：简答题1.画出单相交交变频电路的基本原理图并分析其基本工作原理。（略）2.交交变频电路的主要特点和不足是什么？其主要用途是什么？答:交交变频电路的优点是：只用一次变流，效率较高；可方便地实观四象限工作：低频输出波形接近正弦波。缺点是：接线复杂，受电网频率和变流电路脉波数的限制输出频率较低；输入功率因数较低；输入电流谐彼含量大，频谱复杂。交交变频电路主要用于500kw或1000kw以上的大功率、低转速的交流调速电路中。3.单相交交变频电路和直流电动机传动用的反并联可控整流电路有什么不同？答：电路结构相同，但工作方式不同：单相交交变频电路是交流输出，为此两组桥在交流输出的每个周期内都要切换，且控制角要不断变化，使输出电压按照正弦规律变化。反并联可控整流电路是直流输出，稳态时控制角不变，只有在电机运行状态变化时，两组桥才进行切换。4.交交变频电路的最高输出频率是多少？制约输出频率提高的因素是什么？答:最高输出频率是电网频率的1/2～1/3，制约输出频率提高的因素是:电压波形的畸变以及由此产生的电流波形的畸变、转矩脉动、电流死区和电流断续。5.三相交交变频电路有那两种接线方式？它们有什么区别？答:三相交交变频电路主要有两种接线方式，即公共交流母线进线方式和输出星形联结方式。公共交流母线进线方式的电源进线通过进线电抗器接在公共的交流母线上。因为电源进线端公用，所以三组单相交交变频电路的输出端必须隔离。为此，交流电动机的三个绕组必须拆开，共引出六根线。这种电路主要用于中等容量的交流调速系统。输出星形联结方式中电动机中性点不和变频器中性点接在一起。电动机只引出三根线即可。因为三组单相交交变频电路的输出联接在一起，其电源进线就必须隔离，因此三组单相交交变频器分别用三个变压器供电。6.在三相交交变频电路中，采用梯形波输出控制的好处是什么？为什么？答:改善功率因数，提高输出电压。梯形波的主要谐波成分是三次谐波，在线电压中，三次谐波相互抵消，结果线电压仍为正弦波。在这种控制方式中，因为桥式电路较长时间工作在高输出电压区域a角较小，因此输入功率因数可提高15％左右。和正弦波相比，在同样幅值的情况下，梯形波中的基波幅值可提高15％左右。这样就可以使变频器的输出电压提高约15％。7.试述矩阵式变频电路的基本原理和优缺点。为什么说这种电路有较好的发展前景？答:矩阵式变频电路的基本工作原理：对单相交流电压进行斩波控制，即进行PWM控制时，如果开关频率足够高则其输出电压Uo=σUs，σ为占空比。在不同的开关周期中采用不同的σ，可得到与频率和波形都不同的输出电压。优点：输出电压为正弦波，输出频率不受电网频率的限制；输入电流也可控制为正弦波且和电压同相，功率因数为1。能量可双向流动，适用于交流电动机的四象限运行；不通过中间直流环节而直接实现变频，效率较高。因此，这种电路的电气性能是十分理想的,有较好的发展前景。缺点：矩阵式变频电路所用的开关器件为18个，电路结构较复杂，成本较高，控制方法还不算成熟。此外，其输出输人最大电压比只有0.866用于交流电机调速时输出电压偏低。