【正文】 100V，負 載中 R=2Ω， L值極大，反電勢 E=60V，當 =30?時，要求： ① 作出 ud、 id和 i2的波形； ② 求整流輸出平均電壓 Ud、電流 Id，變壓器二次側電流有效值 I2； ③ 考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。 解：① ud、 id和 i2的波形如下圖： u2O ? tO ? tO ? tudidi2O ? tIdIdId???? ②整流輸出平均電壓 Ud、電流 Id，變壓器二次側電流有效值 I2分別為 Ud＝ U2 cosα＝ 179。 100179。 cos30176。＝ (A) Id ＝ (Ud－ E)/R＝ (－ 60)/2＝ 9(A) I2＝ Id ＝ 9(A) ③晶閘管承受的最大反向電壓為： 2 U2＝ 100 2 ＝ （ V） 流過每個晶閘管的電流的有效值為： IVT＝ Id ∕ 2 ＝ （ A） 故晶閘管的額定電壓為： UN＝ (2~3)179。 ＝ 283~424（ V） 晶閘管的額定電流為： IN＝ (~2)179。 ∕ ＝ 6~8（ A） 晶閘管額定電壓和電流的具體數值可按晶閘管產品系列 參數選取。 6. 晶閘管串聯(lián)的單相半控橋（橋中 VT VT2為晶閘管），電路如圖 211所示， U2=100V，電阻電感負載，R=2Ω， L值很大，當 =60?時求流過器件電流的有效值，并作出 ud、 id、 iVT、 iD的波形。 解： ud、 id、 iVT、 iD的波形如下圖： u2O ? tO ? tO ? tudidO ? tO ? tIdIdIdiV T 1iV D 2?? ??? ? 負載電壓的平均值為： 2 )3/c os ()(ds i n21 23 2d ???? ?? ??? ? UttUU＝ （ V） 負載電流的平均值為： Id＝ Ud∕ R＝ ∕ 2＝ （ A） 流過晶閘管 VT VT2的電流有效值為： IVT＝31Id＝ （ A） 流過二極管 VD VD4的電流有效值為： IVD＝32Id＝ （ A） 7. 在三相半波整流電路中，如果 a 相的觸發(fā)脈沖消失，試繪出在電阻性負載和電感性負載下整流電壓ud的波形。 解：假設 ??0? ，當負載為電阻時， ud的波形如下： u d u a u b u cO ? tu d u a u b u cO ? t? 當負載 為電感時， ud的波形如下： u d u a u b u cO ? tu d u a u b u cO ? t 8．三相半波整流電路，可以將整流變壓器的二次繞組分為兩段成為曲折接法，每段的電動勢相同，其分段布置及其矢量如圖 260所示，此時線圈的繞組增加了一些，銅的用料約增加 10%，問變壓器鐵心是否被直流磁化，為什么？ a1A B CNnNABCn圖 2 6 0b1c1a2b2c2 a1b1c1a2b2c2 圖 260 變壓器二次繞組的曲折接法及其矢量圖 答：變壓器鐵心不會被直流磁化。原因如下： 變壓器二次繞組在一個周期內：當 a1c2對應的晶閘管導通時， a1的電流向下流， c2的電流向上流；當 c1b2 對應的晶閘管導通時， c1 的電流向下流， b2 的電流向上流；當 b1a2對應的晶閘管導通時， b1的電流向下流，a2 的電流向上流；就變壓器的一次繞組而言，每一周期中有兩段時間（各為 120?）由電流流過，流過的電流大小相等而方向相反，故一周期內流過的電流平均值為零，所以變壓器鐵心不會被直流磁化。 9．三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法， a、 b兩相的自然換相點是同一點嗎？如果不是，它們在相位上差多少度？ 答：三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法， a、b 兩相 之間換相的的自然換相點不是同一點。它們在相位上相差 180176。 10．有兩組三相半波可控整流電路，一組是共陰極接法，一組是共陽極接法，如果它們的觸發(fā)角都是，那末共陰極組的觸發(fā)脈沖與共陽極組的觸發(fā)脈沖對同一相來說，例如都是 a相，在相位上差多少度？ 答：相差 180176。 11．三相半波可控整流電路， U2=100V，帶電阻電感負載， R=5Ω， L值極大，當 =60?時，要求： ① 畫出 ud、 id和 iVT1的波形； ② 計算 Ud、 Id、 IdT和 IVT。 解：① ud、 id和 iVT1的波形如下圖： uduaubucidO? tO ? tO ? t?iVT1?? = 3 0 176。u 2uaubucO ? t ② Ud、 Id、 IdT和 IVT分別如下 Ud＝ ＝ 179。 100179。 cos60176。＝ （ V） Id＝ Ud∕ R＝ ∕ 5＝ （ A） IdVT＝ Id∕ 3＝ ∕ 3＝ （ A） IVT＝ Id∕ 3 ＝ （ A） 12．在三相橋式全控整流電路中，電阻負載，如果有一個晶閘管不能導通，此時的整流電壓 ud波形如何？如果有一個晶閘管被擊穿而短路，其他晶閘管受什么影響？ 答：假設 VT1不能導通，整流電壓 ud波形如下： u dO ? t 假設 VT1被擊穿而短路，則當晶閘管 VT3或 VT5導通時，將發(fā)生電源相間短路，使得 VT VT5也可能分別被擊穿。 13．三相橋式全控整流電路， U2=100V，帶電阻電感負載， R=5Ω， L值極大，當 =60?時，要求： ① 畫出 ud、 id和 iVT1的波形； ② 計算 Ud、 Id、 IdT和 IVT。 解：① ud、 id和 iVT1的波形如下： ?? = 6 0 176。u2uduabuacubcubaucaucbuabuacuaⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ ⅥubucO ? t? t1O ? tid? tO? tOiVT1 ② Ud、 Id、 IdT和 IVT分別如下 Ud＝ ＝ 179。 100179。 cos60176。＝ 117（ V） Id＝ Ud∕ R＝ 117∕ 5＝ （ A） IDVT＝ Id∕ 3＝ ∕ 3＝ （ A） IVT＝ Id∕ 3 ＝ ∕ 3 ＝ （ A） 14．單相全控橋，反電動勢阻感負載， R=1Ω， L=∞， E=40V， U2=100V， LB=，當 =60?時求 Ud、 Id與 的數值，并畫出整流電壓 ud的波形。 解：考慮 LB時，有 ： Ud＝ －Δ Ud Δ Ud＝ 2XBId∕π Id＝（ Ud－ E）∕ R 解方程組得： Ud＝（π R ＋ 2XBE）∕（π R＋ 2XB）＝ （ V） Δ Ud＝ （ V） Id＝ （ A） 又∵ ?cos － )cos( ??? ＝ 2 BdXI ∕ U2 即得出 )60cos( ??? = 換流重疊角 ＝ 176。 60176。 =176。 最后，作出整流電壓 Ud的波形如下： O?? tO ? t?udu 2 15．三相半波可控整流電路，反電動勢阻感負載，U2=100V， R=1Ω， L=∞， LB=1mH，求當 =30?時、 E=50V時 Ud、 Id、 的值并作出 ud與 iVT1和 iVT2的波形。 解：考慮 LB時，有： Ud＝ －Δ Ud Δ Ud＝ 3XBId∕ 2π Id＝（ Ud－ E）∕ R 解方程組得： Ud＝（π R ＋ 3XBE）∕（ 2π R＋ 3XB）＝ （ V） Δ Ud＝ （ V） Id＝ （ A） 又∵ ?cos － )cos( ??? ＝ 2 BdXI ∕ 6 U2 即得出 )30cos( ??? = 換流重疊角 ＝ 176。 30176。 =176。 ud、 iVT1和 iVT2的波形如下： u di VT 1? tO? tO?I du a u b u c?i VT 2? tO?I dOu a u b u cu2 16．三相橋式不可控整流電路，阻感負載， R=5Ω， L=∞， U2=220V， XB=，求 Ud、 Id、 IVD、 I2 和的值并作出 ud、 iVD和 i2的波形。 解：三相橋式不可控整流電路相當于三相橋式可控整流電路α＝ 0176。時的情況。 Ud＝ －Δ Ud Δ Ud＝ 3XBId∕π Id＝ Ud∕ R 解方程組得： Ud＝ ∕（ 1＋ 3XB/π R）＝ （ V） Id＝ （ A） 又∵ ?cos － )cos( ??? ＝ 2 BdXI ∕ 6 U2 即得出 ?cos = 換流重疊角 ＝ 176。 二極管電流和變壓器二次測電流的有效值分別為 IVD＝ Id∕ 3＝ ∕ 3＝ （ A） I2a＝32 Id＝ （ A） ud、 iVD1和 i2a的波形如下： u2udiV D 1? tO? tO? tO? tOuaubuc? t1uabuacubcubaucaucbuabuacⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵi2a IdId 17．三相全控橋，反電動勢阻感負載， E=200V， R=1Ω， L=∞， U2=220V， =60?，當① LB=0和② LB=1mH情況下分別求 Ud、 Id 的值，后者還應求 并分別作出ud與 iT的波形。 解：①當 LB＝ 0時： Ud＝ ＝ 179。 220179。 cos60176。＝ （ V） Id＝（ Ud－ E）∕ R＝（ － 200）∕ 1＝ （ A） ②當 LB＝ 1mH時 Ud＝ －Δ Ud Δ Ud＝ 3XBId∕π Id＝（ Ud－ E）∕ R 解方程組得： Ud＝（ U2R cosα＋ 3XBE）∕（π R＋ 3XB）＝ （ V） Id＝ （ A） Δ Ud＝ （ V） 又∵ ?cos － )cos( ??? ＝ 2XBId∕ 6 U2 )60cos( ??? ＝ γ ＝ 176。－ 60176。＝ 176。 ud、 IVT1和 IVT2的波形如下： u2udiV T 1? tO? tO? tOuaubucuabuacubcubaucaucbuabuacⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ ⅥIdiV T 2? tOId 18．單相橋式全控整流電路，其整流輸 出電壓中含有哪些次數的諧波？其中幅值最大的是哪一次？變壓器二次側電流中含有哪些次數的諧波？其中主要的是哪幾次？ 答：單相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有2k（ k= 3…）次諧波，其中幅值最大的是 2次諧波。變壓器二次側電流中含有 2k＋ 1（ k＝ 3……）次即奇次諧波，其中主要的有 3次、 5次諧波。 19．三相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數的諧波？其中幅值最大的是哪一次？變壓器二次側電流中含有哪些次數的諧波？其中主要的是哪幾次？ 答：三相橋式全控整流電路的整流輸出電壓中含有 6k（ k＝ 3……）次的諧波，其中幅值最大的是 6次諧波。變壓器二次側電流中含有 6k?1(k= 3…… )次的諧波，其中主要的是 7次諧波。 20．試計算第 3題中 i2的 7次諧波分量的有效值 I2 I2 I27。 解：在第 3 題中已知電路為單相全控橋，其輸出電流平均值為 Id＝ （ A） 于是可得： I23＝ 2 2 Id∕ 3π＝ 2 2 179。 ∕ 3π＝ （ A） I25＝ 2 2 Id∕ 5π＝ 2 2 179。 ∕ 5π＝ （ A） I27＝ 2 2 Id∕ 7π＝ 2 2 179。 ∕ 7π＝ （ A） 21．試計算第 13題中 i2的 7次諧波分量的有效值 I2 I27。 解：第 13題中，電路為三相橋式全控整流電路，且已知 Id＝ （ A） 由此可計算出 5次和 7次諧波分量的有效值為： I25＝ 6 Id∕ 5π＝ 6 179