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第3章整流电路习题详解

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第3章 交流-直流变换器 习题（1） 第1部分：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 ，随负载加重Ud逐渐趋近于 ，通常设计时，应取RC≥ T，此时输出电压为Ud≈ U2(U2为相电压有效值)。 7.填写下表 电路名称电路结构图负载电压波形整流电压平均值移相范围电阻

阻感（L极大）＋续流二极管

电阻阻感（L极大）电阻大电感电阻阻感（L极大）＋续流二极管

单相全波单相半控桥

单相整流电路比较单相半波

单相全控桥 第2部分：简答题 1.如题图3-1所示的单相桥式半控整流电路中可能发生失控现象，何为失控，怎样抑制失控？

题图3-1 题图3-2 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？

3.题图3-2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。

第3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。 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＝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。 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3-3所示，U2=100V，电阻电感负载，R=2Ω，L值很大，当=60°时求流过器件电流的有效值，并作出ud、id、iVT、iD的波形。

题图3-3 第3章 交流-直流变换器 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 ，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)。 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 ，当它带阻感负载时，的移相范围为 。 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 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 。 4.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流 id 断续和连续的临界条件是 ，电路中的二极管承受的最大反向电压为 U2。 5.填写下表

电路名称电路结构图负载电压波形整流电压平均值移相范围电阻

阻感（L极大）电阻阻感（L极大）

三相整流电路比较三相半波

三相全控桥 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？ 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，那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说，例如都是阿相，在相位上差多少度？ 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du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？

4.单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？

第3部分：计算和画图题 1.三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＝400V，负载电阻Rd＝10Ω, 控制角＝rad, 试求：（1）输出电压平均值Ud；（2）输出电流平均值Id。

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。

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=60°时，要求：①画出ud、id和iVT1的波形；②计算Ud、Id、IdT和IVT。

4.三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当=60°时，要求：①画出ud、id和iVT1的波形；②计算Ud、Id、IdT和IVT。

提示：可在下图基础上绘制波形图。

tO

uaubuc ud

uabuacubcubaucaucbuabu

ac

tO 第3章 交流-直流变换器 习题（3） 第1部分：填空题 1.实际工作中，整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数，当从0°～90°变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随的增大而 ，当从90°～180°变化时，整流输出的电压 ud 的谐波幅值随的增大而 。 2.三相桥式全控整流电路带阻感负载时，设交流侧电抗为零，直流电感L为足够大。当＝30°时，三相电流有效值与直流电流的关系为I＝ Id ，交流侧电流中所含次谐波次数为 ，其整流输出电压中所含的谐波次数为 。 3.对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使输出电压平均值 。 4.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路适用于 的场合 ，当它带电感负载时，移相范围是 ，带电阻负载时，移相范围是 ；如果不接平衡电抗器，则每管最大的导通角为 ，每管的平均电流为 Id 。 5.多重化整流电路可以提高 ，其中移相多重联结有 和 两大类。 6.PWM整流电路可分为 和 两大类，目前研究和应用较多的是 PWM整流电路。 7.PWM整流电路的控制方法有 和 ，基于系统的静态模型设计、动态性能较差的是 ，电流响应速度快、系统鲁棒性好的是 。

第2部分：简答题 1.无功功率和谐波对公用电网分别有那些危害？ 2.单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？ 3.三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？ 4.单相桥式不可控整流带电容滤波电路和三相桥式不可控整流带电容滤波电路，它们交流侧谐波组成有什么规律？ 5.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何主要异同？ 6.整流电路多重化的主要目的是什么？ 7.变压器漏感对整流电路有何影响？ 8.什么是PWM整流电路？它和相控整流电路的工作原理和性能有何不同？ 9.在PWM整流电路中，什么是间接电流控制？什么是直接电流控制？

第3部分：计算题 1.三相桥式全控整流电路，U2=100V，带阻感负载，R=5Ω，L值极大，当 α =60°时，回答下列问题。 （1）变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？ （2）求整流电路交流侧功率因数。 （提示：有关电流波形及其傅立叶级数） 2.三相全控桥，反电动势阻感负载，E=200V，R=1Ω，L=∞，U2=220V，=60°，当①LB=0和②LB=1mH情况下分别求Ud、Id的值，后者还应求。 第3章 交流-直流变换器 习题（4） 第1部分：填空题 1.逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种电路称为 ，欲实现有源逆变，只能采用 型可控整流电路 ，当控制角 0<<时，整流电路工作在 状态；时，整流电路工作在 状态。 2.在整流电路中，能够实现有源逆变的有 、 等（可控整流电路均可），其工作在有源逆变状态的条件是 和 。 3.晶闸管直流电动机系统工作于整流状态，当电流连续时，电动机的机械特性为一组 ，当电流断续时，电动机的理想空载转速将 ，随的增加，进入断续区的电流 。 4.直流可逆电力拖动系统中电动机可以实现四象限运行，当其处于第一象限时，电动机作 运行，电动机 转，正组桥工作在 状态；当其处于第四象限时，电动机做 运行，电动机 转， 组桥工作在逆变状态。 5.大、中功率的变流器广泛应用的是 触发电路，同步信号为锯齿波的触发电路，可分为三个基本环节，即 、 和 。

第2部分：简答题 1.使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？ 2.什么是逆变失败？如何防止逆变失败？ 3.锯齿波触发电路由哪些部分组成？各部分的主要作用是什么？ 4.画出双桥反并联可逆直流拖动系统的结构简图, 当电机在4个象限的运行时，说明其运行方式, 并在图中标出工作桥的工作状态及电压、电流方向和电能的传递方向。

第3部分：计算题 1.三相全控桥变流器，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，U2=220V，当EM=-400V，=60°时求Ud、Id的值，此时送回电网的有功功率是多少？作出ud的波形。 2.单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，U2=100V，当EM=-99V，=60°时求Ud、Id的值。作出ud的波形。

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3第三章整流电路

3第三章整流电路


1
p
p
(
a
2U2 sinwt)2 d (wt) = U2
R
R
1
2p
sin
2a
+
p
-
p
a（3-13）
(5)由式（3-12）和式（3-13）
I VT =
1I 2
（3-14）
不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量 S=U2I2。
(6)整流输出负载上电压有效值
U =
1
p
p
(
a
2U 2 sin wt)2 d (wt) = U 2
（9）移相范围 0～π
3.1.2
单相桥式全控整流电路
2. 带阻感负载的工作情况
为便于讨论，假设电路已工作于 稳态，id的平均值不变。
假设负载电感很大，负载电流id 连续且波形近似为一水平线。
– u2过零变负时，由于电感的作用晶 闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并 不关断。
– 至ωt=π+a 时刻，给VT2和VT3加触
3.1.1 单相半波可控整流电路
电力电子电路的一种基本分析方法
通过器件的理想化，将电路简化为分段线性电路。
器件的每种状态对应于一种线性电路拓扑。
VT
对单相半波电路的分析
L
可基于上述方法进行：
u2
R
VT
L u2
R
当VT处于断态时，相当于 电路在VT处断开，id=0。 当VT处于通态时，相当于 VT短路。
+ q
f) 0
2p
wt
wt +
wt
wt
wt
图3-2 带阻感负载的 单相半波电路及其波形
工作原理
电力电子第3章 习题-带答案

电力电子第3章 习题-带答案

第5章 交流-直流变换器 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U Fm 等于 U2 ，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0-150º ，使负载电流连续的条件为 α≤30º (U 2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120º ，当它带阻感负载时，的移相范围为 0-90 º 。

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；这种电路角的移相范围是0-120 º ，u d 波形连续得条件是 α≤60º 。

4.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流 id 断续和连续的临界条件是ωRC = ，电路中的二极管承受的最大反向电压为 U 2。

5.填写下表电路名称电路结构图负载电压波形整流电压平均值移相范围电阻阻感（L极大）电阻阻感（L极大）三相整流电路比较三相半波三相全控桥第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，那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说，例如都是阿相，在相位上差多少度？答：相位相差180 ˚。

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u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？压d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而击穿。

4.单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？答：单相桥式全控整流电路中，当负载为电阻负载时，晶闸管移相范围是0 ˚～180 ˚。

电路第3章分习题选解

电路第3章分习题选解

3-7 题3-7图所示电路中1210R R ==Ω，34R =Ω，458R R ==Ω，62R =Ω，320V S u =，640V S u =，用支路电流法求解电流5i 。

解 由题中知道4n =，6b = , 独立回路数为16413l b n =-+=-+= 由KCL 列方程： 对结点① 1260i i i ++= 对结点② 2340i i i -++= 对结点③ 4660i i i -+-= 由KVL 列方程：对回路Ⅰ 642281040i i i --=- 对回路Ⅱ 1231010420-i i i ++=- 对回路Ⅲ 45-488203i i i ++= 联立求得 0.956A 5i =-3-8 用网孔电流法求解题3-7图中电流5i 。

解 可设三个网孔电流为11i 、2l i 、3l i ，方向如题3-7图所示。

列出网孔方程为246122436211232333413234533()()()l l l s l l l s l l l s R R R i R i R i u R i R R R i R i u R i R i R R R i u++--=-⎧⎪--++-=-⎨⎪--+++=⎩ 12312312320108401024420842020l l l l l l l l l i i i i i i i i i --=-⎧⎪-+-=-⎨⎪--+=⎩ 行列式解方程组为2010820104010244102420488084208420----∆=--=--=----- 所以351348800.956A 5104i i ∆-====-∆ 3-11 用回路电流法求解题3-11图所示电路中的电流I 。

解 由题已知，1I 1A l =其余两回路方程为()()123123555303030203020305l l l l l l I I I I I I -+++-=⎧⎪⎨--++=-⎪⎩代人整理得 2322334030352A305015 1.5A l l l l l l I I I I I -==⎧⎧⇒⎨⎨-+==⎩⎩1R 2R 3R 4R 5R 6R ++--3S u 6S u ①② ③1i 2i 3i 4i 5i 6i ⅠⅡⅢ题3－7图3-13 用回路电流法求解：（1）题3-13图（a ）中的x U ；（2）题3-13图（b ）中的I 。

电力电子技术第3章 习题答案

电力电子技术第3章 习题答案

3章 交流-直流变换电路 课后复习题第1部分：填空题1.电阻负载的特点是 电压与电流波形、相位相同；只消耗电能，不储存、释放电能 ，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° ≤a ≤ 180° 。

2.阻感负载的特点是 电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变 ，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°≤a ≤ 180° ，2 ，续流二极管承受的最大反向电压2 （设U 2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° ≤a ≤ 180° ，2 和2 ；带阻感负载时，α角移相范围为 0° ≤a ≤ 90° ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为22U 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(大电感) 。

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 = 180°-2δ ; 当控制角α小于不导电角 δ 时，晶闸管的导通角 θ = 0° 。

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

6.2 ，随负载加重U d 逐渐趋近于0.9 U 2，通常设计时，应取RC≥ 1.5~2.5T ，此时输出电压为U d ≈ 1.2 U 2(U 27.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U Fm 2 ，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0°≤a ≤90° ，使负载电流连续的条件为 a ≤30° (U 2为相电压有效值)。

8.三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°≤a ≤90° 。