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文本内容:
课程学习的基本要求及重点难点内容分析第一章电力电子器件的原理与特性
1、本章学习要求电力电子器件概述,要求达到“熟悉”层次1)电力电子器件的发展概况及其发展趋势2)电力电子器件的分类及其各自的特点功率二极管,要求达到“熟悉”层次1)功率二极管的工作原理、基本特性、主要参数和主要类型2)功率二极管额定电流的定义晶闸管,要求达到“掌握”层次1)晶闸管的结构、工作原理及伏安特性2)晶闸管主要参数的定义及其含义3)电流波形系数kf的定义及计算方法4)晶闸管导通和关断条件5)能够根据要求选用晶闸管门极可关断晶闸管(GTO)要求达到“熟悉”层次GTO的工作原理、特点及主要参数功率场效应管,要求达到“熟悉”层次1)功率场效应管的特点,基本特性及安全工作区绝缘栅双极型晶体管(IGBT)要求达到“熟悉”层次IGBT的工作原理、特点、擎住效应及安全工作区新型电力电子器件简介,要求达到“熟悉”层次
2、本章重点难点分析有关晶闸管电流计算的问题晶闸管是整流电路中用得比较多的一种电力电子器件,在进行有关晶闸管的电流计算时,针对实际流过晶闸管的不同电流波形,应根据电流有效值相等的原则选择计算公式,即允许流过晶闸管的实际电流有效值应等于额定电流It对应的电流有效值利用公式I=kfXld=L57It进行晶闸管电流计算时,一般可解决两个方面的问题一是已知晶闸管的实际工作条件(包括流过的电流波形、幅值等),确定所要选用的品闸管额定
2.5同上26见课本P52代入公式即可
2.7解1)波形略见课本P57Uj=
0.9lhCosa=
0.9X220XCos30°=
171.5VL=Ud/R=
171.5/2=
85.75Ah=Id=8575A3)晶闸管可能承受的最大电压为Utm=^U=3H5考虑2倍安全裕量其值为622V选额定电压为650V的晶闸管考虑2倍安全裕量时晶闸管的平均电流为Itay=2Ir/
1.57=
77.2A选额定电流为80A的晶闸管见课本P54代入公式即可见课本P
682.\a见课本P70代入公式即可
2.11〜223都可参照课本例题或公式解答第三章直流斩波器
1、本章学习要求直流斩波器的工作原理及控制方式,要求达到“掌握”层次直流斩波器基本电路,要求达到“掌握”层次降压斩波器,要求达到“掌握”层次1)降压斩波器的电路组成及其工作原理2)降压斩波器输出电压平均值的表达式升压斩波器,要求达到“熟悉”层次1)升压斩波器的电路组成及其工作原理2)升压斩波器输出电压平均值的表达式第四章交流调压电路和相控交■交变频电路
1、本章学习要求
4.1单相交流调压电路,要求达到“熟悉”层次1)交流调压电路的概念2)单相交流调压电路的电路结构及工作原理3)单相交流调压电路带阻感负载时的相关电量的计算第五章无源逆变电路
1、本章学习要求无源逆变电路的原理,要求达到“熟悉”层次1)逆变的概念2)有源逆变和无源逆变的区别3)逆变电路的分类及其各自的特点单相电压型逆变电路,要求达到“掌握”层次1)单相半桥逆变电路的电路组成及工作原理2)单相桥式逆变电路的电路组成及工作原理3)与开关管反并联的续流二极管的作用脉冲宽度调制(PWM)要求达到“熟悉”层次1)正弦脉宽调制(SPWM)的基本原理PWM的单极性调制和双极性调制方式3)载波信号、调制信号、载波比和调制比的概念及含义
2、本章作业无源逆变与有源逆变有什么不同?答:交流侧接电网为有源逆变;交流侧接负载为无源逆变随负载要求的不同无源逆变电路输出的频率与电压既可以是恒定的也可以是可变的什么是电压型逆变电路?什么是电流型逆变电路?从电路组成和工作波形上看,这二者各有什么特点?答:电压型逆变电路因其直流侧电源为电压源所以直流电压无脉动直流回路呈低阻抗由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且与负载阻抗角无关交流侧输出电流波形则取决于负载的性质为给感性(滞后)的负载电流提供流通路径逆变桥的各桥臂必须并联无功反馈二极管电流型逆变电路因其直流侧电源为电流源所以直流电流无脉动直流回路呈高阻抗交流侧输出电压波形为矩形波并且与负载阻抗角无关交流侧输出电压波形则取决于负载的性质由于电流源电流的单向性逆变桥的各桥臂不必并联无功反馈二极管电压型逆变电路中,与开关管反并联的二极管的作用是什么?答为给感性(滞后)的负载电流提供流通路径逆变桥的各桥臂必须并联无功反馈二极管第六章电力电子器件的门(栅)极控制电路
1、本章学习要求晶闸管门极触发电路,要求达到“熟悉”层次1)晶闸管对触发电路的基本要求GTR的基极驱动电路,要求达到“熟悉”层次GTR对驱动电路的基本要求
2、本章作业晶闸管主电路对触发电路的要求是什么?P227〜228答:1)触发脉冲的参数应符合要求触发脉冲的主要参数有脉冲幅值、宽度和前沿陡度2)触发脉冲与主电路电源电压必须同步3)触发脉冲的移相范围应满足变流装置的要求4)触发脉冲的频率有可调性5;防止干扰与误触发第七章相控整流主电路参数的计算和设计
1、本章学习要求整流变压器参数的计算,要求达到“熟悉”层次1)选择整流变压器二次侧相电压的原则整流元件的选择,要求达到“掌握”层次1)整流元件额定电压、额定电流的选择晶闸管的串联与并联,要求达到“熟悉”层次1)晶闸管在进行串、并联使用时应注意的相关问题电抗器参数的计算,要求达到“熟悉”层次1)晶闸管装置直流侧串入的平波电抗器的作用
2、本章作业整流电路供电的整流变压器二次侧相电压的选择是由哪些因素决定的?若二次侧相电压选得过高或过低,将出现什么问题?答:整流电路供电的整流变压器二次侧相电压的选择应考虑以下几个因素:
①主电路的型式;
②最小控制角age;
③电网电压波动;
④晶闸管或整流管及线路压降nUT;
⑤整流变压器引起的换相压降损失二次侧相电压选得过高,则晶闸管运行时控制角a过大造成功率因数变坏、无功功率增大,并在电源回路的电感上产生较大的电压降;选得过低则有可能在最不利的情况下既电源电压偏低、负载最大时即使晶闸管的控制角退到最小仍然不能达到负载要求的额定电压晶闸管串联或并联使用时,应采取什么样的均压或均流措施?答:晶闸管串联使用时为了使每个晶闸管承受的电压均衡除了选用特性尽可能一致的元件还应对每个晶闸管并联均压电阻还要在晶闸管上并联电容止匕夕卜晶闸管串接后,要求各元件的开通时间差要尽量小因此对门极触发脉冲的要求比较高即触发脉冲前沿要陡触发脉冲电流要大使晶闸管的开通时间尽量小并一致晶闸管并联使用时为了使每个晶闸管承受的电流均衡除了选用特性尽可能一致的元件还应采取电阻均流和电抗均流止匕夕卜晶闸管并接后同样要求各元件的开通时间差要尽量小因此触发脉冲前沿要陡触发脉冲电流要大使各元件的开通时间尽可能一致同时适当增大电感可以降低dildt从而在开通时间差异一定的条件下可以减小各并联元件的动态电流差别此外在安装时要注意各支路的导线电阻与分布电感相近注意对于专升本(业余)学生,本课程着重要求大家掌握第
一、
二、
六、七章的内容其余各章的内容只要求了解基本概念和基本原理即可第三部分综合练习题
一、填空题(本大题共14小空,每小空2分,共28分).晶闸管是四层三端器件,三个引出电极分别为阳极、阴极和极.一只额定电流为100A的普通晶闸管,其允许通过的电流有效值为Ao.具有自关断能力的电力电子器件称为器件.三相全控桥式整流电路中,采用共阴极组接法的三只晶闸管,要求其触发脉冲以120°为间隔,依次在电源电压的—半周触发各晶闸管.在考虑变压器漏抗影响时,整流电路输出电压的平均值将—o.三相全控桥式整流电路输出的电压波形在一个周期内脉动次.采用时间比控制方式改变斩波器负载两端的平均电压,对斩波器触发脉冲的调制方法有三种,分另U是;;O8降压斩波器中,电源电压Ud=50V导通比为
0.8则负载电压平均值Uld为o.电流型逆变电路直流侧为输出电流波形为o.根据调制脉冲的极性,PWM也有两种调制方式,分别是和—调制
二、简答题(本大题共6小题,每小题6分,共36分).试说明晶闸管的开通和关断的条件.试说明晶闸管整流装置实现有源逆变的条件.试说明整流电路中整流变压器二次侧相电压U26选得过高或过低,将出现什么问题?.单相半控桥整流电路带感性负载时,若该电路不接续流二极管,请对其可能发生的“失控”现象进行分析.三相桥式全控整流电路带大电感负载时,以连接于A相的共阴极组晶闸管「为例说明在一个周期内,其承受电压的情况.某单相可控整流电路,分别给阻性负载和蓄电池反电动势负载供电,在流过负载电流平均值相同的条件下,哪一种负载下晶闸管的额定电流应选大一些?为什么?
三、计算题(本大题共3小题,每小题12分,共36分)
1.单相桥式可控整流电路,带一大电感对蓄电池充电,R=3Q电感L足够大,U2=220V反电动势E=60V1)要保持充电电流为10A估算此时的控制角a;2)该电路中晶闸管承受的最大电压是多少?.单相全控桥式整流电路,带阻感负载,R=5QL值很大,即满足3L»RU2=100V当a=60°时求1)作出输出电压田、输出电流id、变压器二次侧电流i2的波形;2)求整流输出平均电压Ud、电流Id和二次侧电流有效值b;3)考虑两倍的安全裕量,选择晶闸管的额定电压和额定电流值.单相全控桥式有源逆变电路,回路电阻平波电抗器Ld足够大,变压器二次电压有效值U2=220V负载电动势Ed=-200V当8=30°时求1)画出输出电压Ud、流过晶闸管电流Hi的波形;2)计算变流电路输出平均电压Ud、负载平均电流Id参考答案:
一、填空题本大题共14小空,每小空2分,共28分1门
2.
1573.全控型.正
5.减小
6.
6.脉冲宽度调制;脉冲频率调制;调频调宽混合控制.40V
9.电流源;矩形波
10.单极性;双极性
二、简答题本大题共6小题,每小题6分,共36分.晶闸管导通条件是1晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压;2晶闸管门极和阴极之间必须加上适当的正向脉冲电压和电流在晶闸管导通后,门极就失去控制作用,欲使其关断,只需将流过晶闸管的电流减小到其维持电流以下,可采用阳极加反向电压、减小阳极电压或增大回路阻抗等方式.1变流电路直流侧应具有能提供逆变能量的直流电源电动势Ed,其极性应与晶闸管的导电电流方向一致;2变流电路输出的平均电压Ud的极性必须为负,以保证与直流电源电动势Ed构成同极性相连,即控制角a90,且满足IUdIIEdI.整流电路中整流变压器二次侧相电压U2小选得过高,则晶闸管运行时控制角过大,造成功率因数变坏,无功功率增大;选择过低,则有可能在最不利的运行情况下,即使晶闸管的控制角退到最小时,仍然不能达到负载要求的额定电压.单相半控桥整流电路带感性负载时,不接续流二极管,将可能发生失控现象以晶闸管Ti导通的情况为例,当交流电源电压在负半周时,负载电流通过Ti和二极管D2续流输出电压为零;当交流电源电压在正半周时,负载电流通过Ti和二极管D4流通,输出电压为电源电压即在一个周期内,晶闸管Ti持续导通,二极管Di、D2轮流导通,输出电压波形为正弦半波.「导通期间,承受正向管压降-0为120;「关断期间,分别承受线电压*b、Uac各120o.反电动势负载时晶闸管额定电流应选大一些因为反电动势负载时,晶闸管的导通角0比电阻性负载时小反电动势负载的电流波形系数Kf比电阻负载时大
三、计算题本大题共3小题,每小题12分,共36分
1.解1Ud=
0.9U2CosClId=Ud-E/R=
0.9U2Cosa-E/RCosa=IdR+E/
0.9U2=10x3+
6070.9x220=
0.445a=63°2U=
1.414x220=31IV.解:1波形略Ud=
0.9U2Cosa=
0.9X100XCos600=45VId=Ud/R=45/5=9AI2=Id=9A3晶闸管可能承受的最大电压为Utm=同2=141V考虑2倍安全裕量其值为282V选额定电压为300V的晶闸管考虑2倍安全裕量时晶闸管的平均电流为Itav=2It/
1.57=
8.1A选额定电流为10A的晶闸管.解:1)波形略Ud=-
0.9U2cosp=-
0.9x220xcos30°=-
171.5VI附录资料不需要的可以自行删除生活中的物理知识大全厨房中的物理知识我们认真观察厨房里燃料、炊具,做饭、做菜等全部过程,回忆厨房中发生的一系列变化,会看到有关的物理现象利用物理知识解释这些现象如下
一、与电学知识有关的现象
1、电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能,都是利用热传递煮饭、煮菜、烧开水的
2、排气扇(抽油烟机)利用电能转化为机械能,利用空气对流进行空气变换
3、电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头,插入三孔插座,防止用电器漏电和触电事故的发生
4、微波炉加热均匀,热效率高,卫生无污染加热原理是利用电能转化为电磁能,再将电磁能转化为内能
5、厨房中的电灯,利用电流的热效应工作,将电能转化为内能和光能
6、厨房的炉灶(蜂窝煤灶,液化气灶,煤灶,柴灶)是将化学能转化为内能,即燃料燃烧放出热量
二、与力学知识有关的现象
1、电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器,水面总是相平的
2、菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积,增大压强
3、菜刀的刀刃有油,为的是在切菜时,使接触面光滑,减小摩擦
4、菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹,使接触面粗糙,增大摩擦
5、火铲送煤时,是利用煤的惯性将煤送入火炉
6、往保温瓶里倒开水,根据声音知水量高低由于水量增多,空气柱的长度减小,振动频率增大,音调升高
7、磨菜刀时要不断浇水,是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加,温度升高,刀口硬度变小,刀口不利;浇水是利用热传递使菜刀内能减小,温度降低,不会升至过高
三、与热学知识有关的现象
(一)与热学中的热膨胀和热传递有关的现象
1、使用炉灶烧水或炒菜,要使锅底放在火苗的外焰,不要让锅底压住火头,可使锅的温度升高快,是因为火苗的外焰温度高
2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手
3、炉灶上方安装排风扇,是为了加快空气对流,使厨房油烟及时排出去,避免污染空间
4、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂这是因为砂锅是热的不良导体,烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢砂锅内外收缩不均匀故易破裂
5、往保温瓶灌开水时,不灌满能更好地保温因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失
6、炒菜主要是利用热传导方式传热,煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的
7、冬季从保温瓶里倒出一些开水,盖紧瓶塞时,常会看到瓶塞马上跳一下这是因为随着开水倒出,进入一些冷空气,瓶塞塞紧后,进入的冷空气受热很快膨胀,压强增大,从而推开瓶塞
8、冬季刚出锅的热汤,看到汤面没有热气,好像汤不烫,但喝起来却很烫是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失(水分蒸发)
9、冬天或气温很低时,往玻璃杯中倒入沸水,应当先用少量的沸水预热一下杯子,以防止玻璃杯内外温差过大,内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力,致使杯破裂
10、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿,容易剥壳因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离
(二)与物体状态变化有关的现象
1、液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的;使用时,通过减压阀,液化气的压强降低,由液态变为气态,进入灶中燃烧
2、用焊锡的铁壶烧水,壶烧不坏,若不装水,把它放在火上一会儿就烧坏了这是因为水的沸点在1标准大气压下是100C锡的熔点是232C装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100℃达不到锡的熔点,更达不到铁的熔点,故壶烧不坏若不装水在火上烧,不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点焊锡熔化,壶就烧坏了
3、烧水或煮食物时,喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量(液化热)
4、用砂锅煮食物,食物煮好后,让砂锅离开火炉,食物将在锅内继续沸腾一会儿这是因为砂锅离开火炉时,砂锅底的温度高于100℃而锅内食物为100℃离开火炉后,锅内食物能从锅底吸收热量,继续沸腾,直到锅底的温度降为100℃为止
5、用高压锅煮食物熟得快些主要是增大了锅内气压,提高了水的沸点,即提高了煮食物的温度
6、夏天自来水管壁大量“出汗”,常是下雨的征兆自来水管“出汗”并不是管内的水渗漏,而是自来水管大都埋在地下,水的温度较低,空气中的水蒸气接触水管,就会放出热量液化成小水滴附在外壁上如果管壁大量“出汗”,说明空气中水蒸气含量较高,湿度较大,这正是下雨的前兆
7、煮食物并不是火越旺越快因为水沸腾后温度不变,即使再加大火力,也不能提高水温,结果只能加快水的汽化,使锅内水蒸发变干,浪费燃料正确方法是用大火把锅内水烧开后,用小火保持水沸腾就行了
8、冬天水壶里的水烧开后,在离壶嘴一定距离才能看见“白气”,而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低;壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”
9、油炸食物时,溅入水滴会听到“叭、叭”的响声,并溅出油来这是因为水的沸点比油低,水的密度比油大,溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾,产生的气泡上升到油面破裂而发出响声
10、当锅烧得温度较高时,洒点水在锅内,就发出“吱、吱”的声音,并冒出大量的“白气”这是因为水先迅速汽化后又液化,并发出“吱、吱”的响声
11、当汤煮沸要溢出锅时,迅速向锅内加冷水或扬(舀)起汤,可使汤的温度降至沸点以下加冷水,冷水温度低于沸腾的汤的温度,混合后,冷水吸热,汤放热把汤扬起的过程中,由于空气比汤温度低,汤放出热,温度降低,倒入锅内后,它又从沸汤中吸热,使锅中汤温度降低
(三)与热学中的分子热运动有关的现象
1、腌菜往往要半月才会变咸,而炒菜时加盐几分钟就变咸了,这是因为温度越高,盐的离子运动越快的缘故
2、长期堆煤的墙角处,若用小刀从墙上刮去一薄层,可看见里面呈黑色,这是因为分子永不停息地做无规则的运动,在长期堆煤的墙角处,由于煤分子扩散到墙内,所以刮去一层,仍可看到里面呈黑色我们在日常生活、生产中只要细心观察身边的物理现象,联系到我们学过的物理知识,去分析和解释这些现象,就能够提高观察、分析及解决物理问题的能力我们在厨房里,若留心看一下其中的炉灶、器皿以及做饭、炒菜中出现的一些现象,定会发现很多处要用到物理知识
一、热凉粥或冷饭时,锅内发出”扑嘟、扑嘟”的声音,并不断冒出气泡来,但一尝,粥或饭并不热,这是为什么?把凉粥或饭烧热与烧开水是不一样的虽然水是热的不良身体,对热的传导速度很慢,但水具有很好的流动性当锅底的水受热时,它就要膨胀,密度减小就上浮,周围的凉水就流过来填补,通过这种对流,就把锅底的热不断地传递到水的各部分而使水变热而凉粥或饭,既流动性差又不易传导热所以,当锅底的粥或饭吸热后,温度就很快上升,但却不能很快地向上或四周流动,大量的热就集中在锅底而将锅底的粥烧焦因热很难传到粥的上面,所以上面的粥依然是凉的加热凉粥或饭时,要在锅里多加一些水,使粥变稀,增强它的流动性此外,还要勤搅拌,强制进行对流,这样可将粥进行均匀加热
二、用砂锅煮肉或烧汤时一,当汤水沸腾后从炉子上拿下来,则汤水仍会继续沸腾一段时间,而铁、铝锅却没这种现象,这是为什么?因为砂锅是陶土烧制成的,而非金属的比热比金属大得多,传热能力比金属差得多当砂锅在炉子上加热时,锅外层的温度大大超过100℃内层温度略高于100℃o此时,锅吸收了很多热量,储存了很多热能将砂锅从炉子上拿下来后远高于100c的锅的外层就继续向内层传递热量,使锅内的汤水仍达到100℃而能继续沸腾一段时间,铁、铝锅就不会出现这种现象(其原因请同学们自己分析)
三、炒肉中的“见面熟”逢年过节,人们总要炒上几个肉菜,那么怎样爆炒肉片呢?若将肉片直接放入热油锅里去爆炒,则瘦肉纤维中所含的水分就要急剧蒸发,致使肉片变得干硬,甚至于会将肉炒焦炒糊,大大失去鲜味为把肉片爆炒得好吃师傅们往往预先将肉片拌入适量的淀粉,则肉片放到热油锅里后,附着在肉片外的淀粉糊中的水分蒸发,而肉片里的水分难以蒸发,仍保持了原来肉的鲜嫩,还减少了营养的损失,肉又熟得快即“见面熟”用这种方法炒的肉片,既鲜嫩味美,又营养丰富
四、冻肉解冻用什么方法最好?从冰箱里取出冻肉、冻鸡,如何将其解冻呢?用接近0℃的冷水最好因为冻肉温度是在0℃以下,若放在热水里解冻,冻肉从热水中吸收热量,其外层迅速解冻而使温度很快升到以上,此的肉层之间便有了空隙,传递热的本领也就下降,使内部的冻肉不易再吸热解冻而形成硬核若将冻肉放在冷水中,则因冻肉、冻鸡吸热而使冷水温度很快降到0C且部分水还会结冰因1克水结成冰可放出80卡热量(而1克水降低只放出1卡热量),放出的如此之多的热量被冻肉吸收后,使肉外层的温度较快升高,而内层又容易吸收热量,这样,整块肉的温度也就较快升到0℃如此反复几次,冻肉就可解冻从营养角度分析,这种均匀缓慢升温的方法也是科学的
(四)电流值;二是已知晶闸管的额定电流,根据实际工作情况,计算晶闸管的通流能力前者属于选用晶闸管的问题,后者属于校核晶闸管的问题1)计算与选择晶闸管的额定电流解决这类问题的方法是首先从题目的已知条件中,找出实际通过晶闸管的电流波形或有关参数(如电流幅值、触发角等),据此算出通过晶闸管的实际电流有效值I考虑(
1.5〜2)倍的安全裕量,算得额定电流为It=(L5〜2)1/
1.57再根据It值选择相近电流系列的晶闸管2)校核或确定晶闸管的通流能力解决这类问题的方法是由已知晶闸管的额定电流,计算出该管子允许通过的电流有效值根据实际电流波形求出电流波形系数,算得晶闸管允许的实际电流平均值为Id=
1.57斤/kf(未考虑安全裕量时)
3、本章典型例题分析例
1.1晶闸管导通和关断的条件是什么?解晶闸管导通条件是1)晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压;2)晶闸管门极和阴极之间必须加上适当的正向脉冲电压和电流在晶闸管导通后,门极就失去控制作用,欲使其关断,只需将流过晶闸管的电流减小到其维持电流以下,可采用阳极加反向电压、减小阳极电压或增大回路阻抗等方式例L2单相正弦交流电源,其电压有效值为220V晶闸管和电阻串联相接,试计算晶闸管实际承受的正、反向电压最大值是多少?考虑2倍安全裕量,晶闸管的额定电压如何选取?解晶闸管所承受的正、反向电压最大值为输入正弦交流电源电压的峰值220V2=311V;考虑2倍安全裕量,则晶闸管额定电压不低于2X311=622V可取为700V
4、本章作业有些晶闸管触发导通后,触发脉冲结束时它又关断是什么原因?答:晶闸管导通情况下随着主回路电源电压的降低主回路电流降低到某一数值以下时晶闸管就关断了品闸管导通后,流过晶闸管的电流大小取决于什么?品闸管关断后,其承受的电压大小取决于什么?答:晶闸管导通后流过晶闸管的电流完全由主电路的电源电压和回路电阻所决定晶闸管关断后其承受的电压大小取决于电源电压汽车上的物理知识
一、力学方面
1、汽车的底盘质量都较大,这样可以降低汽车的重心,增加汽车行驶时的稳度
2、汽车的车身设计成流线型,是为了减小汽车行驶时受到的阻力
3、汽车前进的动力地面对主动轮的摩擦力(主动轮与从动轮与地面的摩擦力的方向相反)
4、汽车在平直路面匀速前进时一一牵引力与阻力互相平衡,汽车所受重力与地面的支持力平衡
5、汽车拐弯时
①司机要打方向盘一一力是改变物体运动状态的原因;
②乘客会向拐弯的反方向倾倒一一由于乘客具有惯性
6、汽车急刹车(减速)时,
①司机踩刹车一一力是改变物体运动状态的原因;
②乘客会向车行方向倾倒一一惯性
③司机用较小的力就能刹住车一一杠杆原理;
④用力踩刹车增大压力来增大摩擦;
⑤急刹车时,车轮与地面的摩擦由滚动变摩擦成滑动摩擦
7、不同用途的汽车的车轮还存在大小和个数的差异一一这与汽车对路面的压强大小相关
8、汽车的座椅都设计得既宽且大,这样就减小了对坐车人的压强,使人乘坐舒服
9、汽车快速行驶时,车的尾部会形成一个低气压区,这是我们常常能在运动的汽车尾部看到卷扬的尘土形成原因
10、交通管理部门要求
①小汽车的司机和前排乘客必须系好安全带一一这样可以防止惯性的危害;
②严禁车辆超载一一不仅仅减小车辆对路面的破坏,还有减小摩擦、惯性等;
③严禁车辆超速一一防止急刹车时,因反应距离和制动距离过长而造成车祸
11、简单机械的应用
①方向盘、车轮、开窗摇柄等都是轮轴,
②调速杆,自动开关门装置是杠杆
12、汽车爬坡时要调为低速由P=Fv功率一定时,降低速度,可增大牵引力
13、关于速度路程,时间的计算问题;参照物与运动状态的描述问题
14、认识限速,里程,禁鸣等标志牌,了解其含义
二、声学方面
1、汽车喇叭发声要响,发动机的声音要尽量消除(发动机上装配消音器)一一这是在声源处减弱噪声
2、为减轻车辆行驶时的噪声对道旁居民的影响,在道旁设置屏障或植树一一可以在传播过程中减弱噪声
3、喇叭发声电能一一机械能
三、热学方面
1、汽车发动机常用柴油机或汽油机一一它们是内燃机一一利用内能来做功
2、发动机外装有水套,用循环流动的水帮助发动机散热一一水的比热容大
3、冬天,为防冻坏水箱,入夜时要排尽水箱中的水一一防止热胀冷缩的危害
4、小汽车的后窗玻璃板中嵌有一道道的电热丝一一它可以防止车内形成的雾气附着于玻璃上并凝结
5、刚坐进汽车或有汽车从你身旁驶过时,会闻到浓浓的汽油味一一扩散现象
6、空调车车窗玻璃设计成双层的一一防止传热
7、环保汽车使用气体燃料,可减小对大气的污染
四、电学方面
1、汽车的发动机常用低压电动机起动电动机是根据磁场对电流的作用的道理制成的,工作时把电能转化为机械能
2、汽车电动机(汽车电机)常用车载电瓶(蓄电池)供电,汽车运行过程中可以利用的车轮带动车载发电机发电,给蓄电池充电给蓄电池充电时,电能转化为化学能储存起来,此时蓄电池是用电器;用蓄电池给电动机供电时,化学能转化为电能,此时蓄电池才是电源
3、车载蓄电池还被用来为汽车上配装的空调、电扇、收录机、CD机及各种用途的电灯供电,方便地电能转化为机械能、声能、光能等等
3、油罐车的尾部通常要挂一条铁链直达路面,这样做有利于使运输过程中因颠簸而产生的电荷迅速传到大地上,避免因静电放电而带来灾难
4、车灯发光电能一一光能
五、光学方面
1、汽车旁的观后镜,交叉路口的观察镜用的都是凸面镜,可以开阔视野
2、汽车在夜间行驶时,车内一般不开灯,这样可防止车内乘客在司机前的挡风玻璃上成像,干扰司机正确判断
3、汽车前的挡风玻璃通常都不直立(底盘高大的车除外),这是因为挡风玻璃相当于平面镜车内物体易通过它成像于司机面前,影响司机的判断
4、汽车尾灯灯罩角反射器可将射来的光线反回,保证后面车辆安全
5、汽车头灯凹面镜反射原理,近距光灯丝在焦点附近,远距光灯丝在焦点上自行车上的物理知识你知道自行车上有哪些物理知识吗?下面我们来看一看
1、自行车上的摩擦知识
①自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹摩擦力的大小跟两个因素有关压力的大小、接触面的粗糙程度压力越大,摩擦力越大;接触面越粗糙,摩擦力越大自行车外胎有凸凹不平的花纹,这是通过增大自行车与地面间的粗糙程度,来增大摩擦力的,其目的是为了防止自行车打滑
②自行车为什么能前进?当我们骑在自行车上时,由于人和自行车对地面有压力,轮胎和地面之间不光滑因此自行车与路面之间有摩擦,不过,要问自行车为何能前进?这还是依靠后轮与地面之间的摩擦而产生的,这个摩擦力的方向是向前的那前轮的摩擦力是干什么的?阻碍车的运动!其方向与自行车前进方向相反正是这两个力大小相等方向相反,所以自行车作匀速运动不过,当人们在地上推自行车前进时,前轮和后轮的摩擦力方向都向后那谁和这两个力平衡呢?脚对地面的摩擦力向前!
③刹车以后,自行车为何能停止?刹车时,刹皮与车圈间的摩擦力,会阻碍后轮的转动手的压力越大,刹皮对车圈的压力就越大,产生的摩擦力也就越大,后轮就转动的越慢如果完全刹死这时后轮与地面之间的摩擦就变为滑动摩擦力(原来为滚动摩擦,方向向前),方向向后,阻碍了自行车的运动,因此就停下来了
④自行车哪些地方安有钢珠?为什么安钢珠?在自行车的前轴、中轴、后轴、车把转动处,脚蹬转动处等地方,都安有钢珠人们骑自行车总是希望轻松、灵活、省力而用滚动代替滑动就可以大大减小摩擦力,因此要在自行车转动的地方安装钢珠,我们可以经常加润滑油,使接触面彼此离开,这样就可以使摩擦力变得更小
2、自行车上的杠杆、轮轴知识
①自行车上的杠杆A、控制前轮转向的杠杆自行车的车把,是省力杠杆,人们用很小的力就能转动自行车前轮,来控制自行车的运动方向和自行车的平衡B、控制刹车闸的杠杆车把上的闸把是省力杠杆,人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上
②自行车上的轮轴A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮组成省力轮轴(脚蹬半径大于花盘齿轮半径)B、自行车手把与前叉轴组成省力轮轴(手把转动的半径大于前叉轴的半径)C、后轴上的齿轮和后轮组成费力轮轴(齿轮半径小于后轮半径)
3、自行车上的气压知识自行车内胎充气早期的各种轮子都是木轮、铁轮,颠簸不已现代自行车使用充气内胎主要是使胎内的压强增大,可以起到缓冲的作用,同时可以减小自行车前进的阻力气门芯的作用充气内胎上的气门芯,起着单向阀门的作用,只让气体进入,不让气体外漏,方便进气,保证充气内胎的密封
4、自行车上光学知识自行车上的红色尾灯,不能自行发光,但是到了晚上却可以提醒司机注意,因为自行车的尾灯是由很多蜂窝状的“小室”构成的,而每一个“小室”是由三个约成90度的反射面组成的这样在晚上时,当后面汽车的灯光射到自行车尾灯上就会产生反射光,由于红色醒目,就可以引起司机的注意自行车在我国是很普及的代步和运载工具在它的“身上”运用了许多力学知识.测量中的应用在测量跑道的长度时,可运用自行车如普通车轮的直径为
0.71米或
0.66米那么转过一圈长度为直径乘圆周率几,即约
2.23米或
2.07米,然后,让车沿着跑道滚动,记下滚过的圈数n则跑道长为nX
2.23米或nX
2.07米.力和运动的应用⑴减小与增大摩擦车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦为更进一步减小摩擦,人们常在这些部位加润滑剂多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦如车的外胎,车把手塑料套,蹬板套、闸把套等变滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦如在刹车时,车轮不再滚动,而在地面上滑动,摩擦大大增加了,故车可迅速停驶而在刹车的同时,手用力握紧车闸把,增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的⑵弹簧的减震作用车的座垫下安有许多根弹簧,利用它的缓冲作用以减小震动.压强知识的应用⑴自行车车胎上刻有载重量如车载过重,则车胎受到压强太大而被压破⑵座垫呈马鞍型,它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强,使人骑车不易感到疲劳.简单机械知识的应用自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆,可增大对刹车皮的拉力自行车为了省力或省距离,还使用了轮轴脚蹬板与链轮牙盘;后轮与飞轮及龙头与转轴等.功、机械能的知识运用⑴根据功的原理省力必定费距离因此人们在上坡时,常骑“S形”路线就是这个道理⑵动能和重力势能的相互转化如骑车上坡前,人们往往要加紧蹬几下,就容易上去些,这里是动能转化为势能而骑车下坡,不用蹬,车速也越来越快,此为势能转化为动能.惯性定律的运用快速行驶的自行车,如果突然把前轮刹住,后轮为什么会跳起来这是因为前轮受到阻力而突然停止运动,但车上的人和后轮没有受到阻力,根据惯性定律,人和后轮要保持继续向前的运动状态,所以后轮会跳起来切记下坡或高速行驶时,不能单独用自行车的前闸刹车,否则会出现翻车事故!民谚俗语中的物理知识在日常生活中,我们经常会接触到一些民谚、俗语,这些民谚、俗语蕴含着丰富的物理知识,我们平时如果注意分析、了解一些民谚、俗语,就可以在实际生活中深化知识,活化知识,这对培养我们分析问题、解决问题的能力是大有帮助的下面列举几例
1、小小称坨压千斤一一根据杠杆平衡原理,如果动力臂是阻力臂的几分之一,则动力就是阻力的几倍如果称蛇的力臂很大,那么〃一两拨千斤〃是完全可能的
2、破镜不能重圆一一当分子间的距离较大时(大于几百埃),分子间的引力很小,几乎为零,所以破镜很难重圆
3、摘不着的是镜中月捞不着的是水中花一一平面镜成的像为虚像
4、人心齐,泰山移一一如果各个分力的方向一致,则合力的大小等于各个分力的大小之和
5、麻绳提豆腐一提不起来一一在压力一定时,如果受力面积小,则压强就大
6、真金不怕火来炼,真理不怕争辩一一从金的熔点来看,虽不是最高的,但也有1068C而一般火焰的温度为8000c左右,由于火焰的温度小于金的熔点,所以金不能熔化
7、月晕而风,础润而雨一一大风来临时,高空中气温迅速下降,水蒸气凝结成小水滴,这些小水滴相当于许多三棱镜,月光通过这些〃三棱镜〃发生色散,形成彩色的月晕,故有〃月晕而风〃之说础润即地面反潮,大雨来临之前,空气湿度较大,地面温度较低,靠近地面的水汽遇冷凝聚为小水珠,另外,地面含有的盐分容易吸附潮湿的水汽,故地面反潮预示大雨将至
8、长啸一声,山鸣谷应一一人在崇山峻岭中长啸一声,声音通过多次反射,可以形成洪亮的回音,经久不息,似乎山在狂呼,谷在回音
9、但闻其声,不见其人一一波在传播的过程中,当障碍物的尺寸小于波长时,可以发生明显的衍射一般围墙的高度为几米,声波的波长比围墙的高度要大,所以,它能绕地高墙,使墙外的人听到;而光波的波长较短(10-6米左右),远小于高墙尺寸,所以人身上发出的光线不能衍射到墙外,墙外的人就无法看到墙内人
10、开水不响,响水不开一一水沸腾之前,由于对流,水内气泡一边上升,一边上下振动,大部分气泡在水内压力下破裂,其破裂声和振动声又与容器产生共鸣所以声音很大水沸腾后,上下等温,气泡体积增大,在浮力作用下一直升到水面才破裂开来,因而响声比较小
11、猪八戒照镜子一里外不是人一一根据平面镜成像的规律,平面镜所成的像大小相等,物像对称,因此猪八戒看到的像和自己〃一模一样〃,仍然是个猪像,自然就〃里外不是人了〃
12、水火不相容一一物质燃烧,必须达到着火点,由于水的比热大,水与火接触可大量吸收热量,至使着火物温度降低;同时汽化后的水蒸气包围在燃烧的物体外面,使得物体不可能和空气接触,而没有了空气,燃烧就不能进行
13、洞中方一日,世上已千年一一根据爱因斯坦的相对论,在接近光速的宇宙飞船中航行,时间的流逝会比地球上慢得多,在这个〃洞中〃生活几天,则地球上已渡过了几年,几十年,甚至几百年,几千年
14、千里眼,顺风耳一一人们利用电磁波传送声音和图像信号,使古代神话中的〃千里眼,顺风耳〃变为现实并且人类的视野已远远超过了〃千里〃
15、坐地日行八万里一一由于地球的半径为6370千米,地球每转一圈,其表面上的物体〃走〃的路程约为
40003.6千米,约8万里这是毛泽东吟出的诗词,它还科学的揭示了运动和静止关系一一运动是绝对的,静止总是相对参照物而言的
16、釜底抽薪一一液体沸腾有两个条件一是达到沸点,二是继续吸热如果〃抽薪〃以后,便能制止液体沸腾
17、墙内开花墙外香一一由于分了在不停的做无规则的运动,墙内的花香就会扩散到墙外
18、坐井观天所见甚少一一由于光沿直线传播,由几何作图知识可知,青蛙的视野将很小
19、如坐针毡一一由压强公式可知,当压力一定时,如果受力面积越小,则压强越大人坐在这样的毡子上就会感觉极不舒服
20、瑞雪照丰年一一下到地上的雪有许多松散的空隙,里面充满着不流动的空气是热的不良导体,当它覆盖在农作物上时,可以很好的防止热传导和空气对流,因此能起到保温作用
21、霜前冷,雪后寒一一在深秋的夜晚,地面附近的空气温度骤然变冷(温度低于0C以下),空气中的水蒸气凝华成小冰晶,附着在地面上形成霜,所以有〃霜前冷〃的感觉雪熔化时要需吸收热量,使空气的温度降低,所以我们有〃雪后寒〃的感觉
22、一滴水可见太阳,一件事可见精神滴水相当于一个凸透镜,根据凸透镜成像的规律,透过一滴水可以有太阳的像,小中见大
23、鸡蛋碰石头一一自不量力一一鸡蛋碰石头,虽然力的大小相同,但每个物体所能承受的压强一定,超过这个限度,物体就可能被损坏鸡蛋能承受的压强小所以鸡蛋将破裂
24、纸里包不住火一一纸达到燃点就会燃烧
25、有麝自然香,何须迎风扬一一气体的扩散现象
26、玉不琢不成器一一玉石没有研磨之前,其表面凸凹不平,光线发生漫反射,玉石研磨以后,其表面平滑,光线发生镜面反射
27、扇子有凉风,宜夏不宜冬一一夏天扇扇子时,加快了空气的流动,使人体表面的汗液蒸发加快,由于蒸发吸热,所以人感到凉快
28、人往高处走,水往低处流一一水往低处流是自然界中的一条客观规律,原因是水受重力影响由高处流向低处
29、水缸出汗,不用挑担一一水缸中的水由于蒸发,水面以下部分温度比空气温度低,空气中的水蒸气遇到温度较低的外表面就产生了液化现象,水珠附在水缸外面.晴天时由于空气中水蒸气含量少,虽然也会在水缸外表面液化,但微量的液化很快又蒸发了,不能形成水珠而如果空气潮湿,水蒸发就很慢,水缸外表面的液化大于汽化,就有水珠出现了.空气中水蒸气含量大,降雨的可能性大,当然不需要挑水浇地了
30、下雪不寒化雪寒一一雪是高空中的水蒸气凝华或水滴凝固形成的,凝华、凝固都是放热过程,化雪是融化过程,要吸热
31、雪落高山,霜降平原一一下雪天,高山气温低于山下平地气温,下到高山的雪不易融化,而下到平地的雪易及时融化.所以下同样的雪,高山上比平地多.霜是地面上的水蒸气遇冷凝华的结果,山下平地表面上的水蒸气比高山上多,故平地易搀凋霜,而高山不易形成霜
32、冰冻三尽,非一日之寒——水的温度在0℃〜4c之间是热缩冷胀,4℃时水的密度最大.当整个水温都降到4℃时,水的对流停止.气温继续下降时,上层水温降到4℃以下,密度减小不再下沉,底层水温仍保持4℃上层水温降到0℃并继续放热时,水面开始结冰由于水和冰是热的不良导体,光滑明亮的冰面又能防止幅射,因此,热传递的三种方式都不易进行,冰下的水放热极为缓慢,结成厚厚的冰,当然需要很长时间的天寒
33、火场之旁,必有风生一一火场附近的空气受热膨胀上升,远处的冷空气必将来填充,冷热空气的流动形成风
34、一石击破水中天一一平静的水面如一块平面镜,可看到天的像,石块投入水中破坏了平静的水面,形成层层水波,水中天的像也就被击破了
35、瞎子点灯白费蜡一一人们能看到世上万事万物,是因为太阳光或用来照明的光照射在物体上被物体反射后的光线进入人眼,反射光线进入不了瞎子眼中,所以瞎子看不见物体
36、早虹雨滴滴,晚虹晒脸皮一一我国的降雨云大都是由西向东移动的,早晨看到的虹,是东方射来的太阳光照在西方的天空降雨层的水滴上形成的西虹,显然西虹是本地天气将要降雨的预示.相反,傍晚看到的虹是西方射来的阳光照在东方天空降雨层的水滴上而形成的东虹,它预示着西方天空已没有降雨云了,天气必然是晴朗的
37、朝霞不出门,晚霞走千里一一(参考上则)
38、虹高日头低,早晚披蓑衣一一当“日头低”时,太阳光线和地平线是非常接近的,这时出现虹,虹心必然亦接近地平线,在地面上可以看到虹的半个圆弧.若此时空气中水滴很多,分布的空间很广,那么除了可以看到虹外,还可以看到霓,霓顶的半圆弧比虹高且接近天顶,也预示着降雨云已经移近天顶,本地很快就有暴雨下降
39、照相的底片一一颠倒黑白一一照相机是应用物体放在凸透镜两倍焦距以外,成倒立缩小的实像原理制成的,故照相底片上的像与人是颠倒的.底片上涂有感光剂,人照相时,由于浅色部位反射光的能力强,反射光进入相机的暗箱与底片上的感光剂发生了光化作用,而深色部位由于吸收光的能力强,只有很少的反射光射入底片.这样浅色部位在胶片上感光强,深色部位感光弱.胶片冲洗时,感光弱的部位的感光剂基本冲洗掉,所以呈浅色,而感光强的部位由于发生了光化反应冲不掉,所以呈深色
40、磨刀不误砍柴工一一减小受压面积增大压强
41、鸡蛋碰石头一一自不量力一一鸡蛋碰石头,虽然力的大小相同,但每个物体所能承受的压强一定,超过这个限度,物体就可能被损坏鸡蛋能承受的压强小所以鸡蛋将破裂
42、一只巴掌拍不响一一力是物体对物体的作用,一只巴掌要么拍另一只巴掌,要么拍在其它物体上才能产生力的作用,才能拍响
43、四两拨千斤一一杠杆的平衡条件,增大动力臂与阻力臂的比,只需用较小的动力就能撬起很重的物体
44、水银落地一一无孔不入一一水银的密度大于组成地面各物质的密度,水银又具有流动性,故它总是沉在其它物质的下面
45、泥纵黄鳗交朋友一一滑头对滑头一一泥纵黄鳍的表面都光滑且润滑,摩擦力小
46、鸡蛋碰石头一一完蛋一一蛋壳承受的压强远小于石头能承受的压强,鸡蛋碰石头,鸡蛋先破
47、大船漏水一一有进无出一一液体内部存在压强,船破后,船外的水被压进船内,直到船内外水面相平,此刻船内的水也不会向外流
48、水上的葫芦一一沉不下去一一葫芦的密度小于水的密度,故只能漂浮在水面上.什么信号可用做晶闸管的门极触发信号?答:处于晶闸管可靠触发区内的触发电压和电流可可用做晶闸管的门极触发信号.教材P
431.
31.
41.
51.
61.3答:晶闸管导通条件是1)晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压;2)晶闸管门极和阴极之间必须加上适当的正向脉冲电压和电流L4答:晶闸管导通情况下只要仍有一定的正向阳极电压不论门极电压如何晶闸管仍保持导通在晶闸管导通后门极就失去控制作用欲使其关断只需将流过晶闸管的电流减小到其维持电流以下可采用阳极加反向电压、减小阳极电压或增大回路阻抗等方式L5答1八sin=
0.271mJJ];(鼠sinm)2d(.)=
0.48/〃21V2兀100A的晶闸管能输出的平均电流
1.57x100qo
1.57x100仙j
1.57x100一==
88.2AIn==
97.5AIn==
78.5A八1786/
21.61人2第二章相控整流电路
1、本章学习要求整流电路的概念,要求达到“熟悉”层次整流电路的概念、电路组成、分类等知识单相可控整流电路,要求达到“掌握”层次单相半波可控整流电路,要求达到“掌握”层次1)单相半波可控整流电路的组成及工作原理2)计算带电阻性负载的单相半波可控整流电路的相关参数222单相桥式全控整流电路,要求达到“熟练掌握”层次1)单相桥式全控整流电路的组成及工作原理2)带电感性负载时的工作波形3)带反电动势负载时的工作波形4)带反电动势负载时串接平波电抗器的作用5)计算带不同性质负载时,单相桥式全控整流电路的相关参数6)带大电感负载时电路的输出电压、输出电流和晶闸管的电压、电流波形7)带不同性质负载时,控制角的移相范围8)该电路中,晶闸管可能承受的最大正、反向电压值9)该电路中相应晶闸管的选取单相桥式半控整流电路,要求达到“掌握”层次1)单相桥式半控整流电路的组成及工作原理2)单相桥式半控整流电路产生失控现象的原因及防止失控的措施3)电路中,晶闸管可能承受的最大正、反向电压值单相全波可控整流电路,要求达到“熟悉”层次1)单相全波可控整流电路的组成及工作原理三相可控整流电路,要求达到“掌握”层次三相半波可控整流电路,要求达到“熟练掌握”层次1)三相半波可控整流电路的组成及工作原理2)三相半波可控整流电路的自然换相点,掌握移相控制角a的计算方法3)带大电感负载时的工作波形4)带大电感负载时电路相关参数的计算5)该电路中,晶闸管可能承受的最大正、反向电压值6)该电路中相应晶闸管的选取7)带不同性质负载时,控制角的移相范围三相桥式全控整流电路,要求达到“熟练掌握”层次1)三相桥式全控整流电路的组成及工作原理2)当负载电流连续时,各晶闸管的换流顺序、相互间隔角度及每只管子的导电角3)带大电感负载时电路的输出电压、输出电流和晶闸管的电压、电流波形4)带大电感负载时,控制角a的移相范围5)带大电感负载时电路相关参数的计算三相桥式半控整流电路,要求达到“熟悉”层次1)三相桥式半控整流电路的组成及工作原理2)三相桥式半控整流电路的失控现象3)电路中,晶闸管组和二极管组的自然换相点以及各自的换相规律整流变压器漏抗对整流电路的影响,要求达到“掌握”层次1)在考虑变压器漏抗时,整流电路在换相过程中输出电压值的特点2)在考虑变压器漏抗时,晶闸管换相的物理过程和换相重叠角丫的概念3)由于变压器漏抗的影响,将产生换相压降、造成整流输出电压波形畸变以及平均值的变化4)换相压降与哪些因素有关整流电路的有源逆变工作状态,要求达到“掌握”层次逆变的概念,要求达到“熟悉”层次1)逆变的概念2)整流和逆变的关系3)电源间能量的流转关系有源逆变产生的条件,要求达到“掌握”层次1)产生有源逆变的两个条件及其含义2)有源逆变时能量的流转方向三相有源逆变电路,要求达到“掌握”层次1)三相半波有源逆变电路的组成及工作原理2)三相半波有源逆变电路中相关电量的计算3)三相桥式有源逆变电路的组成及工作原理4)三相桥式有源逆变电路中相关电量的计算逆变失败的原因及最小逆变角的限制,要求达到“掌握”层次1)逆变角B的定义2)逆变失败的概念3)逆变失败的原因及防止措施4)确定最小逆变角的三个因素及其含义有源逆变的应用,要求达到“熟悉”层次1)直流可逆电力拖动系统中,反并联变流电路控制直流电机的四象限工作运行状态和运行条件2)高压直流输电系统的结构3)高压直流输电系统中,能够根据功率的流向,判断中间直流环节两侧变流器的工作状态整流电路的谐波和功率因数,要求达到“熟悉”层次1)整流电路中,功率因数人的定义晶闸管直流电动机系统,要求达到“熟悉”层次1)整流状态下,电流连续和电流断续时电动机的机械特性2)逆变状态下,电流连续和电流断续时电动机的机械特性电力公害及改善措施,要求达到“熟悉”层次
2、本章重点难点分析本章的重点是波形分析法和单相桥式可控整流电路;有源逆变产生的条件;难点是:带不同性质负载时整流电路的工作情况;变压器漏抗对整流电路的影响波形分析法整流电路的分析,通常采用波形分析法所谓波形分析法,是指根据电源电压和控制角以及负载性质,作出负载电压、负载电流、整流元件的电压和电流等波形图,再由波形图推导出该电路基本电量的计算公式和数量关系具体来说,分析方法和步骤如下1)绘出主电路原理图,包括标明交流电压、各整流元件序号和负载性质2)画出各相电压或线电压波形图,并确定整流元件的自然换相点3)根据控制角在相应位置上绘出触发脉冲,并标明相应序号4)根据可控整流电路的工作原理.,绘出负载电压、负载电流、晶闸管电流以及晶闸管两端电压的波形,5)根据波形图推导出基本电量的计算公式变压器漏抗对整流电路的影响通常整流电路输入端都接有整流变压器,由于整流变压器存在漏抗,在换相时,对整流电压波形将产生影响,不仅产生换相压降,而且使相电压和线电压波形出现缺口,造成电网电压发生畸变
3、本章典型例题分析例
2.1接有续流二极管的单相半波可控整流电路,带大电感负载,R=5,变压器二次侧电压U2=220V试计算当触发角分别为30和60时,流过晶闸管和续流二极管中电流的平均值和有效值;问在什么情况下,流过续流二极管的电流平均值大于流过晶闸管的电流平均值?解1当a=30°时,=
0.45U]cos=Q45x220x海=924yJ122/==吆=
18.54~R5流过晶闸管的电流平均值为/江=乙二区〃=幽二迎x
18.5=
7.7AdT2兀d360°流过晶闸管的电流有效值为IT==p8Q°-30oxRs=
16.9AN2乃“360°流过续流二极管的电流平均值为IdD=1土£Il=180°+30°X
18.5=
10.8AdD2兀d360°流过续流二极管的电流有效值为ID==/180°+3°0x
18.5=
14.MD\2tid\360°2当a=60°时,Ud=
0.45U]c°sa=45x220x1+COs60°=
74.3V“122TU[
74.31yle4I.=」==
14.9AR5流过晶闸管的电流平均值为IdT=1二区/”二竺吐迎xl
4.9=5AdI21d360°流过晶闸管的电流有效值为IT==180—60xH9=
8.6A流过续流二极管的电流平均值为IdD=工±2/”=I8+60*Mg=
9.9A流过续流二极管的电流有效值为ID==J8+6x149=
12.2A,2〃”,360°3要使IdD〉Im由公式知,只需满足立冬>仁4即>02〃2〃例
2.2在单相桥式全控整流电路中,如果有一只晶闸管因为过流而烧成断路,该电路的工作情况将如何?如果这只晶闸管被烧成短路,该电路的工作情况又会如何?答如果有一只晶闸管因为过流而烧成断路,则该单相桥式全控整流电路将作为单相半波可控整流电路工作;如果这只晶闸管被烧成短路,则会引起其他晶闸管因对电源短路而烧毁,严重情况下甚至可能使整流变压器因过流而损坏因此,在设计电路时,在变压器二次侧与晶闸管之间应串联快速熔断丝,起到过流保护的作用例
2.3单相桥式半控整流电路中续流二极管的作用是什么?在何种情况下,流过续流二极管的电流平均值大于流过晶闸管的电流平均值?答单相桥式半控整流电路中续流二极管的作用是为感性负载中电感储存的能量提供一条专门的释放回路,以避免发生一只晶闸管持续导通而两只二极管轮流导通的“失控现象”由公式知,流过续流二极管的电流平均值71要使IdDId「则只需满足区工二4即a巳n2tt3例
2.4单相全控桥式整流电路,带阻感负载,R=1CL值很大,即满足3LRU2=100V当=60°时,求:1)作出输出电压山、输出电流id、变压器二次侧电流i2的波形;2)求整流输出平均电压Ud、电流L和二次侧电流有效值b;3)考虑两倍的安全裕量,选择晶闸管的额定电压和额定电流值解1)波形略Ud=
0.9U2Cosa=
0.9X100XCos60°=45VId=Ud/R=45/1=45AI2=Id=45A3)晶闸管可能承受的最大电压为Utm=同2=141V考虑2倍安全裕量其值为282V选额定电压为300V的晶闸管考虑2倍安全裕量时晶闸管的平均电流为Itav=2It/
1.57=
40.54A选额定电流为50A的晶闸管
4、本章作业单相桥式全控整流电路,带大电感负载,U2=220VR=2Q求晶闸管的额定电流和额定电压解:晶闸管可能承受的最大电压为Utm=®J2=311V选额定电压为350V的晶闸管Ud=
0.9U2=
0.9X220=198Vh=Ud/R=198/2=99A晶闸管的平均电流为Itay=It/
1.57=
44.6A选额定电流为50A的晶闸管单相半波可控整流电路中,如晶闸管1)不加触发脉冲;2)内部短路;3)内部断路试分析晶闸管两端与负载电压波形解1)3)同为关断状态2;为导通状态见课本P50某单相可控整流电路,分别给阻性负载和蓄电池反电动势负载供电,在流过负载电流平均值相同的条件下,哪一种负载下晶闸管的额定电流应选大一些?为什么?解:反电动势负载时晶闸管额定电流应选大一些因为反电动势负载时晶闸管的导通角6比电阻性负载时小反电动势负载的电流波形系数Kf比电阻负载时大某单相桥式全控整流电路,带大电感负载,变压器二次侧电压U2=220VR=2Q触发角二30时,求1)画出输出电压网、输出电流id和变压器二次侧电流i2波形;2)计算整流电路输出平均电压Ud、平均电流Id及变压器二次电流有效值b;3)考虑2倍安全裕量,选择晶闸管的额定电压、额定电流值解D波形略见课本P572)Ud=Q9U2cosa=
0.9X220XCos30°二
171.5VId=Ud/R=
171.5/2=
85.75Ah=Id=
85.75A3)晶闸管可能承受的最大电压为Utm=Mu=31IV考虑2倍安全裕量其值为622V选额定电压为650V的晶闸管考虑2倍安全裕量时晶闸管的平均电流为Itav=2It/
1.57=
77.24选额定电流为的品闸管教材P121〜123的习题解1)3)同为关断状态2)为导通状态见课本P50P51第一段解:反电动势负载时品闸管额定电流应选大一些因为反电动势负载时品闸管的导通角6比电阻性负载时小反电动势负载的电流波形系数K比电阻负载时大见课本P48例
2.1方法相同代入相应的数据即可。
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