Оглавление:
Несинусоидальные токи в трехфазных цепях
Периодические несинусоидальные токи и напряжения возникают в электрических цепях, когда возникает несинусоидальная ЭДС или существуют нелинейные элементы. По ряду причин фактическая ЭДС, напряжение и ток электрической цепи переменного тока синусоидальной волны отличаются от синусоидальной волны. В энергетическом поле появление несинусоидальных токов или напряжений нежелательно.
Вызывает дополнительную потерю энергии.
Тем не менее, существуют широкие области технологии (беспроводная инженерия, автоматизация, компьютерная инженерия, технология преобразования полупроводников), где количество несинусоидальных волн является основной формой ЭДС, тока и напряжения. В этом разделе мы рассмотрим, как рассчитать линейную электрическую цепь при воздействии источника периодической несинусоидальной ЭДС.
Как известно, любая периодическая функция с конечным числом разрывов первого порядка и конечным числом максимальных и минимальных значений за период может быть расширена с помощью тригонометрического ряда (ряда Фурье). Однако полезно запомнить несколько символов, которые позволяют быстро определить набор конфигураций.
Функция вида называется симметричной относительно горизонтальной оси. В этом случае ряд не содержит определенных компонентов и даже гармоник. Если для функции выполняется условие, эта функция называется симметричной относительно оси ординат, а ее ряды имеют постоянную компоненту и четную функцию (косинус) Не включает Выпрямление сигнала, представленного функцией в виде рисунка 4.1, b становится функцией в виде рисунка и ее условие Эта серия функций не включает нечетные функции (синус).
В этом случае одной из основных характеристик периодической несинусоидальной ЭДС, периодичности тока и напряжения является среднеквадратичное значение или среднеквадратичное значение, которое определяется по тепловой эквивалентности с постоянным током и рассчитывается как среднеквадратичное значение.
Эффективные значения периодической несинусоидальной величиныряда Фурье представлены следующим образом: Эффективными значениями несинусоидальной величины являются электромагнитная и электрокинетическая системы.
В дополнение к текущим значениям несинусоидальные значения могут быть охарактеризованы с использованием средних значений, средних значений полупериода, средних значений модуля или средних значений коррекции в дополнение к текущим значениям.
- Среднее значение определяется потому, что оно является постоянной составляющей несинусоидального значения, абсолютное значение этого значения также называется средним значением коррекции, а математическая операция, которая определяет модуль функции, выполняется устройством, называемым выпрямителем.
- Для функции ωf () t среднее абсолютное значение: Если несинусоидальное значение симметрично относительно горизонтальной оси и знак не изменяется в течение полуцикла, то среднее значение полуцикла.
Это значение равно среднему значению коррекции, среднее значение величины измеряется устройством магнитоэлектрической системы, а среднее значение измеряется устройством магнитоэлектрической системы с выпрямителем.
Характеризуется бесконечным разнообразием, и часто бывает необходимо оценить состав и форму гармоник, не полагаясь на точные вычисления, из-за этой формы, амплитуды и коэффициента искажения Коэффициент формы определяется как отношение текущего значения к среднему значению абсолютных значений.
Активная мощность для несинусоидальных токовых цепей определяется так же, как и для синусоидальных токовых цепей. Как среднее значение мгновенной мощности за период времени: Следовательно, активная мощность при несинусоидальном токе — это активная мощность отдельных гармоник, включая постоянные компоненты, такие как гармоники на частоте 0 (ω0 = 0; ноль0 = 0)
Равно сумме по аналогии с синусоидальным током понятие реактивной мощности может быть введено как общая реактивная мощность гармонических составляющих.
Также, по аналогии, понятие полной мощности или полной мощности вводится как произведение эффективного значения напряжения и тока.
- Эффективная мощность электрической цепи меньше, чем полная мощность, за исключением цепей, состоящих из элементов с идеальным сопротивлением. Отношение активной мощности к полной мощности называется коэффициентом мощности и эквивалентно косинусу определенного угла.
Если среднеквадратичные значения входного напряжения и тока равны среднеквадратичным значениям несинусоидального напряжения и тока, а фазовый сдвиг тока синусоидальной волны к напряжению равен, то две клеммы цепи тока синусоидальной волны — это активная мощность и полная мощность. Соотношение будет таким же.
Эта величина синусоиды называется эквивалентной синусоидой и используется для оценки расчета несинусоидальной цепи тока. Расчеты для несинусоидальных токовых цепей выполняются методом суперпозиции для каждой гармоники эдс, работающей в цепи. Для расчета используется комплексный метод, учитывая, что индуктивность гармоники равна Можно использовать Расчет схемы ПК для компонента постоянного тока соответствует расчету постоянного тока, но если реактивное сопротивление, его можно выполнить так же, как и для переменного тока.
- В результате индуктивные элементы эквивалентны замыканиям, а емкостные элементы разрываются между точками переключения цепи. 0C X = ∞ В качестве примера вычислите входной ток, напряжение сопротивления и мощность эквивалентной схемы на рисунке 1. 4.2, и два значения индуктивности.
Активным сопротивлением в этом случае является нагрузка на цепь, состоящую из индуктивного и емкостного элементов. Пусть входное напряжение будет V. Параметры элемента схемы. Спектр входного напряжения содержит определенные компоненты, 1-ю и 3-ю гармоники. Покажем отдельные гармоники входного напряжения в сложной форме: из рассчитанных значений на частоте третьей гармоники с индуктивностью появляется режим, близкий к резонансу напряжения, и напряжение на активном резисторе равно.
- Видно, что частота в 5 раз выше входного напряжения. В этом случае модуль входного сопротивления составляет всего 0,78 Ом, поэтому эффективное значение тока 3-й гармоники достигает 6,3 А и является основной составляющей эффективного значения входного тока (I = 7,3 А). На частоте первой гармоники напряжение активного резистора для этих параметров также превышает входное напряжение в 1,3 раза. 3 = ϕ 11,3 °.
Увеличение индуктивности до 20 мГн ослабляет напряжение первой гармоники при активном сопротивлении примерно в 1,8 раза, а напряжение третьей гармоники — примерно в 10 раз. Из уравнения (4.7), когда k увеличивается, коэффициент сопротивления Zkab имеет тенденцию к снижению и стремится к нулю на пределе. Это означает, что в отсутствие резонанса гармоники спектра напряжения при активном сопротивлении подавляются. В данных таблицы 4.1 следует отметить, что для постоянной составляющей все величины являются действительными числами и не зависят от параметров элемента реактивного сопротивления, особенно индуктивности.
В случае рисунка 4.2 и b состоят из активного резистора, подключенного к источнику с напряжением 10 В, заменив элемент реактивного сопротивления резистором нулевой частоты. Таким образом, частотная зависимость реактивного сопротивления электрической цепи позволяет конкретную конструкцию схемы и выбор параметров, создавая режим, в котором ток или напряжение на определенной частоте или частотном диапазоне усиливаются или ослабляются.
Усиление или ослабление определенной частоты тока или напряжения называется электрической фильтрацией, а устройства, которые реализуют эту функцию, называются электрическими фильтрами.
Смотрите также:
| Измерение мощностей в трехфазных цепях | Четырехполюсник |
| Расчет трехфазных цепей методом симметричных составляющих | Уравнения неавтономных активных и пассивных проходных четырехполюсников |
