交流-交流变流电路
引言
1.交流-交流变流电路：把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路。可分为直接方式（即无中间直流环节）和间接方式（有中间直流环节）两种。
一、交流调压电路
1.单相交流调压电路
①.电路负载
②.阻感负载
2.单相交流调压电路谐波分析
3.三项交流调压电路具有多种形式（根据三相连接形式的不同）
a）星形连接（分三相三线和三相四线两种情况）
b）支路控制三角形连接
c）中点控制三角形连接
二、其他交流电力控制电路
1.交流调功电路（工作原理与交流调压电路的形式相同，但控制方式不一样）
2.交流调功电路的谐波分析
3.交流电力电子开关：把晶闸管反并联后串入交流电路中，代替机械开关。
优点：响应速度快，没有触点，寿命长，可以频繁控制通断。
三、交交变频电路（周波变流器）
1.单相交交变频电路
2.单相交交变频电路的输出上限频率
一般认为输出上限频率不高于电网频率的1/3-1/2，电网频率为50Hz时，交交变频电路的输出上限频率约为20Hz。
3.交交变频电路是一种直接变频电路。
4.与交直交变频电路的优缺点比较
优点：
缺点：
附课后部分习题答案：
1.一调光台灯由单相交流调压电路供电，设该台灯可看成电阻负载，在α=0时输出功率为最大值，试求功率为输出功率的80%、50%时的触发延迟角α。
2.一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感负载作为负载，其中R=0.5Ω，L=2mH。试求：①触发延迟角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，晶闸管电流有效值、晶闸管导通角和电源侧功率因数。
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？
4.交交变频电路的最高输出频率是多少？制约输出频率提高的因素是什么？
5.交交变频电路的主要特点和不足之处是什么？其主要用途是什么？
6.三相交交变频电路有哪两种接线方式？它们有什么区别？
哈尔滨工业大学
电工学教研室第6 章
电路的暂态分析
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目录6.1 换路定则及初始值的确定6.2 RC电路的响应
6.3 一阶线性电路的三要素法
6.4 微分与积分电路6.5 RL 电路的响应
tECu稳态暂态
旧稳态新稳态过渡过程:
C
电路处于旧稳态KR
E+
_C
u概述
电路处于新稳态R
E+
_Cu“稳态”与“暂态”的概念:
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产生过渡过程的电路及原因?
电阻电路t = 0
E
R+
_IK
电阻是耗能元件，其上电流随电压成比例变化，
不存在过渡过程。无过渡过程I
t
E
tCu
电容为储能元件，它储存的能量为电场能量，
其大小为：电容电路
2
021
WCuidtut
C储能元件
因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有
电容的电路存在过渡过程。EKR
+
_
Cu
C
tLi储能元件电感电路
电感为储能元件，它储存的能量为磁场能量，
其大小为：
2
021
LidtuiWt
L
因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电
感的电路存在过渡过程。K
R
E+
_t=0
i
LL
结论
有储能元件（L、C）的电路在电路状态发生
变化时（如：电路接入电源、从电源断开、电路
参数改变等）存在过渡过程；
没有储能作用的电阻（R）电路，不存在过渡
过程。
电路中的u、i在过渡过程期间，从“旧稳态”进
入“新稳态”，此时u、i都处于暂时的不稳定状态，
所以过渡过程又称为电路的暂态过程。
研究过渡过程的意义：过渡过程是一种自然现象，
对它的研究很重要。过渡过程的存在有利有弊。
有利的方面，如电子技术中常用它来产生各种特定
的波形或改善波形；不利的方面，如在暂态过程发
生的瞬间，可能出现过压或过流，致使电气设备损
坏，必须采取防范措施。
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换路定则换路: 电路状态的改变。如：6.1 换路定则及初始值的确定
1 . 电路接通、断开电源
2 . 电路中电源电压的升高或降低
3 . 电路中元件参数的改变
…………..
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换路定则:在换路瞬间，电容上的电压、
电感中的电流不能突变。
t=0 时换路0
0---换路前瞬间
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第六章 电子器件
6.1 半导体器件
6.1.1 本征半导体
一、本征半导体
1． 概念：导电能力介于导体和绝缘体之间。
2． 本征半导体：纯净的具有晶体结构的半导体。
3． 本征激发：在热激发下产生自由电子和空穴对的现象。
4． 空穴：讲解其导电方式；
5． 自由电子
6． 复合：自由电子与空穴相遇，相互消失。
7． 载流子：运载电荷的粒子。
二、杂质半导体
1. 概念：通过扩散工艺，掺入了少量合适的杂质元素的半导体。
2. N型半导体（图1.1.3）
1． 形成：掺入少量的磷。
2． 多数载流子：自由电子
3． 少数载流子：空穴
4． 施主原子：提供电子的杂质原子。
3. P型半导体（图1.1.4）
1． 形成：掺入少量的硼。
2． 多数载流子：空穴
3． 少数载流子：自由电子
4． 受主原子：杂质原子中的空穴吸收电子。
5． 浓度：多子浓度近似等于所掺杂原子的浓度，而少子的浓度低，由本征激发形成，对温度敏感，影响半导体的性能。
6.1.2 PN结
一、PN结的形成（图1.1.5）
1． 扩散运动：多子从浓度高的地方向浓度低的地方运动。
2． 空间电荷区、耗尽层（忽视其中载流子的存在）
3． 漂移运动：少子在电场力的作用下的运动。在一定条件下，其与扩散运动动态平衡。
4． 二极管
二、二极管的单向导电性
1． 二极管外加正向电压：导通状态
2． 二极管外加反向电压：截止状态 三、二极管的伏安特性
1． 正向特性、反向特性
2． 反向击穿：齐纳击穿（高掺杂、耗尽层薄、形成很强电场、直接破坏共价键）、雪崩击穿（低掺杂、耗尽层较宽、少子加速漂移、碰撞）。
四、二极管的主要参数
1. 最大整流电流IF：长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。
2. 最高反向工作电压UR：工作时，所允许外加的最大反向电压，通常为击穿电压的一半。
3. 反向电流IR：未击穿时的反向电流。越小，单向导电性越好；此值对温度敏感。
第6章 第1页共3页
第6章 三相交流电路
知识要点解读
一、三相交流电路基础知识
1.三相对称电动势
三相对称电动势是最大值相等、频率相同、相位互差120°的三个正弦电动势。如果以eU为参考正弦量，那么各相电动势的瞬时值表达式为：
eU＝Emsinωt
eV＝Emsin(ωt-1200)
eW＝Emsin(ωt+1200)
2.三相对称负载
三相对称负载是各相负载的大小和性质都相等的三相负载。
3.相序
相序是三相电动势随时间按正弦规律变化，它们到达最大值（或零值）的先后次序。按U－V－W－U的顺序，称为正序或顺序；按U－W－V－U的顺序，称为负序或逆序。
二、三相交流电路的分析计算
1.三相电源
（1）三相电源连接
三相电源常采用星形（Y）连接，如图6.1所示。
图6.1 三相四线制电源 第6章 第2页共3页
①中性点（中点或零点）N：三个末端U2、V2、W2连接成的公共点。
②中性线（中线或零线）N：，从中点引出的导线，一般用黑色线或白色线。
③相线（火线）U、V、W：从三相绕组首端引出的三根导线，用黄、绿、红三种颜色区分。
④三相四线制供电系统Y0：由三根相线和一根中线组成的供电系统（低压配电系统采用）。
⑤三相三线制供电系统Y：只由三根相线组成的供电系统（高压输电系统采用）。
（2）相电压与线电压
①相电压：相线与中线之间的电压，分别用符号“UU、UV、UW”表示，通用符号用“UP”表示。
②线电压：指相线与相线之间的电压，分别用符号“UUV、UVW、UWV”表示通用符号用“UL”表示。
③线电压与相电压之间的关系。线电压与相电压的矢量图，如图6.2所示。
图6.2 三相四线制电源电压矢量图
线电压与相电压之间的数量关系为UL＝3UP
线电压与相电压的相位关系为线电压超前相应的相电压300。
2.三相负载
（1）三相负载的连接方式有星形连接（Y）和三角形连接（△）
三相负载的星形连接（Y）和三角形连接比较表见表6.1。
