变频器课后习题教程.docx

1.什么叫变频器？变频调速有哪些应用？? 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。? 变频调速的应用主要有：①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%；②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；③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。????? 1.?异步电动机变频调速的机理论是什么？?答：异步电动机转速n=60f1（1—s）/p? 电源频率为f1，由上试可见，调节电源频率f1，可使异步电动机的转速n得到大范围的调节。? 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IA降低到维持电流IH以下，上述正反馈无法维持，管子自然关断。维持电流IH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。? ?GTO有哪些主要参数？其中哪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ＩTGQM????(2）关断增益Goff? 4.?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Ｕp，?以降低关断损耗，防止结温升高；抑制阳极电压ＵＡk的上升率du／dt，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R、L为负载，VD为续流二极管，?LA是GTO导通瞬间限制di／dt的电感。RsCs和VDs组成了缓冲电路。?GTO的阳极电路串联一定数值的电感LＡ来限制di／dt，?当门极控制关断时抑制阳极电流ＩA的下降，di／dt?在电感LＡ上感应的电压尖峰Ｕp通过VDA和ＲA加以限制。当GTO开通瞬间，?电容Cs要通过阻尼电阻Rs向GTO放电，若Rs小，则Cs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VDs，在GTO关断时，用ＶＤs的通态内阻及GTO关断过程中的内阻来阻尼LA和Cs谐振。Rs则用于GTO开通时，限制Cs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Cs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：P-MOSFET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，以保证P-MOSFET的可靠触发导通。? ????2）开通时以低电阻对栅极电容充电，关断时为栅极电容提供低电阻放电回路，减小栅极电容的充放电时间常数，提高P-MOSFET的开关速度。? ????3）P-MOSFET开关时所需的驱动电流为栅极电容的充放电流。P-MOSFET的极间电容越大，所需的驱动电流也越大。为了使开关波形具有足够的上升和下降陡度，驱动电流要具有较大的数值。? 7.?说明IGBT的结构组成特点。? 答：IGBT是一种新型复合器件。输入部分为MOSFET，输出部分为GTR，它综合了MOSFET和GTR的优点，具有输入阻抗高、工作速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大的优点。? 8．IGBT的应用特点和选择方法是什么？? 答：IGBT的开通和关断是由栅极电压来控制的。栅极施以正电压时，MOSFET内形成沟道，从而使IGBT导通。在栅极上施以负电压时，MOSFE