1、第2章思考題與習題2.1什么是整流？它與逆變有何區別？答：整流就是把交流電能轉換成直流電能，而將直流轉換為交流電能稱為逆變，它是對 應于整流的逆向過程。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脈沖；(2) 晶閘管內部短路；(3) 晶閘管內部斷開；試分析上述三種情況負載兩端電壓Ud和晶閘管兩端電壓 UT的波形。答：1負載兩端電壓為 0，晶閘管上電壓波形與 U2相同；2負載兩端電壓為 U2,晶閘管上的電壓為 0 ；3負載兩端電壓為 0，晶閘管上的電壓為 U2。某單相全控橋式整流電路給電阻性負載和大電感負載供電，在流過負載電流平均值相 同的情況下，哪一種負載的晶閘管額定電流應選

2、擇大一些？在流答：帶大電感負載的晶閘管額定電流應選擇小一些。由于具有電感，當其電流增大時, 在電感上會產生感應電動勢， 抑制電流增加。電阻性負載時整流輸出電流的峰值大些, 過負載電流平均值相同的情況下，為防此時管子燒壞，應選擇額定電流大一些的管子。某電阻性負載的單相半控橋式整流電路，假設其中一只晶閘管的陽、陰極之間被燒斷, 試畫出整流二極管、晶閘管兩端和負載電阻兩端的電壓波形。解：設a =0, T2被燒壞，如以下列圖:相控整流電路帶電阻性負載時，負載電阻上的Ud與Id的乘積是否等于負載有功功率,為什么？帶大電感負載時，負載電阻Rd上的Ud與Id的乘積是否等于負載有功功率， 為什么？答：相控整流

3、電路帶電阻性負載時，負載電阻上的平均功率Pd Udld不等于負載有功功率P UI。因為負載上的電壓、電流是非正弦波，除了直流Ud與Id外還有諧波分量/ 2 2 2Ui,U2,和 1 1, 1 2,，負載上有功功率為 PPdPlP2> Pd Udld。相控整流電路帶大電感負載時，雖然Ud存在諧波，但電流是恒定的直流，故負載電阻Rd上的Ud與Id的乘積等于負載有功功率。某電阻性負載要求 024V直流電壓，最大負載電流ld=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擬兩種供電方案的晶閘管的導通角、額定電壓、額定電流、電路的

4、功率因數及對電源 容量的要求。解：采用由220V交流直接供電當°時:Udo2 22° =99V由變壓器降壓到60V供電當°時:Ud2 6° =27V因此，只要調節都可以滿足輸出024V直流電壓要求。(1)采用由220V交流直接供電時:Ud1 cos0.45U 2Ud=24V 時12118°12159UtIt311V1' 2U 2 sin t2d t 84A2 RR ¥ 24300.8It1.57取2倍平安裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為1T(AV)竺54A1.57622V 和 108A 。電源提供有功功率I22R842

5、0.85644.8W電源提供視在功率U2I28422018.58kVA電源側功率因數采用變壓器降壓到UdUd=24V 時UtItPF0.30560V供電:0.45U21 cos39UdId1803914184.4V2430空sin t2d tR51.38A0.8It1.57取2倍平安裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為和。1T(AV)51塑 32.7A1.57變壓器二次側有功功率P I22R 51.382 0.82112W變壓器二次側視在功率S U2I260 51.383.08kVA電源側功率因數PFP 0-68某電阻性負載，Rd=50 Q要求Ud在0600V可調，試用單相半波和單相全控橋兩

6、種整流電路來供給，分別計算:(1)晶閘管額定電壓、電流值;連接負載的導線截面積導線允許電流密度j=6A /mm2;負載電阻上消耗的最大功率。解：1單相半波U2出0 時，0.45型 1333V Id 50.45Rd60012A50晶閘管的最大電流有效值It1.57ld 18.8A晶閘管額定電流為晶閘管承受最大電壓為ItIt(av) 1.5712(A)Urm2*2 =1885V所選導線截面積為S 1 J 13.362.22mm2負載電阻上最大功率Pr l 2R 8.9kW取2倍平安裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為4000V和30A。所選導線截面積為S/18.y 3 13mm2J6負載電阻上最

7、大功率PrIt2R 17.7kW2單相全控橋cU20時，Ud 600ld667V 1 d0.90.9Ud 60012ARd50負載電流有效值l1.11ld 13.3A(Kf=1.11)1晶閘管的額定電流為ItIt(av) 1.576(A)l|T=2晶閘官承受最大電壓為U rm2U2 =1885V取2倍平安裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為4000V和20A。2.8整流變壓器二次側中間抽頭的雙半波相控整流電路如圖題所示。(1)說明整流變壓器有無直流磁化問題？(2)分別畫出電阻性負載和大電感負載在a =60時的輸出電壓 Ud、電流id的波形，比擬與單相全控橋式整流電路是否相同。假設U2=220

8、V，分別計算其輸出直流電壓值Ud。3畫出電阻性負載a =60時晶閘管兩端的電壓 ut波形，說明該電路晶閘管承受的最大反向電壓為多少？圖題解：1因為在一個周期內變壓器磁通增量為零，所以沒有直流磁化。2其波形如以下列圖所示，與單相全控橋式整流電路相同。Ud 0.9U21 cos°.9 220 (1 cos600)148.5V電阻性負載：2 2感性負載:Ud 0.9U2 cos 99V其波形如以下列圖所示，晶閘管承受的最大反向電壓為2.2U2。k |/ 1Vj/ 1it1J 1i1jjrii帶電阻性負載三相半波相控整流電路，如觸發脈沖左移到自然換流點之前15°處，分析電路工作情況

9、，畫出觸發脈沖寬度分別為10°和20。時負載兩端的電壓Ud波形。解：三相半波相控整流電路觸發脈沖的的最早觸發時刻在自然換流點,如觸發脈沖左移到自然換流點之前15°處，觸發脈沖寬度為 10°時，不能觸發晶閘管,Ud=0。觸發脈沖寬度為15°時，能觸發晶閘管，其波形圖相當于a =0時的波形。2.10 三相半波相控整流電路帶大電感負載，Rd=10 Q,相電壓有效值 U2=220V。求a =45 °時負載直流電壓 Ud、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。Ud解：1562/3石 2U2Sin td( t)U 2 c

10、os因為：U2220V ，450UdU 2 cos45=182VIdUd 1 型 18.2a10RdI dTIt；ld 10.5AUd、iT2、UT3波形圖如下所示:PT.T熔斷器2FU、3FU2.11在圖題所示電路中，當a =60時，畫出以下故障情況下的Ud波形。(1) 熔斷器仆U熔斷。(2) 熔斷器2FU熔斷。解：這三種情況下的波形圖如下所示:5業n nn11 汽土上一%* 互匕；y LwXf4二4.,<二fjj3(b)-ir»gf A -一 L F- -1- - 1 亠*-s7Litd比丘上吐t十丘(C)現有單相半波、單相橋式、三相半波三種整流電路帶電阻性負載，負載電流I

11、d都是40A , 問流過與晶閘管串聯的熔斷器的平均電流、有效電流各為多大解：設單相半波:ldT = |d=40AI T 57 I dT62.8A(Kf=1.57)單相橋式:IdT= 2 |d=20AId28.3A三相半波:IdT= 3 I d=00 時 Ud2I30時Id 1/2.3、1.17 12 (32)23.5A三相全控橋式整流電路帶大電感負載，負載電阻Rd=4 Q,要求Ud從0220V之間變化。試求:(1)不考慮控制角裕量時，整流變壓器二次線電壓。(2)計算晶閘管電壓、電流值，如電壓、電流取 2倍裕量，選擇晶閘管型號。解：1因為Ud2 cos ；不考慮控制角裕量,U2也 94V2.34

12、U 213U2168.2V晶閘管承受最大電壓為6U2 230.3V取2倍的裕量,Urm1晶閘管承受的平均電流為IdT= 3 IdUdId又因為Rd220V455A所以ldT=，取2倍的裕量|dTmax=36.67(A)選擇KP50- 5的晶閘管。單結晶體管觸發電路中，作為Ubb的削波穩壓管Dw兩端如并接濾波電容，電路能否正常工作？如穩壓管損壞斷開，電路又會出現什么情況？答：在穩壓管 Dw兩端如并接濾波電容后，電路能否正常工作。如穩壓管損壞斷開，單 結晶體管上峰值電壓太高，不利于單結晶體管工作。2.15 三相半波相控整流電路帶電動機負載并串入足夠大的電抗器，相電壓有效值U2=220V,電動機負載

13、電流為 40A，負載回路總電阻為，求當 a =60時流過晶閘管的電流平 均值與有效值、電動機的反電勢。1解：電流平均值為：ldT=3|dI T電流有效值為：設電動機的反電勢為Id30.5111 d23AUdEd Id R_Ud1562U2sin td( t) 1.17U2cos128.7V而2 /36所以Ed128.7400.2120.7VEd,那么回路方程為:三相全控橋電路帶串聯 Ld的電動機負載，變壓器二次電壓為 100V，變壓器每相繞 組折合到二次側的漏感 L1為100 H，負載電流為150A，求：(1) 由于漏抗引起的換相壓降；(2) 該壓降所對應整流裝置的等效內阻及a =0時的換相重

14、疊角。U解: (1)3XJd63 250 100 101501.5VCOS 1 (cos2d)6U2 )cos 1 (1250 100 10 6 150) 111.5V0.01r等效內阻150A2.17晶閘管裝置中不采用過電壓、過電流保護，選用較高電壓和電流等級的晶閘管行 不行？答：晶閘管裝置中必須采用過電壓、過電流保護，而不能用高電壓、高電流的晶閘管代 替，因為在電感性負載裝置中，晶閘管在開關斷過程中， 可能會出現過沖陽極電壓，此時極易損壞晶閘管。當未采取過電流保護，而電路過載或短路時更易損壞晶閘管。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接到交流電網上，把直流電逆變成同頻率的交流電，反送到電網上去稱為有源逆變。有源逆變的條件：1一定要有直流電動勢，其極性必須與晶閘管的導通方向一致，其值應稍大于變流 器直流側的平均電壓；2變流器必須工作在2的區域內使Ud<0。有源逆變的作用：它可用于直流電機的可逆調速，繞線型