第三章 AC-DC变换电路3

1、例3-61 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，即在移到自然换相点之前，会出现什么现象?画出负载侧波形。图3-29 例3-61图解：如图3-29，当触发脉冲触发U相晶闸管，则U相晶闸管导通。当 触发V相晶闸管时，这时U相电压高于V相电压，所以V相晶闸管不导通，U相晶闸管继续导通。过了自然换相点后，尽管V相电压高于U相电压，但V相晶闸管的触发脉冲消失，所以V相晶闸管仍不通。U相晶闸管导通到过零点结束。这样下去，接着导通的是W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。例3-62 如果图3-30a所示电路，VT1管无触发脉冲，试画出、两

2、种情况下的波形，并画出时晶闸管VT2两端电压波形。图3-30 例3-62图 解：VT1管无触发脉冲，时波形如图图3-30b所示，其中上图打斜线部分为整流输出的波形。时，整流输出波形如图图3-30c上图打斜线部分所示。VT2晶闸管两端电压波形如图图3-30c下图打斜线部分所示。由图中可以看出，0t1区间VT3导通，所以VT2管承受反压UVW，t1t2区间，无晶间管导通，所以VT2管承受正压uV，t3t4区间，晶闸管VT2导通，两端电压为零。t4t5区间，无晶闸管导通，VT2承受反压uV，t5t6区间，晶闸管VT3导通，承受反向电压UVW，t6t7区间，无晶闸管导通，承受反压uV。例3-63 电感

3、性负载三相桥式半控整流电路，如VT3管无触发脉冲，试画出，时的波形。解：当VT3管无触发脉冲时，凡是W字头的线电压如、等均不导通。时的波形如图3-31b打斜线部分所示。时的波形如图3-31c打斜线部分所示。图3-31 例3-63图 例3-64 三相半波可控整流，能否如图3-32所示只用一套触发器，每隔120º送出触发脉冲，使电路工作？解：能工作。因为虽然三个晶闸管同时加触发脉冲，只有阳极电压最高相所接的晶闸管导通，其余两个晶闸管受反压时阻断。但是，移相范围只有120º，达不到150º移相的要求。 图3-32 例3-64图 图3-33 例3-65图例3-65 现有单

4、相半波、单相桥式、三相半波三种电路，负载电流都是40A，问串在晶闸管中的熔断器电流是否一样大？为什么？解：单相半波时，流过熔断器电流为正弦半波(考虑情况)，所以，熔断器按有效值62.8A来选择。 单相桥式可控整流时，流过熔断器电流为正弦半波，熔断器按有效值31.4A选择。 三相半波可控整流时，流过熔断器的电流波形如图3-33所示，该电流有效值为熔断器按23.5A来选择。例3-66 分别画出三相半波可控整流电路电阻负载和大电感负载在为60°、90°的输出电压和晶闸管电压、电流、变压器二次电流i2的波形图。晶闸管导通角各为多少？输出电压各为多少？解：(1)电阻性负载=60

5、76;时，输出电压和晶闸管电压、电流波形参阅教材P48中的图3-4，其中晶闸管电流波形可在图3-4(c)中读出，变压器二次相电流i2的波形图与相对应相的晶闸管电流波形相同。=90°时，可参照上述波形，将控制角移至90°处开始即可，晶闸管仍导通至相电压正变负的过零点处。 由于>30°时，ud波形断续，每相晶闸管导电期间为至本相的正变负过零点，故有 晶闸管导通角为-30° 整流输出电压平均值当=60°时，=90°，d=0.675U2 。当=90°时，=60°，d=0.675U21-0.5=0.3375U2 。(2

6、)大电感负载=60°时，输出电压和晶闸管电压、电流波形参阅教材中的图，变压器二次相电流i2的波形图与相对应相的晶闸管电流波形相同。=90°时，可参照上述波形，将控制角移至90°处开始即可，但晶闸管导通角仍为120°。由于大电感负载电流连续，则 晶闸管导通角为120°整流输出平均电压为当=60°时，=120°，d=1.17U2cos60°=0.585U2。当=90°时，=120°，d=1.17U2cos90°=0例3-67 三相半波可控整流电路向大电感性负载供电，已知U2=220V、R=

7、11.7。计算=60°时负载电流id、晶闸管电流iV1、变压器副边电流i2的平均值、有效值和晶闸管上最大可能正向阻断电压值。改为电阻负载，重复上述计算。解：(1)大电感负载整流输出平均电压为 (V)负载电流平均值为 ()负载电流有效值为 ()晶闸管电流的平均值为 (A)晶闸管电流的有效值为 ()变压器二次电流平均值为 (A)变压器二次电流有效值为 ()三相半波可控整流电路可能出现的最大正向阻断电压为(V)当=60°时的实际正向阻断电压为(V)(2)电阻性负载 由于>30°时，Ud波形断续，每相晶闸管导电期间为至本相的正变负过零点，故有 整流输出电压平均值 (

8、V)负载电流平均值为()负载电流有效值为16.3(A)晶闸管电流的平均值为 (A)晶闸管电流的有效值为 9.4(A)变压器二次电流平均值为 (A)变压器二次电流有效值为 ()由于>30°，负载电流出现断续，所以，电路可能出现的最大正向阻断电压为(V)例3-68 某电解装置系电阻性负载，要求输出电压Ud=220V，输出电流Id=400A，采用经整流变压器的三相半波可控整流电路，电源是三相380V的交流电网，考虑min=30°，估算此时整流变压器的次级容量S2，并与=0°时的次级容量S20作比较，然后加以说明。最后选择晶闸管。解：由于30°，整流输出平

9、均电压 则(1).当=min=30°时，(V) ()变压器二次相电流有效值为 =(A)则S2=3U2I2=3×217.1×250.3=163020.4(VA)163(KVA)(2).当0°时，(V)则 (A)则S20=3U20I20=3×188×234.6=132314.4(VA)132.3(KVA)从上可见，S2>s20。说明可控整流电路的设计，应尽量使其在较小的控制角下运行。这样，在输出同样大小负载电流时，使整流晶闸管电流和变压器二次电流、电压的有效值较小，可降低器件和变压器的额定容量。由于晶闸管电流的有效值IV1=I2=2

10、50.3A当不考虑安全裕量时IVEAR=IV11.57=250.31.57=159.4(A)晶闸管承受的最高电压峰值为(V)按裕量系数2 2×159.4=318.8(A) 2×531.8=1063.6(V) 选择额定通态平均电流为400A，额定电压为1200V的晶闸管。例3-69 在三相半波可控整流电路中，如果控制脉冲出现在自然换相点以前，可能出现什么情况，能否换相？画出波形图分析说明。解：出现在换相点之前的触发脉冲，不能完成晶闸管的换相。电阻负载波形图参阅教材P47中的图中的图，当触发B相晶闸管V12的触发脉冲2出现在自然换相点S之前时，则B相晶闸管V12承受反向电压不能

11、导通，A相晶闸管V1将继续导通至该相相电压过零点，id波形中的iV12及其与之对应部分的输出电压ud波形均为零。大电感负载的波形参阅教材中的图，当触发B相晶闸管V12的触发脉冲出现在自然换相点S之前时，则B相晶闸管V12承受反向电压不能导通，不能完成换相，此期间iV12的波形为零。而A相晶闸管V1将继续导通至该相相电压过零点，并进入负半周，直到c相晶闸管V13的触发脉冲到来，V13被触发导通为止。与之对应部分的输出电压ud波形进入交流电源的负半周，正半周的波头不再存在。例3-70 在有交流电感时的三相半波可控整流电路：（1） 换流期间交流电抗上的压降有什么规律？（2）换流期间输出点的电压呈现什

12、么规律？（3）以一对元件换流为例来说明上述规律。（4）以交流一相为例写出换流压降的表达式。（5）分别描述=30°和60°时整流输出电压波形图。（6）写出交流电抗对输出电压平均值影响的表达式。解：(1).换流期间交流电抗上的压降为参与换流（换相）的二相的线电压的12。（2） 换流期间输出点的电压瞬时值为参与换流（换相）的二相相电压之和的12。(3).以A相的晶闸管V11向B相的晶闸管V12换流为例，换流期间输出点的电压瞬时值为： (4). 以A相的晶闸管V11向B相的晶闸管V12换流为例，换流期间交流电抗上的压降，即换流压降为： (5). =30°时整流输出电压波形

13、，参阅教材中的，=60°时整流输出电压波形参照教材中的图，移至=60°起始即可，但波形延至每相晶闸管导通角为120°+。其中，为换相重叠角。(6). 换流期间交流电抗上的压降，即换流压降的影响将使输出电压平均值下降，输出平均电压将为 例3-71三相半波可控整流对直流电动机电枢供电，时，理想空载转速，问时为多少? 解： 当直流并励电动机中磁通保持恒定时，对应的理想空载转速为 例3-72 三相半波可控整流电路，三只晶闸管都不触发时，晶闸管两端电压波形是怎样的？解：三相半波可控整流电路当三只晶闸管都不触发时，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

14、相交流电压波形。例3-73 三相半波电路如图3-34a所示，将变压器二次绕组分为两段，接成曲折接法。每段绕组电压为100V，试求： 变压器铁心有没有直流磁化?为什么？ 晶闸管上承受的最大电压为若干？图3-34 例3-73图解：采用两段曲折接法后，相量图如图图3-34b所示。因为U和U，V和V，W和W分别绕在同一个铁心柱上，在一个周期内，流过两绕组的电流方向相反、大小相等，直流磁动势互相抵消，所以不存在直流磁化。因每段绕组电压为100V，以U相为例，总的交流电压为+U与一W相电压叠加，两者相位差为60。，所以合成电压为3×100V=173V。例3-74 图3-35a为两相零式可控整流电

15、路，直接由三相交流电源供电。 画出晶闸管延迟角、时波形。 晶闸管的移相范围多大? ， 导出的计算公式。图3-35 例3-74图解： 图3-35b打斜线部分为时波形。图3-35c打斜线部分为时的波形。晶闸管VT移相范围为0150º。时时时时例3-75 三相半波可控整流电阻性质负载，画出时，晶闸管VT1两端的电压波形，从波形上看晶闸管承受最大正反向电压为多少？ 解： 图3-36为晶闸管VT1所承受的电压波形。当时，晶闸管承受最大正向电压为承受反向最大电压为。图3-36 例3-75图例3-76 在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压的波形。解

16、：假设，当负载为电阻时，的波形如下：图3-37 例3-76图当负载为电感时，的波形如下：图3-38 例3-76图例3-77 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成为曲折接法，每段的电动势相同，其分段布置及其矢量如图图3-39所示，此时线圈的绕组增加了一些，铜的用料约增加10，问变压器铁心是否被直流磁化，为什么？图3-39 例3-77图变压器二次绕组的曲折接法及其矢量图答：变压器铁心不会被直流磁化。原因如下：变压器二次绕组在一个周期内：当对应的晶闸管导通时，的电流向下流，的电流向上流；当对应的晶闸管导通时，的电流向下流，的电流向上流；当对应的晶闸管导通时，的电流向下流，的电流向上

17、流；就变压器的一次绕组而言，每一周期中有两段时间（各为）由电流流过，流过的电流大小相等而方向相反，故一周期内流过的电流平均值为零，所以变压器铁心不会被直流磁化。例3-78 三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换向点是同一点吗？如果不是，它们在相位上差多少度？答：三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换向点不是同一点。它们在相位上相差。例3-79 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，如果它们的触发角都是，那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说，例如都是相，在相位上差多少度？答：相差。例3-80 三相半波可控整流

18、电路，100V，带电阻电感负载，R5，L值极大，当时，要求：画出、和的波形。计算和。解：、和的波形如下图：图3-40 例3-80图和分别如下 例3-81在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，如果有一个晶闸管不能导通，此时的整流电压波形如何？如果有一个晶闸管被击穿而短路，其他晶闸管受什么影响？答：假设不能导通，整流电压波形如下：图3-41 例3-81图假设被击穿而断路，则当晶闸管或导通时，将发生电源相间短路，使得也可能分别被击穿。例3-82 三相桥式全控整流电路，100V，带电阻电感负载，R5，L值极大，当时，要求：画出、和的波形。计算和。解：、和的波形如下图：和分别如下 图3-42 例3-82图

19、例3-83 试分析如图3-43a所示三相全控桥式整流电路故障时的波形。 熔断器1FU熔断。 熔断器2FU熔断。 熔断器2FU、3FU熔断。 解：熔断器1FU熔断时的波形如图3-43b打斜线部分所示。凡与U相有关的线电压均不导通。熔断器2FU熔断时的波形如图3-43c打斜线部分所示。V字头线电压不导通。熔断器2FU、3FU熔断时的波形如图3-43d打斜线部分所示。凡VW字头线电压均不导通。图3-43 例3-83图 例3-84 三相全控桥式整流电路如图3-44所示，要求从0220v之间变化，试求：不考虑延迟角裕量，整流变压器二次线电压是多少？计算晶闸管电压、电流值，如果电压、电流裕量取2倍，选择晶

20、闸管型号。变压器二次电流有效值。计算整流变压器二次容量。时，电路功率因数。当触发脉冲距对应二次侧相电压波形原点为何处时，为零？ 图3-44 例3-84图解： ，为大电感负载。取取500V，晶闸管型号为KP505。忽略整流桥路损耗时大电感负载时，距对应相电压原点是时， 。 例3-85 三相全控桥串电感Ld接电动机负载，已知变压器二次电压U2=100V，变压器每相绕组漏感(折合二次侧)LB为100H，负载电流为150A，求由于漏抗引起的换相压降，该压降所对应整流器的等效内阻及时的重叠角。如果变压器每相电阻折合至二次侧为0.02.，电动机电枢电阻为0.03，试写出该系统在电流连续时的机械特性方程式。

21、 解：换相压降为 换相压降等效电阻为时，最大的数值公式（单位为）为其中，。 例3-86 已知，电动机额定电压 ，延迟角，试绘制三相全控桥式晶闸管一直流电动机系统的机械特性曲线，并计算出理想空载转速。 解：电流连续时的数值公式（单位为）为当时，的数值公式（单位为）为 机械特性如图3-45所示。 理想空载转速图3-45例3-86图 图3-46例3-87图例3-87直流他励电动机，电枢回路电阻，由三相半波电路供电，串接大电感，整流变压器，当电流连续时，求和时的机械特性曲线方程，并绘特性曲线图。解：的数值运算结果为（ 以为单位）当时当时的数值公式（单位为）为特性曲线如图3-46所示。例3-88 某车床

22、刀架采用小惯量GZ一100直流电动机，其额定功率为5.5kW，额定电压为220V，额定电流28A。采用三相半波整流或三相桥式整流供电，其相电压为220V。要求起动电流限制在60A，且当负载电流降至3A时电流仍连续，试计算晶闸管额定电压、电流值，电流、电压裕量取2时，确定晶闸管型号并计算平波电抗器的电感量。解：设用三相半波可控整流供电时其中，为电动机起动电流。取为，取1200V，选用晶闸管型号为KP50-12。平波电抗器设采用三相桥式供电时，平波电抗器由计算可见，采用三相桥式供电，其电抗器电感量是三相半波供电所用电抗器电感量的1/2。例3-89 图3-47为两相零式与两相式可控整流电路，直接由三

23、相交流电源供电，分别求两电路晶闸管的移相范围与直流输出电压值仉随口变化的表达式。解：图3-47a为两相零式可控整流，其输出波形如图3-47c打斜线部分所示。 时 时 时两相零式移相范围为。图3-47b为两相式可控整流电路，其输出电压Ua波形如图3-47d打斜线部分所示。时时 时图3-47 例3-89图 例3-90 图3-48 所示三相半波可控整流电路，足够大，问时，约等于多少？ 解： 图3-48 例3-90图例3-91 三相半波可控整流如图3-49a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。解：时 的波形如图3-49b打斜线部分所示。 图3-49例3-91图例3-92 三

24、相全控桥整流电路中，变压器二次侧能否接成三角形？答：能接成三角形。例3-93 三相可控整流，时，U相晶闸管的触发脉冲在线电压uUV的波形上是多少度？答： 因为，触发脉冲在相电压uU波形上是120º，而线电压uUV又超前uU30º，所以，触发脉冲在线电压uUV位置是150º。 例3-94 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？ 答：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60º，使系统不能正常工作，所以晶闸管装置的进线相序必须符

25、合规定。 例3-95 三相半波可控整流，负载端电感Ld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3-50为晶闸管VT1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3-50 例3-95图例3-96 单相全控桥，反电动势阻感负载，R1，L，E40V，当时求与的数值，并画出整流电压的波形。解：考虑时，有：解方程组得：又 即得出 换流重叠角 最后，作出整流电压的波形如下：图3-51 例3-96图例3-97 三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，100V，R1，L，求当时、E=50V时与的值并作出与和的波形。解：考虑时，有：

26、 解方程组得：又 即得出 换流重叠角 、和的波形如下：图3-52 例3-97图例3-98 三相桥式不可控整流电路，阻感负载，R5，L，220V，求和的值并作出和的波形。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的情况。解方程组得：又即得出 换流重叠角 二极管电流和变压器二次侧电流的有效值分别为 和的波形如下：图3-53 例3-98图例3-99 三相全控桥，反电动势阻感负载，E200V，R1，L，220V，当和情况下分别求的值，后者还应求并分别作出与的波形。解：当时：当时 解方程组得： 又 、和的波形如下：图3-54 例3-99图例3-100 在三相桥式整流电路中，为什么三相电压的六

27、个交点就是对应桥臂的自然换流点？并说明各交点所对应的换流元件都有哪些？解：三相桥式整流电路中，每只二级管承受的是相邻二相的线电压，承受正向电压时导通，反向电压时截止。三相电压的六个交点是其各线电压的过零点，是二级管承受正反向电压的分界点，所以，是对应桥臂的自然换流点。参阅教材中的图，相电压正半周的交点分别是共阴极组二极管的自然换相点，即R是V25V21，S是V21V23，T是V2325的自然换流点；相电压负半周的交点分别是共阳极组二极管的自然换相点，即U是V26V22，V是V22V24，W是V24V26的自然换流点。例3-101 根据教材中三相不控桥式整流电路说明：（1） 在U点是哪两个元件换

28、流？（2）每一个元件的导通角为多少？（3）输出电压ud的平均值为多少？（4）画出元件V22的电压波形，并说明元件的反峰电压为多少？解：(1).U点是V26V22换流。(2).每一个元件的导通角为120°。(3).输出电压ud的平均值为 (4). V22的电压波形参阅教材中的图 ,将波形依次后移60°，即将R点起始的波形移至点起画即可。V22从点起始导通120°，端电压为；之后依次分别承受线电压uAC和uC各120°。元件的反峰电压为，即线电压的峰值。例3-102 在理想的三相全控桥式整流电路中，当控制角=0°、=30°时，回答下列各问

29、：（1）各换流点分别为哪些元件换流？（2）各元件的触发脉冲相位及波形？（3）各元件的导通角为多少？（4）同一相的两个元件的触发信号在相位上有何关系？（5）输出电压ud的波形及表达式。解：(1). 当控制角=0°时，各晶闸管的触发脉冲发自各自的自然换相点，即R是V25V21，S是V21V23，T是V23V25的换流点； U是V26V22，V是V22V24，W是V24V26的换流点。当控制角=30°时，各晶闸管的触发脉冲依次相对各自的自然换相点后移30°，以上各管的换流从此位置开始。(2).按V11、V12、V13、V14、V15、V16顺序，单脉冲触发时，每隔0&#

30、176;依次为每一晶闸管发一个触发脉冲。双脉冲触发时，按V11V12、V12V13、V13V14、V14V15、V15V16、V16V11顺序，每隔0°依次为相邻一对晶闸管同时各发一个触发脉冲。当控制角=0°时的触发脉冲波形及相位参阅教材中的图。当控制角=30°时，各晶闸管的触发脉冲依次相对上图后移30°即可。(3).各晶闸管的导通角为120°。(4). 同一相的两个晶闸管的触发信号在相位上相差180°。(5). 输出电压ud的波形当控制角=0°时，参阅教材中的图。输出电压ud的表达式 当控制角=60°时，参阅教材

31、中的图，须将=30°的波形依次后移30°，变换成=60°的波形。输出电压ud的表达式 例3-103 三相全控桥式整流电路，L=0.2H，Rd=4。要求Ud在0-220V之间变化。试求：(1).整流变压器次级相电压U2；(2).计算晶闸管电压、电流值，如果电压、电流按裕量系数2计算，选择晶闸管；(3)变压器次级电流有效值I2；(4)计算整流变压器次级容量S2。解：()，而Rd=4()，所以 ，L>>Rd，按大电感负载情况计算，三相全控桥式整流电路，相当于最小控制角min=0°(1) 计算.整流变压器次级相电压U2 Ud=2.34U2,，则U2=

32、2202.3494(V)(2).计算晶闸管电压、电流值，如果电压、电流按裕量系数2计算，选择晶闸管晶闸管承受的最大峰电压为 (V)按裕量系数2计算，则U=230.25×2=460.5(V)，选额定电压500V晶闸管。（A）(A)(A)则按裕量系数2计算，则20.2×2=40.4(A),选额定通态平均电流为50A的晶闸管。(3). 计算变压器次级电流有效值I2(A)(4).计算整流变压器次级容量S2 S2=3U2I2=3×94×44.9=12661.8(VA)12.66(KVA)例3-104 三相桥式大电感性负载全控整流电路，变压器副边线电压380V、负载

33、电阻11.7、=60°。画出ud、id、iV1、i2波形；计算输出电压ud、负载电流id、晶闸管电流iV1、变压器副边电流i2的平均值、有效值。解：ud、id、iV1、i2波形参阅教材中的图，须将=30°的波形依次后移30°，变换成=60°的波形。输出电压平均值(V)输出电压有效值U = 291(v)负载电流平均值（A）负载电流有效值de=d=22(A)晶闸管电流平均值(A)晶闸管电流的效值(A)变压器二次电流平均值I2AR=0(A)变压器二次电流有效值 例3-105 龙门刨床，其工作台由60kW、220V、305A的直流电动机拖动。由三相桥式全控整流电

34、路供电。整流变压器初、次级线电压分别为380V和220V。要求起动电流限制在500A。当负载电流降至10A时，电流仍保持连续。计算控制角理论上最小值min及晶闸管的额定值。解：则42.2°，即理论上的最小min42.2°启动时最大负载电流Idmax=500A，此时晶闸管电流的有效值(A)则晶闸管承受的最大正反向峰电压为，即为线电压的峰值，为（）按裕量系数2 2×183.9=387.8(A) 2×311=622(V) 选择额定通态平均电流为400A，额定电压为700V的晶闸管。例3-106三相全控桥式整流器的单脉冲触发方式的脉冲宽度为什么要大于60

35、6;？解：三相全控式整流桥电路，必须有一个共阴极组的和另一个共阳极组的二个不同相的晶闸管同时导通，才能形成通过负载的导电回路。为了保证全控桥在初始工作合闸（启动工作）时能形成电流回路，或者由于电流断续后能再次导通，必须对两组中应导通的两个晶闸管同时加有触发脉冲。单脉冲触发方式又称宽脉冲触发方式，要求脉冲宽度大于60°，小于120°，通常取90°左右。这种方法实质上是用一个宽脉冲来代替两个相隔60°的窄脉冲，即在按规定触发时刻给某一个晶闸管加触发脉冲时，前一号晶闸管触发脉冲还未消失，如教材中的图示。这就保证了两组晶闸管中，各有一个管子同时加有触发脉冲，使电

36、路在启动，电流连续或断续的工况下，都能正常工作。例3107 若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管子触发导通，都要引起电源线电压短路，使管子连续烧坏，所以要求每只晶闸管桥路中串接快速熔断器，以保护晶闸管。例3-108 三相半波整流电路，大电感负载时，直流输出功率。求：绘出整流变压器二次电流波形。 计算整流变压器二次侧容量、二次侧容量及容量。 分别写出该电路在无续流二极管及有续流二极管两种情况下，晶闸管最大正向电压；晶闸管最大反向电压；整流输出；脉冲最大移相范围；晶闸管最大导通

37、角。解：整流变压器二次电流波形如图3-55所示。 时，则 无续流管时，晶闸管所承受的最大正向电压，承受的最大反向电压，整流输出；脉冲最大移相范围0º90º，晶闸管最大导通角为120º；接续流二极管时，晶闸管最大正向电压，最大反向电压，整流输出，脉冲移相范围为0º150º，晶闸管最大导通角为120º。图3-55例3-108图图3-56 例3-109图例3-109 如图3-56a的整流电路，求：延迟角应定在何处？绘出时的波形。，假设VTl、VT2；VT3、VT4；VT5、VT6； VT7、VT8分别同时触发。解：定在离该相电压原点45&#

38、186;处。时的波形如图3-56b所示。例3-110 三相半波整流，且电感性负载，U220V，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30º。试： 画出波形。 列出电压平均值的计算公式。 画出晶闸管VT1两端电压波形。 解：图3-57a打斜线部分为波形。 晶闸管VT1两端电压波形如图3-57b打斜线部分所示。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。图3-57 例3-110图 例3-111 三相半波可控整流，大电感负载，不变， (换相重叠角)，。求： 整流输出电压？ 画出整流输出电压的波形。 画出晶闸管VT1两

39、端电压波形。 解： 若，则 整流输出的波形如图3-58a打斜线部分所示。 晶闸管VT1两端电压波形如图3-58b打斜线部分所示。图3-58 例3-111图例3-112 若在维修中观察输出电压波形如图3-59b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?解：由图3-59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3-113 某厂自制晶闸管电镀电源，调压范围215V，在9V以上最大输出电流均可达130A，主电路采用三相半波可控整流电路，试计算：整流变压器二次电压。9V时的延迟角。选择晶闸管。计算变压器容量。解： (不考虑控制角裕量)当时因 故 考虑

40、电压、电流裕量，可选KP1001晶闸管。 图3-59例3-112图例3-114 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电感，电阻，求：电路输出最高电压，最大电流。 解： 代入数值后，从式和中解得 例3-115 图3-60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以延迟角分别触发，试就下列几种情况计算整流输出电压的平均值： 。 。 。 解：设相电压有效值为；线电压有效值为，则 当时 当、时 当、 时 图3-60 例3-115图 例3-116 电镀整流装置，要求直流电压为18V，电流为3000A。采用带平衡电抗器的双

41、反星形线路，整流变压器一次线电压为380V，考虑，求变压器的二次相电压、晶闸管电流的平均值，并估算整流变压器的容量。如果要求当负载电流降至300A时，仍能保证线路正常运行，估算平衡电抗器的最小电感量。如果要求降至60A时，其电感量应为多少?当负载小于规定的负载电流，整流装置的输出电压将如何变化? 解： 主回路串电抗器，当时，可视作大电感负载来处理，则 若整流变压器一次侧接成三角形，二次侧接成双反星形，则 变压器的电压比 若整流变压器的绕组是一次侧星形，二次侧双反星形联结法，则 变压器电压比 和的值与三角形接法相同，可以看出一次、二次绕组接法不同，但容量相同。 晶闸管额定值选择如下： 因 而 可

42、取1000A或两只500A管相并联也可。 综上可选KPl0001的晶闸管，或选KP5001两只晶闸管相并联使用。 所需平衡电抗器的最小电感量： 当时 当时如果，则该电路将逐渐失去两组三相半波并联导电特性，向六相半波整流电路过渡，每一瞬间只有一只晶闸管导电，输出的理想空载电压由原来的向过渡，一般情况下应避免这种情况。例3-117 三相全控桥整流电路，Ud=230V，求： 确定变压器二次电压。 选择晶闸管电压等级。 解： ， 应选额定电压500V的晶闸管。 现计算单相半波电阻性负载和时及K值。 当时 当时 例3-118 同一个整流电压波形，时间坐标原点取在不同位置时用傅立叶级数分析得到的谐波特性是

43、否相同，为什么？答：同一个整流电压波形，时间坐标原点取在不同位置时用傅立叶级数分析得到的谐波特性相同。因为，整流电压是以交流电源的周期为周期的周期性函数。而任何周期性函数在进行傅立叶级数分解的物理意义是用无限项正弦量来等价，从等价的效果来看，自变量（这里指时间）的坐标原点的选定在什么位置，是不影响各正弦（余弦）分量的频率和幅值的大小。时间坐标原点取在不同位置时仅对各分量的相位产生一定的影响。例3-119 三相桥式相控整流电路触发脉冲的最小宽度应是多少？答：为了保证三相桥式相控整流桥开始工作时共阴极组和共阳极组各有一晶闸管导电形成电流回路，或者在电流断流后能再次形成电流通道回路，必须使两组中（正

44、组T1、T3、T5和反组T4、T6、T2）应导通的那两个晶闸管同时有触发脉冲。有两种办法：一种是采用宽脉冲触发，使每个触发脉冲的宽度大于（一般取80°100°）；另一种是采用双脉冲触发，在触发某一晶闸管的同时给前一号晶闸管补发一个触发脉冲，相当于用两个窄脉冲替代一个宽度大于60°的宽脉冲。所以，三相桥式相控整流电路触发脉冲的最小宽度应是60°元件能够被可靠触发导通所需要施加的脉冲宽度。例3-120 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

45、流电路，其整流输出电压中含有2k（k1、2、3）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2k1（k1、2、3）次即奇次谐波，其中主要的有3次、5次谐波。例3-121 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，其整流输出电压中含有6k（k1、2、3）次谐波，其中幅值最大的是6次谐波。变压器二次侧电流中含有6k1（k1、2、3）次的谐波，其中主要的有5次、7次谐波。例3-122 试比较六相半波整流电路与带平衡电抗器的双反星形整流电路工作情况有什么不同?平衡电抗

46、器在电路中起什么作用？答：从导通角来看，六相半波整流每个瞬间只有一个晶闸管导通，每个晶闸管导通60º；加平衡电抗器的双反星形整流每个瞬间有两只晶闸管同时导通，导通角为120º，所以同样时，晶闸管变压器容量可以降低。 当时，六相半波整流输出；加平衡电抗器的双反星形整流输出。当时，六相半波整流的脉冲位置在比该相电压峰值超前30º，即为与前相电压波形的交点；加平衡电抗器的双反星形整流的脉冲位置比该相电压峰值超前60º。六相半波整流电路时流过晶闸管、变压器二次电流有效值；加平衡电抗器双反星形整流时流过晶闸管、变压器二次电流有效值。以上均为大电感负载。六相半波整流

47、可采用窄脉冲触发；加平衡电抗器的双反星形整流在电流断续时，必须采用宽脉冲或双脉冲触发。平衡电抗器的作用：接入平衡电抗器后，由于存在感应电动势，使得两组星形绕组能同时工作，晶闸管导通角增大，流过变压器二次绕组和器件的电流有效值变小，可选用额定值较小的器件，并提高了变压器的利用率。3-123 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：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以下异同点：三相桥式电路是两组三相半波电路串联，而双反星形电路是两组三相半波电路并联，且后者需要用平衡电抗器；当变压器二次电压有效值相等时，双反星形电路的整流电压平均值是

48、三相桥式电路的1/2，而整流电流平均值是三相桥式电路的2倍。在两种电路中，晶闸管的导通及触发脉冲的分配关系是一样的，整流电压和整流电流的波形形状一样。3-124 整流电路多重化的主要目的是什么？答：整流电路多重化的目的主要包括两个方面，一是可以使装置总体的功率容量大，二是能够减少整流装置所产生的谐波和无功功率对电网的干扰。25. 12脉波、24脉波整流电路的整流输出电压和交流输入电流中各含哪些次数的谐波？答：12脉波电路整流电路的交流输入电流中含有11次、13次、23次、25次等即12k±1、（k1、2、3）次谐波，整流输出电压中含有12、24等即12k（k1、2、3）次谐波。 24

49、脉波电路整流电路的交流输入电流中含有23次、25次、47次、49次等即24k±1、（k1、2、3）次谐波，整流输出电压中含有24、48等即24k（k1、2、3）次谐波。三、练习题题3-1在相控整流电路中，试以单相半控桥电路（纯阻负载）为例，说明晶闸管关断过程，并指出其上所加反压的时间。题3-2为什么可控整流电路的输出端不能直接并接滤波电容？那么合理的滤波形式应是什么样子？题3-3为什么相控整流电路中（ ），网侧电流的基波分量是滞后于网侧电压的？题3-4如图3-61所示，当晶闸管未导通时，两只晶闸管按什么原则分配电压？在开通过程又是按什么原则分配电压？图3-61题3-4图题3-5如图3

50、-62所示，当时，晶闸管电压和电流容量至少要选多大？（注：为输出电流平均值） 图3-62题3-5图 图3-63题3-6图题3-6若日光灯的启辉电压为600V，图3-63所示电路能否使日光灯正常启辉？并说明为使电容上获得600V直流输出电压，整流管的耐压应选多大？题3-7以单相半波可控整流电路（感性负载）为例，试求导电角时，触发角同阻抗角之间的关系。题3-8某电阻负载要求获得Ud=024V的单相半波可控整流平均电压，最大负载电流Id=30A，如由交流电网220V供电和经变压器降压供电是否都能满足要求？并比较两种供电方案的晶闸管导通角，选择晶闸管的电压电流额定值，电源与整流变压器二次侧的功率因数及对电源容量的要求有何不同，两种供电方案哪种合理？题3-9画出单相半波可控整流电路，在时如下五种情况的和的波形。 电阻性负载。 大电感负载不接续流二极管。 大电感负载接续流二极管。 反电动势负载不串入平波电抗器。 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。题3-10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，流过续流管的电流平均值大于流过晶闸管电流的平均值？题3-11单相半控桥电路对恒温电路供电已知电炉的电阻为34，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？题3-12图3-64中。当，试画出、与波形，如果，试计算选