电力电子技术第二章答案南航

2-1题图2-1为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2

cos 122α

π+=U U d ,并画出控制角为α时的输出整流电压

u d 、晶闸管承受电压u T 的波形。

解： 当U 2＞0，当U g ＝0时，T 不导通。U T ＝U 2，U d ＝0

当有U g ，T 被导通时，续流二极管承受正向压降导通U d ＝U 2，U T =0 由波形知，输出整流电压平均值为

2-2上题中，U 2=220V ，R=10Ω，要求输出整流电压平均值0~30V 连续可调。试求控制角α，导通角θ的变化范围，选择晶闸管定额并计算变压器次级容量。

解：[]2

cos 12cos 221d sin 221222απωπωωππ

απα+•

=-==⎰U t U t t U U d

选择晶闸管时留出裕量

2-3具有变压器中心抽头的单相双半流可控整流电路如图所示

T

L u 1

u 2

D

R

u 2 α π

2π ωt

u α π

2π ωt

u T α π

2π ωt

（1） 说明该变压器是否存在直流磁化问题？

（2） 试绘出α=45°时电阻性负载及大电感负载下，输出整流电压U d 、晶闸管承受

的电压U T 的波形。

解：变压器次级在电源电压的

分析：T 1T 2共阴，U 2正半周期α=45°，T 1导通，电流经①、T 1R 回到②，T 2不导通，U d =U 2，U 2过零，T 1关断，U d =0，U 2负半周期，T 2承受正向电压。

过零时T 1关断，T 2尚未开，则U T1承受U 2电压，T 2开后，U T2承受2U 2，又过零T 2关，T 1尚未触发，承受U 2。

电阻负载 在电感负载2-6题图2-6单相桥式全控整流电路大电感负载，已知U 2=100V ，R =10Ω，α=45°。 （1）负载端不接续流二极管D ，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D ，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u d 、i d 、i T 、i D 及变压器次级电流i 2的波形。

解：（1）负载端不接续流二极管 （2）负载端接续流二极管

2-8单相桥式半控整流电路，由220V 经变压器供电，负载为大电感性并接有续流二极管。要求输出整流电压20~80V 连续可调，最大负载电流为20A ，最小控制角αmin =30°。试计算晶闸管、整流管、续流二极管的电流有效值以及变压器容量。

解：单相桥式半控整流电路

2-9在三相半波可控整流电路中如果触发脉冲出现在自然换相点之前，会出现什么现象？电路能否正常换相？试画出电阻性负载和电感性负载时U d 的波形。

2-10具有续流二极管的三相半波可控整流电路，大电感负载R=10Ω，U 2=220V ，当α=60°时，

（1）作出U d 晶闸管电流i T ，续流二极管电流i D 的波形

（2）计算输出电压，电流平均值U d ，I d 以及晶闸管和续流二极管电流有效值I T ，I D 。 2-17题图2-17为三相桥式半控整流电流电路

（1）当负载分别为电感性和电阻性时，电路输出整流电压波形是否相同，试分别画出α=60°、α=90°时Ud 的波形

（2）试证明整流电压平均值2

cos 134.22

α

+=U Ud 解：（1）三相桥式半控整流电路当负载为电感性和电阻性时，电路输出整流电压波形相

T 1 T 2 L

i d u 1 u 2 u d D

R

T 3

T 4

同。

α=60°临界连续，输出为ac U ab ba U U →→ac U → α=90°，ac cb ba ac U U U U →→→

（2）当α>60°时，电流断续€ 当0<α<60°时， 2-18

2-19． 三相全桥全控整流电路对反电势、大电感性负载供电，U2＝220V ，E ＝200V ，R=1Ω，α＝60º，

（1）不计漏感时求输出整流电压和电流Ud ，Id 值；

（2）当Lb=1mH 情况下。计算Ud ，Id,γ值，并分别求出ud,iT 的波形 解：

（1） 22.34cos 2.34*220*cos 60257.4o

d U U V α===

（2） Lb=1mH

所以： 2232.34cos 22.34cos 257.4200

44625010122b

d d d d b m L U U I I R E U E I A

m L R ωαπ

αωπππ

-=-

=+--===⋅⋅⋅++

将Id 值代入求得输出电压：22.34cos 244.12b

d d m L U U I V ωαπ

=-= 将Id

值代入求重叠角：1

2cos [cos ] 3.34sin

o B d l X I m

γαπ

-=-

=