直流交流及电机

AC是alternating current的缩写，意为交流电 DC是direct current的缩写，意思是直流电 1，直流谈不上比交流稳定，只是从波形上看好象有一点，你说直流电流只受电压电阻大小 影响，跟它类似交流电流只受电压阻抗大小影响，所以也差不多，而这里阻抗包括电阻、感抗和容抗，电动机直接测电阻是接近与0，但感抗是比较大的，所以不短路，如果接直流就基本上是直接短路了，电动机超负荷时就发热烧伤是电流太大，在其电阻上消耗的功率太大，产生了过多的热，类似地直流器件电流太大也一样会发热烧伤。 同步电机的转子磁场是直流激励得到的（也有永磁的），其旋转速度与定子磁场相同，转子旋转速度也与定子磁场相同，因此叫同步电机；异步电机的转子磁场则是交流激励得到的（可能是感生交流，也可能是从外部输入的交流），其旋转速度与定子磁场不同，转子旋转速度也与定子磁场不同，但转子磁场旋转速度与转子旋转速度之和一定等于定子磁场旋转速度；直流电机就很简单了，它的定子转子都是通直流，要换向器才能工作。 2，直流电与交流电的区别 把一节电池的头（正极）对着另一节的尾（负极）装在手电筒中，手电筒就亮了：如果倒过来，头对头或尾对尾，手电筒就不亮。这是因为电池所产生的电流总是朝一个方向流动，所以叫做直流电。  通过输电线或电缆送入家中的电，不是直流电，而是交流电。因为这种电流一会儿朝某个方向、一会儿又朝相反的方向流动。  尽管交流电“变化多端”，但它比起直流电来，有一个最大的优点，就是可以使用变压器，根据需要来升高或降低交流电电压。因为发电厂产的电，都要输送到很远的地方，供用户使用。电压越高，输送中损失越小。当电压升高到3.5万伏或22万伏，甚至高达50万伏时，输送起来就更加经济。无论什么地方要使用电，为适应其特定的用途，又都得把电压降低。例如家庭用电只要220伏，而工厂常用 380伏，等等。  直流电也有它的优点，在化学工业上，像电镀等，就非要直流电不可。开动电车，也是用直流电比较好。  为了适应各种电器的特定用途，也可把交流电变成直流电，这叫整流。一些半导体收音机或录音机上，都可用外接电源。通过一个方块形装置，把交流电变成直流电来使用。这个降压和整流用的装置，叫电源变换器。 3，直流电和交流电问题 直流电完全能解决家庭用电（比如车载电源，制冷，照明等）又比较安全，为什么还用交流电呢（经常出事故，电人等），另外交流电的电流流向在不断的变化，为什么火线总是火线呢？ 直流电虽然在某种情况下完全替代交流电使电器工作，但如果是家庭用直流电，那蓄电设备的电能用完了您还得为它充电，而家庭直流用电设备充电的能量还是来自于交流电；如果是要将电网的供电改为直流电，一是由于直流电不能用变压器来提高或降低电压，以求达到在输电线路上减少线路损耗等“目的”，或以最经济简单的方式变换成各种电器所需要的不同的工作电压；如电网要以“换能”等方式来输送不同电压的直流电，那投入的资金和设备和输送交流电相比，将会是一个巨大的数目，除非是有特殊需要才会那么做。  交流电的电流方向，在“单位时间”里是在不断改变方向的，而零线上始终“不带电”，那是因为在输变电设备中（变压器），零线是三相绕组（线圈）的三个线圈尾端的连接点，这个点称为“中性点”，在完全平衡的状态下，该点的电位为零，是不带电的，况且它在变压器输出端的接线方式上，零线还有一根接线和大地直通的接地线（用以防止负载不平衡时由于“零点电位漂移”而使零线带电），所以在用户端的零线，正常状态下对地的电位为0，是没有电的。  说到高电压使人“触电”的问题，如果人体和直流电源构成电气回路，那在其电压超过安全范围后，同样会使人触电，而交流电如果使用了符合要求的“隔离变压器”后，当人体触碰隔离变压器输出的任何一根线，只要不构成电气回路（电流的通路），那再高的电压也不会使人“触电”。 4，脉冲电源？ 5，直流输电与交流输电有何不同 2010-01-09 01:14:00　来源: 青年参考(北京)　 网易 本报特约撰稿　森堡继武广高速铁路正式运营（详见2009年12月15日本版）后，另一条横跨云贵高原的云广±800千伏特高压超级直流输电“超级高速公路”，也宣布全线带电升压成功，实现单极投产。这是世界直流输电史上一次具有标志性意义的事件，引起国际能源界的轰动。世界上首条达800千伏的直流线路在中国建成，标志着我国在世界电力领域成功占领了一个重要的制高点。 国外高度评价其示范意义 特高压直流输电在长距离、大容量输电方面优势明显，是近年国际电力工程的一大热点，更是解决未来经济发达地区日益增长电力需求的关键所在。特高压电网，是指1000千伏交流和±800千伏直流输电网络。如果说500千伏超高压输电线路相当于“高速路”，那么特高压、大容量、低损耗的800千伏直流输电线路，就相当于“超级高速公路”。 云广特高压直流输电工程跨越云南、广西、广东3省，前无经验可循，因而工程建设需要突破诸多技术问题，其中不少属于世界最前沿的技术。除部分换流变压器和直流场设备由德国西门子公司提供外，工程其余设备研制均由国内厂家、机构承担，综合自主化率超过60％。随着云广线输电线路的建成投产，南方电网将形成“八交五直”——共13条500千伏及以上的西电东送大通道，输电能力超过2300万千瓦，对南方地区经济发展的意义不言而喻。 云广线全线带电升压成功，引起了国际能源界的震动。西门子公司、法国能源公司阿海珐公司、美国《传输与配送世界》杂志、美国麻省理工学院的《技术评论》杂志，都在其网站显著位置进行了及时报道。国际媒体在报道时，还联系了最近巴西计划建设的、自东北亚马孙河流域至东南的超长直流输电线路，以及美国、加拿大两国计划中的蒙特利尔—新英格兰直流输电线路，高度评价了云广线的示范意义。 直流电与交流电的百年ＰＫ 交流电占据了电力输送的绝大部分份额，几乎成为电力输送的代名词。但在100多年前，用交流电这种“不断变化的怪异电流”供能，几乎是不可想象的，而直流电曾与交流电在电力传输领域一决雌雄，引起两位科技大师的激烈竞争。 很多电器的电源接口上标的ＤＣ、ＡＣ，分别指直流电和交流电。直流电指单向移动的电荷流，电流只沿一个方向流动，但电流大小可以不固定；交流电则指随时间进行周期性移动的电荷流，电压和电流都呈现周期性变化。 19世纪下半叶，“老实”的直流电是主流，当时主要的电能动力设备——电动机使用的都是直流电。有人试图让电动机使用交流电，结果发现，当电流改变方向时，磁场也改变了强度和方向，因此电动机根本无法运行。但致力于推广直流电供电网络的爱迪生也碰上了难题——长距离输电损耗造成成本上升。 到1882年，当时在爱迪生手下工作的年轻科学家特斯拉，成功造出小型交流电电动机，颠覆了交流电无法供能的结论。爱迪生虽极力阻挠，但已无法阻止在经济性和适用性方面更占优势的交流电，建立直流输电网络的雄心随之破灭。1895年，世界上第一座水力发电站——美国尼亚加拉发电站采用了交流电系统，宣告了交流电对直流电的胜利。 突破瓶颈卷土重来 虽然在与交流电的竞争中输得很惨，但作为曾被天才发明家爱迪生考虑过的输电首选，直流电的优势无法忽视。早时无法铺设直流电输电系统的重要原因是技术水平的阻碍，现代电子技术早已突破了当年的瓶颈，为直流电的卷土重来埋下了伏笔。 为保证大功率和低损耗，长距离输电一般采用超高压输电。1947年，美国贝尔实验室研制出世界上首个晶体管，可方便地应用于增高和降低电压，特别是对平稳的直流电犹为便利，大大降低了输电成本。 交流电的缺陷，在一些特殊场合让直流电钻了空子。交流输电线一般是架空线，但跨过海峡时要用水下电缆，穿过人口密集的城市时又要用地下电缆。水和大地都是导体，它们和电缆产生的“旁路电容”作用，将交流电“分流”掉了——就像水渠旁多了条支路，支路把流得快的水流拉过来，这样水的流动就受了影响。交流电的电流信号分为高频成分和低频成分，其中高频成分就相当于“流得快的水”。并且这个分流作用随着电缆增长而增大，最终可能大到交流电几乎送不出去的程度。这时交流输电已无实际意义，直流电成为惟一的选择，因为直流电十分稳定，没有“快慢”之差，旁路电容对它没有影响。 直流电目前仍是“替补” 直流电的最大优势是简单易行。交流电的电压和电流不断随时间变化，易出现较难驾驭的情况，如交变电场产生的电磁辐射会对周边环境造成很大影响。总的来说，交流电需要精确控制的因素比直流电多得多，在一定程度上也造成了电网的复杂性和不易控制性。 相比之下，直流电的优势主要有以下方面： 1．线路造价低：对于架空线路，交流输电通常采用3根导线，而直流单极只需1根，双极只需两根，更为经济，因此采用直流电缆的大城市越来越多。 2．损耗小：直流线路没有无功损耗。而且直流架空线路没有“趋肤效应”（交变电流通过导体时，电流集中在导体面流过的效应），其电晕损耗（由气体介质造成的损耗）和无线电干扰，均比交流架空线路要小。 3．电网运行更稳定：直流本身带有调制功能，可根据系统的要求作出反应，运行更稳定。 目前直流输电仍存在成本过高的问题。现代的直流输电，只在输电这个环节是直流，发电仍是交流，可以说，直流电仍是交流电的“替补”。在输电线路的起端有换流设备将交流变换为直流，到线路末端再将直流变回交流。目前这种换流设备存在制造难、价格高等问题，有待研究解决。另外，直流输电还存在如直流断路器复杂、庞大等的技术问题。未来随着这些问题的解决，直流输电的地位有望进一步提高。 6，关于爱迪生的直流电与特斯拉的交流电之争 说到执行死刑，中国人习惯说“枪毙”，美国人习惯说“坐电椅”，这是有道理的。因为电椅是美国人发明的，世界上除了菲律宾以外，就只有美国使用这种办法来处决死刑犯。 　　美国原先也和其他国家一样用绞刑。1887年，有个死刑犯吊了好长时间才死，受尽了折磨。这件事被记者报道出来后，纽约州政府成立了一个委员会，责成他们找出一种更加人道的方法。 　　此事发生几年前，有个牙医目睹了一起触电事故，有个醉汉无意中摸了电门，被电死了。他把这件事告诉了自己的朋友，正巧这个朋友是纽约州的参议员，于是，电击法成了最佳选择。 　　这个方法有个问题:到底用交流电呢，还是直流电？要知道，直流电是著名发明家托马斯·爱迪生的领地。1882年，他的“爱迪生电器公司”正式开始在美国各大城市推广直流电电网，试图把直流电作为行业。但是，爱迪生遇到了一个强有力的挑战者，他就是被后人誉为电磁学领域“鬼才”的尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）。特斯拉出生于克罗地亚，后移民美国。他受过良好的教育，尤其擅长数学。初到美国时他被推荐到爱迪生的电器公司，在那里他做出了好几项重大发明，但爱迪生没有付给他相应的报酬，于是特斯拉辞职单干，并于1886年研发出了交流电。 上过中学物理课的人都知道，交流电最大的好处就是可以方便地变换电压，电压越高，传送电力时的电流就越低，热量消耗也就越低。特斯拉发明的“三相交流电输电线路”在传输电力的效率上比直流电要好很多，最终这项技术被威斯汀豪斯电气公司买下，成为爱迪生直流电网最大的竞争对手。 　　爱迪生当然要反击。于是，当他听说纽约州政府正在考虑用电椅的时候，本来不支持死刑的他突然改变了主意，大力推荐使用交流电。你想啊，如果交流电成了电椅的“行业标准”，谁还愿意用它来做饭烧水呢？ 　　为了达到自己的目的，爱迪生动用了一切手段宣传交流电比直流电更危险。他雇用中学生抓捕了很多流浪猫狗，然后用交流电当众把它们电死。这些血淋淋的情景被报道出来后，确实引起了很多市民的恐慌，天平渐渐向爱迪生这边倾斜了。 　　1889年，纽约州政府终于决定使用交流电，并责成一位名叫哈罗德·布朗（Harold Brown）的电器工程师制作史上第一把电椅。这个布朗其实是爱迪生的雇员，他是被爱迪生秘密雇来研究电击的。但是，威斯汀豪斯公司拒绝把自己的交流电发电机卖给纽约州政府，爱迪生便指使布朗伪造了一份合同，把3台发电机先运到南美某个不存在的大学，再转运回纽约。 　　同年，有个名叫威廉·凯姆勒（William Kemmler）的倒霉蛋用斧子砍死了自己的老婆，被判处死刑。眼看纽约州政府打算用他来“试椅”，威斯汀豪斯公司决定出钱雇用律师为他辩护。但爱迪生知道此事后，也出钱雇用律师进行反辩护。最终爱迪生赢了，凯姆勒被判死刑。 　　死刑定在了1890年8月6日执行。第一次通电用的是1000伏交流电，一共持续了17秒，凯姆勒表情痛苦地挣扎半天之后，居然没有死。原来执行者没有经验，使用的电压过低。于是，可怜的凯姆勒又被执行了第二次死刑，这一次用了2000伏。据旁观者说，凯姆勒的身上着火了，行刑室里充满了烤肉的味道。 这一次，凯姆勒终于死了。 第一次行刑的挫折并没有阻碍电椅成为美国使用最广泛的死刑执行方法，但后来这个方法还是因为不够人道，逐渐被注射法代替。 　　那么，交流电真的比直流电更危险吗？实验表明，电通过人体时会产生热量，把人体组织烧坏，直流电和交流电在这个方面的威力是相同的。但是，交流电还有另一个杀人的招数——引发心室颤动（Ventricular Fibrillation），中断血液循环，致人死亡。原来，心脏是人体中唯一一个需要进行不间断有节律收缩的器官，心肌收缩的频率是由一群特殊的“节律细胞”发出的电信号来控制的。我们所熟悉的心电图测量的正是这种电信号。 　　研究表明，如果使用交流电，只需要60毫安的电流通过胸腔就能干扰电信号，引发心室颤动，而使用直流电的话，则需要300～500毫安才行。 　　当然，爱迪生并不知道这些，他唯一的目的就是妖魔化交流电，打垮威斯汀豪斯。为了宣传交流电的危害，他甚至于1903年亲自电死过一头大象，还雇人把这一过程拍了下来，广为播放。 　　但是，交流电的好处并不因为爱迪生的诋毁而被忽视。不久之后，甚至连爱迪生自己的电器公司都决定改用交流电，并去掉了公司名称前面的“爱迪生”，最终变成了著名的“通用电气”（GE）。 　　爱迪生为什么如此固执呢？最主要的原因就在于他数学不行。爱迪生只上过3个月的学，他所做的发明全是凭自己的经验和勤奋。但是，交流电和直流电非常不同，要想真正理解交流电的工作原理，必须精通高等数学，这恰恰是爱迪生的弱项，于是他始终都未能真正理解交流电的好处究竟在哪里。 　　据说在爱迪生死后，美国媒体都不惜笔墨赞美他的功绩，只有他的对手特斯拉提出了不一样的观点。“他（爱迪生）用的方法的效率非常低，经常做一些事倍功半的事情。”特斯拉说，“他如果知道一些起码的理论和计算方法，就能省掉90%的力气。他无视初等教育和数学知识，完全信任发明家的直觉和建立在经验上的感觉。” 但是，聪明的特斯拉日子也不好过。由于性格怪僻，不善经营，特斯拉没有从自己的发明中赚到什么钱，最后死于贫困潦倒之中。 7，三相交流电vs 单相交流电？三相交流电如何变单相交流电？ 8，跳线 中文名称：跳线 英文名称：jumper;jumper wire 定义1：电力线路两段之间不承受张力的电气连接用短导线和电力金具的组合。 所属学科：电力（一级学科）；输电线路（二级学科） 9，热电偶vs热电阻 首先，介绍一下热电偶，热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件，他的主要特点就是测吻范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好，更能够远传 4-20mA电信号，便于自动控制和集中控制。热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回 路中将产生热电势，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克效应。闭合回路中产生的热电势有两种电势组成；温差电势和接触电势。温差电势是指同一导体的两端因 温度不同而产生的电势，不同的导体具有不同的电子密度，所以他们产生的电势也不相同，而接触电势顾名思义就是指两种不同的导体相接触时，因为他们的电子密 度不同所以产生一定的电子扩散，当他们达到一定的平衡后所形成的电势，接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及他们接触点的温度。目前国际上应用 的热电偶具有一个标准规范，国际上规定热电偶分为八个不同的分度，分别为B，R，S，K，N，E，J和T，其测量温度的最低可测零下270摄氏度，最高可 达1800摄氏度，其中B，R，S属于铂系列的热电偶，由于铂属于贵重金属，所以他们又被称为贵金属热电偶而剩下的几个则称为廉价金属热电偶。热电偶的结 构有两种，普通型和铠装型。普通性热电偶一般由热电极，绝缘管，保护套管和接线盒等部分组成，而铠装型热电偶则是将热电偶丝，绝缘材料和金属保护套管三者 组合装配后，经过拉伸加工而成的一种坚实的组合体。但是热电偶的电信号却需要一种特殊的导线来进行传递，这种导线我们称为补偿导线。不同的热电偶需要不同 的补偿导线，其主要作用就是与热电偶连接，使热电偶的参比端远离电源，从而使参比端温度稳定。补偿导线又分为补偿型和延长型两种，延长导线的化学成分与被 补偿的热电偶相同，但是实际中，延长型的导线也并不是用和热电偶相同材质的金属，一般采用和热电偶具有相同电子密度的导线代替。补偿导线的与热电偶的连线 一般都是很明了，热电偶的正极连接补偿导线的红色线，而负极则连接剩下的颜色。一般的补偿导线的材质大部分都采用铜镍合金。 其次我们介绍一下热电阻，热电阻虽然在工业中应用也比较广泛，但是由于他的测温范围使他的应用受到了一定的限制，热电阻的测温原理是基于导体或半导体 的电阻值随着温度的变化而变化的特性。其优点也很多，也可以远传电信号，灵敏度高，稳定性强，互换性以及准确性都比较好，但是需要电源激励，不能够瞬时测 量温度的变化。工业用热电阻一般采用Pt100，Pt10，Cu50，Cu100，铂热电阻的测温的范围一般为零下200-800摄氏度，铜热电阻为零下 40到140摄氏度。热电阻和热电偶一样的区分类型，但是他却不需要补偿导线，而且比热点偶便宜。 10，热电偶的应用原理   热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是： 1​ 测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。   ②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-271--+2800℃如金铁镍铬和钨-铼。   ③构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。 1、热电偶测温基本原理是将两种不同材料的导体或半导体焊接起来，构成一个闭合回路。由于两种不同金属所携带的电子数不同，当两个导体的二个执着点之间存在温差时，就会发生高电位向低电位放电现象，因而在回路中形成电流,温度差越大，电流越大，这种现象称为热电效应，也叫塞贝克效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。 2、热电偶的种类及结构形成（1）热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所谓标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶 我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一型热电偶。 (2)热电偶的结构形式 为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下： ① 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； ② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； ③ 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠； ④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。 3、热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵 金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热 电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷 端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到 仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。一般显示、控制都有温度自动补偿系统，不需要担心。仪表在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度一般不超过100℃，特殊工况下，可以选用热电偶延长线，即导线材质和热电偶电极材质一致的导线连接，根据热电偶的中间导体定律，这种补偿导线温度不受限制。