第2章思考题和练习.doc

第2章 思考题与习题 2.1 什么是整流？它与逆变有何区别？ 答：整流就是把交流电能转换成直流电能，而将直流转换为交流电能称为逆变，它是对应于整流的逆向过程。 2.2 单相半波可控整流电路中，如果： 晶闸管门极不加触发脉冲； 晶闸管内部短路； 晶闸管内部断开； 试分析上述三种情况负载两端电压ud和晶闸管两端电压uT的波形。 答：（1）负载两端电压为0，晶闸管上电压波形与U2相同； （2）负载两端电压为U2，晶闸管上的电压为0； （3）负载两端电压为0，晶闸管上的电压为U2。 2.3某单相全控桥式整流电路给电阻性负载和大电感负载供电，在流过负载电流平均值相同的情况下，哪一种负载的晶闸管额定电流应选择大一些? 答：带大电感负载的晶闸管额定电流应选择小一些。由于具有电感，当其电流增大时，在电感上会产生感应电动势，抑制电流增加。电阻性负载时整流输出电流的峰值大些，在流过负载电流平均值相同的情况下，为防此时管子烧坏，应选择额定电流大一些的管子。 2.4某电阻性负载的单相半控桥式整流电路，若其中一只晶闸管的阳、阴极之间被烧断，试画出整流二极管、晶闸管两端和负载电阻两端的电压波形。 解：设α=0，T2被烧坏，如下图： 2.5相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的Ud与Id的乘积是否等于负载有功功率，为什么?带大电感负载时，负载电阻Rd上的Ud与Id的乘积是否等于负载有功功率，为什么? 答：相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的平均功率不等于负载有功功率。因为负载上的电压、电流是非正弦波，除了直流Ud与Id外还有谐波分量和，负载上有功功率为。 相控整流电路带大电感负载时，虽然Ud存在谐波，但电流是恒定的直流，故负载电阻Rd上的Ud与Id的乘积等于负载有功功率。 2.6某电阻性负载要求0~24V直流电压，最大负载电流Id=30A，如采用由220V交流直接供电和由变压器降压到60V供电的单相半波相控整流电路，是否两种方案都能满足要求?试比较两种供电方案的晶闸管的导通角、额定电压、额定电流、电路的功率因数及对电源容量的要求。 解：采用由220V交流直接供电当时： Udo=0.45U2=0.45220 =99V 由变压器降压到60V供电当时： Ud=0.45U2=0.4560 =27V 因此，只要调节都可以满足输出0~24V直流电压要求。 (1) 采用由220V交流直接供电时： ， Ud==24V时　　 取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为622V和108A。 电源提供有功功率 电源提供视在功率 电源侧功率因数 (2) 采用变压器降压到60V供电： ， Ud==24V时　　, 取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为168.8V和65.4A。 变压器二次侧有功功率 变压器二次侧视在功率 电源侧功率因数 2.7某电阻性负载，Rd=50Ω,要求Ud在0~600V可调，试用单相半波和单相全控桥两种整流电路来供给，分别计算： 晶闸管额定电压、电流值； 连接负载的导线截面积(导线允许电流密度j=6A／mm2)； 负载电阻上消耗的最大功率。 解：（1）单相半波时,, 晶闸管的最大电流有效值 晶闸管额定电流为 IT(AV)12(A) 晶闸管承受最大电压为 =1885V 取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为4000V和30A。 所选导线截面积为 负载电阻上最大功率 （2）单相全控桥时,, 负载电流有效值 (Kf=1.11) 晶闸管的额定电流为 IT(AV)6(A) IT= 晶闸管承受最大电压为 =1885V 取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为4000V和20A。 所选导线截面积为 负载电阻上最大功率 2.8 整流变压器二次侧中间抽头的双半波相控整流电路如图题2.8所示。 说明整流变压器有无直流磁化问题? 分别画出电阻性负载和大电感负载在α=60°时的输出电压Ud、电流id的波形，比较与单相全控桥式整流电路是否相同。若已知U2=220V，分别计算其输出直流电压值Ud。 （3）画出电阻性负载α=60°时晶闸管两端的电压uT波形，说明该电路晶闸管承受的最大反向电压为多少? 图题2.8 解：（1）因为在一个周期内变压器磁通增量为零，所以没有直流磁化。 （2）其波形如下图所示，与单相全控桥式整流电路相同。 电阻性负载： 感性负载：