1.1 使晶闸管导通的条件是什么？
答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压， 并在门极施加触发电流（脉冲）。或者UAK >0且UGK>0。
1.2 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？
答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
1.3 图1－43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im ，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。
1解：a) Id1=2????4Imsin(?t)?Im2(?1)?0.2717Im2?2
1 I1=2????4(Imsin?t)2d(wt)???4Im31??0.4767Im242?
1 b) Id2=??Imsin?td(wt)?Im2(?1)?0.5434Im22
1 I2=?1 c) Id3=2?????4(Imsin?t)2d(wt)?2Im31??0.6741Im242?
?112Imd(?t)?Im?04 I3=2??20Im2d(?t)?1Im2
2..1.单相半波可控整流电路对电感负载供电，L=20Mh，U2=100V，求当??0?时和60?时的负载电流Id，并画出Ud与Id波形。
解：??0?时，在电源电压U2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。在电源电压U2的负半周期，负载电感L释放能量，晶闸管继续导通。
did?2U2sin?tdt因此，在电源电压U2的一个周期中下列方程成立：
L考虑到初始条件：当?t?0时id=0可解方程：
2U21Id＝（1－cos?t）Id??L2?
?2?02U22U?（1－cos?t）d(?t)??22.51(A)?L?L
Ud与Id的波形如下图：
当a=60?时，在U2的正半周期60?~180?期间，晶闸管导通使电感L储能，电感L储藏的能量在U2负半周期180?~300?期间释放，因此在U2的一个周期中60?~300?期间，下列微分方
did?2U2sin?t程成立：dt
L2U21（－cos?t)?t?60?dt2考虑到初始条件：当时id=0可解方程得：id=
1其平均值为Id=2???5?332U212U2(?cos?t)d(?t)?＝11.25(A)?L22?L
此时Ud与id的波形如下图：图2
2.3.单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2?，L值极大，当?=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。 解：①Ud、Id、和I2的波形如下图：
②输出平均电压Ud、电流Id、变压器二次电流有效值I2分别为： Ud=0.9U2cosα=0.9×100×cos30°＝77.97（V）
Id＝Ud/R=77.97/2=38.99(A) I2=Id=38.99(A)
③晶闸管承受的最大反向电压为： 2U2=1002=141.4(V) - 考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为：UN=(2~3)×141.4=283~424(V) 流过晶闸管的电流有效值为：IVT=Id/2=27.57(A)
晶闸管的额定电流为：IN=(1.5~2)×27.57/1.57=26~35(A)
2.7.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。
解：1.假设?=0?，当负载为电阻时，Ud的波形如下：2.当负载为电感时，Ud的波形如下：
2.14.单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1，L=?，E=40V，U2=100V，LB=0.5Mh，当α=60时，求Ud、Id与的数值，并画出整流电压Ud的波形。
解： 考虑LB时，有
Ud=0.9U2cos?-Δud Δud=2XBId/?Id＝(Ud-E)/R
由方程组得 Ud?(?R?0.9U2cos??2XBE)/(?R?2XB)?44.55(V)
?Ud?0.455(V)
Id=4.55（A）
?cos??cos(???)?2IX/Ucos(60??)?0.4798 dB2又∵ 既得出???换相重叠角 ??61.33?60?1.33
整流电压Ud的波形
2.15.三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，U2=100V，R=1?，LB=lmH，求当?=30?时、E=50V时Ud、Id、?的值并作出Ud与IVT1和IVT2的波形。
解：考虑LB时，有：
Ud=1.17U2cos?-ΔUd ΔUd=3XBId/2? Id＝(Ud-E)/R 解方程组得：Ud＝(?R?1.17U2cos??3XBE)/(2?R?3XB)?94.63(V) △Ud=6.7(V) Id=44.63(A)
???)?2IdXB/6U2 即得出 cos(30?＋?)=0.752 又因为：cos??cos( 换相重叠角 ? =41.28??30??11.28? Ud与IVTl和IVT2的波形如下:
16．三相桥式不可控整流电路，阻感负载，R=5Ω，L=∞，U2=220V，XB=0.3Ω，求Ud、Id、IVD、I2和??的值并作出ud、iVD和i2的波形。
解：三相桥式不可控整流电路相当于三相桥式可控整流电路α＝0°时的情况。
Ud＝2.34U2cosα－ΔUd ΔUd＝3XBId∕π Id＝Ud∕R
解方程组得 Ud＝2.34U2cosα∕（1＋3XB/πR）＝486.9（V） Id＝97.38（A）
又∵ cos?－cos(???)＝2IdXB∕6U2 即得出 cos?=0.892 换流重叠角 ? ＝26.93°
二极管电流和变压器二次测电流的有效值分别为
IdVD＝Id∕3＝97.38∕3＝32.46（A） IVD=1/√3Id I2a＝ud、iVD1和i2a的波形如下：
2 Id＝79.51（A） 3
u2uaubucO?t1ⅠuabⅡuacⅢubcⅣubaⅤucaⅥucb?tuabuacudO?tiVD1Oi2aOId?tId?t
27．三相全控桥变流器，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，U2=220V，LB=1mH，当EM=-400V，?=60?时求Ud、Id与??的值，此时送回电网的有功功率是多少？ 解：由题意可列出如下3个等式：
Ud＝2.34U2cos(π?β)－ΔUd ΔUd＝3XBId∕π Id＝（Ud－EM）∕R
三式联立求解，得Ud＝[2.34πU2R cos(π?β)＋3XBEM]∕(πR＋3XB)＝－290.3（V） Id＝109.7（A） 由下式可计算换流重叠角：cos?－cos(???)＝2XBId∕6U2＝0.1279
cos(120???)＝?0.6279 γ＝128.90?－120?＝8.90?
送回电网的有功功率为 P=|EMId|?Id2R=400×109.7-109.72×109.7×1=31.85(W)
28．单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，U2=100V，L=0.5mH，当EM=-99V，?=60?时求Ud、Id和??的值。
解：由题意可列出如下3个等式：
Ud＝0.9U2cos(π-β)－ΔUd ΔUd＝2XBId∕ Id＝（Ud－EM）∕R
三式联立求解，得 Ud＝[πR 0.9U2cos(π-β)＋2XBEM]∕（πR＋2XB）＝－49.91（V）
Id＝49.09（A）
又∵cos?－cos(???)＝2IdXB∕U2=0.2181 即得出 cos(120???)=-0.7181 换流重叠角 ? ＝135.9°? 120°=15.9°
2.22.使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么?
答：①直流侧要有电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压； ②要求晶闸管的控制角α>π/2使Ud为负值。
2.23.什么是逆变失败？如何防止逆变失败？ 答：逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。
防止逆变夫败的方法有：1.采用精确可靠的触发电路，2.使用性能良好的晶闸管，3.保证交流电源的质量，4.留出充足的换向裕量角?等。
1．无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？ 答：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流
电力电子技术答案(第五版)
