哈尔滨工业大学课件 电力电子技术37

3.晶闸管串联的单相半控桥（桥中VT1、VT2为晶闸管，电路如题图5-3所示 ，U2=100V，电阻电感负载，R=2Ω，L值很大，当α =60°时求流过器件 电流的有效值，并作出ud、id、iVT、iD的波形。
解： U = 0.9U 1 + cos α = 67.5V d 2
2
IVT IVD
Ud = 33.78 A R π −π /3 1 = Id = I d = 19.5 A 2π 3 π +π /3 2 = Id = I d = 27.6 A 2π 3 Id =
5 U d = 2.34U 2 [1 + cos(α + )] = 2.34 × 400 × (1 + cos π ) = 125.4V 6 3
π
Ud Id = = 12.54 A Rd
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交流－直流变换器(14)
2.在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载 和电感性负载下整流电压ud的波形。
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交流－直流变换器(14)
2.单相桥式全控整流电路带电阻负载工作，设交流电压有效值U2＝220V， 控制角 α ＝π/3 rad,负载电阻Rd＝5Ω,试求：（1）输出电压的平均值 Ud ；（2）输出电流有效值I。 解：①
U d = 0.9U 2 1 + cos α = 0.9 × 220 × 2 1 + cos 2
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第37讲
5 交流－直流变换器（14）
交流－直流变换器(14)
本讲是的习题课，讲解第5章所布置的Байду номын сангаас题。
第5章 习题（1）
第1部分：填空题 1.电阻负载的特点是电压与电流成正比，两者波形相同 ，在单相半波可 控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是0˚~180 ˚。 2.阻感负载的特点是电感电流不能突变 ，在单相半波可控整流带阻感负 载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是0˚~180 ˚ ， 其承受的最大正反向电压均为 2U 2 ，续流二极管承受的最大反向电压为 2U 2 （设U2为相电压有效值）。 3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为0˚~180 ˚ 2 ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为 2 U 和 2U 2 ；带 阻感负载时，α角移相范围为0˚~90 ˚ ，单个晶闸管所承受的最大正向电压 和反向电压分别为 2U 2 和 2U 2 ；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流 不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器 。 4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角δ时，晶闸 管的导通角θ = π − α; 当控制角α小于不导电角 δ 时，晶闸管的导通角 θ = 0 。
U d = 1.17U 2 cos α = 1.17 × 100 × cos 60o = 58.5V
Id = U d 58.5 = = 11.7 A 5 R
1 I dT = I d = 3.9 A 3
IVT 1 = I d = 6.76 A 3
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第5章 习题（2）
第1部分：填空题 1.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压 UFm等于 2U 2 ，晶闸管控制角α的最大移相范围是0˚~150 ˚ ，使负载电 流连续的条件为 α ≤ 30o (U2为相电压有效值)。 2.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互 差120 ˚ ，当它带阻感负载时，α的移相范围为0˚~90 ˚ 。 3.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶 闸管对应的是最高的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是 最低的相电压；这种电路 α 角的移相范围是0˚~120 ˚ ，ud波形连续的条 o 件是 α ≤ 60 。 4.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流 id 断续和连续的临 6 界条件是 ω RC = 3，电路中的二极管承受的最大反向电压为 U2。 5.填写下表 （略）
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3.题图5-2为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器 还有直流磁化问题吗？试说明：①晶闸管承受的最大反向电压为2 ②当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同 。 答：该变压器不存在直流磁化问题。 ①在正半周时，VTl工作，变压器二次绕组上 半部分流过电流。变压器二次电压通过VTl加 在 VT2 两 端 ， 且 是 反 向 电 压 ， 其 最 大 值 是 。2 2U 2 ②在单相全控桥整流电路中，在正半周时， 在触发角α处给VTl、VT4加触发脉冲，VTl和 VT4导通。在负半周时，在触发角α处给VT2 、VT3加触发脉冲，VT2和VT3导通。单相全波 可控整流电路中变压器的二次绕组带中心抽 头，在正半周时VT1导通，在负半周时VT2导 通。所以两电路的输出电压和电流的波形相 同。若负载是电感，则多了一个电感续流过 程。
2
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5.从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与单向全波可控 整流电路的波形基本相同，只是后者适用于低输出电压的场合。 6.电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中，空载时，输出电压为
T，此时输出电压为Ud≈ 1.2 7. 填写下表(略)
ud ua ub uc
O
t
α=0ْ，电阻负载，VT1不能导通
ud ua ub uc
O
t
α=0ْ，电感性负载，VT1不能导通
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3.三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大 ，当α =60°时，要求：①画出ud、id和iVT1的波形；②计算Ud、Id、IdT 和IVT。 解：②
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第5章 习题（1）
第1部分：计算和画图题 1.单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R＝2Ω，L值极大，当α＝ 30°时，要求：①作出ud、id、和i2的波形；②求整流输出平均电压Ud、电 流Id，变压器二次电流有效值I2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压 和额定电流。 解：② 解：① U d = 0.9U 2 cos α = 0.9 × 100 × cos 30o = 78V U I d = d = 39 A R
π
3 = 148.5V
②
I= 1
π
∫α
π
(
2U 2 U sin ωt ) 2 d (ωt ) = 2 R R
2 π 1 2 3 π − α 220 1 sin 2α + sin + = = 39.5 A 2π 5 2π 3 π π
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2.单相全波可控整流电路与单相桥式全控整流电路从直流输出端或从交流输 入端看均是基本一致的，那么二者是否有区别呢？ 答：有区别 ①单相全波可控整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头，结构较复杂。 绕组及铁心对铜、铁等材料的消耗比单相全控桥多，在当今世界上有色金 属资源有限的情况下，这是不利的。 ②单相全波可控整流电路中只用2个晶闸管，比单相全控桥式可控整流电路 少2个，相应地，晶闸管的门极驱动电路也少2个；但是在单相全波可控整 流电路中，晶闸管承受的最大电压是单相全控桥式整流电路的2倍。 ③单相全波可控整流电路中，导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个， 因而也少了一次管压降。
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第5章 习题（2）
第2部分：简答题
1.三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然 换相点是同一点吗？如果不是，它们在相位上差多少度？
答：不是同一点，相位相差180 ˚ 。
2.有两组三相半波可控整流电路，一组是共阴极接法，一组是共阳极接法 ，如果它们的触发角都是 α ，那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发
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3.在三相桥式全控整流电路中，电阻 负载，如果有一个晶闸管不能导通， 此时的整流电压波形如何？如果有一 个晶闸管被击穿而短路，其它晶闸管 受什么影响？ 答：如果有一个晶闸管不能导通，则 输出电压缺2个波头。以晶闸管VT1不 能导通为例。 如果有一个晶闸管被击穿而短路 ，同组其它晶闸管会依次因相间短路 Ⅰ 而击穿。 uab uac
I2 = 1 T 2 ∫0 IQ (t )tdt = I d = 39 A T
③ U TM = 2U 2 = 141V 取安全裕量为2，∴额定电压282V。 IVT = 1 I d = 0.707 I d = 27.573 A 2 I
IT ( AV ) =
VT
1.57
= 17.56 A
取安全裕量为2，∴额定电流为35.1A。