第二章 单相可控整流电路
习题与思考题解
2-1．什么是整流它是利用半导体二极管和晶闸管的哪些特性来实现的
解：整流电路是一种AC／DC变换电路，即将交流电能变换为直流电能的电路，它是利用半导体二极管的单向导电性和晶闸管是半控型器件的特性来实现的。
2-2．某一电热装置（电阻性负载），要求直流平均电压为75V，电流为20A，采用单相半波可控整流电路直接从220V交流电网供电。计算晶闸管的控制角α、导通角θ、负载电流有效值，并选择晶闸管。
解：(1)整流输出平均电压
Ｕd==
=
cosα=
则 控制角α≈60° 导通角θ=π-α=120°
(2).负载电流平均值
Id==20(A)
则 R＝Ud／Id＝75／20=Ω
负载电流有效值I，即为晶闸管电流有效值IV1，所以
写冬景的诗句I=IV1==＝(A)
(3).当不考虑安全裕量时
IV1=kfeIVEAR=
则晶闸管通态平均电流 IVEAR=IV1 /= /=(A)
晶闸管可能承受的最大正反向电压为
(V)
所以，可选择额定通态平均电流为30A、额定电压为400V的晶闸管。
按裕量系数2，可选择额定通态平均电流为50A、额定电压为700V的晶闸管。
2-3．带有续流二极管的单相半波可控整流电路，大电感负载保证电流连续。试证明输出整流电压平均值，并画出控制角为α时的输出整流电压ud、晶闸管承受电压uV1的波形。
解： Ｕd==
=
控制角为α时的输出整流电压ud、晶闸管承受电压uV1的波形参阅教材P31中的图2-3（b）、(c)、(d)和(h)。
2-4．将单相半波可控整流电路中电阻负载和电感性负载的工作原理作个比较，出差别，并画出电阻负载输出电压ud、电流id和晶闸管电压uV1波形；写出Ud、Id计算公式。
解：电阻性负载电路
输出电流id 与输出电压ud相位相同，波形相似。晶闸管导通区间从α至π，导通角θ＝π－α。ud波形从α至变压器二次电压正变负的过零点。
电感性负载电路
由于电感的储能作用，输出电流id 与输出电压ud相位不相同，电流id滞后于电压ud。而且，电流id不能随电压ud突变。晶闸管导通区间从α开始并超过π过零点，导通角θ>π－α。ud波形从α开始至变压器二次电压正变负的过零点后，进入负半周。导通角θ的大小，与负载电感值L有关，L越大，储能越多，θ亦越大，ud波形进入变压器二次电压负半周的部分亦越多，输出电压的平均值Ud亦下降的越多。当负载为大电感负载时，Ud近似等于零，此
时输出平均电流Id亦很小。
电阻负载输出电压ud、电流id和晶闸管电压uV1波形参阅教材 Ｐ27中的图2-1。
电阻负载Ud、Id计算公式如下：
(1)整流输出平均电压
Ｕd==
=
(2).负载电流平均值
Id=
2-5．单相半波大电感负载可控整流电路中，带续流二极管和不带续流二管在输出电压ud和电流id、晶闸管电压uV1和电流iV1、续流二极管电压uV2和电流iV2个人自我介绍波形上有何区别。
写出带续流二极管时ud、id、iV1、iV2的平均值和有效值计算公式。
解：不带续流二管时，当负载为大电感负载时，输出电压ud波形与横坐标所围的正负面积相等，Ud近似等于零，此时输出平均电流Id亦很小。输出电压耽美小说肉文ud和电流id、晶闸管电压uV1和电流iV1的波形参阅教材P30中的图2-2。其中，iV1的波形与id的波形相同。
带续流二极管时，由于续流二极管的作用，晶闸管从α开始导通，至变压器二次电压正变负的过零点时，由于电感应电动势的作用使续流二级管导通，晶闸管被迫关断，所以，晶闸管导通区间从α至π，导通角θ＝π－α。由于负载为大电感负载，所以负载电流id脉动很小，近似为一平行横坐标的直线，晶闸管电流iV1、续流二极管电流iV2近似为正向矩形波，导通角分别为θ＝π－α和θ＝π＋α。
输出电压ud和电流id、晶闸管电压uV1和电流iV1、续流二极管电压uV2和电流iV2波形参阅教材P31中的图2-3。
带续流二极管时ud、id、iV1、iV2的平均值和有效值计算公式如下：
（１）输出电压的平均值Ud为
U全家福怎么获得d=
（２）输出电压的有效值值U为
U ==
（３）输出电流的平均值Id为
（４）输出电流的有效值值I为
I ＝
（５）晶闸管的平均电流IV1AR为
IV1AR=
（６）晶闸管电流的有效值IV1为
IV1=
（７）续流二极管的平均电流IV2AR为
IV2AR=
（８）续流二极管电流的有效值IV2为
再世黑客IV2=
2-6．有一单相桥式全控整流电路，负载为电阻性，要求α=30°时，Ud=80V，Id=7A。计算整流变压器的副边电流I2，按照上述工作条件选择晶闸管。
解：Id=Ud／R，则R=Ud／Id=80／70=Ω
Ud=×(1+cosα)／2
则 U2=95V
＝ ＝ (A)
(A)
IVEAR=IV1／kfe =58／≈37 (A)
考虑裕量系数2，
２×37＝74(A)
(V)
选额定电流100A、额定电压300V的晶闸管。
2-7．单相全控桥式整流电路接大电感负载，已知U2=100V，R=10Ω，α=45°。
（1）负载端不接续流二极管V4，计算输出整流电压、电流平均值及晶闸管电流有效值。
（2）负载端接续流二极管V4，计算输出整流电压、电流平均值及晶闸管、续流二级管电流有效值。画出ud、id、iV11、iV4及变压器次级电流i2的波形。
解：（1）负载端不接续流二极管V4时
输出电压平均值为
＝×100×≈(V)
输出直流电流平均值为
(A)
晶闸管电流的有效值为
=≈(A)
(2）负载端接续流二极管V4时
输出电压平均值
(V)
输出直流电流平均值为
(A)
晶闸管与整流二极管电流的有效值IV1、IV2为
(A)
续流二极管电流的有效值李维嘉为什么突然暴瘦IV4为
=(A)
变压器二次电流的有效值I2为
(A)
接续流二极管时的ud、id、iV11、iV4及变压器次级电流i2的波形参阅教材 Ｐ41中的图2-8。
2-8．单相桥式半控整流电路接电阻性负载，要求输出整流电压0～100V连续可调，30V
以上时要求负载电流能达到20A。当（1）采用220V交流电网直接供电；2）采用变压器降压供电，最小控制角αmin=30°，试分析比较二种供电方式下晶闸管的导通角和电流有效值、交流侧电流有效值及电源容量。
解：（1）采用220V交流电网直接供电时
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