第2章 可控整流器与有源逆变器习题解答
2-1 具有续流二极管的单相半波可控整流电路，电感性负载，电阻为5Ω,电感为，电源电压2U 为220V ，直流平均电流为10A ，试计算晶闸管和续流二极管的电流有效值，并指出其电压定额。
解：由直流输出电压平均值d U 的关系式：
2
cos 145.02α+=U U d 已知直流平均电流d I 为10A ，故得：
A R I U d d 50510=⨯==
可以求得控制角α为：
01220
45.0502145.02cos 2≈-⨯⨯=-=U U d α 则α=90°。
所以，晶闸管的电流有效值求得， ()A I I I t d I I d d d d VT 52
1222212==-=-==⎰ππππαπωππα 续流二极管的电流有效值为：A I I d VD R 66.82=+=π
απ 晶闸管承受的最大正、反向电压均为电源电压的峰值22U U M =，考虑2~3倍安全裕量，晶闸管的额定电压为
()()V U U M TN 933~6223113~23~2=⨯==
续流二极管承受的最大反向电压为电源电压的峰值22U U M =，考虑2~3倍安全裕量，续流二极管的额定电压为
()()V U U M TN 933~6223113~23~2=⨯==
2-2 具有变压器中心抽头的单相双半波可控整流电路如图2-44所示，问该变压器是否存在直流磁化问题。试说明晶闸管承受的最大反向电压是多少当负载是电阻或者电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时是否相同。
解：因为单相双半波可控整流电路变压器二次测绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题。
分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况：
（1） 以晶闸管 2VT 为例。当1VT 导通时，晶闸管2VT 通过1VT 与2
个变压器二次绕组并联，所以2VT 承受的最大电压为222U 。
（2）当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角α相同时，
对于电阻负载：
（α~0）期间无晶闸管导通，输出电压为0；（πα~）期间，单相全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中1VT 、4VT 导通，输出电压
均与电源电压2u 相等；(παπ+~)期间，均无晶闸管导通，输出电压为0；(παπ2~+)期间，单相全波电路中2VT 导通，单相全控桥电路中
2VT 、3VT 导通，输出电压等于2u -。
对于电感负载：
（απα+~）期间，单相全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中
1VT 、4VT 导通，输出电压均与电源电压2u 相等；（απαπ++2~）期间，单相全波电路中2VT 导通，单相全控桥电路中2VT 、3VT 导通，输出波
形等于2u -。
可见，两者的输出电压相同，加到同样的负载上时，则输出电流也相同。
2-3 单相桥式全控整流电路，电阻性负载，V U 2202=，Ω=2L R ， 30=α，试计算
(1) 输出电压d U 和输出电流d I ；
(2) 晶闸管额定电压和额定电流。
解：（1）输出电压平均值为：
V U U d 7.1842
30cos 12209.02cos 19.02=+⨯⨯=+=
α 输出电流为： A R U I L d d 35.922
7.184=== （2）晶闸管承受的最大反向电压为电源电压的峰值22U ，考虑2~3倍的安全裕量，晶闸管的额定电压为
()V U U M TN 933~6223~2==
晶闸管流过的电流为负载电流的一半，
A R U I T 76242sin 2
=-+=π
αππα 考虑~2倍的安全裕量，晶闸管的额定电流为：
A
I I T AV T 96~7357
.1)2~5.1()(==
2-4 单相桥式全控整流电路，V U 1002=，负载中Ω=2L R ，L 值极大，反电势E=60V ，当α=30°时，求：
（1）画出d d i u ,和2i 的波形；
（2）整流输出平均电压d U 、电流d I 及变压器二次侧电流有效值2I ；
（3）考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 解：(1) ,,d d i u 和2i 的波形如下图：
（2）输出平均电压d U ，电流d I ，变压器二次电流有效值2I 分别
为
()V U U d 97.7730cos 1009.0cos 9.02=⨯⨯== α
A R E U I d d 99.82
6097.77=-=-= ()A I I d 99.82==
（3）晶闸管承受的最大反向电压为：
)(4.141210022A U ==
考虑2~3倍的安全裕量，晶闸管的额定电压为：
)(424~2834.141)3~2(V U TN =⨯=
流过晶闸管的电流有效值为：
)(34.62I d
A I T ==
考虑~2倍的安全裕量，晶闸管的额定电流为：
())(08.8~06.657.1/34.6)2~5.1(A I AT T =⨯=
2-5 单相桥式全控整流电路接电阻性负载，要求输出电压0~100V 连续可调，30V 以上要求负载电流达到20A 。采用由220V 变压器降压供电，最小控制角 30min =α.试求：
（1）交流侧电流有效值；
（2）选择晶闸管电压、电流定额。
解：（1）交流侧输出电压有效值为：
()
21
sin d U td t παωωπ=⎰=21cos 0.92
U α+ min α=30°，此时输出电压最大，代入上式得到：
1002
30cos 19.02cos 19.022=+=+=U U U d α 得，2U =119V
