第2章 可控整流器与有源逆变器习题解答
2-1 具有续流二极管的单相半波可控整流电路，电感性负载，电阻为5Ω,电感为，电源电压U2为220V，直流平均电流为10A，试计算晶闸管和续流二极管的电流有效值，并指出其电压定额。 解：由直流输出电压平均值Ud的关系式：
Ud?0.45U21?cos? 2 已知直流平均电流Id为10A，故得：
Ud?IdR?10?5?50A
可以求得控制角α为：
cos??2Ud2?50?1??1?0 0.45U20.45?220则α=90°。
所以，晶闸管的电流有效值求得，
????21???12IVT?Idd??t??Id?Id?Id?5A ?2??2?2?2续流二极管的电流有效值为：IVD?R???Id?8.66A 2?晶闸管承受的最大正、反向电压均为电源电压的峰值UM?2U2，考虑2~3倍安全裕量，晶闸管的额定电压为
UTN??2~3?UM??2~3??311?622~933V
续流二极管承受的最大反向电压为电源电压的峰值UM?2U2，考虑2~3倍安全裕量，续流二极管的额定电压为
UTN??2~3?UM??2~3??311?622~933V
2-2 具有变压器中心抽头的单相双半波可控整流电路如图2-44所示，问该变压器是否存在直流磁化问题。试说明晶闸管承受的最大反向电压是多少当负载是电阻或者电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时是否相同。
解：因为单相双半波可控整流电路变压器二次测绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题。
分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况： （1） 以晶闸管 VT2为例。当VT1导通时，晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕组并联，所以VT2承受的最大电压为22U2。
（2）当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角?相同时，
对于电阻负载：
（0~?）期间无晶闸管导通，输出电压为0；（?~?）期间，单相全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中VT1、VT4导通，输出电压均与电源电压u2相等；(?~???)期间，均无晶闸管导通，输出电压为0；(???~2?)期间，单相全波电路中VT2导通，单相全控桥电路中VT2、
VT3导通，输出电压等于?u2。
对于电感负载：
（?~???）期间，单相全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中VT1、
VT4导通，输出电压均与电源电压u2相等；（???~2???）期间，单
相全波电路中VT2导通，单相全控桥电路中VT2、VT3导通，输出波形等于?u2。
可见，两者的输出电压相同，加到同样的负载上时，则输出电流也相同。
??30?，2-3 单相桥式全控整流电路，电阻性负载，RL?2?，U2?220V，
试计算
(1) 输出电压Ud和输出电流Id； (2) 晶闸管额定电压和额定电流。 解：（1）输出电压平均值为：
1?cos?1?cos30?Ud?0.9U2?0.9?220??184.7V
22输出电流为：
Id?Ud184.7??92.35A RL2（2）晶闸管承受的最大反向电压为电源电压的峰值2U2，考虑2~3倍的安全裕量，晶闸管的额定电压为
UTN??2~3?UM?622~933V
晶闸管流过的电流为负载电流的一半，
IT?U2Rsin2??????76A 4?2?考虑~2倍的安全裕量，晶闸管的额定电流为：
IT(AV)?(1.5~2)IT?73~96A 1.57
2-4 单相桥式全控整流电路，U2?100V，负载中RL?2?，L值极大，反电势E=60V，当α=30°时，求： （1）画出ud,id和i2的波形；
（2）整流输出平均电压Ud、电流Id及变压器二次侧电流有效值I2； （3）考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 解：(1) ud,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?0.9U2cos??0.9?100?cos30??77.97?V?Id?Ud?E77.97?60??8.99A R2I2?Id?8.99?A?
（3）晶闸管承受的最大反向电压为：
2U2?1002?141.4(A)
