1、第2章 思考題與習(xí)題2.1 什么是整流？它與逆變有何區(qū)別？答：整流就是把交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能，而將直流轉(zhuǎn)換為交流電能稱為逆變，它是對(duì)應(yīng)于整流的逆向過程。2.2 單相半波可控整流電路中，如果：(1) 晶閘管門極不加觸發(fā)脈沖；(2) 晶閘管內(nèi)部短路；(3) 晶閘管內(nèi)部斷開；試分析上述三種情況負(fù)載兩端電壓ud和晶閘管兩端電壓uT的波形。答：（1）負(fù)載兩端電壓為0，晶閘管上電壓波形與U2相同；（2）負(fù)載兩端電壓為U2，晶閘管上的電壓為0；（3）負(fù)載兩端電壓為0，晶閘管上的電壓為U2。2.3某單相全控橋式整流電路給電阻性負(fù)載和大電感負(fù)載供電，在流過負(fù)載電流平均值相同的情況下，哪一種負(fù)載的晶閘管額定電流

2、應(yīng)選擇大一些?答：帶大電感負(fù)載的晶閘管額定電流應(yīng)選擇小一些。由于具有電感，當(dāng)其電流增大時(shí)，在電感上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，抑制電流增加。電阻性負(fù)載時(shí)整流輸出電流的峰值大些，在流過負(fù)載電流平均值相同的情況下，為防此時(shí)管子燒壞，應(yīng)選擇額定電流大一些的管子。2.4某電阻性負(fù)載的單相半控橋式整流電路，若其中一只晶閘管的陽、陰極之間被燒斷，試畫出整流二極管、晶閘管兩端和負(fù)載電阻兩端的電壓波形。解：設(shè)=0，T2被燒壞，如下圖： 2.5相控整流電路帶電阻性負(fù)載時(shí)，負(fù)載電阻上的Ud與Id的乘積是否等于負(fù)載有功功率，為什么?帶大電感負(fù)載時(shí)，負(fù)載電阻Rd上的Ud與Id的乘積是否等于負(fù)載有功功率，為什么?答：相控整流電路

3、帶電阻性負(fù)載時(shí)，負(fù)載電阻上的平均功率不等于負(fù)載有功功率。因?yàn)樨?fù)載上的電壓、電流是非正弦波，除了直流Ud與Id外還有諧波分量和，負(fù)載上有功功率為>。相控整流電路帶大電感負(fù)載時(shí)，雖然Ud存在諧波，但電流是恒定的直流，故負(fù)載電阻Rd上的Ud與Id的乘積等于負(fù)載有功功率。2.6某電阻性負(fù)載要求024V直流電壓，最大負(fù)載電流Id=30A，如采用由220V交流直接供電和由變壓器降壓到60V供電的單相半波相控整流電路，是否兩種方案都能滿足要求?試比較兩種供電方案的晶閘管的導(dǎo)通角、額定電壓、額定電流、電路的功率因數(shù)及對(duì)電源容量的要求。解：采用由220V交流直接供電當(dāng)時(shí)： Udo=0.45U2=0.452

4、20 =99V 由變壓器降壓到60V供電當(dāng)時(shí)：Ud=0.45U2=0.4560 =27V因此，只要調(diào)節(jié)都可以滿足輸出024V直流電壓要求。(1) 采用由220V交流直接供電時(shí)：，Ud=24V時(shí) 取2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為622V和108A。電源提供有功功率 電源提供視在功率 電源側(cè)功率因數(shù) (2) 采用變壓器降壓到60V供電：，Ud=24V時(shí), 取2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為168.8V和65.4A。變壓器二次側(cè)有功功率 變壓器二次側(cè)視在功率 電源側(cè)功率因數(shù) 2.7某電阻性負(fù)載，Rd=50,要求Ud在0600V可調(diào)，試用單相半波和單相全控橋兩種整流電路來

5、供給，分別計(jì)算：(1) 晶閘管額定電壓、電流值；(2) 連接負(fù)載的導(dǎo)線截面積(導(dǎo)線允許電流密度j=6Amm2)；(3) 負(fù)載電阻上消耗的最大功率。解：（1）單相半波時(shí),晶閘管的最大電流有效值 晶閘管額定電流為 IT(AV)12(A) 晶閘管承受最大電壓為 =1885V 取2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為4000V和30A。所選導(dǎo)線截面積為 負(fù)載電阻上最大功率 （2）單相全控橋時(shí),負(fù)載電流有效值 (Kf=1.11)晶閘管的額定電流為 IT(AV)6(A) IT=晶閘管承受最大電壓為 =1885V取2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為4000V和20A。所選導(dǎo)線截面積為 負(fù)

6、載電阻上最大功率 2.8 整流變壓器二次側(cè)中間抽頭的雙半波相控整流電路如圖題2.8所示。(1) 說明整流變壓器有無直流磁化問題?(2) 分別畫出電阻性負(fù)載和大電感負(fù)載在=60°時(shí)的輸出電壓Ud、電流id的波形，比較與單相全控橋式整流電路是否相同。若已知U2=220V，分別計(jì)算其輸出直流電壓值Ud。（3）畫出電阻性負(fù)載=60°時(shí)晶閘管兩端的電壓uT波形，說明該電路晶閘管承受的最大反向電壓為多少? 圖題2.8解：（1）因?yàn)樵谝粋€(gè)周期內(nèi)變壓器磁通增量為零，所以沒有直流磁化。（2）其波形如下圖所示，與單相全控橋式整流電路相同。電阻性負(fù)載： 感性負(fù)載： (3)其波形如下圖所示，晶閘管

7、承受的最大反向電壓為。2.9帶電阻性負(fù)載三相半波相控整流電路，如觸發(fā)脈沖左移到自然換流點(diǎn)之前15°處，分析電路工作情況，畫出觸發(fā)脈沖寬度分別為10°和20°時(shí)負(fù)載兩端的電壓 ud波形。解：三相半波相控整流電路觸發(fā)脈沖的的最早觸發(fā)時(shí)刻在自然換流點(diǎn)，如觸發(fā)脈沖左移到自然換流點(diǎn)之前15°處，觸發(fā)脈沖寬度為10°時(shí)，不能觸發(fā)晶閘管， ud=0。觸發(fā)脈沖寬度為15°時(shí)，能觸發(fā)晶閘管，其波形圖相當(dāng)于=0°時(shí)的波形。2.10 三相半波相控整流電路帶大電感負(fù)載，Rd=10，相電壓有效值U2=220V。求=45°時(shí)負(fù)載直流電壓Ud、

8、流過晶閘管的平均電流IdT和有效電流IT，畫出ud、iT2、uT3的波形。解：1.17因?yàn)椋?20V ，Ud=1.17=182Vud、iT2、uT3波形圖如下所示：2.11 在圖題2.11所示電路中，當(dāng)=60°時(shí)，畫出下列故障情況下的ud波形。(1) 熔斷器1FU熔斷。 (2) 熔斷器2FU熔斷。(3) 熔斷器2FU、3FU同時(shí)熔斷。圖題2.11解：這三種情況下的波形圖如下所示： (a) (b) (c)2.12現(xiàn)有單相半波、單相橋式、三相半波三種整流電路帶電阻性負(fù)載，負(fù)載電流Id都是40A，問流過與晶閘管串聯(lián)的熔斷器的平均電流、有效電流各為多大?解：設(shè)單相半波：IdT=Id=40A

9、(Kf=1.57)單相橋式：IdT=Id=20A三相半波：IdT=Id=13.3A當(dāng)時(shí) Ud=1.17UU=Ud/1.17時(shí) 2.13三相全控橋式整流電路帶大電感負(fù)載，負(fù)載電阻Rd=4，要求Ud從0220V之間變化。試求： (1)不考慮控制角裕量時(shí)，整流變壓器二次線電壓。(2)計(jì)算晶閘管電壓、電流值，如電壓、電流取2倍裕量，選擇晶閘管型號(hào)。 解：（1）因?yàn)閁d=2.34U；不考慮控制角裕量，時(shí)（2）晶閘管承受最大電壓為取2倍的裕量,URM=460.6V晶閘管承受的平均電流為IdT=Id又因?yàn)樗訧dT=18.33A，取2倍的裕量IdTmax=36.67(A)選擇KP505的晶閘管。2.14單結(jié)

10、晶體管觸發(fā)電路中，作為Ubb的削波穩(wěn)壓管兩端如并接濾波電容，電路能否正常工作?如穩(wěn)壓管損壞斷開，電路又會(huì)出現(xiàn)什么情況? 答：在穩(wěn)壓管兩端如并接濾波電容后，電路能否正常工作。如穩(wěn)壓管損壞斷開，單結(jié)晶體管上峰值電壓太高，不利于單結(jié)晶體管工作。2.15 三相半波相控整流電路帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載并串入足夠大的電抗器，相電壓有效值U2=220V，電動(dòng)機(jī)負(fù)載電流為40A，負(fù)載回路總電阻為0.2，求當(dāng)=60°時(shí)流過晶閘管的電流平均值與有效值、電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)。解：電流平均值為：IdT=Id=40/3=13.3 電流有效值為：設(shè)電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)為ED，則回路方程為：而 所以 2.16三相全控橋電路帶串聯(lián)Ld的電

11、動(dòng)機(jī)負(fù)載，已知變壓器二次電壓為100V，變壓器每相繞組折合到二次側(cè)的漏感L1為100H，負(fù)載電流為150A，求： (1)由于漏抗引起的換相壓降； (2)該壓降所對(duì)應(yīng)整流裝置的等效內(nèi)阻及=0°時(shí)的換相重疊角。解：(1) (2) 等效內(nèi)阻2.17 晶閘管裝置中不采用過電壓、過電流保護(hù)，選用較高電壓和電流等級(jí)的晶閘管行不行?答：晶閘管裝置中必須采用過電壓、過電流保護(hù)，而不能用高電壓、高電流的晶閘管代替，因?yàn)樵陔姼行载?fù)載裝置中，晶閘管在開關(guān)斷過程中，可能會(huì)出現(xiàn)過沖陽極電壓，此時(shí)極易損壞晶閘管。當(dāng)未采取過電流保護(hù)，而電路過載或短路時(shí)更易損壞晶閘管。2.18 什么是有源逆變？有源逆變的條件是什么？有源逆變有何作用？答：如果將逆變電路交流側(cè)接到交流電網(wǎng)上，把直流電逆變成同頻率的交流電，反送到電網(wǎng)上去稱為有源逆變。有源逆變的條件：（1） 一定要有直流電動(dòng)勢(shì)，其極性必須與晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)稍大于變流器直流側(cè)的平均電壓；（2） 變流器必須工作在的區(qū)域內(nèi)使Ud<0。有源逆變的作用：它可用于直流電機(jī)的可逆調(diào)速，繞線型異步電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速，高壓電流輸電太陽能發(fā)電等方面。2.19 無源逆變電路和有源逆變電