内容发布更新时间 : 2024/12/23 6:46:11星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

IdVD????180??60?Id??9.9?8.1A 2?360?结论：要使IdVD>IdVT,只需满足

??????? 即 ??0? 2?2? 当α=0°时 IdVD=IdVT, 所以IdVD永远也不可能小于IdVT． 例3. 6 具有变压器中心插头的单相双半波可控整流电路如图2—5 (1)说明该变压器是否存在直流磁化问题。

(2)试绘出α=45 电阻性负载输出整流电压Ud，晶闸管承受电压UVT的波形。 (3)若将VT２换成普通整流二极管VD，绘出相应波形，并推导输出直流电压。 [解] (1)理想变压器u2(t)?N2o

d? dt 式中， Ｎ２为变压器副端匝数；Φ为磁通。 则d??u2(t)u(t)dt, ?d???2dt N2N2当ＶＴ１导通时：

??2?1d?????2U2sin?td(?t)

??1??2??1?2U2(cos??1)当ＶＴ２导通时：

??3?2d???2????2U2sin?td(?t)

??2??3??2??2U2(cos??1)在一个周期内变压器铁芯中总磁通增量为

?????1???2?2U2(cos??1)?2U2(cos??1)?0

因为在一个周期内变压器磁通增量为0，所以该变压器铁心中不存在直流磁化。 (2) α＝45°波形如图3—6(a)所示。

UdUd

OUVTOπ/4π5π/42π3π4π?t?t

π/4π2π3π4π?tUVDOπ/4π2π3π?tOπ/4π2π3π?t

b)a)

图3-6例3 .6波形图

(3) 所求波形如图3-6(b)所示。

2?1??? 2Usin?td(?t)?2Usin?td(?t)22???????2??

2U2 ?(3?cos?)2?Ud?例3．7 图3-7为带续流二极管的单相双半波可控整流电路，负载为大电感性，ωL>>R，已知U2＝220 V，R＝20Ω，α＝60°

(1)试求晶闸管的电压、电流定额，考虑安全裕量为2，选择晶闸管型号。

(2)计算续流二极管电流平均值和有效值。

图3-7例3 .7图 [解] 整流电路输出电压ud，晶闸管的电压uVT，电流iVT波形及续流二极管电流iVDR波形分别如图3—8(a)、(b)、(c)和(d)所示。

UdVT1u10VT2VDRR1?cos?Ud?0.9U221?cos60??0.9?220? ?148.5V2U148.5 Id?d??7.4AR20晶闸管的电流的有效值：

Oπ/3π4π/32π3π4π?tπO2π3π?tIVT????Id2?

180??60???7.4?4.27A360?晶闸管的额定电流：

a)O?tITa?IVT7.4??2.7A 1.571.57O?t 图3-8例3 .7波形图

晶闸管的额定电压：UN?2?2?220?622V

考虑安全裕量为2，则ITa?2?2.7?5.4A, UN?2?622?1244V 故，晶闸管的型号选为KP10－14。 例3．8 单相桥式半控整流电路接电阻性负

VT1VT2id载，要求输出整流电压0～100 V连续可调，30 V以上时要求负载电流达到20 A。采用220 V变压器降压供电，最小控制角α试求：

(1)交流侧电流有效值及变压器容量； (2)选择晶闸管的型号。

min

Tu1i2u2audbR＝30°，

VD3[解] 单相桥式半控整流电路接电阻性负载，其工作过程及输出电压Ud与单相桥式全控整流电路完全相同。

Ud?0.9U21?cos?2

当控制角为最小时，对应的整流输出电压为最大值

1?cos?min 22Udmax2?100?U2 ???119V0.9(1?cos?min)0.9(1?cos30?)?Ud?0.9U2当Ud=30V时，求所对应的控制角α。

?Ud?0.9U2?cos? ?1?cos?2 2Ud2?30?1??1??0.440.9U20.9?119 ??116?当α＝116°时，要保证整流电路输出电流为20A，所需变压器一、二次侧电流有效值为最大。

?1?2U2U2I2?sin?td(?t) ???????RR??21???sin2?? 2???1191180??116?sin(2?116?)??38A1.52?180?变压器二次侧电流有效值为： 变压器一次侧电流有效值为：

VD4

?I1?U2I2119?38 ??20.55AU1220?S1?U1I1 ?220?20.55?4.5KVA S2?S1?4.5KVAS?S1?S2?4.5KVA2所求变压器二次侧电压为119 V，一、二次侧电流有效值分别为38 A和20．55 A，变压器容量为4．5 kVA。

选择晶闸管时，也应以最大α角考虑，即α＝116°，流过晶闸电流的有效值

IVT??U2R?1??2U2sin?t??d(?t) ??2??R?2ITa1???11sin2?? ?I2??38?26.87A4?2?22I26.87?VT??17A1.571.572?119?168V

晶闸管承受最大电压为：2U2?考虑安全裕量为2，则ITa?2?17?34A, UN?2?168?336V 故，晶闸管的型号选为KP50－4。

例3．9 单相桥式半控整流电路，由220 V经变压器供电，负载为大电感性并接有续流二极管。要求输出整流电压20～80V连续可调，最大负载电流为20 A，最小控制角α＝30°.试计算晶闸管、整流管、续流二极管的电流定额以及变压器容量。

[解] 当输出电压Ud＝80 V时，对应的控制角为最小α

min

min

＝30°

?Ud?0.9U2?U2?1?cos?2 2Ud2?80??95.3V0.9(1?cos?)0.9?(1?cos30?)当输出电压Ud＝20 V时，对应的控制角为最大。

（1）计算晶闸管、整流管的参数

2Ud2?20cos?max ??1??1??0.530.9U20.9?119 ??122.3?考虑最严重的工作状态，即α晶闸管电流有效值IVT为IVT?min

＝30°时的情况。

???180??30?Id??20?13A ?180?

晶闸管通态平均电流ITa为ITa?IVT13??8.3A 1.571.57因为整流二极管电流波形与晶闸管一样，所以其电流有效值和j态平均电流与晶闸管相等。

(2)计算续流二极管VDR的电流定额

考虑最严重的工作状态，是在控制角为最大时，即α和通态平均电流分别为

max

＝122.3°时的情况，其有效值

IVDR?IVDa?122.3?Id??20?16.5A?180? I16.5?VDR??10.5A1.571.57不考虑安全裕量，所求晶闸管、整流二极管和续流二极管的额定流分别为8．3 A，8．3 A和10．5 A。

(3)计算变压器容量S 考虑最严重的工作状态，在α此时I2为

min

＝30°时的情况，变压器二次侧电流有效值I2取最大，

???180??30?Id??20?18.3A ?180?S?U2I2?95.3?18.3?1744VAI2?结论 由例3．8和例3．9计算可知，在计算晶闸管的电流额时，与负载性质是紧密相连的。在给定输出电流Id后，阻性载晶闸管电流有效值与Id之比(IVT／Id)随着α的增加而增加，而大电感性负载则相反，IVT／Id的值随着α的增加而减小。

所以考最严重的工作状态，纯阻性负载时，IVTmax对应αα

min

max

，而大电感性负载，IVTmax对应

。

例3．10 单相半控桥式整流电路，接有续流二极管，对直流电动机电枢供电，主电路

中平波电抗器的电感量足够大。电源电压为220V，控制角??60，此时负载电流为30A。计算晶闸管、整流管和续流二极管的电流平均值和有效值、电源容量及功率因数。

解 由于平波电抗器的容量足够大，所以可视为大电感负载，整流输出电流的波形可视为一水平直线。

当??60时，晶闸管的平均电流IdT为

??IdT???180??60??Id??30A?10A

?2?360整流二极管的电流平均值与晶闸管的电流平均值相等，均为

IdD?IdT?10A