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10.1.1变压器副边有中心抽头的全波整流电路如图题10.1.1所示，副边电源电压为t V v b a ωsin 2v 222=-假定忽略管子的正向压降和变压器内阻。
（1）试圆出a v 2、b v 2、1D i 、1D i 、L i 、L v 及一极管承受的反向电压R v 。
的波形；（2）已知V2（有效值），求V L 、I L （均为平均值）；（3）计算整流二极管的平均电流I D 、最大反向电压 V RM ；（4）若已知 V L ＝30 V ，I L ＝80 mA ，试计算 V 2a 、V 2b 的值，并选择整流二极管。
解（1）a v 2、b v 2、1D i 、1D i 、L i 、L v 及一极管承受的反向电压R v 。
的波形如图解10.1.1所示。
（2）负载电压V L 和负载电流I L （平均值）2209.0)(sin 21)(1V t td V t d v V L L ===⎰⎰ππωωπωπLLL L R V R V I 29.0==（3）整流二极管的平均电流I D 和最大反向电V RM2)(sin 221)(21020L LLL D I t td R V t d R v I ===⎰⎰ωωπωπππ222V V RM =（1） V L ＝30V ，I L ＝80mA 时 V V V V V L b a 3.333011.19.022=⨯===此时二极管电流 mA mA I I L D 402802===V V V RM 2.943.3322=⨯=选用2CP6A10.1.4如图题10.1.4所示倍压整流电路，试标出每个电容器上的电压和二极管承受的最 大反向电压；求输出电压V L1、V L2的大小，并标出极性。
解 每个电容器上承受的最大电压v 2正半周（a 端正b 端负）D1导通，C1两端电压最大值为 212V V C =v 2负半周，D2导通，V2和C1两端电压一起通过D2对C2充电，C2两端电压的最大值为 2122222V V V V C C =+=v 2正半周D3导通，同理，C3两端电压最大值为 21123222V V V V V C C C =-+=v 2负半周，D4导通，C4两端电压最大值为 223124222V V V V V V C C C C =-++=二极管承受的最大反向电压2RM 22V V = ac 两端电压242124V V V V C C L =+= bd 两端电压231223V V V V C C L =+=电压极性如图题10．1．4所示。
10.1.1变压器副边有中心抽头的全波整流电路如图题10.1.1所示，副边电源电压为t V v b a ωsin 2v 222=-假定忽略管子的正向压降和变压器内阻。
（1）试圆出a v 2、b v 2、1D i 、1D i 、L i 、Lv 及一极管承受的反向电压R v 。
的波形；（2）已知V2（有效值），求V L 、I L （均为平均值）；（3）计算整流二极管的平均电流I D 、最大反向电压 V RM ；（4）若已知 V L ＝30 V ，I L ＝80 mA ，试计算 V 2a 、V 2b 的值，并选择整流二极管。
解（1）a v 2、b v 2、1D i 、1D i 、L i 、L v 及一极管承受的反向电压R v 。
的波形如图解10.1.1所示。
（2）负载电压V L 和负载电流I L （平均值）20209.0)(sin 21)(1V t td V t d v V L L ===⎰⎰ππωωπωπL L L L R V R V I 29.0==（3）整流二极管的平均电流I D 和最大反向电V RM2)(sin 221)(21020L L L L D I t td R V t d R v I ===⎰⎰ωωπωπππ 222V V RM =（1） V L ＝30V ，I L ＝80mA 时V V V V V L b a 3.333011.19.022=⨯=== 此时二极管电流mA mA I I L D 402802=== V V V RM 2.943.3322=⨯=选用2CP6A10.1.4如图题10.1.4所示倍压整流电路，试标出每个电容器上的电压和二极管承受的最 大反向电压；求输出电压V L1、V L2的大小，并标出极性。
解 每个电容器上承受的最大电压v 2正半周（a 端正b 端负）D1导通，C1两端电压最大值为212V V C =v 2负半周，D2导通，V2和C1两端电压一起通过D2对C2充电，C2两端电压的最大值为2122222V V V V C C =+=v 2正半周D3导通，同理，C3两端电压最大值为21123222V V V V V C C C =-+=v 2负半周，D4导通，C4两端电压最大值为223124222V V V V V V C C C C =-++=二极管承受的最大反向电压2RM 22V V =ac 两端电压242124V V V V C C L =+=bd 两端电压231223V V V V C C L =+=电压极性如图题10．1．4所示。
二极管整流电路试题作者:日期:晶体二极管及整流电路试题(一)姓名 _________ 学号 ____________1、纯净的半导体称为 ，它的导电能力很 。
在纯净的半导 体中掺入少量的 价元素，可形成P 型半导体，又称 型半导体, 其中多数载流子为 ，少数载流子为 。
2、在本征半导体中掺入 ______ 价元素，可形成N 型半导体，其中多数载流 子为 ________ ，少数载流子为 ________ ，它的导电能力比本征半导体 _____3、如图，这是 材料的二极管的 ________ _______________ 曲线，在正向电压超过 V 后，二极管开始导通，这个电压称为 — 电压。
正常导通后，此管的正向压降约 为 V 。
当反向电压增大到 —V 时， 即称为 电压时，反向电流会急剧增大，该现象为 _____________ 。
若反向电压 继续增大，容易发生 __________ 现象。
其中 稳压管一般工作在 ___________ 区。
4、二极管的伏安特性指 _____________ 和 __________ 关系，当正向电压超过 _____ 后，二极管导通。
正常导通后，二极管的正向压降很小，硅管约为 V, 锗管约为_v5、 二极管的重要特性是 ____________ ，具体指：给二极管加 _____ 电压， 二极管导通；给二极管加 ________ 电压，二极管截止。
6、 PN 结的单向导电性指 _______________________ ，当反向电压增大到 时，反向电流会急剧增大，这种现象称 ______________ 。
7、 二极管的主要参数有 _______________ 、 _____________ 、 ___________ 和 _____________ ，二极管的主要特性是 ____________ 。
8、 用模拟式万用表欧姆档测二极管的正、 反向电阻时，若两次测得的阻值 都较小，则表明二极管内部 _______ ；若两次测得的阻值都较大，则表明二极 管内部 _______ 。
周测5 单相整流电路一、单项选择题：（每题2分，共20分）（）1.将交流电压Ui经单相半波整流电路转换为直流电压U O的关系是________A.U O=U iB.U O=0.45U iC.U O=0.5U iD.U O=U i（）2.全波整流电路中，若需保证输出电压为36V，变压器的次级电压为________A.36VB.40VC.20V.D.72V（）3.桥式整流电路中若有一只二极管虚焊，则电路________A.可能烧毁元器件B.输出电压为0C.变成半波整流电路D.输出电压增大（）4.在全波整流电路中，二极管承受的最高反向工作电压为________A.V2B.1.2V2C.1.4V2D.0.9V2（）5.将桥式整流电路中的二极管对调，结果会________A.元器件被烧毁B.输出电压为零C.可获得极性相反直流脉动电源D.电路不能正常工作（）6.单相全波整流电路中V2=30V，R1=30KQ则二极管电流是________A.0.9mAB.0.45mAC.2mAD.1.8mA（）7.在安装变压器中心抽头式全波整流电路时，若将其中一只二极管接反了则________A.V O=0VB.V O=0.9V2C.电路正常工作D.两只二极管都有可能被烧坏（）8.某二极管的击穿电压为300V，当直接对220V正弦交流电进行半波整流时该二极管会________A.会击穿B.不会击穿C.不一定击穿D.完全截止（）9.在单相桥式整流电路中，目前应用比较广泛的整流电路是________A.单相半波整流电路B.单相全波整流电路C.单相桥式整流电路D.单倍整流电路（）10.有一桥式整流电容滤波电路的变压器二次侧电压V2=30V，现输出电压等于42V，这表明________A.电路工作正常B.滤波电容开路C.负载开路D.有一只二极管开路二、判断题：（每题2分，共20分）（ ）1.全波整流电路的输出电流和二极管的电流相等。
第四节 电力机车的相关知识电力机车是从接触网上获取电能，用电动机驱动运行的机车或动车。
目前，我国使用的是整流器式交—直电力机车。
交—直电力机车顶部的受电弓将接触网上的单相工频交流电引入机车，每台机车上装设有一套把交流电变换成直流电的整流装置，变压整流后供给直流牵引电动机。
直流牵引电动机因带有整流子，在制造和维护检修等方面均较复杂。
而交流无整流子牵引电动机(即三相异步电动机)在制造、性能、功率、体积、重量、成本、维护及可靠性等方面远比整流子电机优越得多。
以前，由于技术上还不能很好的解决大功率交流异步电动机的经济调速问题，所以交流异步电动机在牵引方面未得到很快的发展。
长期以来各种牵引电机几乎都为整流子直流牵引电机所占领。
今天，由于电力电子技术和晶闸管(即可控硅)变流装置的迅速发展，特别是大功率晶闸管性能不断的提高和半导体集成电路的迅速发展，以及可关断晶闸管(GT0)在大功率变流装置上的广泛应用，为交流电机变频调速提供了新的技术途径。
20世纪90年代以来，发达国家机车电传动已由交—直传动全面发展到交流传动，交一直传动的机车已停止生产。
我国已于1996年由株洲电力机车厂制造成功了交—直—交原形机车。
交—直—交电力机车仍是由接触网供给单相交流电，而牵引电动机为三相异步电动机，要调节异步电动机的转速，目前比较理想的方法是改变交流电的频率．所以这种电力机车首先把单相交流整流成直流，然后再把直流逆变成可以使频率变化的三相交流电，供异步电动机使用。
目前，国外(如法国)已经采用了单相电源不经中间的直流环节，而直接变换为频率可调的三相交流电。
这就使电传动系统结构更为简单，机车重量也轻，更有发展前途。
今后机车电传动技术必将有一个快速发展。
我国铁路电力机车除了少量是进口的外，大部分是使用国产韶山SS型机车。
SS型机车已发展了1型~9型(连续)等。
其中，SS4型货运机车应用了晶闸管电子技术，实现了无级调速，并将6轴改为8轴，机车功率达到6400kW；SS5和SS8型客运机车最高速度分别提高到140km／h和160km／h；SS9型客运机车最高速度又提高到170km／h，已初步满足牵引重载货运、大编组客运列车，进行快速或准高速运输。
电力机车按供电电流制——传动型式分为四类，即直流供电——直流牵引电动机的直直型电力机车；交流供电——直（脉）流牵引电动机的交直型电力机车；交流供电——变流器环节——三相交流异步电动机的交直交型电力机车和交流供电——变频环节——三相交流同步电动机的交交型电力机车。
本章着重分析前三种电力机车的工作原理及工作特点，并推导电力机车的基本特性，通过学习所要达到的目标：1、会分析电力机车的工作原理，2、掌握交直型、交直交型电力机车的特点，3、熟记电力机车的基本特性。
第一节直直型电力机车工作原理一、基本工作原理直流电力机车是现代电力机车中最为简单的一种。
它使用的是直流电源和直流串励牵引电动机，其工作原理如图１－１所示。
目前有些工矿电力机车、地铁电动车组和城市无轨电车仍采用这种型式。
图１-１所示为一般工矿用四轴电力机车的电传动装置示意图。
工作过程为：机车由受电弓从接触网取得直流直流电力机车工作原理二、直流电力机车的特点通过分析直流电力机车的工作原理，可以得出直流电力机车具有以下特点：１、机车结构简单，造价低，经济性好；２、采用适合于牵引的直流串励电动机，牵引性能好，调速方便；３、控制简单，运行可靠；４、供电效率低。
由于受牵引电动机端电压的限制，接触网电压一般为1500伏～3000伏。
传输一定功率时电流较大，接触网导线损耗量较大，因此供电效率低。
５、基建投资大。
为了减少接触网上的压降，电气化区段的牵引变电所数量较多，造成基建投资大。
６、效率低，有级调速。
由于机车使用调压电阻进行启动、调速，因此调节过程中有能量损耗使效率很低，同时也难以实现连续、平滑地调节。
随着电力电子技术的发展，应用斩波器技术进行调速，可以对牵引电动机端电压进行连续、平滑地调节，从而实现无级调速。
综上所述，直流电力机车由于受牵引电动机端电压的限制，网压不可能太高，从而限制了机车功率的进一步提高。
随着现代铁路运输事业的发展，直流电力机车显然已不适应干线大功率的要求。
全波整流电路原理图解
如图所示，全波整流电路只需二只整流二极管，但电源变压器却需要有带中心抽头的两组相同电压的绕组。
利用带中心抽头的变压器，使它们在交流电的正半周和负半周分别向 RL 供给同一方向的电流，从而构成全波整流电路。
设交流电在正半周时，变压器输出电压极性为上正下负，上半绕组电源经 D1、R、中心抽头形成回路，而下半绕组不通，此时D1 导通D2不导通，电流ID1经RL成回路；在负半周时，电压极性与前相反，可知D2导通而D1不导通， ID2以相同方向经RL成回路，由此在负载上得到的是正负两个半周都有整流输出的波形，故称为全波整流。
这时经整流的直流（平均值）电压为半波整流的两倍，而且脉动情况也有一定的改善，这种整流电路的缺点是每组线圈只有一半的时间通过电流，所以变压器的利用率不高。
图1 全波整流波形。
《电子线路》寒假作业巩固练习一、填空题1．在如图所示电路中，二极管VD1工作于________状态，VD2工作于________状态；若VD1、VD2的型号为2CZ54，则电流IVD2＝________mA，IVD1＝________mA。
2．在如图所示电路中，二极管为理想元件，当E＝4V时，UAB＝________V，I＝________mA；当E＝15V时，UAB＝________V，I＝________mA。
第1题图第2题图3．如图所示电路中，当Ui＝10V时，Uo＝________V；Ui＝12V时，Uo＝________V；Ui＝36V时，Uo＝________V。
(图中二极管为理想的)4．在如图所示电路中VD1为锗管，VD2是硅管，当K打开时，V A＝________V，I ＝________mA；当K闭合时，V A＝________V，I＝________mA。
第3题图第4题图二、选择题1．如图所示的电路，二极管导通电压为0.7V，判断二极管的导通情况()A．VD1导通、VD2截止B．VD1截止、VD2导通C．VD1、VD2均截止D．VD1、VD2均导通第1题图第2题图2．理想二极管构成的电路如图，其输出电压Uo为()A．－6V B．0V C．＋3V D．＋9V3．如图所示电路中，当S接1端时，测得管压降为U1，电流为I1；当S接2端时，又测得管压降为U2，电流为I2，则()A．U1＝U2，I1<I2 B．U1＝U2，I1>I2C．U1>U2，I1＝I2 D．U1<U2，I1＝I2第3题图第4题图4．理想二极管构成的电路如图所示，则()A．VD截止Uo＝－10V B．VD截止Uo＝－3VC．VD导通Uo＝－10V D．VD导通Uo＝－6V5．电路如图所示，二极管VD1，VD2，VD3均为理想元件，则输出电压Uo为() A．0V B．－6V C．－18V D．＋12V6．图示电路中，V A＝3V，VB＝0V，若二极管的正向压降忽略不计，则VF为() A．－12V B．－9V C．0V D．3V7．电路如图所示，设二极管为理想元件，其正向导通压降为0V，则电路中电流I的值为()A．1mA B．0mA C．1A D．3mA第5题图第6题图第7题图三、计算题1．如图所示，若将理想二极管正极接A点，负极接B点，判断其工作状态；若将正极接B点，负极接A点又将如何？第1题图2．由理想二极管构成的电路如图所示，分别求Ui＝8V时和Ui＝15V时，Uo为多少？第2题图3．如图，VD为理想二极管，求S合上或S断开时的VP。
[电路设计资料]正极性全波整流电路及故障处理牢记全波整流电路下列2个电路特征：（1）一组全波整流电路中使用两只整流二极管；（2）电源变压器次级线圈必须有中心抽头。
如图1所示是正极性全波整流电路。
电路中电源变压器T1的特点是次级线圈有一个抽头，且为中心抽头，抽头将次级线圈一分为二，抽头以上线圈为L1，抽头以下线圈为L2，L1和L2输出的交流电压大小相等、相位相反。
VD1和VD2是两只整流二极管，它们构成全波整流电路，R1是这一全波整流电路的负载（用负载电阻的形式表示整流电路的负载）。
1．电路工作原理分析如表1所示是这一正极性全波整流电路工作原理说明。
表1正极性全波整流电路工作原理说明T1次级线圈上端正半周交流电压使VD1导通，VD1导通后的电流从上而下地流过负载R1，所以在交流电压为正半周期间，通过VD1输出正极性单向脉动直流电压。
在线圈上端输出正半周交流电压的同时，下端输出的负半周交流电压加到整流二极管VD2正极，这一负半周交流电压使VD2反向偏置，不能使VD2导通，这时VD2处于截止状态T1次级线圈输出交流电压变化到另一个半周在T1次级线圈输出的交流电压变化到另一个半周时，次级线圈上端输出的负半周交流电压加到VD1正极，使VD1反向偏置，VD1截止。
此时，次级线圈下端输出正半周交流电压，给VD2正向偏置电压而使之导通，这时流过整流电路负载电阻R1的电流仍然是从上而下，所以也是输出正极性的单向脉动直流电压。
（1）整流二极管VD1导通时的电流回路是：次级线圈L1上端→整流二极管VD1正极→VD1负极→R1→地端→次级线圈中心抽头→次级线圈L1，构成回路，如图2所示。
（2）整流二极管VD2其导通时的电流回路是：次级线圈L2下端→整流二极管VD2正极→VD2负极→负载电阻R1→地线→次级线圈中心抽头→次级线圈L2，构成回路（3）全波整流电路与半波整流电路不同，全波整流电路能够将交流电压的负半周电压转换成负载上的正极性单向脉动直流电压，如图3所示，正半周信号“1”和“3”由一只导通的整流二极管提供，负半周“2”和“4”却是另一只整流二极管导通时提供的，且将负半周电压转换成正半周（4）全波整流电路输出的单向脉动直流电压中会有大量的交流成分，其交流成分的频率是交流输入电压的2倍，如图4所示，因为将交流输入电压的负半周电压转换成了正半周电压，所以频率提高了一倍，为100Hz，全波整流电路的这一点有利于滤波电路的工作。
