2
3．什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者
各有什么特点。
答：按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的
逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路
称为电流型逆变电路
电压型逆变电路的主要特点是：
①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。直流
侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形
波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位
因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起
缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能
量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
电流型逆变电路的主要特点是：
①直流侧串联有大电感，相当于电流源。直流侧电流基本无
脉动，直流回路呈现高阻抗。
②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因
此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交
流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起
缓冲无功能量的作用。因为反馈无功能量时直流电流并不反
向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二
极管。
8．逆变电路多重化的目的是什么？如何实现？串联多重和
并联多重逆变电路各用于什么场合？
答：逆变电路多重化的目的之一是使总体上装置的功率等级
提高，二是可以改善输出电压的波形。因为无论是电压型逆
变电路输出的矩形电压波，还是电流型逆变电路输出的矩形
电流波，都含有较多谐波，对负载有不利影响，采用多重逆
变电路，可以把几个矩形波组合起来获得接近正弦波的波
形。
逆变电路多重化就是把若干个逆变电路的输出按一定的相
位差组合起来，使它们所含的某些主要谐波分量相互抵消，
就可以得到较为接近正弦波的波形。组合方式有串联多重和
并联多重两种方式。串联多重是把几个逆变电路的输出串联
起来，并联多重是把几个逆变电路的输出并联起来。
串联多重逆变电路多用于电压型逆变电路的多重化。
并联多重逆变电路多用于电流型逆变电路得多重化。
第
5 章 直流-直流变流电路
2．在图 5-1a 所示的降压斩波电路中，已知 E=200V，R=10
Ω，
L 值极大，EM=30V，T=50μs,ton=20μs,计算输出电压
平均值
Uo，输出电流平均值 Io。
解：由于
L 值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值
为
Uo=
E
T
t
on
=
50
200
20
=80(V)
输出电流平均值为
Io =
R
E
U
M
o
-
=
10
30
80
=5(A)
5．在图 5-2a 所示的升压斩波电路中，已知 E=50V，L 值和
C 值极大，R=20Ω，采用脉宽调制控制方式，当 T=40μs，
ton=25μs 时，计算输出电压平均值 Uo，输出电流平均值 Io。
解
：
输
出
电
压
平
均
值
为
：
Uo
=
E
t
T
off
=
50
25
40
40
=133.3(V)输出电流平均值为：Io
=
R
U
o
=
20
3
.
133
=6.667(A)
10．多相多重斩波电路有何优点？
答：多相多重斩波电路因在电源与负载间接入了多个结构相
同的基本斩波电路，使得输入电源电流和输出负载电流的脉
动次数增加、脉动幅度减小，对输入和输出电流滤波更容易，
滤波电感减小。此外，多相多重斩波电路还具有备用功能，
各斩波单元之间互为备用，总体可靠性提高。
第
6 章 交流-交流变流电路
6．交交变频电路的最高输出频率是多少？制约输出频率提
高的因素是什么？
答：一般来讲，构成交交变频电路的两组变流电路的脉波数
越多，最高输出频率就越高。当交交变频电路中采用常用的
6 脉波三相桥式整流电路时，最高输出频率不应高于电网频
率的
1/3~1/2。当电网频率为 50Hz 时，交交变频电路输出的
上限频率为
20Hz 左右。
当输出频率增高时，输出电压一周期所包含的电网电压段数
减少，波形畸变严重，电压波形畸变和由此引起的电流波形
畸变以及电动机的转矩脉动是限制输出频率提高的主要因
素。
9 在三相交交变频电路中，采用梯形波输出控制的好处是什
么？为什么？
答：在三相交交变频电路中采用梯形波控制的好处是可以改
善输入功率因数。因为梯形波的主要谐波成分是三次谐波，
在线电压中，三次谐波相互抵消，结果线电压仍为正弦波。
在这种控制方式中，因为桥式电路能够较长时间工作在高输
出电压区域（对应梯形波的平顶区）， 角较小，因此输入
功率因数可提高
15%左右。
第
7 章 PWM 控制技术
3. 单极性和双极性 PWM 调制有什么区别？三相桥式 PWM
型逆变电路中，输出相电压（输出端相对于直流电源中点的
电压）和线电压
SPWM 波形各有几种电平？
答：三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的
极性，所得的
PWM 波形在半个周期中也只在单极性范围内
变化，称为单极性
PWM 控制方式。
三角波载波始终是有正有负为双极性的，所得的
PWM 波形
在半个周期中有正、有负，则称之为双极性
PWM 控制方式。
三相桥式
PWM 型逆变电路中，输出相电压有两种电平：
0.5Ud 和-0.5 Ud。输出线电压有三种电平 Ud、0、- Ud。
4．特定谐波消去法的基本原理是什么？设半个信号波周期
内有
10 个开关时刻（不含 0 和
时刻）可以控制，可以
消去的谐波有几种？
答：首先尽量使波形具有对称性，为消去偶次谐波，应使波
形正负两个半周期对称，为消去谐波中的余弦项，使波形在
正半周期前后
1/4 周期以
/2 为轴线对称。
考虑到上述对称性，半周期内有
5 个开关时刻可以控制。利
用其中的
1 个自由度控制基波的大小，剩余的 4 个自由度可
用于消除
4 种频率的谐波。
8．如何提高 PWM 逆变电路的直流电压利用率？
答：采用梯形波控制方式，即用梯形波作为调制信号，可以
有效地提高直流电压的利用率。对于三相
PWM 逆变电路，
还可以采用线电压控制方式，即在相电压调制信号中叠加
3
的倍数次谐波及直流分量等，同样可以有效地提高直流电压
利用率。
●简述图
5-1a 所示的降压斩波电路工作原理。
答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中，让
V 导通一
段时间
ton，由电源 E 向 L、R、M 供电，在此期间，uo＝E。
然后使
V 关断一段时间 toff，此时电感 L 通过二极管 VD 向
R 和 M 供 电 ， uo ＝ 0 。 一 个 周 期 内 的 平 均 电 压 Uo ＝
E
t
t
t
off
on
on
。输出电压小于电源电压，起到降压的作用。
●简述图
5-2a 所示升压斩波电路的基本工作原理。
答：假设电路中电感
L 值很大，电容 C 值也很大。当 V 处
于通态时，电源
E 向电感 L 充电，充电电流基本恒定为 I1，
同时电容
C 上的电压向负载 R 供电，因 C 值很大，基本保
持输出电压为恒值
Uo。设 V 处于通态的时间为 ton，此阶段
电感
L 上积蓄的能量为
on
1
t
EI
。当
V 处于断态时 E 和 L 共
同向电容
C 充电并向负载 R 提供能量。设 V 处于断态的时
间 为
toff ， 则 在 此 期 间 电 感 L 释 放 的 能 量 为
off
1
o
t
I
E
U
。当电路工作于稳态时，一个周期
T 中电
感
L 积蓄的能量与释放的能量相等，
即：
off
1
o
on
1
t
I
E
U
t
EI
化简得：
E
t
T
E
t
t
t
U
off
off
off
on
o
式中的
1
/
off
t
T
，输出电压高于电源电压，故称该电
路为升压斩波电路。
●试简述升降压斩波电路的基本原理，
答：升降压斩波电路的基本原理：当可控开关
V 处于通态时，
电源
E 经 V 向电感 L 供电使其贮存能量，此时电流为 i1，
方向如图
3-4 中所示。同时，电容 C 维持输出电压基本恒定
并向负载
R 供电。此后，使 V 关断，电感 L 中贮存的能量
向负载释放，电流为
i2，方向如图 3-4 所示。可见，负载电
压极性为上负下正，与电源电压极性相反。稳态时，一个周
期
T 内 电 感 L 两 端 电 压 uL 对 时 间 的 积 分 为 零 ， 即
T
t
u
0
L
0
d
当
V 处于通态期间，uL = E；而当 V 处于
断态期间，
uL = - uo。于是：
off
o
on
t
U
t
E
所以
输出电压为
E
E
t
T
t
E
t
t
U
1
on
on
off
on
o
改变导通比
，输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。
当
0<
<1/2 时为降压，当 1/2<
<1 时为升压，因此将
该电路称作升降压斩波电路。
E
E
t
T
t
E
t
t
U
1
on
on
off
on
o