第二章 相控整流电路
答：
当晶闸管VT导通时
Ldid?Rid?2Usin?t dt当二极管VD导通时
Ldit?Rid?0 dt设ωt=α时，晶闸管的初始电流为Io，则
id?Imsin??t????Imsin?????e其中
?R??t?????L??Ioe?R??t?????L? 0??t??
Im?2UR???L?22
??arctg???L?? ?R?
如果?t??时所求出的二极管电流的初始值为I1，则
I1?Imsin??Imsin?????e?R???????L??Ioe?R???????L?
在???t?2???期间的id值为I1，则
id1?I1e?R??t?????t?
?t?2???可求出晶闸管电流的初始值，即
Io?e?R???????L???L?1?e
?R?2??Im[sin??sin?????e?R???????L?]
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电力电子技术习题
diud和id的关系为ud?Ldd?Rid
t
Ud?12???2???udd??t??12???2???Ldid1d??t??dt2???2???Ridd??t?
当晶闸管导通时，ud?2Usin?t，当二极管导通时，ud?0。
ud?12????2Usin?td??t??22??1?cos??
因为
12???
2???Ldid?Lid?2????d??t??did? id????dt2?
?L?L?Io?Io??0 [id?2?????id???]?2?2?故
Ud?12??2????Ridd??t?IdR
输出电流的平均值与L无关系。可写作
Id?Ud R?R?????
?id?I1?I0?I1[1?e
??L?]
当?L>>R时，则
e
?R???????L??1
?id?0
这样，我们就可以把电流看作一条直线来计算了。 4、某一电热负载，要求直流电压60V，电流30A，采用单相半波可控整流电路，直接由220V电网供电，计算晶闸管的导通角及电流有效值。 答：
?1?cos??Ud?0.45U2??
2??
Ud?60V U2?220V
cos??
2?60?1?0.21
0.45?220??78o
导通角
??180o?78o?102o
1???sin2???123.4V 4?2? 电压有效值
U?U2 7
第二章 相控整流电路
R?Ud60???2? Id30
I?U123.4A??61.7A R2即电流有效值为61.7A
5、某电阻负载要求0～24V直流电压，最大负载电流Id=30A，如果用220V交流直接供电与用变压器降压到60V供电，都采用单相半波可控整流电路，是否都满足要求？试比较两
种供电方案的晶闸管的导通角，额定电压，电流值，电源与变压器二侧的功率因数，以及对电源容量的要求。
答：
采用220V电源直接供电?=0时，Ud0?0.45U2?99V 采用60V电源供电、Ud0?0.45U2?27V
所以只要适当调节控制角α，均能满足最大整流电压为24V的要求。 下面我们分析以下两种情况的利弊。
先计算用220V交流电源直接供电的情况。
Ud?0.45U21?cos? 2
U2?220V
oUd?24V
cos???0.515
ooα=121
oθ=180?121?59
查图示曲线，波形系数Kf?I即IT?VA??
Id?2.8，要求晶闸管额定有效值1.57IT?VA??KfId
2.8?30A?53.5A
1.57 UTm?2U2?311V
考虑安全欲度，晶闸管至少应选KP100-4
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电力电子技术习题
查图示曲线，cos?=0.302
要求电源视在功率S=U2I2=（220?2.8?30）=18.48KV?A 如采用降压到60V供电
Ud?0.45U2
1?cos? 2
U2?60V
oUd?24V
oooα=39 ??180?39?141
查图示曲线，波形系数Kf?1.77
IT?VA??1.77?30A?33.8A
1.57UTm?2U2??2?60V?84.4V
?所以选KP50-2型的晶闸管也就可以了。
S=U2I2??60?1.77?30?VA?3.18KV?A
这样，增加了整流变压器后，使延迟角减小了，选择的晶闸管的额定电压、额定电流都减小了，要求的电源容量也减小了。由此可以看出，应当尽量使晶闸管电路工作在小延迟角状态。
6、有一转差离合器的励磁绕组，其直流电阻为45?，希望在0～90V范围内可调，采用单相半波可控整流电路，由电网直接供电，电源电压为220V，试选择晶闸管和二极管。 答：
如图所示 在大电感负载情况下，必须接续流二极管，，电路才能正常运行。如
Ud=90V Id=
Ud=2A R
1?cos???Ud=?0.45?220?V2??o α=35
?T?180o?35o?145o
145o IT?I??2A?1.23A odo360360?T 9
第二章 相控整流电路
IT?AV??IT?0.8 1.57若不考虑电压、电流欲量，选KP1-4型晶闸管即可。
360o??T流过二极管VD电流有效值ID?ID=0.773?2A=1.55A
360o 若不考虑电压、电流欲量，选ZP2-4行整流二极管即可。
7、图为同步发电机单相半波自励电路，原先运行正常，突然发电机电压很低，经检查，晶闸管触发电路以及熔断器FU均正常，试问是何原因？
答：是续流二极管断开所致。因为发电机励磁线圈为大电感负载，所以晶闸管导通角为θ=2π-2α，Ud始终为零或零电压很低。
8、单相半波可控整流电路，如门极不加触发脉冲；晶闸管内部电极短开，试分析上述三种情况晶闸管两端?uT?和负载两端?ud?波形。
答：晶闸管门极不加触发脉冲，即晶闸管呈阻断状态，可视作开路，所以uT和ud波形如图a所示。
① 晶闸管内部短路，显然晶闸管两端电压为零，此时uT和ud波形如图b所示。 ② 晶闸管内部断开，uT和ud波形如图c所示。
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