解：在第3题中己知电路为单相全控桥，其输出电流平均值为

Id?38.99(A)

于是可得： I23? I25? I27?22Id22Id22Id3?5?7??22?38.99?22?38.993?5?7??11.7(A) ?7.02(A) ?5.01(A)

?22?38.99

2.21 试计算第13题中的5，7次谐波分量的有效值。 答：第13题中，电路为三相桥式全控整流电路，且已知

Id?23.4(A) 由此可计算出5次和7次谐波分量的有效值为：

I25? I27?6Id6Id5?7??6?23.4?6?23.45?7??3.65(A) ?2.61(A)

2.22 试分别计算第3题和第13题电路的输入功率因数。 答：① 第3题中基波电流的有效值为：

I1?基波因数为： ??22IdI1I??22?38.99??35.1(A)

.1?35?0.9

Id38.99电路的输入功率因数为： ???cos??0.9cos30??0.78

② 第13题中基波电流有效值为：

?I1I1?基波因数为： ??6IdI1I??6?23.39??18.243(A)

?0.955Id电路的输入功率因数为： ???cos??0.955cos60??0.48

2.23 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：

① 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；

② 当变压器二次电压有效值U2相等时，双反星形电路的整流电压平均值Ud是三相桥式电路的1而

?I12整流电流平均值Id是三相桥式电路的2倍；

③ 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ud和整流电流id的波形形状一样。

2.24 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。

2.25 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?l（k=1、2、3……）次谐波，整流输出电压中含有12、24等即12k（k=1、2、3……）次谐波。

24脉波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（k=1、2、3……）次谐波，整流输出电压中含有24、48等即24k（k=1、2、3……）次谐波。

2.26 使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？

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答：条件有二：

① 直流侧要有电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压； ② 要求晶闸管的控制角???2，使Ud为负值。

2.27 三相全控桥变流器，反电动势阻感负载，R=1当时求Ud、Id、? 的值，此时送回电网的有功功率是多少？

答：由题意可列出如下3个等式：

Ud?2.34U2cos(???)??Ud ?Ud?Id?三式联立求解，得

3XBId?

R

(Ud?EM)Ud?2.34?RU2cos(???)?3XBEM??290.3(V)

?R?3XBId?109.7(A)

由下式可计算换流重叠角：

cos??cos(???)?2IdXB6U2?0.1279

cos(120???)??0.6279 ??128.90??120??8.90?

送回电网的有功功率为：

P?EMId?IdR?400?109.7?109.72?1?31.85(W)

2.28 单相全控桥，反电动势阻感负载，时求求Ud、Id、? 的值？ 答：由题意可列出如下3个等式：

2Ud?0.9U2cos(???)??Ud ?Ud?Id?三式联立求解，得

2XBId?

R

(Ud?EM)Ud?0.9?RU2cos(???)?2XBE??49.91(V)

?R?2XBId?49.09(A)

s?cos?(??)?又因为 co?? 换流重叠角 ??7.522IdXBU2?0.109 1120???)??0.6091 即得出 cos(

2.29 什么是逆变失败？如何防止逆变失败？

答：逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。

防止逆变夫败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换相裕量角?等。

2.30 单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电 感负载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？

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答：单相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，要求的晶闸管移相范围是0～180?，当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是0～90?。

三相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，要求的晶闸管移相范围是0～120?，当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是0～90?。

2.31 三相全控桥，电动机负载，要求可逆，整流变压器的接法是???5，采用NPN锯齿波触发器，并附有滞后30?的R-C滤波器，决定晶闸管的同步电压和同步变压器的联接形式。 答：整流变压器接法如下图所示

以a相为例，ua的120?对应于??90?，此时Ud?0，处于整流和逆变的临界点。该点与锯齿波的中点重合，即对应于同步信号的300?，所以同步信号滞后ua180?，又因为R-C滤波已使同步信号滞后30?，所以同步信号只要再滞后150?就可以了。

满足上述关系的同步电压向量图及同步变压器联接形式如下两幅图所示。

各晶闸管的同步电压选取如下表： VT3 VT5 VT6 VT1 VT2 VT4 晶闸管 同步电压 ?usb usa ?usc usb ?usa usc

2.32 某一电阻负载，要求输出直流电压Ud?0~24V，最大负载电流Id?30A。采用单相半波可控整流电路。用220V直接供电或用变压器降压到60V供电。计算两种方案下，不考虑完全裕量时，晶闸管的导通角?，额定电流IN， 额定电压UN，电源的功率因数和电源容量。 解：① U2?220V时：

1?cos?1 22Ud2?24?1??1??0.5 cos?1?0.45U20.45?220 ?1?120?

?1????1?180??120??60?

U24?0.8(?) 电流平均值 Id?30A 故 Rd?d?Id30 Ud?0.45U2UU2sin2???????83(A) RdRd4?2?I83??53(A) 额定电流 IN?1.571.57额定电压 UN?URm?2U2?2?220?31(1V)

电流有效值 I?sin2?1???1??0.302 4?2? 电源视在功率 S1?U2I?220?83?18.36(KVA) ② U2?60V时：

?2?141? IN?33.8A UN?84.2A

功率因数 cos?1?cos?2?0.71 S2?3.18KVA

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2.33 阻感负载，电感极大，电阻Rd?5?，电路为带有续二极管的单相半控桥电路，输入电压U2?220V，当控制角??60?时，求流过晶闸管平均电流值IdT、有效值IT，流过续流二极管电流平均值IdD有效值ID。 解： 整流输出平均电压：

1?cos?1?cos60??0.9?220??149(V)

22U14930(A) 负载平均电流： Id?d?Rd5???180??60?流过晶闸管电流平均值：IdT?Id??30?10(A)

2?360????Id?17.3A 电流有效值：IT?2?260?流过续流二极管电流平均值：IdD?Id??30?10(A)

?180?260?Id??30?17.3(A) 有效值：ID??180?Ud?0.9U2

2.33 单相全控桥式电路，电阻性负载，控制角??60?。画出电气原理图、整流电压Ud波形图、任一晶闸管在一个周期内两端电压波形图、变压器副边电流i2波形图。 解：

2.34 三相半波可控整流电路，负载电感极大，电阻Rd?2?、U2?220V，当??60?，求出接续流二极管和不接续流二极管两种电路结构下的整流电压、整流电流，并选择晶闸管。 解： ① 接续流二极管时：

?????Ud?0.675U2?1?cos?????

?6????????? ?0.675?220??1?cos?????135(V)

?63???U135Id?d??67.5(A)

Rd2150???150??60?Id??67.5?33.75(A)

360?360?I 晶闸管：IN?(1.5~2)?T?31~42(A)

1.57 UN?(2~3)6U2?700~1000(V)

IT?② 不接续流二极管时：

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