三相可控整流电路晶闸管课后作业

1、三相可控整流电路三相可控整流电路 1 第一章晶闸管第一章晶闸管 1.1. 使晶闸管导通的条件是什么？使晶闸管导通的条件是什么？ 答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门 极施加正向触发电流（脉冲）。或：极施加正向触发电流（脉冲）。或：u uak ak0 0且且u ugk gk0 0。 三相可控整流电路三相可控整流电路 2 第一章晶闸管第一章晶闸管 2. 2. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？ 答：维持晶闸管导通的条件是：使晶闸管的电流大

2、于能保持晶闸管导答：维持晶闸管导通的条件是：使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导 通通 的最小电流，即维持电流。的最小电流，即维持电流。 要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流 过晶闸管的电流降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。过晶闸管的电流降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。 关断实现的方式关断实现的方式； (2)减小阳极电压，使减小阳极电压，使iaih(维持电流维持电流)。 (3)增加回路阻抗。增加回路阻抗。 (1)去掉阳极电压或者阳极反压。去掉阳极电压或者阳极反压。 三相可控整流电路三相可控整流电路 3

3、 第一章晶闸管第一章晶闸管 5.5.图图1-111-11中阴影部分表示晶闸管导通区，各波形的电流最大值均为中阴影部分表示晶闸管导通区，各波形的电流最大值均为i im m， 试计算各波形的电流平均值试计算各波形的电流平均值i id1d1、i id2d2、i id3d3与电流有效值与电流有效值i i1 1、i i2 2、i i3 3及及 其波形系数。其波形系数。 00222 4 4 2 5 4 a) b)c) 图1-43 0 解：解：a)a) 1 1 1 1.75 f d i k i 三相可控整流电路三相可控整流电路 4 第一章晶闸管第一章晶闸管 00222 4 4 2 5 4 a) b)c) 图

4、1-43 0 b)b) 2 2 2 1.24 f d i k i c)c) 3 2 3 2 f d i k i 三相可控整流电路三相可控整流电路 5 第一章晶闸管第一章晶闸管 6.6.上题中如果不考虑安全裕量上题中如果不考虑安全裕量, ,问问100a100a的晶闸管能送出的平均电流的晶闸管能送出的平均电流 i id1 d1、 、i id2 d2、 、i id3 d3各为多少？这时，相应的电流最大值 各为多少？这时，相应的电流最大值i im1 m1、 、i im2 m2、 、i im3 m3 各为多少 各为多少? ? 解：额定电流解：额定电流i it(av) t(av) =100a =100a的

5、晶闸管，允许的电流有效值的晶闸管，允许的电流有效值i i =157a =157a， 由上题计算结果知由上题计算结果知 1 1 157 90 1.75 d f i ia k 1 1 90 331 0.27170.2717 d m i ia 2 2 126 232 0.54310.5421 d m i ia 3 3 78.5 314 0.250.25 d m i ia 2 2 157 126 1.24 d f i ia k 3 3 157 78.5 2 d f i ia k 三相可控整流电路三相可控整流电路 6 第二章单相可控整流电路第二章单相可控整流电路 4.4.图图2-172-17为具有变压器

6、中心抽头的单相双半波可控整流电路，问该变压器为具有变压器中心抽头的单相双半波可控整流电路，问该变压器 还有直流磁化问题吗还有直流磁化问题吗? ?试说明：试说明：晶闸管承受的最大正反向电压为晶闸管承受的最大正反向电压为 当负载为电阻和电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥相同。当负载为电阻和电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥相同。 2 22u 答：该变压器没有直流磁化的问题。因为单相全波可控整流电路变压器二次答：该变压器没有直流磁化的问题。因为单相全波可控整流电路变压器二次 侧绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称，其一个侧绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波

7、形对称，其一个 周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题。周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题。 以晶闸管以晶闸管vt2为例。当为例。当vt1导通时，晶闸管导通时，晶闸管vt2通过通过vt1与与2个变压器个变压器 二次绕组并联，所以二次绕组并联，所以vt2承受的最大电压为承受的最大电压为 . 2 22u 三相可控整流电路三相可控整流电路 7 5.5.单相双半波可控整流电路中，单相双半波可控整流电路中，u u2 2=110v=110v，电阻电感负载，电阻电感负载，r=10r=10，l l值值 极大，有续流二极管。试绘出主电路，并求出极大，有续流二极管。试绘出主电路，并求出=30=30

8、时的整流电压时的整流电压ud d， 负载电流负载电流id d及流过这些器件电流的平均值和有效值。变压器一次侧电压及流过这些器件电流的平均值和有效值。变压器一次侧电压 是是220v，求变压器一次侧绕组电流有效值，求变压器一次侧绕组电流有效值i1 1，试绘出，试绘出ud d、it1 t1、 、 i it2 t2和 和i idr dr 的波形。的波形。 解：主电路图如下：解：主电路图如下： 三相可控整流电路三相可控整流电路 8 u ud d、i it1 t1、 、 i it2 t2和 和i idr dr的波形为： 的波形为： ud t vt1vt1 vt2 vdr vdrvdr id t it1,

9、t idr t i2 t 2 1cos1cos30 0.90.9 110135.2 22 d uuv 135.2 13.52 10 d d u ia r 三相可控整流电路三相可控整流电路 9 流过晶闸管的电流平均值：流过晶闸管的电流平均值： 1 55 6 13.525.63 221212 dtddd iiiia 5 0.65 13.528.79 212 tdd iiia 1 211 3 13.522.25 2266 ddddd iiiia 流过晶闸管的电流有效值：流过晶闸管的电流有效值： 流过续流二极管的电流平均值：流过续流二极管的电流平均值： 21 0.41 13.525.54 26 ddd

10、 iiia 流过续流二极管的电流有效值：流过续流二极管的电流有效值： ud t vt1vt1 vt2 vd r v dr v dr id t it1, t idr t i2 t 三相可控整流电路三相可控整流电路 10 变压器二次侧绕组电流的有效值：变压器二次侧绕组电流的有效值： 2 5 0.91 13.5212.34 6 dd iiia 22 1 1 110 12.34 6.17 220 u i ia u 变压器一次侧绕组电流的有效值：变压器一次侧绕组电流的有效值： ud t vt1vt1 vt2 vd r v dr v dr id t it1, t idr t i2 t 三相可控整流电路三相

11、可控整流电路 11 7 7单相全控桥中，单相全控桥中，u u2 2=100v=100v，负载中，负载中r r=2=2，l l值极大，反电势值极大，反电势e e=50v=50v， 当当a a=30=30 时，求输出平均电压时，求输出平均电压u ud d、电流、电流i id d，晶闸管电流的平均值，晶闸管电流的平均值i idt dt 和有效值 和有效值i it t。整流变压器一次侧电压为。整流变压器一次侧电压为220v,220v,求变压器一、二次侧求变压器一、二次侧 绕组电流的有效值，并作出绕组电流的有效值，并作出u ud d、i id d和和i i2 2的波形；的波形； 解：解：u ud d、i

12、 id d和和i i2 2的波形如下图：的波形如下图： u2 o t o t o t ud id i2 o t id id id 三相可控整流电路三相可控整流电路 12 u2 o t o t o t ud id i2 o t id id id u ud d0.90.9 u u2 2 coscos 0.90.9100100cos30cos3077.97(a)77.97(a) i id d ( (u ud de e)/)/r r (77.97(77.9750)/250)/213.99(a)13.99(a) i idt dt 1/21/2i id d6.99(a)6.99(a) 1 0.71 13.

13、999.89 2 td iia 输出平均电压：输出平均电压： 流过晶闸管的电流平均值：流过晶闸管的电流平均值： 流过晶闸管的电流有效值：流过晶闸管的电流有效值： 输出平均电流：输出平均电流： 三相可控整流电路三相可控整流电路 13 u2 o t o t o t ud id i2 o t id id id i i2 2 i id d 13.99(a)13.99(a) 变压器二次侧绕组电流的有效值：变压器二次侧绕组电流的有效值： 变压器一次侧绕组电流的有效值：变压器一次侧绕组电流的有效值： i i1 1 u u2 2i i2 2 /u1=100=10013.99/22013.99/220 =6.3

14、6(a) =6.36(a) 三相可控整流电路三相可控整流电路 14 第三章三相可控整流电路第三章三相可控整流电路 2. .单相全控桥，反电动势阻感负载，单相全控桥，反电动势阻感负载，r r=1=1，l l=，e e=40v=40v，u u2 2=100v=100v， l lb b=0.5mh=0.5mh，当，当a a=60=60 时求时求u ud d、i id d与与的数值。的数值。 解：考虑解：考虑l lb b时，有：时，有： u ud d0.90.9u u2 2coscosu ud d u ud d2 2x xb bi id d i id d（u ud de e）r r 解方程组得：解方程

15、组得： u ud d（r r 0.90.9u u2 2coscos2 2x xb be e）（r r2 2x xb b）44.5544.55（v v） u ud d0.4550.455（v v） i id d4.554.55（a a） 三相可控整流电路三相可控整流电路 15 又因为：又因为： 三相可控整流电路三相可控整流电路 16 7三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，u u2 2=100v=100v，r r=1=1，l l=， l lb b=1mh=1mh，求当，求当a a=30=30 时、时、e e=50v=50v时时u ud d、i id d、

16、的值并作出的值并作出u ud d与与i it t的波形。的波形。 解：考虑解：考虑l lb b时，有：时，有： u ud d1.171.17u u2 2coscosu ud d u ud d3 3x xb bi id d22 i id d（u ud de e）r r 解方程组得：解方程组得： u ud d（r r 1.171.17u u2 2coscos3 3x xb be e）（22r r3 3x xb b）94.6394.63（v v） u ud d6.76.7（v v） i id d44.6344.63（a a） 三相可控整流电路三相可控整流电路 17 又因为：又因为： u ud d、i

17、 ivt1 vt1和 和i ivt2 vt2的波形如下： 的波形如下： 三相可控整流电路三相可控整流电路 18 1111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，此时的整流电压通，此时的整流电压u ud d波形如何？如果有一个晶闸管被击穿而短路，其波形如何？如果有一个晶闸管被击穿而短路，其 他晶闸管受什么影响？他晶闸管受什么影响？ 答：假设答：假设vt1vt1不能导通，整流电压不能导通，整流电压u ud d波形如下：波形如下： ud o t 假设假设vt1vt1被击穿而短路，被击穿而短路， 则当晶闸管则当晶闸管vt

18、3vt3或或vt5vt5导通时，导通时， 将发生电源相间短路，使得将发生电源相间短路，使得 vt3vt3、vt5vt5也可能分别被击穿。也可能分别被击穿。 3 6 5 2 u v r ud id 1 4 w 三相可控整流电路三相可控整流电路 19 1313三相整流桥，阻感负载，三相整流桥，阻感负载，r r=5=5，l l=，u u2 2=220v=220v，x xb b=0.3=0.3，求，求u ud d、 i id d、i id d、i i2 2和和的值并作出的值并作出u ud d、i id d和和i i2 2的波形。的波形。 三相可控整流电路三相可控整流电路 20 三相可控整流电路三相可控整流电路 21 u ud d、i id d和和i i2 2的波形如下：的波形如下： u2 ud ivd1 to to to to uaubuc t1 uabuacubcubaucaucbuabuac i2a id id 三相可控整流电路三相可控整流电路 22 1414三相全控桥，反电动势阻感负载，三相全控桥，反电