交流电源十篇

交流电源篇1

2、测量12V直流和交流电源的区别。如果用数字万能表测量的话，使用20V的交流电压和20V的直流电压这两个档来分别测量的话会有不同的结果。

如果是使用简单的测量方法的话，用感应电笔进行测量的话，12V的交流电源会有一定的显示，但是12V的直流电源是没有显示的。

3、使用方面。在使用上直流电源通常适用于电子产品，因为它的电压是稳定的，而且没有噪音。但是交流电源是要经过一定的方法变成直流电才能用在电子产品上的。

4、图型的不同。直流电源交流电源都有着自己的图型表示方法，直流电的图型就是一条直线表示，在理想的情况下，电压是恒定的。而交流电源的图型是波浪形的，它的电压在每个时刻都是不一样的，电压具有一定的周期性，但是这种电压的变化我们在看灯泡的亮度变化时是不能用肉眼看出来的。

交流电源篇2

引言

本文所描述的交流稳流逆变电源应用于低压电器长延时热脱扣试验，适用于对断路器、热继电器等低压电器作长延时特性的校验和测试。为保证温升试验的准确性，测试正弦电流必须稳定、精确。根据国家标准GB14048.2－94要求，长延时热脱扣试验的电流误差≤±2％，正弦波失真度

目前国内大多数采用的长延时热脱扣试验方案是通过变压器直接对断路器施加一个电压以获得测试电流[1]。在测试过程中，由于电网电压的波动、载流电路中引线电阻变化、负载本身电阻发热变化，使测试电流随之变动，难以满足国家标准的要求。本文介绍了一种新型的交流稳流逆变测试电源，具有工作稳定可靠、输入功率因数高、输出精度高、波形失真度小、效率高的优点。

1 交流稳流逆变电源体系结构

功率主电路采用AC/DC/AC结构，如图1所示。前级为功率因数校正（PFC）电路，由Boost变换器构成，用于提高网测功率因数、降低网侧电流的THD值，并为逆变部分提供一个合适的直流母线电压。后级的全桥逆变电路完成正弦波逆变、快速调压稳流功能。逆变输出的高频SPWM波经过LC滤波，得到平滑正弦波。由于负载电阻小，电压低，电流大（15～160A连续可调），采用升流变压器进行降压增流，可以使逆变电路主开关管的选取容易许多。由图1中可以看出，该逆变器实际上是一个电压型电流源，即通过对逆变桥输出电压的快速调节来实现恒流输出。

交流稳流源采用全桥SPWM逆变电路，并工作于倍频单极性模式下，这样逆变桥在不增加开关损耗的情况下，其输出电压的频率比开关频率再提高一倍，而且谐波含量较小，可以简化输出LC滤波电路，也有利于减小波形的失真度。

数字部分由MCS－51单片机电路组成，具有两个功能：其一，作为人机接口界面，带有键盘输入和液晶显示模块，实现给定值设定、负载电流显示等功能；其二，单片机与控制电路接口，实现标准正弦波的给定、逆变电路的软启动、电路时序控制、负载检测等诸多功能。

2 逆变电路控制系统的建模与分析

交流稳流逆变器的负载是纯阻性负载，增流变压器和负载可视为一等效电阻R。则逆变器输出滤波电感L、滤波电容C和R构成二阶振荡环节，其阻尼比为

满载时R最大，ξ最小，系统最不稳定；而轻载时R变小，ξ变大，系统较易稳定；所以，闭环稳定性的设计主要考虑R较大时的情况。

本文中采用了带有电感电流瞬时值反馈的双环控制策略，这是因为电感电流等于电容电流与负载电流之和，一方面可对输出电压进行超前控制，以取得比较好的动态特性；另一方面电感电流中包含了负载电流，在输出负载极小的情况下，也能对输出电流进行有效控制[2][3]。稳流源逆变器的控制系统原理图如图2所示，由小信号模型获得的传递函数框图如图3所示。

由图3可知，系统的开环传递函数为

系统的闭环传递函数为

则开环系统的零、极点分布为

式中：R为等效负载电阻；

KiR为外环反馈系数；

KiL为内环反馈系数；

n为输出变压器原副边变比；

Km为全桥逆变电路放大系数；

Ka为内环比例补偿增益；

Kp＋1/τs为外环PI补偿传递函数。

由式（6）可知，当RL/(KiLKaKmC＋时，此时等效负载R较大，系统极点sp2,3为一对共轭复数，系统根轨迹如图4所示（R3，R4对应的根轨迹）。根轨迹的渐近线σa=。对于无电感电流瞬时值反馈的系统，其根轨迹如图5所示。可以看出，根轨迹以虚轴为渐近线趋向于±∝，相应在控制上必会引起输出电流的振荡，系统不易稳定。而引入电感电流反馈后，根轨迹如图4所示，系统的稳定性增强，动态性能也得以提高。

在不同负载条件下式（2）和式（3）对应的波特图分别如图6和图7所示。由图6可以看出，系统是稳定的，并且系统的相位余量>50°。由图7可以看出，系统的幅值响应接近1/KiR，在50Hz的频率处，输出电流和给定电流信号之间的相移几乎为零，因此，输出电流能很好地跟随参考信号。高的转折频率和宽的频带能保证系统具有良好的动态性能。

3 一些其它的设计考虑

作为电流源必须考虑输出开路的情况。由于本文中的交流稳流源实质上是一个电压型电流源，即通过快速调节输出电压来实现输出稳流。当输出开路时，输出电压会迅速上升到到直流母线电压附近，而不会像电流型电流源那样升得很高。尽管如此，负载开路时，输出电压仍会迅速上升，并引起输出电压以LC谐振频率进行振荡，这两者均会导致输出波形严重畸变；此外，当输出负载重新接上时会引起输出瞬态过流。因此，系统必须进行过压保护，当输出电压超过设定值时迅速切断逆变器输出。

图8

众所周知，在SPWM全桥逆变器中必然存在着直流偏磁，会导致铁心饱和，不仅加大了变压器的损耗，降低了效率，增大了噪声，严重时会导致励磁电流迅速增大，使功率开关管因过流而损坏。本文采用如图8所示的纠偏电路来抑制直流偏磁，即由LEM器件采样逆变输出滤波电感电流，检出直流电流分量，与零电压比较得到误差，积分后叠加到正弦给定上，实时校正变压器的直流偏磁。其优点在于与电感电流反馈共用一个检测器件，节省费用；当发生直流偏磁时，变压器励磁电流以指数规律迅速增大，比检测电压纠偏的方法灵敏。

4 实验结果

交流稳流逆变电源的规格和控制电路参数如表1所列。逆变器最大输出电流20A，经输出变压器增流后可达200A，以满足对低压电器的大电流测试要求。

表1 稳流逆变电源的规格和参数

参数

数值

输入电压Vd

380V

输出电流io（可调）

0～20A

最高输出电压Vom

250V

满载功率

5000W

输出频率

50Hz

开关频率

20kHz

S1～S4

1MB150N－060

变比n

10

L

5mH

C

5μF

KiL

0.2

KiR

0.025

Ka

3

Kp

5

Km

100

τ

交流电源篇3

    目前,变配电站综合自动化装置(微机保护)是利用操动机构的分励线圈来进行事故跳闸,操作电源一旦发生故障,继电保护就会拒动.所以变配电站综合自动化装置(微机保护)用于交流操作时,操作电源必须可靠,需要选用带蓄电池的不间断电源.如果操作电源取自电压互感器的二次侧或控制变压器做操作电源,无法保证供电的可靠性,那么事故跳闸必须采用电流脱扣器.发生短路事故时要进行大电流切换,需要采用专用继电器,接点容量必须进行校验.电流脱扣器动作可靠性也必须进行校验.因此,把变配电站综合自动化装置(微机保护)保护跳闸出口(X-11,12,13,14)配用专用大容量继电器KA,增加一对常开干接点,就可以采用去分流式电路,利用电流脱扣器进行事故跳闸.大容量的跳闸接点采用带电保持,断电释放的可靠方式,使得电流脱扣器可靠跳闸.保护原理见图3.图3中微机综合保护JZB的设计在章节3“交流操作电源的微机综合保护设计”中阐述.

    2交流操作回路设计方案的优点

    由一次供电系统给交流操作电源供电,可靠性和稳定性不如直流系统,但交流操作电源系统也具有成本低或性能可靠及接线简单的优势.一套智能接口的直流电源需15万元以上,这对于农村、小工矿企业的设备更新和改造是一笔巨资,以交流操作系统取代直流操作系统节省了大量资金.如果用节省下来的资金购买8~12回路出线的微机综合二次保护装置,是非常经济的,同时也大大提高了系统的可靠性;交流操作电源可使二次回路简化,维护方便.交流操作不需要专门的电流变换装置,且二次回路简单,发生故障少,日常运行维护方便[6].交流操作电源主要适合以下场合:中小型水电站;中小型工矿企业变配电站;农村的小型变电站;建筑电气中的变配电所;煤矿系统输煤系统生产线等用电系统[7].

    3交流操作电源的微机综合保护设计

    (1)基本保护功能配置.三段式电流保护(电流速断,限时电流速断,定、反时限过电流);电流闭锁低电压保护;零序电流保护;PT断线报警;接地故障报警;控制回路断线告警.(2)额定交流参数.装置电源:AC220V;交流电压100V;交流电流5A或1A;额定频率50Hz;功率消耗:直流回路正常工作不大于15W,动作时不大于25W;交流电压回路每相不大于0.5VA.交流电流回路:额定电流为5A时,每相不大于1VA;额定电流为1A时,每相不大于0.5VA.接点容量:信号回路为AC220V/5A;跳合闸出口回路为AC380/5A;速断跳闸出口回路为AC380/15A.电源电压范围:DC220V,允许偏差:-20%~+15%;DC110V,允许偏差:-20%~+15%;AC220V允许偏差:-50%~+20%;AC110V,允许偏差:-50%~+20%.(3)交流开入回路设计.采用专用双向光耦并对电路参数进行合理设计后,装置对交流开入的检测速度更快,信号更可靠,检测范围更宽.(4)交流操作电源微机综合保护装置的设计要求.满足交流供电要求;同时支持直流电源和交流电源供电;AC220V输入和AC100V输入自动适应,不需外加跳线区别,在两种电源水平、电源较大波动范围下正常工作,以保证装置在系统故障时仍能可靠动作;双路电源输入具备自动切换告警功能[8];具有掉电记忆功能,若系统故障失电,在一定时间内,保护装置能正确动作;能与交流操作机构配合,大容量的跳闸接点采用带电保持,断电释放的可靠方式,使得电流脱扣器可靠跳闸;内部增加电容储能元件:在电源板整流回路之前并联大容量电容器件,在外部交流电源消失后,由电容器向装置和操作回路继续供电一段时间,保证装置的正常动作;如果条件允许的场合,可采用交流不间断电源装置(UPS)为保护装置供电[8],则交流操作的微机保护的稳定性和可靠性就更高,可与直流操作电源差不多.

交流电源篇4

该文详细介绍了交流无浪涌电源的设计思路、系统组成和各部分电路的基本原理。

关键词：交流；电源；设计。

前言：

灯塔是船舶安全航行的重要助航设施，为了保证灯塔正常发光，我国进口了大量大中型航标旋转灯器，PRB－21型灯器就是其中一种，它是我国在上世纪80年代末从英国引进的，运行至今已近20年，由于使用时间长、电子元器件老化等原因，这种灯器近年来故障比较多，对配件供应的需求提出了更加迫切的要求，尤其是浪涌抑制器的需求量较大。

PRB－21型灯器采用密封光束灯阵作为发光体，使用100V至220V不等的交流电压工作，如果没有浪涌抑制器，当灯器开始发光时，由于冷态灯泡电阻小，在电压刚加到灯泡的瞬间，会产生强大的浪涌电流，对灯泡造成冲击伤害，大大缩短了灯泡的使用寿命，针对这一问题，灯器在每组灯泡中都串接了浪涌抑制器。但是，近几年由于该抑制器大量出现故障，又无法修复，进口该器件费用较高，供货也不及时，因此有的灯塔只能在没有浪涌抑制器的情况下坚持工作，使灯泡的寿命大大缩短，灯器的维护工作量大幅度增加。

面对这一状况，航标技术人员多年来都在积极寻求解决该难题的技术方案，本文所介绍的交流无浪涌电源，是经实践验证，解决这一问题比较成功的一项研究成果，它采用了与原来进口灯器浪涌抑制器完全不同的技术方案，成功地解决了问题，且成本低，实际使用效果良好。

一、设计思路

PRB－21型灯器有若干组主用灯泡，以成山头灯塔为例，其主用灯泡有6组，原灯器每组灯泡设置了一个浪涌抑制器，这样，一个灯器上就安装了6只，按每只浪涌抑制器1000元计算，更换一次就需要6000元，成本高，维护繁琐，因此，我们在解决浪涌抑制的问题时，采用了集中控制方式，即采用一只交流无浪涌电源实行集中控制，使加到灯泡上的电压从0V开始平滑、连续地逐渐升高，灯丝通过低电压得到预热升温后，再将电压提高到额定电压，投入正常发光，这样就很好地消除了电流浪涌对灯泡的冲击。

二、系统组成

如图一所示，交流无浪涌电源系统由七部分电路组成，它们分别是：电源电路、同步控制电路、锯齿波发生电路、相位控制电路、

触发脉冲发生电路、升压控制电路和起动控制电路。

其中，升压控制电路是直接对浪涌进行抑制的电路，其余电路根据设计要求，完成升压控制电路的驱动任务。

三、基本原理

1、电源电路

电源电路的作用是将输入的交流电经降压整流，变成适合电路工作的直流电，为各部分电路提供工作电源。其电路如图二所示。

该电路采用的是电容降压的方式，C1、C2为分压电容；R1、R2为泄放电阻，当电路停止工作时，用于泄放C1、C2上的残留电压；D1为整流桥，将交流电整流成直流电VCC；C3为滤波电容；D2为稳压二极管，起稳定直流电压VCC的作用。

2、同步控制电路

同步控制电路的作用是通过全波整流的方式，对输入交流电进图三同步控制电路

行相位取样，在输出端生成相位控制脉冲信号。其电路如图三所示。

电路中，D2为整流桥，R2、R3与R4构成分压电路，控制输出脉冲信号的幅度；发光二极管D1用于输入交流电的指示，R1为D1的限流电阻。经过取样、整流后，输出端输出的相位控制脉冲频率为输入交流信号的两倍，其过零点与输入交流信号在时间上完全对应一致。

3、锯齿波发生电路

锯齿波发生电路的作用是产生频率为输入交流电两倍的锯齿波。其电路如图四所示。

电路中，当三极管T1截止时，电源通过R3给电容C1充电，C1的电压逐渐升高；当T1导通时，电容C1通过T1迅速放电而回到0电位；当T1再次截止时，电源再一次对C1充电。按照这样的过程，T1反复导通和截止，就在输出端形成了锯齿波。来自同步控制电路的同步控制脉冲由本电路的输入端输入，经运算放大器IC1反相、整形后，控制T1的导通与截止，从而控制锯齿波的产生。由于同步控制脉冲与输入交流信号在时间上完全对应一致，因此，锯齿波的每个锯齿的起始点（亦即截止点）与输入交流信号的过零点完全对应。

输入交流信号、同步控制脉冲信号和锯齿波信号的相位关系如图五所示。

4、起动控制电路

起动控制电路的作用是在电源刚刚接通时产生一个时间延时，等待各部分电路初始化完毕后，直至整个系统开始以无浪涌的方式输出交流电。其电路如图六所示。

电路中，IC1为运算放大器构成的电压比较电路，其正输入端为R2和R3分压信号，负输入端为电容C1的电压信号。当交流电刚刚输入时，电容C1尚未充电，电压为0，IC1的正输入端电位低于负输入端，因此输出为低电位；当交流电输入之后，电源经R1对电容C1充电，C1上的电位逐渐升高，当升高到高于R3上的电压后，IC1因正输入端电位高于负输入端，因此状态发生翻转，输出由低电位变为高电位。

本电路输出的起动控制信号分别送入相位控制电路和升压控制电路。当此信号为低电位时，两者均不工作，电源虽有交流输入但无输出；当此信号为高电位时，系统开始工作，交流电源电压按照预定的速度逐渐升高加到灯泡上，直至将交流电压足额加到灯泡上，使灯泡正式发光。

5、相位控制电路

相位控制电路的作用是产生相位控制信号控制触发脉冲的相位。其电路如图七所示。

本电路输出的相位控制信号传送到触发脉冲发生电路，相位控制信号越低，则触发脉冲越前移，从而控制触发脉冲的相位。起动控制电路产生的起动控制信号从输入端输入本电路，当电源处于预备状态尚未起动时，起动控制信号为低电位，光耦IC1导通，电源通过R1迅速对电容C1充电至饱和状态；当起动控制信号由低电位变为高电位后，光耦IC1截止，电源停止对C1充电，C1经电位器P1放电，产生一个从高电位逐渐降低的输出电压――相位控制电压信号。调整P1的阻值，即可调整相位控制信号电平的下降速度，通过控制触发脉冲的相位改变灯泡上电压的上升速度。

6、触发脉冲发生电路

触发脉冲发生电路的作用是产生触发脉冲，驱动升压控制电路连续平滑地提升加到灯泡上的电压。其电路如图八所示。

输入1是来自锯齿波发生电路的锯齿波信号，输入2是来自相位控制电路的相位控制信号。IC2通过电压比较的方式产生驱动脉冲；IC1、R1、R2、R3构成拖尾清除电路；D1、D2为隔离二极管，用于对输入锯齿波与拖尾清除信号的隔离。当相位控制信号电平较高时，IC2只有在锯齿波上升到足够高时才输出正脉冲，驱动升压控制电路中可控硅导通，因此通角比较小，输出到灯泡上的交流电压较低；随着相位控制信号电平的下降，触发脉冲产生的时间不断提前，升压电路中的可控硅导通角逐渐增大，输出到灯泡上的交流电压也逐渐升高。在上述过程中，IC1的负输入端的电位一直比正输入端的电位高，IC1的输出为0V，由于D2的隔离作用，它对IC2不产生任何作用；随着输出到灯泡上电压的不断升高，灯丝得到充分预热，当相位控制电压下降到一定值（灯泡上的电压上升到一定值、灯丝充分预热）后，IC1负输入端的电位低于正输入端电位，因此IC1输出端由0电位变为正电位，此信号经D2传输到IC2的正输入端，将IC2的正输入端钳位于正电位，使IC2一直输出高电压信号，驱动升压控制电路的可控硅完全导通，交流电压全额加到灯泡上，使灯泡达到额定发光功率正常发光。

7、升压控制电路

升压控制电路是抑制电流浪涌产生的执行电路，作用是控制交流电压缓慢地提升，达到无浪涌输出的目的。其电路如图九所示。

电路中，输入1为起动控制信号，输入2为触发脉冲。升压控制信号经过光耦IC1的本电路的直起动，在整个系统处于预备状态时，起动控制信号为0电位，此时IC1不导通，触发脉冲被隔离；当起动控制信号为高电位后，IC1导通，触发脉冲经R2、IC1的输出端传输到IC2，驱动可控硅输出交流电压到灯泡。T2为主控可控硅，其容量要求足够大，以满足大功率灯泡工作的需要。电容C1和电阻R6为T2的保护电路。IC2、T1、R3、R4和R5构成主控可控硅的触发驱动电路，触发脉冲经此电路实现对T2的有效触发。M1为交流电压表，用以监测输出电压。当系统起动工作后，T2在触发脉冲的触发下，控制交流电压从0V开始平滑、连续地逐渐升高，使灯泡在这个升高过程中得到充分预热后，才得到足额电压正式发光，达到了保护灯泡，充分延长灯泡使用寿命的目的。

结束语：

本文将我们在实际工作中研究设计应用的“交流无浪涌电源”作了技术介绍，希望能与同行进行讨论。由于水平所限，电路设计及论文叙述中必有诸多不妥之处，诚请斧正。

参考文献

交流电源篇5

关键词： 行程开关;交流回路;短路

中图分类号： TN86 文献标识码：A 文章编号：

前言

2012年8月29日，值班人员对变电站二次设备进行检查时，发现二次保护屏内照明灯不亮，打印机失去电源无法打印，判断保护屏失去低压交流环路电源，后经检查发现交流总电源小空开跳闸。初步对低压交流回路进行检查未发现明显故障点后，对交流总电源小空开进行试送，小空开再次跳闸，说明存在死接短路现象，随即将此问题按照缺陷向有关人员进行汇报。保护班工作人员到达后，检查也未发现问题，但用表记测量火零两线处于导通状态，说明短路现象仍存在。最后采用拆开交流环网，逐步缩小查找范围，最后发现3＃公用测控屏用于控制照明的行程开关内部故障造成交流回路短路，使交流总电源小开关跳闸。

问题分析

1.1保护屏后使用的用于控制照明的行程小开关型号为LX19K，上海第二机床电器厂生产，结构形式如图1所示：

本行程开关提供一对常闭接点（接线柱2、接线柱3）和一对常开接点（接线柱1、接线柱4），当保护屏门关闭时，推动行程导杆向下运动，弹簧2和弹簧3过水平平衡点后，使中间连接片受向上作用力弹起，接线柱1和接线柱4导通，接线柱2和接线柱3断开；门打开后，行程导杆在弹簧1作用下复位，接线柱1和接线柱4断开，接线柱2和接线柱3导通。

1.2对故障行程开关进行检查，发现其实际接线如下图2所示：

也就是火线通过接线柱2和接线柱3进行通断控制，零线两根并接后接到接线柱1上。正常时，保护屏门关闭，接线柱2和接线柱3处于断开位置，照明灯泡不亮，当打开保护屏门后，接线柱2和接线柱3导通，照明灯泡点亮。

1.3造成短路原因

对故障行程开关进行分析发现，造成短路的原因为接线柱1和接线柱3通过中间连接片导通，造成火线和零线接通，形成短路，产生电弧使触点焊接在一起，形成死短接。造成此现象可能原因有：

1.3.1弹簧2和弹簧3受力不均或配合不好，造成中间连接片一端弹起而另一端未完全弹开，造成不应接触的两个接点导通；

1.3.2实际运行中可能有一接点被粘死不能变位，中间连接片只有一端上下运动变位，造成不应接触的两个接点导通。

改进接线

通过以上分析，只要将零线与行程开关脱离开就可避免行程开关问题引起的交流回路短路，见图3，也就是只通过行程开关的一对常闭接点控制照明回路火线的通断。

运行建议

3.1尽快对不合理接线进行整改，消除安全隐患；

3.2发生交流总电源小开关跳闸，应首先检查屏后行程开关是否正常；

3.3从屏顶交流环网小母线引接至屏内时应加装自动空气开关或熔断器，以防一个屏内出现问题造成总电源跳闸。

交流电源篇6

地方广播电视队伍建设如何抓？我认为应该抓住第一要素：人才。人才是队伍建设的根本，同时也是队伍建设的重点。离开了人才这个基本点，队伍建设就是一句空话。随着市场经济的不断发展，人才流动的趋势也越来越明显、越来越强。地方广播电视在国家宏观政策的影响和区域性质的约束下，发展空间越来越小。因此，人才尤为显得重要。地方广播电视要想在夹缝中求生存求发展，必须依赖高素质的队伍和复合型的人才。这就要求我们把队伍建设的重点放在怎样合理并充分利用人才资源。

一、地方广播电视人才资源的现状及原因

随着人事制度的改革，地方广播电视的用工日趋活跃。但是，人力资源市场体系并未建立，原有的事业单位的传统用工理念也限制和约束了地方广播电视的人才需求，并使得地方广播电视在市场竞争中不断地造成严重的人才流失，一方面随着地方广播电视事业的超常规发展需要引进大量掌握现代知识的青年人才，而另一方面经过层层遴选、学有专长的新进大学生和各类人才又频繁辞职、跳槽，致使“人才短缺”已成为目前地方广播电视人才资源管理中存在的主要问题，严重阻碍了地方广播电视事业的可持续稳步发展。究其原因，主要有以下几个方面。

1、机制老化，政策僵化。事业单位现行的运作模式、分配机制明显地与市场经济大环境不符。具体表现为两个“不活”：一是用人机制不活。计划经济的用人模式和思维定式还严重存在，论资排辈，缺乏竞争；二是政策僵化。政策上带有较强的歧视色彩，如职称评定、“三金”交纳以及其它福利待遇等。这给思想活跃、创业心强的年轻人才极大的挫伤。

2、人浮于事，效率低下。由于吃皇粮不计人力成本，没有一个部门认为自己人员多，总是申请增加人员，否则工作如何如何难以完成。然而，增加新人后，工作只是在分工上更加细化，却使得工作环节更加繁锁，效率更为低下，最终还是显得人手不足，以至再度增员，造成恶性循环。

3、关系进人，难于管理。由于广播电视的知名度高，很多人员都想进来捧着这个“金饭碗”。各类关系也随之而来，而这些人员大多专业不对口，进来了也是“在其位，不谋其事”，且说不得管不得。致使真正的人才难进，造成了严重的人才浪费现象。

二、地方广播电视人才资源市场建设的紧迫性

广播电视是融知识、艺术、技术于一体的综合性大众传媒，已越来越广泛地成为人民群众日常生活中不可或缺的重要组成部分，随着经济建设的良好发展，生活质量的逐步提高，人们对广播电视的需求也日益增强。而精品栏目的产生，收听（视）率的提高，节目内容的包装，视听效果的确保，无不需要具有真才实学的从业人员——人才。且人才数量的多少、质量的优劣，直接影响着广播电视的生存和发展。

1、广播电视所肩负的历史使命迫切需要人才。同志指出，宣传思想工作要“以科学的理论武装人，以正确的舆论引导人，以高尚的精神塑造人，以优秀的作品鼓舞人”。这是党在新的历史时期向包括广播电视在内的宣传思想战线提出的历史性任务，也是广播电视必须承担的历史使命。广播电视要深入浅出而又生动活泼地宣传邓小平理论，去武装人民群众的头脑，并转化为人民群众的自觉实施行动；广播电视要把握正确的舆论导向，对社会舆情要敢于引导，善于引导；广播电视要弘扬高尚的精神，塑一代“四有”新人，加强爱国主义、集体主义和社会主义为核心内容的思想道德的宣传，引导青年一代树立正确的人生观、价值观、道德观；广播电视要多出健康优秀作品，提高“三性”（即思想性、艺术性和欣赏性），满足人民群众多方面、多层次的精神文化需要。而要做好这些工作，就要建设一支政治强、业务精、纪律严、作风正的队伍，努力造就一大批在全省乃至全国有影响的各类专门人才。

2、地方广播电视的自身发展迫切需要人才。近年来，伴随着改革开放的春风，地方广播电视得到了前所未有的超常规发展，适应市场经济多层面、多方位需要的各类广播、电视专业频率频道相继涌现，且节目的制作能力与要求也大大提高。凡此种种，都需大量的编导、播音员、主持人、技术人员以及管理人员等各类专门人才来加以保证。

3、地方广播电视在新闻媒介的激烈竞争中迫切需要人才。随着市场经济向纵深方向的不断发展，改革开放的不断深入，新闻媒介间的竞争也随之越发激烈。不仅有同全国广播电视、省内媒介竞争，还有市内报刊、广播、电视三大媒介之间竞争，特别是近年来网络的飞速发展，对地方广播电视的冲击更是非同小可。同时，在同一媒介之间也存在着上下左右的竞争。就广播电视内部而言，竞争突出表现在以下三个方面：一是争出独家新闻；二是争出名牌栏目、精品节目，争出名记者、名主持人；三是争出优秀电视剧。以期提高收视率，增加广告收入。面对多元化的激烈竞争，要立于不败之地，只有在节目上展示自己的独特风采，亮出自己的绝招，打出自己的王牌。总而言之，新闻媒介的竞争，是节（栏）目质量的竞争，技术水平的竞争，经济实力的竞争，但归根结底还是人才的竞争。因此，广播电视要在各种新闻媒介的激烈竞争中求得生存、求得发展，就急需培养造就一批优秀人才。只有一流的人才，才能推出一流的节目，产生一流的效益，赢得一流的地位。

三、对地方广播电视人才资源市场建设的几点思考

（一）、务必强化几种意识

在社会主义市场经济条件下，地方广播电视既是党的宣传机构——事业单位，同时又兼容有企业性质。这种特殊的禀赋，对广播电视人才的基本素质赋予了新的内容和要求。因此，在人才建设上务必强化以下几种意识：

1、坚定的“喉舌”意识。“喉舌”是广播电视作为党的宣传舆论工具的最本质的特征。在社会主义市场经济条件下，从业人员的“喉舌”意识显得尤为重要。一方面，市场经济是自主经济，它以社会需求为导向，消费引导生产是其基本的运行规律。广播电视节目是特殊的劳动产品，在市场经济条件下，有很大的自主性，如节目生产越来越需要随着受众的收听收视率来运转。由此，一些负面效应随之产生，如为了增加可听可视性，有些单位、有些人就一味的迎合受众需要，内容庸俗、品位不高的节目时有出现。因此，面对市场经济的自主性，广播电视工作者要牢记自己的使命，坚持“三讲”，增强党性，把握正确的政治方向，强化“喉舌”意识。另一方面，广播电视的经济属性和产业功能越来越被广泛地认识，作为产业，它也需要追求最大值的经济效益，而且直接与部门和个人的经济利益挂钩，于是有些单位、有些人的价值取向逐渐趋于经济效益，而淡化了广播电视最本质的社会效益。因此，要正确处理广播电视社会效益与经济效益的关系，坚持把社会效益放在第一位，在思想上明确宣传方向，在实践上把握舆论导向，不断加强“喉舌”意识。

2、强烈的发展意识。要圆满地完成党和人民赋予我们广播电视的光荣使命，积极配合经济建设，为人民提供更多、更好的精神产品，以满足不断增长的多层次文化生活需要，地方广播电视就必须不断地发展，“发展才是硬道理”。因此，每一个地方广播电视工作者都要树立强烈的发展意识，要站在一定的高度上，以更长的时间纬度、更宽的空间范围，分析所处形势，增强忧患意识，明确奋斗目标，探索发展之路，在改革中发展，在发展中改革。以增强集体的凝聚力，心往一处想，劲往一处使，以事业发展为己任，上下同心，形成合力；以增强单位的内驱力，发奋图强，居安思危，开拓进取，争创佳绩。

3、牢固的服务意识。随着改革开放不断深化，“天上一颗星（卫星电视），地下一张网（有线传输网），市面书报刊（零售亭），外加虚拟空间（互联网）”全方位走向受众，受众对媒介有了越来越大的选择余地。这就打破了地方广播电视以前的“我播什么，你听（看）什么”的局面。就而言，目前已有30多家省市卫星电视节目落地，竞争不言而喻。迫使地方广播电视走近生活，贴近群众，切合实际，把受众的需要作为办好节目的出发点和落脚点，按照受众市场的行情变化来改进自己的宣传报道形式和节目内容。正由于地方广播电视这种新情况，要求从业人员务必树立牢固的服务意识，要明确广播电视的服务对象是社会、是受众，受众就是广播电视的上帝。要时时把受众放在心上，去了解他们，研究他们，报道他们，尽可能地满足他们。惟有此，才能克服工作中的盲目性，避免工作中的被动性，从而保持广播电视节目的旺盛生命力。

4、高度的质量意识。质量是地方广播电视的生命所在。市场经济的平等性，为各种媒介提供了公平竞争的机会。各种媒介无论大小，都机会均等地进入了受众市场，站到了同一条起跑线上。受众的选择不会仅仅因为部门的大小、级别的高低、载体的不同来取舍，而主要是以节目质量的高低为标准。因此，在市场经济条件下，地方广播电视工作者要树立高度的质量意识，要敢于竞争，善于竞争，避免浮躁，多出精品，创建名牌栏目，培养名记者、名编辑、名主持人、名工程师，以促使写出好稿子、办出好节目、播出好信号，从而以质量取胜。

5、无私的奉献意识。市场经济的发展，使人们是非标准和价值观念在一定程度上发生了变化。地方广播电视从业人员，在这种大环境的影响下，也或多或少地受到了感染。功利主义滋生、拜金主义抬头等现象时有发生，甚至有些人将人格、良心、职业商品化，为人民服务的观念弱化，尽心敬业的意识弱化。因此，市场经济条件下，地方广播电视对奉献意识的要求显得尤为迫切。首先要热爱本职，勤奋工作，干一行爱一行专一行，并树立全局观念，不计较台前幕后，甘为无名英雄；其次，要树立良好的形象，珍惜公众评价，地方广播电视工作者无疑有着职业的优越感和自豪感，但越是如此，越要注意自身形象的塑造，因为个人的形象直接影响着广播电视甚至整个党的新闻工作的声誉。有些人将单位的优势、系统的优势，当成个人的优势，自视“无冕之王”，在社会上乱开口，瞎伸手，甚至搞有偿新闻和有偿不新闻，这是在市场经济条件下应特别注意克服和纠正的；再次，要恪守职业道德，加强纪律观念。要建立并严格遵守良好的广播电视职业道德规范，严格遵守党的政治纪律、组织纪律、宣传纪律、群众纪律和金融纪律，以实现“政治强、业务精、作风正、纪律严”。

6、良好的协作意识。广播电视较之于其他新闻媒介，更属于一种综合性、多层次、多环节的事业。如一条新闻要经过记者的采拍、编辑的编排、制作的剪辑、播音员的配音、再到技术人员的发送，一台综艺节目，更是靠大家的共同努力、团结协作。广播电视节目的生产过程，是一个复杂的系统工程，每个环节都至关重要，都会直接影响到节目的整体质量和播出效果。因此，在提倡公平竞争的同时，还要求有团结协作的精神，只有团结协作，才能形成人才的整体合力，发挥人才的群体效应。

7、较强的法治意识。市场经济是法治经济，广播电视工作者要适应市场经济，了解市场经济，宣传好市场经济，就必须增强法治意识，认真学法，知法、守法，将广播电视一切行为置于法治规定的运行轨道中，包括每一次采访，每一个镜头，每一句解说，特别是批评性报道，都必须严格依法行事。只有这样，才能在市场经济条件下，更好地完成广播电视宣传等各项任务，也只有这样，才能更好地自我保护，减少无谓的笔墨官司。

（二）急需改善成长环境

上述七种意识，某种程度上，可以说是人才资源市场建设的内在因素。但要切实加强人才建设，还必须创造良好的外部条件----改善人才成长环境。进一步解放思想，转变观念，努力创造“优秀人才脱颖而出”的外部环境，以促进人才建设的健康稳步发展。

1、创造一个重才的舆论环境，激发人才的自豪感。营造“尊重知识，尊重人才”的良好氛围是优秀人才脱颖而出的必要条件。如果知识和人才不被重视或这方面意识淡薄，那么不仅潜在的人才难以得到开发，即便是现有的人才，也会逐渐因为怀才不遇，或光华渐逝，流同于一般人，或“孔雀东南飞”，另攀别枝。因此，要促使人才不断涌现，必须使人才在精神上得到激励，在心理上产生自豪感、荣誉感，在感情上得到被认知感。其一，领导要强化并大力宣传依靠、培养、使用人才的“人才观”；其二，要制定并大力宣传人才战略，要把人才培养作为领导管理工作的一项重要内容，并象抓节目创优那样，象抓基础设施建设那样，把名记者、名编辑、名主持人、名工程师等培养列入工作的重要议程；其三，要培植并大力宣传人才典型，充分发挥优秀人才的示范作用，对脱颖而出的人才多做宣传，形成舆论氛围，使人才受到进一步的鼓舞，增强继续前进的动力。同时，也使得其他人员受到激励，学有榜样、赶有目标。

2、建立一个宽松的实践环境，满足人才的成就欲。广播电视部门是知识性、技术性、艺术性密集的部门，相对而言，从业人员都具有一定的文化素质。作为管理者，给他们提供一个宽松度大、自由度高的成长锻炼的实践环境，是促使优秀人才脱颖而出的主要手段。其一，找准位子，变潜才为显才。毋庸置疑，人才具有层次性和阶梯性，在使用上要才职相当，才能事择其人，人尽其才。因此，管理者要认真分析人才的个性差异及其才力大小，量才适用，使各就其位，才称其职，显才更加展露才华，潜才逐步脱颖而出；其二，创造机会，搭舞台促成才。要大胆培养和使用具有新知识结构的青年人才，放手让他们进入关键岗位，主动压担子，使其在实践中锻炼成长。即给人才一个施展才华的舞台，一份与贡献相适应的报酬，一个实现自身价值的空间；其三，抓好两手，既引才更育才。市场经济给人才流动带来了活力，地方广播电视还要进一步解放思想，要打破地域条块限制，面向整个社会广泛招聘优秀人才。同时，要下大力在现有人员中培养人才，采取“主要人才重点培养，优秀人才优先培养，青年人才全面培养”的办法，加速人才培养。

3、形成一个规范的考核环境，强化人才的进取心。在人才的成长过程中，对涌现出的人才予以一个客观公正恰如其分的认定，是确保优秀人才脱颖而出的一项重要内容。为此，要本着“公开、平等、竞争、择优”的原则，努力创造一个规范化、标准化的考核环境，建立以业绩为取向的人才价值观。一是考核定量化。长期以来，广播电视系统对工作人员的工作缺乏比较细化和量化的考核办法，大锅饭已习以为常，“没有功劳也有苦劳，没有苦劳也有疲劳，你好我好大家好”，极不利于人才的成长。务必建立定性考核与定量考核相结合的办法，制定细致的工作目标和考核办法，实行目标管理责任制，目标具体、指标明确；二是奖励实绩化。在实施奖励上要坚持“唯才是举、择优先行”的原则，要遵循“重实绩，看表现”的标准，切不可绩效评估无标准，搞小圈子，是非不分，功过不明，上下左右找“平衡”；三是管理公正化。要加强对人才的管理，既要彰其绩，更要揭其短，不能因为是人才有实绩，就对其放松管理，过分袒护，这样既不利于其个人全面发展，形成德才失衡，又不能令其他同志信服，造成心理失衡，另外，还会造成领导工作的被动，使其他人员对领导制定的管理措施产生误解甚至执行时的抵触情绪。

（三）建立灵活的激励机制

1、建立适应形势的全新体制。走事业单位企业化管理之路，自主经营，自我积累，自我发展。大胆尝试具有产业属性的频道频率实行公司化运作。抓住机构改革的机遇，大力推行适应社会主义市场经济体制的、地方符合广播电视事业发展规律的运行机制，加快人事制度改革步伐，建立奖勤罚懒的分配制度，正确看待人才流动，让走者高兴，留者安心，不设置人为障碍，用政策吸引人，用事业留住人。同时，变革现行岗位设置。实事求是地科学定岗定编定员，实施人力成本核算，推行岗位薪金制，做到“控制总量，拉开差距，以岗取薪，变岗变薪”，以真正实现奖勤罚懒，消除人浮于事，效率低下的弊端。

2、推行优胜劣汰的用人机制。全面推行聘用合同制，真正做到改政府用工为单位用工，改固定用工为合同用工。实行全员聘任制，对频道频率负责人、栏目责任人和制片人等，签订任期目标责任书；实行聘任首席记者、首席编辑、首席新闻播音员、首席节目主持人等制度，发挥权威的示范作用；实行全体员工竞争上岗、末位下岗制度，以激发工作热情，勤奋努力，积极向上；实行职称评聘分离，以鼓励创新，创造“自主设岗、自主聘任、自我管理、自我约束”的机制；按照“干部能上能下，职工能进能出，收入能高能低”的原则，对员工实行职级动态转换和职业阶梯制的管理，在单位内部形成既具有危机感和竞争意识，同时又不断催生新人的用人机制，以使“使用人”这一人力资源管理循环链中最为核心的一环，发挥关键作用。

3、营造拴心留人的良好氛围。随着市场经济的发展，人才的自主意识越来越强，其合理流动已成为顺应时代的大趋势。因此，我们在增强心理承受能力的同时，要积极创建栓心留人的良好氛围，以人为本，凝聚人心，增强人才对本单位的归属感。要建立一个公平竞争的机制，慰人心。人才具有强烈的成就感，都希望在实现成就的过程中，有一个公平竞争的机制，那种“干与不干一个样，干多干少一个样，干好干坏一个样”的环境，无异于扼杀人才；要创造一个和谐的人际关系，宽人心。单位的生存与发展之道，在于拥有优秀的员工素质及人力资源的有效利用，正确处理人际关系，是赢得人才并加以有效运用的关键。要尊敬人性的尊严，重视个别差异，正确运用激励，以求得“人”与“事”的密切配合，最大限度地发挥人在工作中的潜在效能；要实施全程的跟踪培养，安心人。人是唯一能够扩大的资源。在普遍开展在职继续教育的同时，尤其要对新进大学生给予跟踪培养，不断更新其知识结构，制定科学的人才流向，满足其个人发展的愿望；要形成良好的领导示范效应，服人心。人才对单位的失望往往源自于对领导行为的不信服，所谓“士为知已者死”和“道不同不相与谋”就是从正反两个方面做出的极好解释。领导要努力加强自身修养，提高领导艺术，建立规范的“工作绩效评估”系统，制定具有弹性的相对完整的制度，使得任何人事问题的处理结果都趋于一致和稳定。即所谓“人管人得罪人，制度管人一视同仁”。

交流电源篇7

引言

随着高新技术的发展，越来越多的高精密负载对输入电源，特别是对交流输入电源的稳压精度要求越来越高。但是，由于电力供求矛盾的存在，市电电网电压的波动较大，不能满足高精密负载的要求，需要在市电电网与负载之间增设一台高稳压精度的宽稳压范围的交流稳压电源。

交流稳压电源形式有很多种，目前应用较多的三相柱式交流稳压器，由于用的是机械传动和碳刷触点进行调节，因而存在工作寿命短、可靠性差、动态响应慢等缺点。正在被一种无触点多补偿变压器式交流稳压电源所取代。

图1

    “补偿”的概念有补足和抵消两种意思。所谓多补偿变压器式交流稳压电源，就是用多个（一般是2～4个）补偿变压器，将其次级串入主电路中，通过由双向晶闸管或固态继电器组成的“多全桥”变换电路，采用有选择的切换或通过切换串入补偿变压器的个数进行有级补偿，来达到稳压目的。由于没有机械传动和碳刷，因而提高了寿命与动态反应速度，使交流稳压电源的整体性能大大提高。但也存在着一些缺点，诸如只能有级调压，调节精度不高，使用的补偿变压器及控制开关较多，电路相对复杂等。本文取其优点、避其缺点，提出了用等脉宽调制（EPWM——equal?pulsewidthmodulation）高频斩波器进行补偿的交流稳压电源以供参考。它是作者曾经研制和发表过的“PWM斩波器式交流稳压电源”的一种改进变形电路（参见电源世界2002年第1期及电源技术应用2002年第3期），比原电路更简单，也更合理一些。

图2

1 工作原理

EPWM斩波式交流稳压电源的简化原理电路如图1所示。它是由主电路和控制电路两部分组成的。主电路是由EPWM桥式斩波器V1～V4及其输出变压器Tr、直流整流电源VD1～VD4和输出交流滤波器LF、CF组成。桥式斩波器通过其输出变压器Tr的次级串联在市电电源与负载之间，以便对市电电压的波动进行正、负补偿。桥式斩波器输出电压中的谐波，由滤波器LFCF来滤除。桥式斩波器所需的直流电源，由取自稳压电源输出端的市电电源，通过整流器VD1～VD4来供给。这里应该指出的是，EPWM桥式斩波器V1～V4并不是工作在逆变器状态，而是工作在桥式斩波器状态。这是由它的EPWM工作方式、直流电源电压波形和直流电容Cd值的大小及其功能来区分的。如图2所示，桥式斩波器的直流电压，不是通过电容Cd把整流电压滤波成恒定的平滑直流电压，而是仍然为单相桥式整流电压的波形。直流电容Cd不再具有直流滤波功能，而只是为了创造一个续流通路而设置的。对于感性负载，在一个斩波开关周期内续流的能量是很小的（由于斩波频率较高），所以Cd的值也很小，Cd的充放电速度很快，不会影响整流电压的上升或下降速度，使Cd上的电压与不滤波的整流电压波形相同。也就是说，由于电容Cd的值很小，它只允许续流电流通过，不再具有直流滤波功能，因此对整流波形不产生影响。这就说明桥式斩波器是工作在EPWM斩波状态，而不是工作在逆变状态。斩波式交流稳压电源的控制电路，是由市电输入电压整流检测电路、比较电路、EPWM电路和桥式斩波器开关V1～V4工作状态的切换和触发电路组成。在市电电压整流检测电路中，加入对滤波电感LF上的电压检测，是为了减小滤波电感LF的电抗对稳压精度的影响。

EPWM斩波器式交流稳压电源工作原理如图1所示。当市电电压波动时，通过对市电输入电压us及滤波电感LF上电压的整流检测电路，得到电压信号US.L，将US,L与基准参考电压Ur进行比较，得到误差电压ΔU。当US,L>Ur时（市电电压上波动）得动＋ΔU，＋ΔU使EPWM调制器中的比较器U2不能工作，只能使比较器U1工作，＋ΔU通过与三角波uc在U1中进行比较，在＋ΔU大于三角波的部分产生出EPWM脉冲信号，此信号通过“状态切换触发电路”对桥式斩波器中的开关管V1～V4进行控制，在其输出变压器Tr次级产生负补偿电压－uco，使负载电压UL=US－Uco=Ur；当US,L<Ur时（市电电压下波动）得到－ΔU，－ΔU使EPWM调制器中的比较器U1不能工作，只能使比较器U2工作，－ΔU通过反相器与三角波uc在U2中进行比较，在ΔU大于三角波部分产生出EPWM脉冲信号，此信号通过“状态切换触发电路”对桥式斩波器中的开关管V1～V4进行控制，在其输出变压器Tr次级产生正补偿电压＋uco，使负载电压UL=US＋Uco=Ur。

图3

    对市电电压的正、负补偿，是通过状态切换触发电路，切换桥式斩波器中开关管V1～V4的工作顺序来实现的。如果对应于市电的正半周让V1及V4导通，对应于市电的负半周让V2及V3导通，是对市电电压进行正补偿，如图2中的虚线路径所示。对应于市电正半周让V2及V3导通，对应于市电负半周V1及V4导通，就是对市电电压进行负补偿，如图2中点划线路径所示。

采用图2所示主电路对市电电压波动进行补偿的关键有两点：一是EPWM；二是电容Cd的值要小到不影响整流电压ucd的变化，即使Cd小到不再具有直流滤波功能。

2 EPWM调制及正弦斩波电压的生成

图1所示交流稳压电路的EPWM，与正弦斩波电压的生成如图3所示。其中图3(a)为整流器VD1～VD4的交流输入电压波形，图3(b)为直流电容Cd上的电压波形，图3(c)为EPWM，图3(d)为EPWM产生的桥式斩波器中开关管V1～V4的触发脉冲波形，图3(e)即为EPWM正弦斩波电压波形，图3(f)为Tr初级补偿电压波形。

EPWM是由P.D.Parkh，S.R.Paradla于1983年首先提出来的。其原理是采用用直流形式表示的误差电压ΔU与三角波电压uc进行比较如图3(c)所示，在直流误差电压ΔU大于三角波电压的部分产生出等脉宽调制脉冲，如图3(d)所示。

用图3(d)的等脉宽调制脉冲去触发桥式斩波器中相应的开关管V1～V4，就可以在桥式斩波器的两桥臂中点a和b之间产生出EPWM正弦斩波电压波形，如图3(e)所示。经过滤波器LFCF滤波后，就可以在变压器Tr初级得到正弦补偿电压uab1，如图3(f)所示。uab1在Tr次级产生补偿电压uco。当对市电电压进行正补偿时，补偿电压uco与市电电压相位相同；当对市电电压进行负补偿时，补偿电压uco与市电电压相位相反。图3是针对正补偿情况画出来的，对负补偿也可以画出相应的波形图。

对于图3(e)所示的EPWM正弦斩波电压波形，为了使此波形具有半波奇对称，和四分之一波偶对称，以消除其傅里叶级数中的余弦项和正弦项中的偶次谐波，使载波比N=fc/f=4k，即三角波频率fc为市电频率f的4整数倍。调制比M=Δt/TΔ=ΔU/Ucm，Δt为脉冲宽度，TΔ=1/fc为三角波周期、Ucm为三角波幅值，如图3（e）所示。可知，M=Δt/TΔ就是EPWM正弦斩波电压波形的占空比D，即M=Δt/TΔ=D。

载波三角波的方程式为

当调制电平为ΔU时，可求出触发脉冲起始点ti和终止点ti＋1的方程式。

则脉冲宽度为

式中：TΔ=2π/N。

各触发脉冲的起始角和终止角的数值为

……

由图3(e)可以看出，EPWM正弦斩波电压波形是镜对称和原点对称，因此，在它的傅里叶级数中将不包含余弦项和正弦项中的偶次谐波，只包含正弦项中的奇次谐波，即

对于基波，n=1。由于被EPWM斩波的波形是正弦波，即f(ωt)=Umsinωt，所以

对于谐波，则

所以EPWM正弦斩波电压的傅里叶级数表示式为

考虑到Tr的变比ξ:1，补偿电压uco表示式为

用LFCF滤除高次谐波后得到补偿电压为

由式（8）中的谐波幅值(Um/kπ)sinkDπ可以算出，当载波三角波频率fc=10kHz，N=200，D=0.1～0.9时，基波与各次谐波的幅值如表1所列。基波和各次谐波与调制比亦即占空比D的关系曲线如图4所示。可知EPWM正弦斩波电压的谐波频率与载波比N成正比，N越大谐波频率越高，所需的滤波器LFCF的参数值也越小。所以，根据表1及图4可以计算LF及CF的值。

表1 基波与各次谐波的幅值（fc=10kHz，N=200）

谐波分量占空比D 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 b1/Um 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 b199/Um －0.0984 －0.1871 －0.2575 －0.3027 －0.3183 －0.3027 －0.2575 －0.1871 －0.0984 b201/Um －0.0984 －0.1871 －0.2575 －0.3027 －0.3183 －0.3027 －0.2575 －0.1871 －0.0984 b399/Um －0.0935 －0.1514 －0.1514 －0.0935 0 0.0935 0.1514 0.1514 0.0935 b401/Um －0.0935 －0.1514 －0.1514 －0.0935 0 0.0935 0.1514 0.1514 0.0935 b599/Um －0.0858 －0.1009 －0.0328 0.0624 0.1061 0.0624 －0.0328 －0.1009 －0.0858 b601/Um －0.0858 －0.1009 －0.0328 0.0624 0.1061 0.0624 －0.0328 －0.1009 －0.0858 b799/Um －0.0757 －0.0468 0.0468 0.0757 0 －0.0757 －0.0468 0.0468 0.0757 b801/Um －0.0757 －0.0468 0.0468 0.0757 0 －0.0757 －0.0468 0.0468 0.0757 图4

3 对市电电压波动的补偿与Tr容量

当市电电压us波动时，将会引起负载电压uL的波动。为了保持uL稳定不变，必须用补偿电压uco对市电电压的波动进行补偿。当Us>Ur时须进行负补偿，使Us－Uco=UL=Ur；当Us<Ur时须进行正补偿，使Us＋Uco=UL=Ur，所以

UL=US±Uco=Ur    （11）

正补偿时取正号，负补偿时取负号。

假定补偿变压器Tr的变比为ξ：1，桥式斩波器的输出电压基波为uab1=DUmsinωt

则  Uco=(Uab1/ξ)    （12）

将式（12）代入式（11）得

UL=US±(1/ξ)Uab1    （13）

桥式斩波器的基波输出电压

Uab1=DUL    （14）

将式（14）代入式（13）得

UL=US±(D/ξ)UL    （15）

或UL?UL+(D/ξ)UL=US，UL(1+D/ξ)=US

UL=(Us)/(1+D/ξ)    （16）

正补偿时取正号，负补偿时取负号。当占空比D=1时，最大正、负补偿电压由式（12）得

Uco,max=(UL/ξ)（因为此时Uab1=DUL=UL）。

当市电电压的波动范围为±15％时，最大补偿电压

Uco,max=0.15UL=(UL/ξ)    （17）

由于补偿变压器Tr初次级匝比为

ξ=1/0.15=6.667    （18）

而补偿变压器次级电流，即市电输入电流

Is=P/Us    （19）

式中：P为市电输入功率。

补偿变压器初级电流，即桥式斩波器输出电流

Ich=Is/ξ    （20）

即桥式斩波器的斩波开关管的额定电流，只有市电输入电流IS的1/ξ。因而补偿功率

Pco=Uab1Ich=DUL(Is/ξ)=(DPUL)/ξUs    （21）

当US=UL时，D=0，补偿功率Pco,min=0；当Us,min=(1－0.15)UL=0.85UL时，D=1，则补偿功率Pco,max=

可以根据Pco,max来选择补偿变压器Tr的容量。

4 单相EPWM斩波器式交流稳压电源

单相EPWM斩波器式交流稳压电源的原理电路如图5所示，此电路只是为了说明原理而采用的。它由5个部分组成，即主电路，市电电压检测电路，正、负补偿控制电路，三角波发生器电路和正、负补偿切换触发电路。主电路的组成与工作原理前面已经作过了介绍，下面仅对其余4个部分作一简单说明。

4.1 市电电压检测电路

市电电压的检测电路，由两个相同的变压器Tr2、Tr3及二极管VD9～VD12，Cd2组成。市电电压检测的采样点取法，对稳压精度影响很大。如果采样点取自输入端，检测市电输入电压，对补偿电压的稳定性是有利的，但不能补偿因变压器Tr1次级漏抗及滤波电感LF电抗引起的电压降，补偿精度差；如果采样点取自输出端，检测输出负载电压，这样可以对Tr1次级漏抗及LF电抗引起的电压降进行补偿，但补偿后由于UL=Ur就不能继续保持Tr1次级补偿电压uco的存在，出现补偿不稳定现象；如果像多个补偿变压器无触点补偿式交流稳压电源那样，采样点取自输入端与输出端，对市电输入电压与负载电压同时检测，然后将它们相加并除以2，即(Us+UL)/2，当IS≠0时，如果令Tr1次级漏抗XT与LF电抗XL之和XT＋XL=X，则US－XIS=UL，所以(Us+UL)/2=(Us+Us+XIs)/2=US－(XIs)/2。由此可知这种检测法虽然可以对因X而造成的电压降进行补偿，也不会出现补偿不稳定现象，但只能补偿一半的XIS，还有一半XIS不能进行补偿。比较好的检测法是采样点取自输入端，检测市电输入电压US及检测X上的电压降XIS，用US－XIS作为检测到的电压。这样，既能保证补偿电压的稳定性，也能使补偿的精度提高。图5所示的单相稳压电路，就是采用了这种电压检测电路。

图5

    串联补偿变压器的次级漏电抗XT，一般为Tr1容量的（3～5）％。而Tr1的容量与市电电压的波动范围有关，当市电电压波动范围为±15％时，Tr1的容量仅为稳压电源标称容量的17.6％。所以，补偿变压器Tr1折算到负载额定电压Ur的次级漏抗压降标么值为

XTIS=(0.03～0.05)×0.176=0.00528～0.0088

XTIS的值很小，可以认为XTIS≈0，此时只需对LF电抗XL引起的电压降进行补偿就可以了。在图5中，变压器Tr2检测的是市电输入电压US，变压器Tr3检测的是LF上的电压降，用Tr2及Tr3的次级电压相减后再进行整流，就可以得到反映US－XLIS数值的直流电压USL。

4.2 对市电电压波动进行正负补偿的控制电路

对市电电压波动进行正、负补偿的控制电路，由图5中比较器U1、U2，比例放大器PI1、PI2，及EPWM比较器U3、U4，和基准电压给定电路R3～R5组成。它分成上下两个支路，上支路由U1、PI1、U3组成，用于对市电电压的负波动进行正补偿控制；下支路由U2、PI2、U4组成，用于对市电电压的正波动进行负补偿控制。与此相应基准电压给定电路也给出了两个基准电压给定值Ur1及Ur2。Ur1对应于市电电压的218V；Ur2对应于市电电压的222V。当市电电压US<218V时上支路工作，下支路不工作，USL与Ur1在U1中进行比较，产生出正误差电压＋ΔU，＋ΔU经过PI1放大后与三角波uc在U3中进行比较，产生出使桥式斩波器对市电电压进行正补偿的控制。当市电电压US>222V时下支路工作，上支路不工作，USL与Ur2在U2中进行比较，产生出正误差电压＋ΔU，＋ΔU经过PI2放大后与三角波uc在U4中进行比较，产生出使桥式斩波器对市电电压进行负补偿的控制。基准电压给定电路给出两个基准电压（Ur1=218V与Ur2=222V）的目的，是为了当市电电压US在218V～222V之间时不使稳压电源工作，以避免市电电压US在（220±2）V区间内稳压电源产生正负补偿振荡，使输出电压不稳定，这一点在图1中没有表明。这里需要指出的一点是，图5中运放PI1和PI2的放大倍数，与补偿变压器Tr1的初次级变比ξ1：1、检测变压器Tr2、Tr3（两个变压器完全相同）的初次级变比ξ2：1、三角波的电压幅值Ucm及市电电压的幅值Um有关。PI1及PI2的放大倍数

4.3 三角波发生器电路

三角波发生器电路由一个方波电压发生器（U7）和一个积分器（U8）组成，如图5中U7及U8所示，这种电路在UPS中是常用的。三角波频率与方波电压发生器的频率相同，当方波电压发生器中的电阻R8=0.86R9时，三角波频率

fc≈1/（1/2R10C2）

4.4 状态切换触发电路

状态切换与触发电路如图5下部电路所示。它是由脉冲变压器Tr4、Tr5、Tr6、Tr7及其下面的两个三极管组成的。图中U9、U10是将市电电压变换成与其相对应的正、负半周方波电压。U9得到与us正半周相对应的方波电压，U10得到与us负半周相对应的方波电压。电路的切换采用的是三极管与门的工作原理，触发电路采用的是脉冲变压器输出形式，当然也可以采用光耦的输出形式。切换电路有两组输入信号，每组两个输入信号，即正补偿与负补偿，正半周方波与负半周方波。因此，应有4组触发电路，即由Tr4、V5、V6组成的正补偿正半周触发电路；由Tr6、V9、V10组成的正补偿负半周触发电路；由Tr7、V11、V12组成的负补偿正半周触发电路和由Tr5、V7、V8组成的负补偿负半触发电路。每一种触发电路，只有当脉冲变压器下面的二个三极管同时导通时才能输出触发脉冲。脉冲变压器下面的两个三极管，其中一个受正负补偿信号的控制，另一个受正负半周方波电压的控制。因此，四种触发电路对应于市电电压的每半个周期中，只有一种触发电路输出触发脉冲，其它3种触发电路不工作。由于正负方波电压的加入，4种触发电路之间每半个周期转换一次，而且转换是在市电电压过零时进行。因此，触发电路的切换不会对输出产生冲击。

4.5 稳压补偿过程

空载时假定US<Ur，则正补偿控制电路工作，并使V6、V10导通。在市电电压正半周，U9使V5、V11导通。由于V5、V6导通，Tr4输出触发脉冲，使斩波桥中V1、V4导通。在市电电压负半周，U10使V7、V9导通，由于V9、V10导通，Tr6输出触发脉冲，使斩波桥中V2、V3导通，对市电电压进行正补偿。补偿电压Uco的大小，与Ur1－USL=ΔU的大小成比例。如果此时加载，IS≠0，则Tr3检测的电压降XIS使US减小，因而ΔU增大，补偿电压Uco也相继增大，以达到US＋Uco=UL=Ur的补偿目的。

当US>Ur时，稳压补偿过程与US<Ur时相似，不再重复。

5 三相EPWM斩波器式交流稳压电源

三相EPWM斩波器式交流稳压电源，可以用三个如图5所示的单相电路组成。由于三相是各自独立地进行稳压补偿控制，所以，还可以对市电输入电压的不对称度进行补偿。

6 结语

交流电源篇8

关键词：AVR IGBT 变频

中图分类号：TG434；TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）04-0000-00

1装置的设计要求

（1）能在一定范围内输出任意频率、任意大小的方波电信号，产生所需的交变电磁场。

（2）在安全运行下以磁场强度的增大为原则进行设计。

2 装置的总体框图

整个装置的控制器为ATmega128单片机，功率放大模块主要采用三菱PM50B4LA060模块。如图1。

当针对不同工况，需要提供某一频率和电流时，AVR单片机就能够输出所需的频率，并且设置控制单片机PWM波，经过功率放大电路后加到螺线管线圈中，产生交变电磁场作用于循环水。

3 硬件电路的设计

由于实验需要很高的磁场强度，所以采用大功率模块PM50B4LA060，ATmega128采用定时器1，通过OC1A和OC1B引脚输出两路互补的带死区的方波信号，该方波信号输入到A4504，光耦的VCC端接15V直流电源，经过隔离光耦后，输出为幅值为15V的两路互补的带死区的方波信号，每路信号分别同时控制两个桥臂，最终实现作用于逆变模块的桥臂进行导通和截止的控制。模块输入端接入大电压信号，输出端即为所需的大电压的交流方波电压信号。输出端接入到缠绕的螺线管线圈中，就会产生交变的电磁场。

4 任意频率PWM波的输出

4.1 工作模式的选择

ATmega128共有定时器0、1、2、3四个定时器，定时器0和定时器2都为8位定时器，定时器1和定时器3为16位定时器，且定时器1可以实现精确定时。由于本设计需要得到两路带死区的PWM波，所以选用的为定时器1。

定时器1的工作模式有5种，其中相位和频率修正PWM模式可以产生高精度的、相位与频率都准确的PWM波形。由于本设计需要调节PWM波的输出频率和改变占空比，所以选用的为相位与频率修正PWM模式。

4.2 PWM波输出程序的设计

PWM频率的计算公式为：PWM频率=系统时钟频率/（分频系数×2×计数器上限值）

要想输出任意频率且带有死区的PWM波，首先要进行端口初始化，将PB5和PB6口设置为输出。然后通过设置数据寄存器-TCNT1H和TCNT1L的值，可以赋给初值，这里将初值设置为0。再要对定时器1的相关寄存器进行设置。通过设置控制寄存器A-TCCR1A、控制寄存器B-TCCR1B和控制寄存器C-TCCR1C的控制字，可以设置定时器1的工作模式、分频系数和比较输出模式等，本程序中将定时器设置为8分频、16位的相频修正模式，A升序比较匹配清零，B比较匹配置位。然后通过设置输入捕捉寄存器1-ICR1H和ICR1L的值，可以设定计数器的上限值，根据PWM计算公式可得到所需的PWM频率。对以上寄存器的设置可以实现对频率的修正。

由于PM50B4LA060模块工作需要一定的死区时间，所以还需要相位修正，通过对输出比较寄存器1A-OCR1AH和OCR1AL、输出比较寄存器1B-OCR1BH和OCR1BL寄存器的设置，可以调整占空比的大小，完成相位的修正。当设置完成频率和相位的设置后，便能够得到所需频率和占空比的PWM波形。

5结语

本系统已经成功应用于实验室建设项目中，经过连续运行表明：系统设计合理、投入成本较低、开发周期短、运行稳定，产生波形稳定，具有一定范围内调频调幅的能力，具有较高的实用和推广价值。

参考文献

[1]胡玲艳，唐锴，解金耀.基于MCGS锅炉液位和温度控制系统的设计[J].自动化与仪表，2006（02）.

[2]张学孟.变频电磁抑垢装置的设计及实验研究[D].吉林：东北电力大学，2011.

交流电源篇9

关键词 整流器；逆变器；直流不间断电源；铅酸蓄电池

中图分类号TN 91 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）114-0214-02

1 通信电源系统组成

1.1供电系统

1.1.1通信电源的定义

通信电源是通信局（站）的重要组成部分，常称为通信局（站）的心脏。为了确保通信畅通，通信局（站）的主用交流电源是市电，备用交流电源是发电机组。交流电经整流后与蓄电池组共同为通信设备提供-48V直流基础电源，习惯上也把这种电源称为一次电源。

1.1.2 三级电源划分

国外将上述的交流基础电源称为第一级电源，将直流基础电源和交流不间断电源（UPS）称为第二级电源，将二次电源称为第三级电源。第一级电源保证能源供给，但不能保证不间断。第二级电源主要保证不间断，而第三级电源主要提供通信设备内部各种不同交、直流电压的要求。三级电源的划分如下图所示：

三级电源的划分情况

2 F大厦机房通信电源系统情况介绍

F大厦机房通信电源系统采用集中供电方式，该系统由交流供电系统、直流供电系统、防雷接地系统组成。

连接示意图如下图所示：

F大厦机房通信电源组成图

2.1 交流供电系统

F大厦机房交流供电系统包括交流配电箱（即市电配电箱）、交流配电屏和逆变器。

1）市电配电箱：输入端为专用电缆（五线，包括ABC三相和零线、地线）引入的380V低压市电。为ABC三相供电模式。目前为一路市电。

2）交流配电屏：用于给高频开关电源及通信所需的交流供电电源供电。交流供电为ABC三相，配电屏上交流参数显示为每相238V。

3）逆变器：由直流配电屏引入的直流输入及市电引入的交流输入两路供电。可提供不间断交流供电。逆变器的逆变电压为217V。

2.2 直流供电系统

F大厦机房直流供电系统由高频开关电源、蓄电池、直流配电屏组成。

1）高频开关电源：直流基础电源电压为-48V。高频开关电源的输入端由交流配电屏引入，输出端通过直流配电屏与蓄电池和负载连接。F大厦高频开关电源共有10个整流模块，目前使用7个，每个模块电流为12A-15A，电压均为54.3V。

2）直流配电屏：目前F大厦直流配电系统所带负载的直流电压约为54V，总负载电流约94A。直流配电屏为B、C两列通信设备及逆变器提供直流输入。

3）蓄电池：（1）F大厦使用的蓄电池型号为艾斯诺-华达 GFMC1500，属于阀控式密封铅酸蓄电池（此类电池一般在20℃±5℃环境下使用，可达到12年左右的预期寿命）。共两组，每组电池24块，每组容量1500AH，自2011 年5月开始投入使用；（2）电池大部分时间处于浮充状态，在环境温度为25℃情况下，正常浮充电压为2.25V/单体。当蓄电池单体电压低于2.18V时，需要进行均衡充电。另由于浮充电法可能会导致个别蓄电池充电不均衡和充不足电，所以需要进行定期均衡充电。两组蓄电池如图3所示：

图3 阀控式密封铅酸蓄电池

4）通信设备供电方式：高频开关电源与蓄电池并联后对通信设备供电。在市电正常情况下，高频开关电源一方面给通信设备供电，一方面又给蓄电池充电。当市电中断时，蓄电池单独给通信设备供电。

2.3 防雷接地系统

防雷：F大厦机房内的电缆都是从大厦里引入，而大厦的配电室也设置有防雷装置，因此机房电缆的防雷安全系数又增加一级。目前机房配有防雷组件的有交流配电箱、逆变器、交流配电屏、高频开关电源柜。每个设备的防雷组件构成如下：

交流配电箱：共4个防雷组件，其中三个接市电输入的三路火线，1个接零线。

逆变器：共3个防雷组件，1个接市电输入火线，1个接交流输出，1个接零线。

交流配电屏：共4个防雷组件，其中3个接市电输入的火线，1个接零线。

高频开关电源柜：机柜上有三个防雷指示灯，正常状态下，三个灯常亮，有一路防雷异常，灯灭。

交流电源篇10

关键词：电气负载 电源容量

CCAR25.1351（a）条规定飞机所需的发电容量、电源数目和种类必须由负载分析确定，故飞机电气负载和电源容量分析是飞机电源系统设计的基础，是必不可少的一个环节。目前负载分析可参考的标准都是一些通用标准，如MIL-E-7016F[2]，没有一个比较具体的更易于用于型号设计的设计指南。

1、负载统计

电气负载分析的前提是先要进行负载统计工作，负载统计时，一般会分为交流负载和质量负载来分别统计，需包含的负载信息如下：（1）交流负载：连接的汇流条、相数、设备数量、视在功率、功率因数、工作阶段、工作时间、起动功率、起动时间、起动功率因数和断路器类型（热断路器或固态功率控制器）；（2）直流负载：连接的汇流条、设备数量、额定电流、工作阶段、工作时间、起动电流、起动时间、是否需要蓄电池供电、断路器类型（热断路器或固态功率控制器）。

连接的汇流条用于表示交负载与电源系统中汇流条的连接，在系统初步设计阶段该连接关系尚未确定时，不要求填入该状态信息。

相数仅适用于交流负载，用于表示负载是三相负载还是单相负载，对于单相负载，在配电设计确定后，还需明确是与交流汇流条的哪一相连接（A相、B相或C相）。

设备数量表示每个负载的数量，在负载与汇流条的连接确定后，需根据负载统计表格的设计决定是填入全机的某一负载的数量信息，还是仅填入与某一汇流条连接的某一负载的数量信息。

视在功率主要是指交流负载在相应工作阶段的额定视在功率，用VA表示。

功率因数是交流负载的功率因数，用于计算交流负载有功功率和无功功率。

工作阶段是指根据飞机工作阶段的不同，交直流负载的工作和用电状态会发生变化，因此，将一次飞行任务划分为若干工作阶段进行电气负载统计和分析，图1为工作阶段示意图。

对图1中各工作阶段的定义见表1。

工作时间是指负载在每个工作阶段的实际工作时间。工作时间小于或等于0.005min者，按照工作时间为0进行处理，视为瞬时负载；工作时间大于0.005min而小于或等于5min者，应按精确到0.01min的时间填写，视为短时负载；工作时间大于5min者，视为连续负载。起动功率是指交流负载起动过程中消耗的视在功率，负载的起动功率通常超过其稳态功率。起动时间是指交直流负载起动过程的持续时间。起动功率因数交流负载起动过程中的功率因数。起动电流是指直流负载起动过程中所需电流，负载的起动电流通常超过其额定电流。断路器类型指在民用飞机电源系统中，出现了采用固态功率控制器代替热断路器实现汇流条与负载连接的发展趋势，通过确定这一信息，可帮助电源系统确定热断路器和固态功率控制器的数量，便于配电网络设计。蓄电池供电指直流负载是否需要在正常电源不可用时，由蓄电池进行供电。一般负载统计时都会采用负载统计表来进行统计，根据不同型号的要求，表格可以自行确定格式。

2、负载分析通用要求

负载分析阶段是对负载统计阶段收集的负载信息进行综合分析，计算得出全机交直流负载总功率需求，以及相应的功率因数、相不平衡度等。

根据飞机设计阶段的不同，负载分析的内容存在一定的差异：（1）在初步设计阶段，电源容量尚未确定时，负载分析用于确定全机交直流负载总功率需求，作为机载电源（包括一次电源、二次电源、蓄电池等）容量确定的依据；（2）在电源容量和配电网络设计初步确定后，则按照“负载-汇流条-电源”这一层级结构，计算电源系统每个工作构型下的交直流负载总功率需求、功率因数和相不平衡度等参数，分析负载与电源的匹配情况，并对电源系统设计进行相应调整（如必要），直至电源容量和配电网络设计最终确定（这是一个迭代的设计过程）；（3）在电源容量和配电网络最终确定后，进行负载分析，计算交直流负载功率需求、功率因数和相不平衡度等参数，并分析与电源容量的匹配情况，形成计算分析报告，作为飞机符合性验证工作的一部分，支持飞机适航取证，表明对相关适航条款的符合性。

3、交流负载分析

交流负载分析需计算负载的有功功率和无功功率、相功率（有功功率、无功功率、视在功率和功率因数）、相不平衡度和总功率（有功功率、无功功率、视在功率和功率因数）等参数。

3.1交流负载的有功功率和无功功率

负载的有功功率根据视在功率和功率因数计算得出，见公式（1）：

…………………………（1）

式中：

P-交流负载有功功率，单位为W；

S-交流负载视在功率，单位为VA；

-交流负载功率因数。

式（1）中所示的负载有功功率，在负载分析中还需要考虑负载在各个工作阶段的工作时间，进行折算分析，结合本文的工作时间规定，折算分析后的负载有功功率如式（2）和式（3）所示：

…………………………（2）

………………………（3）

式中：-交流负载5s有功功率，单位为W；-负载5s工作时间，单位为s，若工作时间小于0.3s （0.005min），此处按0处理，若工作时间大于5s，此处按5处理；-交流负载5min有功功率，单位为W；-负载5min工作时间，单位为min，若工作时间小于5s，此处按0处理，若工作时间大于5min，此处按5处理。若负载的工作时间大于5min，则为连续负载。交流负载的连续有功功率按式（1）中的P进行计算分析。

负载的无功功率根据视在功率和有功功率计算得出，如公式（4）所示：

…………………………………（4）

式中：Q-交流负载无功功率，单位为var；S-交流负载视在功率，单位为VA；P-交流负载有功功率，单位为W。

式（4）中所示的负载无功功率，在负载分析中还需要考虑负载在各个工作阶段的工作时间，进行折算分析，结合本文的工作时间规定，折算分析后的负载无功功率如式（5）和式（6）所示：

…………………………………（5）

…………………………………（6）

式中：——交流负载5s无功功率，单位为var；——交流负载5min无功功率，单位为var；若负载的工作时间大于5min，则为连续负载。交流负载的连续无功功率按式（4）计算分析。

3.2 相功率（有功功率、无功功率、视在功率和功率因数）

相有功功率指接在该相上的各交流负载有功功率的代数和。负载分析中，主要在单个交流电源层级计算相有功功率。

需按5s、5min和连续三个工作时间区间进行相有功功率的分别计算。

相无功功率指该相各交流负载无功功率的代数和。负载分析中，主要在单个交流电源层级计算相无功功率。

需按5s、5min和连续三个工作时间区间进行相无功功率的分别计算。

相视在功率为该相有功功率与无功功率之向量和。

相功率因数为该相有功功率与视在功率之比，应与电源的供电能力相适应。

负载分析中，主要在单个电源层级计算相视在功率和功率因数。

公式（7）～（12）为以A相为例的相视在功率和功率因数的计算公式。

…………………………………（7）

…………………………………（8）

………………………………（9）

…………………………………（10）

…………………………………（11）

…………………………………（12）

式中：-A相连续视在功率，单位为VA；-A相连续有功功率，单位为W；-A相连续无功功率，单位为var；-A相连续功率因数；-A相5min视在功率，单位为VA；-A相5min有功功率，单位为W；-A相5min无功功率，单位为var；-A相5min功率因数；-A相5s视在功率，单位为VA；-A相5s有功功率，单位为W；-A相5s无功功率，单位为var；-A相5s功率因数。

3.3 相不平衡度

相不平衡度为单个电源所接负载视在功率最大相的伏安值与最小相的伏安值之差与电源的单相修正容量的百分比。

相不平衡度的计算方法见公式（13）。

…………………………………（13）

式中：

-相不平衡度；-时间折算后视在功率最大相的伏安数，单位为VA；-时间折算后视在功率最小相的伏安数，单位为VA；-时间折算后电源的单相修正容量，单位为VA。

根据时间折算的区间不同（5s、5min或连续），式（13）同时适用于5s、5min和连续这三个工作时间区间的相不平衡度分析。

3.4 总功率（有功功率、无功功率、视在功率和功率因数）

在初步设计阶段，总功率的计算用于支持机载电源容量的确定，总功率为交流负载视在功率的代数和。

在电源容量和配电设计初步确定后，总功率通常指的是单个电源所接交流负载的总功率需求。

总有功功率为各相有功功率的代数和，见公式（14）～（16）：

…………………………………（14）

…………………………………（15）

…………………………………（16）

式中：

-总连续有功功率，单位为W；-B相连续有功功率，单位为W；-C相连续有功功率，单位为W；-总5min有功功率，单位为W；-B相5min有功功率，单位为W；-C相5min有功功率，单位为W；-总5s有功功率，单位为W；-B相5s有功功率，单位为W；-C相5s有功功率，单位为W；

总无功功率为各相无功功率的代数和，见公式（17）～（19）：

…………………………………（17）

…………………………………（18）

…………………………………（19）

式中：-总连续无功功率，单位为var；-B相连续无功功率，单位为var；-C相连续无功功率，单位为var；-总5min无功功率，单位为var；-B相5min无功功率，单位为var；-C相5min无功功率，单位为var；-总5s无功功率，单位为var；-B相5s无功功率，单位为var；-C相5s无功功率，单位为var。

总视在功率为总有功功率与总无功功率的向量和，见公式（20）～（22）：

…………………………………（20）

…………………………………（21）

…………………………………（22）

式中：-总连续视在功率，单位为VA；-总5min视在功率，单位为VA；-总5s视在功率，单位为VA。

总功率因数是指电源所接全部交流负载的功率因数，计算方法见公式（23）～（25）。

…………………………………（23）

…………………………………（24）

…………………………………（25）

式中：-连续负载功率因数；-5min负载功率因数；-5s负载功率因数。

4、直流负载分析

直流负载计算较交流负载简单，主要包括工作时间折算及总负载电流计算。

直流负载分析中，需根据负载工作时间，在5s、5min和连续三个工作区间进行负载电流折算，如公式（26）～（28）所示。

…………………………………………（26）

……………………………………（27）

……………………………………（28）

式中：-直流负载额定电流，单位为A；-直流负载的连续负载电流（负载工作时间需大于5min），单位为A；-直流负载的5min负载电流，单位为A；-直流负载的5s负载电流，单位为A。

在各工作时间区间内，总负载电流为对应直流负载在各工作时间区间负载电流的代数和。

5、电源容量分析通用要求

飞机初步设计阶段，需通过负载分析确定电源容量需求，其中包括主电源、辅助电源、二次电源、地面电源、应急电源以及蓄电池等。

电源容量的确定应考虑负载增长引起的附加容量需求，以免因无法满足负载需求而不得不更换电源，带来飞机设计的重大更改。飞机电源容量确定过程中，应符合下列要求：（1）飞机主电源容量应能满足全部负载的功率需求，在设有多台主电源的飞机上，在单台主电源失效的情况下，剩余主电源容量应能满足全部重要负载的功率需求；（2）在飞机主电源的供电类型不能满足全部负载的需求时，需设立二次电源，现代民用飞机主要的二次电源包括变压整流器和静止变流器。二次电源的容量应能满足全部相应负载的功率需求。对那种设有冗余备份的二次电源系统，在单台二次电源失效的情况下，剩余二次电源容量应能满足相应重要负载的功率需求；（3）辅助电源通常用于地面维护，以及代替失效的主电源进行供电。因此，一般辅助电源的容量与主电源相同；（4）地面电源用于地面维护，其容量需根据飞机地面维护所需负载的功率需求确定；（5）应急电源用于主电源和辅助电源均失效的应急供电状态下的供电，其容量应根据应急供电状态下仍需用电的飞行关键负载确定；（6）飞机在地面时，可能会出现仅由蓄电池供电的状态（如装载和准备阶段，主电源和辅助电源起激前），应根据这一状态的持续时间和负载需求，确定蓄电池容量。蓄电池同时也是应急电源的一部分，在仅有蓄电池作为应急电源的飞机上，蓄电池容量应能满足应急直流负载至少5min的供电要求（并且这一供电时间宜为30min）。在设有其余无时间限制应急交流电源（如冲压空气涡轮发电机）的飞机上，蓄电池容量应能满足应急供电状态下某些特定阶段的负载需求，如冲压空气涡轮的释放转换期间的应急负载需求，以及飞机进场着陆时，冲压空气涡轮因输出功率下降而不得不卸载应急直流负载时的应急直流负载功率需求；（7）现代民用飞机的多个主蓄电池中，通常有一个会用于辅助动力装置（APU）起动，在根据上述原则确定蓄电池容量时，需考虑蓄电池在空中连续三次起动APU带来的容量消耗；（8）机载专用电源，如飞控蓄电池和应急照明蓄电池，其容量应根据相应负载的专用需求确定。

6、电源与负载的匹配

电源与负载的匹配，主要分析电源容量是否可以在规定的各种工作构型下满足相连负载的功率需求，并计算相应的容量裕度。对于交流电源，还需分析负载功率因数和相不平衡度是否在电源的承受范围内。

电源与负载的匹配分析，需在5s、5min和连续三个工作区间分别进行，除蓄电池外，其余电源的容量裕度分析见公式（29）。

……………………………………（29）

式中：

H-电源容量裕度，用百分比表示；J-电源修正容量，单位为VA或A；L-时间折算后（5s、5min或连续）负载功率需求，单位为VA或A。

飞机各个电源的容量裕度要求需在项目专用文件中进行规定。

6.1 变压整流器

变压整流器是现代民用飞机中主要应用的直流二次电源，用于将交流输入转换为直流输出，因此在交流负载分析中，需将变压整流器作为交流负载进行分析，计算公式如式（30）所示。

…………………………………（30）

式中：-TRU折算到交流侧的负载值，单位为VA；-变压整流器输出端的直流电压，单位为V；-变压整流器输出端的直流电流，单位为A；-变压整流器的效率；-变压整流器的功率因数。

6.2 静止变流器

静止变流器主要用于应急情况下单相交流用电设备的供电，将直流输入转换为交流输出，因此在直流负载分析中，需将静止变流器作为直流负载进行分析，计算公式如式（31）所示。

…………………………………（31）

式中：-静止变流器的直流输入电流，单位为A；-静止变流器的额定输出视在功率，单位为VA；-静止变流器的实际输出视在功率，单位为VA；-静止变流器的直流输入电压，单位为V；-静止变流器的效率。

6.3 蓄电池

与其余电源不同，在判断蓄电池容量是否可以满足负载需求时，主要通过计算蓄电池放电时间来进行判定。

对于要求放电时间长于5min的蓄电池，其放电时间计算公式如式（32）所示。

……………………（32）

式中：-蓄电池放电时间，单位为min；-蓄电池修正容量，单位为Ah，蓄电池修正容量需在蓄电池标称容量的基础上，考虑蓄电池的充电状态确定，对于用于APU起动的蓄电池，还需要考虑APU起动带来的蓄电池容量损耗；-蓄电池5s工作区间放电电流，单位为A；-蓄电池5min工作区间放电电流，单位为A；-蓄电池连续放电电流，单位为A。

对于要求放电时间不大于5min的蓄电池，其放电时间计算公式如式（33）所示。

……………………………………（33）

式中：——蓄电池放电时间，单位为min。

7、结语

本文从电气负载和电源容量分析的流程为基础，从通用要求到实际的计算分析方法，结合民用飞机设计现状，有针对性地展示了一种能直接用于民用飞机电气负载和电源容量分析的方法，对民用飞机设计有重要的指导意义。

参考文献