电力电子变换器实用分析与设计-习题及答案电子ch05 电力电子变换器的参数优化设计.docx

第5章 电力电子变换器的参数优化设计5-1简要说明电力电子变换器的传统设计方法存在什么缺陷。1.线路涌流线路涌流（或称线路搅扰）在致使变压器缺点的悉数要素中被列为首位。这一类中包含由误 操作、变压器解并排、有载调压分接头拉弧等要素致使的操作过电压、电压峰值、线路缺点 /闪络以及别的输配（T&D）方面的反常景象。这类要素在变压器缺点中占有绝大有些的份额。 2.绝缘老化在早年的10年中在构成缺点的要素中，绝缘者化列在第二位。因为绝缘老化的要素，变压 器的均匀寿数仅有17. 8年，大大低于预期为3540年的寿数。在1983年，发作缺点时变压 器的均匀寿数为20年。3 .受潮受潮这一品种包含由洪水、管道渗漏、顶盖渗漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及绝缘油中 存在水分。4 .保护不良保护不行被列为第四位致使变压器缺点的要素这一类包含未装变压器的保护设备或设备的 禁绝确冷却剂走漏、尘垢淤积以及腐蚀。5 .过载这一类包含了断定是由过负荷致使的缺点，仅指那些长时刻处于跨过铭牌功率作业状况下小 马拉大车的变压器。过负荷常常会发作在发电厂或用电有些继续缓慢行进负荷的状况下。终 究构成变压器超负荷作业,过高的温度致使了绝缘的过早老化。当变压器的绝缘纸板老化后， 绝缘纸绝缘强度下降。因而，外部缺点的冲击力就或许致使绝缘破损，进而发作缺点。5-2磁性元件的温升和磁通密度一般需满足什么约束条件？磁性元件的温升和磁通密度之间通常需要满足以下约束条件：L温升限制：磁性元件在工作过程中会产生一定的损耗，导致温度上升。为了确保元件的 正常工作和寿命，需要限制温升不超过元件的承受能力。温升通常通过考虑元件的材料、设 计和散热等因素来进行控制。2 .磁饱和限制：磁性元件在工作中，磁通密度会随着输入信号的变化而变化。为了确保磁 性元件的正常工作和性能，需要限制磁通密度不超过材料的饱和磁感应强度。超过饱和磁感 应强度会导致元件的非线性行为和质量损失。3 .功耗限制：磁性元件在工作时通常会有一定的功耗。功耗过高会导致元件发热，进而影 响温升和性能。因此，需要限制磁性元件的功耗在可接受范围内。4 .效率要求：磁性元件的效率是指输入功率和输出功率之间的比值。为了提高系统的能量 利用率和减少能量损失，需要尽量提高磁性元件的效率。需要注意的是，具体的约束条件会依赖于具体的磁性元件、应用场景和设计要求。因此，在 实际设计和使用磁性元件时，需要综合考虑以上因素，并根据具体情况制定相应的约束条件。5-3变压器绕组的直流电阻与交流电阻有何区别？变压器的直流电阻，指的是变压器线圈的电阻，交流电阻，是指的变压器感抗。直流电阻直流电阻就是元件通上直流电，所呈现出的电阻，即元件固有的，静态的电阻.直流 电阻适用欧姆定律R=U/I。交流电阻一般指阻抗.在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗. 阻抗常用Z表示,是一个复数,实部称为电阻(R),虚部称为电抗,其中电容在电路中对交流电 所起的阻碍作用称为容抗(xc)。电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗(xL),电容 和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗.阻抗的单位是欧.阻抗的计算要用向 量计算，即 Z二 V ER2+ (xL-xc) 2 o5-4电力电子变换器设计中有哪些典型设计变量？在电力电子变换器的设计中，有许多典型的设计变量需要考虑和优化。以下是其中一些常见 的设计变量：1 .输入/输出电压或电流：设计变换器时，需要确定输入和输出的电压或电流的要求。这些 参数将直接影响变换器的功率转换和控制策略。2 .开关器件选择和参数：开关器件(如MOSFET、IGBT等)的选择和其参数的确定是设计过 程中的重要一环。这包括器件的电流和电压能力、开关速度、导通和关断损耗等。3 .拓扑结构：选择适当的电力电子变换器拓扑结构是关键的设计决策之一。常见的拓扑结 构包括单相/三相变换器、升压/降压变换器、全桥/半桥变换器等。4 .控制策略：电力电子变换器的控制策略对系统的性能和稳定性有着重要影响。选择适当 的控制策略，如电流控制、电压控制或功率控制，并确定其实现方法和参数，是设计过程中 需要考虑的重要因素。5 .滤波电感/电容：变换器的输入和输出滤波是为了减小输入/输出的波动或噪声。选择适 当的滤波电感和电容的数值和类型，以满足系统的输出质量和稳定性要求。6,散热设计：电力电子变换器通常会产生较大的功耗，因此需要合理的散热设计，以保证 系统在工作过程中不过热。这包括选择适当的散热器和散热方法，并优化器件的布局和导热 路径。5-5电力电子变换器设计中有哪些典型设计目标？了解电力电子技术相关产品设计流程、经济成本等因素体现于设计之中，能够根据设计任务 与要求,合理规划设计步骤与进度。