电力电子第3章 习题(1)-带答案

第5章交流-直流变换器习题（1）

第1部分：填空题

1.电阻负载的特点是电压和电流成正比，两者波形相同，在单相半波可控整流电

阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0-180º。

2.阻感负载的特点是电流电感不能突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，

晶闸管控制角α的最大移相范围是0-180º，其承受的最大正反向电压均为

U2 ，续流二极管承受的最大反向电压为U2 （设U2为相电压有效值）。

3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为0-180º，单个晶闸管所承受的最大正向

电压和反向电压分别为

U2 和U2 ；带阻感负载时，α角移相范围为0-90º，单个晶闸管所承受的

最大正向电压和反向电压分别为U2 和U2 ；带反电动势负载时，欲使电阻上的

电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。

4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ = π-α ; 当控制角α小于不导电角 δ 时，晶闸管的导通角 θ = 0 。

5.从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与单向全波可控整流电路的波形

基本相同，只是后者适用于低输出电压的场合。

6.电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中，空载时，输出电压为U2 ，

随负载加重U d逐渐趋近于 0.9U2 ，通常设计时，应取RC≥ 1.3-2.5 T，此时输

出电压为U d≈ 1.2 U2(U2为相电压有效值)。

7.填写下表

单相整流电路比较

第2部分：简答题

1.如题图5-1所示的单相桥式半控整流电路中可能发生失控现象，何为失控，怎样抑制失控？

题图5-1 题图5-2

答：当α突然增大至180o 或触发脉冲丢失时，由于电感储能不经变压器二次绕组释放，只是消耗在负载电阻上，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud 成为正弦半波，即半周期ud 为正弦，另外半周期ud 为零，其平均值保持恒定，相当于单相半波不可控整流电路时的波形，称为失控。

在负载上并联一个续流二极管，续流过程由其完成，即可抑制失控。

2.单相全波可控整流电路与单相桥式全控整流电路从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的，那么二者是否有区别呢？

答：有区别

①单相全波可控整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头，结构较复杂。

绕组及铁心对铜、铁等材料的消耗比单相全控桥多，在当今世界上有色金

属资源有限的情况下，这是不利的。

②单相全波可控整流电路中只用2个晶闸管，比单相全控桥式可控整流电路

少2个，相应地，晶闸管的门极驱动电路也少2个；但是在单相全波可控整

流电路中，晶闸管承受的最大电压是单相全控桥式整流电路的2倍。

③单相全波可控整流电路中，导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，

因而也少了一次管压降。

3.题图5-2为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗？试说明：①晶闸管承受的最大反向电压为2；②当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。

答：该变压器不存在直流磁化问题。

①正半周时，VTl工作，变压器二次绕组上半部分流过电流。变压器二次电压通过

VTl加在VT2两端，且是反向电压，其最大值是2。

②在单相全控桥整流电路中，在正半周时，在触发角α处给VTl、VT4加触发脉冲，VTl 和VT4导通。在负半周时，在触发角α处给VT2、VT3加触发脉冲，VT2和VT3导通。单相全波可控整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头，在正半周时VT1导通，在负半周时VT2导通。所以两电路的输出电压和电流的波形相同。若负载是电感，则多了一个电感续流过程。

第3部分：计算和画图题

1.单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R＝2Ω，L值极大，当α＝30°时，要求：①

作出ud、id、和i2的波形；②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

2.

3.单相桥式全控整流电路带电阻负载工作，设交流电压有效值U2＝220V，控制角 α ＝

π/3 rad,负载电阻Rd＝5Ω,试求：（1）输出电压的平均值Ud ；（2）输出电流有效值I。

3.晶闸管串联的单相半控桥（桥中VT1、VT2为晶闸管，电路如题图5-3所示，U2=100V，电阻电感负载，R=2Ω，L值很大，当 =60°时求流过器件电流的有效值，并作出ud、id、iVT、iD的波形。

题图5-3