电工学试题精选与答题技巧 (17).pdf

电工学试题精选与答题技巧 202 一、 例题精解一、 例题精解 【例题【例题 20.1】 】 单相桥式可控整流电路如图 20.1 所示，已知 RL20Ω，要求 Uo在 060V 的范围内连续可调。 （1）估算变压器副边电压值 U2（考虑电源电压的 10波动） ； （2）求晶闸管控制角α的变化范围； （3）如果不用变压器，直接将整流电路的输入 端接在 220V 的交流电源上，要使 Uo仍在 060V 范围内变化，问晶闸管的控制角α又将 怎样变化 2 cos1 9 . 0 2o α U 【解】【解】 （1）因为 U 1 u 2 u 1 D 2 D 1 T 2 T L R - Uo 当α 0时，Uo 0.9 U2，所以副边最低电压 ，考虑电源电压波动 67≈ V 9 . 0 60 0.9 o 2 U U 10，取 U2为 671.174V 。 图 20.1 例题 20.1 的图 （2）根据单相桥式可控整流电路的计算式，即 当 Uo 0V 时， 则； o 180α 当 Uo 60V 时，则 。 74060 1 D 2 D T 2 T u R E 1 uo 2 cos1 9 . 0 2o α UU 2 cos1 9 . α 所以 cos8 . 0α， o 9 .36α 图 20.2 a 例题 20.2 的图 即控制角α的变化范围为 36.9180。 （3）如果不用变压器，则 。 cos1 2200 o U 当 Uo 60V 时， cos 2 9 . α 4 . 01 2209 . 0 202 −− α 所以 即控制角α′应在 113.6180之间变化。 【例题【例题 20.2】 】 已知单相半控桥式整流电路 如图 20.2 a 所示，若 u20sinωtV，E10V 二极管 D 及晶闸管 T 的导通压降忽略不计， 在控制极触发信号 uG的作用下见图 20.2 b， 画出输出电压 uo的波形。 【解】 【解】 在ωt 从 0ωt1期间，因无 uG信号， 即使晶闸管 T1处于正向电压下降，但仍不导 通，所以此期间 uoE；当ωtωt1时有了 uG 信号，由于此时 uE，所以晶闸管 T1正向导 通，忽略其上导通压降，则 uo u；当 u 下降， 在 uE 时，T1受反向电压而关断，此时 uoE， 图 20.2 b 例题 20.2 的图 t ππ2 π4 π3tω u 20 1 tω 2 tω 3 tω 4 tω tω ω o u g u 10 20 O O O 6 .113 α 所以得 uo波形如图 20.2 b所示。 【例题【例题 20.3】 】 在图 20.3 所示单相半控桥式整流电路中,负载的电阻值为 5Ω,输入交 流电压 U2220V,负载的额定励磁电压为 110V。求可控硅和续流二极管电流平均值。 第二十章 晶闸管和可控整流电路 203 【解】 【解】 已知 Uo100V, U2220V。根据 2 cos1 9 . 0 2 o α U U 得 α 90 负载电流 I0 Uo/R 100/520A 流过可控硅和二极管的电流平均值 Ik -πα/2πIo 130-90/360205A 流过续流二极管的电流平均值 Ioα/Iπ o90/180 20 10A 1 D 2 D 1 T 2 T 2 ⋅ U D L R o U o I 图 20.3 例题 20.3 的图 【例题【例题 20.4】 】 试分析图 20.4 所示的可控 整流电路的工作情况。 【解】 【解】 经二极管桥式整流电路整流所得的 全波电压通过晶闸管加到负载电阻 RL上。晶 闸管每周期导通两次，每次最大导通角为 180， 改变导通角，就可改变 RL上的电压 U0的大小。 1 D 2 D 3 D 4 D u uo T L R 晶闸管所承受的最高正向电压为U2，不承 受反向电压。 图 20.4 例题 20.4 的图 二、 习题精选 二、 习题精选 【习题【习题 20.1】 】 某一电阻性负载，需要直流电压 60V、电流 30A。今采用单相半波可 控整流电路，直接由 220V 电网供电。试计算晶闸管的导通角、电流的有效值，并选用晶 闸管。 【习题【习题 20.2】 】 有一单相半波可控整流电路，负载电阻 RL10π，直接由 220V 电网 供电。控制角α 60。试计算整流电压的平均值、整流电流的平均值和电流的有效值， 并选用晶闸管。 【习题【习题 20.3】】试分析图 20.5 所示的可控硅整流电路的工作情况，画出 uo、iK、 iD1、2、3、4、iDK的波形图，并说明该电路最大移相范围是多少 1 D 2 D L o I 3 D 4 D K D u uo T 图 20.5 习题 20.3 的图 三、习题答案 三、习题答案 【习题【习题 20.1】】 1 α77.76 2 I 62A 电工学试题精选与答题技巧 204 3 UFM URM 310V , UFRM≥23 UFM 620930 V, URRM≥23 URM 620930V, IT Io 30A 【习题【习题 20.2】】 1 U 66.7V 2 UFM URM 94V, IT ID 5A , UFRM≥23 UFM，URRM≥23 URM 【习题【习题 20.3】】 图 20.5 a所示线路是桥式 整流器且输出端只用一个可控硅的可控整流电 路。因为电路带电感性负载，为防止可控硅关 不断，所以必需加续流二极管 DK，其电压和 电流波形如图 20.5 b所示。 可控硅每半个周期导电一次，每次为π–α。 桥臂上的整流管每一周期导电π–α，续流二极 管每半个周期导电一次，每次为α。 该电路的最大移相范围为 180 o。可控硅所 承受的正向电压为U2。 O i O tω tω O tω O tω O tω o u R i D1,4 i 3D2 i ， DK α 图 20.5 b 习题 20.3 的图