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第2章 思考题与习题
2.1 什么是整流？它与逆变有何区别？
答：整流就是把交流电能转换成直流电能，而将直流转换为交流电能称为逆变，它是对应于整流的逆向过程。
2.2 单相半波可控整流电路中，如果： (1) 晶闸管门极不加触发脉冲； (2) 晶闸管内部短路； (3) 晶闸管内部断开；
试分析上述三种情况负载两端电压ud和晶闸管两端电压uT的波形。
答：（1）负载两端电压为0，晶闸管上电压波形与U2相同； （2）负载两端电压为U2，晶闸管上的电压为0； （3）负载两端电压为0，晶闸管上的电压为U2。
2.3某单相全控桥式整流电路给电阻性负载和大电感负载供电，在流过负载电流平均值相同的情况下，哪一种负载的晶闸管额定电流应选择大一些?
答：带大电感负载的晶闸管额定电流应选择小一些。由于具有电感，当其电流增大时，在电感上会产生感应电动势，抑制电流增加。电阻性负载时整流输出电流的峰值大些，在流过负载电流平均值相同的情况下，为防此时管子烧坏，应选择额定电流大一些的管子。
2.4某电阻性负载的单相半控桥式整流电路，若其中一只晶闸管的阳、阴极之间被烧断，试画出整流二极管、晶闸管两端和负载电阻两端的电压波形。
解：设α=0，T2被烧坏，如下图：
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2.5相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的Ud与Id的乘积是否等于负载有功功率，为什么?带大电感负载时，负载电阻Rd上的Ud与Id的乘积是否等于负载有功功率，为什么?
答：相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的平均功率Pd?UdId不等于负载有功功率P?UI。因为负载上的电压、电流是非正弦波，除了直流Ud与Id外还有谐波分量
U1,U2,?和I1,I2,?，负载上有功功率为P?Pd?P1?P2??>Pd?UdId。
相控整流电路带大电感负载时，虽然Ud存在谐波，但电流是恒定的直流，故负载电阻Rd上的Ud与Id的乘积等于负载有功功率。
2.6某电阻性负载要求0~24V直流电压，最大负载电流Id=30A，如采用由220V交流直接供电和由变压器降压到60V供电的单相半波相控整流电路，是否两种方案都能满足要求?试比较两种供电方案的晶闸管的导通角、额定电压、额定电流、电路的功率因数及对电源容量的要求。
解：采用由220V交流直接供电当??0时：
Udo=0.45U2=0.45?220 =99V
由变压器降压到60V供电当??0时：
Ud=0.45U2=0.45?60 =27V
因此，只要调节?都可以满足输出0~24V直流电压要求。
(1) 采用由220V交流直接供电时：
??222Ud?0.45U2Ud==24V时
1?cos?2，
??121? ??180??121??59?
UT?2U2?311V
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?2U212[sin?t]d?t?84A?2?0RIT?R?
Ud24??0.8?Id30
IT(AV)?IT84??54A1.571.57
2取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为622V和108A。
2P?IR?84?0.8?5644.8W 2电源提供有功功率
电源提供视在功率 S?U2I2?84?220?18.58kVA
电源侧功率因数
PF?P?0.305S
(2) 采用变压器降压到60V供电：
Ud?0.45U2Ud==24V时
1?cos?2，
??39?, ??180??39??141?
UT?2U2?84.4V
IT?R??2U21[sin?t]2d?t?51.38A?2?0R
Ud24??0.8?Id30
IT(AV)?IT51.38??32.7A1.571.57
2取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为168.8V和65.4A。
2变压器二次侧有功功率 P?I2R?51.38?0.8?2112W
变压器二次侧视在功率 S?U2I2?60?51.38?3.08kVA
电源侧功率因数
PF?P?0.68S
2.7某电阻性负载，Rd=50Ω,要求Ud在0~600V可调，试用单相半波和单相全控桥两种整流电路来供给，分别计算：
(1) 晶闸管额定电压、电流值；
(2) 连接负载的导线截面积(导线允许电流密度j=6A／mm2)； (3) 负载电阻上消耗的最大功率。
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Ud600Ud600I???12AU2???1333Vd?Rd500.450.45解：（1）单相半波??0时,,
晶闸管的最大电流有效值 IT?1.57Id?18.8A
晶闸管额定电流为 IT(AV)
?IT?1.5712(A)
晶闸管承受最大电压为 URM?2U2=1885V
取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为4000V和30A。
所选导线截面积为
S?I?18.8?3.13mm2J6
2负载电阻上最大功率 PR?ITR?17.7kW
Ud600Ud600I???12AU2???667Vd?Rd500.90.9（2）单相全控桥??0时,,
负载电流有效值 I?1.11Id?13.3A (Kf=1.11)
IIT??1.57晶闸管的额定电流为 IT(AV)6(A) IT=2
晶闸管承受最大电压为 URM?2U2=1885V
取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为4000V和20A。
所选导线截面积为
S?I?13.3?2.22mm2J6
2P?IR?8.9kW R负载电阻上最大功率
2.8 整流变压器二次侧中间抽头的双半波相控整流电路如图题2.8所示。 (1) 说明整流变压器有无直流磁化问题?
(2) 分别画出电阻性负载和大电感负载在α=60°时的输出电压Ud、电流id的波形，比较与单相全控桥式整流电路是否相同。若已知U2=220V，分别计算其输出直流电压值Ud。 （3）画出电阻性负载α=60°时晶闸管两端的电压uT波形，说明该电路晶闸管承受的最大反向电压为多少?
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图题2.8
解：（1）因为在一个周期内变压器磁通增量为零，所以没有直流磁化。 （2）其波形如下图所示，与单相全控桥式整流电路相同。
1?cos?0.9?220?(1?cos600)Ud?0.9U2??148.5V22电阻性负载：
感性负载： Ud?0.9U2cos??99V
(3)其波形如下图所示，晶闸管承受的最大反向电压为22U2。
2.9带电阻性负载三相半波相控整流电路，如触发脉冲左移到自然换流点之前15°处，分析电路工作情况，画出触发脉冲宽度分别为10°和20°时负载两端的电压 ud波形。
解：三相半波相控整流电路触发脉冲的的最早触发时刻在自然换流点，如触发脉冲左移到自然换流点之前15°处，触发脉冲宽度为10°时，不能触发晶闸管， ud=0。触发脉冲宽度为15°时，能触发晶闸管，其波形图相当于α=0°时的波形。
2.10 三相半波相控整流电路带大电感负载，Rd=10Ω，相电压有效值U2=220V。求α=45°时负载直流电压Ud、流过晶闸管的平均电流IdT和有效电流IT，画出ud、iT2、uT3的波形。
??16Ud?2U2sin?td(?t)?????2?/36解：1.17U2cos?
5?0因为：U2?220V ，??45
Ud=1.17U2cos45=182V
?Id?Ud182V??18.2ARd10?
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第2章 思考题与习题答案电子教案
