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三相交流电路的工作原理及计算方法

来源:电子之家 作者:华仔 浏览:1154

标签:

摘要: 三相交流电路是由三相交流电源供电的电路。简称三相电路。由于三相电路输送电力比单相电路经济,三相交流电机的运行性能和效率也远较单相交流电机为优,因此目前世界上电力系统和动力用电都几乎无例外地采用三相制。

三相交流电路

三相交流电路是由三相交流电源供电的电路。简称三相电路。由于三相电路输送电力比单相电路经济,三相交流电机的运行性能和效率也远较单相交流电机为优,因此目前世界上电力系统和动力用电都几乎无例外地采用三相制。 

工作原理

 1.jpg

三相电源中各相电压超前或滞后的排列次序称为相序。若a相电压超前b相电压,b相电压又超前c相电压,这样的相序是a—b—c相序,称为正序;反之,若是c—b—a相序,则称为负序(又称逆序)。三相电动机在正序电压供电时正转,改成负序电压供电则反转。因此,使用三相电源时必须注意它的相序。但是,许多需要正反转的生产设备可利用改变相序来实现三相电动机正反转控制。

 

连接方式

2.jpg

通常有两种方式:一种是星形连接(Y形),另一种称为三角形连接(△形)。

从3个电源的始端a、b、c引出的3条导线称为端线(俗称火线)。任意两根端线之间的电压Uab、Ubc、Uca称为线电压。两种不同连接方式的接线图,线电压和相电压相量图如图2图3所示,线电压与相电压的关系见表所列。

星形连接时线电压为相电压的根号3倍,3个线电压之间的相位差仍为120°,它们比3个相电压各超前30°;星形连接有一个公共点(接线图中的点n),称为中性点三角形连接时线电压等于相电压,而且 3个电源形成一个回路,只有当三相电源对称并连接正确时(此时公式.jpg)才能保证电源内部没有环流。

三相交流电路计算方法

对称计算

对称三相电路中的三相电源、三相负载和三相端线都是对称的。三相端线对称是指三根输电用的导线阻抗完全相等。对称的三相电源和三相负载可以是星形或三角形连接,因为通过星形-三角形变换总可以将二者都变成等效的星形而成为Y-Y连接的对称三相电路(图4)。

3.jpg

应用节点电压法可求得图4中妧nN=0,所以对称三相电路只要计算其中一相的电压和电流,其他两相的电压和电流可根据对称性直接写出。中线电流IN=Ia+Ib+Ic=0;这说明Y-Y连接的对称三相电路的中线电流为零,因此中线存在与否对于对称三相电路并不产生任何影响。 这样一个只有3根导线的三相系统所能传送的功率与3个单相系统相同。但是,三相系统的线路损耗却只有3个单相系统的一半,原因是后者必须用6条输电导线

不对称计算

只要三相电源三相负载三相传输线三者之一不对称就是不对称三相电路。在实用中主要是三相负载不对称。 常见的不对称电路有3种:①向不对称星形连接负载供电的三相四线制电路;②向不对称三角形连接负载供电的三相三线制电路;③向不对称星形连接负载供电的三相三线制电路。在忽略传输线负载时,第一种电路的负载相电压仍是对称的,故可按3个单相电路分别进行计算(见星形连接);对于第二种电路,负载相电压也仍是对称的,故可先计算负载电流,再计算线电流(见三角形连接);对于第三种电路,负载中性点要位移,可根据求得的中性点电压计算三相负载的电压和电流(见中性点)。

厚膜电路

厚膜电路是指在同一基片上采用阵膜工艺(丝网漏印、烧结电镀等)制作无源网络并组装上分立的半导体器件、单片集成电路或微型元件而构成的集成电路。通常认为厚度为几微米至几十微米的膜为厚膜,制作厚膜的材料为导体、电阻、介质、绝缘和包封等五种浆料。厚膜集成电路工艺简便、成本低廉、能耐较大的功率,但它制作的元件种类和数值范围有一定限制。

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特点及应用 

与薄膜混合集成电路相比,厚膜电路的特点是设计更为灵活、工艺简便、成本低廉,特别适宜于多品种小批量生产。在电性能上,它能耐受较高的电压、更大的功率和较大的电流。厚膜微波集成电路的工作频率更是可以达到 4吉赫以上。  

厚膜电路适用于各种电路,特别是消费类和工业类电子产品用的模拟电路。带厚膜网路的基片作为微型印制线路板已得到广泛的应用。 

厚膜电路分类

按厚膜的性质和用途,所用的浆料有五类:导体、电阻、介质、绝缘和包封浆料。 

导体浆料用来制造厚膜导体,在厚膜电路中形成互连线、多层布线、微带线、焊接区、厚膜电阻端头、厚膜电容极板和低阻值电阻。焊接区用来焊接或粘贴分立元件、器件和外引线,有时还用来焊接上金属盖,以实现整块基片的包封。厚膜导体的用途各异,尚无一种浆料能满足所有这些用途的要求,所以要用多种导体浆料。对导体浆料的共同要求是电导大、附着牢、抗老化、成本低、易焊接。常用的导体浆料中的金属成分是金或者金-铂、钯-金、钯-银、铂-银和钯-铜-银。 

在厚膜导体浆料中,除了粒度合适的金属粉或金属有机化合物外,还有粒度和形状都适宜的玻璃粉金属氧化物,以及悬浮固体微粒的有机载体。玻璃可把金属粉牢固地粘结在基片上,形成厚膜导体。常用无碱玻璃,如硼硅铅玻璃 

厚膜电阻厚膜集成电路中发展最早、制造水平最高的一种厚膜元件,可以制造各种电阻。对厚膜电阻的主要要求是电阻率大、阻值温度系数小、稳定性好。

与导体浆料相同,电阻浆料也有三种成分:导体、玻璃和载体。但是,它的导体通常不是金属元素,而是金属元素的化合物,或者是金属元素与其氧化物的复合物。常用的浆料有铂基、钌基和钯基电阻浆料。

厚膜介质用来制造微型厚膜电容器。对它的基本要求是介电常数大、损耗角正切值小、绝缘电阻大、耐压高、稳定可靠。

介质浆料是由低熔玻璃和陶瓷粉粒均匀地悬浮于有机载体中而制成的。常用的陶瓷是钡、锶、钙的钛酸盐陶瓷。改变玻璃和陶瓷的相对含量或者陶瓷的成分,可以得到具有各种性能的介质厚膜,以满足制造各种厚膜电容器的需要。 

厚膜绝缘用作多层布线和交叉线的绝缘层。对它的要求是绝缘电阻高、介电常数小,并且线膨胀系数能与其他膜层相匹配。在绝缘浆料中常用的固体粉粒是无碱玻璃和陶瓷粉粒。

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67