電力電子技術考試題

第一章

1.晶閘管導通的條件是什么？導通后流過晶閘管的電流由哪些因素決定？

答：導通條件：（1）要有適當?shù)恼蜿枠O電壓；（2）還要有適當?shù)恼蜷T極電壓，且

晶閘管一旦導通，門極將失去作用。

2.維持晶閘管導通的條件是什么？怎樣使晶閘管由導通變?yōu)殛P斷？

答：流過晶閘管的電流大于維持電流。流過晶閘管的電流降低至小于維持電流。

3.型號為KP100-3,維持電流2=4mA晶閘管使用在圖1-32的各電路中是否合理,

為什么？（暫不考慮電壓、電流裕量）

圖1-32習題1圖

4.晶閘管阻斷時，其承受的電壓大小決定于什么？

答口.?DUBODUR0

5.某元件測得=840V,URR“=980V,試確定此元件的額定電壓是多少，

屬于哪個電壓等級？

答：800V8級

6.圖1-33中的陰影部分表示流過晶閘管的電流的波形，各波形的峰值均為/,“，試計

算各波形的平均值與有效值各為多少？若晶閘管的額定通態(tài)平均電流為100A,問晶閘管在

這些波形情況下允許流過的平均電流標各為多少？

0]I72n6-0|iii2n

(c)(d)

(e)(f)

圖1-33習題6圖

3,-+H8A(e)&與H1A⑴78.5A

38乃2V24"2

7.單向正弦交流電源，其電壓有效值為220V,晶閘管和電阻串聯(lián)相接，試計算晶閘

管實際承受的正、反向電壓最大值是多少？考慮晶閘管的安全裕量，其額定電壓如何選??？

答:381v

8.為什么要考慮斷態(tài)電壓上升率d”/出和通態(tài)電流上升率di/山？

答：限制元件正向電壓上升率的原因是：在正向阻斷狀態(tài)下，反偏的心結(jié)相當于一個

結(jié)電容，如果陽極電壓突然增大，便會有一充電電流流過/2結(jié)，相當于有觸發(fā)電流。若小,

/dr過大，即充電電流過大，就會造成晶閘管的誤導通。如果電流上升太快，則晶閘管剛?

導通，便會有很大的電流集中在門極附近的小區(qū)域內(nèi)，造成打結(jié)局部過熱而出現(xiàn)“燒焦點”,

從而使元件損壞。

9.何謂單極型和雙極型器件？

答：雙極型器件是指器件內(nèi)部參與導電的是電子和空穴兩種載流子的半導體器件。單極

型器件是指器件內(nèi)只有一種載流子即多數(shù)載流子參與導電的半導體器件。

10.雙向晶閘管有哪幾種觸發(fā)方式？常用的是哪幾種？

答：1+觸發(fā)方式：T1極為正，T2極為負；門極為正，T2極為負。I一觸發(fā)方式：T1

極為正，T2極為負；門極為負，T2極為正。I一觸發(fā)方式：Ti極為正，T2極為負；門極為

負，T2極為正。IIL觸發(fā)方式：「極為負，T2極為正；門極為負，T2極為正。

觸發(fā)方式常選（1+、IIL）或（1一、HL）。

11.某一雙向晶閘管的額定電流為200A,問它可以代替兩只反并聯(lián)的額定電流為多少

的普通型晶閘管？

答：100A

12.某變流裝置的一個晶閘損壞，換上同型號的晶閘管后，其溫升較高，是什么原因？

答：由于晶閘管工作條件沒有變化，因此溫升較高的原因在于晶閘管本身。溫升的大小

發(fā)熱和冷卻兩方面條件決定，后者未變，說明是發(fā)熱較嚴重，而發(fā)熱的原因是損耗，主要是

導通時的管壓降UT引起的損耗，還有斷態(tài)重復峰值電流IDRM,反向重復峰值電流IRRM

引起的損耗、門極損耗和開關頻率引起的損耗。綜上所述，引起溫生較高的原因主要是新?lián)Q

上的晶閘管壓降UT較大造成的

13.為什么晶閘管在夏天比冬天容易出事故？

答：晶閘管在正常工作時所允許的最高結(jié)溫叫額定結(jié)溫，在此溫度下，一切有關的額定

值和特性都得到保證。夏天時，環(huán)境溫度和冷卻介質(zhì)的溫度都比較高，使晶閘管的冷卻條件

變差，導致晶閘管結(jié)溫過高而損壞。另外，晶閘管結(jié)溫上升，使所需的門極出發(fā)電壓UGT

門極觸發(fā)電流IGT降低，晶閘管在外來干擾下容易造成誤觸發(fā)?？傊?，結(jié)溫上升，使晶閘

管的參數(shù)發(fā)生變化，性能變差，容易出現(xiàn)故障。解決辦法是加強冷卻或降低額定使用，確保

金寶鋼閘管的接吻不超過定額值。

14.為什么晶閘管在夏天工作正常，而到了動態(tài)釀酒不可靠了？

答：主要原因是：冬天的環(huán)境和冷卻介質(zhì)的溫度都較低，因而晶閘管的結(jié)溫較夏天低，

導致門極觸發(fā)電壓UCT、門極觸發(fā)電流IGT偏高，使原來開的觸發(fā)電路發(fā)出的觸發(fā)信號不

能使晶閘管導通。解決的辦法是適當提高觸發(fā)信號的功率，使加到你門極上的電壓、電流離

不可靠觸發(fā)區(qū)遠?些，即留有一定裕量，即使溫度變化，也保證在可靠觸發(fā)區(qū)內(nèi)，這樣就能

始終保障可靠工作。

15.晶閘管在使用時門極常加上負電壓，有何利弊？

答：晶閘管門極加負電壓的好處是避免干擾造成的誤觸發(fā)，但負電壓最大值不能超過

5V；不利方面是門極損耗增加，且降低晶閘管的觸發(fā)靈敏度。

16.在調(diào)試晶閘管整流時，有觸發(fā)脈沖時晶閘管導通，脈沖消失后則關斷，是何原因？

答：晶閘管的陽極一陰極間家正向電壓，門機上正向觸發(fā)脈沖時，竟閘管被觸發(fā)導通。

此后陽極電流逐漸上升到擎住電流IL值時，去掉觸發(fā)脈沖，則管子繼續(xù)導通。，直到電流升

到負載電流，進入正常工作狀態(tài)。如果陽極電流還沒有升到擎住電流值就去掉門極脈沖，則

晶閘管竟不能繼續(xù)導通而關斷。此情況多發(fā)生在電感性負載時，解決辦法是鄭家觸發(fā)脈沖的

寬度。另?幀情況時負載電阻過大，殃及電流根本升不到擎住電流值，此時要調(diào)整負載電阻,

才能解決。對于同一晶閘管來說，慶祝電流【L通常為維持電流TH的2~4倍，后者在產(chǎn)品

合格證上或有關資料中可以查到。

第二章

1?-電熱裝置（電阻性負載），要求直流平均電壓75V,負載電流20A,采用單相半波可控

整流電路直接從220V交流電網(wǎng)供電。試計算晶閘管的控制角a、導通角斗及負載電流有效值并

選擇晶閘管元件（考慮2倍的安全裕量）。

1+cosa

解：由4=0.45M2---------

當心=75V時，有

2

cosa=-------1=0.515a=59。

0.45W2

導通角%=180°-a=121。

負載電流有效值I為

7t-asin2a.u

-----+------,其中a=59c°no,R.nd—=3.75Q

2萬4%d20

,,,220180°-59°sin2x59°

則/r=——J---------+---------?37.44

3.75V360°4%

晶閘管承受的最大電壓為的”=V2w2=311V

考慮2倍裕量，則晶閘管額定電壓uTM=V2M2=622V

在該電路中，流過負載的電流有效值I也是流過晶閘管電流的有效值即

1=1”37.4A

考慮2倍裕量，則晶閘管額定電流應為:

21T2x37.4

)=---=-------?47.64A

T(AV)1.571.57

因此，所選晶閘管的額定電壓要大于622V,按標準選為800V

額定電流要大于47.64A,按標準選為50A

晶閘管型號為KP5O-8OO

2.有一大電感負載，其電阻值為35Q,要求在。?75V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，采用單相半波可

控整流加續(xù)流二極管的電路，電源電壓為220V,試計算晶閘管和續(xù)流二極管的額定電壓和電流，

考慮2倍的安全裕量。

1+cosa

解：由〃=0.45W

22

當％=75時，有

cos(7=-----1=0.515a=59°

0.45W2

當％=0V時，對應a=180。

因為是大電感負載，則輸出電流波形為一水平直線，即

4在0~75V之間，。在0~2.14A之間，流過晶閘管電流有效值為

1T

當a=59。時，7；取最大值即

180-59x2.14^1.24A

T?=

2x180

考慮2倍裕量，則晶閘管的額定電流為

,21T2x1.24._

l=----=--------?1.5C84A

T(AV)}1.571.57

晶閘管承受的最高電壓為

u?V2w,=31IV

TIM'Z

考慮2倍裕量，晶閘管額定電壓“加=622V。

選擇晶閘管時，額定電壓要大于622V,額定電流要大于L58A,流過續(xù)流二極管電流

有效值為：IDRa=59°

DR

考慮2倍裕量，則續(xù)流二極管的額定電流為

I222A

DR(AV)1.571.57,

續(xù)流二極管承受的最高電壓為

UORM=V2U2=311V.

考慮2倍裕量，續(xù)流二極管額定電壓大于等于622V。

3.具有續(xù)流二極管的單相半波可控整流電路對大電感負載供電，其中電阻Rd=7.5。，電

源電壓為220V。試計算當控制角為30°和60°時，流過晶閘管和續(xù)流二極管的電流平均值和有

效值。并分析什么情況下續(xù)流二極管的電流平均值大于晶閘管的電流平均值。

1+cosa

解：由U.=0.45U2

2

當a=30°時

1+cos30°

u,=0.45*220*---------=92.4V

〃2

u92.4

I,=—d=----=12.3A

dR7.5

流過晶閘管電流平均值為

7i-a1800-30°

I=-----1.=----------*12.3=5.1A

"tlT2萬d360°

流過晶閘管電流有效值為

7r-a150°

I產(chǎn)----*12.3=7.9A

2萬360°

流過續(xù)流二極管VD的電流平均值為

萬+a180°+30°

[dDR=Id~*[2.3=7.2A

2萬360°

流過續(xù)流二極管VD的電流有效值為

7r+a1800+30°

【DR2711f----------*12.3=9.4A

360°

當a=60。時，有

1+cos60°

u/=0.45*220*----------=74.3V

〃2

u74.3

1,,=—lt=——=9.9A

Rd7.5

7t-a180°-60°八八

------；——x9.9=3.3A

2〃360

九一a

I產(chǎn)一6°一x9.9=5.7A

360

)+a180+60°Q_二二八

3寸3-^^X9-9=6.6A

%+a噬詈x9.9=8』A

IDR

2)

要使I只需滿足

7T+a7i—a??八。

----->------,即a〉0

2乃2萬

4.圖2-17是中小型發(fā)電機采用的單

相半波自激穩(wěn)壓可控整流電路。當發(fā)電機滿

負荷運行時，相電壓為220V,要求的勵磁電

壓為40Vo已知：勵磁線圈的電阻為2Q,

電感量為0.1H。試求：晶閘管和續(xù)流二極管

的電流平均值和有效值各是多少？晶閘管和

續(xù)流二極管可能承受的最大電壓各是多少？

并選擇晶閘管和續(xù)流二極管的型號。

1+cosa

解：由“4=0.45%

圖2-17習題4圖2

當勵磁電壓即“40V時

也12x40

cosa=-0.19

0.45M20.45x220

a=101。

d~R

由于wL=3.14。,/?=20.,wL?R,可認為是大電感負載

流過晶閘管的電流平均值為

_n-a180°-101°“一”

-----------x20=4.4A

奸一2兀360°

流過晶閘管的電流有效值為

7t-aI79°

【T--x20=9AA

360°

流過續(xù)流二極管的電流平均值為

7t+a,180°+101°汽八

1dDR-------1.=--------------x20=15.6A

2萬360°

流過續(xù)流二極管的電流的有效值為

萬+a180+101

°°x20=17.7^

【DR=

24360°

晶閘管的最大正反向峰值電壓均為

uTM—V2M2=31IV

二極管承受的正向電壓為

“DRM=揚d=56.6V

反向電壓為

URRM~V2H2=31IV，

考慮安全裕量取2,則晶閘管額定電流大于等于

,_2I_2x9.4

^T（AV]—T——12A

"A）1.571.57

額定電壓大于等于622V,晶閘管型號為KP20—8

5.在可控整流電路中，若負載是純電阻，試問電阻上的電壓平均值與電流平均值的乘積是

否就等于負載消耗的有功功率？為什么？若是大電感負載呢？

答：負載功率不等于平均功率。因為負載功率P=UI,現(xiàn)在負載上是副正弦的電流，電

壓波形。除直流分量[外，還有一系列諧波/142，/3?…;為，”2，〃3,…，相同頻率的諧波

電壓，電流的乘積組成諧波功率P],02,凸…，而總的有功功率尸=+...

所以，負載功率P大于平均功率Pd=udId。

當大電感負載時，負載功率等于電流平均值與電壓平均值的乘積，P="=u/a因為,

雖然的波形存在諧波電壓，但0是恒定的直流，不含諧波分量，而功率是同次諧波電壓,

電流的乘積，所以負載功率等于電流平均值與電壓平均值的乘積，即P=^。

6.圖2-18是單相雙半波電路，其整流變

壓器要有中心抽頭。試分析：（1）此電路中變壓

器還存在直流磁化的問題嗎？（2）細a=60°

時，電阻性負載時的直流輸出電壓功及晶閘管

VT,所承受的電壓UT1的波形，并與單相橋式全

控整流電路時相比較；（3）說明晶閘管所承受的

最大正反向電壓是多少。

原題為畫a=6（）°的波形，改畫a=45°

的波形。

解（1）理想變壓器

圖2-18習題6圖w,（f）=vv—

22-dt

式中叼為變壓器副端匝數(shù)，。為磁通

則10=也他力，\g=f吆D力

J

w2Jw2

當町導通時

M冗

=卜&2sinwtd(wt)

曲a

△弧=02一/=V2u2(cosa+1)

當丫與導通時

由2不

\d(/)=JV2M2sinwtd(wt)

缶“+a

△02=03-我=-V2M2(COS?+1)

在一個周期內(nèi)變壓器鐵心中的總磁通增量

△0=卜@\+=0

所以，該變壓器鐵心不存在宜流磁化

(2)波形

習題2—6圖(a)

(3)晶閘管承受的最大正向電壓為

UDRM=

晶閘管承受的最大反向電壓為

11

RRM=2A/2M2

7.上面習題6的電路，若改為大電感負載并加續(xù)流二極管，并已知半繞組電壓的有效值為

110V,R4=10Q。計算：(1)a=3()。時直流輸出電壓的平均值Ud、直流電流〃；(2)若考慮

2倍裕量，試選擇晶閘管及續(xù)流二極管的型號。

,,,，、…1+cosa

解：由=0.9。2------------------

當a=30°

Ud=0.9*110*"‘os3”=924V

d2

力=924=92A

Rdio

流過晶閘管的電流有效值為

/產(chǎn)/=2*9—

晶閘管承受的最大電壓為2五t/2=311V

續(xù)流二極管承受的最大電壓為2式“2=31IV

考慮2倍裕量，晶閘管額定電壓為

UTn=2UTM=2*311=622V

晶閘管額定電流為

、（.）=工=^^=8.34

（）1.571.57

晶閘管的型號為KP10-8

8.單相橋式全控整流電路，大電感負載，交流側(cè)電流有效值為110V,負載電阻此為4Q,

計算當a=30°時（1）直流輸出電壓平均值內(nèi)、輸出電流的平均值（2）若在負載兩端并接

續(xù)流二極管，其。八。又是多少？此時流過晶閘管和接續(xù)流二極管的電流平均值和有效值又是多

少？（3）畫出上述兩種情況下的電壓電流波形（山、id、泊、癡?）。

原題為a=30°,改為a=60°

解（1）因為是大電感負載，所以

Ud=0.9U2cosa

當。=60°時

力=0.9*110*cos600=49.5V

,Ud49.5

11===■--=12.4A

Rd4

（2）負載兩端并接續(xù)流二極管后，有

力=0.933￡

a/2

a=60。時，

U/=0.9*110*"‘os60：=7425vz

d2

U74.25

I.=---d=------=18.6A

R4

流過晶閘管的電流平均值，有效值為

_TI-a180°—60°…

----------*18.6=6.2A

打一2萬360°

7i-a

-Id型上迎*18.6=1。.7A

2萬360°

流過續(xù)流二極管的電流平均值有效值為

_2cr60°

dDR=―——*18.6=6.24

2,71180°

'60°

——*18.6=10.74

180°

（3）波形

習題2-8圖（a）為不帶續(xù)流二極管波形（b）為帶續(xù)流二極管波形

9.單相橋式全控整流電路，帶反電動勢負載，其中電源。2=10°/，R=4。，電勢

￡=50V,為使電流連續(xù)回路串了電感量足夠大的平波電抗器。求當a=30。時，輸出電壓及電

流的平均值”和〃、晶閘管的電流平均值和有效值。、變壓器二次側(cè)電流有效值/2。

解先求停止導電角

6=sin-i^￡-=或^^50^20.7°

V2M2V2*100

當a=3（）0時-，a>8,可以觸發(fā)。因為是大電感負載電流連續(xù)

u—r+<ZV2%sin詡4(m)=0.9〃2cos=0.9x110xcos30°=77.9V

7Cb

憂i77.9-50

二---------------=---------------------=o.9o/l

R4

dr6.98=3.494

2"2

擊小爰6.98=4.94A

流過變壓器二次側(cè)繞組的電流有效值

I2=Id=6.98A

10.圖2-19所示的整流電路中，變壓器一次側(cè)電壓有效值為220V,二次側(cè)各段有效值均為

100V,所帶電阻負載的電阻值心為10Q。試計算a=90。時的輸出電壓和輸出電流，并畫出此

時的輸出電壓以及晶閘管、二極管和變壓器一次側(cè)繞組的電流波形。

圖2-19習題10圖

解ot在區(qū)間［0,個時’VT1截止，VD］導通，此時=“2sinw;

IT

初在區(qū)間［一，萬］時，VT|導通，VD】因受反壓而截止，此時

2

M(/=2A/2M2sin創(chuàng)；

由在區(qū)間［肛27］時，情況同上，只是輪到VT?和VD2工作，VT|和VD|因承受反

壓而截止。

u(f=—［^V2u2sincotd(cot)+手2日u2sin69rd(3/)］

3V2

ud=------u2,w2=100V

7T

u,135

貝|Ju,=135VI.=—=—=13.5A

?dR10

波形如下：

2a5K

習題2—10圖

11.單相橋式半控整流電路對恒溫電爐供電，交流電源有效值為110V,電爐的電熱絲電阻

為40Q,試選用合適的晶閘管（考慮2倍裕量），并計算電爐的功率。

當a=0°時電爐功率最大

Mrf=0.9M2=0.9*110=99V

負載上得到的電流有效值為

u,\n-asin2au,110

I=°J--------------=」=—=2.75A

RdVn2〃R,40

流過晶閘管的電流有效值為

晶閘管承受的電壓為uTM-V2U-42X110=155.6V

考慮二倍裕量晶閘管的孤定電壓2應大于等于311.2V

晶閘管的額定電流應大于等于

電爐功率P=/2R=2.752X40=302.5W

12單相橋式半控整流電路，對直流電動機供電，加有電感量足夠大的平波電抗器和續(xù)

流二極管，變壓器二次側(cè)電壓220V,若控制角a=30°,且此時負載電流〃=20A,計算

晶閘管、整流二極管和續(xù)流二極管的電流平均值及有效值，以及變壓器的二次側(cè)電流/2、容

量S、功率因數(shù)cos。。

解：由于平波電抗器的容量足夠大，所以可視為大電感負教，整流輸出電流的波形可

視我一水平直線

當a=30°時，晶閘管的平均電流/“為

_TC-a幽旦x20=8.3A

DT2TT360°

整流二極管的電流平均值與晶閘管的電流平均值相等，均為

【dD=1盯=8.3A

晶閘管電流有效值為

兀一a180°-30°“

-------------x20=12.9A

In360°

整流二極管和晶閘管的電流有效值為

ID=11=12.9A

續(xù)流二極管的電流平均值為

Idvn=—Id—―――x20=3.3A

dVD兀11180°

續(xù)流二極管的電流有效值為

I30°

^-x20=8.2A

VI)180°

變壓器二次側(cè)電流有效值為

兀一a*2x20=18.34

12

V7t180°

輸出電流平均電壓為

1+cosa,、C“，、1+cos30°-

u=0.9M-----------=0.9x220x--------------=184.7

d222

電源容量為

S="2=220x18.3=4026^4

輸出.有功功率為

p==184.7x20=3694W

功率因數(shù)為

P3694八,、c

cos(p=—=-------=0.92

S4026

13.由220V經(jīng)變壓器供電的單相橋式半控整流電路，帶大電感負載并接有續(xù)流二極管。負

載要求直流電壓為10V?75V連續(xù)可調(diào)，最大負載電流15A,最小控制角Qmin=25°。選擇晶閘

管、整流二極管和續(xù)流二極管的額定電壓和額定電流，并計算變壓器的容量。

解：當輸出電壓4=75V時，對應的控制角為最小amin=25。

則由%=0.9%號里

得的=——%——=——生吏——=87.4V

20.9(1+cosa)0.9(1+cos25°)

當輸出電壓為/=10V時，對應控制角a為最大，其值為

2Md,2x10.

cosam,1,=-----——1=---------------1=-0.746

0.9M20.9X87.4

?x=1382°

(1)計算晶閘管和整流管的電流額定和電壓額定，考慮最嚴重的工作狀態(tài)是在

a=250時

晶閘管電流有效值。為

晶閘管通態(tài)平均電流為

I-1-9.8

T(AV\===6.2A

riAV>1.571.57

因為整流二極管電流波形與晶閘管一樣，所以其電流有效值和通態(tài)平均電流

與晶閘管相等。

晶閘管和整流管承受的最大電壓均為缶2,等于123.6V。

(2)計算續(xù)流二極管V。的電流定額和電壓定額，考慮最嚴重的工作情況，是在

控制角a為最大時，即amax=138.2°時，其有效值和通態(tài)平均電流分別為

1^x15=13.M

180°

1DR(AV)=].8.3A

續(xù)流二極管承受的最大電壓為V2M2,等于123.6V

考慮2倍裕量，晶閘管的額定電壓大于等于247.2V,額定電流大于等于12.4A,

晶閘管的型號為KP20—3。

(3)計算變壓器容量S,考慮最嚴重的工作狀態(tài)，在￡=25。時，變壓器二次

側(cè)電流有效值人取最大，此時右為

180。-25。...

---------xl5=1132.9OA

180°

S二%乙=87.4x13.9=1214.86%4

14.晶閘管串聯(lián)的單相橋式半控整流電路，帶大電感負載接續(xù)流二極管，如圖2-15所示，

變壓器二次側(cè)電壓有效值為110V,負載中電阻&為3Q,試求：當。=6()°時，流過整流二極管、

晶閘管和續(xù)流二極管的電流平均值和有效值，并繪出負載電壓及整流二極管、晶閘管、續(xù)流二極

管的電流波形以及晶閘管承受的電壓波形。

圖2-15晶閘管串聯(lián)的單相橋式半控整流電路

解：因為是大電感負載，帶續(xù)流二極管，所以

1+cosa

9M

ud=°-2―~"

當a=60。時

〃，=0.9x110x1+cos60°=74.25V

2

紋=Zi？2=24.75A

Rd3

流過晶閘管的電流平均值和有效值為

_7i-a幽工24.75=8.25A

dT171360°

7i-a1800-60°

------------x24.75=14.29A

360°

因為流過整流二極管的波形與晶閘管的?致,所以流過整流二極管的電流平均值和有

效值利流過晶閘管的電流平均值相同。

IWD=1"=8.25A>IVD=IT=14.29A

流過續(xù)流二極管的電流為

a60°

—x24.75=8.25

71180°

?60°

-^—x24.75=14.29

180°

波形如下:

15.單相橋式全控整流電路中，若有一只晶閘管因過電流燒成短路，結(jié)果會怎樣？若這只晶

閘管燒成斷路，結(jié)果又會是怎樣？

答若有一晶閘管因為過電流燒成短路，會引起其他晶閘管因?qū)﹄娫炊搪范鵁龤?，嚴?/p>

時使輸入變壓器因過電流而燒壞。如果這只晶閘管被燒成斷路，則單相橋式全控整流電路變

為單相半波可控整流電路。

16.對于同一個單相可控整流電路，分別在給電阻性負載供電和給反電動勢負載蓄電池充電

時，若要求流過負載的電流平均值相同，哪一種負載的晶閘管的額定電流要選大一些？為什么？

答：在流過負載電流平均值相同的條件下，反電動勢負載時晶閘管額定電流應選得大

一些。因為反電動勢負載時，晶閘管導通的條件除了門極需要觸發(fā)外，還必須瞬時陽極電壓

大于反電動勢E值，所以導通角。比電阻性負載時小。因此，在平均電流值相同時，反電

動勢負載的電流波形系數(shù)的比電阻負載時大，所以晶閘管的額定電流應選大一些。

17.單相半波可控整流電路帶大電感負載時，為什么必須在負載兩端并接續(xù)流二極管，電路

才能正常工作？它與單相橋式半控整流電路中的續(xù)流二極管的作用是否相同？為什么？

答：電感足夠大時，若不接續(xù)流二極管，則在正半周導通期間電感吸收能量，并儲存

起來；在電源負半周，電感釋放出所吸收的能量，使晶閘管的陽極承受正壓繼續(xù)導通，這樣

在負載上就出現(xiàn)負電壓波形，且負電壓波形接近于正電壓波形時，ud^O,ld=o?因此，

在接上續(xù)流二極管后，不論延遲角a多大，電感存儲的電能經(jīng)續(xù)流二極管續(xù)流，同時晶閘

管因承受負壓而關斷，負載上不出現(xiàn)電壓波形，則整流輸出電壓為

ud=0.45M9(1+cosa)/。

至于單相橋式半控整流電路，不接續(xù)流二極管，電路本身具有續(xù)流回路，但是在實際

運行中，會發(fā)生一只晶閘管一直道統(tǒng)而兩只二極管輪流導通的異常現(xiàn)象，為避免這種失控情

況，在負載側(cè)并聯(lián)了續(xù)流二極管，由此可見，兩只二極管的作用不完全相同。

18.可控整流電路有哪些形式？

答：有單相和多相等形式，常用的可控整流電路為：

(1)(1)單相。主要包括：

1)1)單相半波；

2)2)單相全波(又叫雙半波)；

3)3)單相橋式(又分單相全控橋和單相半控橋兩種形式)；

(2)(2)三相。主要包括：

1)1)三相半波(又叫三相零式)；

2)2)三相橋式(又分三相全控橋和三相半控橋兩種形式)；

3)3)帶平衡電抗器的雙反星形。

上述電路的主電路和參數(shù)如圖2-1和表2-1所示。

19.哪些地方使用可控整流電路？

答：可控整流電路可以把交流電壓變換成固定或可調(diào)的直流電壓，凡是需要此類直流電

源的地方，都能使用可控整流電路。例如，軋機，龍門刨床，龍門銃床，平面磨床，臥式鐐

床，造紙和印染機械等可逆或不可逆的直流電動機拖動，蓄電池充電，直流弧焊，電解和電

鍍等。

20.什么是觸發(fā)延遲角？

答：在可控整流電路中，可控元件從開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖時止，其

間的角度角叫觸發(fā)延遲角，用a表示，簡稱觸發(fā)角，也叫控制角或移相角。

21.什么是導通角？

答:主電路中可控元件在一個周期內(nèi)導通的電角度，用0表示。

22.什么叫移相？

答：改變觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時刻，即改變角a的大小，叫移相。

23.什么叫同步？

答：觸發(fā)信號和電源電壓在頻率和相位上相互協(xié)調(diào)的關系叫同步。例如，在單相半波可

控橋電路中，觸發(fā)脈沖應出現(xiàn)在U2正半周范圍內(nèi)，而且每個周期的a角相同，確保電路輸

出波形不變，輸出電壓穩(wěn)定。

24.單向可控整流電路又那些優(yōu)缺點?

答：單向可控整流電路線路簡單，價格便宜，制造，調(diào)試，維修都比較容易。但其輸出

的直流電壓脈動系數(shù)較大，若想改變波形，就需要加入電感量較大的平波電抗器，因而增加

了設備的復雜性和造價；又因為其接在電網(wǎng)的一相上，當容量較大時，易使三相電網(wǎng)不平衡，

造成電力公害，影響供電質(zhì)量。因此，單向可控整流電路只用在較小容量的地方，一旦功率

超過4KW或要求電壓脈動系數(shù)小的地方都采用三項可控整流電路。

第三章

1.三相半波可控整流電路帶大電感負載，電感阻值為10Q,變壓器二次側(cè)相電壓有效值為

220V。求當a=45°時，輸出電壓及電流的平均值為和〃、流過品閘管的電流平均值和有效

值萬，并畫出輸出電壓口、電流〃的波形。如果在負載兩端并接了續(xù)流二極管，再求上述數(shù)值及

波形。

解：當a=45°時

Ud=1.17/cosa=1.17x220xcos45°=181.98V

10

-I.=-x18.2=6.07,4

33

當負載兩端并聯(lián)續(xù)流：極管后

7T

Ud=0.675t/2l+cos(—+a)=0.675x220x[1+cos(30°+45°)]=186.9V

6

——=18.69A

R

1500-45°105°

——x18.69=5A5A

360°360°

150°-6z1500-45°

TJ-------------x18.69=10.09A

360°V360°

a—30°45°-30°

doR------------x18.69=2.34A

120°120°

a—30°30。

DRx18.69=6.61A

120°

2.三相橋式全控整流電路帶大電感性負載，U2=100V,&=10Q,求a=450時，輸出

電壓電流為、〃以及變壓器二次側(cè)電流有效值小流過晶閘管的電流有效值/vr。

解：當a=45。時

Ud-2.34U2cosa=2.34x100xcos45°=165.5V

L_165.5

丁-nr=16.55A

=0.8171d=0.817x16.55=135.2A

%=0.577〃=0.577x16.55=9.55/1

3.三相半波可控整流電路對直流電動機電樞供電，在a=60°時，對應的理想空載轉(zhuǎn)速為

〃o=1000r/min,求a=30°和a=12()。的〃0各為多少？

解：時與Udo成正比

C@

幾oUdo1.17t/2cos30°

..行一二一1.17t/2cos60°

cos30="史X1ooo=1732"min

------x〃o

cos60°0.5

而_U；_1.17U2cos120°

〃oUdo1.17t/2cos60°

COS120

0X/2=X1000=-1OOOr/min

?0cos60°O00.5

第四章

1.晶閘管整流電路對觸發(fā)電路的要求有哪些？

答(1)觸發(fā)信號要有足夠的功率；

(2)觸發(fā)脈沖必須與