交变电流范文
时间：2023-03-20 20:51:10
导语：如何才能写好一篇交变电流，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
A. 最大值仍为[Um]，而频率大于[f]
B. 最大值仍为[Um]，而频率小于[f]
C. 最 大值大于[Um]，而频率仍为[f]
D. 最大值小于[Um]，而频率仍为[f]
2. 图2甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲表示电压按正弦规律变化. 下列说法正确的是（ ）
B. 两种电压的有效值相等
C. 图甲所示电压的瞬时值表达式为[U=][311sin100πt V]
D. 图甲所示电压经匝数比为[10∶1]的变压器变压后，频率变为原来的[110]
3. 图3表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系. 若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1min的时间，两电阻消耗的电功之比[W甲∶W乙]为（ ）
A. [1∶2] B. [1∶2]
C. [1∶3] D. [1∶6]
4. 我国南方遭遇特大雪灾时，输电线表面结冰严重，导致线断塔倒. 某学校实验兴趣小组设计了利用输电导线自身电阻发热除冰的救灾方案，处理后的电路原理如图4，输电线路终端降压变压器用模拟负载[R0]代替，[RL]为输电线电阻，并将电阻[RL]放入冰雪中，在变压器原线圈两端加上交变电流后即出现冰雪融化的现象. 为了研究最好除冰方案，下列模拟实验除给定操作外，其他条件不变，不考虑其可行性，你认为其中最合理的是 （ ）
A. 将调压变压器滑动触头[P]向上移动一些
B. 将调压变压器滑动触头[P]向下移动一些，同时延长通电时间
C. 通过计算，选择适当输出电压，并闭合[S]将模拟负载[R0]短时短路
D. 通过计算，选择适当输出电压，并将模拟负载[R0]的阻值增大一些
5. 正弦式电流经过匝数比为[n1n2=101]的变压器与电阻[R]、交流电压表V、交流电流表A按图5甲方式连接，[R=]10Ω. 图5乙是[R]两端电压[U]随时间变化的图象，[Um=102V]，则下列说法正确的是（ ）
A. 通过[R]的电流[iR]随时间[t]变化的规律是[iR=2cos100πt A]
B. 电流表A的读数为0.1A
C. 电流表A的读数为[210A]
D. 电压表的读数为[Um=102V]
6. 如图6，理想变压器的原、副线圈匝数比为[1∶5]，原线圈两端的交变电压为[u=202sin100πt V]. 氖泡在两端电压达到100V时开始发光. 则（ ）
A. 开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz
B. 开关接通后，电压表的示数为100V
C. 开关断开后，电压表的示数变大
D. 开关断开后，变压器的输出功率不变
7. 图7是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器. 已知变压器原线圈与副线圈的匝数比[n1n2=120]，加在原线圈上的电压为[u1=]311sin100[πt]V，霓虹灯正常工作的电阻[R=]440kΩ，[I1、I2]表示原、副线圈中的电流. 下列判断正确的是（ ）
A. 副线圈两端电压6220V，电流14.1mA
B. 副线圈两端电压4400V，电流10.0mA
C. [I1
D. [I1>I2]
8. 理想变压器原线圈中输入电压[U1=]3300V，副线圈两端电压[U2]为220V，输出端连有完全相同的两个灯泡[L1]和[L2]，如图8，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数[U=2V]. 求：
图8
（1）原线圈[n1]的匝数；
（2）当开关[S]断开时，电流表[A2] 的示数[I2]=5A. 则电流表[A1] 的示数[I1]为多少；
（3）当开关[S]闭合时，电流表[A`] 的示数[I1′]是多少.
9. 如图9甲，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场. 已知线圈的匝数[n=]100匝，电阻[r=]1.0Ω，所围成矩形的面积[S=]0.040m2，小灯泡的电阻[R=]9.0Ω，磁场的磁感应强度按如图9乙的规律变化，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为[e=nBmS2πTcos（2πTt）]，其中[Bm]为磁感应强度的最大值，[T]为磁场变化的周期. 不计灯丝电阻随温度的变化，求：
图9
（1）线圈中产生的感应电动势的最大值；
篇2
1.恒定电流的动态分析
动态分析也就是通过滑动变阻器的滑片滑动来改变电阻，或者是光敏电阻、热敏电阻的电阻随亮度和温度的变化。这类题要是从改变的电阻入手，往往分析不出它自身的电流电压的变化，所以要从不变的电阻来分析变化的电阻的电流以及电压。
例1．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡均能发光．在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是
（）
A．小灯泡L1、L2均变暗
B．小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗
C．电流表A的读数变小，电压表V的读数变大
D．电流表A的读数变大，电压表V的读数变小
解：当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电阻变大，总电阻也变大，由闭合电路的欧姆定律可知，回路中电流I减小，所以电流表A的读数变小，灯泡L2变暗。因为内电阻不变，所以先分析电源内电压U内=Ir减小，路端电压U=E-U内增大，电压表V的读数变大。再分析L2电阻不变，所以UL 2=IRL 2变小，所以滑动变阻器两端电压U滑=U-UL 2升高，灯泡L1变亮。
故BC项正确。
2.交流电的动态分析
其实交流电的动态分析相对同等难度的直流电来说某些方面还要比较简单一些，因为高中接触的变压器都是理想变压器，不考虑自身的电能的消耗，所以相当于没有内电阻。也是同样的思路从不变的电阻入手。
例2．如图，理想变压器原线圈接正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻Rt（阻值随温度的升高而减小）及定值电阻R1组成闭合电路．则以下判断正确的是（）
A．变压器原线圈中交流电压u的表达式u＝36 sin100πt（V）
B．Rt处温度升高时，Rt消耗的功率变大
C．Rt处温度升高时，变压器的输入功率变大
D．Rt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大
解：当温度升高时，Rt电阻减小，总电阻减小，总电流增大，所以电流表的示数增大。副线圈的电压不变，因为电阻R1电阻不变，所以R1的分压UR 1=IR1变大，则电压表的示数减小。这个题还涉及到输入功率随输出功率的变化，以及交流电的瞬时表达式。
篇3
一、采用同步对比实验进行演示电感和电容对交变电流的影响
对于“电感对交变电流的影响”演示实验，笔者将原实验优化设计成图2所示电路，不仅操作方便而且增加了实验对比度。器材如下：A和B为2个完全相同的小灯泡(2.5V，3.8W)，R为滑动变阻器(最大值50Ω)，S为双刀双掷开关，L为学生用原副线圈，用学生电源供电。实验过程：先接直流6V挡，调节滑动变阻器R使B和A灯泡亮度相同。然后改接为交流6V挡，对比A和B灯泡的亮度，会发现A灯比B灯暗。以上现象可说明线圈L对交流电除电阻阻碍外，又产生新的阻碍电流因素感抗。
将实验装置中的线圈换成电容器，且将滑动变阻器接入电路的阻值放置为最小，便可用来对比演示“电容对交变电流的影响”，效果亦同样十分明显。使用该实验装置还可以进一步演示感抗与自感系数的关系、容抗与电容量的关系，具体方法和过程在这里不再赘述。
二、用信号发生器作为电源演示交流电频率对感抗和容抗的影响
篇4
交流电转换成直流电通过整流器实现，直流电转变成交流电通过逆变器完成。
整流原理：半导体PN结在正向偏置时电流很大，反向偏置时电流很小。整流二极管就是利用PN结的这种单向导电特性将交流电流变为直流的一种PN结二极管。通常把电流容量在1安以下的器件称为整流二极管，1安以上的称为整流器。常用的半导体整流器有硅整流器和硒整流器，产品规格很多，电压从几十伏到几千伏，电流从几安到几千安。整流器广泛用于各种形式的整流电源中。
逆变原理：将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出，而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电；两个部分同样都采用了用得比较多的脉宽调制（PWM）技术。其核心部分都是一个PWM集成控制器，Adapter用的是UC3842，逆变器则采用TL5001芯片。
（来源：文章屋网 ）
篇5
论文关键词：变频电源,变压整流器,变压器设计
0引言
变频发电系统具有简单可靠的特点，在新一代飞机上得到了广泛的应用，如B787，A380，C919飞机均采用了变频发电系统。
飞机变压整流器将主交流电源转换成28V直流电源给直流用电设备供电。
1变压整流器工作原理
本方案设计的12脉冲变压整流器由一个变压器，两组三相整流桥等组成，其电路结构如图1所示。它利用一个三相变压器，其原边绕组采用星形连接，副边两绕组分别采用星形和三角形联接后分别接到两个整流桥，两组桥输出端经平衡电抗器并联，引出电抗器的中心抽头作为直流输出的正端，整流桥的负端直接相联后作为输出负端接至直流负载。
4.3仿真结论
经过仿真可知，设计的变压整流器可满足相关技术指标的要求，本设计方案可行。
5结论
本文以变频交流发电系统为基础，设计了一款变压整流器，并进行了仿真验证，仿真结果表明，设计的变压整流器性能良好。验证了设计的合理性，为对飞机变压整流器的进一步研究奠定了基础。
【参考文献】
[1]严仰光.航空航天器供电系统[M].北京：航空工业出版社.
[2]李传琦，盛义发.电子电力技术计算机仿真实验[M].北京：电子工业出版社.
篇6
在讲完了《认识电路》及《欧姆定律》两章之后，我设计了一节专题课――《如何判断电流表和电压表示数的变化》。一上课，我首先对欧姆定律进行了复习，然后设计了一道例题，师生共同分析得出结论。在此基础上，我总结了一下进行这方面判断的基本方法。然后又就着方法给学生们举了几个比较典型的例题，师生共同进行了判断，并且找学生到黑板上跟大家一块分析，最后我以练习题的形式让学生自己进行了练习，这样一堂课很充实地结束了。
课后我也有一种成功的感觉，觉得一切按照我设计的方案进行，而且看学生的表情好像也都很明白，学生掌握得应该万无一失了。可是在讲《练习册》上的习题过程中，我吃惊地发现好多同学都没有掌握好，错题百出。尤其是一些中上游的同学，解题思路根本不明确，这对于我来说像浇了一盆冷水，晚上我躺在床上辗转反侧，陷入了深深的思考当中。我在反思：这节课的失败之处。知识的传授没问题，各个知识点的归纳，解题思路的总结也很到位，问题在哪呢 ？“学生”我脑中闪出一个词。是啊，我只是按照自己的思路来进行课堂教学，没考虑到学生的实际情况。这是我犯的最大错误。
第二天一早，我就找学生调查，有的说“老师，您当时讲我能听懂，可是自己做题时又想不明白了，不知从哪入手”，还有的说“老师，我依赖性强，懒得自己思考”…… 学生的话让我恍然大悟，使我明白了问题在哪。是啊，我过高的估计了学生的水平，没有给学生充分的时间练习。专题课本身是没有问题的，问题在于我没有把这个专题更加深入，我应该继续拿一节课甚至更多节课让学生真正把这个问题搞明白。可是我为了赶进度，没有给学生充分的时间去消化，学生当时就是懵懵懂懂，囫囵吞枣，没有真正变成自己的东西，所以做原题还可以，题稍微一变化就不会了。
物理这门学科特别注重逻辑推理，不是靠死记硬背能学好的，学生对于老师讲的方法并没有真正理解变成自己的东西，当然题一变就不知所云了。而且现在的学生特别不爱动脑，不善于思考问题。痛定思痛，我决定重新进行练习，给学生充分的时间，让学生同桌间交流、分析，反复的练习，又把前面做过的题重新练习了一遍，现在看来班上中游以上的同学基本上没有问题了。
本节课给了我如下启示：1、老师上了一节自我感觉良好的课，可学习的主体学生不一定买帐，要看学习情况，因势利导。切不可自已为是，时常和学生交流谈心。把握学生学习的脉搏，这样才可以把知识教活教细。为大部分学生学习成绩的提高奠定基础。
2、教学不是老师教了多少，而是学生学习了多少，掌握了多少，要以学生的掌握程度决定下一步的教学。贪多过快都是要不得的。
3、教学中要发挥学生的主体作用，让学生动起来，不能老师过多的大包大揽，是学生变更懒。
篇7
关键词：变电站、站用电系统、一体化、整合方案
Researching of Substation AC ＆ DC Power Integration System
Abstract: This paper analyzes the status and problems in station power supplies for conventional substation, base on which the information circulation, low degree of automation, reliability problems exist, poor economy, ioperational inconvenience, life cycle cost increase. This paper provides an integrated scheme for substation AC＆DC power supplies, namely through the network communications, integrated monitoring, system linkage scheme, effective Integrated station AC power supply system, DC power supply sytem and uninterrupted power supply system, The whole station power supplies is managed by integrated monitoring to implement the linkage of auxiliary system.
Key words: Substation; station power system; Integration; Integration programme
中图分类号:TM411+.4文献标识码：A文章编号：
0 概述
常规变电站配有三套独立的电源系统，直流操作电源(DC)、交流不间断电源(UPS)和站用电交流电源(AC)。直流操作电源为控制、信号、保护、自动装置以及某些执行机构等供电。交流不间断电源(UPS)为综自系统的微型计算机、继电保护装置内重要负荷等供电，站用电交流电源除为站内照明、空调、主变冷却、消防等设备供电外，还为直流充电设备、站内通信装置、监控系统的测控保护屏柜等提供二次交流电源。
1 各自独立式电源系统存在问题
2.1 信息流通不畅，自动化程度低
传统站用电源难以实现系统化管理，信息不能共享，无法实现电源设备的状态检修。变电站交流电源系统和直流电源系统均由不同的中标厂家提供，各厂家设计的电源系统均采用不同的通讯规约，并且通讯规约一般不兼容。难以实现对电源系统的网络化管理，其自动化程度较低。
2.2可靠患
由于站用电源信息不能网络共享，针对故障或告警信息不具备进行综合分析的基础平台，不同专业的巡检人员分别管理各自电源子系统，难以进行系统分析判断、及时发现事故隐患。对于涉及需站用电源各子系统协调才能解决的问题难以统一处理。
2.3经济性差
由不同供货厂家分别设计的各个电源子系统，资源不能综合考虑，造成了部分设备的重复配置，一次性投资显著增加。如直流电源、UPS不间断电源分别配置独立的蓄电池，浪费严重；交流系统配置电源自动切换设备，直流电源充电模块前又重复配置交流电源自动投切装置，既浪费又使设备之间难于协调运行。
2 交直流一体化电源的优点
交直流一体化电源系统并不是对交流、直流电源系统的简单混装，具有鲜明的技术优点：
3.1 网络智能化设计，实现信息共享
通过一体化监控器对站用交流电源、直流电源、逆变电源进行统一监控，建立统一的信息共享平台，解决了以往由不同供应商提供的各独立电源通信规约不兼容等问题，提高了系统网络化、智能化程度。
3.2 设计优化
取消直流充电模块前的交流自动切换回路；取消原直流系统对交流部分的数据采集(配电监控)；统一进行波形优化处理，针对逆变电源反灌电流影响充电模块均流进行抑制等；统一进行防雷配置。根据交流进线运行方式，自动调整直流运行，达到最佳方式运行。
3.3 设备资产优化
取消UPS系统的蓄电池，将逆变器直接挂于直流母线。避免了UPS蓄电池维护不精细、损坏不能及时发现的问题。
3.4 利于深层次开发，使站用电源的状态检修成为可能
统一的信息共享平台，可以提高一体化站用电源综合自动化应用水平，减轻运行人员的工作强度，使检修人员现场定期试验和测量工作量减轻到最小，提高了工作效率。能够充分利用已有的状态信息，通过多方位、多角度的分析，最大限度地把握设备的状态，依此制定合理的检修维护策略，为提高设备运行可靠性提供了保障。
3交直流一体化电源实现方案
4.1 直流电源、UPS电源整合原理
直流电源、UPS电源整合方案取消UPS系统的蓄电池，统一由整合系统，提供直流负荷供电电源、逆变器或交流不间断电源UPS的直流供电。整合后的系统主要由直流操作电源、电力专用UPS或逆变、集中监控等部分组成，UPS系统与直流电源共用蓄电池组。
4.2 一体化电源整合方案
将站用交流电源系统、直流电源系统、UPS电源系统全面整合，通过一体化监控模块将站用电源各子系统通信网络化，实现站用电源信息共享，通过开关智能模块化，集中功能分散化，实现站用电源整体模块外无二次接线，上行下达信息数字化传输，站用电源信息共享平台能通过光纤媒介、IEC61850规约与外界进行信息互换。该方案取消各专业相互重复配置的功能部分，将电源系统进行优化整合，由一个设备厂家进行统一设计、统一监控、统一生产、统一调试和统一服务。
一体化电源的一体化监控与各子模块间管理关系如下：
图1交直流一体化电源监控系统图
一体化电源的系统架构如下图所示：
图2交直流一体化电源系统图
4.3一体化电源已解决的技术问题
直流操作电源系统为不接地系统，所以交流侧的UPS装置的交流输入、输出与直流侧必须采取措施进行隔离，如采用隔离变，可避免交流侧的运行及故障影响直流操作电源系统侧的绝缘降低，造成直流系统接地等异常。反之，直流系统接地（绝缘降低），也不影响交流系统正常运行。
4 结论
本文就变电站工程中的交直流电源一体化系统作了探讨和研究，形成结论如下：
1）各自独立式电源存在信息流通不畅，自动化程度低，经济性差，运行不便，全寿命周期成本增加等缺点。
2）交直流电源一体化系统将站用交流电源系统、直流电源系统、UPS电源系统全面整合，有以下优点：网络智能化设计实现信息共享、设备资产优化利于深层次开发、使站用电源的状态检修成为可能。
作者：刘磊（1981-），男，汉族，工程师，广州电力设计院，从电设计工作。
参考文献：
[1] 电力用直流和交流一体化不间断电源设备;中华人民共和国电力行业标准;2008.
[2] 吴凤婷;;变电站站用交直流一体化电源的解决方案[J];南方电网技术;2011年03期.
篇8
关键词：变频；变转差率；开环和闭环控制
中图分类号：U264.91+3.4文献标识码：A
交流电动机调速方法近年来得到了广泛的应用，它的惯量小、结构设计简单、可在恶劣环境中使用，并且维护检修比较方便、容易实现高速化、高压化以及大容量化，还具有非常明显的成本优势。交流电动机调速技术因其具有优质、节电、降耗、增产的特点已经逐渐成为我国电气传动的中枢。
虽然交流电动机调速方法在现实使用中具有明显的优势，但是由于很多企业和部门对于交流电动机调速的方法缺乏明确的判断和认识，对于各种调速方案的使用条件和优缺点认识不够，在使用过程中出现了一系列的问题，不能使各种调速方案的作用得到最大化的发挥。为了避免这些问题的出现和蔓延，也为了进一步提高对于交流电动机调速方法及其控制方案的理解，本文从交流电动机调速的基本方法及其装置入手，对交流电动机的调速控制方法及其 特点进行了详细的分析，并研究了各类交流电动机的调速控制方案的适用场合和条件，为交流电动机调速方案作用的最大化发挥提供了参考和指导。
1 交流电动机调速方法阐述
根据交流电动机的基本转速公式(下式(1)、(2))可以发现只要改变转差率S、交流电机供电率F以及极对数P中的任意一个交流电机的转速就会发生改变，由此引出了三最基本的调节电机转速的方法，即常说的变频调速(改变频率f1)、变转差率调速（改变s）、变极调速（变极对数p）三种调速方式。
同步电动机转速公式：N0=60F/P(1)
异步电动机的转速公式：N=N0(1-S)=60F/P(1-S) (2)
式中： P为极对数；
F为频率；
S为转差率（0～3%或0～6%）。
由于电机供电率F的改变比转差率S和极对数P的改变要简单得多，所以变频调速在实际中比另外两种调速方式的应用要广泛的多，特别是近年来静态电力变频调速器的迅速兴起和发展促使了三相交流电动机变频调速成为当前电气调速的主流。总的来说，交流电动机的调速方法有不改变同步转速和改变同步转速两种方式。基于此，在生产实际中，不改变同步转速的调速方法有应用油膜离合器、液力偶合器、电磁转差离合器等调速以及绕线式电动机的串级调速、斩波调速以及转子串电阻调速。我们还应该注意到仅仅改变电动机的频率不一定能获得良好的变频特性，还需要对对电压做出调整，以便使磁通保持在一个恒定位置。
2各种调速方法及其装置的特征分析
（1）变频调速
变频调速是一种改变同步转速的调速方法，它的主要装置是能够改变电源频率的变频器。一般有两大类变频器：交流－交流变频器以及交流－直流－交流变频器，而我国使用的是后一种变频器。它的主要特点如下表1所示：
表1 变频调速的主要特点
（2）转子串电阻调速
转子串电阻调速的原理是转子串电阻加大了电动机的转差率，因而串入的电阻越大就会使转速越低，对设备的要求比较简单，但是在使用过程中会产生热量。它的主要特点如下表2所示：
表2 转子串电阻调速的主要特点
（3）定子调压调速
定子电压的改变会产生一系列机械特性各异的曲线，进而产生不同转速。但是电压的平方正比于电动机的转矩决定了该方法的调速范围不大。基于此，在实际应用中有人提出了转子电阻值大的笼型电动机或者在绕线式电动机上串联频敏电阻能够扩大其调速范围的观点，并得到了证实。调压调速的核心设备是一个能使电压发生改变的电源，主要有晶闸管调压、自耦变压器、串联饱和电抗器等几种，其中以第一种调压方式为最好。它的主要特点如下表3所示：
表3 定子调压调速的主要特点
（4）串级调速
串级调速是通过在绕线式电动机转子回路中联入可变附加电势来改变电动机转差的一种调速方法。在这个过程中可变附加电势对于转差功率的吸收能力决定了串级调速的程度，并且根据吸收方式的不同，串级调速又可分为晶闸管串级调速、机械串级调速以及电机串级调速三种形式，第一种为最常用的形式。它的主要特点如下表4所示：
表4 串级调速的主要特点
（5）变极调速
该种方法主要是针对笼型电动机而言的，它改变的是定子绕组的接线方式，因此设备要求比较简单。它的主要特点如下表5所示：
表5 变极调速的主要特点
参考文献
[1] 周志敏，周纪海，纪爱华.变频调速系统设计及维护[M].北京：中国电力出版社，2007：76.
[2] 王晓明.电动机的单片机控制(第二版)[M].北京：北京航空航天出版社，2007：157-158.
篇9
关键词：两相交流电机；变频控制；改进
随着高性能变频调速技术在感应电机中应用的越来越广泛，使得感应电机的调速性能有了很大的提高，高性能调速技术因此在两相电机中的进步也越来越快。两相交流电机即将单相电机的运行绕组、起动绕组改为对称的两绕组和同时参与运行。相对于单相电机，两相交流电机的转矩效率、能量密度方面都有了较大提高，调速性能也较好。传统的单相电机，由于运行电容的影响，在非额定情况下，其调速性能受到很大的影响，所以去除电容，将单相异步电机变为两相异步电机，并使它与电力电子技术相结合，进行变频调速技术的研究是当今的主流。本文从两相交流电机的特点与矢量控制入手，对两相交流电机在SVPWM的实现方法作了介绍与讨论，研究了两相交流电机的控制策略，讨论了两相交流电机的发展趋势与发展方向。
一、两相交流电机的特点
两相交流电机的副绕组上去掉了电容或电抗器，使得电机的两相绕组对称并且同时参与起动和运行工作。在运用矢量控制时，由于两相绕组对称，能够使电机产生圆形旋转磁场。单相电机的副绕组上带有分相电容，在等效电机模型中仍然带有分相电容，而分相电容的参数与电机的转速密切相关，因此在调速时单相电机的运行性能会受到很大的影响。单相电机的副绕组只参与起动而不参与运行工作。单相电机的两相绕组阻数不同，因此等效后的单相电机都有不对称性，所以电机产生的磁场为椭圆形。在运用矢量控制时，两相电机与单相电机相比减少了对称变换这一步骤，实现起来更方便。
当前国内外单相异步电动机变频调速技术的研究，是将单相电机看作两相电机模型来进行研究。在两相电机的模型中，单相电机的主绕组和副绕组的工作方式与原来有较大的区别：副绕组不仅仅承担电机起动作用，而将参与到电机的整个运行过程中；副绕组不再需要串电抗器或者电容器，而是采用变频器给两相电机的两个绕组分别供电，获得较小的起动电流、较大的起动转矩和较好的运行性能，电机工作在变频调速状态下。从国内外研究的现状来看，变频调速技术是两相电机调速控制的主要发展方向。
二、两相交流电机矢量控制
交流电机是一个多变量、强耦合、非线性的庞大系统。矢量控制主要是以转子磁场定向控制的成功运用使得交流异步电机变频调速性能发挥出来，甚至超过直流电机的调速性能。使交流异步电机变频调速在电机的调速领域里占有越来越重要的地位。两相交流电机矢量控制原理为：将两相交流电机的两相定子交流电，经坐标变换后，分解为励磁电流分量和转矩电流分量，通过对两者的直接控制，求得类似与直流电机的控制量再经坐标反变换，求得交流电机控制量，通过设定控制量实现两相交流电机的变频调速控制。
矢量控制可分为转子磁场定向矢量控制、定子磁场定向矢量控制和气隙磁场定向矢量控制三种类型，其中定子磁场定向矢量控制与气隙磁场定向矢量控制不能实现磁场与转矩电流之间的解耦，无法实现良好的转矩控制，因此系统选用以转子磁场定向的矢量控制。矢量控制要以以下三点为原则：一是忽略两相交流电机的磁路饱和，可以认为各相绕组的互感与自感都为线性。二是忽略铁心的损耗。三是不考虑温度和频率的变化对两相交流电机相关参数的影响。
三、两相交流电机的空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制策略的实现
空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术是从电机的角度出发，其目的在于使电机产生圆形旋转磁场]，是根据逆变器空间电压矢量的变换来控制逆变器的一种控制方法。最早是由日本学者提出的，目前已成功运用于三相交流电机的控制当中。是通过正弦电源供电使得交流电机产生理想的圆形磁链为目的。根据要求决定逆变器中开关管的开关状态，为使电机的实际的磁链能尽可能逼近理想的圆形轨迹，进而产生PWM波形。SVPWM的特点是直流电压利用率高，并且开关次数少，减少了开关损耗，进而减小了驱动电机的电流电压的谐波信号，便于实现数字化控制。在电压矢量合成时，给定电压矢量是由其所在扇区的两个相邻基本电压矢量合成，因此要计算作用在这两个基本电压上的时间。在确定基本电压作用时间后，需要合理安排基本电压空间矢量的作用顺序。其顺序的安排一般需要遵循尽可能减少开关管的关次数和相邻电压矢量的切换只能有一个桥臂的开关管动作两个原则。
四、磁场定向与解耦
在两相交流电机的矢量控制中Park变换与Park反变换是必不可少的。Park变换的定义是在dq坐标系下使d轴与转子磁链重合，让q轴超前d轴90度的电角度，并且使坐标系在空间以同步角速度旋转。这种坐标变换实现了将两相静止坐标系向两相旋转坐标系的转换。定子电流的励磁分量用于产生转子磁链与转矩分量无关。定子电流的励磁分量与转矩分量是解耦的。当转子磁链保持不变时，输出转矩与转矩分量成比例，因此可以分别控制励磁分量和转矩分量，实现单独控制电机的转矩和磁链。
五、两相交流电机的变频控制的发展趋势
到目前为止，电机的变频调速技术研究主要集中在三相交流电机上，对于单相电机变频调速技术的研究较少，尤其是对两相交流电机的研究。目前对单相电机变频调速的研究，是将单相电机去掉副绕组上的电容器而看作两相电机，副绕组不但参与启动工作而且参与运行工作，电机采用变频器供电，使得电机的起动电流小，起动转矩大。从国外来看，两相电机变频调速技术的研究是从上世纪90年代开始的，其研究内容主要包括两相电机逆变器的结构、逆变器的控制策略，以及电机的控制方法等方面。近几年来，关于两相电机变频调速技术的文章发表明显增加，其中研究矢量控制用于单相异步电机，研究了无速度传感器的单相异步电机矢量控制方面较多。两相交流电机变频调速技术研究在国内开始的时间晚，研究的也较少。从总体来看，两相交流电机变频调速技术的发展远远比不上三相电机的变频调速技术，对两相电机变频调速技术的研究目前还基本处于理论研究和实验开发阶段。
两相交流电机的变频控制有很多地方还需要进一步研究。一是仿真方面的完善：两相交流电机的变频控制系统往往只搭建了基于SVPWM控制两相交流电机变频调速系统，对于系统内部的具体模块没有做更好的处理。比如说为了使仿真系统更接近实际系统可以增设IGBT的死区时间。增加对两相交流电机的参数辨识可以大大提高系统控制精度。二是硬件方面的完善：系统可以增加温度保护电路，以免在运行时温度过高影响系统的可靠性。增加能耗制动，可以避免在停机时因电流过大而烧坏元器件。三是软件方面的完善：可以增加更多控制电机程序和按钮，比如加速程序及按钮，减少程序及按钮。另外，由于两相交流电机一般用于小功率、低成本的场合，研究无速度传感器的电机控制技术，可以大幅度降低系统的成本，提高两相电机调速系统在应用中的竞争力。
参考文献
[1] 刘超.异步电机矢量控制技术在抽油机井的应用[J].中外能源.2013（04）.
[2] 谢雅，黄中华，左金玉.三相交流异步电机矢量控制系统仿真建模[J].湖南工程学院学报（自然科学版）.2013（01）.
篇10
南通市2013届高三第一次调研中，有一道含二极管的交流电路的选择题，在答案公布后，教师间出现争议或疑惑.笔者对此加以归纳、分析，与同行交流.
题目如图1所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2=225，原线圈接u1=2202sin100πt (V)的交变电流，电阻R1=R2=25 Ω，D为理想二极管，则
A.电阻R1两端的电压为50 V
B.二极管的反向耐压值应大于502 V
C.原线圈的输入功率为200 W
D.通过副线圈的电流为3 A
在答案公布后，D选项出现了争议，有人认为D是错误的，典型解答有如下两种：
【第一种解答】根据理想变压器原、副线圈的电压比等于其匝数之比，即U1U2=n1n2，可得副线圈两端电压的有效值U2=50 V，所以通过R1的电流为2 A，交变电流通过二极管后，由于二极管的单向导电性，使得通过R2的交变电流变为如图2所示的图象.再根据交变电流有效值的定义可计算R2两端电压的有效值，
502R2×T2=U2RT,
所以U=252 V，从而得到IR2=2 A.
故可得通过副线圈的电流为
I2=IR1+IR2=(2+2) A.
【第二种解答】分时段计算：一个周期分两时间段，假设前半个周期二极管导通，后半个周期二极管截止.
前半个周期，R1、R2并联，总电流即通过副线圈的电流有效值为I1=4 A；后半个周期二极管截止，电路只有R1有电流，所以通过副线圈的电流有效值为I2=2 A.所以通过副线圈的交变电流如图3所示.
根据有效值的计算方法有：
I21RT2+I22RT2=I2RT,
得到I=10 A.
分析交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的.让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值.第一种解答根据功率计算通过R2的电流，且通过R2的电流2 A是对的，但认为通过R2的电流加上通过R1的电流就是通过副线圈的电流就错了.要计算通过副线圈的电流，要把二极管和电阻R2看成一个整体，电路结构不同了，有效值也就不一样了.第二种解答中，前、后半周期两种电路的结构不同了，不能用这样的方法解答了.所以上述两种结果是错的.出现这种错误解答的原因是没有对交变电流的有效值真正理解，即没有掌握物理本质，而是停留在套用公式、掌握题型的层次，这一现象必须引起我们物理教师在教学过程中的高度重视.其实D是正确的.
正确的解法：
方法一从总功率出发.
因为U2=50 V，所以R1的功率
PR1=U22/R1=100 W.
而R2的交变电流变为如图2所示的图象，所以R2只有一半时间在工作，所以R2的功率
PR2=50 W,
因此变压器的输出功率
P2=PR1+PR2=150 W.
再根据P2=U2I2，可得I2=3 A.
方法二我们也可以这样理解，电阻R2两端的电压有效值为25 V，通过R2的电流2 A.若把二极管和电阻R2看成一个整体，而此时它们两端的电压的有效值为50 V，所以整体电流有效值为
I′=50 W50 V=1 A,
即有副线圈的电流为I2=2 A+1 A=3 A.
拓展练习如图4所示的电路中，D为二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)，R1=R2=4 Ω，R3=6 Ω，当在AB间加上如图5所示的交变电压时，求1 s内电阻R2、R3所消耗的电能分别是多少？
提示：由于二极管的单向导电性，将会使R2上的电流为半波电流，故R2上电流的有效值为0.25 A，所以1 s内R2所消耗的电能为0.25 J.