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電學(xué)文章
從交流電源變直流電源電壓會(huì)產(chǎn)生什么樣的變化

發(fā)布時(shí)間: 2021-08-25   瀏覽次數(shù):   作者:邁昂科技

這與叫交流電壓值的說(shuō)法有關(guān)系。我們通常情況下說(shuō)的是380V/220V交流電壓,可是這個(gè)電壓是有效值,而不是交流電壓的峰值。


比如說(shuō),通過(guò)橋式電路將220V交流電源整流為脈沖直流,濾波電容器的電壓值為空載交流電源的峰值電壓。


交流電壓的有效值是轉(zhuǎn)換為等效方波的正弦波的幅度。


Vrms是交流電的有效值,Vpk是交流電的峰值。

計(jì)算后即可獲得結(jié)果:


上述是單相橋式整流電路的波形圖和計(jì)算結(jié)果,但這是未施加負(fù)載時(shí)的整流電壓值,假如加上負(fù)荷值電壓會(huì)降低。

讓我們了解一下對(duì)三相橋式整流器進(jìn)行接線后獲得的直流電波形圖:


三相380V交流電,相電壓仍為220V,線電壓為380V,此時(shí),基于線電壓計(jì)算橋式整流電路負(fù)載所承受的最大壓降,最大壓降為380Vx1.4=532V

可是,在實(shí)際應(yīng)用中,是需要帶負(fù)載的,因此通常情況下需要計(jì)算整流后獲得的直流有效值。計(jì)算方法與三相電源的有效電壓相同,計(jì)算平均電壓。


計(jì)算結(jié)果為U(有效電壓)=2.34U(相電壓)=1.35U(線路電壓)。

這是因?yàn)?,在用電容器?duì)正弦交流電壓進(jìn)行整流和濾波后,它是有效值的√2倍或1.4倍,是空載時(shí)交流電壓的最大值(峰值)。


接下來(lái)是對(duì)全波整流濾波器仿真電路和波形的簡(jiǎn)要分析。


圖中的電源是正弦交流電壓源。為了直觀,簡(jiǎn)便地計(jì)算,設(shè)定電壓參數(shù)的有效值為100V,但最大值也稱為峰值√乘以100V的有效值的2倍。即100x√2=100x1.414=141.4(V)。用二極管進(jìn)行全波整流后,以100Hz的頻率獲得左側(cè)的脈動(dòng)DC電壓波形。


    此時(shí),使用數(shù)字萬(wàn)用表的DC電壓文件,測(cè)得的負(fù)載電阻兩端的電壓既不是141.4V,也不是100V,可是此波形一個(gè)周期的平均值是100×2√。2/π≈90V。僅當(dāng)開關(guān)k閉合且連接47uF濾波電容器時(shí),負(fù)載電阻兩端才能獲得紋波較小的直流電壓,如右圖所示。此時(shí),電壓值幾乎等于正弦交流電壓的最大值(峰值),即100x1.414=141.4V,這在用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量時(shí)非常接近該值。

 
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