阻感性负载

交流电路中三种负载的区别在交流电路中，由于交流电的方向周期性的发生改变，所以负载包括三种类型：纯电阻负载、容性负载和感性负载，三种负载的性质是不同的。

一、纯电阻负载包括线路、线圈等的电阻性消耗，以及电能转化为机械能用于拖动负载的部分能量，都属于纯电阻负载。

其特点是电流方向和电压方向保持同相位，用于这部分的功率称为有功功率，一般用字母P表示。

图1 纯阻性负载箱电阻负载在做功时也会有有电感、电容性负载存在。

例如：导线间会存在线路间的电容，导线间和对地间存在电感，期间感性负载通常大于容性负载。

电阻电容在做功时也会发热，即阻性做功；电感亦如此。

元件的阻抗是频率的函数。

在全频率范围内纯电阻电路、纯电容电路、纯电感电路是不存在的。

理论上只有可能存在某一个频率，实际中做不到。

二、感性负载是电感特性产生的，比如电动机、变压器的励磁电流，就是绕组线圈的电感特性形成的电流，其特点是电流方向滞后于电压方向90°。

电感电流并不消耗功率，而是“占用”功率，因此称为“无功功率”，一般用字母QL表示，是由电感线圈感抗的大小决定的。

图2 感性负载电感对电流的变化有抗拒作用。

当流过电感器件的电流变化时，在其两端产生感应电动势，其极性是阻碍电流变化的。

当电流增加时，将阻碍电流的增加，当电流减小时，将反过来阻碍电流的减小。

这使得流过电感的电流不能发生突变，这是感性负载的特点。

三、容性负载一般是指带电容参数的负载，即符合电压滞后电流特性的负载。

容性负载充放电时，电压不能突变，其对应的功率因数为负值，对应的感性负载的功率因数为正值。

图3 容性负载箱容性负载和感性负载性质相似，不同之处是电流方向超前电压方向90°。

因此，一般在电感性负载较大的场所，为了提高功率因数、减少损耗、提高设备带负载能力，并联适当的电容器以用来“抵消”电感对无功功率“占用”的影响，所以出现了容性负载，其作用主要是用来补偿电路的功率因数的，是不得已而为之的，一般用Qc表示，是由补偿电容器容抗的大小决定的。

一、负载的分类负载分为容性负载、阻性负载、感性负载。

1、容性负载一般把带电容参数的负载，即符合电压滞后电流特性的负载称为容性负载。

充放电时，电压不能突变。

其对应的功率因数为负值。

对应的感性负载的功率因数为正值。

混联电路中，若容抗比感抗大,电路呈容性，反之为感性。

通常的用电器中并没有纯感性负载和纯容性负载。

因为这两种负载不做有用功。

只有在补偿电路中才使用纯感性负载或纯容性负载。

又因为绝大多数负载除阻性外，多数为感性负载，因此补偿的时候多数就用电容来补偿，所以，纯容性负载用得比纯感性负载多。

如电动机，变压器等等，通常为感性负载。

部分日光灯为容性负载。

2、阻性负载即和电源相比当负载电流负载电压没有相位差时负载为阻性（如负载为白炽灯、电炉等）。

通俗一点讲，仅是通过电阻类的元件进行工作的负载称为阻性负载。

电阻负载在做功时也会有有电感、电容性负载存在。

例如：导线间会存在线路间的电容，导线间和对地间存在电感，期间感性负载通常大于容性负载。

电阻电容在做功时也会发热，即阻性做功；电感亦如此。

元件的阻抗是频率的函数。

在全频率范围内纯电阻电路、纯电容电路、纯电感电路是不存在的。

理论上只有可能存在某一个频率，实际中做不到。

对于灯具来讲，靠气体导通发光的灯具就是感性负载，靠电阻丝发光的属于阻性负载。

感性负载如：日光灯、高压钠灯、汞灯、金属卤化物灯等。

阻性负载如：碘钨灯、白炽灯、电阻炉、烤箱、电热水器、等。

电机也属于感性负载3、感性负载我们一般把带电感参数的负载，即符合电压超前电流特性的负载称为感性负载，也就是说应用电磁感应原理制作的大功率电器产品；这类负载在启动的瞬间，电流是正常工作时的3~5倍，所以我们在配UPS时也要相应地按负载功率的3倍以上来配（同时也要注意UPS的功率因数），其电池可根据所需要的延长时间来选计算。

二、日常电器分类1）阻性负载：电饭锅、电炉、电阻炉、电烙铁、烤箱、电水壶、电热水器、加热器、白炽灯、碘钨灯、音箱、DVD2）感性负载：冰箱、彩电、电风扇、豆浆机、电钻、日光灯、节能灯、电动机、变压器、日光灯镇流器、高压钠灯、汞灯、金属卤化物灯。

1.单相交流调压电路（阻-感性负载）1.1单相交流调压电路电路结构（阻-感性负载）单相交流调压电路，它用两只反并联的普通晶闸管或一只双向晶闸管与负载电阻R电感L串联组成主电路。

单相交流调压电路（阻-感性负载）电路图如图1所示。

图1.单相交流调压电路（阻-感性负载）电路图1.2单相交流调压电路工作原理（阻-感性负载）当电源电压U2在正半周时，晶闸管VT1承受正向电压，但是没有触发脉冲晶闸管VT1没有导通，在α时刻来了一个触发脉冲，晶闸管VT1导通，晶闸管VT2在电源电压是正半周时承受反向电压截止，当电源电压反向过零时，由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能马上为零，随着电源电流下降过零进入负半周，电路中的电感储存的能量释放完毕，电流到零，晶闸管VT1关断。

当电源电压U2在负半周时，晶闸管VT2承受正向电压，但是没有触发脉冲晶闸管VT2没有导通，在π+α时刻来了一个触发脉冲，晶闸管VT2导通，晶闸管VT1在电源电压是负半周时承受反向电压截止，当电源电压反向过零时，由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能马上为零，随着电源电流下降过零进入负半周，电路中的电感储存的能量释放完毕，电流到零，晶闸管VT2关断。

1.3单相交流调压电路仿真模型（阻-感性负载）单相交流调压电路（阻-感性负载）仿真电路图如图2所示：图2.单相交流调压电路（阻-感性负载）仿真电路图电源参数，频率50hz，电压100v，如图3图3.单相交流调压电路（阻-感性负载）电源参数VT1脉冲参数设置，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟α/360*0.02，如图4图4.单相交流调压电路（阻-感性负载）脉冲参数设置VT2脉冲参数设置，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟（α+π）/360*0.02，如图5图5.单相交流调压电路（阻-感性负载）脉冲参数设置1.4单相交流调压电路仿真参数设置（阻-感性负载）设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°。

1.单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）电路图如图1所示图1.单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）1.2单相桥式全控整流电路工作原理（阻-感性负载）1） 在u2正半波的（0~α ）区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲，处于关断状态。

假设电路已工 作在稳定状态，则在O 〜α区间由于电感释放能量，晶闸管VT2、VT3维持导通。

2） 在u2正半波的ω t=α时刻及以后：在ω t=α处触发晶闸管 VT1、VT4使其导通，电流沿 a →VT1 → L → R →VT4 →b →Tr 的二次绕组→ a 流通，此时负载上有输出电压（ud=u2）和电流。

电源电 压反向加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态。

3） 在u2负半波的（π ~ π + α）区间：当ω t=π时，电源电压自然过零，感应电势使晶闸管 VT1、VT4继续导通。

1.1单相桥式全控整流电路电路结构（阻 -感性负载）单相桥式全控整流电路用四个晶闸管, 接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。

两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管 单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）I!*-■\U/-1-kγ叫OO：Ow...0f ∣2√*-(b}≡r∣√在电压负半波，晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关 断状态。

4）在u2负半波的ω t=π +α时刻及以后：在ω t=π + α处触发晶闸管 VT2、VT3使其导通，电流沿 b →VT3→L →R → VT2→a →Tr 的二次绕组→ b 流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载上， 负载上有输出电压（Ud=-U2）和电流。

此时电源电压反向加到 VT1、VT4上，使其承受反压而变为关断状态。

晶闸管 VT2、VT3 一直要导通到下一周期ω t=2 π +α处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。

1.3单相桥式全控整流电路仿真模型（阻-感性负载）单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）仿真电路图如图2所示：图2单相双半波可控整流电路仿真模型（阻-感性负载）興朋rgui—B∣÷ FtJιIU lPUIHTfrIflηi pr1 ⅛B -∣S ,T⅛∏Ftor2电源参数，频率50hz,电压100v ,如图3⅞⅛ BIQCk Parameter5： AC VoItage SOUrCe AC Voltage SOUrCe (mask) CIink)Ideal S l innSOidaI AC VOlt age SIDUrCe-图3.单相桥式全控整流电路电源参数设置VT1,VT4脉冲参数，振幅3V ,周期0.02,占空比10%,时相延迟α /360*0.02， 如图4图4.单相桥式全控整流电路脉冲参数设置ApplyCancelHe ：IPVT2,VT3脉冲参数，振幅3V,周期0.02,占空比10%,时相延迟（α+180）/360*0.02,如图5⅝∣ Source BloCk Parameters: PUISe Generator2图5.单相桥式全控整流电路脉冲参数设置1.4单相桥式全控整流电路仿真参数设置（阻-感性负载）设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°。

感性负载三相桥式全控整流（α≥60）一、组员二、分工三、三相桥式全控整流电路工作原理三相桥式全控整流电路图是应用最为广泛的整流电路，其电路图如下：图1三项全控整流电路主电路原理图在三相桥式全控整流电路中，对共阴极组和共阳极组是同时进行控制的，控制角都是α。

由于三相桥式整流电路是两组三相半波电路的串联，因此整流电压为三相半波时的两倍。

很显然在输出电压相同的情况下，三相桥式晶闸管要求的最大反向电压，可比三相半波线路中的晶闸管低一半。

为了分析方便，使三相全控桥的六个晶闸管触发的顺序是1-2-3-4-5-6，晶闸管是这样编号的：晶闸管KP1和KP4接a相，晶闸管KP3和KP6接b相，晶管KP5和KP2接c相。

晶闸管KP1、KP3、KP5组成共阴极组，而晶闸管KP2、KP4、KP6组成共阳极组。

当α=60度时，u d波形连续，电路的工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压u d波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。

区别在于负载不同时，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流i d波形不同，电阻负载时u d波形与i d 的波形形状一样。

而阻感负载时，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。

图4 触发角为α=60°时的波形图当α＞60度时，阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时u d 波形不会出现负的部分，而阻感负载时，由于电感L的作用，u d波形会出现负的部分。

给出了α=90度时的波形。

若电感L值足够大，u d中正负面积将基本相等，u d平均值近似为零。

这说明，带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的α角移相范围为90度。

图5 触发角为α=90°时的波形图四、参数计算带电阻负载且a >60°时，电流断续,整流电压平均值为：输出电流平均值为：Id=Ud /R电阻负载当α＝120时，Ud＝0，控制角移相范围为120五、分析比较对于感性的负载，当触发角小于60°时，整流输出电压波形与纯阻性负载时基本相同，所不同的是，阻感性负载直流侧电流由于有电感的滤波作用而不会发生急剧的变化，输出波形较为平稳。

电焊机负载的特点一、电阻性负载电焊机在正常工作时，主要负载是电阻性负载。

电阻性负载是指电焊机的输出电流通过焊条和工件产生的电阻热，使焊条熔化并形成焊接接头。

这种负载的特点是电流和电压成正比关系，功率因数接近1，且电流和电压的相位差接近0°。

二、感性负载感性负载是指电焊机在工作时，除了电阻性负载外，还包括由于焊条和工件的磁场作用产生的感性电流。

这种负载的特点是电流滞后于电压，功率因数较低，且电流和电压的相位差较大。

三、容性负载容性负载是指电焊机在工作时，由于焊条和工件之间的电容效应产生的容性电流。

这种负载的特点是电流超前于电压，功率因数较高，且电流和电压的相位差较小。

四、阻感性负载阻感性负载是指电焊机在工作时，同时存在电阻性和感性负载的情况。

这种负载的特点是功率因数较低，电流滞后于电压，且电流和电压的相位差较大。

五、阻容性负载阻容性负载是指电焊机在工作时，同时存在电阻性和容性负载的情况。

这种负载的特点是功率因数较高，电流超前于电压，且电流和电压的相位差较小。

六、功率因数滞后在电焊机工作过程中，由于感性负载的存在，功率因数通常会滞后。

这意味着电焊机的输入电流滞后于输入电压，导致电源的利用率较低。

七、功率因数超前在电焊机工作过程中，由于容性负载的存在，功率因数有时会超前。

这意味着电焊机的输入电流超前于输入电压，导致电源的利用率较高。

八、电流波形畸变由于电焊机在工作过程中会产生非线性负载，因此其输出电流波形可能会发生畸变。

这可能会导致电源侧的谐波干扰和无功功率等问题。

九、电压波形畸变同样地，由于电焊机的非线性负载特性，其输入电压波形也可能会发生畸变。

这可能会对其他设备造成干扰和影响。