第二章整流电路。
习题及思考题。
．单相半波可控整流电路对电阻负载供电，r＝20ω，u＝100v，求当α＝0°和60°时的负载电流id，并画出ud与id波形。
解：当α＝0°时：
当α＝60°时：
ud与id的波形见：教材43页图2－1。
．图2－9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 晶闸管承受的最大正反向电压为；② 当负载为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。
解：由图2－9图可以看出，在正半周导通，负载电流由变压器次级上端流出，由中心抽头流入，当负半周时导通，负载电流由b次级下端流出由中心抽头流入，正负半周电流相等，但在铁芯中产生的磁势方向大小相等且方向相反，故变压器无直流磁化问题。
当导通时，在＝时，的阴极为，而其阳极为－，所以vt承受的最大反压为。
如果是阻感负载且电感是足够大时，当，导通，的阴极电压为－而其阳极电压为，故其承受的最大正向电压为－。
正半周导通，，负半周导通。所以输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。
．单相桥式全控整流电路，，负载中ｒ＝，值极大，当时，要求：
作出，和的波形；
求整流输出平均电压、电流，变压器二次电流有效值；
考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解：①，和的波形见右图：
晶闸管承受的最大反向电压为：
考虑安全裕量为，晶闸管的额定电压为：
按照晶闸管产品系列参数选取额定电压为300v的晶闸管。
流过晶闸管的电流有效值为：
考虑安全裕量为，晶闸管的额定电流为：
按照晶闸管产品系列参数选取额定电流为30a的晶闸管。
．单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出整流二极管在一个周期内承受的电压波形。
解：整流二极管vd4两端承受的电压波形如下图所示。
．单相桥式全控整流电路，，负载中 ｒ＝值极大，反电动势e＝60v，当＝时，要求：
① 作出，和的波形；
② 求整流输出平均电压、电流，变压器二次侧电流有效值；
③ 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解：①,和的波形如下图所示：
② 整流输出平均电压、电流，变压器二次电流有效值分别为。
0.9＝0.9＝78v
＝9a 考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为：
按照产品系列参数选取300v的晶闸管。
流过晶闸管的电流有效值为：
考虑安全裕量为，晶闸管的额定电流为：
按照晶闸管产品系列参数选取额定电流为10a的晶闸管。
．晶闸管串连的单相半控桥（桥中，为晶闸管），电路如图2－11所示，＝100v，电阻电感负载，r=2，l值很大，当时，求流过器件电流的有效值，并作出，，,的波形。
解： ＝0.9＝67.5（v）
＝＝33.75(a)
＝＝0.57733.75＝19.49（a）
＝＝0.81633.75＝27.56（a），波形如右图所示：
．三相半波整流电路，如果a相的触发脉冲消失，试绘制在电阻负载和阻感负载下整流电压的波形。
解：设α＝30°，电压波形如下图所示：
．三相半波整流电路，可以将整流变压器的二次绕组分为两段称成为曲折接法，每段的电动势相同，其分段布置及其矢量图如图2－60所示。此时线圈的绕组增加了一些，铜的用数约增加10％。问变压器铁芯是否被直流磁化，为什么？
答：由接线图和矢量图可以看出，每相晶闸管导通时，同时有两个绕组工作。这两个绕组分属两相，每个电周期内，每个绕组都工作一次，但同相上的两个绕组因其极性接法不同，故流过的电流极性相反，但大小相等，故无直流磁化问题。
．三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗？如果不是，他们在相位上相差多少度？
答：不是同一点，在相位上相差。
10．有两组三相半波可控整流电路，一组是共阴极接法，一组是共阳极接法，他们的控制角都是，对同一相，如a相来说，这两组的触发脉冲在相位上相差多少度？
答：相差。11．三相半波可控电路， =100v，带阻感负载，r＝5，l值极大，当时，要求：① 画出，，的波形；② 计算，，和。
解：① 波形如下图：
输出平均电压：＝1.17＝58.5（v）
输出平均电流： =11.7（a）
流过晶闸管的平均电流： ＝3.9（a）
流过晶闸管的电流有效值：＝＝6.76（a）
12．全控桥电路，r负载，如果一个vt不导通，此时波形如何？如果有一个vt被击穿而短路，其它晶闸管受什么影响？
解：设，当一个晶闸管如不导通，其输出电压波形如下图所示。
如果有一个vt被击穿而短路。假如没有很好的过流保护，将造成同组（共阴极或共阳极组）的晶闸管因相间短路过流而烧毁。
13．三相全控桥电路， =100v，带阻感负载，r=5，l值极大，当时，要求：
画出，，的波形。② 计算，，和。
解：① 波形如下图：
② 输出电压平均值： ＝2.34＝117（v）
输出电流平均值： ＝23.4（a）
流过晶闸管的平均电流： ＝7.8（a）
流过晶闸管的电流有效值：＝＝13.5（a)
14．单相全控桥电路，已知=100v，r＝1，l＝∞，e＝40v，＝，0.5mh。
当时，求，与的数值，并画出整流电压的波形。
解：＝0.9＝0.9＝45v
因： ＝相应的换相内阻 r＝
所以：r＝0.1 ，
得：＝4.55（a）
＝－＝45－r·＝45－0.14.55＝44.55（v）
因为： －所以：＝－0.5－＝0.49
得。最后，作出整流电压的波形如下：
15．三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，＝100v，r＝1ω，l＝∞，1mh，求：当时，e＝50v时，，的值并作出与和的波形。
解：＝1.17=1.17=101.33（v）
0.314（），所以： r＝＝0.15
44.63（a）
＝－=1.17－0.15＝94.64（v）
因： －故： ＝0.7516
所以：＝，得：
与和的波形如下：
16．三相桥式不可控整流电路，阻感负载，r＝5ω，l＝∞，220v，＝0.3ω，求：、、和的值，并作出与和的波形。
解：三相桥式不可控整流电路相当于三相桥式可控整流电路时得情况。
2.34=514.8（v）
r＝=＝0.287（ω）
故 ＝97.37（a）
＝－＝486.85（v）
＝56（a）
＝80（a）
因：－＝当： 时，
所以： 波形图如下。
17．三相全控桥，反电动势阻感负载，ｅ＝200ｖ，r＝1ω，l＝∞，u2＝220v，α＝60°， 当 ① lb＝0 和 ② lb＝1mh情况下分别求、的值，后者还应求并分别作出与的波形。
解：① 当lb＝0时：＝2.34=257.4（v）
＝57.4（a）
② 当 lb＝1mh：＝2.34＝257.4（v）
44.15 (a)
上式中：r＝==0.30.314（）
244.15（v）
得： 波形图下。
18．单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是。
哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？
答：单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有2k（k＝l …次谐波，其中幅值最大的是2次谐波。
变压器二次侧电流中含有2k＋l（k＝l …次谐波即奇次谐波，其中主要的有 3次、5次谐波（n＝1时为基波）。
19．三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？
答：三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有6k（k＝l …次的谐波，其中幅值最大的是6次谐波。变压器二次侧电流中含有6 k±1（ k＝l …次的谐波，其中主要的是次谐波。
20．试计算第3题中的次谐波分量的有效值、、。
解：第3题中已知电路为单相全控桥，其输出电流平均值为：id＝39a
根据： （n …
可得：＝11.7a；＝7a； ＝5a
21．试计算第13题中的次谐波分量的有效值、。
解：在第13题中，电路为三相桥式全控整流电路，且已知：id＝23.4a
根据： （n＝6 k±1，k＝l …
可得： ＝3.65a； ＝2.61a
22．试分别计算第3题和第13题电路的输入功率因数。
解： ①根据： （公式 2－77）
第3题电路中的输入功率因数为：
② 根据： （公式 2－83）
第3题电路中的输入功率因数为：
23．带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何主要异同？
答：见教材76页下部 1） 2） 3） 部分。
24．整流电路多重化的主要目的是什么？
答：整流电路多重化的主要目的是：减少交流侧输入电路中的谐波，提高功率因素。在增大整流装置功率的同时，减少对电网的干扰。
第二章习题解答
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