把一种交流电

第3章 试题库

一、填空题（建议较易填空每空0.5分，较难填空每空1分）

1、正弦交流电的三要素是指正弦量的 、 和 。

2、反映正弦交流电振荡幅度的量是它的 ；反映正弦量随时间变化快慢程度的量是它的 ；确定正弦量计时始位置的是它的 。

3、已知一正弦量i?7.07sin(314t?30?)A，则该正弦电流的最大值是 A；有效值是 A；角频率是 rad/s；频率是 Hz；周期是 s；随时间的变化进程相位是 ；初相是 ；合 弧度。

4、正弦量的 值等于它的瞬时值的平方在一个周期内的平均值的 ，所以 值又称为方均根值。也可以说，交流电的 值等于与其 相同的直流电的数值。

5、两个 正弦量之间的相位之差称为相位差， 频率的正弦量之间不存在相位差的概念。

6、实际应用的电表交流指示值和我们实验的交流测量值，都是交流电的

课题：知道正弦交流电的基本常识

一、教学目标

1、了解正弦交流电的产生。

2、理解正弦量解析式、波形图、三要素、有效值、相位、相位差的概念。 3、掌握正弦量的周期、频率、角频率的关系掌握同频率正弦量的相位比较。

二、教学重点、难点分析

重点：

1、分析交流电产生的物理过程。使同学了解线圈在磁场中旋转一周的时间内，电流的大小及方向是怎样变化的。

2、掌握正弦量的周期、频率、角频率的关系，掌握同频率正弦量的相位比较。

3、交流电有效值的概念。

三、教学方法

讲授法 难点：

1、交流电的有效值。

五、课时计划：2课时 六、教学过程

Ⅰ.知识回顾

提问：什么条件下会产生感应电流？根据电磁感应的知识，设计一个发电

机模型。

学生设计：让矩形线框在匀强磁场中匀速转动。 II.新课

一、交流电的基本概论

1、交流电:大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流统称交流电 2、正弦交流电：随时间作正弦规律变化的交流电称为正弦交流电。 3、正弦交流电的瞬时值

e＝Esin(ωt＋φ.) u＝Usin(ωt＋φ.) i＝Isin(ωt＋φ.)

二、正弦交流电的周期、频率和角频率

如图2所示，为交流电发电机产生交流电的过程及其对应

目 录

第1章 交流电机PLC控制工艺流程分析 .............................................................. 1

1.1交流电机PLC控制过程描述 ......................................................................... 1 1.2交流电机PLC控制过程工艺分析 ................................................................ 1 第2章 交流电机PLC控制系统总体方案设计 ...................................................... 5

2.1系统硬件组成................................................................................................... 5 2.2控制方法分析.......................................................

第四章 交流电机绕组的基本理论

4．1 交流绕组与直流绕组的根本区别是什么？ 交流绕组：一个线圈组彼此串联

直流绕组：一个元件的两端分别与两个换向片相联

4．2 何谓相带？在三相电机中为什么常用60°相带绕组而不用120°相带绕组？

相带：每个极下属于一相的槽所分的区域叫相带，在三相电机中常用60相带而不用120相带是因为：60相带所分成的电动势大于120相带所分成的相电势。 4．3 双层绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有什么关系？ 双层绕组：amax?2P 单层绕组：amax?P

4．4 试比较单层绕组和双层绕组的优缺点及它们的应用范围？

单层绕组：简单，下线方便，同心式端部交叉少，但不能做成短匝，串联匝数N小（同

样槽数），适用于?10kW异步机。

双层绕组：可以通过短距节省端部用铜（叠绕组）或减少线圈但之间的连线（波绕），更重要的是可同时采用分布和短距来改善电动势和磁动势的波形，因此现代交流电机大多采用双层绕组。

4．5 为什么采用短距和分布绕组能削弱谐波电动势？为了消除5次或7次谐波电动势，节距应选择多大？若要同时削弱5次和7次谐波电动势，节距应选择多大？

绕组短距

考点5 交流电

考点5.1 交变电流的产生和描述

1.交变电流

定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流. 2.交变电流的产生

(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动. (2)两个特殊位置的特点：

ΔΦ

①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变.

ΔtΔΦ

②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变.

Δt(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次. (4)交变电动势的最大值Em＝nBSω.

3.交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)

规律 函数表达式 物理量 磁通量 Φ＝Φmcosωt＝BScosωt 电动势 e＝Emsinωt＝nBSωsinωt 电压 u＝Umsinωt＝REmsin ωt R＋r图象 电流 1.

i＝Imsinωt＝Emsin ωt R＋r 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电

流，下列说法中正确的是( C )

- 1 -

A．线圈每经过中性面一次，感应电流方向改变一次，感应电动势方向不变 B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次

C．线圈平面每经过中性面一

一、填空题

1. 三相异步电动机最大电磁转矩与转子回路电阻成（ ）关系，临界转差率与转子回路电阻成（ ）

关系。

2. 当1>s>0范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为（ ）；s在（ ）范围

内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为制动性质转矩。

3. 一台6极三相异步电动机接于50HZ的三相对称电源；其s=0.05，则此时转子转速为（ ）r/min。 4. 当s在（ ）范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为（ ）；在（ ）

围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为（ ） 5. 异步电动机的机械特性是指（ ）与（ ）关系

6. 采用Y-YY连接方式的变极调速的异步电动机属于（ ）调速方式，它适用于（ ）负载。 7. 采用△-YY连接方式的变极调速的异步电动机属于（ ）调速方式，它适用于（ ）负载。

8. 拖动恒转矩负载进行调速时，应采用（ ）调速方式，而拖动恒功率负载时应采用（ ）调速方式。 9. 变频调速的异步电动机，在基频以

电工学习题－交流电路

22007 二端网络如图22007所示，已知u?75sin?tV,i?10sin(?t?30?)A，试求有功功率P、无功功率Q及功率因素cos?。

iu二端网络

图22007

22009 电路如图22009所示，已知I＝20A，U＝220V，U2＝140V，电源输出有功功率

P＝4kW。试求R1、R2及X1。

I?R1?X1R2UU2?

图22009

22010 电路如图22010所示，试求电路的有功功率P、无功功率Q及功率因素cos?。

I?U?100/0V??I13?4??I22??

图22010

22012 电路如图22012所示，已知Z1?2?j3?,Z2?5/30?,Z3?5/?90?，试

??求电路的有功功率P和功率因数cos?。

?Z1?U?100/0VZ2Z3

图22012

22021电路如图2-2021所示，已知R1?R2?R3?10?，

L?31.8mH，C?318?F，f?50Hz，U1?10V，试求并联之路端电压U2及电路的P、Q、S及cos?。

I?I?1R3I?2RU?R23U?2LC2?2021

如果从线圈转过中性面的时刻开始计时，那么线圈平面与磁感应强度方向的夹角为?t，如图5-1-2所示

线圈中产生的瞬时感应电动势按正弦规律变化，

e?nBS?sin?t o?bN交流电

§5。1、基 本 知 识

5．1．1、交流电的产生及变化规律

如图5-1-1所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动，闭合电路中产生交流电。

adsoR图5-1-1

??msin?t

??nBS?，称为感应电动势的最大值。 式m

电路中的电流强度也按正弦规律变化，

i?

?mR?rsin?tR?r，称为交流电流的最大值。式中

外电路的电压按正弦规律变化，

u?Im??m?Imsin?t

?mRR?r?sin?t

?Umsin?t

?RUm?mR?r，称为交流电压的最大值。 式中

5．1．2、表征交流电的物理量

（1）周期和频率

周期和频率是表征交流电变化快慢的物理量。一对磁极交流发电机中的线圈在匀强场中匀速转动一周，电流按

d中性面Bo?ta??t图5-1-2

高中物理竞赛电学教程 第五讲交流电

正弦规律变化一周。我们把电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交流电的周期T，单位是秒。我们把交流电在1秒钟内完成周期性变化的次数，

实验二 交流电力牵引系统实验

一．实验目的

1.了解交流传动系统的结构，调速特性及其对电网的影响； 2.了解脉冲整流器的原理和控制方法；

3.了解交流牵引系统牵引和制动原理和不同的控制方法； 4.了解交流传动控制系统的设计方法和实验方法； 5.了解交流传动和直流传动的优点。

二．实验内容

1.脉冲整流器和逆变器牵引和制动原理验证； 2.交流传动系统对电网的谐波和无功污染分析；

三．实验原理及线路

1．交直交牵引传动系统工作原理

交直交牵引传动系统原理图如图2-1所示。

LC

图2-1 交直交牵引传动系统原理图

从图中可见，交直交牵引传动系统主要由整流器、逆变器和中间直流环节三大部分组成。

整流器为脉冲整流器（也称四象限整流器），作用是将输入的交流电转换为直流，同时通过控制脉冲整流器的输入侧电压，使输入脉冲整流器的电流与电网电压同相位，达到整个系统的功率因数为1的目的，从而使整个交直交牵引控制系统满足电网谐波和功率因数的要求。

中间储能环节为电容储能，为逆变器提供支撑直流电压，此类型的交直交牵引传动系统也叫做电压型交直交牵引传动系统。

逆变器为三相电压型逆变器，采用矢量控制方法，将直流电变换成电压和频

率均可调的交流电，为感应电机供电，

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

2008-9-19

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院一、交流电机的调压调速

—交流电机调速理论与方法—

3 pU12 r '2/ S T= 2π f1[(r1+ r '2/ S ) 2+ ( x1+ x '2 ) 2]

普通异步电机机械特性

高转子电阻异步电机机械特性

相控技术：通断控制：

应用较多

谐波多

要求：α应大于φ,宽脉冲

每次接通均为重合闸，大电流冲击2

2008-9-19

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院适合拖风机、水泵类负载负载转矩：电机转矩：

—交流电机调速理论与方法—

TL∞n 2∞(1 S ) 2I 2 2 R2 T∞ S

I 2∞(1 S ) S/ R2

调压调速系统应加负反馈

“—”

TL’: TL↑→n↓→ufn↓→ TL’’: TL↓→n↑→ufn↑→2008-9-19

Δ U↑→Uk↑→α↓→U1↑ΔU↑→Uk↓→α↑→U1↓“+”3

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院

—交流电机调速理论与方法—

轻载调压节能“大马拉小车”:

轻载，i↓→ pcu↓ U不变→ pFe基本不变轻载时降压： U↓→ pFe↓→η↑,cosφ↑

η↓,cosφ↓

4 200