Что такое емкостная нагрузка. Индуктивная нагрузка в цепи переменного тока

Постановка пассивного сглаживающего фильтра на выходе выпрямителя существенно влияет на физические процессы в самом выпрямителе. Индуктивный характер имеет место при работе выпрямителя на фильтр, начинающийся с индуктивности или на обмотку реле, контактора, обмотки возбуждения электрических машин и др. Схема простейшего выпрямителя с индуктивным характером нагрузки приведена на рис.3.34. В этих схемах, как правило, выполняется условие >> т.е. индуктивное сопротивление дросселя на частоте пульсаций больше сопротивления нагрузки. Известно, что ток в индуктивности отстаёт от напряжения на π/2 и процесс нарастания и спада тока заканчивается в пределах одного периода.

Схема подключения для этого теста показана на рисунке ниже. В нем мы можем наблюдать блоки с их соответствующими функциями, выделенными для лучшего понимания. Шунтирующие резисторы имеют мощность, поскольку весь ток нагрузки проходит через них, и они служат только для измерения тока.

Фотоэлементы гарантируют полную изоляцию силовой цепи с цепью управления. Ваше понимание становится простым, так как есть много комментариев и чтение ссылок в спецификациях для настроек таймера. Будут также реализованы другие функции. Видеоролик, в котором подробно описывается работа отдельных цепей, включая отображение поведения тока и напряжения в режиме реального времени, была разработана и представлена ниже. Мы также видели различия в контроле нагрузок резистивного и индуктивного характера.

Рисунок 3.34 – Однофазный, однотактный выпрямитель с

индуктивным характером нагрузки

Ток в цепи (i 2) несинусоидален, так как кроме ЭДС вторичной обмотки в ней действует ЭДС индукции дросселя .

При увеличении тока происходит накопление энергии в магнитном поле дросселя, а при уменьшении тока – освобождение этой энергии.

Большинство гидроэлектростанций в болгарской энергетической системе были спроектированы и изготовлены в 1960-х и 1970-х годах. В соответствии с этими требованиями была проведена полная реконструкция северных ГЭС, включая общую реконструкцию гидрогенераторов турбин и рабочих колес, а также замену систем управления новейшими цифровыми системами автоматического управления. В этих случаях участки питаются гидроэлектростанциями северных ГЭС и затем параллельно с остальной частью ЕКА. Чтобы контролировать эту реактивную мощность, гидрогенераторы, питающие этот участок, должны работать в невозбужденном режиме.

Таким образом, результатом включения индуктивности является “затягивание” тока вентиля. Угол протекания тока зависит от постоянной времени , где R=R Н + r Д + r 2 , r Д - сопротивление диода, r 2 - омическое сопротивление вторичной обмотки трансформатора (рис.3.35).

Рисунок 3.35 – Зависимость угла протекания тока от постоянной времени

Двадцать лет назад из-за преобладания индуктивного потребления энергии несколькими асинхронными двигателями эта проблема не существовала, напротив, все генераторы работали при максимальном возбуждении, и все же был недостаток индуктивной энергии, поэтому напряжение в отдельных точках системы было ниже номинального. Макет задачи Как известно, значительные магнитные потоки рассеяния происходят в области статического магнитострикционного вывода синхронных генераторов. Они закрыты для зубьев торцевых статорных пачек и вызывают значительные потери, что приводит к значительному повышению их температуры.

Выполнить соотношение сложно т.к. возрастают потери в самом дросселе и существенно снижается общий КПД. Поэтому при индуктивном характере нагрузки применяют многофазные схемы p ≥ 2, где легко обеспечивается непрерывность тока за период пульсаций.

Возьмём трёхфазный однотактный выпрямитель (рис.3.36). На этом рисунке L S – индуктивность рассеяния вторичной обмотки; r – сопротивление потерь (r = r 2 + r 1 /n 2), которое обычно r << Rн; – угол перекрытия фаз. Поскольку >> ток в нагрузке неизменный, а ток через вентиль имеет форму прямоугольного импульса. Переход тока с вентиля на вентиль из-за индуктивности рассеяния не может произойти мгновенно. Её ЭДС самоиндукции препятствует изменению тока – в одной фазе он снижается, а в другой нарастает. В результате ток одновременно течёт по двум фазам. Это явление называется перекрытием токов фаз. Оно существенно влияет на качественные и количественные соотношения в схеме выпрямления.

Эта проблема особенно остро стоит у турбогенераторов, и на них сделано много исследований, разработан ряд конструктивных решений, ведущих к ослаблению и экранированию лобовых потоков рассеяния. Для гидрогенераторов проблема считается менее острой, а исследования значительно меньше. Современные генераторы предназначены для ограничения потоков искажений потока и ослабления эффекта увеличения нагрева зубов на конечных упаковках. Что касается структуры, работающих на дому гидро был проведен анализ, который содержится значительное изменение в структуре концевых пакетов зон, структур, чтобы свести к минимуму воздействие потока на верхней части рассеяния на структурах с практически не обращая внимания на проблему и с высокой температурой зубы конечных пакетов.

Рисунок 3.36 – Трёхфазный однотактный выпрямитель

В однотактной однофазной схеме нет перехода тока с одного вентиля на другой, поэтому Ls в ней на физические процессы практически не влияет. В трёхфазной схеме имеет место конечное время перехода тока (переключение фаз). Если пренебречь сопротивлением вентилей и трансформатора, то затягивания тока не будет – переключение мгновенное. Из-за перекрытия фаз постоянная составляющая U 0 уменьшается на величину площади треугольника в напряжении U d .

Это потребовало теоретического анализа структур и методологии определения температуры нагрева зубьев конечных пакетов при различных режимах работы гидрогенераторов. Что касается конечной области пакета, разные производители имеют другой подход. Различия в основном ограничиваются конструкцией наружных упаковок воздушным зазором, их толщиной, конструкцией полюса и, в частности, магнитной скороваркой.

Структура клемм магистральных магнитов статора. На рис. 1 показаны типичные конструкции концевых упаковок, используемых в гидрогенераторах, работающих в Болгарии. Размер лестницы, как показано, составляет, как правило, 6 мм. Это одно из эффективных средств уменьшения рассеяния в области конечных пакетов. В этом случае отвлечение в области конечного пакета значительно более выражено. Что касается толщины готовых упаковок в большинстве конструкций принимаются они являются более узкими, чем отечественные пакеты, только в некоторых конструкциях они имеют толщину, равную или большую, чем толщина внутренних пакетов.

В итоге наличие r и Ls приводит к более резкому падению внешней характеристики выпрямителя (т.е. повышению Rвых), которая показана на рис.3.37.

Рисунок 3.37 – Внешняя характеристика выпрямителя с индуктивным

характером нагрузки

Здесь, при токе нагрузки меньше некоторой величины I 0кр соотношение перестает выполняться. Ток дросселя становится прерывистым, он разряжается полностью и напряжение возрастает.

Очевидно, что уменьшение толщины конечных пакетов приводит к лучшему охлаждению и снижению их нагрева из-за увеличения потерь в них. Конструкция полюса и полюсное сопло. Типичная конструкция полюса гидрогенератора включает полюс полюса из листовой стали толщиной 1 - 2 мм и двухполюсные прессованные полюса из высокопрочной магнитной стали, которые обеспечивают механическое сопротивление полюсу, участвуют в основных магнитного потока и поглощать механические силы, вызванные центробежными силами на концах полюсных катушек с его аксиально проходящей частью.

По выпрямителям с индуктивным характером нагрузки можно сделать следующие выводы:

1) Индуктивная составляющая сопротивления и нагрузки должна быть соизмерима с Rн (иначе КПД будет низким).

2) Форма кривой тока вентиля приближается к прямоугольной.

3) Длительность работы каждой фазы не зависит от индуктивности в цепи нагрузки, а определяется числом фаз выпрямления (пульсностью) и индуктивностью рассеяния трансформатора.

Как правило, полюс полюса вместе с частью кий, покрытой полюсной катушкой, равен длине магнита статора. Часть реплики, которая усиливает фронт полюсных катушек, находится вне магнита статора и обеспечивает путь с высокой магнитной проводимостью, который закрывает магнитный поток фронтального разброса. На поверхности этой части кия, которая находится вне магнита статора, в некоторых конструкциях имеются канавки с канавками, которые удлиняют путь рассеивающих потоков и ослабляют их. Что касается строительства окончательной зоны упаковки, то гидроэлектростанции, установленные на болгарских ГЭС, можно разделить на три группы: Гидрогенераторы сконструированы с максимальным учетом требований к ослаблению эффекта лобового рассеяния.

4) Наличие индуктивности рассеяния приводит к перекрытию токов фаз, при этом U 0 снижается, а пульсации на входе сглаживающего фильтра возрастают.

Мкостный характер нагрузки

Ёмкостный характер нагрузки имеет место при работе выпрямителя на фильтр, начинающийся с ёмкости, как это показано на рис.3.38.

Постоянная цепи заряда много меньше постоянной цепи разряда , поэтому время заряда (угол ) много меньше времени разряда конденсатора фильтра на нагрузку. Имеет место отсечка тока вентиля . При увеличении R H замедляется разряд и точка пересечения U 2 и U C сдвигается, угол уменьшается, пульсации напряжения тоже уменьшаются. При токе

Таким образом, конечные пакеты выгружаются из осевой составляющей основного магнитного потока и максимизируется предел потока рассеяния в области конечных пакетов. Гидрогенераторы, построенные с частичным чтением требований к ослаблению эффекта фронтального рассеяния.

В этих генераторах осевая составляющая основного магнитного потока не ослабляется и лишь частично ограничивает поток рассеяния в области конечных пакетов. Гидрогенераторы построены без учета требований к ослаблению эффекта лобового рассеяния. В этих генераторах аксиальная составляющая основного магнитного потока не ослаблена, поток рассеяния в области концевых пакетов не ограничен и охлаждение ухудшается. В численном исследовании осевой составляющей поля рассеяния в зоне окончательного пакета статор магнитной цепи синхронного гидро, метод для нахождения плотности магнитного потока в воздушном зазоре исследований гидрогенератора без учета работы отклика тока якоря.

Рисунок 3.38 – Простейший выпрямитель с ёмкостной нагрузкой

нагрузки равном нулю конденсатор не разряжается и U 0 =U m 2 . Обратное напряжение на вентиле тоже максимально и равно . Внешняя характеристика нелинейна и выходное сопротивление можно определить только в рабочей точке через приращения (рисунок 3.39).

Рисунок 3.39 – Внешняя характеристика выпрямителя с ёмкостной

Кроме того, конструкция модели продолжается с рисунком поперечной геометрии гидрогенератора по размерам структурной документации с канавкой активных сторон секций обмотки статора. В соответствии с схемой обмотки и выбранной временной точки устанавливаются сигнал и величина тока на активных сторонах обмотки. Таким образом, полный ток слоя канала имеет то же значение, что и полный ток в реальной машине. На основе заданной площади и полного тока, на котором выполняются вычисления, в моделях установлена плотность тока.

Точно так же устанавливается ток в катушке возбуждения, полный ток в поперечном сечении катушки равен произведению тока возбуждения в режиме заданной нагрузки, умноженному на количество обмоток однополюсной катушки. На основе построенной модели имеется картина поля, а магнитная индукция в воздушном зазоре производится с соответствующей нагрузкой в течение рассматриваемого момента времени. Показания магнитной индукции производятся на контуре, расположенном на дуге окружности, проходящей через середину воздушного зазора, равноудаленной от статора и ротора.

нагрузкой

Однофазная однотактная схема выпрямления имеет довольно высокие пульсации при низкой частоте основной гармоники и плохо используется трансформатор. Однако, простота однотактных схем делает их более привлекательными перед двухтактными для получения высоких напряжений.

Рассмотрим схему удвоения напряжения. Она приведена на рис. 3.40 и состоит их двух однотактных выпрямителей, каждый из которых использует свою

Исследования обычно проводятся для наиболее характерных режимов загрузки. Как правило, мощные гидрогенераторы работают на нагрузке с номинальной активной мощностью и реактивной мощностью от номинальной индуктивности до максимально допустимой емкости. На рис. 4 - кривая пространственного распределения магнитной индукции в воздушном зазоре в одной из режимов нагружения, в этом случае номинальная активная и максимальная емкостная мощность. Димитар Кирилов Сотиров, Департамент электрических машин, Технический университет - София.

Статья продолжается в следующем номере журнала. Попробуйте: если после ок. Если нет, он не настроен. Только одна индуктивная или емкостная нагрузка может управляться одним каналом! Однако он не подходит для управления скоростью экранированных электродвигателей полюсов, потому что скачки напряжения свыше 300 В могут привести к постоянному повреждению диммера. Откроется новое окно, в котором вы увидите все доступные расширения. Вы можете добавить все устройства с помощью соответствующей кнопки или выбрать только одно расширение из таблицы, ввести его имя и нажать кнопку.

Рисунок 3.40 – Схема удвоения напряжения (симметричная)

полуволну напряжения сети. Напряжение на нагрузке складывается из напряжений на конденсаторах С 1 и С 2 . Если пульсации малы, то постоянная составляющая на нагрузке

При сложении компенсируются все нечётные гармоники в том числе и первая (р=2). Недостатком схемы является отсутствие общей точки между трансформатором и нагрузкой, что неудобно с точки зрения электробезопасности.

Добавить расширение без физического подключения

На вкладке периферии в древовидной структуре выберите нужное расширение. Как только вы отметите расширение, он начнет мигать. Если расширение не подключено к минисерверу, оно не может быть найдено в поисках поиска. Тем не менее, есть возможность добавить расширение к программированию без его физического соединения. Когда он нажимается, меню «Расширения» расширяется, и вы можете его добавить. Серийный номер может быть заполнен позже в свойствах.

Замена устройства - изменить серийный номер

Если вы хотите заменить расширение на новый, вам необходимо изменить серийный номер на новое расширение на исходное расширение, добавленное в программу.

Ещё одна схема удвоения приведена на рис.3.41. Она называется несимметричной и имеет общую точку сети и нагрузки.

Рисунок 3.41 – Несимметричная схема удвоения напряжения

В этой схеме частота первой гармоники пульсаций равна частоте сети. Конденсатор С 1 выполняет функцию промежуточного накопителя энергии, поэтому масса и объём несимметричного удвоителя больше чем у симметричного.

Нажмите на исходное расширение в дереве периферии и перейдите в окно «Свойства». Введите здесь новый серийный номер. Серийный номер можно найти в нижней части Расширения или в поиске. В дополнение к ручному заполнению серийного номера нового расширения вы можете искать периферийные устройства.

Подключите новое устройство и запустите «Периферийный поиск». Нажмите, чтобы выбрать ранее неиспользуемое расширение, и выберите тот, который вы хотите заменить, в раскрывающемся меню «Заменить устройство». Это означает, что он может быть затемнен как резистивной, так и индуктивной нагрузкой, а также емкостью. Максимальная нагрузка на канал составляет 210 Вт.

Зато получилась регулярная структура, которую можно наращивать, как показано на рис.3.42.

Рисунок 3.42 – Несимметричная схема удвоения напряжения (а) и

умножитель напряжения на шесть (б)

В умножителе напряжения нагрузку можно подключить и к верхней группе конденсаторов – получим умножитель на пять. Умножители выпускают в виде неразборного блока. Число конденсаторов равно коэффициенту умножения. Выходное сопротивление исчисляется килоомами.

Когда левый диод на диммере красный, это означает, что измеряется частота каналов диммера. Здесь вы должны установить, какое устройство вы ослепнете. Если вам не нужен диапазон, но вам нужен другой, вы можете изменить его следующим образом. По этой причине необходимо установить коррекцию в соответствии с реальными значениями - мы будем использовать линейность кривой.

Входное значение 1 - 0 В Целевое значение 1 - 0% Входное значение 2 - 10 В Целевое значение 2 - 100%. Даже в этом случае мы можем это исправить. Входное значение 1 - 0 В Целевое значение 1 - 0% Входное значение 2 - 10 В Целевое значение 2 - 70%. Реле являются одним из наиболее часто используемых компонентов в автоматизации. Мы находим их в самых разных местах, практически во всех областях, к которым приходит автоматизация. Они функционируют как разделители, умножители сигналов, исполнительные механизмы и т.д. это приводит к частым выборам стандартного продукта, что может привести к неправильной работе системы или необходимости частых посещений службы.

Управляемые выпрямители

Управляемым называют выпрямитель, у которого при неизменном входном напряжении можно регулировать выходное напряжение.

Управлять выходным напряжением можно с помощью переключения витков первичной или вторичной обмоток трансформатора, лабораторным автотрансформатором (ЛАТРом) или введением реостата в цепь тока. Первый способ даёт дискретность регулировки, что не всегда приемлемо, второй – из-за наличия скользящих контактов имеет низкую надёжность, а третий (с помощью реостатов) – низкий КПД. Поэтому используют управляемые вентили, включаемые вместо неуправляемых в схему выпрямления.

В качестве таких вентилей используют тиристоры - четырёхслойные p-n-p-n структуры. На рис.3.43а,б,в приведены соответственно условное обозначение, схема замещения и ВАХ тиристора (триака). :

Рисунок 3.43 – Условное обозначение, схема замещения и ВАХ тиристора

В обычном состоянии тиристор заперт. В схеме существует два устойчивых состояния: открытое (точка А) и закрытое (точка В).

Повышение напряжения источника от 0 до Е при Iуэ = 0 приводит к перемещению рабочей точки по нижнему участку характеристики. Если подать импульс тока управления Iуэ достаточный для включения, то р.т. перейдет в точку А и цепь управления перестанет влиять на процессы в анодной цепи тиристора – цепь управления не нужна. Это система с внутренней положительной обратной связью, поэтому тиристоры имеют большой коэффициент усиления по мощности.

Обычно Е всегда меньше напряжения включения «по аноду» (U amax) на 20…30%. Выключить тиристор можно только путём уменьшения Iа до уровня меньше тока удержания (Iуд), за счёт увеличения Rн или уменьшения Е.

В открытом состоянии тиристоры пропускают большие токи (сотни ампер), но они инерционны, время включения составляет 0,1…10 мкс, а время выключения 1…100 мкс.

Наряду с рассмотренным тиристором имеется группа четырёхслойных приборов с разнообразными свойствами это динисторы, симисторы и запираемые тиристоры. Они приведены на рис. 3.44.

Рисунок 3.44 – Условное обозначение динистора (а), симистора(б)

и запираемого тиристора (в).

У динистора регламентировано напряжение включения по аноду. Это двухэлектродный прибор. Симистор предназначен для работы в цепях переменного тока при этом сигнал управления можно подавать относительно катода или относительно анода. Все названные выше приборы выключаются только путём уменьшения его анодного тока ниже тока удержания.

Однако имеются и так называемые запираемые тиристоры, т.е. путём подачи тока в цепь УЭ обратного направления тиристор может быть выключен. Но при этом коэффициент усиления по выключению на порядок ниже, чем по включению.

Все названные приборы широко используются в устройствах автоматики и источниках питания в качестве регуляторов, стабилизаторов и устройств защиты.

Обычно тиристор ставят в схему выпрямления вместо неуправляемого вентиля. Возьмём однофазный мост (рис.3.45). На этом рисунке - угол включения тиристора (угол относительно точки естественного включения неуправляемого вентиля).

Рисунок 3.45 – Однофазный управляемый мост

Найдём постоянную составляющую напряжения на нагрузке.

Учитывая, что напряжение U 2 гармоническое , то

(3.44) Если в (3.44) принять , то - напряжение на выходе неуправляемого выпрямителя; если , то . Зависимость есть регулировочная характеристика управляемого выпрямителя. Она приведена на рис.3.46 и имеет нелинейный характер.

Рисунок 3.49 – Несимметричный управляемый выпрямитель

Здесь диоды и играют роль нулевого вентиля, поэтому ; асимметрия может быть любой (неуправляемые вентили могут стоять в анодной или в катодной группе или как на рис.3.49).

Тиристоры используют и в вольтодобавочных схемах, которые по сравнению с рассмотренными, имеют более высокий КПД, поскольку преобразуют только часть энергии для нагрузки. Схема выпрямителя с вольтодобавкой приведена на рис.3.50. Здесь минимальное напряжение на выходе

Рисунок 3.50 – Выпрямитель с вольтодобавкой

обеспечивается неуправляемым выпрямителем VD1 и VD2. Повышение напряжения достигается включением тиристоров VS1 и VS2. В максимальном режиме диоды всегда закрыты и угол включения . Такие схемы имеют хорошие энергетические показатели, но требуются дополнительные обмотки на трансформаторе.

Что произойдет, если разомкнуть переключатель, управляющий током через индуктивность? Индуктивность, как известно, характеризуется следующим свойством: а из этого следует, что ток нельзя выключить моментально, так как при этом на индуктивности появилось бы бесконечное напряжение. На самом деле напряжение на индуктивности резко возрастает и продолжает увеличиваться до тех пор, пока не появится ток. Электронные устройства, которые управляют индуктивными нагрузками, могут не выдержать такого роста напряжения, особенно это относится к компонентам, в которых при некоторых значениях напряжения наступает «пробой». Рассмотрим схему, представленную на рис. 1.94.

Рис. 1.94. Индуктивный «бросок».

В исходном состоянии переключатель замкнут и через индуктивность (в качестве которой может выступать, например, обмотка реле) протекает ток. Когда переключатель разомкнут, индуктивность «стремится» обеспечить ток между точками А и В, протекающий в том же направлении, что и при замкнутом переключателе. Это значит, что потенциал точки В становится более положительным, чем потенциал точки А. В нашем случае разница потенциалов может достичь 1000 В, прежде чем в переключателе возникнет электрическая дуга, которая и замкнет цепь. При этом укорачивается срок службы переключателя и возникают импульсные наводки, которые могут оказывать влияние на работу близлежащих схем. Если представить себе, что в качестве переключателя используется транзистор, то срок службы такого переключателя не укорачивается, а просто становится равным нулю!

Чтобы избежать подобных неприятностей лучше всего подключить к индуктивности диод, как показано на рис. 1.95. Когда переключатель замкнут, диод смещен в обратном направлении (за счет падения напряжения постоянного тока на обмотке катушки индуктивности). При размыкании переключателя диод открывается и потенциал контакта переключателя становится выше потенциала положительного питающего напряжения на величину падения напряжения на диоде. Диод нужно подобрать так, чтобы он выдерживал начальный ток, равный току, протекающему в установившемся режиме через индуктивность; подойдет, например диод типа .

Рис. 1.95. Блокирование индуктивного броска.

Единственным недостатком описанной схемы является то, что она затягивает затухание тока, протекающего через катушку, так как скорость изменения этого тока пропорциональна напряжению на индуктивности. В тех случаях, когда ток должен затухать быстро (например, быстродействующие контактные печатающие устройства, быстродействующие реле и т.д.), лучший результат можно получить, если к катушке индуктивности подключить резистор, подобрав его так, чтобы величина не превышала максимального допустимого напряжения на переключателе. (Самое быстрое затухание для данного максимального напряжения можно получить, если подключить к индуктивности зенеровский диод, который обеспечивает затухание по линейному, а не по экспоненциальному закону.)

Диодную защиту нельзя использовать для схем переменного тока, содержащих индуктивности (трансформаторы, реле переменного тока), так как диод будет открыт на тех полупериодах сигнала, когда переключатель замкнут. В подобных, случаях рекомендуется использовать так называемую RС-демпфирующую цепочку (рис. 1.96). Приведенные на схеме значения R и С являются типовыми для небольших индуктивных нагрузок, подключаемых к силовым линиям переменного тока. Демпфер такого типа следует предусматривать во всех приборах, работающих от напряжений силовых линий переменного тока, так как трансформатор представляет собой индуктивную нагрузку. Для защиты можно также использовать такой элемент, как металлоксидный варистор.

Рис. 1.96. RC-"демпфер" для подавления индуктивного броска.

Он представляет собой недорогой элемент, похожий по внешнему виду на керамический конденсатор, а по электрическим характеристикам на двунаправленный зенеровский диод. Его можно использовать в диапазоне напряжений от 10 до 1000 В для значений токов, достигающих тысяч ампер (см. разд. 6.11 и табл. 6.2). Подключение варистора к внешним выводам схемы позволяет не только предотвратить индуктивные наводки на близлежащие приборы, но также погасить большие всплески сигнала, возникающие иногда в силовой линии и представляющие серьезную угрозу для оборудования.