第2章 单相正弦交流电路练习题
一、填空题：
1．纯电容交流电路中通过的电流有效值，等于加在电容器两端的 除以它的 。 2．在RLC 串联电路中，发生串联谐振的条件是 等于 。 3．确定正弦量的三要素有 、 、 。
4．纯电感交流电路中通过的电流有效值，等于加在电感两端的 除以它的 。 5．纯电阻交流电路中通过的电流有效值，等于加在电阻两端的 除以它的 。 6．在RL 串联交流电路中，通过它的电流有效值，等于 除以它的 。 7．在感性负载的两端适当并联电容器可以使 提高，电路的总电流 。 8、任何一个正弦交流电都可以用 相量和 相量来表示。
9、已知正弦交流电压V )60314sin(2380?-=t u ，则它的有效值是 V ，角频率是 rad/s 。
10、实际电气设备大多为 性设备，功率因数往往 。若要提高感性电路的功率因数，常采用人工补偿
法进行调整，即在感性线路（或设备）两端并联 。
11、电阻元件正弦电路的阻抗是 R ；电感元件正弦电路的阻抗是 ；电容元件正弦电路的阻抗是 ；RLC 串联电路的阻抗是 。
12、各串联元件上 相同，因此画串联电路相量图时，通常选择 作为参考相量；并联各元件上 相同，所以画并联电路相量图时，一般选择 作为参考相量。
13、电阻元件上的伏安关系瞬时值表达式为 i =u /R ，因此称其为即时元件。
14、能量转换过程不可逆的电路功率常称为 功率；能量转换过程可逆的电路功率叫做 功率；这两部
分功率的总和称为 功率。
15、负载的功率因数越高，电源的利用率就 ，无功功率就 。
16、只有电阻和电感元件相串联的电路，电路性质呈 性；只有电阻和电容元件相串联的电路， 电路性质 呈 性。
17、当RLC 串联电路发生谐振时，电路中阻抗最小且等于 ；电路中电压一定时电流最大，且与电路总电压 。
18．已知正弦交流电压V )60314sin(2380?-=t u ，则它的频率为 Hz ，初相角是 o。
19．在电阻元件的的电路中，已知电压的初相角为40o，则电流的初相角为 o。 20．在电感元件的的电路中，已知电压的初相角为40o，则电流的初相角为 o。 21．在电容元件的的电路中，已知电压的初相角为40o，则电流的初相角为 o。 22．在电阻元件的的电路中，已知电流的初相角为20o，则电压的初相角为 o。 23．在电感元件的的电路中，已知电流的初相角为20o，则电压的初相角为 o。 24．在电容元件的的电路中，已知电流的初相角为20o，则电压的初相角为 o。
25、正弦交流电在任意时刻的瞬时值是由 、 和 三个特征量确定的，它们称为正弦交流电的三要素。
26、工频电流的频率f= Hz ；周期T= s ；角频率ω= rad/s 。 27、我国生活照明用电的电压为 V ，其最大值为 V 。
28、有一电热器接到10V 的直流电源上，在9min 内能将一壶水烧开。若将电热器接到u=10sin ωtV 的交流电源上，烧开同一壶水需要 min 。若将电热器接到另一交流电源上，煮开同样一壶水需要3min ，则这个交流电压的最大值为 V 。
29、初相位表示计时开始时正弦量所处的变化状态，它的取值范围规定为 。
30、常用正弦交流电的表示方法有 、 和 ，它们都能将正弦交流电的三要素准确表示出来。
31、若正弦交流电压u=20sin(100πt+π/6)V ，则其有效值为 V ；频率为 Hz ；相位为 rad ；初相位为 rad 。
32、某正弦交流电流波形如图（1）所示，则其最大值为 A ；
周期为 s ；初相位为 rad 。
33、用相量表示正弦量时，相量的长度表示正弦量的 ，相量的起始位置与横轴正方向的夹角等于正弦量的 。
34、用矢量运算法求两个同频率正弦交流的和或差时，就是将已知的两个正弦交流电的矢量作在一个坐标图中，利用 法则求得其矢量和，然后再分别计算出该矢量的 和 ，就可以得到合成后的矢量。 35、已知i 1=10sin(100πt+π/2)A ，i 2=20sin(100πt-π/2)A ，则i 1+i 2=i 的有效值为 V ；i 的初相角为 。 36．交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化，且在一个周期内其平均值为零的电流。 37．正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 38．正弦交流电的瞬时表达式为e =____________、i =____________。
39． 已知V t t u )270100sin(4)(?+-=，则m U = V ，ω= rad/s ，ψ = rad ，T= s ，f= Hz ，
T
t=
12
时，u(t)= 。 40．已知两个正弦交流电流A )90314sin(310A,)30314sin(100
20
1+=-=t i t i ，则21i i 和的相位差为_____，___超前_____。
41．有一正弦交流电流，有效值为20A ，其最大值为____，平均值为____。 42．已知正弦交流电压V )30314sin(100
+=t u ，该电压有效值U=_____。
43．已知正弦交流电流A )60314sin(250
-=t i ，该电流有效值I=_____。
44．已知正弦交流电压()
V 60314sin 22200
+=t u ，它的最大值为___，有效值为____，角频率为____，相位
为____，初相位为____。
45．正弦交流电的四种表示方法是相量图、曲线图和_____ 。 46．在纯电阻交流电路中，电压与电流的相位关系是_______。
47．把110V 的交流电压加在55Ω的电阻上，则电阻上U=_____V ,电流I=_____A 。
48．在纯电感交流电路中，电压与电流的相位关系是电压_____电流900，感抗X L =_____,单位是____。 49．在纯电感正弦交流电路中，若电源频率提高一倍，而其他条件不变，则电路中的电流将变______。 50．在正弦交流电路中，已知流过纯电感元件的电流I=5A,电压V 314sin 220t u =，若i u 、取关联方向，则X L =____Ω, L=____H 。
51．在纯电容交流电路中，电压与电流的相位关系是电压____电流900。容抗X c =______，单位是____。 52．在纯电容正弦交流电路中，已知I=5A,电压V 314sin 210t U =，容抗X c =____，电容量C=_____。 53．在纯电容正弦交流电路中，增大电源频率时，其他条件不变，电容中电流I 将____。
二、选择题：
1、有“220V 、100W ”和“220V 、25W ”的白炽灯两盏，串联后接入220V 交流电源，其亮度情况是 。 A. 25W 灯泡最亮 B. 100W 灯泡最亮 C.两只灯泡一样亮 D.都不亮 。
2、已知工频正弦电压有效值和初始值均为380V ，则该电压的瞬时值表达式为 。 A. )45314sin(537?+=t u V ； B. t u 314sin 380=V ； C.)90314sin(380?+=t u V 。 D.)45314sin(380?+=t u
3、一个电热器，接在10V 的直流电源上，产生的功率为P 。把它改接在正弦交流电源上，使其产生的功率为P /2，则正弦交流电源电压的最大值为 。
A.7.07V ；
B.5V ；
C.14V ；
D.10V 。 4、提高供电线路的功率因数，下列说法正确的是 。
A. 可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗
B.可以节省电能
C.减少了用电设备的有功功率，提高了电源设备的容量
D. 减少了用电设备中无用的无功功率 5、已知)90314sin(101?+=t i A ，?+=30628sin(102t i ）A ，则 。
A. 相位差无法判断
B.i 1滞后i 260°
C. i 1超前i 260
D.同相 6、纯电容正弦交流电路中，电压有效值不变，当频率增大时，电路中电流将 。
A.增大；
B.减小；
C.不变
D.先增大后减小 。 7、在RL 串联电路中，U R =16V ，U L =12V ，则总电压为 。
A.20V ；
B.28V ；
C.2V
D. 4V 。 8、RLC 串联电路在f 0时发生谐振，当频率增加到2f 0时，电路性质呈 。
A. 电感性
B. 电阻性
C.电容性
D.不确定 9、串联正弦交流电路的视在功率表征了该电路的 。
A.电路中总电压有效值与电流有效值的乘积
B.平均功率
C.瞬时功率最大值
D.功率因素 10、实验室中的功率表，是用来测量电路中的 。
A.有功功率；
B.无功功率；
C.视在功率；
D.瞬时功率。 11、相量只能表示交流电的有效值（或最大值）和 。 A. 初相位 B.频率 C. 相位
14、交流电路的功率因数越高，电源设备的利用率就 。 A.高 B.低 C.无关 15、正弦交流电的相位反映了交流电变化的 。
A.起始位置
B.快慢
C.大小关系
D.频率特性
16、某电容C 与电阻R 串联，其串联等效阻抗|Z|=10Ω，已知容抗X c=7.07Ω，则电阻R 为 。 A. 7.07Ω B. 10Ω C.2.93Ω D. 17.07Ω 17、在提高日光灯功率因数的实验中， 并联电容后，总电流减小，有功功率 。 A. 不变 B.减小 C. 变大 D.不清楚
18、若i 1＝10sin(ωt +30o)A ，i 2＝20sin(ωt －10o)A ，则i 1的相位比i 2超前 。
A. 40o
B. －20o
C. 20o
D. －40o
19. 若线圈电阻为60Ω，当线圈外加200V 正弦电压时，线圈中通过的电流为2A ，则线圈的感抗为_____Ω。 A. 80 B. 70.7 C. 86.6 D. 60
20. 感性负载适当并联电容器可以提高功率因数, 它是在负载的有功功率不变的情况下, 使线路的______增大；总电流减小。
A. 功率因数
B.电流
C. 电压
D. 有功功率 21. 若)30sin(101?+=t u ωV , )10sin(202?-=t u ωV ，则1u 比2u 超前__ _。
A.40°
B.-20°
C.20°
D.-40°
E.不能确定
22. 在电感元件的正弦电路中，下列各式中正确的有__________。 A. L U I ω=
B. L U i ω=
C.L
U I = 23.若R 、L 串联,如总电压Ｕ=50V,ＵL =30V,则电阻电压为：______V 。
A. 40
B. 20
C. 80
D. 58.3
24. 若线圈电阻为80Ω，外加200V 正弦电压时电流为2A ，则其感抗为_____Ω。 A. 80 B. 60 C. 86.6 D. 100 25. 若电阻R 与电容C 串联,线圈电压ＵR =40V,ＵC =30V ，则总电压为______V 。 A. 50 B. 10 C. 70 D. 80
26.感性负载并联电容器提高功率因数, 是在负载的有功功率不变的情况下,使线路的功率因数增大；______减小。
A. 电流
B. 电压
C.功率因数
D. 有功功率 27. 若i 1=10 sin(ωt+30°)A ，i 2=20 sin(ωt-10°)A ，则i 1的相位比i 2超前__ _。
A.40°
B.-20°
C.20°
D.-40°
E.不能确定
28.当用户消耗的电功率相同时，功率因数 cos φ 越低， 则电源供给的电流就越大，输电线上的功率损耗就越_______。
A.大
B.小
C.不变 29. 在RLC 三元件的串联电路中，R =30Ω，ＸL =50Ω。ＸC =10Ω, 电路的功率因数为_____。
A. 0.6
B. 0.866
C. 0.4
D. 0.9
30. 若u 1=10 sin(ωt+20°)A,u 2=20 sin(ωt-20°)A,则u 1的相位比u 2超前_ __。
A.40°
B.-20°
C.20°
D.-40°
E.不能确定 34.如图所示二端网络N 的端口电压u =20sin100t V,电流
i =4sin(100t +90o)A,则N 的性质是_______。
A. 电容性
B.电感性
C. 电阻性
37.已知某交流电路的阻抗为5=Z Ω，则该电路的性质是_______。 A. 电阻性 B.电感性 C.电容性 1、如图所示波形中，不是交流电的是（ ）。
A
B C D 2、如图所示，表示同相关系的是（ ）。
3、若u=10sin(100πt+30?)V ，i=10sin(100πt+60?)A ，则u 相位比i 超前（ ）。 A 30? B -30? C 60? D -60?
4、某正弦交流电的初相角?=-π/4，在t=0时其瞬时值将（ ）。
A 大于0
B 小于0
C 等于0
D 无法确定 5、如图（4）所示，i 1、i 2的相位关系是（ ）。
A i 1超前i 2 π/6
B i 1超前i 2 -π/6
C i 1超前i 2 π/3
D i 1超前i 2 -π/3
图（5
） 6、如图（5）所示，u 1、u 2的相位关系是（ ）。
A u 1超前u 2 60?
B u 2滞后u 2 30?
C u 1超前u 2 90?
D u 1滞后u 2 90? 7、正弦交流电压波形如图（6）所示，则下列表示式正确的是（ ）。 A u=5sin(100πt+π/6)V B u=52sin(100πt+π/6)V C u=5sin(100πt-π/6)V D u=52sin(100πt-π/6)V
图（7）
8、如图（7）所示，已知U=220V ，I 1=10A ，I 2=5A ，ω=314rad/s ，设u 的初相为零，则它们的解析式为（ ）。 A u=220sin(314t)V ，i 1=10sin(314t+60?)A ，i 2=5sin(314t-90?)A B u=2202sin(314t)V ，i 1=102sin(314t-60?)A ，i 2=52sin(314t+90?)A C u=220sin(314t)V ，i 1=10sin(314t-60?)A ，i 2=5sin(314t+90?)A
D u=2202sin(314t)V ，i 1=102sin(314t+60?)A ，i 2=52sin(314t-90?)A
9、已知u 1=10sin(100πt+π/2)V ，u 2=20sin(100πt-π/2)V ，则u 1-u 2=u 的有效值和初相角分别为（ ）。 A 10V π/2 B 10V -π/2 C 52V π/2 D 52V -π/2
10、两个同频正弦交流电流i 1、i 2的有效值分别为60A 和80A 。当i 1+ i 2有效值为100A 时，则i 1与i 2的相位差是（ ）。 A 0? B 45? C 90? D 180? 三、判断题
1、一般情况下，人们所说的交流电流和交流电压的大小指的是平均值。（ ）
2、两个同频率的正弦交流电流，如果同时达到最大值，那么它们必然是同相位的。（ ）
3、任意两个正弦交流电的相位之差都等于初相之差。（ ）
4、正弦交流电压u=2sin(100πt+π/4)V ，用交流电压表测的它的电流值是2A 。（ ）
5、不同频率正弦交流电的相量不可以画在同一个图中。（ ）
6、波形合成法是将两个同频正弦交流电的波形逐点相加，最后描绘出新波形，其特点是明确直观。（ ）
7、若求两个同频率正弦交流电之差，可以采用i= i 1-i 2= i 1+（-i 2），即加上一个“倒相”后的正弦交流电。（ ）
8、合成后的正弦交流电的初相角与合成前两个正弦交流电的初相角无关。（ ）
9、合成后正弦交流电的最大值（或有效值）由合成前两个正弦交流电最大值（或有效值）决定。（ ） 10、若u 1=5sin(ωπt+π/2)V ，u 2=10sin(2ωt+π/6)V ，我们可应用矢量合成法求u 1+ u 2。（ ）
1、 正弦量的初相角与起始时间的选择有关，而相位差则与起始时间无关。 ( )
2、 两个不同频率的正弦量可以求相位差。 （ ）
3、正弦量的三要素是最大值、频率和相位。 （ ）
4、人们平时所用的交流电压表、电流表所测出的数值是有效值。 （ ）
5、正弦交流电在正半周期内的平均值等于其最大值的2/3π倍。 （ ） 10．频率不同的正弦量可以在同一相量图中画出。 （ ） 四、计算题
1、在纯电容电路中，如图，已知C =
π
50
μF ，f =50H Z .当)20sin(2220?-=t u C ωV 时，求电流i C =?
2、在纯电感电路中，如图，已知L =
π
10
H ，f =50H Z .当)40sin(222.0?-=t i L ωA 时，求电压u L =?
3、在纯电阻电路中，如图，已知R =22Ω，f =50H Z .
当)30sin(2220?+=t u R ωV 时，求电流i R =?
4、 如图4所示电路中，已知i L =5sin(ωt-45°)A ， 其中：ω＝2000rad/s 。试求总电流i 和电路的功率因数。
5、在正弦交流电路中,如图，u =120sin ωt V,其中ω=100πrad/s 。 求图示电路中u 与i 的相位差φ及电源输出的有功功率。
U
?
6、在图示电路中，如果用频率为ｆ1和ｆ2的两个正弦电源对线圈进行测试，测试结果如下：
ｆ1＝100Hz，Ｉ1＝22A ；ｆ2＝200Hz，Ｉ2＝12.9A。测试时所施加的电压Ｕ均为220V，求线圈的Ｒ与Ｌ。
7、如图所示正弦交流电路，已知：i=1002sin(ωt+30°)ｍＡ，ω＝102rad/s，且知该电路消耗功率Ｐ＝10Ｗ，功率因数cosφ=0.707。试求电感Ｌ＝？并写出u表达式。
8、如图示电路中，Ｕ＝４2Ｖ，Ｉ＝１Ａ，ω＝10 rad/s，电路消耗功率Ｐ＝４Ｗ，求Ｒ及Ｌ。
9、试求下列各正弦量的周期、频率和初相，二者的相位差如何？（1）3sin314t；（2）8sin(5t＋17°)
10、某线圈的电感量为0.1亨，电阻可忽略不计。接在t
u314
sin
2
220
=V的交流电源上。试求电路中的电流及无功功率；若电源频率为100Hz，电压有效值不变又如何？写出电流的瞬时值表达式。11、如图所示电路中，已知电阻R＝6Ω，感抗X L＝8Ω，电源端电压的有效值U S＝220V。求电路中电流的有效值I、有功功率、无功功率和视在功率。
12、在R、L、C 元件串联的电路中，已知R = 30Ω, L =127mH, C = 40μF，电源电压u = 2202sin(314t + 20 ) V。(1) 求感抗、容抗和阻抗；(2) 求电流的有效值I与瞬时值i 的表达式。
13．在R、L、C 元件串联的电路中，已知R = 30Ω, L =127mH, C = 40μF，电源电压u = 2202sin(314t + 20 ) V。(1) 求电流的有效值I；(2) 求电路功率因数cosφ；(3) 求各部分电压的有效值；(4) 作相量图。
14、电路如下图所示，已知U=100V，I=5A，且电压U超前电流I 53o，试求电阻R与感抗L X有值。
~ X
L
15、正弦电压220sin()3
u t π
ω=+，50f Hz =。分别求该电压在0.015t s =，0.25t ωπ=弧度与4
T
t =
时的瞬时值。
16、一只110Ω的电阻元件接到220U V =的正弦电源上，求电阻元件中的电流有效值及其所消耗的功率。若该元件的功率为40W ，则它所能承受的电压有效值是多少伏？
17、有一只100C F μ=的电容元件接到50f Hz =
，u t ω=的电源上。求电路中的电流有效值，写出其瞬时值表达式。
18
、在两个单一参数元件串联的电路中，已知45)u t O =+
，15)i t O
=-。求此两
元件的参数值，并写出这两个元件上电压的瞬时值表达式。
19
．△如图所示为日光灯的原理电路，镇流器相当于电阻器与电感器串联，灯管相当于一个电阻，已知
sin 314u t =，174R =Ω， 1.96L H =，2182R =Ω。求电流I 、电压1U 及2U 。
20．如图所示正弦交流电路，已知：i =1002sin(ωt-60°)ｍＡ，ω＝3
10rad/s ，且知该电路消耗功率Ｐ＝10
Ｗ，功率因数cos φ=0.707。试求电感Ｌ＝？
并写出u 表达式。
21、已知i 1=6sin(100πt+π/3)A ，i 2=8sin(100πt-π/6)A ，作出i 1+ i 2和i 1- i 2的合成矢量图，并写出合成结果的瞬时值解析式。
22、已知正弦电动势e 1、e 2、e 3的有效值均为380V ，角频率都是314rad/s ，初相位分别是0?、120?、-120?，写
出它们的瞬时值解析式，并求合成电动势的最大值。
23、已知电流和电压的瞬时值函数式为A )45sin(10V ,)160sin(317010-=-=t i t u ωω，
A )70sin(40
2+=t i ω。试在保持相位差不变的条件下，将电压的初相角改为零度，重新写出它们的瞬时值函数式。
24．一个正弦电流的初相位?=15ψ，4
T
t =
时，A t i 5.0)(=，试求该电流的有效值I 。
25．周期性交流电压的波形如图（a ），（b ），（c ）所示，不用计算，能否看出有效值与最大值的关系？
（a ） (b) (c)
26．已知A )60sin(210,A )30sin(250
201+=+=t i t i ωω，请作出以下相量：⑴??21I I 、 ⑵?
?+21I I
27．已知)V 120sin(220)V ,120sin(220V ,sin 2200
3021-=+==t u t u t u ωωω，请作出以下相量：
⑴???321U U U 、、
⑵?
??++321U U U
28．已知)60sin(22201 +=t u ωV ，)30cos(22202
+=t u ωV ，试作1u 和2u 的相量图，并求：21u u +、
21u u -。
1u /V
3u /V
2u /V
O
O
O
U 3m
U 2m U 1m T T T
T 2
T 2
T
2
t/s
t/s
t/s
《单相、三相交流电路》功率计算公式
三相电源一般都是对称的，多用三相四线制 三相负载包括：星型负载和三角形负载 不对称时：各相电压、电流单独计算，对称时：只需计算一相。 千瓦电流值：220v阻性： 1000w/220v=4.5A 220v感性：1000w/(220*0.8)=5.5A 380v阻性：1000w/3/220v=1.5A 380v感性：I线=1000w/(380*1.7*0.8)=1.9A 三相四线制中的零线截面通常选为相线截面的1/2左右。在单相线路中，零线与相线截面相同。 U相220v×√3=U线380v U相380v×√3=U线660v 220v×3=660v (三角：线电压=相电压=380v) 相电流：(负载上的电流)，用Iab、Ibc、Iac表示。相电压：任一火线对零线的电压U A、U B、U C 线电流：(火线上的电流)，用I A、I B、I C表示。线电压：任意两火线间的电压U AB、U BC、U CA 星形：I线(IA、IB、IC)=I相(Iab、Ibc、Iac)，U线=380V(UAB、UBC、UCA)=√3×U相(UA、UB、UC=220V)， P相=U相×I相， P总=3P相=√3×U线×I相=√3×U线×I线； 三角：I线(IA、IB、IC)=√3×I相(Iab、Ibc、Iac)，U线=380V(UAB、UBC、UCA)=U相(UA、UB、UC)，P相=U相×I相，P总=3P相=√3×I线×U相=√3×I线×U线。
单相电有功功率：P= U相I相cosφ 1千瓦=4.5-5.5A 三相电有功功率： P总=3U相I相cosφ=3x220xI相cosφ P总=√3U线I线cosφ=1.732x380xI线cosφ三相电1千瓦线电流：IA、IB、IC：=P总/√3U线cosφ=1000kw/(380x√3x0.8)=2A 铜线的安全截流量为5-8A/平方毫米，铝线的安全截流量为3-5A/平方毫米。 在单相电路中，每1平方毫米的铜导线可以承受1KW功率负载； 三相平衡电路，每1平方毫米的铜导线可以承受2-2.5KW的功率。 相电压：三根火线中任意相线与零线之间的电压叫相电压Ua.Ub,Uc 线电压：三相电路中A、B、C三相引出线相互之间的电压,又称线电压。 不论星形接线还是三角形接线,三个线电压分别是UAB、UBC和UCA,
电力电子课程设计单相交流调压电路电力电子 课程设计说明书 题目: 单相交流调压电路课程设计 院系: 水能 专业班级: 学号: 学生姓名: 摘要 交流调压电路广泛用于灯光控制(如调光灯和舞台灯光控制)及异步电动机的软启动，也用于异步电动机调速。在电力系统中，这种电路还常用于对无功功率的连续调节。此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。在这些电源中如采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联;同样，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联。这都是十分不合理的。采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压、电流值都比较适中，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。单相交流调压电路是对单相交流电的电压进行调节的电路。用在电热制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等合。与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制简便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属耗也少。 目录
1、电路设计的目的及任 务 .................................................................... 1 1.1课程设计的目的与要 求 (1) 1.2课程设计的内 容 ..................................................................... (1) 1.3仿真软件的使 用 ..................................................................... (2) 1.4设计方案选 择 ..................................................................... ....... 2 2、单相交流调压主电路设计及分 析 (3) 2.1 电阻性负 载 ..................................................................... (3) 2.1.1 电阻性负载的交流调压器的原理分析 (3) 2.1.2 结果分 析 ..................................................................... (6)
信息科技大学 电力电子技术实验报告 实验项目：单相交流调压电路实验 学院：自动化 专业：自动化（信息与控制系统） /学号：贾鑫玉/2012010541 班级：自控1205班 指导老师：白雪峰 学期： 2014-2015学年第一学期
实验三单相交流调压电路实验 一．实验目的 1．加深理解单相交流调压电路的工作原理。 2．加深理解交流调压感性负载时对移相围要求。 二．实验容 1．单相交流调压器带电阻性负载。 2．单相交流调压器带电阻—电感性负载。 三．实验线路及原理 本实验采用了锯齿波移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两只反并联晶闸管电路的交流相位控制，具有控制方式简单的优点。 晶闸管交流调压器的主电路由两只反向晶闸管组成。 四．实验设备及仪器 1．教学实验台主控制屏 2．NMCL—33组件 3．NMEL—03组件 4．NMCL-05(A)组件或NMCL—36组件 5．二踪示波器 6．万用表 五．注意事项 在电阻电感负载时，当α
单相交流电路（9学时） 重点掌握电阻、电容、电感加正弦交流电的各物理关系式。掌握单相交流电路的分析方法；三角形的概念，功率因数提高的概念以及相量图的分析方法，掌握串联谐振的基本概念。 3—1 正弦交流电与正弦量的表示法（2学时） 教学目的：1.掌握正弦交流电的三要素、相位差； 2.掌握正弦交流电的表示方法。 教学重点：掌握正弦交流电的三要素、相位差及正弦交流电的相量表示方法。教学难点：正弦交流电的相量表示方法。 教学方法：课堂讲授 教学过程： 一、回顾直流量的特点，比较直流量和正弦交流量的区别。 二、正弦量的三要素 波形图 1.最大值与有效值I 推导最大值与有效值的关系，得出： 因此，正弦量又可表示成： 2.频率f与周期T , 我国的工频为50Hz 。 角频率与频率和周期的关系： 3.初相位 1.相位差
设， ，即等于初相位之差。 若，说明u超前i；，说明u滞后i。 注意：相位差是指两个同频率正弦量之间相位差。 结论：三要素已知，可以唯一地确定一个正弦量；换句话，要完整表示一个正弦量，须知道三要素。 三、正弦交流电的相量表示 1.复数表示法：代数形式、三角形式和指数形式 举例：已知复数的代数形式为：，求它的指数形式。
2.复数的运算： 加减运算： 乘除运算： 3.正弦量的相量表示法：相量的指数表示法和相量图。 相量图 举例：已知，，求u、i的相量形式和相量图。 解： 作业： 书后习题3 - 1 、3 – 2。 3—2 单一元件的交流电路（2学时） 教学目的：1.掌握纯电阻交流电路中电流和电压的关系、功率； 2.掌握纯电感交流电路中电流和电压的关系、功率； 3.掌握纯电容交流电路中电流和电压的关系、功率。 教学重点：纯电感、纯电容交流电路中电流和电压的关系、功率关系。 教学难点：纯电感、纯电容交流电路中电流和电压的关系。 教学方法：课堂讲授 教学过程：
单相交流调压电路 一、工作原理 单相交流调压电路带组感性负载时的电路以及工作波形如下图所示。之所产生的滞后由于阻感性负载时电流滞后电压一定角度，再加上移相控制所产生的滞后，使得交流调压电路在阻感性负载时的情况比较复杂，其输出电压，电流与触发角α，负载阻抗角φ都有关系。当两只反并联的晶闸管中的任何一个导通后，其通态压降就成为另一只的反向电压，因此只有当导通的晶闸管关断以后，另一只晶闸管才有可能承受正向电压被触发导通。由于感性负载本身滞后于电压一定角度，再加上相位控制产生的滞后，使得交流调压电路在感性负载下大的工作情况更为复杂，其输出电压、电流波形与控制角ɑ、负载阻抗角φ都有关系。其中负载阻抗角)arctan(R wL =?,相当于在电阻电感负载上加上纯正弦交流电压时，其电流滞后于电压的角度为φ。为了更好的分析单相交流调压电路在感性负载下的工作情况，此处分φαφαφα<=>,,三种工况分别进行讨论。 （1）φα>情况 图1 电路图（截图） 图2 工作波形图φα>（截图）
上图所示为单相反并联交流调压电路带感性负载时的电路图，以及在控制角 触发导通时的输出波形图，同电阻负载一样，在i u 的正半周α角时， i T 触发导通，输出电压o u 等于电源电压，电流波形o i 从0开始上升。由于是感性负载，电流o i 滞后于电压o u ，当电压达到过零点时电流不为0，之后o i 继续下降，输出电压o u 出现负值，直到电流下降到0时，1T 自然关断，输出电压等于0，正半周结束，期间电流o i 从0开始上升到再次下降到0这段区间称为导通角0θ。由后面的分析可知，在φα>工况下，ο180<φ因此在2T 脉冲到来之前1T 已关断，正负电流不连续。在电源的负半周2T 导通，工作原理与正半周相同，在o i 断续期间，晶闸管两端电压波形如图2所示。 为了分析负载电流o i 的表达式及导通角θ与α、φ之间的关系，假设电压坐标原点如图所示，在αω=t 时刻晶闸管T 1导通，负载电流i 0应满足方程 L 0Ri d d t io +=i u =i U 2sin t ω 其初始条件为： i 0|αω=t =0, 解该方程，可以得出负载电流i 0在α≤t ω≤θα+区间内的表达式为 i 0=])sin()[sin()(2tan /)(2φαωφαφωω-----+t i e t L R U . 当t ω=θα+时，i 0=0，代入上式得，可求出θ与α、φ之间的关系为 sin （θα+-φ）=sin （α-φ）e φθtan /- 利用上式，可以把θ与α、φ之间的关系用下图的一簇曲线来表示。
单相交流电路的计算 在进行单相交流电路的计算时要注意： （1）不同相的交流电量不能直接相加来求和，应作相量图，用平行四边形法则求其相量和。同相的可直接相加，反相的直接相减。 （2）不同性质的阻碍作用不能直接相加来求阻抗，应画出阻抗三角形来求。如： 2C L 2)X -(X R Z +=。只有同种性质的阻碍作用才能直接相加。 （3）在电路中经常用作相量图的方法来帮助分析问题，对于串联电路，由于电流相同，所以以电流相量为参考相量，作各元件的电压相量。 （4）三个三角形中的常用关系式： 类型一：移相电路 1、如图所示，若R=100Ω，C=5μF ，输入电压u 1=1002sin1000ЛtV ，求：（1）输出电 压U 2；（2）输出电压与输入电压的相位差； 2、如图所示，RC 移相电路中，已知R=5003Ω，ω=1000rad/S ，若使输出电压U 0移相 60°，试求电容C 应为多少？ 3、如图正弦交流电路中，已知R=16K Ω，C=0.01μF ，问输入电压Ui 的角频率ω为多 大时，才可以使输出电压恰好超前输入电压30°。 4、如图所示R-C 串联电路中，已知电压的频率为800Hz ，电容是0.046μF ，需要输出电压u 2较输入电压u 滞后30°的相位差，求电阻的数值应是多少？ 5、如图所示的移相电路，已知电容为0.01μF ，输入电压u=2sin1200ЛtV ，欲使输出电压的相位向落后方向移动60°，问应配多大的电阻？此时的输出电压为多大？ R C Ui Uo R Ui Uo C R C u + — u 2 + — R C u + — u 2 + — R C u 1 u 2 ? R U ? U ??+C L U U Φ Φ=Φ=-+=++=? ???Usin U -U Ucos U U (U U U U U U U C L R 2C L 2R L C R ）Z Φ X L －X C R ()Z R cos R X -X arctan sin Z X -X cos Z R X - X R Z C L C L 2C L 2= Φ=ΦΦ=Φ=+=P S Q Φ Φ =Φ=+=Ssin Q Scos P Q P S 2 2
单相交流调压电路课程 设计 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
《电力电子技术》课程设计设计题目: 单相交流调压电路 院(系): 能源工程学院 专业年级: 13级电气二班 姓名: 徐刚刚 学号: 指导教师: 荆红莉 2015年12月 28日
课程设计（论文）任务及评语 院（系）：能源工程学院教研室：电气工程及其自动化 ： 成 绩 ： 平 时 20% 论 文 质 量 60% 答 辩 20% 以 百 分 制 计 算 前 言 电 力 电 子 技 术 是研究采用电力电子器件实现对电能的交换和控制的科学，是20世纪50年代诞生， 70年代迅速发展起来的一门多学科互相渗透的综合性技术学科。这些技术包括以节约 能源、提高照明质量为目的的绿色照明技术；以节约能源、提高运行可靠性并更好地 满足产要求为目的的交流变频调速技术，以提高电力系统运行的稳定性、可控制性为
目的，并可有效节能的灵括（柔性）交流输电技术等等。随着电力半导体制造技求、徽电子技术、汁算机技术，以及控制理论的不断进步。电力电子技求向着大功率、高频化及智能化方向发展，应用的领域将更加广阔。 交流调压电路广泛应用于灯光控制，如调光台灯和舞台灯光控制及其异步电动机的软启动，也应用于异步电机调速。在电力系统中，这种电路也用于对无功功率的调节。 目录
1 单相交流调压电路的设计 设计目的和要求分析 =210伏。要求分设计一个单相交流调压电路，要求触发角为60度。输入交流U 2 析： 1. 单相交流调压主电路设计，原理说明； 2．触发电路设计，每个开关器件触发次序与相位分析； 3．保护电路设计，过电流保护，过电压保护原理分析； 4．参数设定与计算(包括触发角的选择，输出平均电压，输出平均电流，输出有功功率计算，输出波形分析，器件额定参数确定等可自己添加分析的参数)； 5. 相关仿真结果。 由以上要求可知该系统设计可分为四个部分：交流调压主电路设计、触发电路设计、保护电路设计及相关计算和波形分析部分。 2 设计方案选择 本系统主要设计思想是：采用两个晶闸管反向并联加负载为主电路，外加触发电路；触发电路控制晶闸管的导通，从而控制输出。其系统框图如下所示： 3 控制电路。在每半个周波内通过对晶间管开通相位的控制，以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。这种电路还用干对无功功率的连续调节。此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联；同样，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联，这都是十分不经济的。采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压电流值都不太大也不太小，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。但这种交流调压电路控制方便，体积小、投资省计制造简单。因此广泛应用于需调温的工频加热、灯光调节及风机、泵类负载的异步电
第5章 思考题与习题 5.1在单相交流调压电路中，当控制角小于负载功率因数角时为什么输出电压不可控？ 答：当φα<时电源接通，如果先触发T 1，则T 1的导通角θ>180°如果采用窄脉冲触发，当下的电流下降为零，T 2的门极脉冲已经消失而无法导通，然后T 1重复第一周期的工作，这样导致先触发一只晶闸管导通，而另一只管子不能导通，因此出现失控。 5.2晶闸管相控直接变频的基本原理是什么？为什么只能降频、降压，而不能升频、升压？ 答：晶闸管相控直接变频的基本原理是：电路中具有相同特征的两组晶闸管整流电路反并联构成，将其中一组整流器作为正组整流器，另外为反组整流器，当正组整流器工作，反组整流器被封锁，负载端输出电压为上正下负；如果负组整流器工作，正组整流器被封锁，则负载端得到输出电压上负下正，这样就可以在负载端获得交变的输出电压。 晶闸管相控直接变频，当输出频率增高时，输出电压一周期所含电网电压数就越少，波形畸变严重。一般认为：输出上限频率不高于电网频率的31～21 。而当输出电压升高时，也会造成输出波形畸变。因此，只能降频、降压，而不能升频、升压。 5.3晶闸管相控整流电路和晶闸管交流调压电路在控制上有何区别？ 答：相控整流电路和交流调压电路都是通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小。但二者电路结构不同，在控制上也有区别。 相控整流电路的输出电压在正负半周同极性加到负载上，输出直流电压。 交流调压电路，在负载和交流电源间用两个反并联的晶闸管T 1 、T 2 或采用双向晶闸管T 相联。当电源处于正半周时，触发T 1 导通，电源的正半周施加到负载上；当电源处于负半周时，触发T 2 导通，电源负半周便加到负载上。电源过零时交替触发T 1、T 2 ，则电源电压全部加到负载。输出交流电压。 5.4交流调压和交流调功电路有何区别？ 答：交流调功能电路和交流调压电路的电路形式完全相同，但控制方式不同。 交流调压电路都是通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小。 晶闸管交流调功能电路采用整周波的通、断控制方法，例如以n 个电源周波为一个大周期，改变导通周波数与阻断周波数的比值来改变变换器在整个大周期内输出的平均功率，实现交流调功。 5.5一电阻炉由单相交流调压电路供电，如α=0°时为输出功率最大值，试求功率为80%，50%时的控制角α。 解：α=0°时为输出电压最大值 1 2 max 0)sin 2(1 U t d t U U == ? ωωπ π
第2章单相交流电路复习练习题 一、填空 1．纯电容交流电路中通过的电流有效值，等于加在电容器两端的 电压 除以它的 容抗 。 2．在RLC 串联电路中，发生串联谐振的条件是 感抗 等于 容抗 。 3．确定正弦量的三要素有 最大值 、 角频率 、 初相角 。 4．纯电感交流电路中通过的电流有效值，等于加在电感两端的 电压 除以它的 感抗 。 5．纯电阻交流电路中通过的电流有效值，等于加在电阻两端的 电压 除以它的 电阻 。 6．在RL 串联交流电路中，通过它的电流有效值，等于 电压 除以它的 阻抗值 。 7．在感性负载的两端适当并联电容器可以使 功率因数 提高，电路的总 电流 减小。 8、任何一个正弦交流电都可以用 有效值 相量和 最大值 相量来表示。 9、已知正弦交流电压V )60314sin(2380?-=t u ，则它的有效值是 380 V ，角频率是 314 rad/s 。 10、实际电气设备大多为 感 性设备，功率因数往往 较低 。若要提高感性电路的功率因数，常采用人工补偿法进行调整，即在感性线路（或设备）两端并联 适当的电容器 。 11、电阻元件正弦电路的复阻抗是 R ；电感元件正弦电路的复阻抗是 jX L ；电容元件正弦电路的复阻抗是 －j X C ；RLC 串联电路的复阻抗是 R +j (X L -X C ) 。 12、各串联元件上 电流 相同，因此画串联电路相量图时，通常选择 电流 作为参考相量；并联各元件上 电压 相同，所以画并联电路相量图时，一般选择 电压 作为参考相量。 13、电阻元件上的伏安关系瞬时值表达式为 i =u /R ，因之称其为即时元件；电感元件上伏安关系瞬时值表达式为 dt di L u L = ，电容元件上伏安关系瞬时值表达式为 dt du C i C C = ，因此把它们称之为动态元件。 14、能量转换过程不可逆的电路功率常称为 有功功率 功率；能量转换过程可逆的电路功率叫做 无功功率 功率；这两部分功率的总和称为 视在 功率。 15、负载的功率因数越高，电源的利用率就 越高 ，无功功率就 越小 。 16、只有电阻和电感元件相串联的电路，电路性质呈 电感 性；只有电阻和电容元件相串联的电路，电路性质呈 电容 性。 17、当RLC 串联电路发生谐振时，电路中阻抗最小且等于 电阻R ；电路中电压一定时电流最大，且与电路总电压 同相 。 18．已知正弦交流电压V )60314sin(2380?-=t u ，则它的频率为 50 Hz ，初相角是 60 o。 19．在电阻元件的的电路中，已知电压的初相角为40o，则电流的初相角为 40 o。 20．在电感元件的的电路中，已知电压的初相角为40o，则电流的初相角为 -60 o。 21．在电容元件的的电路中，已知电压的初相角为40o，则电流的初相角为 130 o。
新疆工业高等专科学校电气系课程设计说明书 题目：单项交流调压电路（反并联）设计（纯电阻负载） 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成日期：2012-6-8
新疆工业高等专科学校 电气系课程设计任务书 2012学年2学期2012年6月6日专业供用电技术班级课程名称电力电子应用技术 设计题目单项交流调压电路（反并联）设计（纯电阻 负载） 指导教师 起止时间2012-6-4至2012-6-8周数一周设计地点新疆工程学校设计目的： 设计任务或主要技术指标： 设计进度与要求： 主要参考书及参考资料： 教研室主任（签名）系（部）主任（签名）年月日
新疆工业高等专科学校电气系 课程设计评定意见 设计题目：单相交流调压（反并联）设计（纯电阻负载） 学生姓名：专业班级供电 评定意见： 评定成绩： 指导教师（签名）：年月日 评定意见参考提纲： 1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。 2.学生的勤勉态度。 3.设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
前言 电力电子线路的基本形式之一，即交流—交流变换电路，它是将一种形式的交流电能变换成另一种形式交流电能电路。在进行交流—交流变换时，可以改变交流电的电压、电流、频率或相位等。用晶闸管组成的交流电压控制电路，可以方便的调节输出电压有效值。可用于电炉温控、灯光调节、异步电动机的启动和调速等，也可用作调节整流变压器一次侧电压，其二次侧为低压大电流或高压小电流负载常用这种方法。采用这种方法，可使变压器二次侧的整流装置避免采用晶闸管，只需要二极管，而且可控级仅在一侧，从而简化结构，降低成本。交流调压器与常规的交流调压变压器相比，它的体积和重量都要小得多。交流调压器的输出仍是交流电压，它不是正弦波，其谐波分量较大，功率因数也较低。
1概述 1.1晶闸管交流调功器 交流调功器：是一种以晶闸管为基础，以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器，简称晶闸管调功器，又称可控硅调功器，可控硅调整器，可控硅调压器，晶闸管调整器，晶闸管调压器，电力调整器，电力调压器，功率控制器。具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。 1.2 交流调压与调功 交流调功电路的主电路和交流调压电路的形式基本相同，只是控制的方式不同，它不是采用移相控制而采用通断控制方式。交流调压是在交流电源的半个周期内作移相控制，交流调功是以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断,即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和断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。如图3-21所示，这种电路常用于电炉的温度控制，因为像电炉这样的控制对象，其时间常数往往很大，没有必要对交流电源的各个周期进行频繁的控制。只要大致以周波数为单位控制负载所消耗的平均功率，故称之为交流调功电路。 1.3 过零触发和移相触发 过零触发是在设定时间间隔内，改变晶闸管导通的周波数来实现电压或功率的控制。过零触发的主要缺点是当通断比太小时会出现低频干扰，当电网容量不够大时会出现照明闪烁、电表指针抖动等现象，通常只适用于热惯性较大的电热负载。 移相触发是早期触发可控硅的触发器。它是通过调速电阻值来改变电容的充放电时间再来改变单结晶管的振荡频率，实际改变控制可控硅的触发角。早期可控可是依靠这样改变阻容移相线路来控制。所为移相就是改变可控硅的触发角大小，也叫改变可控硅的初相角。故称移相触发线路。
2系统总体方案 2.1交流调功电路工作原理 单相交流调功电路方框图如图2.1.1所示。 图2.1.1 交流调功电路的主电路和交流调压电路的形式基本相同，只是控制的方式不同，它不是采用移相控制而采用通断控制方式。交流调压是在交流电源的半个周期内作移相控制，交流调功是以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断,即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和断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。如图2.1.2所示，这种电路常用于电炉的温度控制，因为像电炉这样的控制对象，其时间常数往往很大，没有必要对交流电源的各个周期进行频繁的控制。只要大致以周波数为单位控制负载所消耗的平均功率，故称之为交流调功电路。 图2.1.2 LO AD BCR TLC336A1 A2 g u 脉宽可调矩形波信号发生器
第六章P161 1. 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=O 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=O 时的输出电压最大,为U 0max = 10 1)sin 2( 1 U t U =?∏ ωπ 此时负载电流最大,为 I 0max = R U R U 1 max 0= 因此最大输出功率为P max =U omax I omax =R U 2 1 输出功率为最大输出功率的80%时,有:P= U o I o = R U 2 0=80% R U 2 1 此时, U o = 18.0U 又由U o =U 1π α ππα-+22sin 解得?=54.60α 同理,输出功率为最大输出功率的50%时,有: U o = U 15.0 又由U o = U 1 π α ππα-+22sin ?=90α 2. 一单相交流调压器，电源为工频220V ，阻感串联作为负载，其中R=Ω，L=2mH 。试求①开通角α的变化范围；②负载电流的最大有效值；③最大输出功率及此时电源侧的功率因数；④当α=π/2时，晶闸管电流的有效值、晶闸管导通角和电源侧功率因数。 解: ① ωL=2π×50×2×10-3 =Ω R=Ω, 47.51ο==R L arctg ω? 开通角α的变化范围°≤α≤180° ②负载电流的最大有效值发生在?α=时, 负载电流是正弦波 () A L R U I 06.274220 628 .05.02 22 2 1 0=+= + = ω ③ P max = I o 2 R= 62.0cos 0 1max ==== ?λ I U P S P ④ 已知?=90α ，47.51ο=?，根据图4-4得I VTN I VT =I VTN Z U 1 2， I 0 = 2I VT 已知?=90α ，47.51ο=?，根据图4-3得θ P= I o 2 R ， S= U 1 I o ， S P = λ= 3. 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?
单相交流电重点习题 一、选择题 1. 交流电每秒钟变化的角度叫（） A. 频率 B. 角频率 C. 周期 D. 初相位 2. 交流电的周期越长，说明交流电变化得（） A.越快 B.越慢 C.不变 D.不一定 3. 我国规定，动力、照明的频率为（） A. 1KHz B. 100Hz C. 50Hz D. 5Hz 4. 在e = E m·Sin (ωt+φ)中，瞬时值为（） A. t B.φ C. E m D. e 5. 在交流电路中，由万用表测得的数值一般是（） A. 瞬时值. B. 有效值. C. 最大值. D. 平均值. 6. 某汽轮发电机有一对磁极，如果需产生的电动势为50HZ，则发电机电枢的转速为（） A.3000转/分 B. 1500转/分 C.100转/分 D. 50转/分 7.表示正弦交流电变化快慢的参数为（） A .初相位. B. 频率. C. 瞬时值. D. 最大值. 8.一般电器所标或仪表所指出的交流电压、电流的数值是（） A. 最大值 B. 有效值 C. 平均值 D. 瞬时值 9.某一灯泡上写着额定电压为220V，这是指（） A. 最大值. B. 有效值. C. 瞬时值. D. 平均值. 10.正弦交流电的最大值等于有效值的（） A. √2倍 B. 2倍 C. 1/ √2倍 D. 1/2倍 11.已知两个正弦量为u1 =20 Sin (314t +30o) V , u2 = 40 Sin (314t – 60o) V , 则，（） A. u1比u2超前30o B. u1比u2滞后30o C. u1比u2超前90o D. 不能判断相位差 12.两个同频率正弦交流电的相位差等于180o时，则它们相位关系是（） A. 同相位 B. 反相位 C. 相位相等 13.两个正弦交流电流的瞬时表达式为：i1=10Sin(314t+30o)A, i2=15Sin(314t+45o)A 。这两个式子中相同的物理量是（）A. 最大值. B. 有效值. C. 周期. D. 初相位. 14.把110V的交流电压加在55Ω的电阻上，则电阻上（） A. U=110V，I=2A B. U m=110V，I m=2A C. U m=110V，I=2A D. U=110V，I m=2A 15. 已知一个电阻上的电压为u=10 √2 Sin (314t – 90o) V，测得电阻上所消耗的功率为20W，则这个电阻的阻值为（） A. 5Ω B.10Ω C. 20Ω D. 40Ω 16. 在纯电容正弦交流电路中，增大电源频率时，其它条件不变，电路中电流将（） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 都有可能. 17.在纯电感正弦交流电路中，电压有效值不变，增大电源频率时，电路中电流将（） A. 增大. B. 减小. C. 不变. D. 都有可能. 18.若电路中某元件两端的电压u =36 Sin (314 t–180o) V, i1 =4 Sin(314t+ 180o)A，则该元件是（） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 电压 19.若电路中某元件两端的电压u =10 Sin (314 t + 45o) V, i1 =5Sin(314t+ 135o)A，则该元件是（） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 电压 20. 在R、L串联电路中，有（） A. Z=R+X L B. Z=R2+（ωL）2 C. Z= √R2+（ωL）2 D. Z=R2+1/（ωL）2 21. 在R、C串联电路中，有（） A. Z=R–ωC B. Z=√R2+（ωC）2 C. Z= √R2–（1/ωC）2 D. Z= √R2+（1/ωC）2 22.如图所示是RLC串联电路的矢量图，由矢量图可知，该电路的性质是（） A.感性电路. B.容性电路. C.阻性电路. D. 无法判断. 23.如图是电流、电压的旋转矢量图，由矢量图可知（） A.电流超前电压75o. U U I I 请浏览后下载，资料供参考，期待您的好评与关注！
实验3 三相交流调压电路实验 一、实验目的 (1) 了解三相交流调压触发电路的工作原理。 (2) 加深理解三相交流调压电路的工作原理。 (3) 了解三相交流调压电路带不同负载时的工作特性。 二、实验所需挂件及附件 三、实验线路及原理 交流调压器应采用宽脉冲或双窄脉冲进行触发。实验装置中使用双窄脉冲。实验线路如图3-1所示。
图中晶闸管均在DJK02上，用其正桥，将D42三相可调电阻接成三相负载，其所用的交流表均在DJK01控制屏的面板上。 四、实验内容 (1)三相交流调压器触发电路的调试。 (2)三相交流调压电路带电阻性负载。 (3)三相交流调压电路带电阻电感性负载（选做）。 图3-1三相交流调压实验线路图 五、预习要求 (1)阅读电力电子技术教材中有关交流调压的内容，掌握三相交流调压的工作原理。 (2)如何使三相可控整流的触发电路用于三相交流调压电路。 六、实验方法 (1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试
①打开DJK01总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。 ②将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。 ③用10芯的扁平电缆，将DJK02的“三相同步信号输出”端和DJK02-1“三相同步信号输入”端相连,打开DJK02-1电源开关，拨动“触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”的发光管亮。 ④观察A、B、C三相的锯齿波，并调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器（在各观测孔左侧），使三相锯齿波斜率尽可能一致。 ⑤将DJK06上的“给定”输出U g直接与DJK02-1上的移相控制电压U ct 相接，将给定开关S2拨到接地位置（即U ct=0），调节DJK02-1上的偏移电压电位器，用双踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔”VT1的输出波形，使α=180°。 ⑥适当增加给定U g的正电压输出，观测DJK02-1上“脉冲观察孔”的波形，此时应观测到单窄脉冲和双窄脉冲。 ⑦将DJK02-1面板上的U 端接地，用20芯的扁平电缆，将DJK02-1的 lf “正桥触发脉冲输出”端和DJK02“正桥触发脉冲输入”端相连，并将DJK02“正桥触发脉冲”的六个开关拨至“通”，观察正桥VT1～VT6晶闸管门极和阴极之间的触发脉冲是否正常。 (2)三相交流调压器带电阻性负载 使用正桥晶闸管VT1～VT6，按图3-21连成三相交流调压主电路，其触发脉冲己通过内部连线接好，只要将正桥脉冲的6个开关拨至“接通”，“U lf”端接地即可。接上三相平衡电阻负载，接通电源，用示波器观察并记录α=30°、60°、90°、120°、150°时的输出电压波形，并记录相应的输出电压有效值，填入下表:
单相交流电练习题答案 选择题 1. 交流电每秒钟变化的角度叫（ B ） A.频率 B.角频率 C.周期 D.初相位 2. 交流电的周期越长，说明交流电变化得（ B ） A.越快 B.越慢 C.不变 D.不一定 3. 我国规定，动力、照明的频率为（C） A. 1KHz B. 100Hz C. 50Hz D. 5Hz 4. 在e = E m Sin （3 t+柏中，瞬时值为（ D ） A. t B. ? C. E m D. e 5. 在交流电路中，由万用表测得的数值一般是（ B ） A.瞬时值. B.有效值. C.最大值. D.平均值. 6.某汽轮发电机有一对磁极，如果需产生的电动势为（A ） A.3000 转/分 B. 1500 转/分 C.100 转/分 50HZ，则发电机电枢的转速为D. 50 转/分 7.表示正弦交流电变化快慢的参数为（ B ） A .初相位. B.频率. C.瞬时值. D.最大值. 8. 一般电器所标或仪表所指出的交流电压、电流的数值是（ B ） A.最大值 B.有效值 C.平均值 D.瞬时值 9.某一灯泡上写着额定电压为 A.最大值. B.有效值. 220V，这是指（ C.瞬时值. B ） D.平均值. 10.正弦玄交流电的最大值等于有效值的（ A ） A.边倍 B. 2倍 C. 1/辺倍 D. 1/2倍 11. 已知两个正弦量为 U1 =20 Sin （314t +30 o） V , U2 = 40 Sin （314t -60o） V , 则，（C ） A. u 1比u2超前30o B. u 1比u2滞后30o C. u 1 比 U2超前90o D.不能判断相位差 12. 两个同频率正弦交流电的相位差等于180o 时，则它们相位关系是（ B ）
目录 绪论 (1) 1 调压调功原理简介 (2) 2 交流调压电路波形及相控特性分析 (3) 2.1 带电阻性负载 (3) 2.1.1 原理 (3) 2.1.2 计算与分析 (3) 2.2 带阻感性负载 (4) 2.2.1 原理分析 (4) 2.2.2 计算与分析 (4) 2.2.3 α<φ的情况 (6) 3 方案设计 (7) 3.1 主电路的设计 (7) 3.1.1 主电路图 (7) 3.1.2 参数计算 (7) 3.1.3 调功电路的设计 (8) 3.2 触发电路的设计 (9) 3.2.1 芯片介绍 (9) 3.2.2 触发电路图 (10) 3.3 保护电路的设计 (11) 3.3.1 原理 (11) 3.3.2 计算 (12) 3.3.3 保护电路图 (13) 4 电阻炉负载过零控制特性分析 (14) 5 MATLAB仿真 (15) 6个人小结 (17) 参考文献 (18)
绪论 交流-交流变流电路，即把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路。在进行交流-交流变流时，可以改变相关的电压（电流）、频率和相数等。交流-交流变流电路可以分为直接方式（无中间直流环节方式）和间接方式（有中间直流环节方式）两种。而间接方式可以看做交流-直流变换电路和直流-交流变换电路的组合，故交-交变流主要指直接方式。其中，只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路称为交流电力控制电路，改变频率的电路称为变频电路。采用相位控制的交流电力控制电路，即交流调压电路；采用通断控制的交流电力控制电路，即交流调功电路和交流无触点开关。 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）及异步电动机的软启动也用于异步电动机调速。在电力系统中，这种电路还常用于对无功功率的连续调节。此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。在这些电源中如果采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联，十分不合理。采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压、电流值都比较适中，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。其分为单相和三相交流调压电路，前者是后者基础，这里只讨论单相问题。 交流调功电路常用于电炉的温度控制，其直接调节对象是电路的平均输出功率。像电炉温度这样的控制对象，其时间常数往往很大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁的控制，只要以周波数为单位进行控制就足够了。通常控制晶闸管导通的时刻都是在电源电压过零的时刻，这样，在交流电源接通期间，负载电压电源都是正弦波，不对电网电压电流造成通常意义的谐波污染。
实验报告 课程名称：现代电力电子技术 实验项目：单相交流调压电路实验 实验时间： 实验班级： 总份数： 指导教师：朱鹰屏 自动化学院电力电子实验室 二〇〇年月日
广东技术师范学院实验报告 学院：自动化学院专业：电气工程及其自 动化 班级：成绩： 姓名：学号：组别：组员： 实验地点：电力电子实验室实验日期：指导教师签名： 实验（七）项目名称：单相交流调压电路实验 1.实验目的和要求 (1)加深理解单相交流调压电路的工作原理。 (2)加深理解单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求。 (3)了解KC05晶闸管移相触发器的原理和应用。 2.实验原理 三、实验线路及原理 本实验采用KCO5晶闸管集成移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两个反向并联晶闸管电路的交流相位控制，具有锯齿波线性好、移相范围宽、控制方式简单、易于集中控制、有失交保护、输出电流大等优点。 单相晶闸管交流调压器的主电路由两个反向并联的晶闸管组成，如图3-15所示。 图中电阻R用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联接法，晶闸管则利用DJK02上的反桥元件，交流电压、电流表由DJK01控制屏上得到，电抗器L d从DJK02上得到，用700mH。 图 3-15 单相交流调压主电路原理图
3.主要仪器设备 1.电路调试
主电路放大电路： (1)KC05集成移相触发电路的调试。 (2)单相交流调压电路带电阻性负载。 (3)单相交流调压电路带电阻电感性负载。 (l)KCO5集成晶闸管移相触发电路调试 将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧使输出线电压为200V，用两根 导线将200V交流电压接到DJK03的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03电源开关，
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、10Hz B、20Hz C、50Hz D、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。 交流调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的控制对象。由于控制对象的时间常数大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制。 4-2、晶闸管相控整流电路和晶闸管交流调压电路在控制上有何区别？ 答：相控整流电路和交流调压电路都是通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小。但二者电路结构不同，在控制上也有区别。