电力电子技术习题
`电阻消耗功率
PR=ITR?17.7KW
2负载电流有效值
I?1.11Id?13.3A URM?2U21885V
晶闸管承受的最大反向电压 晶闸管承受的额定电流
IT?AV??IdT?1Id?6A 2 所以，晶闸管的额定电压至少应大于2000V，晶闸管的额定电流至少应大于6A。 13、
某一电感负载要求直流电压范围是15~60V，电压最高时电流是10A，采用具有续流二极管的单相桥式半控电路，从220V电源经变压器供电，考虑最小控制角аmin=25°,计算晶闸管、整流管和续流二极管的电流有效植以及变压器一次、二次额定电流值。 答：当Ud=60V, аmin=25°时 U2=
2Ud2?60?V?70V
0.9?1?cos??0.9?1?cos25?? IdT=
IT=
???Id?4.3A 2????Id?6.6A 2? 二极管的电流与晶闸管的电流相同。
当Ud=15 V时
2Ud?1??0.5238 α=121°
0.9U2???180??121?15IdT=Id??A?0.4A
2?360?6cosα=
I1=
???180??121?Id??2.5A?1A 2?360?流过续流二极管的电流 IdD= ID=变压器 I2??121?15Id??A?1.7A ?180?6?Id?2A ?2IT?9.3A U 1=220 V U2=70 V
I1=
U2I2=2.95A U111
第二章 相控整流电路
14、单相桥式半控整流电路，接有续流二极管，对直流电动机电枢供电，主回路平波电抗器的电感量足够大，电源电压为220V，延迟角为60°，此时，负载电流为30A，计算晶闸管、整流管和续流二极管的电流平均值和有效值，交流电源的电流有效值、容量及功率因数。 答:当Id=30A,α=60°时
IdT=
???180??60?Id??30A?10A 2?360????Id?17.3A 2? IT=
整流管的电流与晶闸管的电流相同。
IdD=Id?ID=
??60??30A?10A 180??Id?17.3A ?交流电源电流 I2=2IT=24.5A 交流电源容量 S=I2U2=5.4KV.A
co??1???sin2???0.89 2??
15、如图所示，晶闸管的电流延迟角为60°，试画出晶闸管两端承受的电压波形，整流管和续流二极管每周期各导电多少度？并计算各器件定额，已知电源电压是220 V，负载是电感性负载，其中电阻是5Ω。
答：当α=60o时
晶闸管导通角 θT=2（π-α）=整流二极管的导通角 ?VD1?????续流二极管的导通角 ?VD?2??4π 32? 32? 3 12
电力电子技术习题
Ud?0.9U21?cos??148.5V 2Ud148.5Id??A?29.7A
R5IT??TId?24.3A 2?IT?15.5A 1.57IT(AV)≥
IVD1??VD1Id?17.1A 2?IVD1?10.9A 1.57IVD1(AV)≥
IVD??VDId?17.1 2?IVD?10.9A 1.57IVD(AV)≥
Umax?2U2?311V
若不考虑裕量，可以选KP20-4晶闸管。晶闸管两端电压波形如图中斜线部分所示，由图可知晶闸管不承受反向电压。
16、单相桥式全控整流电路，对直流电动机供电，主回路中平波电抗器的电感量足够大，要求电动机在额定转速往下调速，调速范围是1：10，系恒转矩调速。试问调速范围与晶闸管容量有关系吗？调速范围与移相范围的关系又如何？ 答：电动机的转矩正比于电枢电流，T=CTφId电动机转速正比于电枢电动势，n=E/(Ceφ)。当转速往下调时，E就减小，而Ud=E+IdRd,即Ud减小，?增大。现恒转矩调速，Id?I?不变。当?增大时，I/I?增大，晶闸管的容量要加大，即选晶闸管时应从电动机最低速度来考虑。
当忽略电枢电阻时，Ud≈E。
若接续流二极管时，则转速与?关系如下：
n=
11?cos?0.45U2(1?cos?)?0.9U2?
2Ce?Ce?13
第二章 相控整流电路
若不接续流二极管时，则转速与?关系如下： n?0.9U2cos?
Ce?
17、蓄电池充电，如图所示,U2有效值为36V, 整流输出Ud=0.9×36V=32.4V。接充电蓄电池5只（30V）, 熔体熔断，增加到7只（42 V），熔体还是熔断，这是什么原因？
答：Um?2U2?1.414?36V?51V
而Im?(Um-E)/R?，虽然E=42v（7只）。但只要R?很小时，Im还是比较大，足以烧断熔体。
18、单相半控桥式全控整流电路，电阻负载Rd=4Ω,要求Id在0~25A之间变化。 求：① 变压器电压比。
② 如果导线电流密度，计算连接负载的导线截面积。 ③不考虑安全裕量，计算晶闸管的电流、电压定额。 ④忽略变压器励磁功率，变压器应选多大容量。
⑤计算负载电阻Rd 的功率. ⑥ 计算电路的功率因数。 答：①
Umax?Imax?Rd?(25?4)V?100VU2?变压器电压比 K?Ud?111V0.9
220?2 111
②
I?1.11Id?1.11?25A?27.8A S?I?6.9mmJ2
③ IT(AV)≥
ITI2/2??12.5A 1.571.5714
电力电子技术习题
Uon?2U2?157V
若不考虑裕量，可选KP-2型晶闸管。
④变压器容量 S?U2I2?3.1KVA ⑤电阻Rd功率
PRd?I2Rd?3.1KW
1???sin2???1 (α=0o) 2??⑥ cosα=
19、图为具有中点二极管的单相半控桥式整流电路，求： ①绘出α=45°时Ud=的波形。 ②导出Ud=f(a)的关系式。
③求出Ud的最大值Umax 和最小值Umin.
答：①设在α的期间，VT1、VT2未触发导通，电路早正半周时，下面一组变压器二次电压U2工作，VD3和VD2导通；负半周时，上面一组变压器电压U2工作，VD3和VD1导通。当在某时刻触发VD1、VD2使之导通时，电路恢复为单桥相式半控整流电路，Ud的波形如图所示。
② Ud＝Ud1?Ud2
其中，Ud1 是VD3导通时的平均电压，Ud2是半控桥的平均电压。
Ud1???1?02U2sin?td??t??2U2??1?cos??
Ud2?1????22U2sin?td(?t)?22?U2(1?cos?)
15