交变电流

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇交变电流范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

交变电流范文第1篇

一、知识目标

1、知道三相交变电流是如何产生的．了解三相交变电流是三个相同的交流电组成的．

2、了解三相交变电流的图象，知道在图象中三个交变电流在时间上依次落后1／3周期．

3、知道产生三相交变电流的三个线圈中的电动势的最大值和周期都相同，但它们不是同时达到最大值（或为零）．

4、了解三相四线制中相线（火线）、中性线、零线、相电压、线电压等概念．

5、知道什么是星形连接、三角形连接、零线、火线、线电压及相电压．

二、能力目标

1、培养学生将知识进行类比、迁移的能力．

2、使学生理解如何用数学工具将物理规律建立成新模型

3、训练学生的空间想象能力的演绎思维能力．

4、努力培养学生的实际动手操作能力．

三、情感目标

1、通过了解我国的电力事业的发展培养学生的爱国热情

2、让学生在学习的过程中体会到三相交流电的对称美

教学建议

教材分析

三相电流在生产和生活中有广泛的应用，学生应对它有一定的了解．但这里只对学生可能接触较多的知识做些介绍，而不涉及太多实际应用中的具体问题．三相交变电流在生产生活实际中应用广泛，所以其基本常识应让每个学生了解．

教法建议

1、在介绍三相交变电流的产生时，除课本中提供的插图外，教师可以再找一些图片或模型，使学生明白，三个相同的线圈同时在同一磁场中转动，产生三相交变电流，它们依次落后1／3周期．三相交变电流就是三个相同的交变电流，它们具有相同的最大值、周期、频率．每一个交变电流是一个单相电．

2、要让学生知道，三个线圈相互独立，每一个都可以相当于一个独立的电源单独供电．由于三个线圈平面依次相差120o角．它们达到最大值（或零）的时间就依次相差1／3周期．用挂图配合三相电机的模型演示，效果很好．

让三个线圈通过星形连接或三角形连接后对外供电，一方面比用三个交变电流单独供电大大节省了线路的材料，另一方面，可同时提供两种不同电压值的交变电流．教师应组织学生观察生活实际中的交变电流的连接方式，理解课本中所介绍的三相电的连接．

教学设计方案

三相交变电流

教学目的

1、知道三相交变电流的产生及特点．

2、知道星形接法、三角形接法和相电压、线电压知识．

教具：演示用交流发电机

教学过程：

一、引入新课

本章前面学习了一个线圈在磁场中转动，电路中产生交变电流的变化规律．如果三组互成120°角的线圈在磁场中转动，三组线圈产生三个交变电流．这就是我们今天要学习的三相交变电流．

板书：第六节三相交变电流

二、进行新课

演示单相交流发电机模型：只有一个线圈在磁场中转动，电路中只产生一个交变电动势，这样的发电机叫单相交流发电机．它发出的电流叫单相交变电流．

演示：三相交流发电机模型，提出研究三相交变电流的产生．

板书：一、三相交变电流的产生

1、三相交变电流的产生：互成120°角的线圈在磁场中转动，三组线圈各自产生交变电流

2、三相交变电流的特点：最大值和周期是相同的．

板书：三组线圈到达最大值(或零值)的时间依次落后1/3周期

我们还可以用图像描述三相交变电流

板书：三相交变电流的图像

三组线圈产生三相交变电流可对三组负载供电，那么三组线圈和三个负载是怎样连接的呢？

板书：二、星形连接和三角形连接

1、星形连接

说明：在实际应用中，三相发电机和负载并不用6条导线连接，而是把线圈末端和负载之间用一条导线连接，这就是我们要学习的星形连接

①把线圈末端和负载之间用一条导线连接的方法叫星形连接（符号Y）

②端线、火线和中性线、零线

从每个线圈始端引出的导线叫端线，也叫相线，在照明电路里俗称火线．从公共点引出的导线叫中性线，照明电路中，中性线是接地的叫做零线．

③相电压和线电压

端线和中性线之间的电压叫做相电压

两条端线之间的电压叫做线电压．

我国日常电路中，相电压是220V、线电压是380V

2、三角形连接

①把发电机的三个线圈始端和末端依次相连的方式叫三角板连接（符号）

交变电流范文第2篇

分析D选项时，首先必须明确的是，由于涉及的是交变电流，所求解的通过副线圈的电流是指有效值，从而必须围绕“有效值”这一核心进行计算.之所以强调有效值，是因为在交变电流问题中，往往会涉及四个值，即瞬时值――计算线圈某时刻的受力情况、最大值（峰值）――讨论电容器的击穿电压、有效值――计算与电流热效应有关的量、平均值――计算通过电路截面的电荷量.在运算过程中，对于不同的问题，我们必须利用相应 “值”的规律进行计算，千万不能张冠李戴，否则就会出错.

这种解法是错误的.干路电流等于支路电流之和这一简单的加减规律只适用于恒定电流电路中，如果题中没有二极管，这一规律也是适用的.问题在于，有了二极管，使得电阻R2上的电流是半个周期有正弦式电流，半个周期没有电流，两个电阻上电流的变化不再同步，因而不能通过支路电流有效值的简单相加来得到干路电流.

据咨询，命题老师分析副线圈电流为3 A的来源则是从功率角度来分析的.过程是这样的：

容易知道，电阻R1的功率为100 W，由图2可知，电阻R2工作时间只有R1的一半，其他完全相同，由于电流通过电阻的热效应与电流方向无关，根据对称性可知，一段时间上，电阻R2产生的热量是电阻R1热量的一半，从而电阻R2上的功率是50 W.因此，副线圈外电路负载的总功率为150 W，由P=UI可得，I等于3 A.

这样的解答看起来无懈可击，事实上仍然是错误的.究其原因是把有效值的定义用错了，人教版教材上关于交变电流有效值是这样定义的：让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把I、U叫做这个交流的有效值.显然，定义中强调的是相同的电阻，本题中，如果没有二极管，只有R1、R2，我们可以把R1、R2等效为一个电阻，从而看做是与定义吻合，计算结果就没有任何问题了.但是，由于本题中有了二极管，我们就不能简单地将R1、R2等效成一个并联电阻，也就失去了“=”建立的前提，从而也就不能通过这一途径来解答了.

从另一个角度讲，这个解法也可以认为是错在把有效值和平均值混为一谈了.由于电阻R2上的电流是时有时无，因此不同于恒定电流或正弦式交流电的功率，求解出的功率应该归类于平均功率，进而50 W这个结果对应的是平均值，电阻R1功率100 W为有效值结果，两者相加就不能作为计算有效电流的功率了.

交变电流范文第3篇

关键词：变频 调速 主电路 电源电路

1.交一直一交变换的主电路

交一直变换电路就是整流和滤波电路，其任务是把电源的三相交流电变换成平稳的直流电，其构成如下：

1.1整流电路

在电路中采用了桥式全波整流电路，整流器件采用不可控的整流二极管如图中的VD1―VD6，整流器件的一般选择原则：

（1）最大反向电压URM：URM=2UM，式中，UM是电源线电压的振幅值。当电源线电压U1N=380V时，URM=2× ×380V=1073V，选URM=1000V。

（2）最大整流电流IVDM，IVDM=2IN，式中，IN为变频器的额定电流。

1.2滤波限流电路

1）滤波电路：由于受到电解电容的电容量和耐压能力的限制，滤波电路通常由若干个电容器并联成一组，又由两个电容器组串联而成，如图1中的CF1和CF2。因为电解电容器的电容量有较大的离散性，故电容器组CF1和CF2的电容量常不能完全相等，这将使它们承受的电压UD1和UD2不相等。为了使UD1和UD2相等，在CF1和CF2旁各并联一个阻值相等的均压电阻RC1和RC2。

2）限流电路：图1中，串接在整流桥和滤波电容器之间，由限流电阻RS和短路开关SS组成的并联电路。

（1）限流电阻RS：变频器在接入电源之前，滤波电容CF上的直流电压UD=0。因此，当变频器刚接入电源的瞬间，将有一个很大的冲击电流经整流桥流向滤波电容，使整流桥可能因此而受到损坏；同时，也可能使电源的瞬间电压明显下降，形成干扰。限流电阻RS就是为了削弱该冲击电流而串接在整桥和滤波电容之间的。

（2）短路开关SS：限流电阻RS如长期接在电路内，会影响直流电压UD和变频器输出电压的大小。所以，当UD增大到一定程度时，令短路开关SS接通，把RS切出电路。SS由晶闸管构成。

直――交变换电路：三相逆变桥电路的功能是把直流电变换成频率可调的三相交流电。其基本结构如下：

1.3逆变电路

在图1中由开关器件V1～V6构成的电路，常称逆变桥。V1～V6的工作接受控制电路中SPWM调制信号的控制，将直流电压UD“逆变”成三相交流电。

1）逆变器件的一般选用原则

（1）截止状态下的击穿电压：UCEX=2UDmax，式中，UDmax为直流电压的最大值。

（2）集电极最大电流：ICM=2Imax，式中，Imax力输出电流的最大值。

2）续流电路

续流电路由图1的VD7～VD12构成。其功能是：

（1）为电动机绕组的无功电流返回直流电路时提供通路；

（2）当频率下降，从而同步转速下降时，为电动机的再生电能反馈至直流电路提供通路；

（3）为电路的寄生电感在逆变过程中，释放能量提供通路。

1.4能耗制动电路

在变频调速系统中，电动机的降速和停机，是通过逐渐减小频率来实现的。这时：在频率刚减小瞬间，电动机的同步转速随之下降，而由于机械惯性的原因，电动机的转子转速未变。当同步转速低于转子转速时，转子电流的相位几乎改变了180°，电动机处于发电机状态。与此同时，电动机轴上的转矩变成了制动转矩，使电动机的转速迅速下降。从电动机的角度来看，处于再生制动状态。

电动机再生的电能经图1的续流二极管（VD7～VD12）全波整流后反馈至直流电路，由于直流电路的电能无法回输给电网，反靠CF1、CF2吸收，尽管各部分电路还在继续消耗电能，但CF1、CF2上仅有短时间的电荷堆积，形成“泵生电压”，使直流电压升高。过高的直流电压将使各部分器件受到损害。因此，当直流电压超过一定值时，就要求提供一条放电回路，将再生的电能消耗掉。所在该变频调速系统中，是通过消耗能量而获得制动转矩的，属于能耗制动状态。

1）制动电阻：如图1中的RB就是制动电阻，用于将电动机的再生电能转换成热能而消耗掉。其选择方法如下：

（1）RB的阻值：一般情况下，RB的大小使制动电流不超过变频器额定电流的一半为宜，即IB=UD/RB≤IN/2 ，从而RB≥2 。

（2）RB的功率PB，由于RB的工况属于短时工作，故其标称功率可以比长期通电时消耗的功率小很多：PB≥aBUD2/RB，式中，aB为选用系数，取值范围约为aB=0.3～0.5，取决全电动机的容量和工况。当电动机的再生制动状态属于正常工作状态时，应取aB=1.0。

2）制动单元BV：BV的功能是，当直流回路的电压UD超过规定的限值时，接通耗能电路，使直流回路通过RS释放能量。

制动单元BV的组成；如图2虚线框所示，BV的组成如下：

（1）功率管VB用于接通与关断能耗电路，是制动单元的主体。

（2）电压取样与比较电路：由于VB驱动电路是低压电路，故只能按比例取出UD的一部分作为采样电压，和基准电压进行比较，得到控制VB导通或截止的指令信号。

（3）驱动电路：驱动电路用于接受“取样与比较电路”给出的指令信号，驱动VB导通或截止。

（4）功率管VB的选用：VB选用的器件是IGBT。其主要参数的一般选择方法如下：

①击穿电压UCEX：在电源电压为380V时，选UCEX=1000V即可。

②集电极最大电流ICM：按正常电压下流经RB的电流的两倍来选择，ICM≥2UD/RB。

2.电源供给电路：

如图3所示，220V交流电经保险后加在电源变压器的初级线圈两端。在变压器初级线圈两端并联C2的高耐压电容的作用减小或消除电源线路中的尖峰过电压干扰，因为单片机最怕这种干扰，所以必须加此吸收电路。

在变压器的次级上出来的13V交流电压经VD1～VD4整流，C1，C2滤波后成为约17V的直流电压。17V的直流电压经由三极管VT1，稳压二极管VD5和电阻R1组成的简单串联稳压电路后成为约12V的较为稳定的直流电压。该稳压电路的输出电压值由稳压二极管的稳压值决定。即输出电压（V）=稳压二极管稳压值0.7V。这12V的电压再经三端集成电路IC5，LM7805稳压后成为一个稳定的5V电压。这5V电压供单片机，温度检测和显示电路使用。12V电压供驱动电路使用。电容器C3、C4、C5、C6均是滤波作用。

交变电流范文第4篇

关键词: 交流电机 电容电感传感器 插卡编程

1.引言

在工业领域,交流电机的应用是十分广泛的,使用者通过电容电感传感器的变化量来对电机进行实时监控,以实现电机的加速与减速、启动与停止。电容电感传感器的原理是通过采集位移量的大小将其变换成为电压,进而控制电机的运动状态。

2.任务实施方案及知识简介

通过插卡编程来控制交流电机。具体如下:通过拉伸传感器使其输出的电压发生变化,插卡AMPCI-9102的输入通道来采样,通过软件触发来启动A/D转换,在微机中将模拟信号转化成数字信号,再通过D/A转换成模拟信号输入到变频器中在此信号输入西门子变频器MM420的模拟量输入口去控制电动机按给定的速度转动。我们通过传感器的变化可以改变电机的转速,再通过VB软件编程来控制电机的加速减速运行。

2.1西门子MM420变频器

变频器一般用在电机加减速,可以控制工作频率的高低。变频器一般是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。

PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调制方式。

PAM是英文Pulse Amplitude Modulation(脉冲幅度调制)缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式。

2.2AMPCI9102插卡

AMPCI-9102板是PCI总线通用数据采集控制板,该板可直接插入具备PCI插槽的工控机或个人微机,构成模拟量电压信号、数字量电压信号采集、监视输入和模拟量电压信号输出、数字量电压信号输出与计数定时系统。

3.Visal Basic调用动态连接库

3.1对函数进行声明

Declare Function PLX9052_CountCards Lib “pcidll” Alias “#1” (ByVal dwVendorID As Long,ByVal dwDeviceID As Long) As Long

Declare Function PLX9052_Open Lib “pcidll” Alias “#2” (phPLX9052 As Long,ByVal dwVendorID As Long,ByVal dwDeviceID As Long,ByVal nCardNum As Long,ByVal dwOptions As Long)As Boolean

Declare Sub PLX9052_Close Lib “pcidll” Alias “#3” (ByVal hPLX9052 As Long)

Declare Function PLX9052_ReadWord Lib “pcidll” Alias “#5” (ByVal phPLX9052 As Long)

3.2程序框图

4.硬件接线分析及调试

首先将插卡接线端子的D/A1转换通道输出引脚接变频器端子3,D/A1转换器的地与变频器2和4端子同时相连接,将插卡接线端子的A/D1转换通道输入引脚接传感器输出端。传感器输出端,传感器的电源端和地分别与插卡上的电源端和地相连。将变频器中的端子5和8相连接(手动调试不要相连)。电源通过熔断器、接触器和变频器相接,变频器三个输出端子分别与交流电机的U、V、W相接,微机通电。

各硬件接线如下图所示:

打开计算机和VB编程软件,进行插卡接口的驱动程序编制,编制完成后,运行微机中的驱动程序,拉动传感器的伸缩杆,实现电机的运转,再向程序界面中输入一个数值,比如是在增加转速的文本框中,不断地点击鼠标就可以实现电机的增速;而不断点击减少转速的文本框,则可以实现电机的减速。

参考文献:

[1]公茂法,马宝甫,孙辰.单片机人机接口实例[M].北京:北京航空航天大学,1998.2.

[2]胡汗才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社,1996.

交变电流范文第5篇

关键字：直流系统；交流侵入；高压反击；钳位二极管

中图分类号： TM411 文献标识码： A

1低压交流侵入对直流系统的影响

低压交流侵入是指变电站二次交流电源(如380V站用电、电压互感器二次侧)串入直流系统，使直流母线对地电压以50Hz的频率大幅波动的异常现象。交流侵入的原因较多，较常见的是继电保护人员误接线，也有不少因为继电保护装置、继电器、端子排等绝缘不良，使交流电源串入直流系统。

由于变电站110/220V直流均为不接地系统，一旦由于某种原因接地的交流分量串入直流系统，就会使直流母线叠加上一个很大的对地交流电压。随着微机保护和集成型操作箱的普及，一方面各类中间继电器日益小型化，另一方面抑制共模干扰的电磁干扰(EMI)滤波器的大量使用，使直流母线的对地电容日益增加，这样，侵入直流系统的交流分量将通过各直流回路的电缆分布电容、母线对地电容施加在某些中间继电器上，从而可能造成断路器误动的严重事故。此外由于50Hz交流分量与电流互感器、电压互感器的二次电流、电压同频，还可能对某些抗干扰能力较差的继电保护装置、自动化装置产生干扰，导致装置损坏、断路器误动。

低压交流侵入导致断路器跳闸的电网事故并不少见。例如2006年11月华东电网某电厂主变压器有载调压装置接线调试时，由于图纸错误，工作人员误将220V交流控制电源的二次接线接入信号直流电源，使220V交流侵入直流系统，引起全厂220V直流控制电源大幅波动，烧坏多块测控单元ID插件板，使测控单元误发大量操作指令，导致多台500kV断路器无故分闸，使两条500kV线路断路器跳闸。

要避免低压交流侵入引起的电网事故，有两个方法:尽量不让交流分量串入直流系统，或使已串入交流的直流支路迅速从直流母线上切除；尽量衰减交流干扰分量的幅值，降低其对直流回路上的各元件的干扰。但交流侵入没有出现短路电流，而且交流侵入导致的事故往往当即发生，因此通过设计保护装置来快速检测、切除入侵的交流分量比较困难。对低压交流侵入问题目前只能通过加强交、直流二次回路间的隔离，如交、直流不共用一根电缆、各类端子排空开一定距离等来尽量避免，但还无法从技术上消除交流侵入给直流系统带来的危害。

2高压交流侵入对直流系统的影响

高压交流侵入又称为高压反击，是由于一次设备发生故障时的接地电流使接地网局部地电位升高，击穿二次回路对地的绝缘后直接进入二次系统，然后将该二次回路另一处绝缘薄弱处击穿入地，为异常地电位分流的现象。对于高压反击问题，目前只能通过减小接地网的接地电阻来缓解，直流系统本身还没有有效的防范措施。

由于直流系统辐射范围广，绝缘薄弱环节多，较容易遭到高压交流侵入，直流系统遭受高压反击，往往造成二次设备损坏、保护误动或拒动、空气小开关跳闸、直流回路短路或多点接地的严重事故。2002年某变电站曾发生过主变压器内部故障，该主变压器故障后，地电位对二次直流回路反击，主变压器220kV断路器的某电压切换继电器对地击穿，引起主变压器220kV断路器直流操作熔丝烧断，造成保护虽动作，但断路器未分闸，故障电流未被及时切除，最终导致主变压器起火、全站全停的扩大事故。针对高压反击，目前只能通过减小接地网接地电阻、加强二次回路对地绝缘来缓解，直流系统本身还缺乏进一步的防范措施。

3提高直流系统抵御交流侵入能力的方案

3.1方案的研究思路

交流分量窜入直流系统后最明显的现象就是整个直流回路对地电压以50Hz频率大幅波动，如果能将这个电压波动衰减到足够小，就能有效减轻交流窜入后对直流系统的危害。因此要提高直流系统抵御交流侵入的能力，关键在于稳定直流母线的对地电压，基于这个原理，本文提出一种直流母线并联钳位二极管的改进方案(下称钳位二极管方案)，实验和仿真都证明了这个方案的可行性。

3.2方案的具体内容

该方案实现方式简单，是在直流母线上装设了两个大功率、高反压的整流二极管，二极管D1负极、D2正极接地，接地点必须选在与一次设备有一定距离的地方(如继电器室)，可通过二极管钳制直流母线对地电压来释放串入的交流分量。直流系统正常时，由于正母线、大地、负母线三者间的电位关系，两个二极管均不导通(硅二极管反向阻抗无穷大，不会影响母线对地绝缘)；当母线直流接地时，也不可能出现负母线电位高于大地电位或正母线电位低于大地电位的现象，因此二极管仍旧不导通；当交流分量串入直流系统后，如果串入负极，交流电的正半周将通过二极管D2短路，如果串入正极，同理负半周将通过D1短路，从而迫使该交流回路或直流支路的空气小开关迅速跳闸，切除入侵的交流分量；如果侵入的交流分量幅值很大(高压反击)，由于二极管的电压钳位作用，可以保证直流母线对地电压的相对稳定，至少可以使入侵的高压交流不再流入其他回路。

钳位二极管方案使得直流正母线的电压始终高于大地，负母线电压始终低于大地，直流母线对地电压偏移范围一直控制在常规直流接地时的范围内，这就有效地保证了直流母线对地电压的稳定，大幅度降低了继电器误动的概率。220V直流系统正母线遭到站用电侵入后，采用这种新方案后，直流母线在交流入侵后对地电压波动幅值大幅减小，并在干扰源切除后快速恢复正常。如果交流分量通过过渡电阻串入，可能通过二极管的短路电流太小使空气小开关无法跳闸，但由于母线对地电压波动一直限制在较小的范围内，还是大幅降低了继电器误动的概率。为进一步验证这个方案，我们在某110kV换流站停电改造时，在110V直流系统上做了模拟交流入侵和高压反击试验。该换流站的直流母线上设有正母线对地、负母线对地的氧化锌避雷器，现场试验，先在直流母线上安装钳位二极管，然后在选定的几个直流负荷(改造后被淘汰的旧设备)直流电源上加交流电压，交流电压通过升压变压器和自耦调压器调节，最高电压可升到1000V，用于模拟高压反击和交流侵入。

4实施钳位二极管方案的注意事项

钳位二极管方案在研究应用时，需注意以下几方面：

（1）二极管接地点选取的问题。这个接地点如果过分靠近一次设备，而接地网电阻又大，这样故障时反而给接地电流进入直流系统提供了通路，因此这个接地点必须是远离一次设备接地处的接地点，且该处接地电阻必须尽量小，才能保证高压反击时直流母线对地电压的稳定，一般选在继电保护室直流屏的接地处。

（2）二极管的选用。为充分保证可靠性，直流正母线对地、负母线对地的二极管应采用多个串联，这样可将击穿的概率降到零。考虑到整流二极管能承受20倍的冲击电流，综合考虑二次电缆及接地网的阻抗，每组二极管可选用耐压5000V、电流1000A(无需散热片)的二极管3~10个串联构成。由于二极管价格低廉，在体积允许的情况下，其电压、电流参数应尽可能选得大一些，以进一步保证可靠性。

结语

（1）对于低压交流侵入，钳位二极管方案能够较好地避免事故隐患；对于高压交流侵入，钳位二极管方案能通过保持母线对地电压的稳定，减小直流系统的受损程度，但还无法完全避免高压反击带来的危害。高压反击问题还需要通过减小接地网接地电阻、加强二次回路对地绝缘来改善。

（2）对于钳位二极管方案接地点的选取问题，例如接地点要离开一次设备接地点多少距离、接地网电阻大小等问题，必须认真考虑，否则还可能加剧直流系统受高压交流侵入的概率。

参考文献

[1]戴春怡.超高压输变电操作技能培训教材)))交直流电源与测量表计[M].北京:中国电力出版社，2005.