213、可在第一和第四象限工作的变流电路是()。

这道题考查的是不同变流电路的工作象限特性，主要涉及整流与逆变能力的判断。 **1. 理解“工作象限”的含义** 在电力电子中，变流电路的工作象限通常由输出电压 $U_d$ 和输出电流 $I_d$ 的方向决定： * **第一象限**：$U_d > 0, I_d > 0$。此时电路处于**整流状态**，电能从交流侧流向直流侧负载。 * **第二象限**：$U_d < 0, I_d > 0$。此时电路处于**有源逆变状态**，电能从直流侧回馈到交流侧。 * **第四象限**：$U_d > 0, I_d < 0$。这通常对应于电流反向的整流或特定控制状态，但在常见的单相/三相桥式或半波电路中，讨论重点往往在于是否具备**有源逆变**能力（即能否进入第二象限，或者在某些定义下，结合电流方向讨论四象限运行）。 *注意：题目中的表述“第一和第四象限”可能存在特定的语境或印刷习惯差异。在经典的电力电子技术教材中，通常讨论的是电路能否实现**整流**（第一象限）和**有源逆变**（第二象限，对于电压为负、电流为正的情况）。然而，如果我们将电流方向定义为负载电流方向，且考虑全控电路的双向功率流动能力：* 更准确的分析逻辑如下： * **整流状态**：输出电压平均值为正，电流为正。 * **逆变状态**：输出电压平均值为负，电流为正（因为晶闸管单向导电，电流方向不变，电压极性反转才能实现能量回馈）。 让我们重新审视选项和“第一、第四象限”这个描述。在某些教材体系中，如果坐标轴定义为 $(U_d, I_d)$： * 第一象限：$U_d>0, I_d>0$ (整流) * 第二象限：$U_d<0, I_d>0$ (逆变) * 第三象限：$U_d<0, I_d<0$ * 第四象限：$U_d>0, I_d<0$ 通常，**全控电路**（如三相半波可控、单相全控桥）既可以工作在整流状态（$\alpha < 90^\circ$），也可以工作在有源逆变状态（$\alpha > 90^\circ$）。 而**半控电路**或**带续流二极管的电路**，由于续流二极管的存在，当电压过零变负时，续流二极管导流，将输出电压钳位在零附近，无法产生负的平均电压，因此**不能**工作在有源逆变状态。 **2. 逐项分析** * **A. 三相半波可控变流电路** * 这是一个**全控**电路（全部使用晶闸管）。 * 当触发角 $\alpha < 90^\circ$ 时，$U_d > 0$，电路工作在整流状态（第一象限）。 * 当触发角 $\alpha > 90^\circ$ 且直流侧有直流电源（如电动机反电动势）时，$U_d < 0$，电路可以工作在有源逆变状态。 * *注：虽然标准逆变通常对应第二象限（$U<0, I>0$），但有些语境下可能将能够双向功率流动或特定电流电压组合的能力笼统描述。关键在于它是唯一具备**逆变能力**的选项。* * 如果题目严格指“第一和第四象限”，这可能是一个特殊的定义或题目表述有误（通常全控桥被称为两象限或四象限器件取决于拓扑）。但在单选题中，对比其他选项，只有全控电路具备非整流的另一种工作状态（逆变）。让我们看其他选项是否被完全排除。 * **B. 单相半控桥** * 含有二极管。在电感负载下，当电源电压过零变负时，续流作用使得输出电压不会出现负值（或者说无法维持负的 averages voltage 用于逆变）。 * 因此，它只能工作在整流状态（第一象限），**不能**逆变。 * **C. 接有续流二极管的三相半控桥** * 同样，续流二极管的存在钳位了电压，使其无法产生负的平均输出电压。 * 只能工作在整流状态，**不能**逆变。 * **D. 接有续流二极管的单相半波可控变流电路** * 续流二极管使得负载电压在电源负半周时被短路为零，无法建立负压。 * 只能工作在整流状态，**不能**逆变。 **3. 结论推导** 题目问的是“可在第一和第四象限工作”。这里可能存在两种情况： 1. **题目表述惯例差异**：在很多中文电力电子试题库中，关于“象限”的描述有时会将“整流”和“逆变”分别对应不同的象限组合。对于全控电路，它既能整流又能逆变。而半控及带续流二极管的电路只能整流。 2. **排除法**：选项 B、C、D 都带有“半控”或“续流二极管”，它们的共同特点是**无法实现有源逆变**。只有选项 A 是**全控电路**，具备实现有源逆变的条件。 尽管标准的有源逆变对应的是 $U_d < 0, I_d > 0$（第二象限），但在某些特定的坐标系定义或旧版教材中，可能会根据功率流向或其他变量定义象限。但无论象限编号如何，核心考点是：**哪类电路具备逆变能力？** * **全控电路**（A）：可整流，可逆变。 * **半控/带续流二极管电路**（B, C, D）：只能整流，不可逆变。 因此，唯一具有更广泛工作范围（超出单纯第一象限整流）的电路是 A。 **补充说明关于“第四象限”的可能解释：** 如果负载是反电动势负载（如直流电机），且电路结构允许电流反向（例如双反星形或特定桥式结构配合接触器），才涉及四象限。但对于基本的三相半波，通常只讨论整流和逆变。 有一种可能是题目原本想问“第一和**第二**象限”（整流和逆变），这是全控电路的典型特征。如果是印刷错误将“第二”写成了“第四”，答案依然是 A。 另一种可能是，在某些定义中，如果考虑电流 $i$ 和电压 $u$ 的瞬时值或特定控制策略，但最核心的区别依然在于**是否有逆变能力**。 综上所述，B、C、D 均因续流元件存在而丧失逆变能力，仅能工作于整流状态（第一象限）。只有 A 是全控电路，理论上可以工作在整流和逆变状态。 答案：**A**