单相不控整流电路
电力电子技术习题(附参考答案)
电力电子技术习题（附参考答案）一、单选题（共20题，每题1分，共20分）1、单相全控桥式整流电路电阻性负载中，控制角的最大移相范围是（）A、150°B、180°C、120°D、90°正确答案：B2、电流型三相桥式逆变电路，120°导通型，则在任一时刻开关管导通的个数是不同相的上、下桥臂( )。
A、共三只B、共四只C、各一只D、各二只正确答案：C3、单相全控桥式整流电路大电感性负载中，控制角的最大移相范围是（）A、180°B、90°C、120°D、150°正确答案：B4、对于升降压直流斩波器，当其输出电压小于其电源电压时，有（）。
A、α无法确定B、0.5<α<1C、0<α<0.5D、以上说法均是错误的正确答案：C5、为了防止逆变失败，最小逆变角限制为（），单位为度。
A、30～35B、20～25C、10～15D、40～45正确答案：A6、已经导通的晶闸管的可被关断的条件是流过晶闸管的电流（）A、减小至维持电流以下B、减小至擎住电流以下C、减小至门极触发电流以下D、减小至5A以下正确答案：A7、电力电子器件一般工作在（）状态A、开关B、放大C、开关和放大D、其他正确答案：A8、在晶闸管整流电路中，变压器二次侧所供给的有功功率P＝（）A、I2RdB、I2dRdC、UIdD、U2Id正确答案：D9、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（）。
A、PWMB、PAMC、SPWMD、SPAM正确答案：C10、在晶闸管应用电路中，为了防止误触发应将幅值限制在不触发区内的信号是（）A、干扰信号和触发信号B、干扰信号C、触发电流信号D、触发电压信号正确答案：B11、当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（）A、关断状态B、饱和状态C、不定D、导通状态正确答案：A12、单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α的移相范围是（）A、0度-90度B、0度C、90度-180度D、180度-360度正确答案：A13、IGBT属于（）控制型元件。
电力电子技术整流电路.
cos 2 60 1 0.21 0.45 220
U d 60V
78o
U 2 220 V
180o 78o 102o
U U2
1 sin 2 123.4V 4 2
③
单相半控桥带阻感负载的情况
在u2正半周，u2经VT1和VD4向负载供电。
u2 过零变负时，因电感作用电流不再流经变压器二次绕组， 而是由VT1和VD3续流。
在u2负半周触发角a时刻触发VT2，VT2导通，u2经VT2和VD3向 负载供电。 u2过零变正时，VD4导通，VD3关断。VT2和VD4续流，ud又为 零。
④
失控现象及解决办法
当a 突然增大至180或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸
管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud成为正
弦半波，其平均值保持恒定，称为失控。 为避免这种情况的发生，可在负载侧并联一个续流二极管，感应 电势经续流二极管续流，而不再经过VT1和VD3，这样就可以使VT1 恢复阻断能力，
1 cos( ) 2
O ud
wt wt wt
Id Id
输出平均电流Id为：
Id Ud R
I d
O id i VTO i VD1 i VTO i VD 2 i VDO
3 R 4
Id Id
wt
晶闸管和续流二极管的平均电流分别为：
I VT
wt
Id
Id 2
R
w t1
w t
I. 感性负载加上续流二极管后 其输出平均电压Ud的波形与 阻性负载相同；
w t
Id
w t
单相桥式半控整流电路实验
实验二单相桥式半控整流电路实验一．实验目的1．研究单相桥式半控整流电路在电阻负载，电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。
2．熟悉MCL—05组件锯齿波触发电路的工作。
3．进一步掌握双踪示波器在电力电子线路实验中的使用特点与方法。
二．实验线路及原理见图4-6。
三．实验内容1．单相桥式半控整流电路供电给电阻性负载。
2．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（带续流二极管）。
3．单相桥式半控整流电路供电给反电势负载（带续流二极管）。
4．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（断开续流二极管）。
四．实验设备及仪器1．MCL系列教学实验台主控制屏。
2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。
3．MCL—33组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）4．MCL—05组件或MCL—05A组件5．MEL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。
6．MEL—02三相芯式变压器。
7．二踪示波器8．万用电表五．注意事项1．实验前必须先了解晶闸管的电流额定值（本装置为5A），并根据额定值与整流电路形式计算出负载电阻的最小允许值。
2．为保护整流元件不受损坏，晶闸管整流电路的正确操作步骤（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。
（2）在控制电压U ct =0时，接通主电源。
然后逐渐增大U ct ，使整流电路投入工作。
（3）断开整流电路时，应先把U ct 降到零，使整流电路无输出，然后切断总电源。
3．注意示波器的使用。
4．MCL —33（或MCL —53组件）的内部脉冲需断开。
5．接反电势负载时，需要注意直流电动机必须先加励磁六．实验方法1．将MCL —05（或MCL —05A ，以下均同）面板左上角的同步电压输入接MCL —18的U 、V 输出端（如您选购的产品为MCL —Ⅲ、Ⅴ，则同步电压输入直接与主控制屏的U 、V 输出端相连）， “触发电路选择”拨向“锯齿波”。
单相、三相整流的输入电流、平均电流、电流有效值、峰值电流与输
单相、三相整流的输入电流与输出电流的关系简要分析单相和三相电容滤波不可控整流的输入电流、母线电流、输出电流之间的关系，最后给出简单的估算公式。
1、单相输入整流单相输入整流如下图1，δ为二极管的起始导电角，θ为导通角。
图1 电容滤波单相桥不控整流电路及波形（图形出处：《电力电子学---电力电子变换和控制技术》--陈坚）图中()2*sin()s v t Vs t ωδ=+，电流计算式如下：可以得到：变频器使用条件下，负载R 需要通过折算直流母线电流来确定。
sin δ约为母线电压最小值与额定值的比。
起始导电角、导通角、负载、电容间的关系如下表：sin()in t ωδ+。
（1）单相输入电流有效值忽略效率，假设输入功率等于输出功率，则Pin=Pout 。
Pin=Uin*Iin ，（电流电压均为有效值）。
*Uo*Io ，（Uo 为输出的线电压，Io 为输出电流）。
可得到*Io ，即单相输入的变频器，倍。
考虑功率因数时，Iin= *Io/cos γ。
（2）单相母线电流平均值in ，根据母线提供的功率等于输出功率，则**in d o o I I =，（S2变频器，Uin 为220V ，Uo 为220V ），2d o I I =，（ 1.22d o I I =） 单个二极管承受的电流平均值为母线电流平均值的一半。
（3）单相输入电流峰值输入电流类似与正弦波，只是导通角度减小，但周期和输入电压一致。
将输入电流的方向电流变为正后即为母线电流，所以输入电流峰值即为母线电流峰值。
输入电流峰值与负载和滤波电容有关，它们决定了导通角θ。
当负载在有感性负载如电机或直流电抗器的情况下，输入电流的波形类似于正弦半波。
函数y=Asin(wt)，通过积分计算可得到正弦半波的最大值与平均值的关系为2AV Ay π=，2AV MAX y y π=单相整流的输出电流周期为π，最大导通角为π，当导通角为θ时，2*AV MAXy y θππ=输出功率逆推得到母线电流平均值与波形计算值相等，d AV I y =，则输入电流最大值：()*in MAX o I I ππθ=考虑功率因数，则()**4cos o in MAX I I ππθλ=，（()*1.92*cos o in MAX I I πθλ=）根据经验，输入电流峰值为输出电流有效值的4-6倍左右，当有直流电抗器时，导通角度会增加，峰值会稍微降低。
AC-DC变换器(整流和有源逆变电路)
1π
20
2U2sintd(t)0.4U 52
电源变压器副边电压有效值为U2
5.2.1 单相不控整流电路
VD1
表5-2 单相半波不控整流电路阻感负载时各区间
u2
ud
L eL
各区间工作情况
R b)
感性负载ω时t ，直流 0～π 电压将出现负值，
π～ωt1 ωt1～2π
u2 O
t1
2
降低了直二流极平管均导电 t 压 通情况
AC
+ -
R
AC + -
ud
VD2
VD1
-
AC +
R
-
AC +
ud
VD2
b)
c)
d)
图5-2 单相全波整流负载电压波形 a)单相全波整流电路负载电压波形 b)单相全波整流电路 c)交流输入正
半周整流电路工作图 d)交流输入负半周整流电路工作图
5.2.1 单相不控整流电路
表5-4 单相全波整流电路各区间工作情况
ωt 二极管导通情况
负载电压ud 负载电流id 整流二极管电流iVD1 续流二极管电流iVD2 整流二极管端电压 uVD1 续流二极管端电压 uVD2
0～π VD1导通、 VD2截止 u2 水平直线 矩形波
0 0
π～2π VD1截止、 VD2导通 0
0 矩形波 u2
-|u2|
0
5.2.1 单相不控整流电路
VD1
-
ud AC + VD2
b)
VD3 R ud
VD4
c)
a)单相桥式整流电路 b)交流输入正半周单相桥式整流电路工作图 c)交流输入负半周单相桥式整流电路工作图
07-整流电路之不可控整流电路解析
电流平均值
输出电流平均值IR为： 二极管电流iD平均值为：
二极管承受的电压
IR = Ud /R （3-47） （3-48） Id =IR ID = Id / 2=IR/ 2 （3-49）
2U 2
2-12
3.4.1电容滤波的单相不可控整流电路
感容滤波的二极管整流电路
实际应用为此情况，但分析复杂。 ud波形更平直，电流i2的上升段平缓了许多，这 对于电路的工作是有利的。
n 1
(3-55)
式中
a0
1 2
0
2
0
u( t )d( t )
an
bn
1
1
2
u(t ) cos ntd(t )
u( t ) sin n td( t )
2
0
n=1, 2, 3… 2-25
ia O b)
t
ia O
t
c)
图3-34 考虑电感时电容滤波的三相桥式整流电路及其波形 a）电路原理图 b）轻载时的交流侧电流波形 c）重载时的交流侧电流波形 2-16
3.4.2电容滤波的三相不可控整流电路
2) 主要数量关系
（1）输出电压平均值
Ud在（2.34U2 ~2.45U2）之间变化
（2）电流平均值
2U 2 sind
(3-43) (3-44)
q d arctg(RC)
由式（3-42）和（3-43）得
RC
(RC ) 2 1
e
arctg (RC) RC
e
d RC
sind
(3-45)
可由式（3-45）求出d，进而由式（3-44）求出q,显然d和q仅由乘积RC决定。 2-10
实验七单相桥式半控整流电路实验
调整触发角并记录实验数据
调整触发角
通过改变晶闸管的触发角，观察整流 电路的工作状态变化。
记录实验数据
在调整触发角的过程中，记录输入、 输出电压、电流等参数的变化情况， 并进行分析。
04 实验结果与分析
整流电路的输出电压与电流波形
总结词
通过实验，我们观察到了整流电路的输出电压与电流波形，并对其进行了分析。
解决方案2
尝试增加负载电阻的阻 值，以减小电流对输出
电压的影响。
对电力电子技术的展望与思考
展望
随着电力电子技术的不断发展，未来可能会 有更加高效、智能的整流电路出现，为电力 系统的稳定运行提供更加可靠的保障。
思考
在实验过程中，我深刻体会到了电力电子技 术在实际应用中的重要性。我认为，为了更 好地掌握这门技术，除了学习理论知识外， 还需要多进行实践操作，通过实验加深对原 理的理解。同时，也需要关注电力电子技术 的发展动态，了解最新的研究成果和应用情 况。
的控制。
了解单相桥式半控整流电路在不 同控制信号下的工作状态和输出
特性。
学习整流电路的参数计算和元件选择
学习整流电路的参数计算，包括输入电压、输出电压、电流等参数的计算方法。
学习元件的选择原则，包括晶闸管、二极管、电容等元件的选择标准和使用注意事 项。
掌握根据实际需求进行元件参数的计算和选择，以确保整流电路的性能和稳定性。
详细描述
在实验过程中，我们通过改变触发角的大小，观察到了整流电路输出电压和电流波形的变化。随着触 发角的增大，输出电压和电流波形均呈现出逐渐减小的趋势。这一结果表明，触发角是影响整流电路 性能的重要参数。
元件参数对整流电路性能的影响
总结词
实验结果显示，元件参数对整流电路的性能具有重要影响。
单相全波不控整流输出电压与输入电压关系
单相全波不控整流输出电压与输入电压关系单相全波不控整流电路是一种常见的电力电子装置，用于将交流电转换为直流电。
其输出电压与输入电压之间存在着一定的关系，本文将详细介绍这种关系。
我们需要了解单相全波不控整流电路的基本原理。
该电路由一个二极管桥和负载组成，二极管桥由四个二极管组成，分别为D1、D2、D3和D4。
当输入交流电源施加在二极管桥上时，根据二极管的导通特性，只有在输入电压大于二极管的正向压降时，二极管才会导通。
导通的二极管将电流传输到负载上，从而实现了电流的单向传输。
在单相全波不控整流电路中，输出电压与输入电压之间存在一定的关系。
具体来说，输出电压等于输入电压的峰值减去二极管的正向压降。
我们来看一下输入电压的特点。
在单相交流电源中，电压是随时间变化的，呈正弦波形。
我们通常用峰值电压（Vp）或有效值电压（Vrms）来表示交流电压的大小。
峰值电压是交流电压波形的最大值，有效值电压是交流电压波形的均方根值，其大小约为峰值电压的0.707倍。
而在单相全波不控整流电路中，输出电压的特点与输入电压有所不同。
由于二极管的导通特性，只有当输入电压大于二极管的正向压降时，二极管才会导通，电流才能流过负载。
因此，输出电压的波形是输入电压波形的正半周。
具体来说，当输入电压大于二极管的正向压降时，输出电压等于输入电压的峰值减去二极管的正向压降。
而当输入电压小于二极管的正向压降时，二极管不导通，输出电压为零。
需要注意的是，由于二极管的正向压降是固定的，所以输出电压的大小取决于输入电压的大小。
当输入电压的峰值较大时，输出电压也会相应增大；当输入电压的峰值较小时，输出电压也会相应减小。
除了输入电压的大小，负载的特性也会影响输出电压与输入电压之间的关系。
负载的电阻越小，输出电压的波动越小；负载的电阻越大，输出电压的波动也会越大。
单相全波不控整流输出电压与输入电压之间的关系可以用以下公式表示：输出电压 = 输入电压峰值 - 二极管正向压降需要注意的是，这个公式是在不考虑负载特性的情况下得出的。
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电力电子学—交流/直流变换器
第5章交流/直流变换器02整流的基本原理
03负载性质对整流特性的影响04交流电路电感对整流特性的影响目录
05相控有源逆变电路06
三相高频PWM 整流
01
整流器的类型和性能指标
不控整流电路的介绍101电路结构与整流原理
102小结与思考
103
不控整流电路
01
不控整流电路的介绍
不控整流电路：在交流电源和直流负载之间插入二极管或二级管电路，利用二极管的单向导电性实现交流/直流电能变换。
不可控开关器件
二极管: 自然导通（被施加正向电压）
断态（受到反向电压作用）
✓单相半波不控整流
✓双半波不控整流
✓单相桥式不控整流
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）
02
电路结构与整流原理
负半周：D 1受反压而截止，负载两端断路
v D =0,i D =0
正半周：D 1受正压而导通，正的交流电压加到负载两端
v D =v s ,i D =i s v s
v D
D 1
i S
i D 1:1
S 2sin S v V t
w =
半波整流的缺点：
1.直流电压平均值小
2.变压器中有较大的直流电流
3.输入电流谐波大。
输出电压平均值V D ：
积分的
上下限
积分变量
平均的周期 π
D S
0S S 12sin 2π20.45πV V t d t V V w w =⋅==⎰v s
v D
D 1
i S
i D 1:1
负半周：D 1受反压而截止，D 2受正压而导通，正的交流电压加到负载两端
正半周：D 1受正压而导通，D 2受反压而截止，正的交流电压加到负载两端
v s
v D
D 1D 2
i S
i D
A O
B v s
v D
D 1D 2
i S
i
D
A
O B
w t
v AO =v s w t
v BO =-v s
v D
i D
i s
π
D S 0
S S
12sin π220.9π
V V t d t
V V w w =⋅==⎰输出电压平均值V D ：
平均的周期
双半波整流的优点：
1.直流电压平均值较大
2.变压器不流过直流电流
3. 输入电流正弦
双半波整流的缺点：
1. 必须要带中心抽头的变压器；
2. 二极管电压应力为2.828V S (有
效值)。
电路结构与整流原理--双半波不控整流
1
D D
v s
v 2
D D
i s
i D
v 0
t
w s
v 0
t
w
v s
v D
D 1
D 2
D 3
D 4
v s
v D
D 1
D 2
D 3
D 4
π
D S 0
S S
12sin π220.9π
V V t d t
V V w w =⋅==⎰输出电压平均值V D ：
w t
w t
i s
i D
v D
v s
v D
D 1
D 2
D 3
D 4
π
D S 0
S S
12sin π220.9π
V V t d t
V V w w =⋅==⎰输出电压平均值V D ：
w t
w t
i s
i D
v D
与双半波不控整流电路相比：◆相同点：v D 波形、i s 波形；◆多用两个二极管，但可略
去有中心抽头的变压器
03
小结与思考
1. 半波整流电路✓变压器流过直流电流✓输出单脉波，电压利用率低
✓输入电流不正弦
✓二极管电压应力为
1.414V S
✓可以不要变压器v s v D
D1
D2
2. 双半波整流电路
✓变压器不流过直流电流
✓输出双脉波，电压利用
率高
✓输入电流正弦
✓二极管电压应力为
2.828V S
✓必须要变压器
v s v D
D1
D2
D3
D4
3.单相桥式不控整流电路
✓变压器不流过直流电流
✓输出双脉波，电压利用
率高
✓输入电流正弦
✓二极管电压应力为
1.414V S
✓可以不要变压器
记住：2和3的输
入输出波形相同
小结与思考
谢谢！。