电气工程专业2014年专业课作业二.doc

16、简述Boost斩波器工作原理 答：Boost斩波器是常用的DC/DC升压斩波器，其拓扑如图下图所示。 在图中，表示输入电压，表示输出电压，为负载。采用不同的占空比控制开关S，便可以控制输出电压。 Boost电路拓扑 17、给出固定关断时间控制的PFC预调整器模块图和与之对应的工作时序图 答： 固定开关时间控制的PFC预调整器模块图 工作时序及相关波形 18、结合电路图，说明固定关断时间控制的原理。 答：图3-3所示为固定关断时间控制的PFC预调整器模块图。图3-4为与之对应的工作时序。误差放大器（VA)将预调整器输出电压的采样与参考电压进行比较并且产生一个误差信号。正比于两者之差，反馈到乘法器的一个人口，并与整流输人电压的采样相乘。乘法器的输出口是一个经过整流的正弦波，幅值正比于和的幅值，它是PWM的正弦参考电压。反馈到比较器的反向输入端，正向输入端接入感应电阻上的电压，此电压正比于M开通时流过开关管M和电感L的电流。当这两个电压相等时，比较器复位PWM锁存器和M，此时M将被关断。因此决定流过M和电感L的峰值电流。因为是整流后的正弦波，电感峰值电流也将成为整流正弦的形状 PWM锁存器输出端Q接上升沿触发定时器，在一个预设定的时间以后置位 PWM锁存器，以此开通M并开始另一个开关周期。如果不能使电感电流降为零，系统将工作在CCM。 图3-3 固定开关时间控制的PFC预调整器模块图 19、给出直接电流控制配合电网电压前馈的并网逆变器电流控制框图，并说明其原理。 答： 图4-8电流控制框图 图4-8中，有功电流和无功电流的给定值由当前的风速和最大功率跟踪算 法计算得出。以有功电流的控制框图为例，根据采集的并网电流进行Park变换， 得到此时的并网电流的g轴分量和d轴分量。有功电流实际值与有功电流给定值作差后通过PI环节，再与此时的电网电压的g轴分量相加后作为g轴电压参考值。无功电流的控制框图与有功电流控制框图相似，最后1轴电压参考值d轴电压参考值经Park反变换后作为PWM逆变器的参考电压。 图4-8电流控制框图的工作过程如下：假设实际的并网电流、大于给定值，则两者比较后的偏差为正，PI输出器的输出将不断增大，参考电压的幅值也越来越大，从而导致并网电流增大。该过程将导致并网电流、逐渐接近 给定值，PI调节器的输出将保持动态恒定。电网电压经Park变换后的、作为前馈量，可以减弱或消除电网电压波动和电网电压谐波等因素对并网逆变电流 的影响。 20、简述直接电流控制配合电网电压前馈的并网逆变器电流控制原理。 答：直接电流控制配合电网电压前馈的并网逆变器电流控制 方法，电流控制框图如图4-8所示。 图4-8电流控制框图的工作过程如下：假设实际的并网电流、大于给定值，则两者比较后的偏差为正，PI输出器的输出将不断增大，参考电压的幅值也越来越大，从而导致并网电流增大。该过程将导致并网电流、逐渐接近 给定值，PI调节器的输出将保持动态恒定。电网电压经Park变换后的、作为前馈量，可以减弱或消除电网电压波动和电网电压谐波等因素对并网逆变电流 的影响。 21、给出“不可控整流+电流源型逆变器”的结构图。 答： 不可控整流+电流源型逆变器结构 22、给出“不可控整流+电压源型逆变器”的结构图，简述其特点。 答： 不控整流+电压源型逆变器结构 上图是不可控整流+电压源型逆变器的结构图。由不可控整流得到的直 流侧电压随输入而变化，通过全控型器件构成电压源型逆变器（VSI)，可以通过改变调制比来实现并网电压频率和幅值恒定；这种拓扑可以进一步提高开关频率，减小谐波污染，灵活调节输出到电网的有功功率和无功功率，从而调节永磁同步发电机（PMSG)的转速，使其具有最大风能捕获的功能；缺点是不能直接调节发电机电磁转矩，动态响应较慢，不可控整流会造成定子电流谐波含量较大，会增大发电机损耗和转矩脉动，并且当风速变化范围较大时，VSI的电压调节作用有限。 23、比较电流源型逆变器（CSI）与电压源型逆变器（VSI）的不同点。 答：与VSI相比较，电流源型逆变器（CSI)容易实现能量的双向流动，由于直流侧存在大电感，抗电流冲击能力强，系统的可靠性更高，但是CSI容易受电网电压变化的影响，动态响应较慢，并且谐波问题较大，功率因数低。因此，综合成本、效率和动态响应等因素，电压源型逆变器具有更大的优势，目前在小型风力发电机组中使用较多。 24、给出“不可控整流+Boost+逆变”方案的系统结构图 答： 不可控整流+Boost+逆变”方案的系统结构图 25、分析“不可控整流+Boost+逆变”方案的基本原理 答： 直驱式风力发电系统拓扑 上图中的DC-DC变流器为Boost