第二章晶闸管可控整流电路

电力电子变流技术课后答案 第二章

2-1 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=22).(.sin221ttdU=).(.sin2212ttdU

=2cos145.02cos1222UU

cosα=5152.0122045.0752145.022UUd

则 控制角α≈60° 导通角θ=π-α=120°

(2).负载电流平均值

Id=RUd=20(A)

则 R＝Ud／Id＝75／20=3.75Ω

负载电流有效值I，即为晶闸管电流有效值IV1，所以

I=IV1=tdtRU22sin221=22sin412RU＝37.6(A)

(3).当不考虑安全裕量时

IV1=kfeIVEAR=1.57IVEAR

则晶闸管通态平均电流 IVEAR=IV1 /1.57=37.4 /1.57=23.9(A)

第2章 整流电路

填空题：

1.电阻负载的特点是________，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________。

2.阻感负载的特点是________，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________ ，其承受的最大正反向电压均为________，续流二极管承受的最大反向电压为________（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________，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为________和________；带阻感负载时，α角移相范围为________，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为________和________；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________。

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时，晶闸管的导通角=________; 当控制角小于不导电角时，晶闸管的导通角=________。

5.从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与________的波形基本相同，只是后者适用于________输出电压的场合。

6.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________，晶闸管控制角α的最大移相范围是________，使负载电流连续的条件为________(U2为相电压有效值)。

7.三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________，当它带阻感负载时，的移相范围为________。

8.三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________的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是________的相电压；这种电路角的移相范围是________，ud波形连续得条件是________。

第二章：电力电子习题解答 第二章 整流电路

习题及思考题

１．单相半波可控整流电路对电阻负载供电，R＝20Ω，U＝100V，求当α＝0°和60°时的负载电流Id，并画出ud与id波形。

解：当α＝0°时： ）（V.U.Ud451004504502

）（A./RUIdd2522045

当α＝60°时： ）（A..U.Ud753325014502

）（A..RUIdd691207533

ud与id的波形见：教材43页图2－1。

２．图2－9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 晶闸管承受的最大正反向电压为222U；② 当负载为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。

解：由图2－9图可以看出，在2U正半周1VT导通，负载电流由变压器次级上端流出，由中心抽头流入，当2U负半周时2VT导通，负载电流由B次级下端流出由中心抽头流入，正负半周电流相等，但在铁芯中产生的磁势方向大小相等且方向相反，故变压器无直流磁化问题。

① 当1VT导通时，在2u＝22U时，2VT的阴极为22U，而其阳极为－22U，所以VT承受的最大反压为222U。

如果是阻感负载且电感是足够大时，当90，1VT导通，2VT的阴极电压为－22U而其阳极电压为22，故其承受的最大正向电压为－222U。

② 正半周1VT导通，2Uud，负半周2VT导通

2Uud。所以输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。

３．单相桥式全控整流电路，VU1002＝，负载中Ｒ＝2，Ｌ值极大，当30时，要求：

① 作出du，di和2i的波形； ② 求整流输出平均电压dU、电流dI，变压器二次电流有效值2I；

③ 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

1 《电力电子变流技术》课后习题及答案

第一章 晶闸管

1、使晶闸管导通的条件是什么？

答：晶闸管承受正向阳极电压，且门极与阴极间也承受正向电压时才能正常导通。

2、单相正弦交流电源，电压有效值为220V，晶闸管和负载电阻串联，试计算晶

闸管实际承受的正反向电压最高是多少？考虑晶闸管的安全裕量，其额定电压

应如何选择？ 答：晶闸管实际承受正向电压的最高值为：2×220=312V，承受反向电压的最高值为：

2×220=312V。

考虑晶闸管的安全裕量，其额定电压为：

（2~3）2×220=624~936V

第二章 单相可控整流电路

1、具有续流二极管的单相半波晶闸管整流电路，对发电机励磁组供电。绕组的

电阻为5Ω，电感为0.2H，励磁直流平均电流为10A，交流电源为220V，计算

晶闸管和续流二极管的电流有效值，并指出其电压额定。

答：对于带续流二极管的单相半波电感性负载电路，输出电压平均值计算公式与电阻性负载

一致。

已知励磁绕组直流平均电流dI=10A，根据公式

RU

Id

d，可得：

VU

d50 再利用公式

2cos1

45.0

2a

UU

d

，可得

00101.0

991

9999100

22045.022045.0100

45.045.02

cos

22









UUU

ad

求得：090a

则：0009090180

T

00027090180

D

由于8.622.05014.322

ddfLL，所以为大电感负载，各电量分别计算

如下：

2 晶闸管的平均值电流：AAII

ddT5.210

36090180

360180

000

00







晶闸管的有效值电流：AAII

dT510

21

360180

00





续流二极管的平均值电流：AAII

ddD5.710

43

36090180

000



 续流二极管的有效值电流：AAAI

D6.810

23

10

36090180