例2-19 三相桥式全控整流电路，如图所示，线电压Uab=400V，R=10Ω，L极大， 1） 当β=600，E= ?306V时，能否实现有源逆变？求此时的Ud 、Id ；

2） 作出负载电压ud、晶闸管电压uVT1、负载电流id、晶闸管电流iVT1、iVT4以及变压器二次侧电流ia的波形。

VT1VT3VT5TniaabcudidRLME

【解析】本题主要考察三相桥式全控整流电路实现有源逆变的条件以及在有源逆变条件下电路的波形分析。分析有源逆变电路的波形与整流电路的方法相同，需注意的是逆变角不同于触发角，α+β=π。注意有源逆变电路波形与整流电路波形的区别。一是晶闸管触发相位的影响，二是在有源逆变工作状态下，晶闸管工作在电源电压的负半周，输出负载电压波形大部分位于负半周，而晶闸管在大部分时间内承受正向电压。 1） 当β=600，E= ?306V时

VT4VT6VT2Ud??2.34U2cos???2.34Uab3cos???2.34?400cos60???270.2V 3由于E?Ud，因此可以实现有源逆变。

Id?2）

Ud?E?270.2?(?306)??3.58A R10uduabuacubcubaucaucbuabuac0?tuVT11uabuacubcubaucaucbuabuac0?tid0?tiVT10?tiVT40?tia0?t

例2-20 试作出三相半波可控整流电路工作于有源逆变状态下，VT3触发脉冲丢失情况下的负载电压ud波形，并说明会造成什么后果？

【解析】分析方法与例18相同。在有源逆变状态下，触发脉冲丢失易产生逆变失败。例如下图中VT3触发脉冲丢失后，之前导通的VT2会继续导通到正半波。当VT1再次获得触发脉冲时，由于此时ub>ua，因此VT1承受反压而无法导通，输出电压ud为正值，和直流电动势同极性，造成短路，即逆变失败。因此有源逆变电路的触发电路一定要工作可靠。

uduaubucuaoωt

三、课后习题解答

1. 单相桥式全控整流电路接电阻性负载，要求输出电压在0～100V连续可调，输出电压平均值为30 V时，负载电流平均值达到20A。系统采用220V的交流电压通过降压变压器供电，且晶闸管的最小控制角αmin＝30°，（设降压变压器为理想变压器）。试求： 1）变压器二次侧电流有效值I2；

2）考虑安全裕量，选择晶闸管电压、电流定额； 3）作出α＝60°时，ud、id和变压器二次侧i2的波形。 解：由题意可知负载电阻R?Ud30??1.5欧， Id202U2单相全控整流的直流输出电压为Ud?(1?cos?)

?直流输出电压最大平均值为100V，且此时的最小控制角为αmin＝30°，带入上式可求得

100?U2??119(V)

2?1.8661）I2?U2U1?2U2sin?t2?()d?t?R???RR???sin2????sin2? ??79.33??2??2?sin?? αmin＝30°时，I2max?79.33?6??3?78.18(A)

?2?2）晶闸管的电流有效值和承受电压峰值分别为

IVT?I2max2?78.18?55.2A8()2

UVT?2U2?168.29(V) 考虑3倍余量，选器件耐压为168×3＝500V；额定电流为(55.28/1.57)×3＝100A 3）

udo?3?tido?ti2o?t

2. 试作出单相桥式半控整流电路带大电感负载，在α＝30°时的ud、id、iVT1、iVD4的波形。并计算此时输出电压和电流的平均值。

VT1VT2Tu2bi2idaudVDLRVD3VD4

解：

u2oud?t??tIdId???IdId???IdIdidooiVT1iVD4iVT2iVD3o?t?t?t?t?toiVDoi2o?

输出电压和电流的平均值分别为： Ud?0.9U2Id?1?cos??0.84U2 2UdU1?cos?U?0.92??0.842 RR2R

3. 单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R＝2 ?，L值极大，反电动势E＝60V，当α＝30°时，试求：

1）作出ud、id和i2的波形；

2）求整流输出电压平均值Ud、电流Id，以及变压器二次侧电流有效值I2。

idVT1VT3Tu1i2u2ELaudbVT2VT4R

解：整流输出电压平均值Ud、电流Id，以及变压器二次侧电流有效值I2分别为：

3?0.9?10?02U?E77.9?460??8.97A() Id?dR2I2?Id?8.97A()Ud?0.9U2c?os?V77.94()

u2oudoido0i2oIdId?t?t?tId?t

4. 某一大电感负载采用单相半控桥式整流接有续流二极管的电路，负载电阻R=4Ω，电源电压U2=220V，α=π/3，求：

1) 输出直流平均电压和输出直流平均电流；