交流電壓精選(九篇)

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第1篇：交流電壓范文

一、對過電壓的了解

一般針對電壓在使用過程中要求交流接觸器裝置結(jié)構(gòu)必須要緊湊，使用方便快捷，動態(tài)靜態(tài)街頭的磁吹裝置要求必須良好，滅弧效果好，最好要達(dá)到零飛弧，溫升小。技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的，隨著智能化開關(guān)、光電式電流電壓互感器、一次運(yùn)行設(shè)備在線狀態(tài)檢測、電壓運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日趨成熟，以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時系統(tǒng)中的開發(fā)應(yīng)用。超過接觸器允許的動、熱穩(wěn)定電流，當(dāng)使用接觸器斷開短路電流時，還應(yīng)校驗(yàn)接觸器的分?jǐn)嗄芰Α?/p>

二、過電壓抑制的配置

2.1　自身抑制

在電氣裝置全部由壓地下系統(tǒng)而不含架空線供電的情況下，依據(jù)表1—2所規(guī)定的設(shè)備耐沖擊電壓值便足夠了，而不需要附加的大氣過電壓保護(hù)。在電氣裝置由壓架空線供電或含有壓架空線供電的情況下，且外界環(huán)境影響為AQl（雷暴日數(shù)＜25日／年）時，不需要附加的大氣過電壓保護(hù)。

2.2　保護(hù)抑制

電氣裝置是由含有架空線的電路或是由架空線供電，而且在當(dāng)?shù)乩纂娀顒臃贤饨绛h(huán)境影響保護(hù)條件下AQ2（雷暴日數(shù)＞25日／年）時，應(yīng)該裝設(shè)大氣過電壓保護(hù)。同時保護(hù)裝置的包會水平不應(yīng)該電于出Ⅱ類過電壓水平。

三、對過電壓保護(hù)的有效設(shè)計(jì)

電壓用接觸器根據(jù)電壓使用情況及電壓類別可分別選用AC-2～4，對于啟動電流在6倍額定電流，分?jǐn)嚯娏鳛轭~定電流下可選用AC-3，如風(fēng)機(jī)水泵等，可采用查表法及選用曲線法，根據(jù)樣本及手冊選用，不用再計(jì)算。圍繞線式電壓接通電流及分段電流都是在2.5倍額定電流左右，一般啟動時轉(zhuǎn)子中在串入電阻一般以啟動限制電流為住，增加啟動轉(zhuǎn)矩，使用類別AC-2，通?？梢赃x用轉(zhuǎn)動式接觸器。當(dāng)電壓處于點(diǎn)動時，需要反向運(yùn)轉(zhuǎn)及時制動時，通常使用接通電流為Ie，使用類別為AC-4，它比AC-3嚴(yán)酷的多?？筛鶕?jù)多數(shù)適用類型AC-4下列出電流大小計(jì)算電壓的功率。因此選擇接觸器時要考慮分、合堵轉(zhuǎn)電流，電流、電壓等電氣量，實(shí)現(xiàn)了一、二次系統(tǒng)在電氣上的有效隔離，增大了電氣量的動態(tài)測量范圍并提高了測量精度，從而為實(shí)現(xiàn)常規(guī)元件裝置冗余向信息冗余的轉(zhuǎn)變。

四、對抑制裝置的分析

4.1　限制元件的選擇

元件接通時元件產(chǎn)生瞬態(tài)充電過程，出現(xiàn)很大的合閘涌流，同時伴隨著電氣的電流頻率振蕩，由于電流是有電網(wǎng)電壓、電路中的電抗決定和元件的容量有關(guān)，即此饋電元件和連接導(dǎo)火索有關(guān)系，因此在觸頭閉合過程中可能會燒蝕嚴(yán)重，按照應(yīng)當(dāng)計(jì)算出的元件電路中最大電流穩(wěn)態(tài)和電流系統(tǒng)中實(shí)際接通時可能會產(chǎn)生的涌流指進(jìn)行最大值的選擇，這樣才能保證安全的措施和正確的操作使用。因此在選用交流接觸器時候，普通型交流接觸器要考慮普通元件組的涌流倍數(shù)、元件、電網(wǎng)容量、開關(guān)設(shè)備的阻抗及并聯(lián)元件組放電狀態(tài)、回路、合閘相角等，一般必須達(dá)到50到100額定的電流，到計(jì)算是

【摘要】進(jìn)入21世紀(jì)，隨著市場經(jīng)濟(jì)科學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)電速發(fā)展，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和電子技術(shù)，在人們?nèi)粘Ｉ钪羞\(yùn)用越來越廣泛，電氣裝置過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)成為電力系統(tǒng)必不可少的能源。我國正在積極發(fā)展結(jié)構(gòu)參數(shù)電運(yùn)行可靠性，裝置過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)壓交流輸電線路，它擔(dān)負(fù)著輸送和分配電能的任務(wù)，是聯(lián)絡(luò)各發(fā)電廠和變電站使之并列運(yùn)用，因此本文介紹電氣裝置過電壓交流輸電線路的檢測和運(yùn)行維護(hù)等情況，分析當(dāng)不利條件導(dǎo)致線路故障時就會影響整個的安全運(yùn)行，提出相應(yīng)的防治措施、線路檢測，確保電氣裝置過電壓線路安全運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】電氣裝置；電壓保護(hù)設(shè)計(jì)；限制措施

【中圖分類號】TM866

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1672—5158（2012）10-0210-01比較煩瑣。選用時參見樣本，而且還要考慮無功補(bǔ)償裝置標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。元件投入瞬間產(chǎn)生的涌流峰值應(yīng)限制在元件組額定電流的20倍以下（JB7113—1993壓并聯(lián)元件裝置規(guī)定）；還應(yīng)考慮最大穩(wěn)態(tài)電流下元件運(yùn)行，元件在運(yùn)行時候諧波電壓加上電達(dá)1.1倍額定工作的工頻過電壓，會產(chǎn)生比較的電流。元件組電路中的設(shè)備期間應(yīng)該在額定正弦電壓和額定頻率所產(chǎn)生的均方根值不能超過1.3倍額定電流量連續(xù)運(yùn)行，由于實(shí)際元件的電容值可能達(dá)到額定電容值1.1倍，故此電流可達(dá)1.43倍額定電流，因此選擇接觸器的額定發(fā)熱電流應(yīng)不小于此最大穩(wěn)態(tài)電流。

4.2　對元件的設(shè)計(jì)安裝

針對當(dāng)接通壓元件負(fù)載時，元件可能會因?yàn)槎螜z測的電極短路而出現(xiàn)的短路情況，會造成短時的陡峭大電流，電流的額定度可達(dá)到15～20倍，其電流與元件的繞組布置及鐵心特性有關(guān)。當(dāng)電焊機(jī)頻繁產(chǎn)生突發(fā)性的強(qiáng)電流，會導(dǎo)致元件的初級測的開關(guān)承受巨大的電力和應(yīng)力，因此必須按照元件的額定功率對電極短路時一次側(cè)的短路電流及焊接頻率來選擇接觸器，即接通電流大于二次側(cè)短路時一次側(cè)電流。交流接觸器的斷開與吸合時振動比較大，在安裝過程中盡量不要和振動要求比較嚴(yán)格的電氣設(shè)備安裝在一起或者一個柜子里，否則要采用防震措施，在一般安裝過程中盡量要安裝在柜子下部。在安裝交流接觸器的時候必須要符合產(chǎn)品的要求，而安裝尺寸應(yīng)該必須符合電氣接線規(guī)程、安全距離，進(jìn)而為檢查和維修方便。

4.3　合理性考察

提電防范電壓線路處部破壞，一方面需要政府執(zhí)法部門的密切配合，加大電力設(shè)施保護(hù)工作力度，需要當(dāng)?shù)卣畧?zhí)法部門的密切配合，注重防范，遏制外力破壞案件的發(fā)生和發(fā)展，依法保護(hù)電力設(shè)施的安全；另一方面，加強(qiáng)宣傳力度，向沿線居民宣傳電壓輸電線路的危害與保護(hù)工作，使農(nóng)民自覺維護(hù)電力線路器材。要保證現(xiàn)場單元在現(xiàn)場條件下安全穩(wěn)定的運(yùn)行，除對現(xiàn)場單元本身提出要求外，設(shè)計(jì)上還應(yīng)考慮對現(xiàn)場溫度、濕度、電磁感應(yīng)、雷電流、開關(guān)開合時振動影響（如接點(diǎn)抖動，連接松動等）采取相應(yīng)的措施。同時，加強(qiáng)輸電線路日常維護(hù)工作，線路巡查員在巡視電壓輸電線路時仔細(xì)觀察電力線路可能存在的問題，加強(qiáng)雷雨、大風(fēng)、大霧、臺風(fēng)、覆冰等惡劣天氣前后的輸電線路巡視檢查；進(jìn)行維護(hù)和檢修。

五、總結(jié)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電氣裝置電壓輸線路建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，強(qiáng)化電壓電線路設(shè)計(jì)運(yùn)行維護(hù)管理。電壓輸電線路是一項(xiàng)任務(wù)繁重的工作，面對的范圍廣泛，情況也比較復(fù)雜。隨著力市場的進(jìn)一步完善，智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷深入，提電電壓輸電線路運(yùn)行管理水平，以免電壓輸電線路造成不必要的損失。

參考文獻(xiàn)

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第2篇：交流電壓范文

關(guān)鍵詞：換流變壓器；閥側(cè)出線裝置；交流電場；絕緣裕度

1 引言

目前我國已累計(jì)建成“兩交四直”六條特高壓工程，未來十年甚至更長一段時間，特高壓是我國電網(wǎng)發(fā)展的常態(tài)。在特高壓直流輸電線路中，換流變壓器是直流變電站的重大設(shè)備之一，而出線裝置的絕緣可靠性研究是換流變壓器核心技術(shù)環(huán)節(jié)。為了掌握換流變壓器核心技術(shù)，山東電力設(shè)備有限公司在多年的變壓器絕緣技術(shù)研究基礎(chǔ)上，利用電磁場仿真分析軟件，進(jìn)行了換流變壓器閥側(cè)出線裝置交流電場計(jì)算。

2 絕緣水平和試驗(yàn)電壓

閥側(cè)出線裝置的主要作用是保護(hù)閥側(cè)繞組引線與閥側(cè)套管連接處絕緣的可靠性和閥側(cè)套管與升高座之間絕緣的穩(wěn)定性，所以在閥側(cè)出線裝置的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，不僅要考慮換流變壓器的絕緣水平和試驗(yàn)電壓，而且還要考慮閥側(cè)套管出廠試驗(yàn)電壓，并具有足夠的安全裕度。本文中在閥側(cè)出線裝置仿真分析時，電場強(qiáng)度值是基于閥側(cè)套管的出廠試驗(yàn)電壓計(jì)算所得。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和已建變電站中換流變壓器技術(shù)協(xié)議要求，確定±400kV換流變壓器套管絕緣水平和試驗(yàn)電壓主要參數(shù)見表1：

3 閥側(cè)出線裝置絕緣結(jié)構(gòu)介紹

目前特高壓直流輸電工程中換流變壓器閥側(cè)電壓等級主要由200kV、400kV、600kV、800kV組成，在以后的規(guī)劃中，換流變壓器閥側(cè)電壓等級可能設(shè)計(jì)為275kV、550kV、825kV，1100kV。閥側(cè)出線裝置需要根據(jù)目前的HSP套管和ABB套管兩種結(jié)構(gòu)來進(jìn)行針對性的設(shè)計(jì)，從而保證引線與套管的絕緣和套管與升高座之間的絕緣的可靠性。在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上，閥側(cè)出線裝置主要設(shè)計(jì)出兩種比較典型的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1和圖2所示：

本文中暫將圖1結(jié)構(gòu)定義為A型，將圖2結(jié)構(gòu)定義為B型。由于換流變壓器閥側(cè)繞組在試驗(yàn)時，既有交流耐壓試驗(yàn)，還有直流耐壓和直流極性反轉(zhuǎn)試驗(yàn)，所以閥側(cè)出線裝置結(jié)構(gòu)相對于網(wǎng)側(cè)出線裝置要復(fù)雜得多。從圖1可以看出，A型結(jié)構(gòu)的閥側(cè)出線裝置主要是由紙筒和撐條組成的多層紙板油隙結(jié)構(gòu)，以及在引線均壓球處的紙漿成型件。從圖2可以看出，B型結(jié)構(gòu)的閥側(cè)出線裝置主要是由紙筒和瓦楞紙板組成的多層紙板油隙結(jié)構(gòu)，以及在引線均壓球處的紙漿成型件。同時，從圖1和圖2可以看出，閥側(cè)出線裝置相對于交流變壓器中使用的出線裝置油隙分割較小，紙板層數(shù)較多。

4 出線裝置電場仿真計(jì)算及裕度分析

本文主要通過建立閥側(cè)出線裝置二維簡化模型，利用MainIsulation仿真分析軟件，計(jì)算了閥側(cè)出線裝置的交流電場，對比分析了A型和B型出線裝置的電場強(qiáng)度，并根據(jù)已有的文獻(xiàn)和設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)，對比分析兩種結(jié)構(gòu)出線裝置的絕緣裕度。在電場計(jì)算時，為了簡化計(jì)算過程，復(fù)合工程實(shí)際需要，根據(jù)國內(nèi)外參考文獻(xiàn)實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了試驗(yàn)電壓的等效折算，雷電全波沖擊試驗(yàn)電壓折算到1min短時感應(yīng)試驗(yàn)電壓約為546kV，雷電截波沖擊試驗(yàn)電壓折算到1min短時感應(yīng)試驗(yàn)電壓約為485kV，操作波沖擊試驗(yàn)電壓分別折算到1min短時感應(yīng)試驗(yàn)電壓約為620kV，交流長時外施試驗(yàn)電壓折算到1min短時感應(yīng)試驗(yàn)電壓約為660kV。根據(jù)以上折算結(jié)果，這里以交流長時外施試驗(yàn)電壓進(jìn)行交流電場分析。

4.1 閥側(cè)出線裝置的交流電場計(jì)算及裕度分析

依據(jù)前面對各個試驗(yàn)電壓的折算結(jié)果在計(jì)算時采用了交流長時外施試驗(yàn)電壓折算值660kV。使用MainIsulation仿真分析軟件計(jì)算后，A型結(jié)構(gòu)交流電場計(jì)算結(jié)果見圖3，B型結(jié)構(gòu)交流電場計(jì)算結(jié)果見圖4，電場強(qiáng)度及絕緣裕度對比見表2。

A型結(jié)構(gòu)分析后電場強(qiáng)度云圖及裕度分布如下圖所示，出線裝置側(cè)上端圓環(huán)處最大場強(qiáng)值為6.033kV/mm，出線裝置側(cè)最小裕度1.96，筒壁側(cè)最小裕度1.31。

B型結(jié)構(gòu)分析后電場強(qiáng)度云圖及裕度分布如圖4所示，出線裝置側(cè)上端圓環(huán)處最大場強(qiáng)值為5.207kV/mm，出線裝置側(cè)最小裕度1.05，筒壁側(cè)最小裕度1.75。

各條電力線裕度的計(jì)算主要參考魏德曼公司的經(jīng)典油隙許用值。從計(jì)算結(jié)果來看，A型筒壁側(cè)的絕緣裕度最小，B型套管側(cè)的絕緣裕度最小，依據(jù)已投運(yùn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)裕度經(jīng)驗(yàn)值來看此絕緣裕度完全滿足絕緣要求。

5 結(jié)論

第3篇：交流電壓范文

關(guān)鍵詞：交流調(diào)壓；電網(wǎng)電壓；諧波

目前，我國某些地區(qū)電網(wǎng)電壓波動范圍比較大，導(dǎo)致電網(wǎng)供電質(zhì)量差。電網(wǎng)供電質(zhì)量差對敏感性負(fù)載的影響很大，有可能導(dǎo)致系統(tǒng)有效數(shù)據(jù)丟失、通信中斷和生產(chǎn)周期加長等嚴(yán)重后果。因此，調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓使得用電設(shè)備處于理想運(yùn)行狀態(tài)，滿足用電負(fù)載某些特殊要求，從而獲得最大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益是非常重要的。調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓的電路，有相控式交流調(diào)壓和開關(guān)型交流調(diào)壓。相控式交流調(diào)壓，當(dāng)控制角增大時，功率因數(shù)減小，電流中諧波的幅值增大。開關(guān)型交流調(diào)壓，輸出電壓和電流的諧波含量較高，需要較大容量的濾波環(huán)節(jié)，輸入功率因數(shù)較低。下面分析單片機(jī)控制的交流斬波調(diào)壓電路，以便與同仁共享。電路如圖1所示。

1電路組成及作用

濾波元件：L1C1L2C2濾除輸入電流、輸出電壓中的諧波分量。開關(guān)器件晶閘管：VD1VD2通過控制電路的控制，實(shí)現(xiàn)比輸入電源高得多的周期性頻率的導(dǎo)通和關(guān)斷。交流電源：AC負(fù)載：R單片機(jī)為核心的控制電路：（圖2）繼電器輸出的觸發(fā)電路，配合電流、電壓過零點(diǎn)檢測電路，在單片機(jī)的控制下產(chǎn)生PWM脈寬調(diào)制信號觸發(fā)晶閘管開關(guān)。同步電源經(jīng)過一個比較器LM339轉(zhuǎn)換成同相的方波送入控制芯片進(jìn)行過零檢測，并以此產(chǎn)生的信號作為觸發(fā)脈沖電路的同步信號?？刂菩酒a(chǎn)生的觸發(fā)脈沖通過光耦隔離、放大，由繼電器輸出加到晶閘管的門極(G)和陰極(K)。電壓給定信號Uref與電壓反饋信號Uf由Dspic30f6014a自帶的12位A／D進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，單片機(jī)根據(jù)給定信號的大小(開環(huán)工作模式)或PID的輸出量(恒流、恒壓、恒功率工作模式)通過計(jì)算得到SCR的導(dǎo)通角來實(shí)現(xiàn)對主電路的調(diào)壓。

2電路原理

開關(guān)器件晶閘管：VD1VD2的導(dǎo)通和截止，有單片機(jī)輸出到觸發(fā)極上的PWM信號決定。單片機(jī)作為控制核心，根據(jù)負(fù)載需要的交流電壓值，計(jì)算出PWM占空比，產(chǎn)生PWM波形，通過驅(qū)動電路控制開關(guān)功率管的導(dǎo)通和截止，輸出需要的交流電壓，使其穩(wěn)定工作在該工作點(diǎn)上。當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化或者其他干擾使輸出電壓發(fā)生變化時，該系統(tǒng)偏離原來的穩(wěn)定工作點(diǎn)，此時，單片機(jī)計(jì)算實(shí)際輸出電壓與設(shè)定電壓的偏差，然后根據(jù)PI控制算法進(jìn)行偏差控制，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整占空比的大小，修改PWM波形，使輸出穩(wěn)定在新的工作點(diǎn)上。通過數(shù)字控制技術(shù)，可以運(yùn)用當(dāng)今一些先進(jìn)且成熟的控制策略從而實(shí)現(xiàn)良好的靜、動態(tài)性能，具有精度高、開發(fā)周期短、良好的人機(jī)界面、并能實(shí)現(xiàn)通訊等許多優(yōu)點(diǎn)，對于提高產(chǎn)品的性能，降低成本具有重大意義。

3電路優(yōu)點(diǎn)

不易受電網(wǎng)電壓影響，觸發(fā)脈沖的對稱較好，使輸出負(fù)載電壓正、負(fù)面積對稱，無直流分量，且實(shí)時檢測電路工作電壓、電流值。開關(guān)頻率足夠高時，只要引入極小尺寸的輸入、輸出濾波器，就可以將輸入電流、輸出電壓中的諧波幾乎完全濾除。電源側(cè)的功率因數(shù)總和負(fù)載側(cè)相同。該觸發(fā)器控制精度優(yōu)于1℃，變壓器次端電壓變化率優(yōu)于0．1V。根據(jù)按鍵設(shè)置，可工作在電流負(fù)反饋或電壓負(fù)反饋方式下，具有完善的保護(hù)功能，可時時顯示負(fù)載的工作電壓、電流、故障狀態(tài)等。提高了電路的性能，同時可用于其他需要交流調(diào)壓、調(diào)功的場合，具有很好的性能?？傊?，單片機(jī)控制的交流調(diào)壓技術(shù)作為一種高性能交流調(diào)壓技術(shù)，符合電力電子技術(shù)高頻化、高效化以及低污染的發(fā)展趨勢，并將逐步取代晶閘管相控交流調(diào)壓，新器件的發(fā)展將加速這一進(jìn)程，其豐富的控制種類，多樣的電子開關(guān)組合，為不同使用要求提供了高性價比產(chǎn)品，是一種經(jīng)濟(jì)型交流調(diào)壓技術(shù)，具有很好的發(fā)展前景。

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第4篇：交流電壓范文

關(guān)鍵詞:穩(wěn)壓電源; 交流穩(wěn)壓電源; 脈沖寬度調(diào)制器; 高頻電子變壓器

中圖分類號:TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

文章編號:1004-373X(2010)10-0204-03

Design of Switch-Mode AC Stabilized Voltage Supply

XU Jin-xing, XU Chang-hua

(Research & Development Center of Electronic Products Equipment Manufacture of Jiangsu Province, Huaian 223003, China)

Abstract:An advanced design of AC stabilized voltage power supply is expounded in this paper. The pulse width modulator (PWM), high-speed electronic switches, high-frequency electronic transformer, and LC filters was adopted to realize the design. In comparison with AC stabilized voltage supply of the traditional thyristor angle modulation mode, this scheme is ofhigher efficiency, smaller size, smaller nonlinear distortion and it is an entirely new design of AC stabilized voltage supply.

Keywords:stabilized voltage supply; AC stabilized voltage supply; PWM; high-frequency electrosic transformer

目前,空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)、通信、雷達(dá)及家電中的電源逐漸被開關(guān)電源所取代?，F(xiàn)在一般應(yīng)用的串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電源是連續(xù)控制的線性穩(wěn)壓電源。這種傳統(tǒng)的串聯(lián)穩(wěn)壓器、調(diào)整管總是工作在放大區(qū),流過的電流是連續(xù)的,這種穩(wěn)壓器的缺點(diǎn)是承受過載和短路的能力差,效率低,一般只有35%~60%。由于調(diào)整管要損耗較大的功率,所以需要采用大功率調(diào)整管,并裝有體積很大的散熱器[1]。而開關(guān)電源的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài),功率損耗小,效率可達(dá)70%~95%,穩(wěn)壓器的體積小,重量輕,調(diào)整管的功率損耗較小,散熱器也隨之減小[2]。此外,開關(guān)頻率工作在幾十kHz,可用數(shù)值較小的濾波電感、電容元件,故可以大大提高允許的環(huán)境溫度。

1 電路組成及工作原理

開關(guān)式交流穩(wěn)壓電源電路框圖如圖1所示。工作原理描述:由三角波發(fā)生電路產(chǎn)生150 kHz的三角波,由低頻正弦波產(chǎn)生電路產(chǎn)生50 Hz的正弦波。兩個信號分別同時送到比較器的同相和反相輸入端,在比較器的輸出端將產(chǎn)生矩形波。該矩形波的頻率與150 kHz的三角波相同,該矩形波的脈沖寬度受50 Hz正弦波實(shí)時幅度的調(diào)制后,隨50 Hz正弦波實(shí)時幅度而變化,即已調(diào)制矩形波。將其送到高速電子開關(guān)中一個輸入端,并經(jīng)過一級反向器反向,送到高速電子開關(guān)的另外一個輸入端。

圖1 開關(guān)式交流穩(wěn)壓電源電路拓?fù)鋱D

市電整流濾波獲得的2倍于輸入交流電壓(典型值約為311 V)的直流高電壓送到高速電子開關(guān)的電源輸入端。高速電子開關(guān)的兩個輸出端由兩個反向的輸入矩形波驅(qū)動,從約311 V直流電源取得能量后,分別經(jīng)過一級短時間常數(shù)的LC濾波電路連接到高頻開關(guān)變壓器的初級。該LC 濾波電路的作用是使進(jìn)入高頻開關(guān)變壓器初級的矩形波脈沖拐角趨于圓滑,以降低其高頻諧波。高頻開關(guān)變壓器的初、次級還起到對市電隔離的作用,高頻開關(guān)變壓器的次級獲得交變、拐角圓滑的矩形波電壓,經(jīng)過多級長時間常數(shù)的LC濾波電路,將150 kHz高頻信號濾除,還原出50 Hz正弦波的調(diào)制信號,送到負(fù)載用于對負(fù)載供電[3]。

電壓和電流取樣電路從負(fù)載上獲取電壓和電流信號,分別送兩路A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換,變成離散的數(shù)字信號。一方面用于通過微處理器處理后進(jìn)行實(shí)時顯示;另一方面用于通過微處理器處理后送D/A 轉(zhuǎn)換器變換為模擬量,經(jīng)過光電隔離驅(qū)動電路來控制正弦波發(fā)生器的幅值,又經(jīng)過比較器、反向器、高速電子開關(guān)、LC 濾波、高頻開關(guān)變壓器、多級LC 濾波等電路,用于控制負(fù)載上電壓或電流的穩(wěn)定。電壓互感器的作用是從市電中獲得低諧波失真的標(biāo)準(zhǔn)正弦波,經(jīng)由正弦波產(chǎn)生電路控制其幅值;鍵盤用于輸入準(zhǔn)備向負(fù)載提供的電壓或電流值。

2 電路設(shè)計(jì)分析

2.1 可控正弦波產(chǎn)生電路

可控正弦波產(chǎn)生電路的電路圖如圖2所示[2]。

正弦波的來源采用直接從市電的220 V/50 Hz的正弦波,利用電壓互感器變換成較低電壓的50Hz 正弦波(例如5 V)。該正弦波的諧波失真度取決于市電的諧波失真度和互感器的參數(shù),其輸出幅度由D/A 轉(zhuǎn)換器控制光電耦合器驅(qū)動電路實(shí)現(xiàn),D/A轉(zhuǎn)換器輸出信號控制光電耦合器導(dǎo)通程度,與分壓電阻分壓后產(chǎn)生交流和直流疊加的電壓,經(jīng)電容隔離直流分量,僅保留交流分量送運(yùn)算放大器進(jìn)行若干倍的放大,產(chǎn)生隨D/A信號幅度大小而控制的純凈交流信號量。

圖2 可控正弦波產(chǎn)生電路

D/A控制信號產(chǎn)生的原則是:根據(jù)輸出到負(fù)載上的電壓或電流配合市電的電壓幅度大小進(jìn)行綜合運(yùn)算,由微處理器向D/A 轉(zhuǎn)換器提供通過綜合運(yùn)算的數(shù)字量,使得提供給負(fù)載的輸出電壓(或電流)趨于穩(wěn)定。

2.2 脈沖寬度調(diào)制器

PWM產(chǎn)生電路由正弦波產(chǎn)生電路、三角波產(chǎn)生電路和比較器三個部分組成。三角波加到比較器的反向輸入端,正弦波加到比較器的同向輸入端,比較器輸出端產(chǎn)生受正弦波瞬時幅度而變化的脈沖寬度調(diào)制波[4-5]。

圖3是電壓型PWM比較器的工作波形,輸入三角波接在比較器的反向輸入端,可控正弦波信號送至比較器的同相輸入端,經(jīng)放大后輸出PWM信號。

圖3 PWM工作波形圖

2.3 高速電子開關(guān)

高速電子開關(guān)電路用于實(shí)現(xiàn)將PWM波功率放大,配合高頻電子變壓器和濾波電路,可實(shí)現(xiàn)對輸入信號為受某信號參數(shù)調(diào)制的矩形波,輸出信號為還原出該參數(shù)的解調(diào)電路[6]。其典型電路圖如圖4所示,是PWM經(jīng)反相器出來的波形。整個電路由4個場效應(yīng)管構(gòu)成的橋式開關(guān)電路、高頻開關(guān)變壓器、多組LC 濾波電路(圖中只畫出一組L3,C3)組成。

圖4 高速電子開關(guān)電路

高頻開關(guān)變壓器Tr還兼起市電隔離的作用。電路中,L1,C1 和L2,C2 組成濾波電路,用以使輸入到高頻開關(guān)變壓器初級的矩形波拐角變成“緩變”形狀,以使流經(jīng)變壓器的諧波分量減小,降低干擾。

經(jīng)過高頻開關(guān)變壓器次級感應(yīng)到的電壓通過L3,C3(實(shí)際為多級LC,如三級)的進(jìn)一步濾波可以將PWM的高頻矩形波濾除,在負(fù)載上得到被還原的原調(diào)制波的正弦波形,如圖5所示。

圖5 還原出來的波形

圖5中還原出來的調(diào)制波實(shí)際上是有一定程度的鋸齒波成分,如果用數(shù)字存儲示波器存儲波形,然后局部放大觀測可發(fā)現(xiàn),如圖5中顯示了局部放大后的鋸齒形狀,其鋸齒程度反映了信號的失真度,與多級LC濾波器的性能參數(shù)有關(guān)。

2.4 微處理器

微處理器部分用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)裝置的智能化,微處理器部分包括微處理器芯片、鍵盤、LCD 顯示器、A/D 和D/A 轉(zhuǎn)換器,且適合于控制的微處理器芯片往往采用單片機(jī),而單片機(jī)基本上都包含有I/O 接口電路、ROM,RAM、定時器和中斷系統(tǒng),因此這些部件基本上都不需要擴(kuò)展。

軟件部分的設(shè)計(jì)包括A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、LCD顯示器、鍵盤系統(tǒng)等功能的子程序,還包含系統(tǒng)監(jiān)控程序和各種中斷服務(wù)程序等[7],其系統(tǒng)監(jiān)控程序流程圖如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)監(jiān)控程序流程圖

3 結(jié) 語

在此介紹的開關(guān)式交流穩(wěn)壓電源是一種較為先進(jìn)的交流電源設(shè)計(jì)方案。隨著時代的快速發(fā)展,開關(guān)電源的集成化與小型化正在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),目前正在研制開發(fā)開關(guān)與控制電路集成于同一芯片的集成模塊。然而,把功率開關(guān)與控制電路,包括反饋電路都集成于同一芯片上,必須解決電氣隔離與熱絕緣的問題,這將是今后的一大研究課題。

參考文獻(xiàn)

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第5篇：交流電壓范文

[關(guān)鍵詞]輔助變壓器；局部放電；試驗(yàn)

中圖分類號：u264.55 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 文章編號：1009-914x（2013）16-0007-02

1 概述

我國hxd1交流傳動電力機(jī)車輔助變流系統(tǒng)中安裝了2臺輔助變壓器，該變壓器連接在機(jī)車輔助逆變器和輔助設(shè)備電源之間，為機(jī)車輔助設(shè)備提供80～440v/10～60hz三相交流電源。機(jī)車輔助變壓器為nomex紙絕緣非包封真空壓力浸漆干式變壓器，該變壓器局部放電試驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)是我們研究的問題。

2 機(jī)車輔助變壓器簡介

hxd1交流傳動電力機(jī)車上的輔助設(shè)備電源是通過輔助逆變器由中間直流環(huán)節(jié)提供。輔助逆變器將中間直流環(huán)節(jié)電壓分別轉(zhuǎn)換成具有恒頻恒壓和變頻變壓的三相交流電源系統(tǒng)，為機(jī)車輔助設(shè)備提供電源。機(jī)車輔助變壓器連接在輔助逆變器之后，其接線原理圖見圖1，外形結(jié)構(gòu)圖見圖2，基本參數(shù)見表1。

3 機(jī)車輔助變壓器試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

國家標(biāo)準(zhǔn)《gb/1094.11-2007 電力變壓器 第11部分：干式變壓器》規(guī)定，對40.5kv及以下的干式變壓器需進(jìn)行局部放電測量，且局部放電測量應(yīng)在um≥3.6kv的繞組上測量。

機(jī)車輔助電壓等級較低，繞組最高電壓um﹤1kv，國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)范此類變壓器的局部放電。但在我國交流傳動電力機(jī)車技術(shù)引進(jìn)時，技術(shù)轉(zhuǎn)讓方西門子公司，出于對機(jī)車特殊運(yùn)行環(huán)境及安全運(yùn)行的考慮，把局部放電作為考核輔助變壓器絕緣強(qiáng)度的重要指標(biāo)，并確定局部放電試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如下：

局部放電量：≤50pc

一次線圈對二次線圈及地（含pt100）的放電終止電壓：≥2280v

二次線圈對地（含pt100）的放電終止電壓：≥1000v

4 機(jī)車輔助變壓器試驗(yàn)方法

我公司變壓器產(chǎn)品主要為35kv級及以下油浸式特種變壓器，由于產(chǎn)品不需進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，前期沒有該試驗(yàn)的檢測能力。hxd1交流傳動電力機(jī)車輔助變壓器的試制，給我們提出了短期內(nèi)必須具備局部放電試驗(yàn)?zāi)芰Φ囊蟆?/p>

實(shí)現(xiàn)變壓器局部放電試驗(yàn)，必須確定試驗(yàn)方法并配備必要的試驗(yàn)設(shè)備。

4.1 試驗(yàn)方法的選擇

變壓器內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生局部放電時，會伴隨產(chǎn)生電脈沖、超聲波、電磁輻射、光，并引起局部發(fā)熱等現(xiàn)象，由于信號頻譜非常寬，因而相應(yīng)出現(xiàn)了電脈沖測量、超聲波測量、光測量、紅外線析測和介質(zhì)損耗析測等方法，但有的因?yàn)殪`敏度不高而未廣泛應(yīng)用，目前較多采用的是脈沖電流法。

我公司機(jī)車輔助變壓器局部放電測量采用脈沖電流法，脈沖電流法即產(chǎn)生一次局部放電時，試品cx兩端產(chǎn)生一個瞬時電壓變化δu，此時若經(jīng)過電容ck耦合到一檢測阻抗zd上，回路就會產(chǎn)生一脈沖電流i，將脈沖電流經(jīng)檢測阻抗產(chǎn)生的脈沖電壓信息，予以檢測、放大和顯示等處理，就可以測定局部放電量。

4.1 試驗(yàn)設(shè)備的選擇

在確定了試驗(yàn)方法后，依據(jù)輔助變壓器電壓等級、控制局放量等要求，配置了sbk-15型試驗(yàn)變壓器控制臺、ydw15kva油浸式無局放試驗(yàn)變壓器、jf-8000電容分壓式檢測阻抗）、owf-100-0.001型無暈耦合電容器、zpm-ld2003微機(jī)型局部放電檢測儀、50pc脈沖方波校正儀等設(shè)備及儀器，即可以實(shí)現(xiàn)輔助變壓器局部放電試驗(yàn)的測量。

5 機(jī)車輔助變壓器試驗(yàn)環(huán)境

配備了試驗(yàn)設(shè)備并不意味著具備了試驗(yàn)?zāi)芰?。變壓器局部放電試?yàn)對試驗(yàn)環(huán)境的要求也比較高，要求背景干擾水平<50%被試品局部放電量。我公司試驗(yàn)站位于變壓器裝配廠房內(nèi)，存在著較多的干擾因數(shù)，背景干擾問題不解決將無法實(shí)施局部放電試驗(yàn)。

5.1 局部放電試驗(yàn)時的干擾來源

局部放電試驗(yàn)時的干擾主要有以下幾種形式：（1）電源網(wǎng)絡(luò)的干擾。試驗(yàn)電源系統(tǒng)內(nèi)任意一設(shè)備發(fā)生接觸不良、放電或同一電源的大型設(shè)備啟動時，都會形成電源網(wǎng)絡(luò)干擾。（2）接地系統(tǒng)的干擾。試驗(yàn)回路接地不當(dāng)，高頻信號會經(jīng)過接地線耦合到試驗(yàn)回路產(chǎn)生干擾。（3）各類電磁場輻射的干擾。鄰近高壓帶電設(shè)備、無線電發(fā)射器、可控硅、電刷等試驗(yàn)回路以外的高頻信號，均會以電磁感應(yīng)、電磁輻射的形式經(jīng)雜散電容或電感耦合到試驗(yàn)回路，形成干擾（4）懸浮電位放電干擾。鄰近試驗(yàn)回路的不接地金屬物會產(chǎn)生感應(yīng)懸浮電位放電，也是常見的一種干擾。

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5.2 抑制干擾的措施

全屏蔽試驗(yàn)室能將試驗(yàn)所有設(shè)備、儀器和被試品均置于屏蔽室內(nèi)，是抑制各類干擾最有效的措施，但是投資大、周期長、占地面積大。受時間和場地的現(xiàn)制，我公司無法實(shí)施該方案。但針對干擾來源逐項(xiàng)采取措施，也能夠?qū)崿F(xiàn)干擾的有效抑制。

（1）利用電源濾波器抑制電源網(wǎng)絡(luò)干擾。

在試驗(yàn)電源被試品前端設(shè)置低通濾波器，可抑制試驗(yàn)供電網(wǎng)絡(luò)中的干擾。低通濾波器的截止頻率應(yīng)盡可能低，并設(shè)計(jì)成能抑制來自相線、中線的干擾。通常采用雙π型濾波器，雙π型濾波器接線圖如圖3。針對機(jī)車輔助變壓器實(shí)際情況，我們定制了一臺雙π型濾波器，解決了電源網(wǎng)絡(luò)干擾問題。

（2）建立獨(dú)立接地系統(tǒng)抑制接地系統(tǒng)干擾。

抑制試驗(yàn)回路接地系統(tǒng)的干擾，唯一的措施就是整個試驗(yàn)回路選擇獨(dú)立的接地系統(tǒng)，實(shí)施可靠的單點(diǎn)接地。我公司試驗(yàn)站原接地系統(tǒng)為裝配廠房共用的接地系統(tǒng)，且接地電阻較大，不能滿足要求，必須新建獨(dú)立接地系統(tǒng)。

為了避免施工污染廠房內(nèi)環(huán)境、影響產(chǎn)品生產(chǎn)，我們選取試驗(yàn)站廠房外的綠化帶區(qū)域建立獨(dú)立接地系統(tǒng)，系統(tǒng)采用鋼質(zhì)接地網(wǎng)深埋于-6m地下，接地網(wǎng)周邊安裝垂直接地極，利用銅質(zhì)粗接地線引出。此接地系統(tǒng)為局部放電試驗(yàn)設(shè)備及被試品獨(dú)立使用，解決了接地系統(tǒng)干擾問題。

（3）通過避峰作業(yè)減少電磁場輻射干擾

我公司試驗(yàn)區(qū)的電磁場輻射主要來源于廠房內(nèi)天車運(yùn)行、電焊操作、電鋸操作、發(fā)電機(jī)組運(yùn)行等。避開正常的生產(chǎn)作業(yè)時間，選擇在午休時間或下午下班后進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，可以減少電磁輻射干擾的影響。

（4）隔離并清理試驗(yàn)區(qū)減少懸浮電位放電干擾

減少金屬物感應(yīng)懸浮電位放電干擾最有效的措施是隔離并清理局部放電試驗(yàn)區(qū)。劃出專門的局部放電試驗(yàn)區(qū)，試驗(yàn)區(qū)內(nèi)不得擺放除被試品以外的產(chǎn)品、工裝、配件等雜物。每次試驗(yàn)前需清潔場地內(nèi)金屬及非金屬粉塵，對于被試產(chǎn)品上的pt100溫度傳感器、夾件等金屬部件，均應(yīng)可靠接地。

6 機(jī)車輔助變壓器試驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)

在試驗(yàn)環(huán)?a href="baidu.com" target="_blank" class="keylink">陳鬩蟮那疤嵯攏湊誅in vde 0110-20第4.4.1項(xiàng)，利用工頻耐壓方式，對輔助變壓器緩慢施加電壓直至局部放電超過50pc，該外加電壓即為局部放電的起始電壓。將外加電壓進(jìn)一步增加10%，然后緩慢降低直至局部放電量為50pc以下，此時的外加電壓為局部放電終止電壓。局部放電終止電壓高壓標(biāo)準(zhǔn)值即為合格。

經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，我公司局部放電試驗(yàn)系統(tǒng)完全滿足機(jī)車輔助變壓器局部放電試驗(yàn)的要求。某臺輔助變壓器局部放電測量結(jié)果為合格的圖片見圖4、圖5。

7 結(jié)束語

快速響應(yīng)用戶要求，結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，研究交流傳動電力機(jī)車輔助變壓器局部放電方法，并采取措施在短期內(nèi)獲取試驗(yàn)?zāi)芰?，具有一定的?shí)踐價值。

參考文獻(xiàn)

[1] 保定天威保變電氣股份有限公司.變壓器試驗(yàn)技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

第6篇：交流電壓范文

關(guān)鍵詞：直流穩(wěn)壓電源，現(xiàn)代信息技術(shù)，教學(xué)設(shè)計(jì)。

中圖分類號：TM44-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.07.061

本文著錄格式：[1]鄧果.基于現(xiàn)代信息技術(shù)的直流穩(wěn)壓電源教學(xué)設(shè)計(jì)[J].軟件，2313，34（7）：161-162

0 引言

直流穩(wěn)壓電源是模擬電子技術(shù)的重點(diǎn)部分，包含整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路，僅僅講解電路工作原理，學(xué)生難以理解和掌握[1-2]。為此，借助現(xiàn)代信息技術(shù)，通過信息化資源如多媒體課件、動畫、視頻等進(jìn)行引導(dǎo)，借助multisim軟件進(jìn)行仿真，整個教學(xué)過程突出以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)形式，體現(xiàn)“做中教，做中學(xué)”，取得了較好的教學(xué)效果[3]。

1 教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)人才培養(yǎng)方案和新教育理念的要求，從知識、技能和素養(yǎng)三個方面，確定教學(xué)目標(biāo)為：

1.1知識目標(biāo)

①理解直流穩(wěn)壓電源的工作原理；②會合理選擇元器件，繪制電路圖。

1.2技能目標(biāo)

①掌握基于multisim的仿真方法；②掌握自主探究的學(xué)習(xí)方法。

1.3職業(yè)素養(yǎng)

①培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的職業(yè)習(xí)慣；②提高團(tuán)隊(duì)合作、交流協(xié)作的能力。

2 教學(xué)資源和教學(xué)方法

借助世界大學(xué)城平臺，將教師的教學(xué)課件、多媒體動畫、Multisim仿真軟件、教案、項(xiàng)目任務(wù)書等都整合到教師個人空間，構(gòu)建開發(fā)式的教學(xué)平臺，使學(xué)生能在線預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。在教學(xué)中，采用項(xiàng)目教學(xué)法，將教學(xué)項(xiàng)目貫穿整個教學(xué)過程，通過原理分析、仿真實(shí)訓(xùn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)理論和時間操作技能[4]。

3 教學(xué)設(shè)計(jì)

本次教學(xué)設(shè)計(jì)以“直流穩(wěn)壓電源”任務(wù)為驅(qū)動，通過構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，采用multisim軟件進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，實(shí)現(xiàn)做中教，做中學(xué)。引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，把教學(xué)課件、表格化教案、教學(xué)視頻、教學(xué)大綱、習(xí)題庫、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書和教材整合到世界大學(xué)城教學(xué)平臺，利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)師生互動和在線測試。以項(xiàng)目教學(xué)理念為指導(dǎo)，把三課時的教學(xué)活動設(shè)計(jì)為六個教學(xué)環(huán)節(jié)。

首先，創(chuàng)設(shè)情境，本環(huán)節(jié)用時10分鐘。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)幾個直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用情景，例如展示手機(jī)充電器情境動畫，通過提出問題“手機(jī)充電器是如何把220v的市電轉(zhuǎn)換成電子電路所需的直流電呢？”從而進(jìn)入該項(xiàng)目內(nèi)容。

接下來下達(dá)任務(wù)書，用時5分鐘。通過世界大學(xué)城空間給學(xué)生分發(fā)任務(wù)書，并提供豐富的教學(xué)資源，讓學(xué)生通過閱讀任務(wù)書，了解項(xiàng)目內(nèi)容。

然后進(jìn)入原理分析階段，用時40分鐘。由于這部分內(nèi)容概念抽象、難分析、難演示，將其設(shè)置為教學(xué)重點(diǎn)。為了提高教學(xué)效果，采用教師講解和學(xué)生分組討論相結(jié)合的教學(xué)方式。首先教師講解電路構(gòu)成及原理分析方法。為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，制作了相應(yīng)的演示動畫，該動畫形象地為學(xué)生展示了電路中元器件實(shí)物圖和符號、各部分的工作原理，比如橋式整流部分，當(dāng)輸入正弦波的正半周波形時，二極管D1和D3導(dǎo)通，當(dāng)輸入負(fù)半周波形時，二極管D2和D4導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)全波整流，把正弦交流電轉(zhuǎn)換成脈動直流電。以及測試過程，把原理圖繪制好之后，首先用示波器查看經(jīng)過變壓器的電壓波形，然后給電路添加濾波電容和整流二極管，再查看波形。為了讓學(xué)生更好的理解濾波原理，制作了電容濾波過程的演示動畫。然后引導(dǎo)學(xué)生分組討論，實(shí)現(xiàn)師生互動，生生互動。從而突出教學(xué)重點(diǎn)。

讓學(xué)生理解電路工作原理之后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入multisim軟件仿真環(huán)境，提供學(xué)生一人一機(jī)的實(shí)訓(xùn)條件。Multisim軟件是IIT公司推出的能提供全面集成化的設(shè)計(jì)環(huán)境，完成從原理圖設(shè)計(jì)輸入、電路仿真分析、電路功能測試的一款電路分析軟件。當(dāng)改變電路連接成原件參數(shù)時，可以通過Multisim界面觀察到各種變化對電路性能的影響。

首先根據(jù)原理圖選擇元器件，適當(dāng)布局之后開始接線，為了提高學(xué)生的接線速度，提供了multisim軟件的操作演示視頻，繪制好原理圖后，接入雙路示波器， A通道接輸入端，B通道分別接入整流端、濾波端、穩(wěn)壓端，點(diǎn)擊仿真按鈕進(jìn)行仿真，適當(dāng)調(diào)節(jié)示波器參數(shù)，查看輸入、輸出波形，還可以通過調(diào)節(jié)元件參數(shù)，得到不同幅值的電壓。整個教學(xué)過程教師巡回指導(dǎo)，適時給予幫助，注重培養(yǎng)學(xué)生自主探究、網(wǎng)絡(luò)檢索能力。

此外設(shè)計(jì)一個拓展應(yīng)用環(huán)節(jié)，用時10分鐘。以樓宇對講系統(tǒng)電源的應(yīng)用作為提高拓展任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。

最后是任務(wù)評價，本環(huán)節(jié)用時10分鐘。首先學(xué)生在線做10個選擇題，檢驗(yàn)對理論知識的掌握程度。整個任務(wù)考核由仿真實(shí)訓(xùn)，在線測試和課堂表現(xiàn)三部分組成，結(jié)合主觀和客觀成果，綜合評價。評價結(jié)果不合格的同學(xué)可繼續(xù)學(xué)習(xí)完成任務(wù)。

4 教學(xué)反思

本次教學(xué)設(shè)計(jì)由直流穩(wěn)壓電源的原理及應(yīng)用這一項(xiàng)目為導(dǎo)向，分成六個環(huán)節(jié)組織教學(xué)。利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、仿真實(shí)訓(xùn)軟件和在線測試平臺，把枯燥的電子技術(shù)理論學(xué)習(xí)變成生動的仿真實(shí)驗(yàn)，將抽象的理論知識形象化，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、仿真實(shí)訓(xùn)和交流協(xié)作。豐富了交流手段，拓展了教學(xué)空間。但也感覺到，在信息化教學(xué)的實(shí)施過程中存在一定的程度，將學(xué)生分組學(xué)習(xí)中，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作有待加強(qiáng)，在今后的教學(xué)中，要繼續(xù)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，注重培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，提高學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

[1]李紅妹.“教學(xué)做”一體化的直流穩(wěn)壓電源教學(xué)研究[J].職業(yè)教育研究，2012（8）：87-88

[2]黃華飛，王紅梅.Multisim9在直流穩(wěn)壓電源教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣西輕工業(yè)，2008，（6）：75-76

第7篇：交流電壓范文

知識目標(biāo)

1．通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生知道“電阻一定時，電流跟電壓成正比，電壓一定時，電流跟電阻成反比”.

2．使學(xué)生初步熟悉如何用電流表測同一只電阻的電流及其兩端電壓，會用與待測電阻串聯(lián)的滑動變阻器調(diào)節(jié)待測電阻兩端的電壓.

能力目標(biāo)

1．使學(xué)生初步領(lǐng)會用控制變量法研究物理規(guī)律的思路.

2．進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生電路連接和有關(guān)電路的電學(xué)實(shí)驗(yàn)操作能力及根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、概括實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力.

情感目標(biāo)

1．培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和愿望.

2．培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和刻苦鉆研的精神.

教學(xué)建議

教材分析

在前三章的學(xué)習(xí)中已經(jīng)把電路中的三個基本物理量電流、電壓、電阻分別進(jìn)行了學(xué)習(xí)，而本節(jié)是一節(jié)建立電流、電壓、電阻三者關(guān)系的課.采用控制變量法通過實(shí)驗(yàn)得出當(dāng)電阻不變時電流與電壓的關(guān)系，當(dāng)電壓不變時電流與電阻的關(guān)系.使學(xué)生初步建立了電流、電壓、電阻的聯(lián)系.

教法建議

正確地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析得出電流與電壓和電阻的關(guān)系是重點(diǎn)，而做好實(shí)驗(yàn)是難點(diǎn)也是關(guān)鍵，在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮脱芯糠椒ㄕJ(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)，在分析數(shù)據(jù)時，如分析電流與電壓的正比關(guān)系時，應(yīng)先算出、，再算出、；分析電流與電阻成反比關(guān)系時，應(yīng)先算出，，再算出、，在語言文字的表達(dá)上只能說成“當(dāng)電阻一定時，電流與電壓成正比”而不能說成“當(dāng)電阻一定時，電壓與電流成正比”同樣地“當(dāng)電壓一定時，電流與電阻成反比”不能說成“電阻與電流成反比”．這是因?yàn)檫@樣才能正確地反映出：電壓是形成電流的原因；電阻是導(dǎo)體本身的屬性與電壓、電流無關(guān)．在教學(xué)中，要培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力．

教學(xué)設(shè)計(jì)方案

引入新課

前面我們學(xué)習(xí)了電流的概念，電流不但有方向，還有強(qiáng)弱，即大?。敲磳?dǎo)體中通過的電流大小與什么有關(guān)？由什么決定？今天我們就來討論這個問題．

問題1電流產(chǎn)生的原因是什么？（電壓是產(chǎn)生電流的原因．）

老師進(jìn)一步引導(dǎo)，這就是說，只有導(dǎo)體兩端存在電壓，導(dǎo)體中才會產(chǎn)生電流．沒有電壓導(dǎo)體中不會產(chǎn)生電流．

同學(xué)們從這一點(diǎn)可以猜想電流大小可能跟什么有關(guān)？

導(dǎo)體中電流大小與導(dǎo)體兩端的電壓大小可能有關(guān)，電壓大，電流可能大．

問題2什么叫電阻？（電阻是導(dǎo)體對電流的阻礙作用大小．）

教師進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生猜想，電阻大時，對電流的阻礙作用大，電流就不容易流過，對電流會產(chǎn)生影響，同學(xué)們從這一點(diǎn)可以猜想，電流大小還可能跟什么有關(guān)？

電流大小還可能跟電阻有關(guān)．

以上我們的這些猜想對不對？只有靠實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證．下面我們就用實(shí)驗(yàn)的方法探索電流跟電壓、電阻的關(guān)系．

這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是

（1）通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生知道電阻一定時，導(dǎo)體中電流限電壓的定量關(guān)系，電壓一定時，

導(dǎo)體中的電流跟電壓的定量關(guān)系；電壓一定時，導(dǎo)體中的電流跟電阻關(guān)系．

（2）使學(xué)生初步熟悉如何用電流表、電壓表測同一只電阻的電流及其兩端電壓，會用與待測電阻串聯(lián)的滑動變阻器調(diào)節(jié)待測電阻兩端的電壓．

（3）使學(xué)生初步體會多變量問題的研究方法．

（4）進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生電路連接和有關(guān)電路的電學(xué)實(shí)驗(yàn)操作能力及根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、概括實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力．

電流與電壓、電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)一

（1）對照電路圖說明原理和實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

（2）邊示范連接電路邊介紹器材及其作用，說明操作中的注意事項(xiàng)．

（3）強(qiáng)調(diào)學(xué)生要觀察的現(xiàn)象：先后兩次實(shí)驗(yàn)電流表示數(shù)及小燈泡亮度的差別．（4）學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)后，表述觀察到的現(xiàn)象，分析原因，概括小結(jié)．

現(xiàn)象用兩節(jié)干電池時燈泡亮，電流表示數(shù)較大，分析要點(diǎn)

①用兩節(jié)干電池比一節(jié)干電池加在燈泡兩端的電壓大．

②兩次所用燈泡不變，其實(shí)質(zhì)是保持電阻不變．

③燈泡亮?xí)r，電流表示數(shù)大，即通過燈泡電流大．

小結(jié)電阻一定時，導(dǎo)體兩端的電壓大，通過其電流也大．

這個實(shí)驗(yàn)說明我們原來的猜想“電壓大，電流也大”是正確的．

實(shí)驗(yàn)二

（1）觀察實(shí)驗(yàn)電路，說明原理和實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

（2）提示學(xué)生應(yīng)注意觀察．先后兩次實(shí)驗(yàn)電流表示數(shù)和小燈泡亮度的差別．

（3）學(xué)生實(shí)驗(yàn)后表述觀察到的現(xiàn)象，分析原因，概括總結(jié)．

現(xiàn)象6．3V燈泡較暗，電流表示數(shù)較小．

分析要點(diǎn)：

①6．3V燈泡的電阻比3.8V燈泡的電阻大．

②同一電池（電壓不變）

③6．3V燈暗電阻大電流?。?/p>

小結(jié)電壓一定時，導(dǎo)體的電阻大，通過其電流?。?/p>

這個實(shí)驗(yàn)說明我們原來的猜想“電壓一定時，導(dǎo)體的電流和它的電阻有關(guān)，電阻大，電流小”是正確的．

總結(jié)通過導(dǎo)體的電流大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻這兩個因素有關(guān)．

我們對于一個物理現(xiàn)象的研究，不應(yīng)滿足于“變大、變小”這種初步認(rèn)識，還需要進(jìn)一步探索研究，就是說要知道電流與電壓、電阻的定量關(guān)系．從上面實(shí)驗(yàn)可知：電流受電壓、電阻兩個因素的影響，如果電壓、電阻同時變化，它們各自對電流的影響有互相加強(qiáng)或減弱的可能；也有互相抵消的可能，使我們無法判斷電流與電壓、電阻之間到底有什么關(guān)系．

如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)?？其?shí)，一個量受幾個因素影響的問題，前面的學(xué)習(xí)已經(jīng)遇到過了，大家回憶一下研究電阻的方法，導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)？我們是怎樣研究電阻與材料、長度、橫截面積關(guān)系的呢？

同種材料、同長度的兩條導(dǎo)線電阻與粗細(xì)有關(guān)，同材料、同粗細(xì)的兩條導(dǎo)線與長度有關(guān)，同長度、同粗細(xì)的兩條導(dǎo)線電阻與材料有關(guān)．

這種同材料、同長度、同粗細(xì)的實(shí)質(zhì)就是有意將這些量固定，每次只研究電阻與其中一個量的關(guān)系．

與這種作業(yè)類似，我們?nèi)绾蝸硌芯侩娏飨揠妷?、電阻的關(guān)系呢？

應(yīng)該“固定電阻”單獨(dú)研究電流與電壓的關(guān)系或“固定電壓”單獨(dú)研究電流與電阻的關(guān)系．明確告訴學(xué)生這種把一個多因素的問題轉(zhuǎn)變成多個單因素問題的研究方法是物理研究中極為有用的方法，下面我們遵循這個思路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索

1．電流跟電壓的關(guān)系

（1）讓學(xué)生分別畫出用電流表測電流、用電壓表測電壓的單個電路圖，然后合并，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要連入滑動變阻器，完成完整的電路圖（再說明每個元件的作用）

（2）學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)前由教師示范，邊演示邊講解注意事項(xiàng)

①按電路圖連接電路，先連接主干路，后連接支路．

②電路連接時，開關(guān)應(yīng)斷開．

③滑動變阻器的電阻應(yīng)調(diào)到最大位置．

④電路連接檢查無誤后，閉合開關(guān)．

（3）教師示范后，學(xué)生實(shí)驗(yàn)前，對學(xué)生提出具體要求

①使用10的定值電阻，認(rèn)清元件．

②調(diào)節(jié)滑動變阻器，使定值電阻R兩端的電壓成整數(shù)倍（如1V、2V、3V）．

③出示記錄表格，明確實(shí)驗(yàn)后找學(xué)生填表．

（4）學(xué)生開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師巡回指導(dǎo)，幫助學(xué)生糾正錯誤，排除故障．

（5）實(shí)驗(yàn)完畢后，找兩組學(xué)生代表匯報實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表內(nèi)．

U（伏）

1

2

3

I（A）

第1組

第2組

引導(dǎo)學(xué)生觀察表中數(shù)據(jù)，找出數(shù)據(jù)變化規(guī)律，讓學(xué)生總結(jié)電流與電壓關(guān)系及其成立條件，最后找學(xué)生口頭表述．

結(jié)論在電阻一定時，導(dǎo)體中的電流跟電壓成正比．

最后教師強(qiáng)調(diào)

（1）實(shí)驗(yàn)條件——電阻一定

（2）要求學(xué)生記住并準(zhǔn)確表述正確結(jié)論．

（3）U和I的含義U是R兩端電壓，I是通過R的電流．

2．電流與電阻的關(guān)系

研究方法和電路圖同上

換用不同阻值的定值電阻，調(diào)節(jié)滑動變組器，使電壓表讀數(shù)保持不變，將電阻值例應(yīng)的電流值填入下表．

（找兩組學(xué)生代表上黑板填實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)）

VR（）51015

I（A）第一組

第二組

引導(dǎo)學(xué)生觀察表中數(shù)據(jù)，找出數(shù)據(jù)變化規(guī)律，讓學(xué)生總結(jié)電流與電阻關(guān)系

電壓一定時，導(dǎo)體中的電流跟電阻成反比．

教師強(qiáng)調(diào)

（1）實(shí)驗(yàn)條件電壓一定

（2）要求學(xué)生記住結(jié)論．

（3）I、R的含義：I是通過R的電流，R是導(dǎo)體本身的電阻．

學(xué)生歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論

電阻一定時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比；電壓一定時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比．

總結(jié)

1．電流跟電壓的關(guān)系——電阻一定時，電流與電壓成正比．

2．電流與電阻的關(guān)系——電壓一定時，電流與電阻成反比．

板書設(shè)計(jì)

第八章歐姆定律

1．電流跟電壓電阻的關(guān)系

一、電流跟電壓、電阻的定性關(guān)系

物理規(guī)律的研究途徑

1．猜想

2．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

二、電阻一定，電流跟電壓的關(guān)系

1．實(shí)驗(yàn)條件電阻一定

2．實(shí)驗(yàn)電路圖

3．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表

U（伏）

1

2

3

I（A）

第1組

第2組

4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比.

三、電壓一定，電流跟電阻的關(guān)系

1．實(shí)驗(yàn)條件電壓一定

2．實(shí)驗(yàn)電路圖（同上）

3．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表

V

R（）

5

10

15

I（A）

第一組

第8篇：交流電壓范文

【關(guān)鍵詞】電阻;電感;電容;交流電路;矢量分析

1.引言

基本電路及其應(yīng)用是一門比較抽象的工程學(xué)科，其概念和計(jì)算的掌握具有相當(dāng)?shù)碾y度。課程習(xí)題雖然千變?nèi)f化，但是對于實(shí)際電路的應(yīng)用缺乏系統(tǒng)的歸納和總結(jié)。因此，在學(xué)生的學(xué)習(xí)中往往出現(xiàn)概念與實(shí)際相互脫離的現(xiàn)象，造成解題的困難。針對這個問題，教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生多做、多練，同時還必須授之以解題技巧，教會學(xué)生一系列分析問題、解決問題的方法，總結(jié)各種交流復(fù)雜電路的基本特點(diǎn)和解題方法。

2.交流電路

和直流電路不同，在交流電路中，電源電動勢、電流和電壓的大小和方向都是周期性變化的。其中最常見的，也是應(yīng)用最為廣泛的是正弦交流電。以電流為例，電流強(qiáng)度隨時間變化的關(guān)系可用正弦函數(shù)（或余弦函數(shù)）來表示，通常表示為，其中是電流的幅度值，是交流電的角頻率，是初始接入相位。

電阻R、電感L和電容C是交流電路的三個基本元件，當(dāng)它們接到交流角頻率為的交流電路時，純電阻、純電感、純電容元件對交流電的阻抗分別為R、L和1/C。事實(shí)上，交流電路大多是電阻、電感和電容按一定方式組成的復(fù)雜電路。由于交流電壓、電流之間存在一定的相位差，這使得整個電路的阻抗、電壓、電流的計(jì)算就比較復(fù)雜。然而，借助于復(fù)數(shù)運(yùn)算或矢量圖法可以簡化這種計(jì)算，特別是矢量圖解法更具有簡明、直觀的特點(diǎn)。

3.矢量分析法的原則

在交流電路中，純電阻電路電壓與電流是同相位的;而純電感電路電流滯后電壓90度;純電容電路電流則超前電壓90度;電感性電路電壓超前電流（0～90）度;電容性電路電壓滯后電流（0～90）度，具體表示如圖1所示。矢量分析法就是用線段的長度表示交流量的有效值，用線段的方向表示交流量的初相位。如果交流電量是給定的三角函數(shù)，則轉(zhuǎn)換成矢量分析法的具體步驟是這樣的：第一步，選擇一個水平參考正方向;第二步，判斷正弦量的初相位，如果初相位是正（大于零）的角度，那么在水平參考正方向的起始端逆時針旋轉(zhuǎn)初相位那么大的一個角度;反之，如果初相位是負(fù)（小于零）的角度，那么在水平參考正方向的起始端順時針旋轉(zhuǎn)初相位那么大的一個角度。第三步，在畫好的矢量上標(biāo)出正弦量的有效值。如果是頻率相同的正弦交流量，那么所有的量就可以畫在同一個矢量圖中。

圖1 基本電路矢量圖

4.電阻、電感和電容組合電路分析

電阻、電感和電容串聯(lián)后接在交流電路上，如圖2（a）所示，電路總電壓為U，總電流為I。矢量圖的畫法：以電路總電流為參考矢量（串聯(lián)電路中的電流相等且同向，故以此為參考比較方便易懂）畫出參考矢量I，電阻兩端電壓與參考矢量同向，電感兩端電壓比電流相位超前90度，則在參考矢量的基礎(chǔ)上逆時針旋轉(zhuǎn)90度作出電感電壓矢量;同理，電容兩端電壓比電流相位滯后90度，則沿參考矢量方向順時針旋轉(zhuǎn)90度，作出電容電壓矢量，如圖2（b）所示。

圖2 純串聯(lián)電路

其中，矢量，那么合成總電壓U幅值為：

相位為：。當(dāng)，矢量落在區(qū)域①;當(dāng)，矢量落在區(qū)域②;當(dāng)，矢量落在區(qū)域③，分別表示在圖2（b）中。

電阻、電感和電容并聯(lián)后接在交流電路上，如圖3（a）所示，電路總電壓為U，總電流為I。矢量圖的畫法：以電路總電壓為參考矢量（并聯(lián)電路中的電壓相等且同向，故以此為參考比較方便易懂）作出參考矢量U，經(jīng)過電阻的電流與參考矢量同向，經(jīng)過電感的電流比電壓相位滯后90度，則在參考矢量的基礎(chǔ)上順時針旋轉(zhuǎn)90度作出電感電流矢量，同理，經(jīng)過電容的電流比電壓相位超前90度，則沿參考矢量方向逆時針旋轉(zhuǎn)90度，作出電容電流矢量，如圖3（b）所示。

圖3 純并聯(lián)電路

圖4 混聯(lián)電路1

其中，矢量，那么合成總電流I幅值為：，相位為：。當(dāng)，矢量落在區(qū)域①;當(dāng)，矢量落在區(qū)域②;當(dāng)，矢量落在區(qū)域③，分別表示在圖3（b）中。

當(dāng)電阻與電感串聯(lián)再與電容并聯(lián)時，如圖4（a）所示，設(shè)電路總電壓為U，總電流為I。矢量圖畫法為：選擇總電壓為參考矢量，電容電壓與其同向，電流超前90度;由于電阻和電感串聯(lián)，流經(jīng)二者的電流整體表現(xiàn)為滯后電壓矢量（0～90）度的一個角度，如圖4（b）所示。

此時假設(shè)的垂直分量為，水平分量為，，合成總電流為：，合成電流相位為：。當(dāng)，矢量落在區(qū)域①;當(dāng)，矢量落在區(qū)域②;當(dāng)，矢量落在區(qū)域③，分別表示在圖4（b）中。

當(dāng)電容與電感串聯(lián)再與電阻并聯(lián)時，如圖5（a）所示，設(shè)電路總電壓為U，總電流為I。矢量圖畫法為：選擇總電壓為參考矢量，電阻電壓與其同向，電流也與其同向;由于電容和電感串聯(lián)，流經(jīng)二者的電流整體表現(xiàn)為與電壓方向（-90～90）度的一個角度，如圖5（b）所示。

圖5 混聯(lián)電路2

此時，假設(shè)流經(jīng)電感和電容支路的電流為，合成總電流滿足平行四邊形法則，如圖5（b）所示。如果的相位屬于（0～90）度則合成電流矢量落在區(qū)域①;當(dāng)?shù)南辔粸?度時，矢量落在區(qū)域②;當(dāng)?shù)南辔粚儆冢?90～0）度，矢量落在區(qū)域③，分別表示在圖5（b）中。

當(dāng)電容與電阻串聯(lián)再與電感并聯(lián)時，如圖6（a）所示，設(shè)電路總電壓為U，總電流為I。矢量圖畫法為：選擇總電壓為參考矢量，電感電壓與其同向，電流滯后90度;由于電阻和電容串聯(lián)，流經(jīng)二者的電流整體表現(xiàn)為超前電壓方向（0～90）度的一個角度，如圖6（b）所示。

圖6 混聯(lián)電路3

此時假設(shè)矢量的垂直分量為，水平分量為，，合成總電流為：，合成電流相位為：。當(dāng)，矢量落在區(qū)域③;當(dāng)，矢量落在區(qū)域②;當(dāng)，矢量落在區(qū)域①，分別表示在圖6（b）中。

當(dāng)電容與電感并聯(lián)再與電阻串聯(lián)時，如圖7（a）所示，設(shè)電路總電壓為U，總電流為I，此時電感電壓和電容電壓相等。矢量圖畫法為：選擇電感電壓為參考矢量，電容電壓與其同向，電流各自滯后和超前90度，如圖7（b）所示。同理根據(jù)平行四邊形法則可以得到總電壓U和總電流I=IR的矢量，如圖7（b）所示。當(dāng)IC=IL時，I=IR=0，總電壓矢量U=UL=UC。

圖7 混聯(lián)電路4

當(dāng)電容與電阻并聯(lián)再與電感串聯(lián)時，如圖8（a）所示，設(shè)電路總電壓為U，總電流為I，此時電阻電壓和電容電壓相等。矢量圖畫法為：選擇電阻電壓為參考矢量，電阻電流與其同向，電容電壓與其同向、電流超前90度，電感電壓超前電流IL（即總電流I）90度，如圖8（b）所示。根據(jù)平行四邊形法則，合成的總電壓為矢量U。

圖8 混聯(lián)電路5

當(dāng)電感與電阻并聯(lián)再與電容串聯(lián)時，如圖9（a）所示，設(shè)電路總電壓為U，總電流為I，此時電阻電壓和電感電壓相等。矢量圖畫法為：選擇電阻電壓為參考矢量，電感電壓與其同向、電流滯后90度，從而求得電容電流（即總電流I），電容電壓滯后電流90度，如圖9（b）所示。根據(jù)平行四邊形法則，總電壓為矢量U。

圖9 混聯(lián)電路6

上述各個電路的矢量圖中，如總電壓和總電流同相位，則電路是阻性的;如總電壓超前總電流，則電路是感性的;如總電壓滯后總電流，則電路是容性的。

5.總結(jié)

交流電路與生產(chǎn)實(shí)踐和日常生活密切相關(guān)。在交流電路中，如何讓學(xué)生盡快掌握交流電路的概念和計(jì)算，從理論教學(xué)到實(shí)踐教學(xué)都十分重要。在交流電路的教學(xué)中，體會到一些可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)交流電路的方法和技巧。對初涉交流電路的學(xué)生來說，與直流電路相比，交流電路更為復(fù)雜。直流電路中的歐姆定律、基爾霍夫定律，電功率等概念都可以用到交流電路中，不同的是直流電路中的物理量電流、電壓都是直流的量，計(jì)算較為簡單，然而交流電路的電流、電壓隨時間作周期性變化，計(jì)算較復(fù)雜。解決交流電路問題，要以數(shù)學(xué)、物理為基礎(chǔ)，如何使學(xué)生盡快從已掌握的直流電路的分析法，過渡到交流電路，在教學(xué)中我采取這樣的做法：用矢量圖分析交流電路，這比用復(fù)數(shù)運(yùn)算更為有效。而本文利用交流電路矢量分析方法對所有的電阻、電感、電容三種基本元器件的組合電路進(jìn)行全面矢量圖分析，對于學(xué)生更全面地掌握復(fù)雜交流電路的學(xué)習(xí)具有很好的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]周元興.電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

第9篇：交流電壓范文

關(guān)鍵詞：變壓；整流濾波；穩(wěn)壓；

中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1、引言

直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)常用的設(shè)備之一,廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源功能簡單、難控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復(fù)雜度高。普通直流穩(wěn)壓電源品種很多, 但均存在以下問題: 當(dāng)輸出電壓需要精確輸出, 或需要在一個小范圍內(nèi)改變時(如1. 05～ 1. 07V ) ,困難就較大。二是穩(wěn)壓方式均是采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路, 對過載進(jìn)行限流或截流型保護(hù), 電路構(gòu)成復(fù)雜,穩(wěn)壓精度也不高。

傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源通常采用電位器和波段開關(guān)來實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié),并由電壓表指示電壓值的大小. 因此,電壓的調(diào)整精度不高,讀數(shù)欠直觀,電位器也易磨損.而基于單片機(jī)控制的直流穩(wěn)壓電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn),現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的工控產(chǎn)品均需要有低紋波、寬調(diào)整范圍的高壓電源,特別是在一些高能物理領(lǐng)域,急需電腦或單片機(jī)控制的低紋波、寬調(diào)整范圍的電源。

從上世紀(jì)九十年代末起，隨著對系統(tǒng)更高效率和更低功耗的需求，電信與數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的技術(shù)更新推動電源行業(yè)中直流/直流電源轉(zhuǎn)換器向更高靈活性和智能化方向發(fā)展。在80年代的第一代分布式供電系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)向到20世紀(jì)末更為先進(jìn)的第四代分布式供電結(jié)構(gòu)以及中間母線結(jié)構(gòu)，直流/直流電源行業(yè)正面臨著新的挑戰(zhàn)，即如何在現(xiàn)有系統(tǒng)加入嵌入式電源智能系統(tǒng)和數(shù)字控制。

在家用電器和其他各類電子設(shè)備中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。但在實(shí)際生活中，都是由220V 的交流電網(wǎng)供電。這就需要通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電。濾波器用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般傳統(tǒng)電路由濾波扼流圈和電容器組成，若由晶體管濾波器來替代，則可縮小直流電源的體積，減輕其重量，且晶體管濾波直流電源不需直流穩(wěn)壓器就能用作家用電器的電源，這既降低了家用電器的成本，又縮小了其體積，使家用電器小型化。

2、方案論證與比較：

方案一: 采用單級開關(guān)電源，由220V交流整流后，經(jīng)開關(guān)電源穩(wěn)壓輸出。但此方案所產(chǎn)生的直流電壓紋波大，在其后的幾級電路中很難加以抑制，很有可能造成設(shè)計(jì)的失敗與技術(shù)參數(shù)的超標(biāo)。

方案二：并聯(lián)式穩(wěn)壓電源，電路簡便易行，所用元器件相對較少，當(dāng)負(fù)載電流恒定時穩(wěn)定性相對較好，其突出優(yōu)點(diǎn)就是可承受輸出短路。但是效率低于串聯(lián)式穩(wěn)壓電源，輸出電壓調(diào)節(jié)范圍較小，尤其是在小電流時調(diào)整管需承受很大的電流，損耗過大，因而不能采用。

方案三：串聯(lián)式穩(wěn)壓電源，利用可調(diào)的三端式集成穩(wěn)壓器先提供穩(wěn)壓電壓和小電流，再通過三極管擴(kuò)流的方式使之提供大功率。由于集成穩(wěn)壓器通常內(nèi)部已有各種保護(hù)電路，輔助電路就可以簡化。其次想采用經(jīng)典的分立式元件形式，因?yàn)樵诶碚撜n及實(shí)驗(yàn)室中看到的大多是這種電源，并且具體電路形式很豐富，可借鑒的結(jié)構(gòu)也較多。

比較以上幾種方案，決定采用方案三，即經(jīng)典的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源，穩(wěn)扎穩(wěn)打，力爭做好。

3、硬件電路的組成與設(shè)計(jì)

直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。

我國電網(wǎng)供電電壓交流220V(有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓。降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動大）。脈動大的直流電壓須經(jīng)過濾波電路變成平滑，脈動小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。濾波后的直流電壓，再通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給負(fù)載RL。

3.1電源變壓器

電源變壓器的作用是將來自電網(wǎng)的220V交流電壓變換為整流電路所需要的交流電壓。

本設(shè)計(jì)方案所需要用到的降壓變壓器是將電網(wǎng)交流電壓220V變換成復(fù)合需要的交流電壓，此交流電壓經(jīng)過整流后可獲得后級電路所需要的直流電壓12V。

由于所需的直流電壓比起電網(wǎng)的交流電壓在數(shù)值上相差較大，考慮到穩(wěn)壓部分中的集成穩(wěn)壓器須在輸入電壓≥10V 時才能使輸出電壓為0.7V～9V。所以，降壓后的電壓設(shè)為10V～12V，才能達(dá)到要求輸出的電壓為0V～10V，即該部分電路采用變壓器把220V交流市電變?yōu)榧s10V 的低壓交流電，作為電源的輸入電壓。變壓器原輔線圈的匝數(shù)比為：

N1/N2 = U1/U2 = 220V/10V≈22/1

電路中的保險絲可起到保護(hù)電源的作用，當(dāng)電流大于0.5A 時，保險絲熔斷，從而防止電源燒壞。電源變壓器的效率為：

其中：是變壓器副邊的功率，是變壓器原邊的功率。

一般小型變壓器的效率如表1所示，因此，當(dāng)算出了副邊功率后，就可以根據(jù)下表算出原邊功率。

表1小型變壓器的效率

3.2整流濾波電路

整流電路將交流電壓變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。

如圖所示，在本設(shè)計(jì)中采用四個二極管組成橋式整流電路，利用單相橋式整流電路把方向和大小都大小都變化的50Hz的交流電變換為方向不變但大小仍有脈動的直流電。其優(yōu)點(diǎn)是電壓較高,紋波電壓較小,整流二極管所承受的最大反向交流電流流過,變壓器的利用率高。濾波電路：利用儲能元件-電容C兩端的電壓不能突變的性質(zhì),采用RC濾波電路將整流電路輸出的脈動成分大部分濾除,得到比較平滑的直流電。

圖2橋式整流橋電路

直流電壓與交流電壓的有效值間的關(guān)系為：

在整流電路中，每只二極管所承受的最大反向電壓為：

流過每只二極管的平均電流為：

其中：R為整流濾波電路的負(fù)載電阻，它為電容C提供放電通路，放電時間常數(shù)RC應(yīng)滿足：

其中：T = ms是50Hz交流電壓的周20期。

3.3穩(wěn)壓電源電路

三端穩(wěn)壓器各項(xiàng)性能指標(biāo)的測試

輸入電壓u2受負(fù)載和溫度發(fā)生變化到影響而發(fā)生波動時，濾波電路輸出的直流電壓VI會隨著變化。因此，為了維持輸出電壓VI穩(wěn)定不變，需要對電壓進(jìn)行穩(wěn)壓。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)外界因素（電網(wǎng)電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度）發(fā)生變化時，能使輸出直流電壓不受影響，而維持穩(wěn)定的電壓輸出。穩(wěn)壓電路一般采用集成穩(wěn)壓器和一些元件所組成。采用集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓電源具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。

三端穩(wěn)壓器的引腳及其應(yīng)用電路見附錄圖3。

7806為三端式集成穩(wěn)壓器，這種集成穩(wěn)壓器的輸出電壓是固定的，在使用中不能進(jìn)行調(diào)整。W78系列三端穩(wěn)壓器輸出正極性電壓，一般有：5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V，輸出電流最大可達(dá)1.5A（加散熱片）。若要求輸出負(fù)電壓，可選用W79系列穩(wěn)壓器。圖3是7806的外型和三個引出端，其中：

1―輸入端（不穩(wěn)定直流電壓輸入端）；

2―輸出端（穩(wěn)定直流電壓輸出端）；

3―公共端；

圖3三端式集成穩(wěn)壓器

它的主要參數(shù)有：輸出直流電壓Uo=6±5%；最大輸入電壓Uimax=35V； 電壓最大調(diào)整率Su=50mV；靜態(tài)工作電流Io=6mA； 最大輸出電流Iomax=1.5A；輸出電壓溫漂ST=0.6mV/oC。

3.4穩(wěn)壓系數(shù)的測量(調(diào)節(jié)輸出電壓為5V時)

按圖所示連接電路， 在u1=220V時，測出穩(wěn)壓電源的輸出電壓Vo，應(yīng)改變電源電壓上升和下降10%，分別測量穩(wěn)壓電源的輸出電壓VO，RL=100Ω。在實(shí)驗(yàn)室調(diào)節(jié)交流不太方便時,可采用變壓器的次級變換的方法,如①②腳電壓為18V,測量一次,記下VO1.再更換到③①腳測量一次VO2, 將測量的結(jié)果填入表5中。則穩(wěn)壓系數(shù)為：

SV=(ΔVO/VO)/(Δu1/u1)

表2

3.5輸出內(nèi)阻的測量(調(diào)節(jié)輸出電壓為5V時)

按圖4所示連接電路，保持穩(wěn)壓電源的輸入電壓不變 ，在不接負(fù)載RL時測出開路電壓Vo1，此時Io1=0，然后接上負(fù)載RL，測出輸出電壓Vo2和輸出電流Io2，測量結(jié)果填入表3中。則輸出電阻為：

RO=-(VO1-VO2)/(IO1-IO2)=(VO1-VO2)/IO2

表3

3.6紋波電壓的測量(調(diào)節(jié)輸出電壓為6V時)

用示波器觀察Vo的紋波峰峰值，（此時Y通道輸入信號采用交流耦合AC），測量Vop-p的值（約幾mV）。

4、直流電源系統(tǒng)原理圖