电力电子技术题库课后习题答案模块1-6全

模块一基于晶闸管的调光灯电路的制作与调试

例1—1名词解释：控制角（移相角），导通角，移相，移相范围。

控制角：也叫触发角或触发延迟角，是指晶闸管从承受正向电压开始到触发脉冲出现之

间的电角度。

导通角是指晶闸管在一周期内处于导通的电角度。

移相：移相是指改变触发脉冲出现的时刻，即改变控制角的大小。

移相范围：移相范围是指一个周期内触发脉冲的移动范围，它决定了输出电压的变化范

围。

例1-2填空题

（1）电力电子器件一般都工作在开关状态，导通时（通态）阻抗很小，接近于短

路，管压降接近于零，而电流由外电路决定。

（2）电力电子器件由通态转为断态（关断过程）的转换过程中产生的损耗，称为关断

损耗。

（3）晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管均不导通。

例1-3晶闸管导通的条件是什么？导通后流过晶闸管的电流由什么决定？晶闸管的

关断条件是什么？如何实现？晶闸管导通与阻断时其两端电压各为多少？

解：晶闸管导通的条件是：晶闸管阳极和阴极之间加正向阳极电压。门极和阴极之间加

适当的正向阳极电压。

导通后流过晶闸管的电流由主电路电源电压和负载大小决定。

晶闸管的关断条件是：阳极电流小于维持电流。

关断晶闸管可以通过降低晶闸管阳极一阴极间电压或增大主电路中的电阻。

晶闸管导通时两端电压为通态平均电压（管压降），阻断时两端电压由主电路电源电压

决定。

例1-3调试图1-4所示晶闸管电路，在断开负载Rd测量输出电压Ud是否可调时,

发现电压表读数不正常，接上Rd后一切正常，请分析为什么？

解：当S断开时，由于电压表内阻很大，即使晶闸管门极加触发信号，此时流过晶闸

管阳极电流仍小于擎住电流，晶闸管无法导通，电流表上显示的读数只是管子漏电流形成的

电阻与电压表内阻的分压值，所以此读数不准。在S合上以后，Rd介入电路，晶闸管能正

常导通，电压表的读数才能正确显示。

例1-5画出图1-49所示电路电阻Rd上的电压波形。

ωt

O

图1-5习题1-3图

解:

例1-6说明晶闸管型号KPloo-8E代表的意义。

解：KPlOO-8E表示额定电流IoOA、额定电压8级（800Vx通态平均电压组别E（0.7

<t∕τ≤0.8）普通晶闸管。

例1-7晶闸管的额定电流和其他电气设备的额定电流有什么不同？

解：由于整流设备的输出端所接负载常用平均电流来衡量其性能，所以晶闸管额定电流

的标定与其他电器设备不同，采用的是平均电流，而不是有效值，又称为通态平均电流。所

谓通态平均电流是指在环境温度为40℃和规定的冷却条件下，晶闸管在导通角不小于170°

电阻性负载电路中，当不超过额定结温且稳定时，所允许通过的工频正弦半波电流的平均值。

例1-8型号为KPloO-3、维持电流IH=3ΠIA的晶闸管，使用在图1―6所示的三个

电路中是否合理？为什么（不考虑电压、电流裕量）？

图1—6例1-6图

解：（a）图的目的是巩固维持电流和擎住电流概念，擎住电流一般为维持电流的数倍。

本题给定晶闸管的维持电流IH=3ΠIA,那么擎住电流必然是十几毫安，而图中数据表明，晶

闸管即使被触发导通，阳极电流为100V∕50KQ=3mA,远小于擎住电流，晶闸管不可能导

通，故不合理。

(b)图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。

本图所给的晶闸管额定电压为300A、额定电流IOoA。图中数据表明，晶闸管可能承受

的最大电压为311V,大于管子的额定电压，故不合理。

(C)图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。

晶闸管可能通过的最大电流有效值为150A,小于晶闸管的额定电流有效值1.57X100

=157A,晶闸管可能承受的最大电压150V,小于晶闸管的额定电压300V,在不考虑电压、

电流裕量的前提下，可以正常工作，故合理。

例1-9某晶闸管元件测得UDRM=840V,URRM=980V,试确定此晶闸管的额定电压是

多少？

解：根据将UDRM和URRM中的较小值按百位取整后作为该晶闸管的额定值，将两者较

小的840V按教材表I—2取整得800V,该晶闸管的额定电压为8级(800V)o

例有些晶闸管触发导通后，触发脉冲结束时它又关断是什么原因？

解：晶闸管的阳极加正向电压，门极加正向触发脉冲时，晶闸管被触发导通。此后阳极

电流逐渐上升到擎住电流后，去掉触发脉冲，则管子继续导通，知道电流升到负载电流后，

进入正常工作状态。如果阳极电流还没有升到擎住电流值就去掉门极脉冲，则晶闸管就不能

继续导通而关断。

例1-11某电阻性负载要求0〜24V直流电压，最大负载电流∕d=30A,如用220V交

流直接供电与用变压器降压到60V供电，都采用单相半波整流电路，是否都能满足要求？

试比较两种供电方案所选晶闸管的导通角、额定电压、额定电流值以及电源和变压器二次侧

的功率因数和对电源的容量的要求有何不同、两种方案哪种更合理(考虑2倍裕量)？

解：(1)采用220V电源直接供电，当α=0°时

Udo=O.45S=99V

采用整流变压器降至60V供电，当α=o°时

UdO=O.45S=27V

所以只要适当调节ɑ角，上述两种方案均满足输出0〜24V直流电压的要求。

1-4-CCSCl

(2)采用220V电源直流供电，因为Ud=O45。2―厂，其中在输出最大时，Ui

=220V,Ud=24V,则计算得,所=180°-121°=59°

晶闸管承受的最大电压为UTM=J55=3IlV

考虑2倍裕量，晶闸管额定电压UTn=2UTM=622V

流过晶闸管的电流有效值是∕τ=幺、四二区+空里，其中，a

121°,

RdV2π4π

Ud24

=----=—=U.oL2

Id30

则∕τ=84A

考虑2倍裕量，则晶闸管额定电流应为7>s八=」二="==107Z

r(An1.571.57

因此，所选晶闸管的额定电压要大于622V,额定电流要大于107A。

电源提供的有功功率

22

P=IRd=84X0.8=5644.8%

电源的视在功率

S=U2I2=U2I=220×84=l8.48W

电源侧功率因数

cosφ=~≈0.305

1+cosa

(3)采用整流变压器降至60V供电，S=60V,Ud=24V,由Ud=O4502

2

计算得α≈⅞≈39°,θτ=180o-39o=141o

晶闸管承受的最大电压为UTM=5=84.9V

考虑2倍裕量，晶闸管额定电压UTn=2UTM=169.8V

流过晶闸管的电流有效值是∕τ=4二色+丝网≈51.4^

RdN2π4π

T514×?

考虑2倍裕量，则晶闸管额定电流应为=工=≈65.5Z

T(AV)1,571.57

因此，所选晶闸管的额定电压要大于169.8V，额定电流要大于65.5A。

电源提供的有功功率

22

P=IRll=51.4×0.8=2113.6∣y

电源的视在功率

S=SA=。2，=60x51.4=3.O8W

电源侧功率因数

CoS(P=飞≈0.685

通过以上计算可以看出，增加了变压器后，使整流电路的控制角减小，所选晶闸管的额

定电压、额定电流都减小，而且对电源容量的要求减小，功率因数提高。所以，采用整流变

压器降压的方案更合理。

例1—12图1-7是中小型发电机采用的单相半波晶闸管自激励磁电路，L为励磁电

感，发电机满载时相电压为220V,要求励磁电压为40V,励磁绕组内阻为2Q,电感为0.1H,

试求：

1）满足励磁要求时，晶闸管的导通角及流过晶闸管与续流二极管的电流平均值和有效值。

2）晶闸管与续流二极管可能承受的电压各使多少？

3）选择晶闸管与续流二极管的型号。

4）如电路原先运行正常，突然发现电机电压很低，经检查，晶闸管触发电路以及熔断

器均正常，试问是何原因？

解：1）先求控制角0

1+sα

t∕d=0.45(∕2^

240

cosa=---X-----1=-0.192

0.45220

得aɪIOlo

则θτ=180o-101o=79o

ΘD=180O÷101O=281O

由于3jLd=2ny∆d=2X3.14X50X0.1=31.4Q,所以为大电感负载，各电量分别计算如下

Id力_竺=204

Rd2

180。-。/18°θ-101°x20

=AAA

360°d360°

_180。+α180o+101oCC,u,,

---------------×20=15.6J

dD360od360°

Ill=17.64

UTM=√2(∕=311K

2)2

UDM=近Uz=31W

3)选择晶闸管和续流二极管得型号

UTn=(2〜3)UTM=(2〜3)X31IP=622〜933Γ

Jo4

∕T(AV)=(L5~2)由=(L5~2)嵩Z=9~12Z

取UTn=700V,'τ(AV)=10A;选择晶闸管型号为KPIo—7。

UDn=(2〜3)。DM=(2〜3)X31卜=622〜933%

ΛλAV)=(L5〜2)念=(1.5〜2)晋Z=16.8〜22A

取UDn=700V,1D(AV)=20A;选择晶闸管型号为ZP20-7。

4)是续流二极管开路造成的。因为发电机励磁线圈为大电感负载，所以输出电压Ud

始终为零或电压很低。

例1-13单相半波整流电路，如门极不加触发脉冲；晶闸管内部短路；晶闸管内部断

开，试分析上述3种情况下晶闸管两端电压和负载两端电压波形。

解：(1)晶闸管门极不加触发脉冲，即晶闸管呈阻断状态，可视作开路，所以输出电压

和晶闸管两端电压波形如图1—7(a)所示。

(2)晶闸管内部短路，显然晶闸管两端电压为零，此时输出电压和晶闸管两端电压波

形如图1一7(b)所示。

(3)晶闸管内部开路，输出电压和晶闸管两端电压波形如图1—7(c)所示。

图1—7例1—11波形图

例1一14单结晶体管触发电路中，削波稳压管两端并接移只大电容，可控整流电路能工

作吗？为什么？

解：不能工作。因为单结晶体管触发电路得同步使靠稳压管两端得梯形波电压过零实现

得，使电容充电得开始时刻与主电路一一对应。如果接上滤波电容，电路就没有过零点，因

此电路不能正常工作。

例1一15单结晶体管张驰振荡电路是根据单结晶体管的什么特性组成工作的？振荡频

率的高低与什么因素有关？

解：单结晶体管张驰振荡电路是根据单结晶体管的负阻特性组成工作的。

f=-——1——

根据振荡电路的频率THC可以看出，频率与充电电阻上和电容容量C有

1-7

关。

例1—16用分压比为0.6的单结晶体管组成振荡电路，若Ubb=20V,则峰点电压UP为

多少？如果管子的bl脚虚焊，电容两端的电压为多少？如果是b2脚虚焊（bl脚正常），电

容两端电压又为多少？

解：峰点电压OP=nUbb+0.7=12.7V

如果管子的bl脚虚焊，电容两端的电压为20V

如果是b2脚虚焊（bl脚正常），电容两端电压0.7V

五、自我检测题

1.填空题

1）晶闸管对触发脉冲的要求是、和

2）单结晶体管产生的触发脉冲是脉冲;主要用于驱动功率的晶闸管;

3）普通晶闸管的图形符号是,三个电极分别是,和

4）晶闸管的导通条件是；关断条件

是.0

5）从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为角，

用表示。

6）型号为KPlOO-8的元件表示管、它的额定电压为伏、额定电流

为安。

7）给晶闸管阳极加上一定的电压；在门极加上_________电压，并形成足够的

电流，晶闸管才能导通。

8）由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流为ITn等于倍IT,AV>,如

果IT<处>=100安培，则它允许的有效电流为安培。通常在选择晶闸管时还要留出一

倍的裕量。

9）晶闸管的维持电流IH是指在_______温度条件下，门极断开时，晶闸管从较大通态

电流下降到刚好能保持导通所必须的最小电流。

2.判断题

1）给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。（）

2）普通晶闸管额定电流的定义,与其他电气元件一样,是用有效值来定义的。（）

3）用稳压管削波的梯形波给单结晶体管自激振荡电路供电，目的是为了使触发脉冲与

晶闸管主电路实现同步。（）

4）在单相半波整流电路中，晶闸管的额定电压应取U2。（）

5）KP2—5表示的是额定电压200V,额定电流500A的普通型晶闸管。（）

6）在单结晶体管触发电路中，稳压管削波的作用是为了扩大脉冲移相范围。（）

3.选择题

1）单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差_________度。

A、180o,B、60o,c、360o,D、120°

2）单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是。

A、90oB、120oC、150oD、180°

3）某型号为KPIOO-Io的普通晶闸管工作在单相半波可控整流电路中，晶闸管能通过

的电流有效值为。

A、IOOAB、157AC、IOAD、15.7A

4）单相半波可控整流电路，晶闸管两端承受的最大电压为。

A、IhB.2U2C、65D、娓U2

5）单结晶体管触发电路输出的触发信号是_______。

n

A>卜lB、/Z\Xc、Ebl

4.问答题

1）单结晶体管的特性曲线可以分为哪几段？如果用一个二极管和两个电阻接成如下方

式，请按对单结晶体管特性曲线进行研究的相同做法，设计试验电路，并作出它的Ie-Ue

特性曲线。

2）由下面单结晶体管的触发电路图画出各点波形。

3）晶闸管触发的触发脉冲要满足哪几项基本要求?

4）单相半波可控整流电路，如（1）晶闸管内部短路,

（2）晶闸管内部开路，在下面的坐标中画出其直流输出电

压Ud和晶闸管两端电压UT的波形。

UT.

________________________ωt

5）画出单结晶体管自激晶闸管内部开路震荡电路的电路图，并画出

电容两端电压与输出电压波形。

5.计算题

D画出下图所示整流电路在控制角0=30°时的波形图，并说出该电路的移相范围是

多大？如果该电路的相电压为220V,则输出最大直流电压和最小直流电压分别为多少。

▲

2）单相半波可控整流电路，大电感负载接续流二极管，已知U2=220V,R=1OΩ,要

求输出整流电压平均值为0〜30V连续可调，试求控制角的范围，选择晶闸管额定电压和额

定电流。

六、自我检测题答案

1.填空题

1）要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高、触发脉冲要与晶闸管阳极电压

同步。

2）尖脉冲、小

3）阳极A、阴极K、门极G；

阳极AN/门极G

/阴极K

4）阳极和阴极加正向电压，门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导通；当晶

闸管阳极电流小于维持电流IH时，导通的晶闸管关断。

5）控制角、ɑ.

6）普通晶闸管、800V,IOOA

7）正向，正向门极，门极触发

8)1.57；157；1.5—2

9)温40度以下；阳极

2.判断题

1)×2)×3)√4)×

3.选择题

DA2)D3)B4)C

4.问答题

1）单结晶体管特

性曲线可分为：截止区、

负阻区、饱和导通区。

2)

uφ-'

3）A:触发信号应有足够的功率。

B：触发脉冲应有一定的宽度，脉冲前沿尽可能陡，使元件在触发导通后，阳极电

流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。

C：触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。

晶闸管内部短路

5)

5.计算题

uD当触发角α为O度时输出电压平均值最大。

Vλ

jj√2;72f√3+2

W

UdmaxC

πV2）

MjLlRd当触发角ɑ=150°时输出电压平均值最小。

2）控制角范围是113°〜180θo额定电压622V（2

倍裕量）、额定电流L23A（1.5倍裕量）。

模块二直流调速装置安装与调试

例2—1填空

(1)单相桥式可控整流电路，电阻性负载情况下晶闸管可控移相范围是处侬上。

(2)有源逆变失败的原因主要有触发电路工作不可靠、晶闸管失去正常导通和阻断能力、

交流电源缺相或突然消失、换相的裕量角不足等等。

(3)单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差_^_度。

(4)单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是0°~180。。

例2—2单相桥式全控整流电路带大电感负载时，它与单相桥式半控整流电路中的续

流二极管的作用是否相同？为什么？

解：作用不同。全控整流电路电感性负载时，其输出电压波形出现负值，使输出电压平

均值降低，因此，负载两端接上续流二极管后，输出电压波形中不再有负值，可以提高输出

平均电压，以满足负载的需要。

半控桥电路电感性负载时，由于本身的自然续流作用，即使不接续流二极管，其输出电

压波形也不会出现负值。但是一旦触发脉冲丢失，会使晶闸管失控。因此仍要再负载两端街

上续流二极管，防止失控。

例2—3单相桥式全控整流电路，大电感负载，交流侧电流有效值为220V,负载电阻

Rd为4Q,计算当α=60°时，直流输出电压平均值Ud、输出电流的平均值4；若在负载

两端并接续流二极管，其Ud、Ai又是多少？此时流过晶闸管和续流二极管的电流平均值和

有效值又是多少？画出上述两种情形下的电压电流波形。

解：不接续流二极管时，由于是大电感负载，故

oZ

Ud=0.9(∕2COSa=0.9×220×cos60=99J

Id=S=%=24.8/

Rd4

接续流二极管时

1+csα

Ud=0.9U2°=0.9×220X=148"

,z222

Id=S=1^4=37.14

Rd4

_2a

dVD~τλπ

I60°

-IT-X37.1=21.44

VDπd180°

不接续流二极管时波形如图2—1(a)所示；接续流二极管时波形如图2—1(b)所示。

xT3>zT4

∕T4

/ɔ

a)

图2—1例2—4波形图

例2—4单相桥半控整流电路，对直流电动机供电，加有电感量足够大的平波电抗器和

续流二极管，变压器二次侧电压220V,若控制角α=60°,且此时负载电流与=30',计

算晶闸管、整流二极管和续流二极管的电流平均值及有效值，以及变压器的二次侧电流右、

容量So

解：由于平波电抗器的电感量足够大，所以可视为大电感负载，整流输出电流的波形为

以水平直线。

当α=60。时，晶闸管的平均电流为

,π-a180°-60°1八,

IT=-------IτA=--------------×30=10/

dfiτ2πd360°

整流二极管的电流平均值与晶闸管的电流平均值相等

IdD=IdT=

晶闸管电流有效值为

整流二极管和晶闸管的电流有效值为

DT17.34

续流二极管的电流平均值为

电源容量为

S=I2U2=24.5X220=5390用

例2—6图2—2(a)为具有中点二极管的单相半控桥式整流电路。

(1)绘出a=45。时输出电压波形；

(2)推导出输出电压Ud的计算公式；

(3)求出的Ud最大值和最小值。

图2—2例2—6图

解：(1)设在。〜α期间，VTl、VT2未触发导通，电路在正半周，VD3和VD2导通;

输出电压%=%；

在α〜”期间，由于VTl因触发而导通，VD3承受反压而关断，VD2继续导通，则输

出电压%=2“2。

在贝〜jt+α期间，VTl承受反压而关断，VD3和VDI导通，输出电压％=一"2；

在“+1~211期间，VT2因触发而导通，VDl继续导通，VD3因反压而截止，则输

出电压=-2的。输出电压波形如图2—2(b)所示。

ɪaπ+a

cosa

Ud=—[fV2t∕2sinωtd(ωt)÷f2V2t∕2sinωtd(ωt)]=—1∕2(^+)

/J-J―TT

⑺Oa

(3)当α=0。时，Ud=UdraaX=吏U2

π

当Q=Jl时，Ulci=UlU,

dmaxπ2

例2—7图2—3(a)所示，晶闸管的ɑ为60°,试画出晶闸管承受的电压波形，整

流管和续流二极管每周期各导电多少度？并计算晶闸管、整流二极管以及续流二极管的电流

平均值和有效值。己知电源电压是220V,负载是电感性负载，电阻为5Q。

(a)(b)

图2—3例2—7图

解当α=60°时

A

晶闸管导通角^τ=2(π-a)=—π

ð

整流二极管的导通危σQvτ)]=τr-a=—2π

O

2

续流二极管的导通角<?vD=2a=—π

ɔ

Ud=0.95%Osa=]。8.5y

∕d=*=^fr^A=29∙7A

κɔ

1τ=^∕^∕<i=24∙3A

Ir

/T(AV)4]57-ɪɔ,5A

IVDI=J缰1∕d=17∙IA

∕vDl(ΛV)≥,]θ∙9A

∕VD=Λ/Ig=I7.IA

IVD(ΛV>≥τ⅛⅛=10.9A

例2—8直流电动机负载单相全控桥整流电路中，串接平波电抗器的意义是什么？

解：由单相全控桥整流电路输出的电压波形是脉动的缺角正弦波，当α增大时，输出

电压、电流脉冲加剧，电流的交流分量增大。对直流电动机来说，过大的交流分量将导致电

动机的换向恶化、铁损增加，使电动机过热。又因为电流使脉动的

例2—9在单相桥式全控整流电路中，若U2=220V,E=IOOV,R=2Ω,当B=30°

时，能否实现有源逆变？为什么？画出这时的电压电流波形。

解Ud=-0.9（72COSβ=-0.9×220×cos30°=-171AV

E=IOOV,所以无法实现有源逆变。波形如图2—4所示。

图2—4例2—9波形图

例2—10单相全控桥式整流电路，当a>90°时，若直流侧直流电动机取走，而代之

以一个电阻，晶闸管的导通角还能达到180。吗？晶闸管的输出电压平均值还能出现负值

吗？

解：不能。因为实现有源逆变不可缺少的条件时必须具有对晶闸管时正向的直流电源，

当用电阻取代电动机后，在α=90°时，输出电压接近零，而α>90°时，输出电压平均

值保持零，电流出现断续，不可能使电压平均值出现负值。

例2—11导致逆变失败的原因是什么？最小逆变角一般取为多少？

解：导致逆变失败的原因主要有：

（1）触发电路工作不可靠。例如脉冲丢失、脉冲延迟等。

（2）晶闸管本身性能不好。应该导通时导通不了、应该阻断时无阻断能力。

（3）交流电源故障。例如突然停电、缺相、电压过低。

（4）换相裕量角过小。

最小逆变角Pmin=30°=35。

例2—12可关断晶闸管GTO有哪些主要参数？其中哪些参数与普通晶闸管相同？哪些

不同？

解：可关断晶闸管GTo的主要参数有：断态重复峰值电压、断态不娼妇峰值电压、反

向重复峰值电压和反向不重复峰值电压、开通时间、关断时间等，这些参数定义与普通晶闸

管相同。

与普通晶闸管不同的是:

（1）最大可关断阳极电流/ATO。也是标称GTo额定电流的参数。与普通晶闸管的额定

电流不同。

（2）电流关断增益夕必。定义为A

IGM

（3）维持电流与擎住电流。GTo的维持电流和擎住电流的含义和普通晶闸管的含义基

本相同。但是，由于GTO的多元集成结构，使得每个GTO远的维持电流和擎住电流不可

能完全相同。因此把阳极电流减小到开始出现某些GTO元不能再维持导通时的值称为整个

GTO的维持电流；而规定所有GTO元都达到其擎住电流的阳极电流为GTO的擎住电流。

例2—13哪些因素影响GTO的导通和关断？

解：影响GTe）导通的主要因素有：阳极电压、阳极电流、温度和开通控制信号的波形。

影响GTO关断的主要因素有：被关断的阳极电流、负载性质、温度、工作频率、缓冲

电路和关断控制信号波形等。

五、自我检测题

1.填空题

1）一个单相全控桥式整流电路，交流电压有效值为220V,流过晶闸管的大电流有效值

为15A,则这个电路中晶闸管的额定电压可选为；晶闸管的额定电流可选

为。

2）可关断晶闸管的图形符号是.

3）单相桥式可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为。

4）有源逆变指的是把能量转变成能量后送给装置。

5）造成逆变失败的原因有、、

、等几种。

2.判断题

1）在单相桥式半控整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路出故障时会出现失

控现象。（）

2）逆变角太大会造成逆变失败。（）

3）有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。（）

4）在单相全控桥整流电路中，晶闸管的额定电压应取U2。（）

5）逆变失败，是因主电路元件出现损坏，触发脉冲丢失，电源缺相，或是逆变角太小造成

的。（）

6）触发普通晶闸管的触发脉冲，也能触发可关断晶闸管。（）

7）有源逆变装置是把逆变后的交流能量送回电网。（）

8）在单相桥式半控整流电路中，带大电感负载，不带续流二极管时，输出电压波形中

没有负面积。()

3.选择题

1）单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差_________度。

A、180°,B、60o,c、360o,D、120°

2）单相桥式全控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是（）

A、90oB、120oC、150oD、180°

3）单相桥式全控整流电感性负载电路中，控制角a的最大移相范围是（）

A、90oB、120oC、150oD、180°

4）变流器工作在逆变状态时，控制角a必须在度。

A、0°-90°；B、300-120o；C,60o-150o；D、90°-150°

5）单相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角a=0。时，输出的负载电压平均值

为。

A、0.45U2;B、0.9U2;

C、1.17U2;I）、2.34U2;

4.问答题

D实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？

2）什么是逆变失败？逆变失败后有什么后果？形成的原因是什么？

3）说明可关断晶闸管GTo的开通和关断原理。与普通晶闸管相比较有何不同？

4）单相半控桥能否实现有源逆变？为什么？

5.画图题

1）单相桥式半控整流电路，电阻性负载。当控制角a=90°时，画出：负载电压Ud、晶

闸管VTl电压UVTI、整流二极管VD2电压UVD2,在一周期内的电压波形图。

2）设单相桥式整流电路有源逆变电路的逆变角为夕=60。，试画出输出电压盯的波形

图。

6.计算题

1）单相半控桥电路，对恒温电炉供电。己知电炉的电阻为34Q,直接由220V交流电

网输入，试选择晶闸管的型号，并计算电炉的功率。

2）在单相桥式全控整流电路中，U2=220V,E=120V,R=IΩ,当B=60°时，能否

实现有源逆变？为什么？求这时电动机的制动电流多大？画出这时的电压电流波形。

3）某一电阻负载，要求0〜IOOV连续可调，30V以上时要求负载电流能达到20A,采

用单相桥式半控整流电路，如果由220V交流电直接供电，试计算晶闸管导通角、电流平均

值和有效值，交流侧电流有效值和对电源容量的要求。并选择晶闸管型号。

六、自我检测题答案

1.填空题

D（1.5-2倍m220%、（32倍）悬"

2)

3)JGT0

4)直流，交流，电网的

5)逆变桥晶闸管或元件损坏，供电电源缺相，逆变角太小，触发脉冲丢失或未按时到

达

2.判断题

1)√2)√3)×4)×5)√6)×7)√8)√

3.选择题

1)A2)D3)A4)D5)B

4.问答题

1)直流侧必需外接与直流电流Id同方向的直流电源E,其数值要稍大于逆变器输出平

均电压Ud,才能提供逆变能量。

逆变器必需工作在β<90°(ɑ>90°)区域，使Ud<0,才能把直流功率逆变为交流功率

返送电网。

2)逆变失败指的是：逆变过程中因某种原因使换流失败，该关断的器件末关断，该导

通的器件末导通。从而使逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路。逆变失败

后果是严重的，会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件。产生逆变失败

的原因：一是逆变角太小；二是出现触发脉冲丢失；三是主电路器件损坏；四是电源缺相等。

3)见教材

4)不能

5.画图题

1)TW

2)见教材

6.计算题

1)KP5-7P=1.42Kw

2)可以实现，21A

o

3)α=116,I2=38Λ,S=4500W,KP50-4

模块三电风扇无级调速器电路的制作与调试习题答案

例3—1在交流调压电路或交流开关中，使用双向晶闸管有什么好处？

解：双向晶闸管不论是从结构上，还是从特性上，都可以把它看作是一对反并联晶闸管

集成元件。它只有一个门极，可用交流或直流脉冲触发，使之能正、反向导通。在交流调压

电路或交流开关中使用双向晶闸管可以简化电路、减小装置体积和质量、节省投资、方便维

护。

例3—2双向晶闸管额定电流的定义和普通晶闸管额定电流的定义有何不同？额定电

流为IOOA的两只普通晶闸管反并联可以用额定电流为多少的双向晶闸管代替？

解:双向晶闸管的额定电流用有效值表示,而普通晶闸管的额定电流是用平均值表示的。

额定电流IOOA的普通晶闸管，其通过电流的峰值为IOOAX"=314A,则双向晶闸管的额定

电流为314/血=222A。

例3-3—台220V∕IOkW的电炉，采用单相交流调压电路，现使其工作在功率为5kW

的电路中，试求电路的控制角a、工作电流以及电源侧功率因数。

解：电炉是电阻性负载。220V、IOkW的电炉其电流有效值应为220

,45.5C,,

要求输出功率减半，即/2值减小1/2,故工作电流应为/=西=32.1N

输出功率减半，即0?值减小1/2,则a=90°

功率因数cosΦ=00.707

例3—4图3—1单相交流调压电路，5=220V,L=5.516mH,R=IΩ,试求:

1）控制角a的移相范围。

2）负载电流最大有效值。

3）最大输出功率和功率因数。

图3—1例3—4图

解：1）单相交流调压电感性负载时，控制角a的移相范围是

ωL2π×50×5.516

φ=arctan——=arctan--------------------二60。

R1

所以控制角Q的移相范围是60°〜几°

2）因α=9时，电流为连续状态，此时负载电流最大。

「生22。口=UO/

Z√1+(1.732)2

3）最大功率

P=U21CoS（P=UJCOSa=（220xl10XCOS60°）%=12.IkW

cosφ=cosa=cos60o=0.5

例3-5采用双向晶闸管组成的单相调功电路采用过零触发，S=220V,负载电阻R=I

Q,在控制的设定周期TC内，使晶闸管导通0.3s,断开0.2s。试计算：

1）输出电压的有效值。

2）负载上所得得平均功率与假定晶闸管一直导通时输出得功率。

3）选择双向晶闸管得型号。

IJ22202

解：负载在全导通时，送出的功率为P=~='-=48.4kW

R1

负载在导通0.3s断开0.2s过零触发下，负载上的电压有效值

U=U,、国=220」=1701

2VTV0.3+0.2

P=48.4X———=29kW

负载上的功率0.3+0.2

五、自我检测题

1.填空题

1）型号为KSlOo-8的元件表示晶闸管、它的额定电压为伏、额定

有效电流为安。

2）双向晶闸管的触发方式有：

1+触发：第一阳极门接电压，第二阳极T2接电压；门极G

接电压，T2接电压。

I-触发：第一阳极Tl接电压，第二阳极T2接电压；门极G接

电压，T2接电压。

IΠ