【正文】 大電壓為 2 22U 。 對(duì)于電感負(fù)載：（α ~ π＋α）期間，單相全波電路中 VT1導(dǎo)通，單相全控橋電路中 VT VT4導(dǎo)通，輸出電壓均與電源電壓 u2 相等；（π＋α ~ 2π＋α）期間，單相全波電路中 VT2導(dǎo)通，單相全控橋電路中 VTVT3導(dǎo)通，輸出波形等于 u2。 3．單相橋式全控整流電路， U2＝ 100V，負(fù)載中 R＝ 2Ω， L值極大，當(dāng)α＝ 30176。 解：① ud、 id、和 i2的波形如下圖： u2O ? tO ? tO ? tudidi2O ? tIdId???? ②輸出平均電壓 Ud、電流 Id，變壓器二次電流有效值 I2分別為 Ud＝ U2 cosα＝ 179。 cos30176。 ＝ 283~424（ V） 具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。 ∕ ＝ 26~35（ A） 具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。 解：注意到二極管的特點(diǎn)：承受電壓為正即導(dǎo)通。在電路中器件均不導(dǎo)通的階段，交流電源電壓由晶閘管平衡。 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(cè)電流有效值 I2分別為 Ud＝ U2 cosα＝ 179。 cos30176。 ＝ 283~424（ V） 晶閘管的額定電流為： IN＝ (~2)179。 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(fù)載，R=2Ω， L值很大，當(dāng) =60?時(shí)求流過(guò)器件電流的有效值，并作出 ud、 id、 iVT、 iD的波形。 解：假設(shè) ??0? ，當(dāng)負(fù)載為電阻時(shí)， ud的波形如下： u d u a u b u cO ? tu d u a u b u cO ? t? 當(dāng)負(fù)載 為電感時(shí)， 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(dòng)勢(shì)相同，其分段布置及其矢量如圖 260所示，此時(shí)線(xiàn)圈的繞組增加了一些，銅的用料約增加 10%，問(wèn)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(huì)被直流磁化。 9．三相半波整流電路的共陰極接法與共陽(yáng)極接法， a、 b兩相的自然換相點(diǎn)是同一點(diǎn)嗎？如果不是，它們?cè)谙辔簧喜疃嗌俣龋? 答：三相半波整流電路的共陰極接法與共陽(yáng)極接法， a、b 兩相 之間換相的的自然換相點(diǎn)不是同一點(diǎn)。 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(yáng)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(yáng)極組的觸發(fā)脈沖對(duì)同一相來(lái)說(shuō)，例如都是 a相，在相位上差多少度？ 答：相差 180176。 解：① ud、 id和 iVT1的波形如下圖： uduaubucidO? tO ? tO ? t?iVT1?? = 3 0 176。 100179。＝ （ 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(fù)載，如果有一個(gè)晶閘管不能導(dǎo)通，此時(shí)的整流電壓 ud波形如何？如果有一個(gè)晶閘管被擊穿而短路，其他晶閘管受什么影響？ 答：假設(shè) VT1不能導(dǎo)通，整流電壓 ud波形如下： u dO ? t 假設(shè) VT1被擊穿而短路，則當(dāng)晶閘管 VT3或 VT5導(dǎo)通時(shí)，將發(fā)生電源相間短路，使得 VT VT5也可能分別被擊穿。 解：① ud、 id和 iVT1的波形如下： ?? = 6 0 176。 100179。＝ 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(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載， R=1Ω， L=∞， E=40V， U2=100V， LB=，當(dāng) =60?時(shí)求 Ud、 Id與 的數(shù)值，并畫(huà)出整流電壓 ud的波形。 60176。 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(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，U2=100V， R=1Ω， L=∞， LB=1mH，求當(dāng) =30?時(shí)、 E=50V時(shí) Ud、 Id、 的值并作出 ud與 iVT1和 iVT2的波形。 30176。 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(fù)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。時(shí)的情況。 二極管電流和變壓器二次測(cè)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(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載， E=200V， R=1Ω， L=∞， U2=220V， =60?，當(dāng)① LB=0和② LB=1mH情況下分別求 Ud、 Id 的值，后者還應(yīng)求 并分別作出ud與 iT的波形。 220179。＝ （ V） Id＝（ Ud－ E）∕ R＝（ － 200）∕ 1＝ （ A） ②當(dāng) LB＝ 1mH時(shí) 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。＝ 176。變壓器二次側(cè)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。變壓器二次側(cè)電流中含有 6k?1(k= 3…… )次的諧波，其中主要的是 7次諧波。 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。 ∕ 5π＝ （ A） I27＝ 2 2 Id∕ 7π＝ 2 2 179。 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(jì)算出 5次和 7次諧波分量的有效值為： I25＝ 6 Id∕ 5π＝ 6 179。 ∕ 7π＝ （ A） 22． 試分別計(jì)算第 3題和第 13題電路的輸入功率因數(shù)。 ∕π＝ （ A） 基波因數(shù)為 ＝ I1∕ I＝ I1∕ Id＝ ∕ ＝ 電 路的輸入功率因數(shù)為： ＝ ?cos ＝ cos30176。 ∕π＝ （ A） 基波因數(shù)為 ＝ I1∕ I＝ I1∕ Id＝ 電路的輸入功率因數(shù)為： ＝ ?cos ＝ cos60176。 ③在兩種電路中，晶閘管的導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系是一樣的，整流電壓 ud和整流電流 id的波形形狀一樣。 25． 12 脈波、 24 脈波整流電路的整流輸出電壓和交流輸入電流中各含哪些次數(shù)的諧波？ 答： 12 脈波電路整流電路的交流輸入電流中含有 11次、 13次、 23次、 25次等即 12k?（ k=1， 2， 3178。178。178。）次諧波。178。）次諧波，整流輸出電 壓中含有 2 48等即 24k（ k=1， 2，3178。178。 26．使變流器工作于有源逆變狀態(tài)的條件是什么？ 答：條件有二： ①直流側(cè)要有電動(dòng)勢(shì)，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流電路直流側(cè)的平均電壓； ②要求晶閘管的控制角α π /2，使 Ud為負(fù)值。 179。 1=(W) 28．單相全控橋，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載， R=1Ω， L=∞， U2=100V， L=，當(dāng) EM=99V， =60?時(shí)求 Ud、Id和 的值。 120176。 29．什么是逆變失??？如何防止逆變失敗？ 答：逆變運(yùn)行時(shí)，一旦發(fā)生換流失敗，外接的直流電源就會(huì)通過(guò)晶閘管電路形成短路，或者使變流 器的輸出平均電壓和直流電動(dòng)勢(shì)變?yōu)轫樝虼?lián)，由于逆變電路內(nèi)阻很小，形成很大的短路電流，稱(chēng)為逆變失敗或逆變顛覆。 30．單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路中，當(dāng)負(fù)載分別為電阻負(fù)載或電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍分別是多少？ 答：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐?，?dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是 0 ~ 180?，當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是 0 ~ 90?。 31．三相全控橋，電動(dòng)機(jī)負(fù)載，要求可逆，整流變壓器的接法是 D， y5，采用 NPN鋸齒波觸發(fā)器，并附有滯后 30?的 RC 濾波器，決定晶閘管的同步電壓和同步變壓器的聯(lián)結(jié)形式。該點(diǎn)與鋸齒波的中點(diǎn)重合，即對(duì)應(yīng)于同步信 號(hào)的 300?，所以同步信號(hào)滯后 ua 180176。所以同步信號(hào)只要再滯后 150176。 滿(mǎn)足上述關(guān)系的同步電壓相量圖及同步變壓器聯(lián)結(jié)形式如下兩幅圖所示。 答：降壓斬波器的原理是：在一個(gè)控制周期中，讓 V導(dǎo)通一段時(shí)間 ton，由電源 E向 L、 R、 M供電，在此期間， uo＝ E。一個(gè)周期內(nèi)的平均電壓 Uo＝ Ett t ?? offon on。 2．在圖 31a 所示的降壓斬波電路中，已知E=200V， R=10Ω， L 值極大， EM=30V， T=50μ s,ton=20μ s,計(jì)算輸出電 壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io。當(dāng) ton=3μ s 時(shí)，重新進(jìn)行上述計(jì)算。 此時(shí)輸出平均電壓為 Uo = ETton=205100?=25(V) 輸出平均電流為 Io =REU Mo =?=30(A) 輸出電流的最大和最小值瞬時(shí)值分別為 Imax=REmee ???????? ??? ?????11= ???????? ?????ee=(A) Imin=REmee ???????? ???11??? = ???????? ???ee=(A) 當(dāng) ton=3μ s時(shí)，采用同樣的方法可以得出： αρ = 由于 11?????ee = ??ee =m 所以輸出電流仍然連續(xù)。 答：假設(shè)電路中電感 L值很大，電容 C值也很大。設(shè) V處于通態(tài)的時(shí)間為 ton，此階段電感 L 上積蓄的能量為 on1tEI 。設(shè) V處于斷態(tài)的時(shí)間為 toff，則在此期間電感L釋放的能量為 ? ? off1o tIEU ? 。 5．在圖 32a所示的升壓斬波電路中，已知 E=50V，L 值和 C 值極大， R=20Ω，采用脈寬調(diào)制控制方式，當(dāng) T=40μ s， ton=25μ s時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io。 答：升降壓斬波電路的基本原理：當(dāng)可控開(kāi)關(guān) V 處于通態(tài)時(shí)，電源 E經(jīng) V向電感 L供電使其貯存能量，此時(shí)電流為 i1，方向如圖 34中所示。此后，使 V關(guān)斷，電感 L中貯存的能量向負(fù)載釋放，電流為 i2，方向如圖 34 所示。 穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期 T內(nèi)電感 L兩端電壓 uL對(duì)時(shí)間的積分為零，即 ? ?T tu0 L 0d 當(dāng) V處于通態(tài)期間， uL = E；而當(dāng) V處于斷態(tài)期間，uL = uo。當(dāng) 0 1/2 時(shí)為降壓，當(dāng) 1/21時(shí)為升壓，因此將該電路稱(chēng)作升降壓斬波電路。當(dāng) V處于斷態(tài)時(shí)， E— L1— C— VD 回路和 R— L2— VD 回路分別流過(guò)電流。該電路的等效電路如圖 35b 所示，相當(dāng)于開(kāi)關(guān) S 在 A、 B兩點(diǎn)之間交替切換。當(dāng)開(kāi)關(guān) S合到 B點(diǎn)時(shí)， B點(diǎn)電壓 uB=0， A點(diǎn)電壓 uA= uC；相反，當(dāng) S合到