《電力電子技術(shù)》學(xué)習(xí)指導(dǎo)

《電力電子技術(shù)》

學(xué)習(xí)指導(dǎo)書

編寫：徐立娟雷翔霄

長沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院

*r.1.

刖S

《電力電子設(shè)備的安裝與調(diào)試》是高等職業(yè)技術(shù)院校電類與機類專業(yè)的一門非常重要的

專業(yè)基礎(chǔ)課。但學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的過程中，普遍反映該課程的練習(xí)題求解較困難。因此編

此學(xué)習(xí)指導(dǎo)書，以幫助學(xué)生牢固掌握基礎(chǔ)知識，同時提高分析問題與解決問題的能力。

本指導(dǎo)書是與該課程教材配套的，共六個模塊，包含調(diào)光燈、三相可控整流電源、開關(guān)

電源、中頻感應(yīng)加熱電源、變頻器。每模塊又由六部分構(gòu)成：

1.本模塊學(xué)習(xí)目標與要求一一對學(xué)生學(xué)習(xí)本模塊所提出的要求，什么知識要懂得或者

掌握、什么能分析計算、什么會正確應(yīng)用、什么是通常熟悉，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)時能有的放矢。

2.要緊概念提示及難點釋疑一一概括本模塊的要緊概念、難點問題的解決、突出重點,

便于學(xué)生熟悉與掌握本課題要緊內(nèi)容，幫助學(xué)生解釋難點。

3.學(xué)習(xí)方法一一是對學(xué)生學(xué)習(xí)提出的學(xué)習(xí)意見。

4.典型題解析一一通過對本模塊典型立體的分析、計算，給學(xué)生以結(jié)題的啟示，引導(dǎo)

與擴展解題的思路，培養(yǎng)與提高學(xué)生分析與解決問題的能力。

5.自我檢測題一一鞏固重點內(nèi)容，突破疑難問題，加深對基本概念、基本電路的懂得,

有利于學(xué)生從中歸納總結(jié)分析與計算的思路、方法與規(guī)律。

6.自我檢測題答案一一給出答案，有利學(xué)生自學(xué)、自練與自查，提高對課程基本內(nèi)容

的掌握程度。

編者

2008年11月

目錄

模塊一調(diào)光燈4

模塊二三相整流電源..........................................................34

模塊三開關(guān)電源................................................................51

模塊四中頻感應(yīng)加熱電源......................................................58

模塊五變頻器................................................................63

模塊一調(diào)光燈

調(diào)光燈在日常生活中的應(yīng)用非常廣泛，本模塊通過對調(diào)光燈電路有關(guān)的知識：晶閘管、

雙向晶閘管、單相半波可控整流電路、單相交流調(diào)壓、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路等內(nèi)容的介紹與

分析。使學(xué)生能夠懂得電路的工作原理，掌握電路原理圖的繪制、電路分析的方法與電路的

基本調(diào)試技能。

一、學(xué)習(xí)目標與要求

1.認識普通晶閘管、雙向晶閘管、可關(guān)斷晶閘管與單結(jié)晶體管器件。

2.會選用與檢測普通晶閘管、雙向晶閘管、可關(guān)斷晶閘管與單結(jié)晶體管。

3.能分析普通晶閘管、雙向晶閘管、可關(guān)斷晶閘管與單結(jié)晶體管的工作原理。

4.能分析單相半波整流電路與單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理。

5.能熟悉觸發(fā)電路與主電路電壓同步的基本概念。

6.學(xué)會調(diào)光燈電路的安裝與調(diào)試技能。

7.在小組合作實施項目過程中培養(yǎng)與人合作的精神。

二、要緊概念提示及難點釋疑

1.晶閘管導(dǎo)通、關(guān)斷條件

1）晶閘管導(dǎo)通條件：陽極加正向電壓、門極加適當正向電壓。

注意：陽極加正向電壓是指陽極電位高于陰極電位，陽極電位能夠是正也能夠是負。門

極正向電壓是指門極電位高于陰極電位。

2）關(guān)斷條件：流過晶閘管的陽極電流小于維持電流。

能夠通過降低晶閘管陽極一陰極間電壓或者增大主電路中的電阻。

2.晶閘管要緊參數(shù)

1）額定電壓：用等級表示，選用管子時額定電壓常常時實際工作時可能承受的最大電

壓的2?3倍。

2）額定電流

注意：不一致于通常電氣元件以有效值來定義額定電流，而是以平均值來定義的。選擇

管子時要用有效值相等原則即流過晶閘管實際電流的有效值等于（小于更好）管子的額定電

流有效值。

3.單相半波可控整流電路工作原理及參數(shù)計算

1）幾個名詞術(shù)語與概念

操縱角a：操縱角a也叫觸發(fā)角或者觸發(fā)延遲角，是指晶閘管從承受正向電壓開始到

觸發(fā)脈沖出現(xiàn)之間的電角度。

導(dǎo)通角，：是指晶閘管在一周期內(nèi)處于導(dǎo)通的電角度。

移相：移相是指改變觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時刻，即改變操縱角a的大小。

移相范圍：移相范圍是指一個周期內(nèi)觸發(fā)脈沖的移動范圍，它決定了輸出電壓的變化范

圍。

2）分析工作原理、繪制輸出電壓“d波形時要抓住晶閘管什么時候?qū)?、什么時候關(guān)斷

這個關(guān)鍵。

3）電感性負載時，懂得輸出負電壓的原因。關(guān)鍵是懂得電感儲存、釋放能量的性質(zhì)。

4）參數(shù)計算時要根據(jù)輸出波形，應(yīng)用電工基礎(chǔ)中平均值、有效值的概念來推導(dǎo)計算公

式。

5）續(xù)流二極管的作用：使負載不出現(xiàn)負電壓，提高輸出電壓。

4.單結(jié)晶體管觸發(fā)電路

1）單結(jié)晶體管的伏安特性

圖1一1單結(jié)晶體管伏安特性

（a）單結(jié)晶體管實驗電路（b）單結(jié)晶體管伏安特性（c）特性曲線族

2）單結(jié)晶體管的張馳振蕩電路

圖1-2單結(jié)晶體管張馳振蕩電路電路圖與波形圖

(a)電路圖(b)波形圖

3)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路

單結(jié)晶體管觸發(fā)電路如圖1—3所示。由同步電路與脈沖移相與形成兩部分構(gòu)成的。

圖1—3單結(jié)晶體管觸發(fā)電路

4.雙向晶閘管的觸發(fā)方式

雙向晶閘管正反兩個方向都能導(dǎo)通，門極加正負電壓都能觸發(fā)。主電壓與觸發(fā)電壓相互

配合，能夠得到四種觸發(fā)方式:

1)1+觸發(fā)方式主極T1為正，T2為負；門極電壓G為正，T2為負。

2)I-觸發(fā)方式主極T1為正，T2為負；門極電壓G為負，T2為正。

3)W+觸發(fā)方式主極T1為負，T2為正；門極電壓G為正，T2為負。

4)III-觸發(fā)方式主極T1為負，T2為正；門極電壓G為負，T2為正。

5.雙向晶閘管的參數(shù)

1)雙向晶閘管額定通態(tài)電流不一致于普通晶閘管的額定通態(tài)電流。前者用交流有效值

標定，后者用正弦半波平均值標定，選擇晶閘管時不能混淆。比如雙向晶閘管額定通態(tài)電流

100

為100A,若用兩個反并聯(lián)的普通晶閘管代替，按有效相等的原則，得1.57/1.)=3,

因此，/“AV)-----產(chǎn)=45A。因此一個100A的雙向晶閘管與兩個45A反并聯(lián)的普通晶

1.57V2

閘管等效。

2)在選擇雙向晶閘管的額定通態(tài)電流時，要考慮到電動機的啟動電流的影響，在交流

開關(guān)的主電流中串入空心電抗器，可抑制換向電壓上網(wǎng)率，降低對雙向晶閘管換向能力的要

求。

6.交流調(diào)壓電路

(1)單相交流調(diào)壓電路電感性負載時，要用寬脈沖觸發(fā)晶閘管，否則在(負載

功率因數(shù)角)時，會使一個晶閘管不能導(dǎo)通，負載波形只有半周，出現(xiàn)很大的直流分量，電

路不能正常工作。

(2)單相交流調(diào)壓電路電阻性負載時，移相范圍是a=0°-180°,而電感性負載時，

移相范圍是a=。~180°

(3)交流功率調(diào)節(jié)容量較大時，應(yīng)使用三相交流調(diào)壓。三相交流調(diào)壓電路接線方式及

性能特點見教材。

(4)交流調(diào)壓能夠使用移相觸發(fā)也能夠使用過零觸發(fā)來實現(xiàn)。過零觸發(fā)就是在電壓為

零鄰近觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，在設(shè)定的周期內(nèi)改變晶閘管導(dǎo)通的頻率樹來實現(xiàn)交流調(diào)壓或者調(diào)功

率。

7.單相橋式全控整流電路

1)電路使用了四個晶閘管，觸發(fā)電路需發(fā)出在相位上相差180°的兩組觸發(fā)脈沖。

2)電阻性負載時，在電源電壓正負半周內(nèi)，兩組晶閘管VT1、VT4與VT2、VT3輪番

導(dǎo)通向負載供電，使得輸出電壓波形為單相半波電路輸出電壓波形的兩倍。

單相全控橋式整流電路帶電阻性負載電路參數(shù)的計算：

①.輸出電壓平均值的計算公式：

Ud=-]42U2sincotd(cot)=0.9%1+0°$'

1a2

②.負載電流平均值的計算公式：

/,="=0.9匹匕之

"2

③.輸出電壓的有效值的計算公式:

2

u=」(描,sin?yr)J(?y/)=t/2.—Sin2a+^^

、無力'~V2TT7i

④.負載電流有效值的計算公式：

⑤.流過每只晶閘管的電流的平均值的計算公式：

&=1=0.45

dT2dRd2

⑥.流過每只晶閘管的電流的有效值的計算公式：

rI1.同2.、2"、%I1.\7l~a1f

I—?—I(--------sincot)d(①f)=——J—sin2aH----------=--p=I

T、2萬，此/?八4乃17iV2

⑦.晶閘管可能承受的最大電壓為：

3)電感性負載時，如電感足夠大，輸出電壓波形出現(xiàn)負值。a<90。時，電流連續(xù),

Ud=0~0.9S;a>90°時，電流斷續(xù)，Ud-O。

4)單相全控橋式整流電路帶電感性負載電路參數(shù)的計算：

①.輸出電壓平均值的計算公式：

Ud=0.9(72costz

②.負載電流平均值的計算公式：

I.---0.9—cosar

Rd此

③.流過一只晶閘管的電流的平均值與有效值的計算公式：

9

?.晶閘管可能承受的最大電壓為:

u.二回

8.單相橋式半控整流電路

1）電路是用兩只二極管代替了單相橋式全控整流電路種的兩只晶閘管，只能用于整流

而不能用于逆變。

2）大電感負載時存在自然續(xù)流與失控現(xiàn)象

3）單相全控橋式整流電路帶電阻性負載電路參數(shù)的計算：

①.輸出電壓平均值的計算公式：

a的移相范圍是0°?180°。

②.負載電流平均值的計算公式：

乙="=0.9%l+c°sa

（Rd2

③.流過一只晶閘管與整流二極管的電流的平均值與有效值的計算公式：

晶閘管可能承受的最大電壓為：

UTM=后。2

4）加了續(xù)流二極管后，單相全控橋式整流電路帶電感性負載電路參數(shù)的計算如下：

①.輸出電壓平均值的計算公式：

2=0.9心筆^

a的移相范圍是0°?180°。

②.負載電流平均值的計算公式：

小嘰0.9三

此Rd2

③.流過一只晶閘管與整流二極管的電流的平均值與有效值的計算公式：

?,7c-aT

7t-a

Dd

24

④.流過續(xù)流二極管的電流的平均值與有效值分別為:

⑤.晶閘管可能承受的最大電壓為：

U7M=^2U2

三、學(xué)習(xí)方法

1.對比法：雙向晶閘管的學(xué)習(xí)與普通晶閘管對比，找出他們的異同：移相觸發(fā)與過零

觸發(fā)比較，找出各自優(yōu)缺點。電阻性負載與電感性負載與電感性負載接續(xù)流二極管的電路對

比分析。

2.波形分析法：波形分析法是整流電路與觸發(fā)電路的工作原理分析最有效的方法，讀

者要學(xué)會利用波形分析來分析電路工作原理。

3.討論分析法：讀者要學(xué)習(xí)與他人討論分析問題，并熟悉其他讀者的學(xué)習(xí)方法與學(xué)習(xí)

收獲，提高學(xué)習(xí)效率。

4.分析計算法：電路中各電量的計算要通過工作原理分析來推導(dǎo)。

5.理論聯(lián)系實際法：將理論波形與實際波形聯(lián)系起來，參照分析。

四、典型題解析

例晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？導(dǎo)通后流過晶閘管的電流由什么決定？晶閘管的

關(guān)斷條件是什么？如何實現(xiàn)？晶閘管導(dǎo)通與阻斷時其兩端電壓各為多少？

解：晶閘管導(dǎo)通的條件是：晶閘管陽極與陰極之間加正向陽極電壓。門極與陰極之間加

適當?shù)恼蜿枠O電壓。

導(dǎo)通后流過晶閘管的電流由主電路電源電壓與負載大小決定。

晶閘管的關(guān)斷條件是：陽極電流小于維持電流。

關(guān)斷晶閘管能夠通過降低晶閘管陽極一陰極間電壓或者增大主電路中的電阻。

晶閘管導(dǎo)通時兩端電壓為通態(tài)平均電壓（管壓降），阻斷時兩端電壓由主電路電源電壓

決定。

例1-2調(diào)試圖1-4所示晶閘管電路，在斷開負載Rd測量輸出電壓Ud是否可調(diào)時,

發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)不正常，接上Rd后一切正常，請分析為什么？

解：當S斷開時，由于電壓表內(nèi)阻很大，即使晶閘管門極加觸發(fā)信號，如今流過晶閘

管陽極電流仍小于擎住電流，晶閘管無法導(dǎo)通，電流表上顯示的讀數(shù)只是管子漏電流形成的

電阻與電壓表內(nèi)阻的分壓值，因此此讀數(shù)不準。在S合上以后，Rd介入電路，晶閘管能正

常導(dǎo)通，電壓表的讀數(shù)才能正確顯示。

例1-3畫出圖1—5所示電路電阻Rd上的電壓波形。

圖1一5習(xí)題1-3圖

解：

例1-4說明晶閘管型號KP100-8E代表的意義。

解：KP100-8E表示額定電流100A、額定電壓8級(800V、通態(tài)平均電壓組別E(0.7

VUTW0.8)普通晶閘管。

例1-5晶閘管的額定電流與其他電氣設(shè)備的額定電流有什么不一致？

解：由于整流設(shè)備的輸出端所接負載常用平均電流來衡量其性能，因此晶閘管額定電流

的標定與其他電器設(shè)備不一致，使用的是平均電流，而不是有效值，又稱之通態(tài)平均電流。

所謂通態(tài)平均電流是指在環(huán)境溫度為40℃與規(guī)定的冷卻條件下，晶閘管在導(dǎo)通角不小于

170。電阻性負載電路中，當不超過額定結(jié)溫且穩(wěn)固時，所同意通過的工頻正弦半波電流的

平均值。

例1-6型號為KP100-3、維持電流M=3mA的晶閘管，使用在圖1―6所示的三個

電路中是否合理？為什么（不考慮電壓、電流裕量）？

圖116例1—6圖

解：（a）圖的目的是鞏固維持電流與擎住電流概念，擎住電流通常為維持電流的數(shù)倍。

本題給定晶閘管的維持電流M=3mA,那么擎住電流必定是十幾毫安，而圖中數(shù)據(jù)說明，

晶閘管即使被觸發(fā)導(dǎo)通，陽極電流為100V/50KQ=3mA,遠小于擎住電流，晶閘管不可能

導(dǎo)通，故不合理。

（b）圖要緊是加強對晶閘管型號的含義及額定電壓、額定電流的懂得。

本圖所給的晶閘管額定電壓為300A、額定電流100A。圖中數(shù)據(jù)說明，晶閘管可能承受

的最大電壓為31IV,大于管子的額定電壓，故不合理。

（c）圖要緊是加強對晶閘管型號的含義及額定電壓、額定電流的懂得。

晶閘管可能通過的最大電流有效值為150A,小于晶閘管的額定電流有效值1.57X100

=157A,晶閘管可能承受的最大電壓150V,小于晶閘管的額定電壓300V,在不考慮電壓、

電流裕量的前提下，能夠正常工作，故合理。

例1-7某晶閘管元件測得UDRM=840V,URRM=980V,試確定此晶閘管的額定電壓是

多少？

解：根據(jù)將UDRM與URRM中的較小值按百位取整后作為該晶閘管的額定值，將兩者較

小的840V按教材表1-2取整得800V,該晶閘管的額定電壓為8級（800V）。

例1-8有些晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通后，觸發(fā)脈沖結(jié)束時它又關(guān)斷是什么原因？

解：晶閘管的陽極加正向電壓，門極加正向觸發(fā)脈沖時，晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通。此后陽極

電流逐步上升到擎住電流后，去掉觸發(fā)脈沖，則管子繼續(xù)導(dǎo)通，明白電流升到負載電流后，

進入正常工作狀態(tài)。假如陽極電流還沒有升到擎住電流值就去掉門極脈沖，則晶閘管就不能

繼續(xù)導(dǎo)通而關(guān)斷。

例1-9某電阻性負載要求0?24V直流電壓，最大負載電流/d=30A,如用220V交

流直接供電與用變壓器降壓到60V供電，都使用單相半波整流電路，是否都能滿足要求？

試比較兩種供電方案所選晶閘管的導(dǎo)通角、額定電壓、額定電流值與電源與變壓器二次側(cè)的

功率因數(shù)與對電源的容量的要求有何不一致、兩種方案哪種更合理（考慮2倍裕量）？

解：（1）使用220V電源直接供電，當a=0°時

Udo=O.45U2=99V

使用整流變壓器降至60V供電，當a=0°時

”10=0453=27V

因此只要適當調(diào)節(jié)a角，上述兩種方案均滿足輸出0?24V直流電壓的要求。

1+coc/y

（2）使用220V電源直流供電，由于Ud=0.45U,,其中在輸出最大時，S

d22

=220V,Ud=24V,則計算得,0T=180°-121°=59°

晶閘管承受的最大電壓為UTM=&（72=31IV

考慮2倍裕量，晶閘管額定電壓UTn=2UTM=622V

、力一日、1皿.k、云士“狂曰U?\ii-a~~sin2a。

流過晶閘管的電流有效值是/T=—J--------+----------，其中，a121,

凡V2兀4兀

<=力=絲=0.8。

〃30

則/T=84A

[QJ.X2

考慮2倍裕量，則晶閘管額定電流應(yīng)為心5力=’一=^——=107A

因此，所選晶閘管的額定電壓要大于622V,額定電流要大于107A。

電源提供的有功功率

P==842x0.8=5644,8W

電源的視在功率

S=U2I2=U2I=220Xa=18.48W

電源側(cè)功率因數(shù)

P

cos。=—?0.305

(3)使用整流變壓器降至60V供電，S=60V,Ud=24V,由Ud=。45。2一產(chǎn)

計算得1^39°,卅=180°—39°=141°

晶閘管承受的最大電壓為UTM=V2%=84.9V

考慮2倍裕量，晶閘管額定電壓UTn=2UTM=169.8V

流過晶閘管的電流有效值是/T=5巴二巴+吧當“51.44

V27r4兀

考慮2倍裕量，則晶閘管額定電流應(yīng)為5(.)=▲j—=514x2x65.5A

T(AV)1.571.57

因此，所選晶閘管的額定電壓要大于169.8V,額定電流要大于65.5A。

電源提供的有功功率

2

P=IRd=51.42x0.8=2113.6W

電源的視在功率

S=U2I2=t/2Z=60x51.4=3.08W

電源側(cè)功率因數(shù)

P

cos(p=y*0.685

通過以上計算能夠看出，增加了變壓器后，使整流電路的操縱角減小，所選晶閘管的額

定電壓、額定電流都減小，而且對電源容量的要求減小，功率因數(shù)提高。因此，使用整流變

壓器降壓的方案更合理。

例1-10圖1-7是中小型發(fā)電機使用的單相半波晶閘管自激勵磁電路，L為勵磁電

感，發(fā)電機滿載時相電壓為220V,要求勵磁電壓為40V,勵磁繞組內(nèi)阻為2Q,電感為0.1H,

試求：

1）滿足勵磁要求時，晶閘管的導(dǎo)通角及流過晶閘管與續(xù)流二極管的電流平均值與有效

值。

2）晶閘管與續(xù)流二極管可能承受的電壓各使多少？

3）選擇晶閘管與續(xù)流二極管的型號。

4）如電路原先運行正常，突然發(fā)現(xiàn)電機電壓很低，經(jīng)檢查，晶閘管觸發(fā)電路與熔斷器

均正常'，試問是何原因？

圖1-7習(xí)題1一10圖

解：1）先求操縱角a

1+cosa

Ud=0.45。2

2

240,，、…

cosa=-----x-------1=-0.192

0.45220

得a=101°

則0T=180O-101°=79°

OD=180°+101°=281°

由于3心=2n兒d=2X3.14X50X0.1=31.4Q,因此為大電感負載，各電量分別計算如下

Ki

180°-fz,180°-101°”

--------------x20=4.4A

360°d360°

Id=9.4A

1800+a180°+101°

1d=x20=15.6A

360°360°

ll800+a

/=17.6/1

D\360。1

2)UTM=92=311V

即=3HV

3)選擇晶閘管與續(xù)流二極管得型號

〃Tn=(2~3)U7M=(2~3)x311V=622~933V

JQ4

/?HAV,=(1.5~2)—=(1.5~2)—A=9~

T(AV)71.571.5712A

取UTn=70?V,/T(AV)=1°A；選擇晶閘管型號為KP10—7。

UDn=(2~3)UDM=(2~3)X311V=622~933V

/D(AV>=(1.5~2)4=(1.5~2)坦A=16.8~22A

D(AV>71,571.57

取UDn=700V,/D(AV)=20A；選擇晶閘管型號為ZP20—7。

4)是續(xù)流二極管開路造成的。由于發(fā)電機勵磁線圈為大電感負載，因此輸出電壓5

始終為零或者電壓很低。

例1-11單相半波整流電路，如門極不加觸發(fā)脈沖；晶閘管內(nèi)部短路；晶閘管內(nèi)部斷

開，試分析上述3種情況下晶閘管兩端電壓與負載兩端電壓波形。

解：(1)晶閘管門極不加觸發(fā)脈沖，即晶閘管呈阻斷狀態(tài)，可視作開路，因此輸出電壓

與晶閘管兩端電壓波形如圖1一8(a)所示。

(2)晶閘管內(nèi)部短路，顯然晶閘管兩端電壓為零，如今輸出電壓與晶閘管兩端電壓波

形如圖1—8(b)所示。

(3)晶閘管內(nèi)部開路，輸出電壓與晶閘管兩端電壓波形如圖1—8(c)所示。

圖1―8例1—11波形圖

例1一12單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中，削波穩(wěn)壓管兩端并接移只大電容，可控整流電路能

工作嗎？為什么？

解：不能工作。由于單結(jié)晶體管觸發(fā)電路得同步使靠穩(wěn)壓管兩端得梯形波電壓過零實現(xiàn)

得，使電容充電得開始時刻與主電路一一對應(yīng)。假如接上濾波電容，電路就沒有過零點，因

此電路不能正常工作。

例1一13單結(jié)晶體管張馳振蕩電路是根據(jù)單結(jié)晶體管的什么特性構(gòu)成工作的？振蕩頻

率的高低與什么因素有關(guān)？

解：單結(jié)晶體管張馳振蕩電路是根據(jù)單結(jié)晶體管的負阻特性構(gòu)成工作的。

根據(jù)振蕩電路的頻率f=--1——能夠看出，頻率與充電電阻&與電容容量C有

rRf：

關(guān)。

例1—14用分壓比為0.6的單結(jié)晶體管構(gòu)成振蕩電路，若1/汕=20丫,則峰點電壓Up

為多少？假如管子的bl腳虛焊，電容兩端的電壓為多少？假如是b2腳虛焊（bl腳正常），

電容兩端電壓又為多少？

解：峰點電壓Up=nUbb+0.7=12.7V

假如管子的bl腳虛焊，電容兩端的電壓為20V

假如是b2腳虛焊（bl腳正常），電容兩端電壓0.7V

例1-15在交流調(diào)壓電路或者交流開關(guān)中，使用雙向晶閘管有什么好處？

解：雙向晶閘管不論是從結(jié)構(gòu)上，還是從特性上，都能夠把它看作是一對反并聯(lián)晶閘管

集成元件。它只有一個門極，可用交流或者直流脈沖觸發(fā)，使之能正、反向?qū)?。在交流調(diào)

壓電路或者交流開關(guān)中使用雙向晶閘管能夠簡化電路、減小裝置體積與質(zhì)量、節(jié)約投資、方

便保護。

例1-16雙向晶閘管額定電流的定義與普通晶閘管額定電流的定義有何不一致？額

定電流為100A的兩只普通晶閘管反并聯(lián)能夠用額定電流為多少的雙向晶閘管代替？

解:雙向晶閘管的額定電流用有效值表示，而普通晶閘管的額定電流是用平均值表示的。

額定電流100A的普通晶閘管，其通過電流的峰值為100AXn=314A,則雙向晶閘管的額定

電流為314/a=222A。

例1—17—臺220V/10kW的電爐，使用單相交流調(diào)壓電路，現(xiàn)使其工作在功率為5kW

的電路中，試求電路的操縱角a、工作電流與電源側(cè)功率因數(shù)。

解：電爐是電阻性負載。220V、10kW的電爐其電流有效值應(yīng)為/=W229=45.5A

220

,455

要求輸出功率減半，即/2值減小1/2,故工作電流應(yīng)為/=.=32.1/1

輸出功率減半，即"2值減小1/2,則a=90°

功率因數(shù)cos@=00.707

例1-18圖1-9單相交流調(diào)壓電路，U2=220V,L=5.516mH,R=1Q,試求:

1）操縱角a的移相范圍。

2）負載電流最大有效值。

3）最大輸出功率與功率因數(shù)。

圖1一9例1一18圖

解：1）單相交流調(diào)壓電感性負載時，操縱角a的移相范圍是0~萬

a)L2^x50x5.516

(P=arctan——=arctan-=---6-0--°-----------

R1

因此操縱角。的移相范圍是60°o

2）因a=e時，電流為連續(xù)狀態(tài)，如今負載電流最大。

U220V

1=2=j=11UA

zJl+(1.732)2

3)最大功率

P-U2Icos(p=U2Icosor=(220xllOxcos60°)W=12.1kW

cos夕=cos?=cos60°=0.5

例1-19使用雙向晶閘管構(gòu)成的單相調(diào)功電路使用過零觸發(fā)，S=220V,負載電阻R

=1Q,在操縱的設(shè)定周期Tc內(nèi)，使晶閘管導(dǎo)通0.3s,斷開0.2s。試計算：

1）輸出電壓的有效值。

2）負載上所得得平均功率與假定晶閘管一直導(dǎo)通時輸出得功率。

3）選擇雙向晶閘管得型號。

TJ22202

解：負載在全導(dǎo)通時，送出的功率為「=」=——=48.4kW

R1

負載在導(dǎo)通0.3s斷開0.2s過零觸發(fā)下，負教上的電壓有效值

負載上的功率P=48.4x-03-=29kW

0.3+0.2

例1-20單相橋式全控整流電路中，若有一只晶閘管因過電流而燒成短路，結(jié)果會如

何？若這只晶閘管燒成斷路，結(jié)果又會如何？

解：若有一晶閘管由于過流而燒成斷路，則單相橋式全控整流電路變成單相半波可控整

流電路。假如這只晶閘管被燒成短路，會引起其他晶閘管因?qū)﹄娫炊搪范鵁龤?，嚴重時使輸

入變壓器因過流而損壞。

例1-21單相橋式全控整流電路帶大電感負載時，它與單相橋式半控整流電路中的續(xù)

流二極管的作用是否相同？為什么？

解：作用不一致。全控整流電路電感性負載時，其輸出電壓波形出現(xiàn)負值，使輸出電壓

平均值降低，因此，負載兩端接上續(xù)流二極管后，輸出電壓波形中不再有負值，能夠提高輸

出平均電壓，以滿足負載的需要。

半控橋電路電感性負載時，由于本身的自然續(xù)流作用，即使不接續(xù)流二極管，其輸出電

壓波形也不可能出現(xiàn)負值。但是一旦觸發(fā)脈沖丟失，會使晶閘管失控。因此仍要再負載兩端

街上續(xù)流二極管，防止失控。

例1-22單相橋式全控整流電路，大電感負載，交流側(cè)電流有效值為220V,負載電

阻Rd為4Q,計算當。=60。時，直流輸出電壓平均值輸出電流的平均值若在負

載兩端并接續(xù)流二極管，其/d又是多少？如今流過晶閘管與續(xù)流二極管的電流平均值

與有效值又是多少？畫出上述兩種情形下的電壓電流波形。

解：不接續(xù)流二極管時，由因此大電感負載，故

Ud=0.9t/2cosa=0.9x220xcos60°=99V

5廣…

接續(xù)流二極管時

1+cosa

U=0.9。2=0.9x220x=148.5V

d22

3

37.1A

4

2a.a.60。

】dVDx37.1=12.4A

180°

不接續(xù)流二極管時波形如圖1-10(a)所示；接續(xù)流二極管時波形如圖1-10(b)所

7J\o

「

II勿

形圖

22波

例1-

-10

圖1

與

抗器

波電

的平

夠大

量足

有電感

電，加

機供

電動

直流

，對

電路

整流

半控

相橋

-23單

例1

,計

30A

電流=

負載

如今

°,且

60

角a=

操縱