第4章 交流电源系统
第4章 有源逆变电路
图4-2 全波电路的整流和逆变
（a）α=45°；β=45°
因Ra阻值很小，其电压也很小，因此Ud≈E。电流Id从Ud 的正端流出，从电动机反电动势E的正端流人，故由交流电源经 变流器输出电功率，直流电动机吸收电功率并将其转换为轴上的 机械功率以提升重物。如在提升运行中突然使晶闸管的控制角α 减小，则Ud增大，瞬时引起电流Id增大，电动机产生的电磁转矩 也增大，因电动机轴上重物产生的阻转矩不变，所以电动机转速 升高，提升加快。随着转速的升高，电动机的反电动势E=Ceφn 也增大，使Id恢复到原来的数值，此时电动机稳定运行在较高转 速。反之α增大，电动机转速减小所以改变晶闸管的控制角.可 以很方便地对电动机进行无级调速，从而改变提升的速度。 • 当α增大到某值如α3值，如图4一3所示，如此时电动机转矩 M1恰好与负载转矩相等，则电动机稳定在n=0处a点。如图4一3中 曲线①，这相当干整流器供电给电阻和电感，仍运行在整流状态。 如α再增大到90°，如图4-3中曲线②，则电动机转矩小于负载 转矩，于是在重物作用下电动机反转，E改变方向，E使Id增加， 最后稳定在b点，此时电动机运行在能耗制动状态，向整流器输 出的平均功率为零。
图4-6 有源逆变环流失败波形
• 二、最小逆变角的确定及限制 • 根据上述各种逆变失败原因的分析，可以总结出这样一条规 律:为了保证逆变能正常工作，除了选用可靠的触发器不丢失脉 冲外，同时对触发脉冲的最小逆变角β min，必须要有严格的限 制。 • 〔一)最小逆变角β min的确定 • 要保证在电压换相点之前完成换相，触发脉冲必须有超前的 电角度，即最小逆变角β min 应根据下面的因素来考虑。
•
公式与整流时一样。由于逆变运行时α>90°，cosα计算不 太方便，于是引入逆变角β，令α=π-β，用电度表表示时为 α=180°-β，所以
电器学 复习(第四章---第八章)课堂笔记及练习题
电器学复习（第四章---第八章）课堂笔记及练习题主题：复习（第四章---第八章）学习时间： 2017年1月30日--2月5日内容：一、复习要点【第四章】低压控制电器1、主令电器主令电器：是用来接通和分断控制电路以发布命令、或催生产过程控制的开关电器。
包括按钮、行程开关、主令控制器、接近开关。
2、控制继电器影响电磁式继电器性能的主要参数：整定值、返回系数、动作时间、功率消耗。
3、低压接触器接触器：用于远距离频繁地接通和分断交直流主电路和大容量控制电路的电器。
机械寿命:以其在需要维修或更换机械零件前所能承受的无载操作循环次数来表示。
电寿命：在一定的使用条件下，无需修理或鞥换零件的负载操作次数来表示。
（1）如何提高接触器的电寿命？①尽量减小弹跳；②良好地吸反力配合；③加缓冲装置，吸收动能。
（2）如何提高接触器的机械寿命？①适当增大铁芯面积，减小碰撞应力；②铁芯表面进行硬化处理；③合理地选择运动副，降低摩擦。
④低压电动机启动器。
（3）起动器的选用①根据电网容量和被控电动机的功率选择起动方式；②根据负载的性质与对起动的要求选择起动方式；③根据起动器不同的起动特性来选择起动器；④选用时还应考虑起动器与短路保护电器件的协调配合。
【第五章】配电电器1、刀开关与负荷开关刀开关是一种手动电器，它的转换方式是单投的，若为双投的则称为刀形转换开关。
简单的刀开关主要用在负载切除以后隔离电源以确保检修人员的安全。
刀开关和熔断器组合分为熔断器式刀开关（俗称刀熔开关）、熔断器式隔离开关（作为检修保护，形成断口，但是不能用来分断电流）和负荷开关。
负荷开关有封闭式和开启式的。
2、低压熔断器熔断器的主要部件有：熔体、载熔件、熔断器底座、填料、绝缘管及导电触头。
它串接于被保护的线路中，当线路发生过载或短路时，线路电流增大，熔体发热，一旦熔体的温度高于其熔点，它即将熔断并分断电路，已达到保护线路的目的。
3、低压断路器普通万能式低压断路器触头系统：主触头、辅助触头、弧触头，在电路中它们是并联的。
电工与电子技术基础第4章三相供电电路及安全用电电子
4.2.2 Δ-Δ联接的三相电路
电源与负载都联接成三角形，用三条线路将其 相联，即构成—联接的三相三线制电路，如 图示。
每相负载的相电压等于线电压；流过负载的电流为相 电流，分别用IAB、IBC、ICA表示。由基尔霍夫电流定 律可知各相的线电流为对应的相电流之差，在三相电 路对称的情况下，由图示相量图的分析可得线电流与 相电流有效值关系
如果三相电路对称，则三相电路的视在功率为 S = 3UPIP =√3ULIL 在计算不对称三相电路的视在功率时，应注意由
于视在功率不满足能量守恒，所以 S SA的等效电阻R = 29， 等效感抗XL = 21.8，三相对称电源的线电压 UL=380V。求（1）电动机接成星形时的平均功率和 无功功率，（2）电动机接成三角形时的平均功率和 无功功率。
IL =√3IP=√3×10.47=18.13 A 电动机的平均功率
P=ULILcos
=380×18.13×cos36.9=9542.5 W =9.543 kW 电动机的无功功率
P=ULILsin = 380×18.13×sin36.9
=7164.7Var=7.165 kVar
由上例的计算结果可见，电动机接成 三角形比接成星形时，线电流、平均 功率与无功功率都大了三倍。实际中 较大功率的三角形联接电动机，为了 减小启动电流，启动时常把三角形变 为星形联接，启动以后再变回三角形。
如果三相电路对称，不论电路是星形联接还是三 角形联接，其三相电路的无功功率为
Q =3UPIPsin =√3ULILsin 其中 角仍为相电压与相电流的相位差。
4.4.3 视在功率
在三相电路中不论三相电路对称与否，其三相的 视在功率仍为
S P2 Q2
其中P为三相电路的平均功率，Q为三相电路的无 功功率。
第四章飞机交流电源系统课件
二、飞机交流电源系统供电方式的分类
（一）并联供电 将多台频率相同的交流发电机并联起来，同时向机上所有汇流条 供电，称为并联供电。优点是发电机利用率高，系统工作可靠。 （二）单独供电 在正常状态时，每台发电机单独向各自的汇流条供电，只在故障 时实行转换，这种方式称为单独供电。
6
三、交流电网供电馈线的连接方式
2
二、交流电源系统的主要优缺点
（一）为什么要用交流电源作为主电源 1、电源容量的增加，要求提高电压以减轻重量 2、飞机电源工作环境条件的变化，迫使采用交流电源。 3、电压和功率变换的要求
3
（二）交流电源系统的主要优缺点
1、主要优点： 1 交流发电机工作可靠性大大提高。 2 电源电压的提高，使交流发电机和电网设备重量大大减轻。 3 交流电能易于变换，即易于变压和整流。 2、主要缺点： 1 恒速传动装置结构复杂，造价高、故障多，维护困难。 2 交流电源系统的控制保护设备比较复杂，特别是并联运行 时的控制保护更为复杂。
波形如图4-43的曲线1所示，经电容C1滤波后，电压波形将平滑一 些，接近于三角形波，如图中曲线2所示。
正好保持发电机转速为额定值所需要的输入轴转速 称为制动点
转速。可由（4-6）令
而求得：
输入转速等于制动点转速下的工作方式称为零差动工作方式。 2、恒装输入轴转速低于制动点转速时 在这种情况下，单靠机械传动，发电机的转速低于额定转速，为了 保持发电机恒速，必须由液压马达的转动补偿。 正差动工作方式 3、恒装输入轴转速高于制动点转速时 此时，单靠机械传动，发电机转速将高于额定转速，液压马达输出 齿轮反时针方向转动。
15
第四节飞机交流发电机的结构形式和励磁方式
一、励磁的形式： 1、有刷励磁——他励式、自励式 2、无刷励磁——他励式、自励式
电力电子技术第4章 交流-交流变换电路习题和答案K
一、选择题4-1、（ C ）变流电路是把一种形式的交流变换成另一种形式交流电的电路。
A、交流-直流B、直流-交流C、交流-交流D、直流-直流4-2、只改变电压、电流大小或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路称为( A)电路。
A、交流电力控制B、变频C、交流调压电路D、交流调功电路4-3、在单相交-交变频电路中，要改变输出频率，必须改变两组变流器的( A)；要改变输出电压的幅值，就要改变变流电路工作时的( D )。
A、切换频率B、幅值C、电压D、控制角4-4、交-交变频电路是把电网频率的交流电直接变换成(C)频率的交流电的变流电路。
属于(A)变频电路。
A、直接B、间接C、可调D、不可调4-5、电网频率为50Hz时，对6脉波三相桥式电路而言，交-交变频电路的输出上限频率约为( B )。
A、10HzB、20HzC、50HzD、100Hz二、填空题4-1、变频电路有（）变频电路和（）变频电路等形式。
交-交；交-直-交4-2、单相交流调压电路中，由于波形正负半波（），所以不含直流分量和（）谐波。
对称；偶次4-3、交流调功电路和交流调压电路的电路形式( )，控制方式( )。
相同；不同4-4、两组变流电路在工作时采取直流可逆调速系统中的（）工作方式，即一组变流电路工作时，封锁另一组变流电路的触发脉冲。
无环流4-5、三相交-交变频电路的接线方式有公共交流母线进线方式和（）联结方式。
输出星形三、问答题4-1、交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？为什么？答：交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同，二者的区别在于控制方式不同。
交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。
而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周波，再断开几个周波，通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。
交流调压电路广泛用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。
第4章 三相交流电路
第4章 三相交流电路
4.3 三相功率的计算
4.3.2 无功功率
三相电路的无功功率为
由于每相负载可能是感性，也可能是容性，即每相的无功功率 可正可负，所以无功功率为各项无功功率的代数和。在对称三 相电路中，无论是星形联结还是三角形联结，总无功功率为
第4章 三相交流电路
4.3 三相功率的计算
3.3 视在功率
每相电流间的相位差仍为120°，由KCL可知，中线电流为零。
第4章 三相交流电路
4.2 三相负载的联结
三相四线制接线方式的特点如下。 （1）相电流等于线电流，即
（2）加在负载上的相电压和线电压之间的关系为
（3）流过中性线N的电流IN为
第4章 三相交流电路
4.2 三相负载的联结
当三相电路中的负载完全对称时，在任意一个瞬间，三个 相电流中，总有一相电流与其余两相电流之和大小相等， 方向相反，正好互相抵消。所以，流过中性线的电流等于 零。在三相对称电路中，当负载采用星形联结时，因为流 过中性线的电流为零，所以三相四线制就可以变成三相三 线制供电。如三相异步电动机及三相电炉等负载，当采用 星形联结时，电源对该类负载就不需接中性线。通常在高 压输电时，由于三相负载都是对称的三相变压器，所以都 采用三相三线制供电。
第4章 三相交流电路
4.2 三相负载的联结
如图4-8所示是只有三根相线而 没有中性线的电路，即三相三 线制；而接线方式除了三根相 线外，在中性点还接有中性线， 这样的接法即为三相四线制， 如图4-9所示，三相四线制除可 供电给三相负载外，还可供电 给单相负载，故凡有照明、单 相电动机、电扇、各种家用电 器的场合，也就是说一般低压 用电场所，大多采用三相四线 制。
总之，当三相电流对称时，线电流的有效值是相电流 有效值的√3倍，线电流滞后对应的相电流30°，即
电力电子应用技术最新版精品课件-第四章交流-交流变换电路
t
不通io过零后， VT2开通， VT2导通角小于π； iG1
➢ 原有的io表达式仍适用，只是α ≤ωt <∞；
O iG2
➢
过渡过程和带R-L负载的单相交流电路在ωt = α (α
O io
iT1
t t
< φ)时合闸的过渡过程相同；
O iT2
t
➢ io由两个分量组成：正弦稳态分量、指数衰减分量； <时阻感负载图交4-流5 调压电路工作波形
交流调功电路：以交流电周期为单位控制晶闸管的通断，改变通态周期数和断态 周期数的比，调节输出功率平均值的电路。
交流斩波调压电路：改变占空比，调节输出电压有效值。 交流电力电子开关：串入电路中根据需要接通或断开电路的晶闸管。
■ 应用 灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）
异步电动机软起动
异步电动机调速
VD1 V1
i1
斩波控制
u1
V2 VD2
斩波控制
V3
VD4
R
uo
VD3 V4 L
续流通道 续流通道
图4-9 交图流4斩-波7 调压电路图
■ 特性
4.3 交流斩波电压电路
➢ 电源电流的基波分量和电源电压同相位， 即位移因数为1；
➢ 电源电流不含低次谐波，只含和开关周期 T有关的高次谐波；
➢ 功率因数接近1。
图4-7 三相交流调压电路基本形式及输出波形
4.2 交流调功电路
■ 交流调功电路——以交流电源周波数为控制单位 ■ 交流调功电路 VS 交流调压电路
➢ 相同点：电路形式完全相同
➢ 不同点：控制方式不同——将负载与电源接通几个周波，再断开几个周波， 改变通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均
直流-交流变换电路
组N的逆变。为此，只要降低 U d β 且使 EU dβ(U dα)，
则N组产生逆变，流过电流Id2，电机电流Id反向，反组有 源逆变将电势能E通过反组N送回电网，实现回馈制动。 （3）反组整流 N组整流，使电动机反转，其过程与正组整流类似。 （4）正组逆变 P组逆变，产生反向制动转矩，其过程与组反逆变类似。
逆变状态时的控制角称为逆变角β，规定以α=π处作为计量
β角的起点，大小由计量起点向左计算。满足如下关系：
4.2.2 逆变失败与最小逆变角的限制
1、逆变失败
可控整流电路运行在逆变状态时，一旦发生换相失败，电 路又重新工作在整流状态，外接的直流电源就会通过晶闸 管电路形成短路，使变流器的输出平均电压Ud和直流电 动势E变成顺向串联，由于变流电路的内阻很小，将出现 很大的短路电流流过晶闸管和负载，这种情况称为逆变失 败，或称为逆变颠覆。
4.3 无源逆变（变频）电路
4.3.1 变频概述及变频器的种类
将直流电能变换成交流电能供给无源负载的过程称为无逆 变。用于逆变的直流电能通常是由电网提供的交流电整流 得来的。我们把“将电网提供的恒压恒频CVCF(Constant Voltage Constant Frequency)交流电变换为变压变频 VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)交流电供给 负载”的过程称为变频，实现变频的装置叫变频器。
造成逆变失败的原因：
（1）触发电路工作不可靠。不能适时、准确地给各晶闸 管分配触发脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等。
（2）晶闸管发生故障。器件失去阻断能力，或器件不能 导通。
（3）交流电源异常。在逆变工作时，电源发生缺相或突 然消失而造成逆变失败。
电子技术基础第五版第四章
一、 单相整流电路
1. 单相半波整流电路
uD Ｖ
-
+
~
uu222
+
iF RL
uL –
u2 2U2si nt
1） 整流输出电压平均值
UL0.4U 52
2） 二极管平均电流
IF
IL
0.45U2 RL
3） 二极管最大反向电压
URm 2U2
优点：结构简单，使用元件少 缺点：输出电压脉动小，电源利用率低
单相半波整流电路的组成与工作原理
大部分生产厂家按下述方法命名：
3. 硅整流堆的主要参数 （1）额定反向峰值电压 （2）正向平均整流电流
硅整流堆管脚一般在外壳上都有标记，如 桥堆外壳上各引脚对应位置上标有 “~”“＋”“－”。标记“~”管脚表示接交 流电源，“＋”为正极输出，“－”为负极输 出，这些标记与电路图上标记是一致的。
4. 硅整流堆的检测
4. 整流二极管的检测
5. 整流二极管的使用
自冷
一般塑料封装的小电流整流二极管，靠管脚来散 热，使用时，管脚应保持在规定值以上。大功率整流
二极管需加相应的散热装置。
冷却方式： 风冷 采用风冷或水冷的整流器件，起始工作时，必须按
先启动冷却装置，再启动整流装置；停止工作时，先
切断整流电路电源，再关闭冷却装置。
U2
UL 6V5V
1.2 1.2 1
1
流过每只二极管的电流平均值: IF2IL26030mA
每只二极管承受的最高反向电压： U Rm 2 U 2 1 .4 1 5 4 7V
选二极管应满足: IFM （2 3） IF URM 2U2
可选: 2CZ82A（IF = 100mA， URM = 25V）
第四章s7200PLC的系统配置与接口模块
4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成
（1）S7-200 CPU的外形
顶部端子盖下面是输出端子和PLC供电电源端子。输出端子的运行状态 可由指示灯显示，ON状态对应的指示灯亮。 底部端子盖下面是输入端子和传感器电源端子。输入端子的运行状态 可由指示灯显示，ON状态对应的指灯亮。 前盖下面有运行、停止开关和扩展模块接口。将开关拨向STOP位置 时，PLC处于停止状态，此时可以对其编写程序；将开关拨向RUN位置时， PLC处于运行状态，此时不能对其编写程序；将开关拨向TERM位置时， 可以运行程序，同时还可以监控程序运行的状态。扩展模块接口用于实现 I/O扩展。
4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成
（3）S7-200 CPU外部端子接线图
16个数字量输出点被分为3组。每个负载的一端与输出端相连，另一端经 电源与公共端相连。由于是继电器输出方式，所以既可带直流负载，也可带交 流负载，由负载性质决定。 输出端子排的右端N、L1端子是供电电源 AC120V/240V 输入端。电源电 压的允许范围是AC 85~264V。
4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成
3.通信电缆 西门子PLC的通信电缆主要有三种：PC/PPI通信电缆、 RS-232C/PPI多主站通信电缆和USB/PPI多主站通信电缆。 这些通信电缆将S7-200 PLC与计算机连接后，用STEP7Micro/WIN编程软件设置即可实现计算机与S7-200 PLC间 的通信和数据传输。
S7-200 CPU226 AC/DC/继电器模块的外部端子接线图
4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成 2.编程设备
编程设备的功能是编制程序、修改程序、测试程序，并将测 试合格的程序下载到PLC系统中。为了降低编程设备的成本，目 前广泛采用个人计算机作为编程设备，但需配置西门子提供的 专用编程软件。 S7-200 PLC的编程软件是STEP7-Micro/WIN，该软件系统在W indows平台上运行；支持语句表、梯形图、功能块图这三种编 程语言；具有指令向导功能和密码保护功能；内置USS协议库、 Modbus从站协议指令、PID整定控制界面和数据归档等；使用P PI协议通信电缆或CP通信卡，实现PC与PLC之间进行通信、上传 和下载程序；支持TD400、TD400C等文本显示界面。
飞机电源系统课程标准
《飞机电源系统》课程标准一、课程描述本课程是航空机电设备维修专业的职业能力课，是讲授飞机电气设备的基础理论知识。
通过本课程的学习，能对飞机电气设备有全面系统的了解，获得维修技术员的基本训练，初步具备分析判断故障、解决本专业实际维修问题的能力，为今后学习各种飞机电气设备打下坚实的基础。
二、课程目标总体目标：本课程的目标是使学生掌握现代飞机电气元件、电机和电源的功能、结构及特性，了解典型飞机电气控制系统的组成和原理，学会运用电气理论知识分析和解决飞机电气设备维修问题的基本方法。
(一) 基本素质教育目标1．具有航空质量观2．树立良好的安全与文明生产和环境保护意识3．具有热爱航空科学，具有创新意识和创新精神。
4．具有良好的职业道德。
(二)知识教学目标1．掌握现代飞机电气元件、电机和电源的功能、结构及特性2．了解典型飞机电气控制系统的组成和原理3．学会运用电气理论知识分析和解决飞机电气设备维修问题的基本方法(三)职业能力培养目标1．具有良好的学习方法和良好的学习习惯。
2．具有较好的逻辑思维能力。
3．具有良好的动手能力、分析和解决问题的能力以及实验能力。
4．具有独立工作，自律的能力三、与前后课程的联系1．与前续课程的联系(1) 《高等数学》，具备一定的推导和分析公式的基础知识；(2) 《实用英语》，能阅读一般英文资料，可以方便完成对机床的操作；（3）《电工与电子技术》，具有一定电工电子电路基础，对各类电路都能做到识读与分析。
2．与后续课程的联系(1)《飞机电子系统》，提供模拟数字电路设计、调试及应用的能力(2)顶岗实习四、学习内容与学时分配（一）学习内容第一章开关电器及其基本理论【教学内容要点】电接触和气体导电的基本理论；航空继电器；航空接触器；飞机上使用的机械式开关；电路保护电气。
【教学要求】了解电接触和气体导电的基本理论；了解航空继电器、接触器的基本工作原理和特性；了解飞机上使用的机械式开关；掌握电路保护电气。
技能培训专题 电工课件 第四章 三相交流电路
1200
E、eU=311sin（314t-1500）
•
EW
讨论：
讨论
1、对称的三相交流电动势的相位差互差（ C ）。
A、600 B、900 C、1200 D、1500
2、对称的三相交流电动势的特点是（ A C E ）。
A、频率相同 B、相位相同 C、幅值相等
D、初相相同
E、相位互差1200
3、三相对称交流电动势在任一时刻的瞬时值之
压升高而被击穿。.
讨论3、
（3）在三相不对称低压供电系统中，中性线上不允 许安装熔断器或开关，以免断开引起事故。
L1 L2 L3 N
二、三相负载的三角形连接
•
IU
U
U 相 U 线
•
U UV (U L )
•
I WU
ZW
•
IUV
ZV ZU
•
V
IV
•
I VW
•
IW W
•
U U (U )
相电压: 每相负载两端的电压（负载都接在两根火线之间）
零线: 从零点引出的输电线称为零线； 相线：从三个线圈的始端引出的输电线称为相线（火线）
线电压：相线与相线之间的电压；
相电压：相线与中线之间的电压。
中性点 接地后 称零点
+ e–U
+eW –eV +
相电压
U1
线电压
N
V1
W1
一、三相电源的星形连接
颜色标示法，U-V-W相分别用黄-绿-红表示。
eu eW
使用任何电气设备，均要求负载承受的电压等于它的额定电
压，所以负载要采用一定的连接方式，以满足负载对工作电
压的要求。若两个灯泡接反了会怎样？
第4章 三相电路
* 电源相电压=负载相电压
•
•
U Lp U p
(2) 负载Y联结三相电路的计算
UA
IAN
A
UB IA
ZA
IBN
B
ZB
UC IB
ICN
Z
IC
ZC
N
IN
①负载不对称时，各相单独计算。如：
IA
UA ZA
U A
| Z A | A
0
I A A
UA A
UB IA
B
UC IB
Z
IC
IAN
ZA
IBN
ZB
I UBC 380 12 .7 A RB RC 10 20
UB IR B 12 .710 127 V
UC IR C 12 .7 20 254 V
RA
N
RC
RB
(a)
I B
+
U–´A U–+´B
C (b)
结论
1：负载不对称而又没有中线时，负载上可能得 到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压， 有的达不到额定电压，都不能正常工作。
问题2：若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼 灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的 1/3 ）结果如何？
分析
A
UC
1 380 5
76 V
R3 R2
4
B
UB 5 380 304 V C
结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压， 灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。
1:照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以 绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零 线可靠。
三相负载
如三相电动机
不对称三相负载： 不满足 ZA =ZB = ZC 如由单相负载组成的三相负载
交流电源系统设计图、接线图、元器件材料原理布置图
技校电工学第五版第四章 三相交流电路
第四章三相交流电路§4-1 三相交流电一、填空题（将正确答案填写在横线上）1．三相交流电源是三个大小相等、频率相同而相位互差120°的单相交流电源、按一定方式的组合。
2．由三根线相和一根中线所组成的供电线路，称为三相四线制电网。
三相电动势到达最大值的先后次序称为相序。
3．从三相电源始端引出的输电线称为相线或端线，俗称火线。
通常用黄、绿和红三种颜色导线表示；从中性点引出的输电线称为中性线，简称中线，一般用黄绿相间色导线表示。
4．三相四线制电网中，线电压是指相线与相线之间的电压，相电压是指相线与中性线之间的电压，这两种电压的数值关系是U L =3U P ，相位关系是线电压超前相电压30°。
5．目前民用建筑在配电布线时，常采用三相五线制供电，设有两根零线，一根是工作零线，另一根是保护零线。
二、判断题【正确的，在括号内画√；错误的，在括号内画×）1．对于三相交变电源，相电压一定小于线电压。
(√)*2．三相对称电源接成三相四线制，目的是向负载提供两种电压，在低压配电系统中，标准电压规定线电压为380V ，相电压为220V 。
(√)3．当三相负载越接近对称时，中线电流就越小。
(√)4．两根相线之间的电压叫做线电压。
(√)5．三相交流电源是由频率、有效值、相位都相同的三个单个交流电源按一定方式组合起来的。
(×)三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）1．关于三相交流发电机的使用，下列说法正确的是(D )。
A ．三相交流发电机发出的三相交流电，只能同时用于三相交变负载B ．三相交流发电机不可当做3个单相交流发电机C ．三相交流发电机必须是3根火线、一根中性线向外输电，任何情况下都不能少一根输电线D ．如果三相负载完全相同，三相交流发电机也可以用3根线（都是火线）向外输电2．某三相对称电源相电压为380V ，则其线电压的最大值为(C )。
A ．3802 VB ．3803VC ．3806VD ．V 323803．已知对称三相电压中，V 相电压为u v =2202 sin(314t+π)V ，则按正序U相和W 相电压为(B )。
电力电子技术第四版课后题答案第四章
7．交交变频电路的主要特点和不足是什么？其主要用途是什么？
答：交交变频电路的主要特点是：
只用一次变流，效率较高；可方便实现四象限工作；低频输出时的特性接近正弦波。
矩阵式交交变频电路的主要缺点是：所用的开关器件为18个，电路结构较复杂，成本较高，控制方法还不算成熟；输出输入最大电压比只有0.866，用于交流电机调速时输出电压偏低。
因为矩阵式变频电路有十分良好的电气性能，使输出电压和输入电流均为正弦波，输入功率因数为1，且能量双向流动，可实现四象限运行；其次，和目前广泛应用的交直交变频电路相比，虽然多用了6个开关器件，却省去直流侧大电容，使体积减少，且容易实现集成化和功率模块化。随着当前器件制造技术的飞速进步和计算机技术的日新月异，矩阵式变频电路将有很好的发展前景。
第4章 交流电力控制电路和
交交变频电路
1. 一调光台灯由单相交流调压电路供电，设该台灯可看作电阻负载，在α=0时输出功率为最大值，试求功率为最大输出功率的80%，50%时的开通角α。
解：α=0时的输出电压最大，为
此时负载电流最大，为
因此最大输出功率为
输出功率为最大输出功率的80%时，有：
8 三相交交变频电路有那两种接线方式？它们有什么区别？
答：三相交交变频电路有公共交流母线进线方式和输出星形联结方式两种接线方式。
两种方式的主要区别在于：
公共交流母线进线方式中，因为电源进线端公用，所以三组单相交交变频电路输出端必须隔离。为此，交流电动机三个绕组必须拆开，共引出六根线。
什么叫做交流电源
什么叫做交流电源交流电源是一种电源供电系统，其输出电压随时间变化而变化的系统。
在电子设备中，交流电源广泛应用于工业、商业和住宅领域。
交流电源通常由变压器、整流器、滤波器和稳压器等组件组成。
交流电源的工作原理交流电源的工作原理基于交流电的特性。
交流电源通过将交流电输入变压器，将输入的交流电压变换为所需的输出电压。
然后通过整流器将交流电转换为直流电，再通过滤波器去除波动，最后通过稳压器稳定输出电压。
交流电源的优点•适用范围广泛：交流电源可以用于各种类型的电子设备和系统。
•能耗较低：相比直流电源，交流电源通常具有更高的能效。
•输出功率稳定：通过稳压器等元件可以保持输出电压和电流的稳定性。
交流电源的类型线性控制交流电源线性控制交流电源通过控制开关元件或变压器来调节输出电压，常用于低功率应用。
开关模式电源开关模式电源通过周期性开关以改变电压和电流的形式，常用于高功率应用。
开关模式电源有更高的效率和更小的体积。
交流电源的应用工业应用交流电源在许多工业设备中广泛使用，如电动机、发电机、变频器等，以提供所需的电能。
商业应用广告牌、电子设备、照明等商业设备通常使用交流电源进行供电。
住宅应用家庭中的电器设备，如冰箱、空调、电视等，也通常使用交流电源供电。
结语交流电源作为电子系统的基础部分，在我们的日常生活和工作中扮演着至关重要的角色。
通过了解交流电源的工作原理、优点、类型和应用，我们可以更好地理解其在电子设备中的作用和意义。
希望本文对您理解什么是交流电源有所帮助。
第4章有源逆变电路和PWM整流电路
整流输出电压/电流的计算：
•
3 B I d 3 B I d U d 1.17U 2 cos a 1.17U 2 cos a 2 2
（4-3）
Id=（Ud-E)/R
（4-4）
------Ud为负值 Id为正值（注意代入公式时E为负值）
2.三相全控桥式整流电路
u2 ua ub uc ua ub uc ua ub uc ua ub
2、单相PWM整流器模型及原理分析
PWM整流器的模型电路由交流回路、功率开关管桥路以及直流回路组 成。其中，交流回路包括交流电动势e以及网侧电感L等；直流回路包括负 载电阻RL及负载电动势eL等；功率开关管桥路可由电压型或电流型桥路组 成。 不计功率开关管桥路的损耗时，由交、直流侧的功率平衡关系得：
O
wt = = 4
ucb uab uac ub c ub a uca
3
= 6
ucb uab uac ub c ub a uca ucb uab uac ub c
ud uab uac ub c ub a uca
w t1 w t2 w t3
O
wt
=
3
= 4
= 6
3. 逆变产生的条件
1 0 u10 u20 VT2 2 ud iVT u20
2
VT1 iVT
1
L ud ç Ä µ Ü id R + M EM ud Ud>EM u10
1 0
VT1 iVT VT2
1
L ud ç Ä µ Ü iVT
2
id
R M EM +
2 u20
a
u10
u10
u10
O id=iVT +iVT
第四章电气设备课后作业答
第四章发电厂和变电所的自用电1．什么叫厂用电和厂用电率?答：厂用电：大量的机械设备和自动化装置，为发电厂的主机(锅炉、汽轮机、发电机等)和辅助设备服务。
这些厂用机械大多数是采用电动机拖动的。
这些电动机以及全厂的运行操作、热工和电气试验、机械修配、电气照明、电焊机等用电设备的总耗电量，统称为厂用电。
厂用电率：自用电能消耗量分别与同一时期对应机组发电量和供热量的比值。
2．为了保证场用电的连续供电，保证机组安全、经济运行，厂用电接线应能满足哪些基本要求？答：1)安全可靠、运行灵活。
2)投资少，接线简单、清晰，运行费用低。
3)供电的对应性。
4)整体性。
3．火力发电厂的厂用负荷是怎样分类的?答：根据火电厂内厂用负荷对火电厂运行所起的作用，以及突然中断供电对人身和设备造成危害的程度，按其重要性可将厂用负荷分为四类：1）Ⅰ类负荷凡短时间(手动切换恢复供电所需的时间)内停止供电，将影响人身或设备安全，使机组停顿或发电量大幅度下降的厂用负荷。
2）Ⅱ类负荷在较长时间内停止供电，会造成设备损坏或影响正常生产。
但在允许的停电时间内，如经值班人员操作后能恢复供电而不致造成生产混乱的负荷。
3）Ⅲ类负荷在较长时间内停止供电不致直接影响生产的负荷，称为Ⅲ类厂用负荷。
4）事故保安负荷在主机事故停机过程中及停机后一段时间内，仍应保证供电，否则可能引起主要设备损坏，重要的自动控制失灵或危及人身安全的负荷。
4．怎样确定厂用火力发电厂的厂用电压等级？答：高压厂用电电压的选择，一般可按下列原则考虑：1)容量为60MW及以下的机组，发电机电压为10.5kV时，可采用3kV；2)容量为100~300MW的机组宜采用6kV；3)容量为300MW以上的机组，当技术经济合理时，也可采用两种高压厂用电电压。
低压厂用电电压为380/220V三相四线制。
5．高压厂用工作电源应当如何引接？答： 1）当主接线具有发电机母线时，高压厂用工作电源一般直接由发电机电压母线上引接；2）当在大容量机组的发电厂中，高压厂用工作变压器均从发电机至变压器的封闭母线上引接。
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调速系统组成
离心调速器
伺服油缸
保护系统作用
在恒速传动装置出现故障时，可以将发 电机与恒速传动装置脱开，以保护整套 机构不被损坏。
三、液压机械式恒速传动装置的简要工作原理
制动点转速
定义：为保持发电机转速在额定值所需要的恒 装输入轴转速(液压马达不转动）
液压机械式恒装三种工作状态
•1. 零差动工作状态；恒装输入轴转速等于制动点 转速时的工作状态 要点：液压马达不转动
Hydraulic Differential
Today's 60 kVA System IDG--71Lbs. Controls--9Lbs. Per Channel
Geared Differential 2 IDG Total Sundstrand System 1955 1965 1975Year 1985
0 1945
二、液压机械式恒速传动装置的主要组成
传动系统 滑油系统 调速系统 保护系统
液压机械式恒速传动装置
发动机
输入 脱开装置
游星齿轮架 中心齿轮
至转速调节系统 摇臂
液压泵 液压马达 发电机
滑油系统
差动齿轮系
传动系统组成
液压泵-液压马达 差动齿轮
滑油系统作用
对齿轮系统起润滑作用 对齿轮系统起散热作用 作为液压泵与液压马达组件传递功率的 介质
以单相为主而兼有三相的供电系统
汇流条
A
单相负载 自动驾驶仪
B
C
优点：节省导线 缺点：较多
交流供电质量的指标：
• 电压 • 频率
主要技术性能
• 额定电压：交流电网：115/200V 发电机： 120/208V
• 额定容量：交流发电机三相总视在功率
单位：千伏安（KVA） • 功率因数：额定负载时的功率因数 一般为：cosψ =0.75（感性） • 频率：一般为400HZ • 转速：恒速恒频常见转速为6000、8000、12000、24000 转/ 分（r/min）
•2. 正差动工作状态；恒装输入轴转速低于制动点 转速时的工作状态 要点：液压马达起加速作用 •3. 负差动工作状态：恒装输入轴转速高于制动点转 速时的工作状态 要点：液压马达（泵）起减速作 用
正差动状态
• 恒装输入轴转速低于制动点转速时，工作在正差动 状态，液压马达必须顺时针方向转动，使输入环形 齿轮反时针方向转动，那么游星齿轮转速就加快， 恒装输出转速增大。为了使液压马达顺时针方向转 动，液压泵的可动斜盘应有正倾角，向左倾斜。这 时，泵向马达打油，泵与马达组件中靠近读者的一 边为高压腔，高压油从泵向马达流动，低压油则反 方向流动，油这样流动时驱使马达顺时针方向转动， 使恒装输出转速升高到发电机的额定转速。
式、电磁机械式
恒装的安装位置
恒速传动装置的四个发展阶段
使用年代
四、五十年代 项 目 40 99~145 2.5~3.6 几百 有刷气冷发电 机，液压差动 系统特点 式恒装，电磁 式控制保护器
六十年代
七十年代
八十年代后
系统功率(kVA) 系统重量(kg) 系统重功比(kg/kVA) 可靠性 MTBF· h
第四章 飞机交流供电系统
§4.1
飞机交流供电系统概述
大中型民航客机采用交流电源系统的主要因素:
电源容量增加，需要提高电源电压以减轻系统重量 工作环境限制
随着飞机飞行高度的增加，直流电机炭刷和整流子的磨损 变得越来越严重 用电量增加，电机发热增加，需要效率更高的冷却方式
电压和功率变换的要求
③控制、保护设备较简单。 缺点：单相用电设备的电压波形失真较大。
不接中线的三相三线制供电系统
A 0 A
C
B
三相 负 载 单相 负 载 单相 负 载
B C
A 0
A
C
B
三相 负 载 单相 负 载 单相 负 载
B C
优点： ①电网轻 ②电压波形失真小。 缺点：①只能提供一种电压；
②某一相断路时，会发生“串联” 故障。
变速恒频
(VSCF)
变速变频交流电源系统
发动机 减速器 交流发电机
变速
变速
变频交流电
适用于采用涡轮螺旋桨发动机的中 短程支线飞机。
变频交流电优点:
• 变频交流发电系统简单
• 体积重量小
• 电能转换效率高
恒速恒频交流电源系统
发动机
恒交流电
恒速恒频交流电源系统:
• 恒频交流电对飞机上的各类负载都适用，而
且由于电源频率恒定，用电设备和配电系统
的重量比变频系统轻，配电也比较简单；
• 恒频交流发电机可单台运行，也可以并联运
行，而且电气性能好，供电质量高
变速恒频交流电源系统
交- 直- 交 交- 交 电气性能好。 VSCF 电源输出频率恒定，精度 高，无频率瞬变现象。 系统损耗小而效率高 使用维护性好 可靠性高、使用寿命长
60 63 1.22 1000 无刷油冷发电 机，轴向齿轮 差动式恒装， 晶体管控制保 护器
60 43 0.71~0.85 900~1500 发电机与恒装
40 33 0.83 2000 发电机与恒装组
组合化，集成 合化，微处理器 电路控制保护 晶体控制保护 器 器，数字化集成 化智能化
恒速传动装置发展
电网连接形式:
• 以机体为中线的三相四线制 （现代飞机普遍采用）
• 不接中线的三相三线制
• 以单相为主而兼有三相的供电系统
以机体为中线的三相四线制
A
单 相 负载
A
0 B C
C
B
三 相 负载 单 相 负载 单 相 负载
A
单 相 负载
A
0 B C
C
B
三 相 负载 单 相 负载 单 相 负载
优点：①电网轻； ②可提供两种电压；
交流电源系统具有如下优点:
• 交流发电机没有换向器，特别是无刷交流发电机没
有电刷和滑环，同时采用喷油冷却，工作可靠性大
大提高；
• 电源电压高，使得交流发电机的电网和设备重量减
轻； • 交流电能易于变换，即易于变压和整流
飞机交流电源系统的主要形式
飞机交流电源系统
变频交流电源
恒频交流电源
恒速恒频
(CSCF)
§4.2 恒速恒频交流电源 一、概述
恒速恒频简称CSCF (Constant Speed Constant Frequency) 核心装置：恒速传动装置 CSD (Constant Speed Drive)
功用和分类
• 功用：用来保持交流发电机转速基本恒定。 • 分类：液压式、机械式、液压机械式、电磁