新能源汽车功率电子基础 习题答案（程夕明） 习题集6

功率电子学原理及其应用习题集6程夕明编第6章逆变技术

6.1习题51试描述逆变电路的功能和类型，它们与功率半导体二极管器件的关系是什么？2电压型逆变电路中二极管的作用是什么？如果没有二极管将出现什么现象？为什么电流型逆变电路中没有这样的二极管？3SPWM调制信号是怎样产生的？什么是调制比和载波比4试说明SPWM控制的单极性调制和双极性调制的技术特点SPWM的规则化采样与自然采样法相比，有何优点6SVPWM与SPWM相比，有什么优点？7阐述电压源型三相逆变器的SPWM控制的基本工作原理8某电动汽车的动力蓄电池组电压为384V通过电压型三相桥式逆变电路，给星形绕组的三相鼠笼电动机供电，请分别计算SPWM和SVPWM两种调制方式的线、相电压幅值和有效值

6.2答案⑴答根据输入电源类型，逆变器可分为电压源型和电流源型电压源逆变器将直流电压逆变为交流电压，其特点是

①直流侧为电压源或并联大电容；

②交流侧输出矩形波电压，交流电流波形由负载决定；

③并联反馈二极管，向感性负载提供无功功率流通道而电流源逆变器的输入为直流电流源，一般用于SCR的逆变电路输出并入电网的逆变器称为有源逆变器，而输出供给负载的逆变器则称为无源逆变器2答在电压型逆变电路中，当交流侧为感性负载时，需要提供无功功率，直流侧电容具有换从无功能量的作用与全控型开关反并联二极管的作用是为交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道当输出交流电压和电流的极性相同时，电流经电路中的可控开关器件流通；而当输出电压电流极性相反时，由反馈二极管提供电流通道若无续流二极管，全控型开关关断时，由于电感中的电流将产生很大的电流变化率，从而在电路中引起很高的过电压，对电路的器件或绝缘产生危害在电流源逆变电路中，直流电流极性一定，无功能量由直流侧电感来缓冲当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时，电流并不反向，仍然经电路中的可控开关器件流通，因此步需要并联二极管3答SPWM信号波形，通常是等腰三角波作为载波，用正弦波作为调制波，在两个波形的交点处控制主电路开关器件的开通和关断，就可在主电路输出端产生于正弦波输出响应相似的波形调制比正弦调制波电压的幅值与三角形载波电压的幅值之比载波比三角形载波的频率与正弦调制波的频率与之比4答在SPWM单极性调制时，调制波为正弦波电压，载波在正半周时为正向三角波，负半周时为负向三角波主电路输出电压正半周为正向SPWM波形，负半周为负向SPWM波形其瞬时值有+Ud、和-Ud三种在SPWM双极性调制时，调制波为正弦波电压，载波为正负三角波无论正弦调制波的正负变化，都有正负的三角型载波主电路输出电压为正负SPWM波形，其瞬时值只有+Ud和-Ud两种5答规则采样法是一种在采用微机实现时实用的PWM波形生成方法，从自然采样法发展而来，它的基本思路是取三角波载波两个正峰值之间为一个采样周期，使每个PWM脉冲的中点和三角波一周期的中点负峰值点重合，在三角波的负峰值时刻对正弦信号采样而得到正弦波的值，用幅值与正弦波值相等的一条水平直线近似替代正弦信号波，用该直线与三角形载波的交点代替正弦波与载波的交点，即可得出控制功率开关器件通断的时刻相对于自然采样法，规则采样法的计算简单，计算了小，而效果接近自然采样法，得到的SPWM波形仍然十分接近正弦波，克服了自然采样法难以在实时控制中在线计算，在工程中实际应用不多的缺点

6.

2.7解:SPWM调制方式匕小〃=三匕=

0.866x384=333VSVPWM调制方式Vin-

0.707x384=27IVLLX412dV=_^^l=222V%也=157V。