综合问题

综合问题

(1)请画出图9.15所示的电磁灶系统的等效电源电路。

(2)图8.6所示为谐振型高频逆变器示意图,请画出其等效电源系统图,并分析与图9.15所示的系统有何不同?

(3)在9.4小节提到的快速充电器,本书建议将直流环节电压设计成可调式。请分析可调式的优点。

(4)图9.19所示为调光式LED驱动电流波形,该波形有其特殊性,请分析原因。

[1]基于d-q坐标空间矢量所表示的感应电动机,稳态运行时基本上与相量表示的工作原理相同,区别仅表现在三相一体化表示的电路或是各相表示的电路有所不同。参考本书的参考文献1)的p.219。感应电动机的电磁转矩设为T,极对数设为p,则T′=T/p

[2]电气设备的内部电压一般指去掉Rs+ls压降后的端电圧,不过在此简化处理了。

[3]本节的内容较难,可以跳过。不过,最好了解一下直流电动机转矩线性控制的概念以及感应电动机通常的控制方法,因为这部分内容是电力电子学发展的重要历程。

[4]永磁电动机的发展使得感应电动机失去了主导地位,可是在高铁的驱动系统中,感应电动机仍是不可或缺的主角,因此本节说明的技术是必须的,请参考9.1.6节。——译者注

[5]等效电路在分析电动机工作原理等方面起到重要作用。为了正确解析工作过程,可以适当简化电路。例如,参考本书参考文献1)中的图8.23。

[6]感应电动机的基本等效电路如图9.1b所示,在中间部分有互感M。如果变换成如图9.5b所示的不含M的等效电路,则需要折算到转子侧或定子侧。式(9.5)是折算到转子侧的方程式,其左边为(M/Lr)i″s=ai″s,i″s表示定子侧的输入电流,与绕组比a相乘则折算成转子侧的量。其右边本身即为转子侧的量。

[7]参考文献:難波江 章,黒澤良一:图示誘導電動機のトルク伝達関数定数化制御」,電気学会論文誌B,Vol.98,No.3,p.303(1978)。

[8]irdirq是明确表示dq旋转坐标的量,所以不附加″。

[9]转矩线性化控制理论是基于转子侧建立的,但人们总感觉控制指令值是从定子侧施加的,因此在控制框图和方程式中定子侧和转子侧的量都存在。一般通过数值的后缀来确认属于哪一侧的量。

[10]图5.40所示为LR电路的控制实例。控制感应电动机时,必须采取相应的措施来控制d-q轴间的相互干扰。参考本书参考文献1)中的图8.36。

[11]参考文献:Hirofumi Akagi:“Classification Terminology and Application of the Modular Multilevel Cas-cade Converter(MMCC),”IEEE Trans.PE,Vol.26,No.11,pp.3119~3130(2011).(https://www.daowen.com)

[12]图9.12b所示为d-q旋转坐标的量,i″HF为变量,所以用小写字母表示。

[13]参考本书参考文献4)。

[14]发光二极管是发光再复合概率很高的直接迁移型半导体。一般的半导体,如硅和锗是间接迁移型的,容易再复合产生热能。

[15]参考文献:国松 崇,河辺桂太,石田敏文:LED照明駆動用IPDの開発,Panasonic Technical Jour-nal,Vol.58,No.1,pp.18~23(2012).

[16]尽管LED灯消耗功率只有10W左右,但是,美国能源之星自主限定推荐高效率和高功率因数的器具,并在节能器具上张贴许可标签。

[17]本小节应该属于举例部分,但是因为内容繁多,故单独作为一个小节来叙述。

[18]不考虑60Hz的使用情况。

[19]例如,三菱CM150TX-24S等。

[20]额定电流平均值由IPM的散热值来决定。实际上,开关损耗也不容忽视。上升温度不超过基准值范围的电流为允许电流值。开关器件的散热情况也对其有影响。

[21]当处理600V电容比较困难时,可以适当减小直流环节电压。

[22]此时SDA-4的控制不是以DC-AC逆变器的方式,而是采用四象限斩波电路的三电平PWM控制,每个周期都有极性为正负交替的输出,容易与直流-交流变换相混淆。其工作原理请参考4.5.4节的环路切换型功率变换的要点和6.2.2节的两相半波整流。

[23]4~5kHz的交流电流流过导体时,由于趋肤效应,大多集中在导体表面,导致实际阻值大于导体阻值。为了减小其影响,人们在增加导体表面的横断面(例如宽幅的带状)加工方面也必须做出努力。

[24]“Smart”这个单词有多重意思。在此,除了“下一代节能”之外,还有“高效”、“节能环保型”等意思。