1、第2章 可控整流器與有源逆變器習題解答電阻為10A，試計2-1具有續流二極管的單相半波可控整流電路，電感性負載, 5Q，電感為0.2H，電源電壓U2為220V，直流平均電流為 算晶閘管和續流二極管的電流有效值，并指出其電壓定額。 解：由直流輸出電壓平均值Ud的關系式：Ud0.45U21cos2已知直流平均電流Id為10A，故得：Ud IdR 10 5 50A可以求得控制角a為：cos2Ud0.45U22 500.45 220則a =90所以，晶閘管的電流有效值求得,IvtId2dtIdIvdr . Id 8.66AY 2續流二極管的電流有效值為:晶閘管承受的最大正、反向電壓均為電源電壓的峰值考

2、慮23倍安全裕量，晶閘管的額定電壓為Utn 23Um 2 3311622 - 933V續流二極管承受的最大反向電壓為電源電壓的峰值考慮23倍安全裕量，續流二極管的額定電壓為5AUm , 2U 2 ,M 2U 2 ,UTN 23Um 2 3311622 933V2-2具有變壓器中心抽頭的單相雙半波可控整流電路如圖2-44所示,問該變壓器是否存在直流磁化問題。試說明晶閘管承受的最大反向電 壓是多少？當負載是電阻或者電感時，其輸出電壓和電流的波形與單 相全控橋時是否相同。解：因為單相雙半波可控整流電路變壓器二次測繞組中， 正負半周內 上下繞組內電流的方向相反，波形對稱，其一個周期內的平均電流為 零，

3、故不會有直流磁化的問題。分析晶閘管承受最大反向電壓及輸出電壓和電流波形的情況：（1）以晶閘管VT2為例。當VT導通時，晶閘管VT2通過VTi與2個變 壓器二次繞組并聯，所以VT2承受的最大電壓為2. 2U2。（2 ）當單相全波整流電路與單相全控橋式整流電路的觸發角相同時，對于電阻負載：（0 ）期間無晶閘管導通，輸出電壓為0;（）期間，單相全 波電路中VT1導通，單相全控橋電路中VTi、VT4導通，輸出電壓均與 電源電壓U2相等；（ ）期間，均無晶閘管導通，輸出電壓為0； （2 ）期間，單相全波電路中VT2導通，單相全控橋電路中VT2、VT3導通，輸出電壓等于 U2。對于電感負載：（）期間，單相

4、全波電路中VT1導通，單相全控橋電路中VTi、VT4導通，輸出電壓均與電源電壓U2相等；（2）期間，單 相全波電路中VT2導通，單相全控橋電路中VT2、VT3導通，輸出波形 等于U2?？梢?，兩者的輸出電壓相同，加到同樣的負載上時，則輸出電流也相 同。2-3單相橋式全控整流電路，電阻性負載，U2 220V，Rl 2 ，30，試計算（1）輸出電壓Ud和輸出電流Id ；（2）晶閘管額定電壓和額定電流。解：（1）輸出電壓平均值為：八 1 cos1cos30 ,Ud 0.9U 20.9220 184.7V22輸出電流為：Ud184.7Id92.35ARl2（2 ）晶閘管承受的最大反向電壓為電源電壓的峰值

5、.2U 2，考慮23倍的安全裕量，晶閘管的額定電壓為Utn 23Um 622 - 933V晶閘管流過的電流為負載電流的一半,76A考慮1.52倍的安全裕量，晶閘管的額定電流為:“（心洛 7396A2-4單相橋式全控整流電路，U2 100V，負載中Rl 2 , L值極大,反電勢E=60V，當a =30時，求：(1) 畫出Ud,id和i2的波形；(2) 整流輸出平均電壓Ud、電流Id及變壓器二次側電流有效值|2 ；(3)考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。解：(1) ud,id,和i2的波形如下圖:(2)輸出平均電壓Ud，電流Id，變壓器二次電流有效值|2分別為Ud 0.9U2COS 0

6、.9 100 COS30 77.97 VUd EdR77.9760 ccca8.99A212Id 8.99 A(3) 晶閘管承受的最大反向電壓為:.2U 2100.2141.4(A)考慮23倍的安全裕量，晶閘管的額定電壓為:Utn (2 3) 141.4283 424(V)流過晶閘管的電流有效值為:ItId6.34(A)考慮1.52倍的安全裕量，晶閘管的額定電流為：It at （1.52） 6.34/1.576.06 8.08（A）2-5單相橋式全控整流電路接電阻性負載，要求輸出電壓 0100V連 續可調，30V以上要求負載電流達到20A。采用由220V變壓器降壓 供電，最小控制角 min 3

7、0 .試求：（1）交流側電流有效值；（2）選擇晶閘管電壓、電流定額。解：（1）交流側輸出電壓有效值為：1 L1 COSUd 2U2Sin td t =0.96-2min =30。，此時輸出電壓最大，代入上式得到：1 cos1 cos30Ud 0.9U20.9U21002 2得，U2=119V5 =30100V變化時，Id 20A，由于在30V時，導通角小，因此此時的電流有效值最大，此時 R=1.5 ，觸發角為1 cos1 cosUd 0.9U20.9 119302 2交流側電流有效值為:U2112si n2 38AR 2(2)晶閘管承受的最大正反向電壓的最大值為.2U2，考慮23倍的安全裕量，

8、晶閘管電壓定額為：UTN (2 - 3) . 2U 2(282.8 - 424)V晶閘管電流是輸出電流的二分之一，考慮1.52倍的安全裕量，則晶閘管的額定電流為：1 T ( AV )(1.5 2)I 21.57、226 - 34A2-6在單相橋式全控整流電路中，若有一晶閘管因為過流燒毀斷路， 畫出此時輸出電壓波形。如果有一晶閘管因為過流燒成短路， 結果又 會怎樣？解：假設VT1因為過流燒毀斷路，則整流電壓Ud波形與單相半波 整流電路的波形一樣，相位差180度。假設VT1因過流而短路，則當晶閘管VT2導通時，將發生電源相間 短路，使得VT2也可能因為過流而燒毀。如果VT2因為過流燒毀斷路， 則整

9、流電壓Ud波形如上圖所示，相位差180度；如果VT2因為過流燒 毀而短路，則會引起變壓器和電源過流。2-7單相橋式全控整流電路中給電阻性負載供電和給反電勢負載蓄 電池供電，在流過負載電流平均值相同的情況下， 哪一種負載的晶閘 管額定電流應選得大一些？為什么？答：反電勢負載蓄電池時晶閘管額定電流應該大一些。因為在反電動勢負載時，晶閘管導通角變小，波形系數變大，負載電流平均值 相同的情況下，有效值電流變大，故要求晶閘管的額定電流比較大。2-8三相半波整流電路中，如果 U相電壓消失，試畫出在電阻性負載 與電感性負載下的整流電壓波形解 假設a=0，當負載為電阻時，Ud的波形如下:當負載為電感時，Ud的

10、波形如下:%)0叫%0町X1址 X )XXX 叫 %POQ0 0亠*2-9三相半波可控整流電路，電阻性負載。已知U2 220V,Rl 20當a =90時，試計算Ud,|d并畫出u,id,ud波形解：由輸出電壓平均值的關系式可求得:Ud0.675U2 10.675 22074.25V輸出電流平均值為：Ud 74.25|d RL3.7125A2-10三相半波整流電路，已知U2 110V,Rl 0.5 ，大電感負載，當a =45 時，試計算Ud,|d并畫出UT1,id,Ud波形。如果在負載端并接續 流二極管，試計算流過晶閘管的電流平均值IdT、有效值It和續流二極管的電流平均值IdDR、有效值IDR

11、。解：由輸出電壓平均值的關系式可求得：Ud 1.17U 2cos輸出電流平均值為：1.17 110 COS45 91VIdUdRl910.5182A并接續流二極管時，輸出電壓平均值為：Ud 0.675U 21 cos(6) 93.47V輸出電流平均值為：IdUd9347186.94ARl0.5晶閘管的電流平均值為:2 312IdT312 ld 54.5A22 /3 門2有效值為：It ，3一12 Id 100.96A 2|dDR12Id23.37A續流二極管的電流平均值為:續流二極管電流有效值為：IDR , 212 Id 66.1A2.11三相半波整流電路，電感性負載，R 2 ,L ,調節達到

12、維持 Id為恒值250A，已知Xb 0.08 ,供電電壓經常在 11.15U2范圍內變 化，求：和的變化范圍；解：由題可知：三相半波整流電路，3XUd 1.17U 2cosBld Id R 2 2502U2COSa =435.5 為定值，COSa（ 0，1 ）所以a =0時，U2值為435.5,取u?為440V，則u?的變化范圍為440506V,U2 =440V時，得到a =8.2當電壓波動到 1.15U2=506V時，得到a =30.62.12三相半波整流電路，反電勢電感性負載，U2 100V，R 1 ，(1)輸出電壓Ud和輸出電流Id,晶閘管的額定電壓和額定電流，L30 , E 50V ,求:并畫出Ud, Uti和 iT