1、典型题解析 例31 图3l（a）为带续流二极管的单相半波可控整流电路 AC_DC，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32 上题中，U2220V, R10欧，要求输出整流电压的平均值为030V连续可调。试求控制角范围，选择晶闸管定额，并计算变压器次级容量。解 由当Ud30V时，有 当Ud0V时，对应180。所以，控制角的范围是180113 . 假设LR， 则输出电流波形为一水平直线，即IdUd/R30103A由上述计算可知，Ud在030V
2、之间，Id在03A之间。那么，流过晶闸管电流的有效值为：当113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33 某电阻负载要求()24 V直流电压，最大负载电流Id30 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=0时，有采用60 V电源供电，当=0时，Ud。045U227V，所以，只要适当调节角，均能满足输出电压Ud在
3、024 V的要求。下面分析两种方案的利弊：(1) 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 121 =180 - 121 =59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 39 =180 - 39 =141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
4、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34 某一电热装置，其直流电阻为35欧，大电感负载，希望在075 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 59 =180 -59 =121而Ud=75V时, IdUd/R75352.1A晶闸
5、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R75 欧，电源电压220 V。试计算当控制角为30和60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=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
6、值：(2) 当=60时 结论：要使IdVDIdVT,只需满足当=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25 (1)说明该变压器是否存在直流磁化问题。(2)试绘出=45 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VT换成普通整流二极管VD，绘出相应波形，并推导输出直流电压。解 (1)理想变压器 式中， 为变压器副端匝数；为磁通。则当导通时：当导通时：在一个周期内变压器铁芯中总磁通增量为因为在一个周期内变压器磁通增量为0，所以该变压器铁心中不存在直流磁化。(2) 45波形如图36(a)所示。图
7、3-6例3 .6波形图(3) 所求波形如图3-6(b)所示。例37 图3-7为带续流二极管的单相双半波可控整流电路，负载为大电感性，LR，已知U2220 V，R20，60(1)试求晶闸管的电压、电流定额，考虑安全裕量为2，选择晶闸管型号。(2)计算续流二极管电流平均值和有效值。 图3-7例3 .7图解 整流电路输出电压ud，晶闸管的电压uVT，电流iVT波形及续流二极管电流iVDR波形分别如图38(a)、(b)、(c)和(d)所示。晶闸管的电流的有效值：晶闸管的额定电流： 图3-8例3 .7波形图晶闸管的额定电压：考虑安全裕量为2，则故，晶闸管的型号选为KP1014。例38 单相桥式半控整流电
8、路接电阻性负载，要求输出整流电压0100 V连续可调，30 V以上时要求负载电流达到20 A。采用220 V变压器降压供电，最小控制角min30，试求：(1)交流侧电流有效值及变压器容量；(2)选择晶闸管的型号。解 单相桥式半控整流电路接电阻性负载，其工作过程及输出电压Ud与单相桥式全控整流电路完全相同。当控制角为最小时，对应的整流输出电压为最大值当Ud=30V时，求所对应的控制角。当116时，要保证整流电路输出电流为20A，所需变压器一、二次侧电流有效值为最大。变压器二次侧电流有效值为：变压器一次侧电流有效值为：所求变压器二次侧电压为119 V，一、二次侧电流有效值分别为38 A和2055
9、A，变压器容量为45 kVA。选择晶闸管时，也应以最大角考虑，即116，流过晶闸电流的有效值晶闸管承受最大电压为：考虑安全裕量为2，则故，晶闸管的型号选为KP504。例39 单相桥式半控整流电路，由220 V经变压器供电，负载为大电感性并接有续流二极管。要求输出整流电压2080V连续可调，最大负载电流为20 A，最小控制角min30.试计算晶闸管、整流管、续流二极管的电流定额以及变压器容量。解 当输出电压Ud80 V时，对应的控制角为最小min30当输出电压Ud20 V时，对应的控制角为最大。（1）计算晶闸管、整流管的参数考虑最严重的工作状态，即min30时的情况。晶闸管电流有效值IVT为晶闸
10、管通态平均电流ITa为因为整流二极管电流波形与晶闸管一样，所以其电流有效值和j态平均电流与晶闸管相等。(2)计算续流二极管VDR的电流定额考虑最严重的工作状态，是在控制角为最大时，即max122.3时的情况，其有效值和通态平均电流分别为不考虑安全裕量，所求晶闸管、整流二极管和续流二极管的额定流分别为83 A，83 A和105 A。(3)计算变压器容量S考虑最严重的工作状态，在min30时的情况，变压器二次侧电流有效值I2取最大，此时I2为结论 由例38和例39计算可知，在计算晶闸管的电流额时，与负载性质是紧密相连的。在给定输出电流Id后，阻性载晶闸管电流有效值与Id之比(IVTId)随着的增加
11、而增加，而大电感性负载则相反，IVTId的值随着的增加而减小。所以考最严重的工作状态，纯阻性负载时，IVTmax对应max，而大电感性负载，IVTmax对应min。例310 单相半控桥式整流电路，接有续流二极管，对直流电动机电枢供电，主电路中平波电抗器的电感量足够大。电源电压为220V，控制角，此时负载电流为30A。计算晶闸管、整流管和续流二极管的电流平均值和有效值、电源容量及功率因数。解 由于平波电抗器的容量足够大，所以可视为大电感负载，整流输出电流的波形可视为一水平直线。当时，晶闸管的平均电流为整流二极管的电流平均值与晶闸管的电流平均值相等，均为晶闸管电流有效值为整流二极管和晶闸管的电流有
12、效值为续流二极管的电流平均值为续流二极管的电流有效值为电源绕组中电流有效值为输出直流平均电压为：电源容量为kVA输出的有功功率为功率因数为例311 电阻性负载的单相桥式半控整流电路，其中一只晶闸管被烧断，如图 322（a）所示。试画出输出电压波形以及未烧断的晶闸管两端电压波形，并求出整流输出电压的表达式。图 322 例311 图 解 一只晶闸管被烧断，整流输出的波形及未烧断的晶闸管两端电压波形如图322（b）所示。从波形图看，晶闸管VT在正向电压作用下，在某时刻触发其门极，则VT导通，在电源电压过零时关断，在电源的负半周整个电路不通，当晶闸管再一次承受正向电压并被触发导通时，才有输出电压，由此
13、分析，波形为单相半波可控整流电路，其输出电压为例 3.12 如图323所示，整流电路供反电动势负载，电抗器足够大，电源电压为220V，负载电流为50A，试计算晶闸管、续流二极管的电流平均值、有效值。若电枢回路电阻为0.2，求电动机的反电动势。图323 例 3.12 图解 反电动势负载接大电感，整流电路输出电流的波形可视作一水平直线。例313 单相全控桥（见图326），反电动势阻感负载， ，当时，求，和的数值。图326 例313 图解 则 ， 由 得 例314 在电阻性负载三相半波可控整流电路中，如果窄脉冲出现过早，即在移到自然换相之前，会出现什么现象？画出负载侧波形。解 如图3-27 所示，当
14、触发脉冲触发a相晶闸管，则a相晶闸管导通。当触发b相晶闸管时，由于a相电压高于b相电压，a相晶闸管继续导通，b相晶闸管因承受反压而不导通。过了自然换相点后，尽管b相电压高于a相电压，但b相晶闸管的触发脉冲已消失，所以b相晶闸管仍不导通。a相晶闸管导通到过零点结束。接着导通的是c相晶闸管。由此可以看出，由于晶闸管间隔导通而出现了输出波形相序混乱现象，这是不允许的。图3-27例3 .14波形图例315 在三相半波整流电路如图328（a）所示，如果a相的触发脉冲消失，试绘出时，在纯电阻性负载和大电感性负载下的整流电压波形和晶闸管VT2两端电压波形。解 VT1管无触发脉冲，纯电阻性负载波形及VT2晶闸
15、管两端波形如图328(b)所示，由图可以看出，0 区间，VT3导通，所以VT2承受反压，区间，无晶闸管导通， VT2承受相电压，区间，晶闸管VT2导通，VT2两端电压为零，区间无晶闸管导通，为相电压，在区间，VT3又导通，为线电压，如果循环下去。当负载为大电感性时，则输出电压波形及的波形如图328（c）所示，当VT2 导通时，=0，当VT3导通时，在t1,t2区间，VT2、 VT3均截止，此时。（a）电路图(b)纯阻性负载波形图 (c)大电感负载波形图图328 例 3.15 图例316三相半波整流电路，三只晶闸管都不触发时，晶闸管两端电压波形是怎样的？解 三相半波整流电路当三只晶闸管都不触发时
16、，无输出电流。晶闸管阴极与零线等电位，所以晶闸管两端电压波形为该相交流电压波形。例317 三相半波整流电路，阻感负载，欲借调节达到维持为恒值，已知，附加直流端电压降，供电电压经常在11.15额定范围内变化，求：（1）和变化范围。（2）变压器容量。（3）变压器二次侧功率因数。解 （1） 又 所以 为可靠换相取，当时 此为U2的最小值。当U2max=1.15U2=564.04V时，它对应的控制角为最大。则 故所求为513V，变化范围是。（2）要求变压器的容量，首先必须求出变压器一次和二次侧电流有效值，如图330所示为,波形。 图330 例317 波形图因为变压器二次侧电流的直流分量不可能感应到原边
17、，所以波形如图330（b）所示kVAkVA kVA(3)求变压器二次侧功率因数有功功率 例318 试分析如图331（a）所示三相全控桥式整流电路故障时的波形。（1）熔断器1FU熔断。（2）熔断器2FU熔断。（3）熔断器2FU、3FU熔断。解 （1）熔断器1FU熔断时ud的波形如图331（b）阴影部分所示。凡与U相相关的电压均无输出，如线电压、。（2）熔断器2FU熔断时ud的波形如图3-31（c）阴影部分所示.。V字头线电压无输出，如线电压、。图331 例 3.18 图（3）熔断器2FU、3FU熔断时ud的波形如图3-31（d）阴影部分所示.。凡V，W字头线电压均无输出，例如线电压，。例319
18、三相全控桥式整流电路，当一只晶闸管短路时，电路会发生什么情况？答 在三相桥式电路中，若一只晶闸管发生短路，例如共阴极组中一只管子短路，则其余共阴极组中任意一只晶闸管被触发导通后，都要引起电源线电压短路，使管子连续烧坏，严重时，还会损坏输入变压器。所以要求每只晶闸管桥路中应串接快速熔断器，以保护晶闸管及整个电路。例320三相半波可控整流如图3-32（a）所示，负载为大电感负载，如果U相晶闸管脉冲丢失，试画出时的波形。图332 例 3.20 图解 时的波形图如图3-32（b）阴影部分所示例321 三相全控桥式整流电路中，变压器二次侧能否接成三角形？解 能接成三角形。例322 三相可控整流，时，U相
19、晶闸管的触发脉冲在线电压的波形上是多少度？解 因为，触发脉冲在相电压波形上是90，而线电压超前为30，所以，触发脉冲在线电压位置是120。例323 一般三相可控整流装置中，如果电源三相进线相序接反，会产生什么问题？解 如果电源三相进线相序接反，会出现缺相或乱相。所谓乱相是该导通的晶闸管不导通，不该导通的晶闸管导通了。在单宽脉冲和双脉冲触发的三相桥式电路中，原来调整好的移相范围会前移60，使系统不能正常工作，所以晶闸管装置的进线相序必须符合规定。例324 三相半波可控整流电路，负载端电感足够大，画出时晶闸管VT1两端电压波形，从波形上看晶闸管承受的最大正反向电压为多少？解 图3-33为晶闸管VT
20、1所承受的电压波形。从波形上看，晶闸管正反向最大电压为线电压峰值，即。图3-33例3 .24波形图例325 三相半波可控整流电路，电阻性负载，画出时，晶闸管VT1两端电压波形，从波形上看晶闸管承受的最大正反向电压为多少？解 图3-34位晶闸管VT1所承受的电压波形。当时，晶闸管所承受的最大正向电压为，承受反向最大电压为。图3-34 例3 .25波形图例326 三相半波整流电路，且电感性负载，由于电感不够大，只能使晶闸管阳极电压过零后，再维持导通30。（1）画出波形。（2）列出电压平均值的计算公式。（3）画出晶闸管VT1两端电压波形。图3-36 例3 .26波形图解 （1）图3-36（a）阴影部
21、分为波形。（2）输出电压为（3）晶闸管VT1两端电压波形如图3-36（b）阴影部分所示。VT1 ，VT2 及VT3均不导通时，VT1管承受U相相电压；当VT2或VT3导通时，VT1管承受线电压。例327 三相半波可控整流，大电感负载，输出电流恒定，换相重叠角，控制角。（1）求整流输出电压。（2）画出整流输出电压的波形。（3）画出晶闸管VT1两端电压波形。图3-37例3 .27波形图解 （1） 若，则（2）整流输出的波形如图3-37（a）阴影部分所示。（3）晶闸管VT1两端电压波形如图3-37（b）阴影部分所示。例328 某厂自制晶闸管电镀电源，调压范围为215V。在9V以上最大输出电流均可达1
22、30A，主电路采用三相半波可控整流电路。（1）试计算整流变压器二次电压。（2）试计算9V时的延迟角。（3）选择晶闸管的型号。（4）计算变压器二次侧容量。解 （1）不考虑控制角裕量时，有， （2）当时，有 所以对应的控制角，此时应为 因，故 （3）对于三相半波可控整流电路纯电阻负载，在输出电流平均值不变的情况下。愈大，流经晶闸管的电流有效值也越大，因此在计算值时，应考虑时的工作状态。， 考虑电压、电流裕量，可选KP100-1晶闸管。（4） ， kVA例329 若在维修中观察输出电压波形如图3-38（b）所示，试判断三相半控桥式电路中哪只器件有故障，并指出此时等于多少度？图338 例329 图解
23、由图3-38可知，是VT3管子触发脉冲消失，或VT3管子内部断路。此时，延迟角。例330 已知三相桥式全控整流的变压器二次相电压，折算到变压器二次侧每相漏感电感，电阻，求：电路输出最高电压，最大电流。解 （1） （2）代入数值后解得 例331 图3-39 所示的三相全控桥式整流电路，晶闸管VT1 ，VT3 ，VT5以延迟角触发；晶闸管VT4 ，VT6 ，VT2以延迟角触发，试就下列几种情况计算整流输出电压的平均值。（1） ，；（2） ，；（3） ，。图339 例331 图解 设相电压有效值为，线电压有效值为，则当时，有 当，时，有 当，时，有例332 三相全控桥整流电路，求：（1）确定变压器二
24、次电压。（2）选择晶闸管电压等级。解 （1） ， （2） （23）482723V应选额定电压大于500V的晶闸管。例333 现有单相桥式、单相双半波、三相半波三种电路，纯阻性负载，且负载电流都是50A，问串在晶闸管中的熔断器电流是否一样大？为什么？解 选择熔断器，考虑时的情况，因为此时流过熔断器电流最大。单相桥式可控整流电路，流过熔断器电流为双正弦半波，如图342（a）所示，所以，熔断器按有效值80A选择。图342 例333 图单相双半波可控整流电路，流过熔断器电流为正弦半波，如图3-42（b）所示，所以，则熔断器按40A选择。三相半波可控整流时，流过熔断器电流波形如图3-42（c）所示，该电
25、流有效值为又因为 所以 熔断器按30A选择。例334 三相半波可控整流电路，阻感性负载，变压器原端线电压为380V，欲调节达到输出电流为恒值，已知变压器漏抗，附加直流端电压降，供电电压存在10%额定电压波动，求：（1）变压器二次侧电压；（2）控制角的变化范围；（3）变压器容量及二次侧功率因数。 图343 例 3.34 图解 （1）由变压器漏抗引起的输出电压的压降为 设 则 又 由以上两式得 为可靠换相，一般取。则 此值为的最小值。又由已知供电电压存在10%的波动，所以变压器二次侧额定电压为 变压器二次侧额定电压最大值，此时对应控制角为最大值，则 所以所求 的变化范围为3044.88。（2）匝比
26、 变压器二次侧电流有效值为 变压器二次侧电流平均值为 因为变压器二次侧电流中含有直流分量，它是不能感应到变压器原边的，只有的交流分量才能感应到变压器原边。由图2-43（b）可得有效值为则变压器一次侧电流有效值为变压器二次侧容量为 kVAkVA则变压器容量为 kVA变压器二次侧输出的有功功率为kW变压器二次侧功率因数为 说明 视在功率只是电压和电流有效值的乘积，它并不能准确反映能量交换和消耗的程度，在一般电路中，特别是在非正弦电路中，视在功率并不遵守能量守恒定律。此题中变压器绕组中的电流为方波，含有大量的谐波分量，特别是变压器的二次侧绕组还含有直流分量，所以。例335 画出单相半波可控整流电路，
27、在时，如下五种情况的和的波形。（1）电阻性负载。（2）大电感负载不接续流二极管。（3）大电感负载接续流二极管。（4）反电动势负载不串入平波电抗器。（5）反电动势负载串入平波电抗器，又接续流二极管，但负载电流仍然无法连续。解 （1）电阻性负载，纯电阻负载时，和的波形如图3-44所示。图344 纯电阻负载原理图及波形图（2）电感性负载接续流二极管，因为是大电感性负载，所以可以认为流经电感的电流波形是一条水平直线，和的波形如图3-45所示。图3-45（3）大电感负载不接续流二极管。虽然负载电感很大，但也是一无源器件，所以当时，晶闸管T的最大导通角也就是180，此时平均值为零。根据电感的特性，流经电感
28、的电流缓慢变化，不可能突变，且此电路中，具体波形如图3-46所示。图346（4）反电动势负载不串入平波电抗器。由于负载中接有反电动势负载，在分析晶闸管导通、截止时应将反电势E考虑进去，且T的导通角，此题中，则肯定。当T导通时，。当T截止时，。波形如图3-47所示。图3-47（5）反电动势负载，串入平波电抗器，接续流二极管，电流不连续。所求波形图如图2-48所示。承受电压；1） 当T导通时，2） 当T截止且导通时，有 当，T均截止时，有图2-48例336 单相半控桥整流电路中续流二极管作用是什么？何种情况下，流过续流二极管的电流平均值大于流过晶闸管电流的平均值？答 （1）单相半控桥整流电路，其续
29、流二极管的作用如下；1）可以避免发生一个晶闸管直通而两个二极管轮流导通的失控现象发生。2）可以避免输出直流电压过低，甚至接近为零。（2）根据公式，当电感很大时，流经晶闸管和续流二极管的电流平均值分别为， 式中，为整流电路输出平均电流。由上式可以得出：当时，。例337 单相半控桥电路对恒温电路供电，已知电炉的电阻为，直接由220V交流电网输入，试选择晶闸管型号及求电炉功率为多少？解 （1）选择晶闸管参数，应考虑最严重的工作状态，当时，流过晶闸管电流最大，此时，也最大。（1）晶闸管电流通态平均电流为（2）晶闸管承受最大电压值为 （3）电炉功率为 则 例338 三相半波可控整流电路如图3-51（a）
30、所示，负载为电动机，串入足够大的平波电抗器，与续流二极管并联，电动机负载为40A，电枢回路总电阻为0.2，求：当时，流过晶闸管与续流管的电流平均值、有效值以及电动机反电动势各为多少？并画出电压、电流波形。解 由于负载反并联二极管，所以整流输出电压波形如图3-47（b）所示，此时， 图351 例338 图求流过晶闸管VT1电流平均值流过晶闸管VT1电流有效值为 流过续流二极管VDR电流平均值为 流过续流二极管VDR电流有效值为 设电动机的反电动势为，则由回路方程，得 例339 三相全控桥整流电路大电感负载，求时，和值，并画出电压电流波形。解 输出电压平均值输出电流平均值为电源电流有效值为 晶闸管
31、电流有效值为 所求电压电流波形如图3-52所示。图352 例339 图1.1 典型题解析例61 如图6 -2 所示，若直流侧经电抗器接的是电阻负载，则时，电路的工作情况如何？直流侧的平均电压有可能出现负值吗？晶闸管导通角可能达到吗？图6 -2 例61的图解：波形的正半部分总是要大于负半部分，随着电抗器电感的增加，两部分的面积越来越接近，平均电压不可能出现负值，当电抗器电感足够大时，极限值为零。晶闸管导通角以为理想极限值，一般要小一些。例62 接反电动势的桥式可控整流电路在什么情况下工作在以下状态：（1）整流与待整流；（2）逆变与待逆变。解 （1）整流与待整流。控制角在整流工作区，即，晶闸管桥路
32、起可控整流作用，将交流能量转化为直流能量供给负载，这种状态称为整流。由于直流输出端存在反电动势，当其幅值大于直流输出电压，即时，整流输出电流，电路无法实现能量转换，此状态称为待整流状态，一旦，桥路立即进入整流状态。（2）逆变与待逆变。当控制角在逆变工作区，即或时，且反电动势的幅值大于，则可控桥路将直流能量反馈回交流电网，此为逆变状态。但若反电动势的幅值小于，则输出电流，桥路无法实现能量转换，此时桥路称为待逆变状态。例63 无源逆变电路中电压型逆变器与电流型逆变器各有何特点？解 电压型逆变器的特点为（1）直流侧并接大电容滤波，保证以近似电压源对逆变器供电。（2）输出电压为方波，电流侧为负载参数决
33、定的RL充放电形式的波形。（3）当开关换流时，为了给储存于L中的能量提供通路，每个逆变开关器件都应反并联二极管，使能量向直流侧反馈。（4）为避免上、下桥臂同时开通造成短路，它们的控制信号必须互差180，考虑到开关器件开关时间，应留有适当死区时间。电流型逆变器的特点为（1）直流侧串接大电感滤波，以获得近似理想的电流源。（2）各逆变开关直接改变直流电流极性，因此逆变器输出电流是矩形波，与负载参数和性质无关。但输出电压波形与负载有关。（3）直流侧提供电流源，电流不能反向，因此不需要为逆变开关反并联二极管。但为了吸收换流时负载电感中的贮能，应在输出端设吸收电容。（4）直流侧提供无脉动的直流电流，但输入
34、到逆变器的电压是脉动的。例64 下列各种变流装置中，能实现有源逆变电路的，在括号中画“”,不能的画“”。（1）单相双半波可控整流电路。（）（2）接续流二极管的单相双半波可控整流电路。（）（3）单相全控桥式整流电路。（）（4）单相半控桥式整流电路。（）（5）三相半波可控整流电路。（）（6）带续流二极管的三相半波可控整流电路。（）（7）三相桥式全控整流电路。（）例65 在图6-3（a）中标明，及方向，并指出与的大小关系，当和最小值均为30时，的取值范围为多少？图6 -3 例65的电路图解 图6-3（a）是整流电动机状态。，及方向已标在图6-3（a）中，且；图6-3（b）是逆变发电机状态。，及方向已
35、标在图6-3（b）中，且。当，三相可控电路时，则的取值范围是30105，即移相范围要求120。例66 图6-4（a）电路工作在逆变状态，某晶闸管两端电压波形如图6-4（b）所示，试指出这是第几只晶闸管两端的电压波形？，为何值？解 从图6-4（b）的波形可以看出，且图中波形为晶闸管VT2两端的电压波形。图6 -4 例66的图例67 上题中，由于某种原因，VT2管的触发脉冲丢失，电路会出现什么情况？试画出负载端电压波形并进行分析。图6 -5 例67的图解 t2时刻， 脉冲丢失，晶闸管VT2无法导通，VT1因承受正向电压而继续导通，无法关断，所示电压沿着变化。t3时刻，VT3管触发，但由于t3时刻，
36、VT3无法导通，仍为VT1导通，所以是沿着变化。t4时刻，对已导通的VT1管不起作用，直至t5时刻才从U相换到V相，所以丢失一个脉冲的波形如图6-5所示。从上面的分析可知，电压由负变正，使与反电动势顺极性串联，而且回路的总有效电阻又很小，容易引起晶闸管的过电流而烧坏管子，因此电路工作在逆变状态下不允许丢失脉冲。例68 直接由三相交流电网供电的卷扬机负载调速电路，如图6-6（a）所示。在重物下降时，当时能实现有源逆变，试求：（1）电动机处于什么工作状态？晶闸管电路处于什么工作状态？流过电枢的电流是多少？（2）画出与波形，如果不计变压器漏抗，并假定电感足够大，标出，和。(3)若使电路逆变角突然增大
37、，电动机转速如何变化？说明变化过程。图6 -6 例68的图 解（1）电动机处于发电制动状态，晶闸管电路处于有源逆变工作状态，电枢电流为（2），及，和波形如图3-6（b）所示。（3）逆变角突然增大时，也下降，而电动机因机械惯性转速来不及改变，所以反电动势不变，则流过电动机电流增大，电动机工作在发电制动状态的电磁转矩增大，所以引起电动机转速下降。当转速n下降到一定值时，即反电动势达到一定值时，使恢复到原值，重新使电动机轴上转矩平衡，电动机以较低的转速使重物恒速下降。例69 在单相桥式全控整流电路中，若，当时，能否实现有源逆变？为什么？画出这时的电流电压波形图。图6 -7 例69的波形图解 所以无法
38、实现有源逆变。波形如图6-7所示。例610 在单相桥式全控整流电路中，若，当时，能否实现有源逆变？求这时电动机的制动电流多大？并画出这时的电压、电流波形图。解 因为 ，所以电路可以实现有源逆变。制动电流电压、电流波形图如图6-8所示。图6 -8 例610 的图例611 三相半波可控整流电路，足够大，能使电流连续，试问：时，为何值？如若，问这时电流多大？为什么？解 三相半波可控整流电路中 所以 当时，有 由于 ，所以，电路不能工作在有源逆变状态，而是一种待逆变状态。例612 单相双半波电路，反电动势阻感性负载工作在逆变状态，已知，此时。（1）求逆变角。（2）求换相重叠角。（3）作出，和曲线。图6
39、 -9 例612的图解 （1）求逆变角逆变输出电压为 由变压器引起的压降为 式中，m=2,则 又由 得 则 评注 变压器漏抗对逆变电路的影响是使其输出电压幅值升高，所以此处前为“+”号。（2）求换相重叠角由公式 得 而 则 （3），和的波形如图6 9所示。例613 单相全控桥反电动势阻感性负载， ，当 ，时，求，和的值。解 （1）求， 而 则 又 由以上两式得 （2）由公式 式中 则 例614 三相半波变流器，反电动势阻感性负载， ，当 ，时，求，和的值，并作出，的曲线。解 （1）求， 式中 则 又 由以上两式得 （2）求由 式中 则 （3）图6 -10 例614的图例615 三相全控桥变流器
40、，反电动势阻感性负载， ，当 ，时，求：（1），和的值。（2）求送回电网的平均功率是多少？解 （1）求， 则 （2）求 （3）解法1 解法2 回路中电感及变压器漏抗不吸收有功功率，而所求平均功率即为有功功率，所以以上两种解法结果完全一致。例616 无源逆变器负载性质对逆变器工作方式有何影响？解 根据负载性质及参数的不同，逆变器中开关管换流方式不同。一般逆变器负载为RLC的二阶电路，根据参数的不同，电路呈现为振荡和二阶惯性。设负载电路阻尼系数，谐振频率，当时，负载为欠阻尼震荡，逆变器可采用负载换向，但为保证可靠换流，其负载必须呈容性。当时，负载为临界阻尼或过阻尼，表现为二阶惯性，逆变器必须采用强迫换流或硬开关方式。当负载中L=0，C=0或纯阻性，逆变器也必须采用硬开关或强迫换流。需要说明的是：只有负载换流逆变器可使用晶闸管
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