第8卷 单相可控整流电路 河南省（对口招生）《电工电子技术与技能》（高教版·河南版） 单元过关卷

河南省（对口招生）机电与制造类 《电工电子技术与技能》（高教版·河南版） 单相可控整流电路 单元过关卷 时间：60分钟 总分：94分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 晶闸管可控整流电路通过改变什么参数来控制输出直流电压的大小？（ ） A. 负载电阻 B. 输入交流电压 C. 触发角度 D. 输出电流 2. 单相半控桥式整流电路的直流输出平均电压是交流输入电压有效值的（ ）倍 A. 0.45 B. 0～0.45 C. 0.9 D. 0～0.9 3. 在晶闸管可控整流电路中，增加触发角会导致什么结果？（ ） A. 输出电压升高 B. 输出电流增加 C. 输出平均电压减小 D. 转换效率提高 4. 晶闸管可控整流电路的输出电压调节范围受到的主要限制是：（ ） A. 输入电压范围 B. 输出负载 C. 晶闸管的触发角度 D. 输入电流 5. 在晶闸管可控整流电路中，当触发脉冲的宽度增加时，晶闸管的导通时间会（ ） A. 延迟 B. 提前 C. 不变 D. 无法确定 6. 单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差______度（ ） A. B. C. D. 7. 下列可控整流电路中，输出电压谐波含量最少的是（ ） A. 三相半波 B. 单相双半波 C. 三相桥式 D. 十二相整流 8. 整流二极管在整流电路中起到的作用是什么（ ） A. 升压 B. 滤波 C. 整流 D. 降压 9. 晶闸管可控整流电路的输出电压可以：（ ） A. 连续调节 B. 离散调节 C. 不可调节 D. 自动调节 10. 测得晶体管电路三个电位如图所示，其中二极管、晶体管均为硅管，那么晶体管的工作状态为（ ） A. 饱和 B. 放大 C. 倒置 D. 截止 11. 晶闸管可控整流电路中，触发脉冲的频率通常由（ ）确定。 A. 输入交流电源的频率 B. 输出负载的电流需求 C. 晶闸管的参数 D. 控制电路的设计 12. 单相半波可控整流电路带电阻负载时，负载两端输出电压的性质是（ ） A. 方向不变的脉动直流电压 B. 方向交替的正弦交流电压 C. 幅值恒定的平稳直流电压 D. 极性反向的矩形交流电压 13. 将交流电压经单相半波整流电路转换为直流电压Uo的关系是（ ） A. B. C. D. 14. 单相半波可控整流电路中，对电阻性负载，晶闸管的导通角最大为（ ） A. B. C. D. 15. 在220V交流电网直接供电的单相半波可控整流电路中，晶闸管的额定电压应选为（ ） A. 311V B. 220V C. 500V D. 700V 16. 在单相桥式全波整流电路中，如果交流输入电压为，则输出电压纹波电压的大小由以下哪个因素决定？（ ） A. 所使用的二极管数量 B. 输入电压的频率 C. 输出负载的电流需求 D. 控制触发角的大小 17. 单相全控桥式整流电路中，若晶闸管承受的最高反向工作电压为28.28V, 则该电路的输入交流电压有效值为（ ） A. 20V B. 28.28V C. 10V D. 14.14V 18. 晶闸管的触发器件是用来控制晶闸管开启和关闭的，其作用是什么？（ ） A. 保护晶闸管避免过流损坏 B. 调节晶闸管的导通和截止时间 C. 调节晶闸管的导通和关断电压 D. 加强晶闸管的放大能力 19. 晶闸管主要用于什么类型的电力控制？（ ） A. 直流电机的速度控制 B. 交流电源的调光 C. 高频信号的放大 D. 低频信号的过滤 20. 单相可控整流电路中，晶闸管的触发角是指（ ） A. 从自然导通点到触发脉冲的电角度 B. 从触发脉冲到电流过零的电角度 C. 从电压峰值点到电流峰值的电角度 D. 从电流起始点到电压峰值的电角度 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 晶闸管可控整流电路中，晶闸管的导通是由外部控制信号决定的。 （ ） 22. 单相半控桥式整流电路能实现有源逆变电路。（ ） 23. 晶闸管可控整流电路的触发角越大，输出电压的纹波系数越小。（ ） 24. 晶闸管可控整流电路的输出电压可以连续调节。（ ） 25. 晶闸管可控整流电路适用于需要快速开关控制的场合。 （ ） 26. 晶闸管可控整流电路中，当触发角大于90度时，晶闸管将不会导通。（ ） 27. 可控整流电路的作用是把交流电变换成电压大小可调的直流电（ ） 28. 桥式全波整流电路比半波整流输出的直流电压和电流脉动程度要大，而且电能利用率高（ ） 29. 在晶闸管可控整流电路中，触发角为0度时，晶闸管会保持导通状态直到交流电源的下一个正半周期。（ ） 30. 晶闸管一旦触发导通后，即使移除触发源也能维持导通状态。 （ ） 三、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出整流二极管在一周内承受的电压波形。 32. 比较单相半波可控整流电路与单相全波整流电路的优缺点。 33. 如图所示的单相桥式半控整流电路，已知Rz=15当输出电压U=148.5V时，试求：控制角α 34. 单相可控整流电路供电给电阻负载或蓄电池充电（反电势负载），在控制角α相同，负载电流平均值相等的条件下，哪一种负载晶闸管的额定电流值大一些？为什么？ 35. 带续流二极管的单相半波可控整流电路中，大电感负载，U,=220V，R=102，要求输出整流电压平均值为0~30V连续可调。试求控制角a范围，选择晶闸管定额并计算变压器次级容量。 四、计算题（本大题共2小题） 36. 如图所示的单相桥式半控整流电路，已知，220V，当输出电压148.5V时。试求： （1）控制角a； （2）电流I； （3）晶闸管承受的最大反向电压。 37. 某实训台采用单相半波可控整流电路给电阻炉供电，变压器二次侧电压有效值为 220 V，负载电阻为 44 Ω，晶闸管控制角为 。 五、作图题（本大题共1小题） 38. 单相半波可控整流电路接电阻负载，交流电源二次侧有效值为100 V，负载电阻为10 Ω，触发角α为。要求：①绘制一个周期内负载电压ud、负载电流id和晶闸管电流iVT的波形；②计算负载电压平均值Ud、负载电流平均值Id和晶闸管电流平均值IVT。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南省（对口招生）机电与制造类 《电工电子技术与技能》（高教版·河南版） 单相可控整流电路 单元过关卷 时间：60分钟 总分：94分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 晶闸管可控整流电路通过改变什么参数来控制输出直流电压的大小？（ ） A. 负载电阻 B. 输入交流电压 C. 触发角度 D. 输出电流 【答案】C 【解析】通过改变晶闸管的触发角度可以控制导通时间，进而控制输出直流电压的大小。 2. 单相半控桥式整流电路的直流输出平均电压是交流输入电压有效值的（ ）倍 A. 0.45 B. 0～0.45 C. 0.9 D. 0～0.9 【答案】D 【解析】单相半控桥式整流电路在电阻性负载或电流连续条件下，其输出直流平均电压通常为 ，其中 为交流输入电压有效值， 为控制角。当 时，；当 时，，因此直流输出平均电压是交流输入电压有效值的 倍。 3. 在晶闸管可控整流电路中，增加触发角会导致什么结果？（ ） A. 输出电压升高 B. 输出电流增加 C. 输出平均电压减小 D. 转换效率提高 【答案】C 【解析】增大触发角意味着晶闸管晚些时候才开始导通，这减少了每次导通的时间，因此输出的平均电压减小。 4. 晶闸管可控整流电路的输出电压调节范围受到的主要限制是：（ ） A. 输入电压范围 B. 输出负载 C. 晶闸管的触发角度 D. 输入电流 【答案】C 【解析】晶闸管可控整流电路的输出电压调节范围受到晶闸管的触发角度限制。 5. 在晶闸管可控整流电路中，当触发脉冲的宽度增加时，晶闸管的导通时间会（ ） A. 延迟 B. 提前 C. 不变 D. 无法确定 【答案】B 【解析】在晶闸管可控整流电路中，触发脉冲的宽度越大，晶闸管的导通时间会提前。 6. 单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差______度（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】单相半控桥整流电路中，两只晶闸管分别在交流电源的正、负半周轮流触发导通。交流电每半周相差 电角度，因此两只晶闸管的触发脉冲也应依次相差 。 7. 下列可控整流电路中，输出电压谐波含量最少的是（ ） A. 三相半波 B. 单相双半波 C. 三相桥式 D. 十二相整流 【答案】D 【解析】整流电路的相数或脉波数越多，输出电压脉动频率越高、脉动幅值越小，谐波含量也越少。三相桥式整流比三相半波和单相整流谐波少，而十二相整流属于更高脉波数整流电路，输出电压最平滑，谐波含量最少。 8. 整流二极管在整流电路中起到的作用是什么（ ） A. 升压 B. 滤波 C. 整流 D. 降压 【答案】C 【解析】整流二极管具有单向导电性，在整流电路中允许电流按一个方向通过，阻止反方向电流，从而把交流电变换为脉动直流电。因此它在整流电路中的作用是整流。 9. 晶闸管可控整流电路的输出电压可以：（ ） A. 连续调节 B. 离散调节 C. 不可调节 D. 自动调节 【答案】B 【解析】晶闸管可控整流电路的输出电压是通过控制晶闸管的触发角度来离散调节的。 10. 测得晶体管电路三个电位如图所示，其中二极管、晶体管均为硅管，那么晶体管的工作状态为（ ） A. 饱和 B. 放大 C. 倒置 D. 截止 【答案】D 11. 晶闸管可控整流电路中，触发脉冲的频率通常由（ ）确定。 A. 输入交流电源的频率 B. 输出负载的电流需求 C. 晶闸管的参数 D. 控制电路的设计 【答案】A 【解析】晶闸管可控整流电路中，触发脉冲的频率通常与输入交流电源的频率相同。 12. 单相半波可控整流电路带电阻负载时，负载两端输出电压的性质是（ ） A. 方向不变的脉动直流电压 B. 方向交替的正弦交流电压 C. 幅值恒定的平稳直流电压 D. 极性反向的矩形交流电压 【答案】A 【解析】单相半波可控整流电路只在交流电源的部分正半周向负载供电，负载电压极性不变但大小随时间变化，因此属于脉动直流电压。 13. 将交流电压经单相半波整流电路转换为直流电压Uo的关系是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】理想单相半波整流电路在无滤波、电阻性负载条件下，输出电压平均值为 ，其中 为交流输入电压有效值。因此交流电压经单相半波整流后，直流平均电压约为 。 14. 单相半波可控整流电路中，对电阻性负载，晶闸管的导通角最大为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】单相半波可控整流电路接电阻性负载时，晶闸管在正半周触发后导通，到电源电压过零时自然关断。导通角为 。当控制角 时，导通角最大，为 。 15. 在220V交流电网直接供电的单相半波可控整流电路中，晶闸管的额定电压应选为（ ） A. 311V B. 220V C. 500V D. 700V 【答案】D 【解析】220V交流电压为有效值，其峰值为 。晶闸管选取额定电压时不能只按峰值选取，还要考虑电网波动、过电压及安全裕量，工程上通常按峰值的2倍左右或更高选取。因此在给出的选项中应选 700V。 16. 在单相桥式全波整流电路中，如果交流输入电压为，则输出电压纹波电压的大小由以下哪个因素决定？（ ） A. 所使用的二极管数量 B. 输入电压的频率 C. 输出负载的电流需求 D. 控制触发角的大小 【答案】B 【解析】单相桥式全波整流电路的输出电压纹波电压大小与输入电压的频率有关。 17. 单相全控桥式整流电路中，若晶闸管承受的最高反向工作电压为28.28V, 则该电路的输入交流电压有效值为（ ） A. 20V B. 28.28V C. 10V D. 14.14V 【答案】A 【解析】 18. 晶闸管的触发器件是用来控制晶闸管开启和关闭的，其作用是什么？（ ） A. 保护晶闸管避免过流损坏 B. 调节晶闸管的导通和截止时间 C. 调节晶闸管的导通和关断电压 D. 加强晶闸管的放大能力 【答案】B 【解析】晶闸管的触发器件用来调节晶闸管的导通和截止时间，以控制晶闸管的开启和关闭。 19. 晶闸管主要用于什么类型的电力控制？（ ） A. 直流电机的速度控制 B. 交流电源的调光 C. 高频信号的放大 D. 低频信号的过滤 【答案】B 【解析】晶闸管常用于交流电源的调光和其他电力控制应用。 20. 单相可控整流电路中，晶闸管的触发角是指（ ） A. 从自然导通点到触发脉冲的电角度 B. 从触发脉冲到电流过零的电角度 C. 从电压峰值点到电流峰值的电角度 D. 从电流起始点到电压峰值的电角度 【答案】A 【解析】触发角通常用α表示，是从晶闸管承受正向阳极电压、具备自然导通条件的时刻起，到加上触发脉冲使其导通时所经过的电角度。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 晶闸管可控整流电路中，晶闸管的导通是由外部控制信号决定的。 （ ） 【答案】正确 【解析】晶闸管可控整流电路的工作原理是通过外部控制信号来控制晶闸管的导通时刻，进而控制输出电压的大小。 22. 单相半控桥式整流电路能实现有源逆变电路。（ ） 【答案】错误 【解析】有源逆变要求整流电路能够使平均输出电压反向，并将直流侧能量送回交流电源。单相半控桥式整流电路中含有不可控二极管，输出电压不能反向，不能满足有源逆变条件。因此“单相半控桥式整流电路能实现有源逆变电路”的说法是错误的。 23. 晶闸管可控整流电路的触发角越大，输出电压的纹波系数越小。（ ） 【答案】错误 【解析】晶闸管可控整流电路中，触发角越大，晶闸管导通的时间越小，输出电压的纹波系数反而越大。 24. 晶闸管可控整流电路的输出电压可以连续调节。（ ） 【答案】错误 【解析】错误。晶闸管可控整流电路的输出电压是间歇性的，而非连续调节的。 25. 晶闸管可控整流电路适用于需要快速开关控制的场合。 （ ） 【答案】正确 【解析】晶闸管可控整流电路可以实现快速开关控制，通过改变触发信号的时刻来调节输出电压的波形和大小。 26. 晶闸管可控整流电路中，当触发角大于90度时，晶闸管将不会导通。（ ） 【答案】正确 【解析】在晶闸管可控整流电路中，触发角大于90度时，晶闸管不会导通，因为此时触发角已经超过半个周期。 27. 可控整流电路的作用是把交流电变换成电压大小可调的直流电（ ） 【答案】正确 【解析】可控整流电路的作用是把交流电变换成电压大小可调的直流电 28. 桥式全波整流电路比半波整流输出的直流电压和电流脉动程度要大，而且电能利用率高（ ） 【答案】错误 【解析】桥式全波整流电路比半波整流输出的直流电压和电流脉动程度要小，而且电能利用率高 29. 在晶闸管可控整流电路中，触发角为0度时，晶闸管会保持导通状态直到交流电源的下一个正半周期。（ ） 【答案】错误 【解析】在晶闸管可控整流电路中，触发角为0度时，晶闸管会立即导通，并保持导通状态直到被关断。 30. 晶闸管一旦触发导通后，即使移除触发源也能维持导通状态。 （ ） 【答案】正确 【解析】晶闸管的一大特性就是一旦被触发导通，会保持导通状态直到负载电流下降到低于维持电流的水平。 三、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出整流二极管在一周内承受的电压波形。 【答案】设交流电源电压 ，忽略管压降。整流二极管以阳极对阴极电压为参考时，其承受电压波形不出现正电压：导通时电压约为0，截止承受反向电压时为负半波。 对两只整流二极管而言，二者波形相差 ：其中一只二极管在一个半周电压约为0，在另一半周承受反向正弦半波电压；另一只二极管的电压波形与其相差半个周期。即一周内每只二极管的承受电压由“零电压段”和“反向半波电压段”组成，且没有正向电压段。 【解析】二极管具有单向导电性，一旦其阳极电位高于阴极电位并形成导电回路，就会导通，理想二极管导通压降近似为0，因此二极管两端不会长期承受正向电压。在单相桥式半控整流电路中，两只整流二极管分别在相邻半周参与导电，工作状态相差 。某只二极管导通时承受电压约为0；轮到另一半周时，该二极管处于反向截止状态，承受反向电源电压。因此其电压波形应画成不含正值的波形：一段为0，另一段为负的正弦半波；另一只二极管的波形与它相差半个周期。 32. 比较单相半波可控整流电路与单相全波整流电路的优缺点。 【答案】单相半波： 优点：电路简单、成本低； 缺点：输出电压脉动大、效率低、变压器利用率低（仅半周工作）。 单相全波： 优点：输出电压脉动小、效率高、变压器利用率高； 缺点：电路复杂（需中心抽头变压器或全桥晶闸管）、成本较高。 【解析】单相半波可控整流电路只利用交流电的一个半周，电路结构简单，所用器件少，成本较低，但输出电压脉动大、平均值较低，电源和变压器利用率较差。单相全波整流电路利用交流电的正、负两个半周，输出脉动频率提高，直流平均电压较高，效率和变压器利用率较好，但电路结构较复杂，可能需要中心抽头变压器或桥式结构，器件数量和成本相应增加。 33. 如图所示的单相桥式半控整流电路，已知Rz=15当输出电压U=148.5V时，试求：控制角α 【答案】 【解析】单相桥式半控整流电路电阻性负载时，输出平均电压为 。代入 ，得 。由 ，可得 ，所以 ，因此 。 34. 单相可控整流电路供电给电阻负载或蓄电池充电（反电势负载），在控制角α相同，负载电流平均值相等的条件下，哪一种负载晶闸管的额定电流值大一些？为什么？ 【答案】反电动势负载电路中晶闸管的额定电流大一些。因为当控制角为α时，电阻性负载时，晶闸管的导通角θ＝π-α。 而反电势式负载时，当α小于停止导电角δ时，θ＝π-2δ；当α大于停止导电角δ时，晶闸管的导通角θ＝π-α-δ。 在控制角α相同的情况下，带反电势负载电路的晶闸管导通角小于带电阻性负载电路。 所以，当负载电流平均值相等的条件下，反电动势负载时的晶闸管电流的有效值大于电阻性负载时的晶闸管电流的有效值。因此，反电势负载晶闸管的额定电流大一些。 【解析】晶闸管额定电流主要按其电流有效值并留有裕量来选择。在控制角 相同、负载电流平均值相等时，电阻性负载的电流从触发后开始随电源电压变化，导通角较大；反电势负载只有当电源瞬时电压高于反电势并满足触发条件时才有电流，导通角较小。平均电流相同而导通时间较短时，电流波形更集中，峰值和有效值较大。因此反电势负载时流过晶闸管的电流有效值较大，晶闸管额定电流应选得大一些。 35. 带续流二极管的单相半波可控整流电路中，大电感负载，U,=220V，R=102，要求输出整流电压平均值为0~30V连续可调。试求控制角a范围，选择晶闸管定额并计算变压器次级容量。 【答案】18283.8V·A 【解析】由 当30V时，有 当Ud=0V时，对应，所以控制的角的范围是18，导通角的范围是，假设wL>>R,则输出电流波形为一水平直张，即，Ud在0~30V之间，Id在0~3A之间，流过晶闸有效电流值为，当时，IT取最大值，即，则所选晶闸管的通态平均电流，其额定电压为，由于变压器次级绕组电流波形品闸管VT的相同，所以取1.29A则220x1.29=283.8V·A 四、计算题（本大题共2小题） 36. 如图所示的单相桥式半控整流电路，已知，220V，当输出电压148.5V时。试求： （1）控制角a； （2）电流I； （3）晶闸管承受的最大反向电压。 【答案】（1） （2）9.9A （3）311V 【解析】 37. 某实训台采用单相半波可控整流电路给电阻炉供电，变压器二次侧电压有效值为 220 V，负载电阻为 44 Ω，晶闸管控制角为 。 【答案】（1）负载平均整流电压为 74.25 V。 （2）负载平均电流为 1.69 A。 【解析】单相半波可控整流电阻性负载：Ud=√2U2(1+cosα)/(2π)。代入U2=220V、α=，得Ud=74.25V；平均电流Id=Ud/R=74.25/44≈1.69A。 五、作图题（本大题共1小题） 38. 单相半波可控整流电路接电阻负载，交流电源二次侧有效值为100 V，负载电阻为10 Ω，触发角α为。要求：①绘制一个周期内负载电压ud、负载电流id和晶闸管电流iVT的波形；②计算负载电压平均值Ud、负载电流平均值Id和晶闸管电流平均值IVT。 【答案】①在一个周期内，到晶闸管未导通，ud、id、iVT均为零；到晶闸管导通，ud为电源正半周正弦波的一段，id与ud同形同相，iVT与id相同；到晶闸管承受反向电压截止，ud、id、iVT均为零，下一周期重复。 ②Ud约为33.76 V，Id约为3.38 A，IVT约为3.38 A。 【解析】（1）电阻负载时，晶闸管在正半周达到触发角后导通，电流随电压过零而自然关断，因此负载电压和负载电流只出现在α到之间。 （2）单相半波可控整流电阻负载的平均电压公式为Ud等于根号2×U2再乘以一加cosα，然后除以2π。代入U2为100 V、α为，得Ud约为33.76 V；Id等于Ud除以R，约为3.38 A。晶闸管与负载串联，导通期间电流相同，所以晶闸管电流平均值约为3.38 A。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $