交流电压精选(九篇)

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第1篇：交流电压范文

一、对过电压的了解

一般针对电压在使用过程中要求交流接触器装置结构必须要紧凑，使用方便快捷，动态静态街头的磁吹装置要求必须良好，灭弧效果好，最好要达到零飞弧，温升小。技术的发展是没有止境的，随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、电压运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用。超过接触器允许的动、热稳定电流，当使用接触器断开短路电流时，还应校验接触器的分断能力。

二、过电压抑制的配置

2.1　自身抑制

在电气装置全部由压地下系统而不含架空线供电的情况下，依据表1—2所规定的设备耐冲击电压值便足够了，而不需要附加的大气过电压保护。在电气装置由压架空线供电或含有压架空线供电的情况下，且外界环境影响为AQl（雷暴日数＜25日／年）时，不需要附加的大气过电压保护。

2.2　保护抑制

电气装置是由含有架空线的电路或是由架空线供电，而且在当地雷电活动符合外界环境影响保护条件下AQ2（雷暴日数＞25日／年）时，应该装设大气过电压保护。同时保护装置的包会水平不应该电于出Ⅱ类过电压水平。

三、对过电压保护的有效设计

电压用接触器根据电压使用情况及电压类别可分别选用AC-2～4，对于启动电流在6倍额定电流，分断电流为额定电流下可选用AC-3，如风机水泵等，可采用查表法及选用曲线法，根据样本及手册选用，不用再计算。围绕线式电压接通电流及分段电流都是在2.5倍额定电流左右，一般启动时转子中在串入电阻一般以启动限制电流为住，增加启动转矩，使用类别AC-2，通常可以选用转动式接触器。当电压处于点动时，需要反向运转及时制动时，通常使用接通电流为Ie，使用类别为AC-4，它比AC-3严酷的多。可根据多数适用类型AC-4下列出电流大小计算电压的功率。因此选择接触器时要考虑分、合堵转电流，电流、电压等电气量，实现了一、二次系统在电气上的有效隔离，增大了电气量的动态测量范围并提高了测量精度，从而为实现常规元件装置冗余向信息冗余的转变。

四、对抑制装置的分析

4.1　限制元件的选择

元件接通时元件产生瞬态充电过程，出现很大的合闸涌流，同时伴随着电气的电流频率振荡，由于电流是有电网电压、电路中的电抗决定和元件的容量有关，即此馈电元件和连接导火索有关系，因此在触头闭合过程中可能会烧蚀严重，按照应当计算出的元件电路中最大电流稳态和电流系统中实际接通时可能会产生的涌流指进行最大值的选择，这样才能保证安全的措施和正确的操作使用。因此在选用交流接触器时候，普通型交流接触器要考虑普通元件组的涌流倍数、元件、电网容量、开关设备的阻抗及并联元件组放电状态、回路、合闸相角等，一般必须达到50到100额定的电流，到计算是

【摘要】进入21世纪，随着市场经济科学技术、电子技术电速发展，现代科学技术和电子技术，在人们日常生活中运用越来越广泛，电气装置过电压保护设计成为电力系统必不可少的能源。我国正在积极发展结构参数电运行可靠性，装置过电压保护设计压交流输电线路，它担负着输送和分配电能的任务，是联络各发电厂和变电站使之并列运用，因此本文介绍电气装置过电压交流输电线路的检测和运行维护等情况，分析当不利条件导致线路故障时就会影响整个的安全运行，提出相应的防治措施、线路检测，确保电气装置过电压线路安全运行。

【关键词】电气装置；电压保护设计；限制措施

【中图分类号】TM866

【文献标识码】A

【文章编号】1672—5158（2012）10-0210-01比较烦琐。选用时参见样本，而且还要考虑无功补偿装置标准中的规定。元件投入瞬间产生的涌流峰值应限制在元件组额定电流的20倍以下（JB7113—1993压并联元件装置规定）；还应考虑最大稳态电流下元件运行，元件在运行时候谐波电压加上电达1.1倍额定工作的工频过电压，会产生比较的电流。元件组电路中的设备期间应该在额定正弦电压和额定频率所产生的均方根值不能超过1.3倍额定电流量连续运行，由于实际元件的电容值可能达到额定电容值1.1倍，故此电流可达1.43倍额定电流，因此选择接触器的额定发热电流应不小于此最大稳态电流。

4.2　对元件的设计安装

针对当接通压元件负载时，元件可能会因为二次检测的电极短路而出现的短路情况，会造成短时的陡峭大电流，电流的额定度可达到15～20倍，其电流与元件的绕组布置及铁心特性有关。当电焊机频繁产生突发性的强电流，会导致元件的初级测的开关承受巨大的电力和应力，因此必须按照元件的额定功率对电极短路时一次侧的短路电流及焊接频率来选择接触器，即接通电流大于二次侧短路时一次侧电流。交流接触器的断开与吸合时振动比较大，在安装过程中尽量不要和振动要求比较严格的电气设备安装在一起或者一个柜子里，否则要采用防震措施，在一般安装过程中尽量要安装在柜子下部。在安装交流接触器的时候必须要符合产品的要求，而安装尺寸应该必须符合电气接线规程、安全距离，进而为检查和维修方便。

4.3　合理性考察

提电防范电压线路处部破坏，一方面需要政府执法部门的密切配合，加大电力设施保护工作力度，需要当地政府执法部门的密切配合，注重防范，遏制外力破坏案件的发生和发展，依法保护电力设施的安全；另一方面，加强宣传力度，向沿线居民宣传电压输电线路的危害与保护工作，使农民自觉维护电力线路器材。要保证现场单元在现场条件下安全稳定的运行，除对现场单元本身提出要求外，设计上还应考虑对现场温度、湿度、电磁感应、雷电流、开关开合时振动影响（如接点抖动，连接松动等）采取相应的措施。同时，加强输电线路日常维护工作，线路巡查员在巡视电压输电线路时仔细观察电力线路可能存在的问题，加强雷雨、大风、大雾、台风、覆冰等恶劣天气前后的输电线路巡视检查；进行维护和检修。

五、总结

随着社会经济的发展，电气装置电压输线路建设规模的扩大，强化电压电线路设计运行维护管理。电压输电线路是一项任务繁重的工作，面对的范围广泛，情况也比较复杂。随着力市场的进一步完善，智能电网建设的不断深入，提电电压输电线路运行管理水平，以免电压输电线路造成不必要的损失。

参考文献

[1]张健康，索南加乐，杨黎明，粟小华，焦在滨.交直流混联电网过电压保护应用分析[J].电力系统自动化.2011（12）78—81

[2]蒋麦占.建筑物电气装置对暂态过电压及对高压系统接地故障的保护[J].工程设计与研究.2012（01）45—50

第2篇：交流电压范文

关键词：换流变压器；阀侧出线装置；交流电场；绝缘裕度

1 引言

目前我国已累计建成“两交四直”六条特高压工程，未来十年甚至更长一段时间，特高压是我国电网发展的常态。在特高压直流输电线路中，换流变压器是直流变电站的重大设备之一，而出线装置的绝缘可靠性研究是换流变压器核心技术环节。为了掌握换流变压器核心技术，山东电力设备有限公司在多年的变压器绝缘技术研究基础上，利用电磁场仿真分析软件，进行了换流变压器阀侧出线装置交流电场计算。

2 绝缘水平和试验电压

阀侧出线装置的主要作用是保护阀侧绕组引线与阀侧套管连接处绝缘的可靠性和阀侧套管与升高座之间绝缘的稳定性，所以在阀侧出线装置的绝缘结构设计时，不仅要考虑换流变压器的绝缘水平和试验电压，而且还要考虑阀侧套管出厂试验电压，并具有足够的安全裕度。本文中在阀侧出线装置仿真分析时，电场强度值是基于阀侧套管的出厂试验电压计算所得。根据国家标准和已建变电站中换流变压器技术协议要求，确定±400kV换流变压器套管绝缘水平和试验电压主要参数见表1：

3 阀侧出线装置绝缘结构介绍

目前特高压直流输电工程中换流变压器阀侧电压等级主要由200kV、400kV、600kV、800kV组成，在以后的规划中，换流变压器阀侧电压等级可能设计为275kV、550kV、825kV，1100kV。阀侧出线装置需要根据目前的HSP套管和ABB套管两种结构来进行针对性的设计，从而保证引线与套管的绝缘和套管与升高座之间的绝缘的可靠性。在现有的技术基础上，阀侧出线装置主要设计出两种比较典型的结构，其结构示意图如图1和图2所示：

本文中暂将图1结构定义为A型，将图2结构定义为B型。由于换流变压器阀侧绕组在试验时，既有交流耐压试验，还有直流耐压和直流极性反转试验，所以阀侧出线装置结构相对于网侧出线装置要复杂得多。从图1可以看出，A型结构的阀侧出线装置主要是由纸筒和撑条组成的多层纸板油隙结构，以及在引线均压球处的纸浆成型件。从图2可以看出，B型结构的阀侧出线装置主要是由纸筒和瓦楞纸板组成的多层纸板油隙结构，以及在引线均压球处的纸浆成型件。同时，从图1和图2可以看出，阀侧出线装置相对于交流变压器中使用的出线装置油隙分割较小，纸板层数较多。

4 出线装置电场仿真计算及裕度分析

本文主要通过建立阀侧出线装置二维简化模型，利用MainIsulation仿真分析软件，计算了阀侧出线装置的交流电场，对比分析了A型和B型出线装置的电场强度，并根据已有的文献和设计制造经验，对比分析两种结构出线装置的绝缘裕度。在电场计算时，为了简化计算过程，复合工程实际需要，根据国内外参考文献实际设计经验，进行了试验电压的等效折算，雷电全波冲击试验电压折算到1min短时感应试验电压约为546kV，雷电截波冲击试验电压折算到1min短时感应试验电压约为485kV，操作波冲击试验电压分别折算到1min短时感应试验电压约为620kV，交流长时外施试验电压折算到1min短时感应试验电压约为660kV。根据以上折算结果，这里以交流长时外施试验电压进行交流电场分析。

4.1 阀侧出线装置的交流电场计算及裕度分析

依据前面对各个试验电压的折算结果在计算时采用了交流长时外施试验电压折算值660kV。使用MainIsulation仿真分析软件计算后，A型结构交流电场计算结果见图3，B型结构交流电场计算结果见图4，电场强度及绝缘裕度对比见表2。

A型结构分析后电场强度云图及裕度分布如下图所示，出线装置侧上端圆环处最大场强值为6.033kV/mm，出线装置侧最小裕度1.96，筒壁侧最小裕度1.31。

B型结构分析后电场强度云图及裕度分布如图4所示，出线装置侧上端圆环处最大场强值为5.207kV/mm，出线装置侧最小裕度1.05，筒壁侧最小裕度1.75。

各条电力线裕度的计算主要参考魏德曼公司的经典油隙许用值。从计算结果来看，A型筒壁侧的绝缘裕度最小，B型套管侧的绝缘裕度最小，依据已投运产品的设计裕度经验值来看此绝缘裕度完全满足绝缘要求。

5 结论

第3篇：交流电压范文

关键词：交流调压；电网电压；谐波

目前，我国某些地区电网电压波动范围比较大，导致电网供电质量差。电网供电质量差对敏感性负载的影响很大，有可能导致系统有效数据丢失、通信中断和生产周期加长等严重后果。因此，调节电网电压使得用电设备处于理想运行状态，满足用电负载某些特殊要求，从而获得最大的技术经济效益是非常重要的。调节电网电压的电路，有相控式交流调压和开关型交流调压。相控式交流调压，当控制角增大时，功率因数减小，电流中谐波的幅值增大。开关型交流调压，输出电压和电流的谐波含量较高，需要较大容量的滤波环节，输入功率因数较低。下面分析单片机控制的交流斩波调压电路，以便与同仁共享。电路如图1所示。

1电路组成及作用

滤波元件：L1C1L2C2滤除输入电流、输出电压中的谐波分量。开关器件晶闸管：VD1VD2通过控制电路的控制，实现比输入电源高得多的周期性频率的导通和关断。交流电源：AC负载：R单片机为核心的控制电路：（图2）继电器输出的触发电路，配合电流、电压过零点检测电路，在单片机的控制下产生PWM脉宽调制信号触发晶闸管开关。同步电源经过一个比较器LM339转换成同相的方波送入控制芯片进行过零检测，并以此产生的信号作为触发脉冲电路的同步信号。控制芯片产生的触发脉冲通过光耦隔离、放大，由继电器输出加到晶闸管的门极(G)和阴极(K)。电压给定信号Uref与电压反馈信号Uf由Dspic30f6014a自带的12位A／D进行模数转换，单片机根据给定信号的大小(开环工作模式)或PID的输出量(恒流、恒压、恒功率工作模式)通过计算得到SCR的导通角来实现对主电路的调压。

2电路原理

开关器件晶闸管：VD1VD2的导通和截止，有单片机输出到触发极上的PWM信号决定。单片机作为控制核心，根据负载需要的交流电压值，计算出PWM占空比，产生PWM波形，通过驱动电路控制开关功率管的导通和截止，输出需要的交流电压，使其稳定工作在该工作点上。当负载发生变化或者其他干扰使输出电压发生变化时，该系统偏离原来的稳定工作点，此时，单片机计算实际输出电压与设定电压的偏差，然后根据PI控制算法进行偏差控制，适当的调整占空比的大小，修改PWM波形，使输出稳定在新的工作点上。通过数字控制技术，可以运用当今一些先进且成熟的控制策略从而实现良好的静、动态性能，具有精度高、开发周期短、良好的人机界面、并能实现通讯等许多优点，对于提高产品的性能，降低成本具有重大意义。

3电路优点

不易受电网电压影响，触发脉冲的对称较好，使输出负载电压正、负面积对称，无直流分量，且实时检测电路工作电压、电流值。开关频率足够高时，只要引入极小尺寸的输入、输出滤波器，就可以将输入电流、输出电压中的谐波几乎完全滤除。电源侧的功率因数总和负载侧相同。该触发器控制精度优于1℃，变压器次端电压变化率优于0．1V。根据按键设置，可工作在电流负反馈或电压负反馈方式下，具有完善的保护功能，可时时显示负载的工作电压、电流、故障状态等。提高了电路的性能，同时可用于其他需要交流调压、调功的场合，具有很好的性能。总之，单片机控制的交流调压技术作为一种高性能交流调压技术，符合电力电子技术高频化、高效化以及低污染的发展趋势，并将逐步取代晶闸管相控交流调压，新器件的发展将加速这一进程，其丰富的控制种类，多样的电子开关组合，为不同使用要求提供了高性价比产品，是一种经济型交流调压技术，具有很好的发展前景。

参考文献

[1]王宜建，张桂玉.电力电子变频技术[M].北京：科技出版社，2009.

[2]赵俊生.电力电子技术[M].北京：中国铁道出版社，2013.

[3]任照富，李学平.单片机原理与应用项目化教程[M].北京：中国建材工业出版社，2013．

[4]丁艳华.三相电流型PWM整流器及其控制策略研究[D].南京：江苏大学，2010.

[5]卞萍萍.基于变频电源的PWM整流器研究[D].南京：江苏大学，2009.

第4篇：交流电压范文

关键词:稳压电源; 交流稳压电源; 脉冲宽度调制器; 高频电子变压器

中图分类号:TP368.1 文献标识码:B

文章编号: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,空间技术、计算机、通信、雷达及家电中的电源逐渐被开关电源所取代。现在一般应用的串联调整稳压电源是连续控制的线性稳压电源。这种传统的串联稳压器、调整管总是工作在放大区,流过的电流是连续的,这种稳压器的缺点是承受过载和短路的能力差,效率低,一般只有35%~60%。由于调整管要损耗较大的功率,所以需要采用大功率调整管,并装有体积很大的散热器[1]。而开关电源的调整管工作在开关状态,功率损耗小,效率可达70%~95%,稳压器的体积小,重量轻,调整管的功率损耗较小,散热器也随之减小[2]。此外,开关频率工作在几十kHz,可用数值较小的滤波电感、电容元件,故可以大大提高允许的环境温度。

1 电路组成及工作原理

开关式交流稳压电源电路框图如图1所示。工作原理描述:由三角波发生电路产生150 kHz的三角波,由低频正弦波产生电路产生50 Hz的正弦波。两个信号分别同时送到比较器的同相和反相输入端,在比较器的输出端将产生矩形波。该矩形波的频率与150 kHz的三角波相同,该矩形波的脉冲宽度受50 Hz正弦波实时幅度的调制后,随50 Hz正弦波实时幅度而变化,即已调制矩形波。将其送到高速电子开关中一个输入端,并经过一级反向器反向,送到高速电子开关的另外一个输入端。

图1 开关式交流稳压电源电路拓扑图

市电整流滤波获得的2倍于输入交流电压(典型值约为311 V)的直流高电压送到高速电子开关的电源输入端。高速电子开关的两个输出端由两个反向的输入矩形波驱动,从约311 V直流电源取得能量后,分别经过一级短时间常数的LC滤波电路连接到高频开关变压器的初级。该LC 滤波电路的作用是使进入高频开关变压器初级的矩形波脉冲拐角趋于圆滑,以降低其高频谐波。高频开关变压器的初、次级还起到对市电隔离的作用,高频开关变压器的次级获得交变、拐角圆滑的矩形波电压,经过多级长时间常数的LC滤波电路,将150 kHz高频信号滤除,还原出50 Hz正弦波的调制信号,送到负载用于对负载供电[3]。

电压和电流取样电路从负载上获取电压和电流信号,分别送两路A/D 转换器转换,变成离散的数字信号。一方面用于通过微处理器处理后进行实时显示;另一方面用于通过微处理器处理后送D/A 转换器变换为模拟量,经过光电隔离驱动电路来控制正弦波发生器的幅值,又经过比较器、反向器、高速电子开关、LC 滤波、高频开关变压器、多级LC 滤波等电路,用于控制负载上电压或电流的稳定。电压互感器的作用是从市电中获得低谐波失真的标准正弦波,经由正弦波产生电路控制其幅值;键盘用于输入准备向负载提供的电压或电流值。

2 电路设计分析

2.1 可控正弦波产生电路

可控正弦波产生电路的电路图如图2所示[2]。

正弦波的来源采用直接从市电的220 V/50 Hz的正弦波,利用电压互感器变换成较低电压的50Hz 正弦波(例如5 V)。该正弦波的谐波失真度取决于市电的谐波失真度和互感器的参数,其输出幅度由D/A 转换器控制光电耦合器驱动电路实现,D/A转换器输出信号控制光电耦合器导通程度,与分压电阻分压后产生交流和直流叠加的电压,经电容隔离直流分量,仅保留交流分量送运算放大器进行若干倍的放大,产生随D/A信号幅度大小而控制的纯净交流信号量。

图2 可控正弦波产生电路

D/A控制信号产生的原则是:根据输出到负载上的电压或电流配合市电的电压幅度大小进行综合运算,由微处理器向D/A 转换器提供通过综合运算的数字量,使得提供给负载的输出电压(或电流)趋于稳定。

2.2 脉冲宽度调制器

PWM产生电路由正弦波产生电路、三角波产生电路和比较器三个部分组成。三角波加到比较器的反向输入端,正弦波加到比较器的同向输入端,比较器输出端产生受正弦波瞬时幅度而变化的脉冲宽度调制波[4-5]。

图3是电压型PWM比较器的工作波形,输入三角波接在比较器的反向输入端,可控正弦波信号送至比较器的同相输入端,经放大后输出PWM信号。

图3 PWM工作波形图

2.3 高速电子开关

高速电子开关电路用于实现将PWM波功率放大,配合高频电子变压器和滤波电路,可实现对输入信号为受某信号参数调制的矩形波,输出信号为还原出该参数的解调电路[6]。其典型电路图如图4所示,是PWM经反相器出来的波形。整个电路由4个场效应管构成的桥式开关电路、高频开关变压器、多组LC 滤波电路(图中只画出一组L3,C3)组成。

图4 高速电子开关电路

高频开关变压器Tr还兼起市电隔离的作用。电路中,L1,C1 和L2,C2 组成滤波电路,用以使输入到高频开关变压器初级的矩形波拐角变成“缓变”形状,以使流经变压器的谐波分量减小,降低干扰。

经过高频开关变压器次级感应到的电压通过L3,C3(实际为多级LC,如三级)的进一步滤波可以将PWM的高频矩形波滤除,在负载上得到被还原的原调制波的正弦波形,如图5所示。

图5 还原出来的波形

图5中还原出来的调制波实际上是有一定程度的锯齿波成分,如果用数字存储示波器存储波形,然后局部放大观测可发现,如图5中显示了局部放大后的锯齿形状,其锯齿程度反映了信号的失真度,与多级LC滤波器的性能参数有关。

2.4 微处理器

微处理器部分用于实现系统装置的智能化,微处理器部分包括微处理器芯片、键盘、LCD 显示器、A/D 和D/A 转换器,且适合于控制的微处理器芯片往往采用单片机,而单片机基本上都包含有I/O 接口电路、ROM,RAM、定时器和中断系统,因此这些部件基本上都不需要扩展。

软件部分的设计包括A/D转换器、D/A转换器、LCD显示器、键盘系统等功能的子程序,还包含系统监控程序和各种中断服务程序等[7],其系统监控程序流程图如图6所示。

图6 系统监控程序流程图

3 结 语

在此介绍的开关式交流稳压电源是一种较为先进的交流电源设计方案。随着时代的快速发展,开关电源的集成化与小型化正在变为现实,目前正在研制开发开关与控制电路集成于同一芯片的集成模块。然而,把功率开关与控制电路,包括反馈电路都集成于同一芯片上,必须解决电气隔离与热绝缘的问题,这将是今后的一大研究课题。

参考文献

[1]李靖.中国开关电源市场的分析[J].电工技术,2000(2):44-45.

[2]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].4版.北京:机械工业出版社,2003.

[3]刘胜利.现代高频开关电源实用技术[M].北京:电子工业出版社,2001.

[4]阮新波,严仰光.脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术[M].北京:科学出版社,1999.

[5]李琪.PWM全桥软开关直流变换器的研究[D].杭州:浙江大学,2006.

第5篇：交流电压范文

[关键词]辅助变压器；局部放电；试验

中图分类号：u264.55 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）16-0007-02

1 概述

我国hxd1交流传动电力机车辅助变流系统中安装了2台辅助变压器，该变压器连接在机车辅助逆变器和辅助设备电源之间，为机车辅助设备提供80～440v/10～60hz三相交流电源。机车辅助变压器为nomex纸绝缘非包封真空压力浸漆干式变压器，该变压器局部放电试验的实现是我们研究的问题。

2 机车辅助变压器简介

hxd1交流传动电力机车上的辅助设备电源是通过辅助逆变器由中间直流环节提供。辅助逆变器将中间直流环节电压分别转换成具有恒频恒压和变频变压的三相交流电源系统，为机车辅助设备提供电源。机车辅助变压器连接在辅助逆变器之后，其接线原理图见图1，外形结构图见图2，基本参数见表1。

3 机车辅助变压器试验标准

国家标准《gb/1094.11-2007 电力变压器 第11部分：干式变压器》规定，对40.5kv及以下的干式变压器需进行局部放电测量，且局部放电测量应在um≥3.6kv的绕组上测量。

机车辅助电压等级较低，绕组最高电压um﹤1kv，国家及行业标准未规范此类变压器的局部放电。但在我国交流传动电力机车技术引进时，技术转让方西门子公司，出于对机车特殊运行环境及安全运行的考虑，把局部放电作为考核辅助变压器绝缘强度的重要指标，并确定局部放电试验标准如下：

局部放电量：≤50pc

一次线圈对二次线圈及地（含pt100）的放电终止电压：≥2280v

二次线圈对地（含pt100）的放电终止电压：≥1000v

4 机车辅助变压器试验方法

我公司变压器产品主要为35kv级及以下油浸式特种变压器，由于产品不需进行局部放电试验，前期没有该试验的检测能力。hxd1交流传动电力机车辅助变压器的试制，给我们提出了短期内必须具备局部放电试验能力的要求。

实现变压器局部放电试验，必须确定试验方法并配备必要的试验设备。

4.1 试验方法的选择

变压器内部绝缘结构中产生局部放电时，会伴随产生电脉冲、超声波、电磁辐射、光，并引起局部发热等现象，由于信号频谱非常宽，因而相应出现了电脉冲测量、超声波测量、光测量、红外线析测和介质损耗析测等方法，但有的因为灵敏度不高而未广泛应用，目前较多采用的是脉冲电流法。

我公司机车辅助变压器局部放电测量采用脉冲电流法，脉冲电流法即产生一次局部放电时，试品cx两端产生一个瞬时电压变化δu，此时若经过电容ck耦合到一检测阻抗zd上，回路就会产生一脉冲电流i，将脉冲电流经检测阻抗产生的脉冲电压信息，予以检测、放大和显示等处理，就可以测定局部放电量。

4.1 试验设备的选择

在确定了试验方法后，依据辅助变压器电压等级、控制局放量等要求，配置了sbk-15型试验变压器控制台、ydw15kva油浸式无局放试验变压器、jf-8000电容分压式检测阻抗）、owf-100-0.001型无晕耦合电容器、zpm-ld2003微机型局部放电检测仪、50pc脉冲方波校正仪等设备及仪器，即可以实现辅助变压器局部放电试验的测量。

5 机车辅助变压器试验环境

配备了试验设备并不意味着具备了试验能力。变压器局部放电试验对试验环境的要求也比较高，要求背景干扰水平<50%被试品局部放电量。我公司试验站位于变压器装配厂房内，存在着较多的干扰因数，背景干扰问题不解决将无法实施局部放电试验。

5.1 局部放电试验时的干扰来源

局部放电试验时的干扰主要有以下几种形式：（1）电源网络的干扰。试验电源系统内任意一设备发生接触不良、放电或同一电源的大型设备启动时，都会形成电源网络干扰。（2）接地系统的干扰。试验回路接地不当，高频信号会经过接地线耦合到试验回路产生干扰。（3）各类电磁场辐射的干扰。邻近高压带电设备、无线电发射器、可控硅、电刷等试验回路以外的高频信号，均会以电磁感应、电磁辐射的形式经杂散电容或电感耦合到试验回路，形成干扰（4）悬浮电位放电干扰。邻近试验回路的不接地金属物会产生感应悬浮电位放电，也是常见的一种干扰。

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5.2 抑制干扰的措施

全屏蔽试验室能将试验所有设备、仪器和被试品均置于屏蔽室内，是抑制各类干扰最有效的措施，但是投资大、周期长、占地面积大。受时间和场地的现制，我公司无法实施该方案。但针对干扰来源逐项采取措施，也能够实现干扰的有效抑制。

（1）利用电源滤波器抑制电源网络干扰。

在试验电源被试品前端设置低通滤波器，可抑制试验供电网络中的干扰。低通滤波器的截止频率应尽可能低，并设计成能抑制来自相线、中线的干扰。通常采用双π型滤波器，双π型滤波器接线图如图3。针对机车辅助变压器实际情况，我们定制了一台双π型滤波器，解决了电源网络干扰问题。

（2）建立独立接地系统抑制接地系统干扰。

抑制试验回路接地系统的干扰，唯一的措施就是整个试验回路选择独立的接地系统，实施可靠的单点接地。我公司试验站原接地系统为装配厂房共用的接地系统，且接地电阻较大，不能满足要求，必须新建独立接地系统。

为了避免施工污染厂房内环境、影响产品生产，我们选取试验站厂房外的绿化带区域建立独立接地系统，系统采用钢质接地网深埋于-6m地下，接地网周边安装垂直接地极，利用铜质粗接地线引出。此接地系统为局部放电试验设备及被试品独立使用，解决了接地系统干扰问题。

（3）通过避峰作业减少电磁场辐射干扰

我公司试验区的电磁场辐射主要来源于厂房内天车运行、电焊操作、电锯操作、发电机组运行等。避开正常的生产作业时间，选择在午休时间或下午下班后进行局部放电试验，可以减少电磁辐射干扰的影响。

（4）隔离并清理试验区减少悬浮电位放电干扰

减少金属物感应悬浮电位放电干扰最有效的措施是隔离并清理局部放电试验区。划出专门的局部放电试验区，试验区内不得摆放除被试品以外的产品、工装、配件等杂物。每次试验前需清洁场地内金属及非金属粉尘，对于被试产品上的pt100温度传感器、夹件等金属部件，均应可靠接地。

6 机车辅助变压器试验的实现

在试验环?a href="baidu.com" target="_blank" class="keylink">陈阋蟮那疤嵯拢凑誅in vde 0110-20第4.4.1项，利用工频耐压方式，对辅助变压器缓慢施加电压直至局部放电超过50pc，该外加电压即为局部放电的起始电压。将外加电压进一步增加10%，然后缓慢降低直至局部放电量为50pc以下，此时的外加电压为局部放电终止电压。局部放电终止电压高压标准值即为合格。

经试验验证，我公司局部放电试验系统完全满足机车辅助变压器局部放电试验的要求。某台辅助变压器局部放电测量结果为合格的图片见图4、图5。

7 结束语

快速响应用户要求，结合企业实际情况，研究交流传动电力机车辅助变压器局部放电方法，并采取措施在短期内获取试验能力，具有一定的实践价值。

参考文献

[1] 保定天威保变电气股份有限公司.变压器试验技术.北京：机械工业出版社，2000.

第6篇：交流电压范文

关键词：直流稳压电源，现代信息技术，教学设计。

中图分类号：TM44-4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.07.061

本文著录格式：[1]邓果.基于现代信息技术的直流稳压电源教学设计[J].软件，2313，34（7）：161-162

0 引言

直流稳压电源是模拟电子技术的重点部分，包含整流电路、滤波电路和稳压电路，仅仅讲解电路工作原理，学生难以理解和掌握[1-2]。为此，借助现代信息技术，通过信息化资源如多媒体课件、动画、视频等进行引导，借助multisim软件进行仿真，整个教学过程突出以“学生为主体，教师为主导”的教学形式，体现“做中教，做中学”，取得了较好的教学效果[3]。

1 教学目标

根据人才培养方案和新教育理念的要求，从知识、技能和素养三个方面，确定教学目标为：

1.1知识目标

①理解直流稳压电源的工作原理；②会合理选择元器件，绘制电路图。

1.2技能目标

①掌握基于multisim的仿真方法；②掌握自主探究的学习方法。

1.3职业素养

①培养学生养成良好的职业习惯；②提高团队合作、交流协作的能力。

2 教学资源和教学方法

借助世界大学城平台，将教师的教学课件、多媒体动画、Multisim仿真软件、教案、项目任务书等都整合到教师个人空间，构建开发式的教学平台，使学生能在线预习和复习。在教学中，采用项目教学法，将教学项目贯穿整个教学过程，通过原理分析、仿真实训，激发学生学习的兴趣，培养和提高学生学习电子技术理论和时间操作技能[4]。

3 教学设计

本次教学设计以“直流稳压电源”任务为驱动，通过构建网络教学平台，采用multisim软件进行仿真实训，以学生自主学习为主，实现做中教，做中学。引导学生自主学习，把教学课件、表格化教案、教学视频、教学大纲、习题库、实训指导书和教材整合到世界大学城教学平台，利用网络实现师生互动和在线测试。以项目教学理念为指导，把三课时的教学活动设计为六个教学环节。

首先，创设情境，本环节用时10分钟。为了激发学生学习兴趣，为学生创设几个直流稳压电源的应用情景，例如展示手机充电器情境动画，通过提出问题“手机充电器是如何把220v的市电转换成电子电路所需的直流电呢？”从而进入该项目内容。

接下来下达任务书，用时5分钟。通过世界大学城空间给学生分发任务书，并提供丰富的教学资源，让学生通过阅读任务书，了解项目内容。

然后进入原理分析阶段，用时40分钟。由于这部分内容概念抽象、难分析、难演示，将其设置为教学重点。为了提高教学效果，采用教师讲解和学生分组讨论相结合的教学方式。首先教师讲解电路构成及原理分析方法。为提高学生的学习兴趣，制作了相应的演示动画，该动画形象地为学生展示了电路中元器件实物图和符号、各部分的工作原理，比如桥式整流部分，当输入正弦波的正半周波形时，二极管D1和D3导通，当输入负半周波形时，二极管D2和D4导通，从而实现全波整流，把正弦交流电转换成脉动直流电。以及测试过程，把原理图绘制好之后，首先用示波器查看经过变压器的电压波形，然后给电路添加滤波电容和整流二极管，再查看波形。为了让学生更好的理解滤波原理，制作了电容滤波过程的演示动画。然后引导学生分组讨论，实现师生互动，生生互动。从而突出教学重点。

让学生理解电路工作原理之后，引导学生进入multisim软件仿真环境，提供学生一人一机的实训条件。Multisim软件是IIT公司推出的能提供全面集成化的设计环境，完成从原理图设计输入、电路仿真分析、电路功能测试的一款电路分析软件。当改变电路连接成原件参数时，可以通过Multisim界面观察到各种变化对电路性能的影响。

首先根据原理图选择元器件，适当布局之后开始接线，为了提高学生的接线速度，提供了multisim软件的操作演示视频，绘制好原理图后，接入双路示波器， A通道接输入端，B通道分别接入整流端、滤波端、稳压端，点击仿真按钮进行仿真，适当调节示波器参数，查看输入、输出波形，还可以通过调节元件参数，得到不同幅值的电压。整个教学过程教师巡回指导，适时给予帮助，注重培养学生自主探究、网络检索能力。

此外设计一个拓展应用环节，用时10分钟。以楼宇对讲系统电源的应用作为提高拓展任务，培养学生的实践应用能力。

最后是任务评价，本环节用时10分钟。首先学生在线做10个选择题，检验对理论知识的掌握程度。整个任务考核由仿真实训，在线测试和课堂表现三部分组成，结合主观和客观成果，综合评价。评价结果不合格的同学可继续学习完成任务。

4 教学反思

本次教学设计由直流稳压电源的原理及应用这一项目为导向，分成六个环节组织教学。利用网络教学平台、仿真实训软件和在线测试平台，把枯燥的电子技术理论学习变成生动的仿真实验，将抽象的理论知识形象化，实现学生的自主学习、仿真实训和交流协作。丰富了交流手段，拓展了教学空间。但也感觉到，在信息化教学的实施过程中存在一定的程度，将学生分组学习中，学生的团队协作有待加强，在今后的教学中，要继续加强网络教学平台和虚拟实验室的建设，注重培养学生的职业素养，提高学生的自学能力和创新能力。

参考文献

[1]李红妹.“教学做”一体化的直流稳压电源教学研究[J].职业教育研究，2012（8）：87-88

[2]黄华飞，王红梅.Multisim9在直流稳压电源教学中的应用[J].广西轻工业，2008，（6）：75-76

第7篇：交流电压范文

知识目标

1．通过实验使学生知道“电阻一定时，电流跟电压成正比，电压一定时，电流跟电阻成反比”.

2．使学生初步熟悉如何用电流表测同一只电阻的电流及其两端电压，会用与待测电阻串联的滑动变阻器调节待测电阻两端的电压.

能力目标

1．使学生初步领会用控制变量法研究物理规律的思路.

2．进一步培养学生电路连接和有关电路的电学实验操作能力及根据实验结果分析、概括实验结论的能力.

情感目标

1．培养学生学习物理的兴趣和愿望.

2．培养学生实事求是的科学态度和刻苦钻研的精神.

教学建议

教材分析

在前三章的学习中已经把电路中的三个基本物理量电流、电压、电阻分别进行了学习，而本节是一节建立电流、电压、电阻三者关系的课.采用控制变量法通过实验得出当电阻不变时电流与电压的关系，当电压不变时电流与电阻的关系.使学生初步建立了电流、电压、电阻的联系.

教法建议

正确地进行数据分析得出电流与电压和电阻的关系是重点，而做好实验是难点也是关键，在学习过程中应根据实验目的和研究方法认真完成实验，在分析数据时，如分析电流与电压的正比关系时，应先算出、，再算出、；分析电流与电阻成反比关系时，应先算出，，再算出、，在语言文字的表达上只能说成“当电阻一定时，电流与电压成正比”而不能说成“当电阻一定时，电压与电流成正比”同样地“当电压一定时，电流与电阻成反比”不能说成“电阻与电流成反比”．这是因为这样才能正确地反映出：电压是形成电流的原因；电阻是导体本身的属性与电压、电流无关．在教学中，要培养学生的逻辑思维能力．

教学设计方案

引入新课

前面我们学习了电流的概念，电流不但有方向，还有强弱，即大小．那么导体中通过的电流大小与什么有关？由什么决定？今天我们就来讨论这个问题．

问题1电流产生的原因是什么？（电压是产生电流的原因．）

老师进一步引导，这就是说，只有导体两端存在电压，导体中才会产生电流．没有电压导体中不会产生电流．

同学们从这一点可以猜想电流大小可能跟什么有关？

导体中电流大小与导体两端的电压大小可能有关，电压大，电流可能大．

问题2什么叫电阻？（电阻是导体对电流的阻碍作用大小．）

教师进一步启发学生猜想，电阻大时，对电流的阻碍作用大，电流就不容易流过，对电流会产生影响，同学们从这一点可以猜想，电流大小还可能跟什么有关？

电流大小还可能跟电阻有关．

以上我们的这些猜想对不对？只有靠实验来验证．下面我们就用实验的方法探索电流跟电压、电阻的关系．

这节课的教学目标是

（1）通过实验使学生知道电阻一定时，导体中电流限电压的定量关系，电压一定时，

导体中的电流跟电压的定量关系；电压一定时，导体中的电流跟电阻关系．

（2）使学生初步熟悉如何用电流表、电压表测同一只电阻的电流及其两端电压，会用与待测电阻串联的滑动变阻器调节待测电阻两端的电压．

（3）使学生初步体会多变量问题的研究方法．

（4）进一步培养学生电路连接和有关电路的电学实验操作能力及根据实验结果分析、概括实验结论的能力．

电流与电压、电阻的关系实验

实验一

（1）对照电路图说明原理和实验目的．

（2）边示范连接电路边介绍器材及其作用，说明操作中的注意事项．

（3）强调学生要观察的现象：先后两次实验电流表示数及小灯泡亮度的差别．（4）学生分组实验后，表述观察到的现象，分析原因，概括小结．

现象用两节干电池时灯泡亮，电流表示数较大，分析要点

①用两节干电池比一节干电池加在灯泡两端的电压大．

②两次所用灯泡不变，其实质是保持电阻不变．

③灯泡亮时，电流表示数大，即通过灯泡电流大．

小结电阻一定时，导体两端的电压大，通过其电流也大．

这个实验说明我们原来的猜想“电压大，电流也大”是正确的．

实验二

（1）观察实验电路，说明原理和实验目的．

（2）提示学生应注意观察．先后两次实验电流表示数和小灯泡亮度的差别．

（3）学生实验后表述观察到的现象，分析原因，概括总结．

现象6．3V灯泡较暗，电流表示数较小．

分析要点：

①6．3V灯泡的电阻比3.8V灯泡的电阻大．

②同一电池（电压不变）

③6．3V灯暗电阻大电流小．

小结电压一定时，导体的电阻大，通过其电流小．

这个实验说明我们原来的猜想“电压一定时，导体的电流和它的电阻有关，电阻大，电流小”是正确的．

总结通过导体的电流大小与导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关．

我们对于一个物理现象的研究，不应满足于“变大、变小”这种初步认识，还需要进一步探索研究，就是说要知道电流与电压、电阻的定量关系．从上面实验可知：电流受电压、电阻两个因素的影响，如果电压、电阻同时变化，它们各自对电流的影响有互相加强或减弱的可能；也有互相抵消的可能，使我们无法判断电流与电压、电阻之间到底有什么关系．

如何设计实验呢？其实，一个量受几个因素影响的问题，前面的学习已经遇到过了，大家回忆一下研究电阻的方法，导体的电阻与哪些因素有关？我们是怎样研究电阻与材料、长度、横截面积关系的呢？

同种材料、同长度的两条导线电阻与粗细有关，同材料、同粗细的两条导线与长度有关，同长度、同粗细的两条导线电阻与材料有关．

这种同材料、同长度、同粗细的实质就是有意将这些量固定，每次只研究电阻与其中一个量的关系．

与这种作业类似，我们如何来研究电流限电压、电阻的关系呢？

应该“固定电阻”单独研究电流与电压的关系或“固定电压”单独研究电流与电阻的关系．明确告诉学生这种把一个多因素的问题转变成多个单因素问题的研究方法是物理研究中极为有用的方法，下面我们遵循这个思路进行实验探索

1．电流跟电压的关系

（1）让学生分别画出用电流表测电流、用电压表测电压的单个电路图，然后合并，并根据实验需要连入滑动变阻器，完成完整的电路图（再说明每个元件的作用）

（2）学生动手实验前由教师示范，边演示边讲解注意事项

①按电路图连接电路，先连接主干路，后连接支路．

②电路连接时，开关应断开．

③滑动变阻器的电阻应调到最大位置．

④电路连接检查无误后，闭合开关．

（3）教师示范后，学生实验前，对学生提出具体要求

①使用10的定值电阻，认清元件．

②调节滑动变阻器，使定值电阻R两端的电压成整数倍（如1V、2V、3V）．

③出示记录表格，明确实验后找学生填表．

（4）学生开始进行实验，教师巡回指导，帮助学生纠正错误，排除故障．

（5）实验完毕后，找两组学生代表汇报实验数据填入表内．

U（伏）

1

2

3

I（A）

第1组

第2组

引导学生观察表中数据，找出数据变化规律，让学生总结电流与电压关系及其成立条件，最后找学生口头表述．

结论在电阻一定时，导体中的电流跟电压成正比．

最后教师强调

（1）实验条件——电阻一定

（2）要求学生记住并准确表述正确结论．

（3）U和I的含义U是R两端电压，I是通过R的电流．

2．电流与电阻的关系

研究方法和电路图同上

换用不同阻值的定值电阻，调节滑动变组器，使电压表读数保持不变，将电阻值例应的电流值填入下表．

（找两组学生代表上黑板填实验数据）

VR（）51015

I（A）第一组

第二组

引导学生观察表中数据，找出数据变化规律，让学生总结电流与电阻关系

电压一定时，导体中的电流跟电阻成反比．

教师强调

（1）实验条件电压一定

（2）要求学生记住结论．

（3）I、R的含义：I是通过R的电流，R是导体本身的电阻．

学生归纳实验结论

电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比．

总结

1．电流跟电压的关系——电阻一定时，电流与电压成正比．

2．电流与电阻的关系——电压一定时，电流与电阻成反比．

板书设计

第八章欧姆定律

1．电流跟电压电阻的关系

一、电流跟电压、电阻的定性关系

物理规律的研究途径

1．猜想

2．实验验证

二、电阻一定，电流跟电压的关系

1．实验条件电阻一定

2．实验电路图

3．实验数据表

U（伏）

1

2

3

I（A）

第1组

第2组

4．实验结论电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比.

三、电压一定，电流跟电阻的关系

1．实验条件电压一定

2．实验电路图（同上）

3．实验数据表

V

R（）

5

10

15

I（A）

第一组

第8篇：交流电压范文

【关键词】电阻;电感;电容;交流电路;矢量分析

1.引言

基本电路及其应用是一门比较抽象的工程学科，其概念和计算的掌握具有相当的难度。课程习题虽然千变万化，但是对于实际电路的应用缺乏系统的归纳和总结。因此，在学生的学习中往往出现概念与实际相互脱离的现象，造成解题的困难。针对这个问题，教师不仅要引导学生多做、多练，同时还必须授之以解题技巧，教会学生一系列分析问题、解决问题的方法，总结各种交流复杂电路的基本特点和解题方法。

2.交流电路

和直流电路不同，在交流电路中，电源电动势、电流和电压的大小和方向都是周期性变化的。其中最常见的，也是应用最为广泛的是正弦交流电。以电流为例，电流强度随时间变化的关系可用正弦函数（或余弦函数）来表示，通常表示为，其中是电流的幅度值，是交流电的角频率，是初始接入相位。

电阻R、电感L和电容C是交流电路的三个基本元件，当它们接到交流角频率为的交流电路时，纯电阻、纯电感、纯电容元件对交流电的阻抗分别为R、L和1/C。事实上，交流电路大多是电阻、电感和电容按一定方式组成的复杂电路。由于交流电压、电流之间存在一定的相位差，这使得整个电路的阻抗、电压、电流的计算就比较复杂。然而，借助于复数运算或矢量图法可以简化这种计算，特别是矢量图解法更具有简明、直观的特点。

3.矢量分析法的原则

在交流电路中，纯电阻电路电压与电流是同相位的;而纯电感电路电流滞后电压90度;纯电容电路电流则超前电压90度;电感性电路电压超前电流（0～90）度;电容性电路电压滞后电流（0～90）度，具体表示如图1所示。矢量分析法就是用线段的长度表示交流量的有效值，用线段的方向表示交流量的初相位。如果交流电量是给定的三角函数，则转换成矢量分析法的具体步骤是这样的：第一步，选择一个水平参考正方向;第二步，判断正弦量的初相位，如果初相位是正（大于零）的角度，那么在水平参考正方向的起始端逆时针旋转初相位那么大的一个角度;反之，如果初相位是负（小于零）的角度，那么在水平参考正方向的起始端顺时针旋转初相位那么大的一个角度。第三步，在画好的矢量上标出正弦量的有效值。如果是频率相同的正弦交流量，那么所有的量就可以画在同一个矢量图中。

图1 基本电路矢量图

4.电阻、电感和电容组合电路分析

电阻、电感和电容串联后接在交流电路上，如图2（a）所示，电路总电压为U，总电流为I。矢量图的画法：以电路总电流为参考矢量（串联电路中的电流相等且同向，故以此为参考比较方便易懂）画出参考矢量I，电阻两端电压与参考矢量同向，电感两端电压比电流相位超前90度，则在参考矢量的基础上逆时针旋转90度作出电感电压矢量;同理，电容两端电压比电流相位滞后90度，则沿参考矢量方向顺时针旋转90度，作出电容电压矢量，如图2（b）所示。

图2 纯串联电路

其中，矢量，那么合成总电压U幅值为：

相位为：。当，矢量落在区域①;当，矢量落在区域②;当，矢量落在区域③，分别表示在图2（b）中。

电阻、电感和电容并联后接在交流电路上，如图3（a）所示，电路总电压为U，总电流为I。矢量图的画法：以电路总电压为参考矢量（并联电路中的电压相等且同向，故以此为参考比较方便易懂）作出参考矢量U，经过电阻的电流与参考矢量同向，经过电感的电流比电压相位滞后90度，则在参考矢量的基础上顺时针旋转90度作出电感电流矢量，同理，经过电容的电流比电压相位超前90度，则沿参考矢量方向逆时针旋转90度，作出电容电流矢量，如图3（b）所示。

图3 纯并联电路

图4 混联电路1

其中，矢量，那么合成总电流I幅值为：，相位为：。当，矢量落在区域①;当，矢量落在区域②;当，矢量落在区域③，分别表示在图3（b）中。

当电阻与电感串联再与电容并联时，如图4（a）所示，设电路总电压为U，总电流为I。矢量图画法为：选择总电压为参考矢量，电容电压与其同向，电流超前90度;由于电阻和电感串联，流经二者的电流整体表现为滞后电压矢量（0～90）度的一个角度，如图4（b）所示。

此时假设的垂直分量为，水平分量为，，合成总电流为：，合成电流相位为：。当，矢量落在区域①;当，矢量落在区域②;当，矢量落在区域③，分别表示在图4（b）中。

当电容与电感串联再与电阻并联时，如图5（a）所示，设电路总电压为U，总电流为I。矢量图画法为：选择总电压为参考矢量，电阻电压与其同向，电流也与其同向;由于电容和电感串联，流经二者的电流整体表现为与电压方向（-90～90）度的一个角度，如图5（b）所示。

图5 混联电路2

此时，假设流经电感和电容支路的电流为，合成总电流满足平行四边形法则，如图5（b）所示。如果的相位属于（0～90）度则合成电流矢量落在区域①;当的相位为0度时，矢量落在区域②;当的相位属于（-90～0）度，矢量落在区域③，分别表示在图5（b）中。

当电容与电阻串联再与电感并联时，如图6（a）所示，设电路总电压为U，总电流为I。矢量图画法为：选择总电压为参考矢量，电感电压与其同向，电流滞后90度;由于电阻和电容串联，流经二者的电流整体表现为超前电压方向（0～90）度的一个角度，如图6（b）所示。

图6 混联电路3

此时假设矢量的垂直分量为，水平分量为，，合成总电流为：，合成电流相位为：。当，矢量落在区域③;当，矢量落在区域②;当，矢量落在区域①，分别表示在图6（b）中。

当电容与电感并联再与电阻串联时，如图7（a）所示，设电路总电压为U，总电流为I，此时电感电压和电容电压相等。矢量图画法为：选择电感电压为参考矢量，电容电压与其同向，电流各自滞后和超前90度，如图7（b）所示。同理根据平行四边形法则可以得到总电压U和总电流I=IR的矢量，如图7（b）所示。当IC=IL时，I=IR=0，总电压矢量U=UL=UC。

图7 混联电路4

当电容与电阻并联再与电感串联时，如图8（a）所示，设电路总电压为U，总电流为I，此时电阻电压和电容电压相等。矢量图画法为：选择电阻电压为参考矢量，电阻电流与其同向，电容电压与其同向、电流超前90度，电感电压超前电流IL（即总电流I）90度，如图8（b）所示。根据平行四边形法则，合成的总电压为矢量U。

图8 混联电路5

当电感与电阻并联再与电容串联时，如图9（a）所示，设电路总电压为U，总电流为I，此时电阻电压和电感电压相等。矢量图画法为：选择电阻电压为参考矢量，电感电压与其同向、电流滞后90度，从而求得电容电流（即总电流I），电容电压滞后电流90度，如图9（b）所示。根据平行四边形法则，总电压为矢量U。

图9 混联电路6

上述各个电路的矢量图中，如总电压和总电流同相位，则电路是阻性的;如总电压超前总电流，则电路是感性的;如总电压滞后总电流，则电路是容性的。

5.总结

交流电路与生产实践和日常生活密切相关。在交流电路中，如何让学生尽快掌握交流电路的概念和计算，从理论教学到实践教学都十分重要。在交流电路的教学中，体会到一些可以提高学生学习交流电路的方法和技巧。对初涉交流电路的学生来说，与直流电路相比，交流电路更为复杂。直流电路中的欧姆定律、基尔霍夫定律，电功率等概念都可以用到交流电路中，不同的是直流电路中的物理量电流、电压都是直流的量，计算较为简单，然而交流电路的电流、电压随时间作周期性变化，计算较复杂。解决交流电路问题，要以数学、物理为基础，如何使学生尽快从已掌握的直流电路的分析法，过渡到交流电路，在教学中我采取这样的做法：用矢量图分析交流电路，这比用复数运算更为有效。而本文利用交流电路矢量分析方法对所有的电阻、电感、电容三种基本元器件的组合电路进行全面矢量图分析，对于学生更全面地掌握复杂交流电路的学习具有很好的帮助。

参考文献

[1]周元兴.电工与电子技术基础（第三版）[M].北京：机械工业出版社，2010.

第9篇：交流电压范文

关键词：变压；整流滤波；稳压；

中图分类号：S611 文献标识码： A

1、引言

直流稳压电源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。传统的直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通直流稳压电源品种很多, 但均存在以下问题: 当输出电压需要精确输出, 或需要在一个小范围内改变时(如1. 05～ 1. 07V ) ,困难就较大。二是稳压方式均是采用串联型稳压电路, 对过载进行限流或截流型保护, 电路构成复杂,稳压精度也不高。

传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节,并由电压表指示电压值的大小. 因此,电压的调整精度不高,读数欠直观,电位器也易磨损.而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。随着科学技术的不断发展,特别是计算机技术的突飞猛进,现代工业应用的工控产品均需要有低纹波、宽调整范围的高压电源,特别是在一些高能物理领域,急需电脑或单片机控制的低纹波、宽调整范围的电源。

从上世纪九十年代末起，随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。在80年代的第一代分布式供电系统开始转向到20世纪末更为先进的第四代分布式供电结构以及中间母线结构，直流/直流电源行业正面临着新的挑战，即如何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和数字控制。

在家用电器和其他各类电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。但在实际生活中，都是由220V 的交流电网供电。这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。滤波器用于滤去整流输出电压中的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，若由晶体管滤波器来替代，则可缩小直流电源的体积，减轻其重量，且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源，这既降低了家用电器的成本，又缩小了其体积，使家用电器小型化。

2、方案论证与比较：

方案一: 采用单级开关电源，由220V交流整流后，经开关电源稳压输出。但此方案所产生的直流电压纹波大，在其后的几级电路中很难加以抑制，很有可能造成设计的失败与技术参数的超标。

方案二：并联式稳压电源，电路简便易行，所用元器件相对较少，当负载电流恒定时稳定性相对较好，其突出优点就是可承受输出短路。但是效率低于串联式稳压电源，输出电压调节范围较小，尤其是在小电流时调整管需承受很大的电流，损耗过大，因而不能采用。

方案三：串联式稳压电源，利用可调的三端式集成稳压器先提供稳压电压和小电流，再通过三极管扩流的方式使之提供大功率。由于集成稳压器通常内部已有各种保护电路，辅助电路就可以简化。其次想采用经典的分立式元件形式，因为在理论课及实验室中看到的大多是这种电源，并且具体电路形式很丰富，可借鉴的结构也较多。

比较以上几种方案，决定采用方案三，即经典的串联式稳压电源，稳扎稳打，力争做好。

3、硬件电路的组成与设计

直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成。

我国电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。

3.1电源变压器

电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压变换为整流电路所需要的交流电压。

本设计方案所需要用到的降压变压器是将电网交流电压220V变换成复合需要的交流电压，此交流电压经过整流后可获得后级电路所需要的直流电压12V。

由于所需的直流电压比起电网的交流电压在数值上相差较大，考虑到稳压部分中的集成稳压器须在输入电压≥10V 时才能使输出电压为0.7V～9V。所以，降压后的电压设为10V～12V，才能达到要求输出的电压为0V～10V，即该部分电路采用变压器把220V交流市电变为约10V 的低压交流电，作为电源的输入电压。变压器原辅线圈的匝数比为：

N1/N2 = U1/U2 = 220V/10V≈22/1

电路中的保险丝可起到保护电源的作用，当电流大于0.5A 时，保险丝熔断，从而防止电源烧坏。电源变压器的效率为：

其中：是变压器副边的功率，是变压器原边的功率。

一般小型变压器的效率如表1所示，因此，当算出了副边功率后，就可以根据下表算出原边功率。

表1小型变压器的效率

3.2整流滤波电路

整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。

如图所示，在本设计中采用四个二极管组成桥式整流电路，利用单相桥式整流电路把方向和大小都大小都变化的50Hz的交流电变换为方向不变但大小仍有脉动的直流电。其优点是电压较高,纹波电压较小,整流二极管所承受的最大反向交流电流流过,变压器的利用率高。滤波电路：利用储能元件-电容C两端的电压不能突变的性质,采用RC滤波电路将整流电路输出的脉动成分大部分滤除,得到比较平滑的直流电。

图2桥式整流桥电路

直流电压与交流电压的有效值间的关系为：

在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为：

流过每只二极管的平均电流为：

其中：R为整流滤波电路的负载电阻，它为电容C提供放电通路，放电时间常数RC应满足：

其中：T = ms是50Hz交流电压的周20期。

3.3稳压电源电路

三端稳压器各项性能指标的测试

输入电压u2受负载和温度发生变化到影响而发生波动时，滤波电路输出的直流电压VI会随着变化。因此，为了维持输出电压VI稳定不变，需要对电压进行稳压。稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的电压输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。

三端稳压器的引脚及其应用电路见附录图3。

7806为三端式集成稳压器，这种集成稳压器的输出电压是固定的，在使用中不能进行调整。W78系列三端稳压器输出正极性电压，一般有：5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V，输出电流最大可达1.5A（加散热片）。若要求输出负电压，可选用W79系列稳压器。图3是7806的外型和三个引出端，其中：

1―输入端（不稳定直流电压输入端）；

2―输出端（稳定直流电压输出端）；

3―公共端；

图3三端式集成稳压器

它的主要参数有：输出直流电压Uo=6±5%；最大输入电压Uimax=35V； 电压最大调整率Su=50mV；静态工作电流Io=6mA； 最大输出电流Iomax=1.5A；输出电压温漂ST=0.6mV/oC。

3.4稳压系数的测量(调节输出电压为5V时)

按图所示连接电路， 在u1=220V时，测出稳压电源的输出电压Vo，应改变电源电压上升和下降10%，分别测量稳压电源的输出电压VO，RL=100Ω。在实验室调节交流不太方便时,可采用变压器的次级变换的方法,如①②脚电压为18V,测量一次,记下VO1.再更换到③①脚测量一次VO2, 将测量的结果填入表5中。则稳压系数为：

SV=(ΔVO/VO)/(Δu1/u1)

表2

3.5输出内阻的测量(调节输出电压为5V时)

按图4所示连接电路，保持稳压电源的输入电压不变 ，在不接负载RL时测出开路电压Vo1，此时Io1=0，然后接上负载RL，测出输出电压Vo2和输出电流Io2，测量结果填入表3中。则输出电阻为：

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

表3

3.6纹波电压的测量(调节输出电压为6V时)

用示波器观察Vo的纹波峰峰值，（此时Y通道输入信号采用交流耦合AC），测量Vop-p的值（约几mV）。

4、直流电源系统原理图