图题2

解：由题意可得晶闸管导通时的回路方程：LtdiA?RiA?E dt?EL可解得 iA?(1?e?)， ? ==1

RR要维维持持晶闸管导通，iA(t)必须在擎住电流IL以上，即

50(1?e?t)?15?10?3 0.5t?150?10?6?150?s， 所以脉冲宽度必须大于150μs。

3单相正弦交流电源，晶闸管和负载电阻串联如图题3所示，交流电源电压有效值为220V。 (1)考虑安全余量，应如何选取晶闸管的额定电压？

(2)若当电流的波形系数为Kf=2.22时，通过晶闸管的有效电流为100A，考虑晶闸管的安全余量，应如何选择晶闸管的额定电流？

图题3

解：（1）考虑安全余量, 取实际工作电压的2倍

UT=220?2?2?622V, 取600V （2）因为Kf=2.22, 取两倍的裕量，则：

2IT(AV)?2.22?100A

得： IT(AV)=111(A) 取100A。

4单相半波可控整流电路中，如果：

(1) 晶闸管门极不加触发脉冲； (2) 晶闸管内部短路； (3) 晶闸管内部断开；

试分析上述三种情况负载两端电压ud和晶闸管两端电压uT的波形。

答：（1）负载两端电压为0，晶闸管上电压波形与U2相同； （2）负载两端电压为U2，晶闸管上的电压为0； （3）负载两端电压为0，晶闸管上的电压为U2。

5某单相全控桥式整流电路给电阻性负载和大电感负载供电，在流过负载电流平均值相同的情况下，哪一种负载的晶闸管额定电流应选择大一些?

答：带大电感负载的晶闸管额定电流应选择小一些。由于具有电感，当其电流增大时，在电感上会产生感应电动势，抑制电流增加。电阻性负载时整流输出电流的峰值大些，在流过负载电流平均值相同的情况下，为防此时管子烧坏，应选择额定电流大一些的管子。

6某电阻性负载要求0~24V直流电压，最大负载电流Id=30A，如采用由220V交流直接供电和由变压器降压到60V供电的单相半波相控整流电路，是否两种方案都能满足要求?试比较两种供电方案的晶闸管的导通角、额定电压、额定电流。

解：采用由220V交流直接供电当??0时：

Udo=0.45U2=0.45?220 =99V

由变压器降压到60V供电当??0时：

Ud=0.45U2=0.45?60 =27V

因此，只要调节? 都可以满足输出0~24V直流电压要求。

(1) 采用由220V交流直接供电时：

??Ud?0.45U2?1?cos?， 2???Ud==24V时 ??121 ??180?121?59

UT?2U2?311V

?2U21IT?[sin?t]2d?t?84A ?2?0RR?Ud24??0.8? Id30IT(AV)?IT84??54A 1.571.57取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为622V和108A。

电源提供有功功率 P?I2R?84?0.8?5644.8W 电源提供视在功率 S?U2I2?84?220?18.58kVA 电源侧功率因数 PF?22P?0.305 S(2) 采用变压器降压到60V供电：

Ud?0.45U2?1?cos?， 2???Ud==24V时 ??39, ??180?39?141

UT?2U2?84.4V

?2U21IT?[sin?t]2d?t?51.38A ?2?0RR?Ud24??0.8? Id30IT(AV)?IT51.38??32.7A 1.571.57取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为168.8V和65.4A。

变压器二次侧有功功率 P?I2R?51.38?0.8?2112W 变压器二次侧视在功率 S?U2I2?60?51.38?3.08kVA 电源侧功率因数 PF?22P?0.68 S7某电阻性负载，Rd=50Ω,要求Ud在0~600V可调，试用单相半波和单相全控桥两种整流电路来供给，分别计算：

(1) 晶闸管额定电压、电流值； (2) 负载电阻上消耗的最大功率。

解：（1）单相半波??0时,U2??UUd600600?12A ??1333V,Id?d?Rd500.450.45晶闸管的最大电流有效值 IT?1.57Id?18.8A

晶闸管额定电流为 IT(AV)?晶闸管承受最大电压为 URM?IT?12(A) 1.572U2=1885V

取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为4000V和30A。

所选导线截面积为 S?I?18.8?3.13mm2 J62负载电阻上最大功率 PR?ITR?17.7kW （2）单相全控桥??0时,U2??UUd600600?12A ??667V,Id?d?Rd500.90.9负载电流有效值 I?1.11Id?13.3A (Kf=1.11) 晶闸管的额定电流为 IT(AV)?晶闸管承受最大电压为 URM?IIT ?6(A) IT=21.572U2=1885V

取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为4000V和20A。

所选导线截面积为 S?I?13.3?2.22mm2

J62负载电阻上最大功率 PR?IR?8.9kW

8 整流变压器二次侧中间抽头的双半波相控整流电路如图题4所示。 (1) 说明整流变压器有无直流磁化问题?

(2) 分别画出电阻性负载和大电感负载在α=60°时的输出电压Ud、电流id的波形，比较与单相全控桥式整流电路是否相同。若已知U2=220V，分别计算其输出直流电压值Ud。

（3）画出电阻性负载α=60°时晶闸管两端的电压uT波形，说明该电路晶闸管承受的最大反向电压为多少?

图题4

解：（1）因为在一个周期内变压器磁通增量为零，所以没有直流磁化。 （2）其波形如下图所示，与单相全控桥式整流电路相同。

1?cos?0.9?220?(1?cos600)??148.5V 电阻性负载： Ud?0.9U222感性负载： Ud?0.9U2cos??99V

(3)其波形如下图所示，晶闸管承受的最大反向电压为22U2。