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典型题解析 例3．1 图3—l（a）为带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为 并画出控制角为α时输出整流电压Ud，晶闸管承受电压UVT的波形？ [解] 输出整流电压Ud和晶闸管承受电压UVT的波形如图3-1(c)、(d)所示。 例3．2 上题中，U2＝220V, R＝10欧，要求输出整流电压的平均值为0～30V连续可调。试求控制角α范围，选择晶闸管定额，并计算变压器次级容量。 [解] 由 当Ud＝30V时，有 当Ud＝0V时，对应α＝180o。所以，控制角的范围是180o～113o . 假设ωLR， 则输出电流波形为一水平直线，即 Id＝Ud/R＝30／10＝3A 由上述计算可知，Ud在0～30V之间，Id在0～3A之间。 那么，流过晶闸管电流的有效值为： 当α＝113o时，IVT取最大值，即 则，选晶闸管的通态平均电流为（裕量取1.5） 其额定电压为（裕量取2） 变压器次级容量 例3．3 某电阻负载要求()～24 V直流电压，最大负载电流Id＝30 A，如果采用用单相半波可控整流电路，而用下列两种方式供电，是否都能满足要求？ 1） 采用220V交流电源直接供电； 2） 采用变压器降到60V供电。 试比较两种供电方案的晶闸管导通角、额定电流、电压值，电源与变压器二次侧的功率因数 [解] 采用220V电源直接供电，当α=0o　　时，有　 采用60 V电源供电，当α=0o时，Ud。＝0．45U2＝27V，所以，只要适当调节α角，均能满足输出电压Ud在0~24 V的要求。 下面分析两种方案的利弊： 采用220 V交流电源直接供电，输出电压、电流的波形如下图 其中：U2=220V，Ud=24V 则 α≈121o θ=180o - 121o =59o 因为晶闸管所承受最大反向电压为电源电压峰值，所以晶闸管的额定电压为（裕量取2） 考虑安全裕量为2，晶闸管额定电流(通态平均电流)为： 而 则 电源所供给的有功功率 电源所供给的视在功率 电源侧功率因数 （2）如果采用变压器降压到60V供电输出电压、电流的波形如图： 其中：U2=60V，Ud=24V 则 α≈39o θ=180o - 39o =141o 考虑安全裕量为2，晶闸管额定电流、额定电压分别为 变压器二次侧容量为 变压器二次侧所供给的有功功率 变压器二次侧功率因数 结论：增加了整流变压器后，使控制角减小，选择的晶闸管的额定电压、额定电流都减小，而且要求电源容量减小，功率因数提高。由此可以看出，应当尽量使晶闸管电路工作在小控制角状态。 例3．4 某一电热装置，其直流电阻为35欧，大电感负载，希望在0～75 V范围内可调，采用单相半波可控整流电路直接从220 V交流电网供电，试计算晶闸管和二极管的额定电压和电流，不考虑安全裕量。 [解] 由于负载是大电感，所以必须接续流二级管VD，否则会导致输出电压和电流很小，使电路不能正常工作。 式中：U2=220V，Ud=75V 则 α≈59o θ=180o -59o =121o 而Ud=75V时, Id＝Ud/R＝75／35＝2.1A 晶闸管的电流的有效值： 晶闸管的额定电流： 晶闸管额定电压： 流过二极管VD的电流有效值： 结论：VT的额定电流大于等于0.775A； VT的额定电压大于等于311V。 VD的额定电流大于等于1.7/1.57=1A； VD的额定电压大于等于311V。 例3. 5 具有续流二极管的单相半波可控整流电路对大电感负载供电，其中电阻R＝7．5 欧，电源电压220 V。试计算当控制角为30o和60o时，晶闸管和续流二级管的平均电流值和有效值，在什么情况下续流二极管电流平均值大于晶闸管的电流平均值。 [解] 电路如图所示 (1) 当α=30°时 晶闸管的电流的平均值： 晶闸管的电流的有效值： 流过二极管VD的电流平均值： 流过二极管VD的电流有效值： (2) 当α=60°时 结论：要使IdVDIdVT,只需满足 　　　当α=0°时　IdVD=IdVT, 所以IdVD永远也不可能小于IdVT． 例3. 6 具有变压器中心插头的单相双半波可控整流电路如图2—5 (1)说明该变压器是否存在直流磁化问题。 (2)试绘出α=45o 电阻性负载输出整流电压Ud，晶闸管承受电压UVT的波形。 (3)若将VT２