某一电热装置（电阻性负载），要求直流平均电压为75V，电流为20A，采用单相半波可控整流电路直接从220V交流电网供电。计算晶闸管的控制角α、导通角θ、负载电流有效值，

解：(1)整流输出平均电压

Ｕd=

12???2?2U2sin?.td(?.t)=

12????2U2sin?.td(?.t)

=

1?cos??1?cos?? U2???0.45U2?22??2 cosα=

2Ud2?75?1??1?0.5152

0.45U20.45?220则 控制角α≈60° 导通角θ=π-α=120° (2).负载电流平均值

Id=

Ud=20(A) R则 R＝Ud／Id＝75／20=3.75Ω 负载电流有效值I，即为晶闸管电流有效值IV1，所以

?U2U21???1???d??t?=2sin2?? I=IV1=＝37.6(A) sin?t?R4?2?2????R??

分析下图示升压斩波电路原理并计算，已知E=50V，负载电阻R=20Ω，L值和C值极大，采用脉宽调制控制方式，当T=40μs，ton=25μs时，计算输出电压平均值U0，输出电流平均值I0。

?2

解：

开关元件导通（模式1）时，电感L储能，负载R上的电压uo和电流io由电容器C上的电压uc提供。

开关元件关断（模式2）时，直流电源Ud和电感L储能向负载R和电容器C提供能量，电容器C充电。

因此，可达到输出平均直流电压高于电源输入的直流电压。输出电压平均值Uo为 Uo?Ud?TUd?

T?Ton1?Kt其中，Ton为导通时间，T为开关周期，Kt为导通比。

Uo?Ud?T50*40??133.3V T?Ton40?25Io?U0133.3??6.67A R20

设流过晶闸管的周期电流波形如下图所示，其最大值均为Im，当采用额定电流为200A

的晶闸管，当不考虑安全余量时，所能送出的平均电流为多少?相应的电流最大值是多少？(7分)。

(在环境温度为40℃和规定的散热冷却条件下，晶闸管在电阻性负载的单相、工频正弦半波导电、结温稳定在额定值125℃时，所对应的通态平均电流值定义为晶闸管的额定电流。

Id?2U2 ?RIa?12???0?2U2sin?t?2U2 d?t?????R2R??2因此当晶闸管的额定电流为200A时，其允许通过的电流有效值为314A。 )

IIm2?32?t

1解：电流平均值: Idb=

2??2?30Imd(?t)?Im 31 电流有效值Ia=

2??2?30(Im)2d(?t)=

Im3

200A的晶闸管允许通过电流的有效值为314A，因此相应的电流最大值为314*3A，所能送出的平均电流IDb=314/3 =181A。

三相全控桥整流电路，带阻感负载，U2＝100V，R＝10

，?L>>R R，求当?＝???时，

输出电压平均值Ud，输出电流平均值Id，变压器二次侧电流有效值I2。 （8分）

解：

Ud?2.34U2cos??2.34*100*cos30o?202.6V

Id?Ud202.6??20.26A R10整流变压器二次侧电流为正负半周各宽120°、前沿相差180°的矩形波，其有效值为：

I2?0.816Id?0.816*20.26?16.54A