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  • 利用二极管的电流导向作用,在交流输入电压U2的正半周内,二极管D1、D3导通,D2、D4截止,在负载RL上得到上正下负的输出电压;在负半周内,正好相反,D1、D3截止,D2、D4导通,流过负载RL的电流方向与正半周一致。...
  • 一、周期、频率、角频率由如图3—1所示中的正弦交流电流波形图可以看出,它从零开始随时间延长而增至最大值,然后逐渐减到零;以后由零开始反向增至最大值,然后再回到零。这样,交流电流就变化...

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    正弦交流电

    正弦交流电是随时间按照正弦函数规律变化的电压和电流。由于交流电的大小和方向都是随时间不断变化的,也就是说,每一瞬间电压(电动势)和电流的数值都不相同,所以在分析和计算交流电路时,必须标明它的正方向。

    一、周期、频率、角频率

    由如图31所示中的正弦交流电流波形图可以看出,它从零开始随时间延长而增至最大值,然后逐渐减到零;以后由零开始反向增至最大值,然后再回到零。这样,交流电流就变化一次。交流电就按照这样的规律做周而复始的变化,变化一次叫做一周。交流电变化一周所需要的时间叫做周期,用字母T表示,单位是秒(s),较小的单位有毫秒(ms)和微秒()。它们之间的关系为:    

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    周期的长短表示交流电变化的快慢l周期越小,说明交流电变化一周所需的时间越短,交流电的变化越快;反之,交流电的变化越慢。  

    频率是指在一秒钟内交流电变化的次数,用字母f表示,单位为赫兹;简称赫,用Hz表示。当频率很高时,可以使用千赫(kHz)、一兆赫(MHz)、吉赫(GHz):等。它们之间的关系为:    

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    频率和周期一样,是反映交流电变化快慢的物理量。它们之间的关系为:    

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    我国农业生产及日常生活中使用的交流电标准频率为50Hz。通常把50Hz,的交流电称为工频交流电。

    交流电变化的快慢除了用周期和频率表示外,还可以用角频率表示。所谓角频率就是交流电每秒钟变化的角度,用字母w表示,单位是rad/s(弧度/) 

    周期、频率和角频率的关系是:

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    二、瞬时值、最大值、有效值

    正弦交流电(简称交流电)的电动势、电压、电流,在任袁

    瞬间的数值叫交流电的瞬时值,用小写字母e,u,i表示。

    瞬时值中最大的值称为最大值。最大值也称为振幅或峰值。在波形图中,曲线的最高点对应的纵轴值,即表示最大值。用Em,Um,Im分别表示电动势、电压、电流的最太值。它们之间的关系为:

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    由公式(39)可知,交流电的大小和方向是随时间变化的,瞬时值在零值与最大值之间变化,没有固定的数值。因此,不能随意用一个瞬时值来反映交流电的做功能力。如果选用最大值,就夸大了交流电的做功能力,因为交流电在绝大部分时间内都比最大值要小。这就需要选用一个数值,能等效地反映交流电做功的能力。为此,引人了交流电的有效值这一概念。

    正弦交流电的有效值是这样定义的:如果一个交流电通过一个电阻,在一个周期内所产生的热量,和某一直流电流在相同时间内通过同一电阻产生的热量相等,那么,这个直流电的电流值就称为交流电的有效值。正弦交流电的电动势。电压、电流的有效值分别用字母U,I表示。通常所说的交流电的电动势、电压、电流的大小都是指它的有效值,交流电气设备铭牌上标注的额定值、交流电仪表所指示的数值也都是有效值。今后在谈到交流电的数值时,如无特殊注明,都是指有效值。

    理论计算和实验测试都可以证明,它们之间的关系为:

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    三、相位、初相和相位差

    在如图33所示中,两个相同的线圈固定在同一个旋转轴上,它们相互垂直,以角速度叫逆时针旋转。在AXBY线圈中产生的感应电动势分别为e1和e2,如图34所示。

    t=0时,AX线圈平面与中性面之间的夹角φ1=BY

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    线圈平面与中性面之间的夹角φ2=90°。在任意时刻两个线圈的感应电动势分别为:

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    公式中,wt+φ1wt+φ2是表示交流电变化进程的一个角度,称为交流电的相位或相角,它决定了交流电在某一瞬时所处的状态。t=0时的相位叫初相位或初相。它是交流电在计时起始时刻的电角度,反映了交流电的初始值。例如,AXBY线圈的初相分别是φ1=0°φ2=90°。在t=0时,两个线圈的电动势分别为e1=0e2=Em。两个频率相同的交流电的相位之差叫相位差。令上述e1的初相位φ1=,e2的初相位φ2=90°,则两个电动势的相位差为:

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    可见,相位差就是两个电动势的初相差。

    从如图35所示可以看到,初相分别为φ1φ2的频率相同的两个电动势的同向最大值,不能在同一时刻出现。就是说e1e2超前φ角度达到最大值,或者说e1比e2滞后φ角度达到最大值。   

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    综上所述,一个交流电变化的快慢用频率表示;其变化的幅度,用最大值表示;其变化的起点用初相表示。

    如果交流电的频率、最大值、初相确定后,就可以准确确定交流电随时间变化的情况。因此,频率、最大值和初相称为交流电的三要素。

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  • 三步,降压+整流+滤波 1. 首先降压 交流电波形图, 其方向和大小都随时间变化,要...得到如下波形图电流方向得到统一,但电压大小还是波动的,要用电容器再次过滤 3. 电容器滤波稳压 电容滤波就是利...

    三步,降压+整流+滤波

    1. 首先降压

    交流电波形图, 其方向和大小都随时间变化,要得到直流电,要分两个步骤,统一方向,统一大小。
     

    2. 二极管整流

    但这样电流有太大损耗,可以用4个二极管做成桥式整流电路,
     
    得到如下波形图,
    电流方向得到统一,但电压大小还是波动的,要用电容器再次过滤
     

    3. 电容器滤波稳压

    电容滤波就是利用电容器充放电的原理,外部电压高于极板两端电压时对极板充电,外部电压低于极板两端电压时电容对外放电,从而起到平抑电压的作用。原理图如下,

     
    最终电路图如下
     
     
     





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  • 当正弦电流流过电阻R时,如所示,选定电压与电流的参考方向一致,则根据欧姆定律有:若选电流i为参考正弦量,则,代入上式有:电流与电压的波形示于中。由上可见,当流过电阻的电流为正弦函数时,电阻上的电压是...

    正弦交流电电路中电阻有何作用?

    电阻元件两端的电压与通过它的电流之间关系受欧姆定律约束。当正弦电流流过电阻R时,如图所示,选定电压与电流的参考方向一致,则根据欧姆定律有:

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    若选电流i为参考正弦量,则

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    ,代入上式有:

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    电流与电压的波形示于图中。由上可见,当流过

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    电阻的电流为正弦函数时,电阻上的电压是与电流同频率的正弦量。电流与电压同相位,它们的有效值也服从欧姆定律,即:

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    如果用相量形式来表示,则有

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    上式是复数形式的欧姆定律表达式。该式同时表述了电阻元件上,正弦电压与电流之间的相位关系和有效值关系。根据式可画出电压、电流的相量图,如图所示。

    IGBT电路中栅极电阻的选取规则及工作原理

    一、栅极电阻Rg的作用

    1、消除栅极振荡

    绝缘栅器件(IGBT、MOSFET)的栅射(或栅源)极之间是容性结构,栅极回路的寄生电感又是不可避免的,如果没有栅极电阻,那栅极回路在驱动器驱动脉冲的激励下要产生很强的振荡,因此必须串联一个电阻加以迅速衰减。

     2、转移驱动器的功率损耗

    电容电感都是无功元件,如果没有栅极电阻,驱动功率就将绝大部分消耗在驱动器内部的输出管上,使其温度上升很多。

     3、调节功率开关器件的通断速度

    栅极电阻小,开关器件通断快,开关损耗小;反之则慢,同时开关损耗大。但驱动速度过快将使开关器件的电压和电流变化率大大提高,从而产生较大的干扰,严重的将使整个装置无法工作,因此必须统筹兼顾。

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    二、栅极电阻的选取

    1、栅极电阻阻值的确定

    各种不同的考虑下,栅极电阻的选取会有很大的差异。初试可如下选取:

    不同品牌的IGBT模块可能有各自的特定要求,可在其参数手册的推荐值附近调试。

    2、栅极电阻功率的确定

    栅极电阻的功率由IGBT栅极驱动的功率决定,一般来说栅极电阻的总功率应至少是栅极驱动功率的2倍。

    IGBT栅极驱动功率 P=FUQ,其中:

    F 为工作频率;

    U 为驱动输出电压的峰峰值;

    Q 为栅极电荷,可参考IGBT模块参数手册。

    例如,常见IGBT驱动器(如TX-KA101)输出正电压15V,负电压-9V,则U=24V,

    假设 F=10KHz,Q=2.8uC

    可计算出 P=0.67w ,栅极电阻应选取2W电阻,或2个1W电阻并联。

    三、设置栅极电阻的其他注意事项

    1、尽量减小栅极回路的电感阻抗,具体的措施有:

    a) 驱动器靠近IGBT减小引线长度;

    b) 驱动的栅射极引线绞合,并且不要用过粗的线;

    c) 线路板上的 2 根驱动线的距离尽量靠近;

    d) 栅极电阻使用无感电阻;

    e) 如果是有感电阻,可以用几个并联以减小电感。

     2、IGBT 开通和关断选取不同的栅极电阻

    通常为达到更好的驱动效果,IGBT开通和关断可以采取不同的驱动速度,分别选取 Rgon和Rgoff(也称 Rg+ 和 Rg- )往往是很必要的。

    IGBT驱动器有些是开通和关断分别输出控制,如落木源TX-KA101、TX-KA102等,只要分别接上Rgon和Rgoff就可以了。

    有些驱动器只有一个输出端,如落木源TX-K841L、TX-KA962F,这就要在原来的Rg 上再并联一个电阻和二极管的串联网络,用以调节2个方向的驱动速度。

    3、在IGBT的栅射极间接上Rge=10-100K 电阻,防止在未接驱动引线的情况下,偶然加主电高压,通过米勒电容烧毁IGBT。落木源驱动板常见型号上(如:TX-DA962Dx、TX-DA102Dx)已经有Rge了,但考虑到上述因素,用户最好再在IGBT的栅射极或MOSFET栅源间加装Rge。

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  • 一、建立交流电机模型 二、仿真图像 ...三、根据仿真数据画出该电机的固有机械特性近似 ...(1)由转速,不难看出该交流电机能够做到快速启动,而且冲击转矩以及冲击电流在能够接受的范围...

    一、建立交流电机模型

     

    二、仿真图像

     

    三、根据仿真数据画出该电机的固有机械特性近似图

    所以得到图像

     

    四、调速电机设计

    1. 理论计算

    2. 电路图设计

    3. 仿真结果

    示波器波形:

     

    转速曲线图像:

     

    4. 评价:

    (1)由转速图,不难看出该交流电机能够做到快速启动,而且冲击转矩以及冲击电流在能够接受的范围之内。

    (2)但是与此同时,可以看到正转制动、反转加速、反转制动的达到稳定所耗时依次增加,速度难以稳定下来。这一点对电机的工作效率也会产生一定的影响。

     

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  • 正弦交流电的频率和周期及角频率

    千次阅读 2019-01-27 10:40:45
    如下右图所示为一正弦交流电动势的波形图,由图可以得知:交流电跟别的周期性过程一样,是用周期或频率来表示其变化的快慢。正弦交流电由零值增加到正最大值,然后又逐渐减少至零,然后改变方向又由零值逐渐增加到反...
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空空如也

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交流电电流波形图