单相半波可控整流电路阻感性负载加续流二极管

1．晶闸管门极触发信号刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流，称为（ B ）。

A ．维持电流B ．擎住电流C ．浪涌电流D ．额定电流2．为了减小门极损耗，晶闸管正常导通的方法是阳极加正向电压，门极加（ A ）。

A ．正脉冲B ．负脉冲C ．直流D ．正弦波3．单相半波可控整流电路，带电感性负载和续流二极管，续流二极管电流平均值的表达式为（ C ）。

A. d 2π-πdDR I I α= B. d 2πdDR I I α= C. d2ππdDR I I α+= D. dπdT I I α=4．下列器件中为全控型器件的是（ D ）。

A ．双向晶闸管B ．快速晶闸管C ．光控晶闸管D ．绝缘栅双极型晶体管5．单相半波可控整流电路，带电阻负载，控制角α的最大移相范围为（ B ）。

A ．0°～90°B ．0°～180°C ．0°～120°D ．0°～150°6．为了防止逆变失败，最小逆变角限制为（ C ）。

A. 10°～15°B. 20°～25°C. 30°～35°D. 40°～45°7．单相全控桥，带反电动势负载，当控制角α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ为（ A ）A ．π-α-δB ．π-α+δC ．π-2αD ．π-2δ8．大电感性负载的三相半波整流电路，流过晶闸管的平均电流为（ B ）。

A ． d I 21B ． d I 31 C ．d I 22 D ．d I 339．下述电路中，输出电压中谐波分量最小的是（ D ）。

输出电压中谐波分量最大的是（ C ）。

A ．单相全控桥B ．三相半波整流电路C ．单相半波整流电路D ．三相全控桥10．三相全控桥，工作在有源逆变状态，则晶闸管所承受的最大正向电压为（ D ）。

第二章 单相可控整流电路习题与思考题解2-1．什么是整流？它是利用半导体二极管和晶闸管的哪些特性来实现的？解：整流电路是一种AC ／DC 变换电路，即将交流电能变换为直流电能的电路，它是利用半导体二极管的单向导电性和晶闸管是半控型器件的特性来实现的。

2-2．某一电热装置（电阻性负载），要求直流平均电压为75V ，电流为20A ，采用单相半波可控整流电路直接从220V 交流电网供电。

计算晶闸管的控制角α、导通角θ、负载电流有效值，并选择晶闸管。

解：(1)整流输出平均电压Ｕd =⎰παωωπ22).(.sin 221t td U =⎰παωωπ).(.sin 2212t td U=2cos 145.02cos 1222ααπ+≈⎪⎭⎫⎝⎛+U U cos α=5152.0122045.0752145.022=-⨯⨯=-U U d则 控制角α≈60° 导通角θ=π-α=120° (2).负载电流平均值I d =RU d=20(A) 则 R ＝U d ／I d ＝75／20=3.75Ω 负载电流有效值I ，即为晶闸管电流有效值I V1，所以I =I V1=()⎰⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛παωωπt d t R U 22sin 221=παπαπ22sin 412-+R U ＝37.6(A) (3).当不考虑安全裕量时I V1=k fe I VEAR =1.57I VEAR则晶闸管通态平均电流 I VEAR =I V1 /1.57=37.4 /1.57=23.9(A) 晶闸管可能承受的最大正反向电压为 311220222≈⨯=U (V)所以，可选择额定通态平均电流为30A 、额定电压为400V 的晶闸管。

按裕量系数2，可选择额定通态平均电流为50A 、额定电压为700V 的晶闸管。

2-3．带有续流二极管的单相半波可控整流电路，大电感负载保证电流连续。

试证明输出整流电压平均值2cos 122απ+=U U d ，并画出控制角为α时的输出整流电压u d 、晶闸管承受电压u V1的波形。

电力电子技术实验报告实验名称：单相半波可控整流电路的仿真与分析班级：自动化091 组别： 08 成员：职业技术学院信息工程学院年月日一. 单相半波可控整流电路(电阻性负载) ................................................ 错误!未定义书签。

1. 电路的结构与工作原理 (8)2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。

3. 仿真结果与分析 (5)4. 小结 (8)二. 单相半波可控整流电路(阻-感性负载) ............................................... 错误!未定义书签。

1. 电路的结构与工作原理................................................................... 错误!未定义书签。

2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。

3. 仿真结果与分析............................................................................... 错误!未定义书签。

4. 小结................................................................................................... 错误!未定义书签。

三. 单相半波可控整流电路(阻-感性负载加续流二极管) ....................... 错误!未定义书签。

1. 电路的结构与工作原理................................................................... 错误!未定义书签。

电力电子技术 ( 第二版 ) 第 2 章答案第 2 章可控整流器与有源逆变器习题解答2-1 拥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 0.2H，电源电压U2为 220V，直流均匀电流为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：由直流输出电压均匀值U d的关系式：1 cosU d0.45U 22已知直流均匀电流I d为10A，故得：U d I d R 10 5 50A能够求得控制角α为：2U d1250cos0.451 00.45U2220则α =90°。

因此，晶闸管的电流有效值求得，I VT1I d2d t I d 2I d1I d 5A2222续流二极管的电流有效值为： I VD R I d 8.66 A2晶闸管蒙受的最大正、反向电压均为电源电压的峰值U M2U2，考虑 2~3 倍安全裕量，晶闸管的额定电压为U TN 2~ 3U M 2~ 3 311 622~ 933V续流二极管蒙受的最大反向电压为电源电压的峰值U M2U2，考虑 2~3 倍安全裕量，续流二极管的额定电压为U TN2~ 3U M2~ 3 311 622~ 933V2-2 拥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，问该变压器能否存在直流磁化问题。

试说明晶闸管蒙受的最大反向电压是多少？当负载是电阻或许电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时能否相同。

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，其一个周期内的均匀电流为零，故不会有直流磁化的问题。

剖析晶闸管蒙受最大反向电压及输出电压和电流波形的状况：（1）以晶闸管VT2为例。

当VT1导通时，晶闸管VT2经过VT1与2个变压器二次绕组并联，因此 VT2蒙受的最大电压为 2 2U 2。

（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相同时，关于电阻负载：（0 ~ ）时期无晶闸管导通，输出电压为0；（~）时期，单相全波电路中 VT1 导通，单相全控桥电路中VT1、VT4导通，输出电压均与电源电压u2相等；(~)时期，均无晶闸管导通，输出电压为0；(~ 2)时期，单相全波电路中VT2导通，单相全控桥电路中VT2、VT3导通，输出电压等于u2。

□ 附录：习 题 集一、填空1、晶闸管的问世，使 电子技术 进入了强电领域，形成了 电力电子 学科。

2、电力电子变流技术的应用主要有以下几方面： 整流 、 直流斩波 、 逆变 、 交流电力控制 、 变频 和 变相 。

3、在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为____通态损耗____，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为___开关损耗_____。

4、电力电子器件在实际工作中应用中，一般是由 控制电路 、 驱动电路 和以电力电子器件为核心的 主电路 组成的一个系统。

由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加___保护_____。

5、普通晶闸管内部四个区形成 三个 PN 结,外部有三个电极，分别是 阳极A 极、 阴极K 极和 门极G 极。

6、晶闸管在其阳极与阴极之间加上 正向 电压的同时，门极上加上 触发 电压，晶闸管就导通。

7、只有当阳极电流小于 维持电流 电流时，晶闸管才通转为截止。

8、正弦半波电流的波形系数dI I K 为： 1.57 9、晶闸管的工作状态有正向 阻断 状态，正向 导通 状态和反向 阻断 状态三种。

10、某半导体器件的型号为KP50—7的，其中KP 表示该器件的名称为 普通晶闸管 ，50表示 额定电流50A ，7表示 额定电压700V 。

11、逆导晶闸管是将____二极管____与晶闸管__反向并联______（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。

12、在晶闸管两端并联的RC 回路是用来防止 关断过电压 损坏晶闸管的。

13、用来保护晶闸管过电流的熔断器叫 快速熔断器 。

14、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R 是___静态均压_____措施，给每只管子并联RC 支路是___动态均压_____措施，当需同时串联和并联晶闸管时，应采用___先串后并_____的方法。

15、按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，可以将电力电子器件分为 不可控 型器件、 半控 型器件和 全控型 器件。

实验一、单相半波可控整流电路实验王季诚（20101496）一、实验目的（1）掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。

（2）掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感性负载时的工作情况。

（3）了解续流二极管的作用。

二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理单结晶体管触发电路的工作原理及线路图已在1-3节中作过介绍。

将DJK03-1挂件上的单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”接到DJK02挂件面板上的反桥中的任意一个晶闸管的门极和阴极，并将相应的触发脉冲的钮子开关关闭（防止误触发），图中的R负载用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联形式。

二极管VD1和开关S1均在DJK06挂件上，电感L d在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH 三档可供选择，本实验中选用700mH。

直流电压表及直流电流表从DJK02挂件上得到。

图3-6单相半波可控整流电路四、实验内容（1）单结晶体管触发电路的调试。

（2）单结晶体管触发电路各点电压波形的观察并记录。

（3）单相半波整流电路带电阻性负载时U d/U2= f(α)特性的测定。

（4）单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察。

五、预习要求（1）阅读电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容，弄清单结晶体管触发电路的工作原理。

（2）复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握单相半波可控整流电路接电阻性负载和电阻电感性负载时的工作波形。

（3）掌握单相半波可控整流电路接不同负载时U d、I d的计算方法。

六、实验方法（1）单结晶体管触发电路的调试将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧，使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路中整流输出的梯形波电压、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压等波形。

调节移相电位器RP1，观察锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相范围能否在30°～170°范围内移动?（2）单相半波可控整流电路接电阻性负载触发电路调试正常后，按图3-6电路图接线。

1、电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支，通常所说的模拟电子技术和数字电子技术就属于前者。

2、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在开关状态。

当器件的工作频率较高时，开关损耗会成为主要的损耗。

3、在PWM控制电路中，载波频率与调制信号频率之比称为载波比，当它为常数时的调制方式称为同步调制。

在逆变电路的输出频率范围划分成若干频段，每个频段内载波频率与调制信号频率之比为恒定的调制方式称为分段同步调制。

4、面积等效原理指的是，冲量相等而面积不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。

5、在GTR、GTO、IGBT与MOSFET中，开关速度最快的是电力MOSFET，单管输出功率最大的是GTO ，应用最为广泛的是IGBT。

6、设三相电源的相电压为U2，三相半波可控整流电路接电阻负载时，晶闸管可能承受的最大反向电压为电源线电压的峰值，即6U2，其承受的最大正向电压为2U2。

7、逆变电路的负载如果接到电源，则称为有源逆变，如果接到负载，则称为无源逆变。

8、如下图，指出单相半桥电压型逆变电路工作过程中各时间段电流流经的通路(用V1,VD1,V2,VD2表示)。

(1) 0~t1时间段内，电流的通路为___VD1_；(2) t1~t2时间段内，电流的通路为__V1；(3) t2~t3时间段内，电流的通路为__VD2；(4) t3~t4时间段内，电流的通路为V2_；(5) t4~t5时间段内，电流的通路为__VD1；1、GTR存在二次击穿现象，IGBT存在擎住现象。

2、功率因数由基波电流移相和电流波形畸变这两个因素共同决定的。

3、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是均压_措施。

4、同一晶闸管，维持电流I H与擎柱电流I L在数值大小上有I L_ =（2～4） I H。

125、电力变换通常可分为： AC 变DC （整流） 、 DC 变AC （逆变） 、 AC 变AC 和 DC 变DC （斩波） 。