交流电和直流电的区别及应用
交流电是周期变化的,易于用很简单的电磁耦合就能实现电压的线性变换。所以输电网络多采用交流输电网络。网络是交流的,那么我们居民,工矿的电源显然就是以交流为主了。(毕竟孩子挑不得妈嘛)。
但是随着电网的发展,交流电网的弊端就出现了。诸如,同等级的高压交流网络的损耗大于高压直流网络,交流网络故障易引起整个网络的崩溃问题啦,不同频率的交流网络无法对接的问题啦。因此交流直流混合的柔性输电网络的概念就随之兴了。大容量开关阀的成熟应用使得超大容量的整流逆变成为可能。因此,你在关注新闻时会发现现在很多直流输电工程的出现。
对于我们来说,生活中的普通电器稍加改造大多是可以实现交直通用的,有的甚至不用改造,比如纯发热的电器(电饭煲,灯泡)。家用交流电器居多,只是因为制造上历史原因导致成本更加低廉。
对于工矿企业,医疗,自动化制造上的电机来说,交流电机制造廉价,但是在拖动负荷低于额定功率时就很费电,而且调速不容易,直流电机相反。 因而需要恒定功率和转速的地方多用制造廉价的交流电机;需要灵敏调节转速,负荷变动较大的地方多采用直流电机。在特殊场合还需要两者结合应用,常见的比如我国的CRH和变频空调就是交-直-交应用的经典代表。
对于集成电路来说,那更是交流直流混合应用的集大成者,电力电子技术使得两种电在其中来回变换(但是具体还是各走各的道,各管各的事儿)。
最后,电能事实上是几乎无法储存(只有电容器和电感线圈能够直接储存下电能,但是储存的电量比很少),所以大多转化成别的形式的能量储存起来。比如把用不完的交流电用电泵抽到水库里存着,需要用时放下来发电;或者整流成直流电冲到蓄电池里,满足各个地方的需要。
说了这么多,总结就是,交流电更容易变换电压而不能变频,直流电可实现变频而不易变化电压。交流电机更适合干粗大笨重的苦力活,直流电机更适合干各种精密活儿
关于直流电源:
1)关于焊接
大家都知道电焊利用的是电弧,同时我们也知道直流电弧比交流电弧更难熄灭,毕竟直流电弧没有过零问题。
如果我们带着这个问题去问电焊工,他(她)会告诉我们:用直流弧焊机比交流弧焊机要好焊得多。
我们来到汽车制造厂,里面有N多的汽车车身焊接机器人。这些机器人用的电焊电源都是直流的。至于如何从交流电整流成直流电,又该如何补偿由此产生的功率因数下降,以及抑制谐波的方法(汽车制造厂是谐波的重灾区),则不在楼主提问的范围之内。
2)关于电解和电镀
相信,没有人没见多电镀后的金属制品,这在我们的日常生活中司空见惯。
但是,电解和电镀必须用直流电,直接用交流电是不可能的。也因此,这里有存在交流电源的整流问题,以及恒流问题,这需要有PID控制及电压波动补偿控制。
3)变频器、UPS,以及变电站里的直流屏
变频器有交交变换,也有交直交变换。UPS也类似,并且UPS内部还有电池。
在10kV以上的变电站里,有直流屏,它提供的直流电能为全站控制设备提供电源。之所以要采用直流,是因为在直流下继保装置更加稳定。
当然也有采用交流供电的配电设备控制系统,但只在配电室中出现,而在变电站中清一色都用直流屏。
同时,发电厂的控制设备也用的是直流屏作为控制电源。
4)至于直流输送电,它的稳定性好,损耗小,也是不争的事实。
关于交流电源:
可以这么说,如果没有交流电源,就没有现代工业。交流电是我们现代的城市和农村,乃至于现代国家的国民经济最重要的能源,是我们现代地球人赖以生活的物质基础。
甚至,我们大家现在正在使用的电脑和照明灯具,它们的电源都是交流的。
因此,对于交流电源的应用范例,就不用我们再去考证了。
那么直流电和交流电的最大区别是什么?就是直流电比交流电更加稳定,但交流电比直流电在应用上更加便利;直流电用于特殊行业,而交流电则用于所有行业。
想想生活在极端偏僻处的牧民们就知道了,他们用风能和太阳能所发的直流电,其中相当部分还是要逆变成交流电才能使用。
发电机发出的一般都是交流电,并且交流电易于变压、变流,因此,电网采用的是交流电。
直流电易于存储,比如干电池、电瓶等等,存储的都是直流电。
一般电子电路中,工作电源采用直流电。
从使用角度看,某些用电器如电炉、白炽灯等电阻类电器,可以交直流两用。
而与电机相关的用电器,交直流不能混用,且多数采用交流电。
CT是电流互感器,串联回路中,电流处处相等,因此,采用串联得到的才是回路的真实电流。
PT是电压互感器,并联回路中,电压处处相等,因此,采用并联得到的才是回路的真实电压。
PT一次匝数与互感器的一次电压有关。
决定铁芯后,磁通Φm就相对决定了。
E=4.44*f*N1*Φm,
E为一次电压,Φm为磁通,f为工作频率,这样,就可以得出匝数N1了。