Нелинейные цепи переменного тока
Параллельное соединение катушки со сталью и конденсатора
жүктеу/скачать 1.03 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Утроители частоты
Параллельное соединение катушки со сталью и конденсатораК Отрицательную часть кривой U(I) (пунктирная линия) зеркально отобразим поскольку для действующих значений н Е При питании этой цепи от источника ЭДС может быть получена вся кривая U(I). Cтабилизаторы напряжения С  табилизаторы напряжения представляют собой четырехполюсники, у которых значительное изменение напряжения на входе сопровождается незначительным изменением напряжения на выходе. Стабилизирующие свойства его характеризуются коэффициентом стабилизации  : где U1 и U2 – напряжение на входе и на выходе стабилизатора соответственно; ΔU1 и ΔU2 – соответствующие изменения напряжения на входе и на выходе. Чем выше kc, тем лучше стабилизатор. Идеальным является стабилизатор, у которого ΔU2=0, а kc =∞. Стабилизация возможна только в нелинейной цепи. Основной частью любого стабилизатора является последовательное соединение линейного элемента и нелинейного. Особенности цепей, содержащих катушки со сталью, могут быть использованы для устройства ферромагнитных стабилизаторов напряжения. Простейший стабилизатор (рис.8.17) представляет собой последовательное соединение конденсатора (линейный элемент) и катушки со сталью (нелинейный элемент). Выходным напряжением стабилизатора является напряжение на катушке. Принцип работы стабилизатора хорошо виден из графиков рис.8.18,а. Предположим, что входное напряжение изменяется от  до  . Определив соответствующие значения  и  , видим, что значительное изменение U1 приводит к незначительному изменению U2. Определив для ряда з
Рис.8.20 начений U1 соответствующие значения U2, можно построить график зависимости U2(U1) (рис.8.18,б). Из графиков, построенных для режима ХХ, видно, что стабилизация возможна т  олько при U1>Uкр, где Uкр – критическое напряжение. Стабилизация будет тем лучшей, чем положе кривая UL(I) в зоне насыщения. Рассмотренная схема обладает рядом существенных недостатков: а) работа схемы происходит при больших токах (после прямого скачка), что ведёт к увеличению габаритов стабилизатора, снижению его КПД и cosφ; б) весьма велико по сравнению с выходным напряжение на конденсаторе и др. В связи с этим простейший стабилизатор редко применяется на практике. Значительно чаще используют другую схему (рис.8.19), в соответствии с которой выпускаются серийные ферромагнитные стабилизаторы.  В Cогласно схеме рис.8.19 U2= У такого стабилизатора также имеется критическое напряжение Uкр. Стабилизаторы, собранные по такой схеме, дают U2, практически не зависящее от входного напряжения. Недостатки ферромагнитных стабилизаторов:
Утроители частотыВ Если включить нулевой провод, то работа утроителя прекращается, поскольку в этом случае к первичным обмоткам непосредственно подключаются фазные напряжения сети, которые являются синусоидальными. В результате этого магнитные потоки в сердечниках тоже становятся синусоидальными, они наводят во вторичных обмотках синусоидальные ЭДС, сумма которых дает ноль. Е жүктеу/скачать 1.03 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
ак и в предыдущем случае пренебрежем потерями мощности в цепи рис.8.14,а и наличием высших гармоник. Тогда построенная на основании уравнения I=IL+IC векторная диаграмма имеет вид, показанный на рис.8.14,б. Из диаграммы следует, что I=IL-IC. На основании последнего выражения графическим путём построим ВАХ всей цепи, вычитaя IC из IL при соответствующих значениях U (рис.8.15). 
е используются отрицательные величины. Из 
сли данную схему питать от источника тока, то в ней наблюдаются скачки напряжения. Плавное изменение I от 0 до I1 приводит к изменению U по участку характеристики 0-1. Дальнейшее увеличение I приводит к скачку напряжения, соответствующему переходу из т.1 в т.2, во время которого угол φ изменяется от –90о до 90о. При дальнейшем росте I напряжение плавно растет по участку 2-3. Если находясь в т.3 
этой схеме роль линейного элемента выполняет индуктивность L1 (ненасыщенная катушка), а роль нелинейного элемента – параллельно соединенные конденсатор С и насыщенная катушка L2. Ещё используется в схеме обмотка компенсации, связанная взаимной индуктивностью с L1 и ВАХ которой путем подбора числа её витков должна быть паримерно параллельной характеристике 
цепях, содержащих катушки со сталью можно осуществлять умножение частоты. Рассмотрим утроители частоты, т.е. устройства, увеличивающие частоту в три раза. Наибольшее распространение получила схема, показанная на рис.8.21 Он состоит из трёх одинаковых однофазных трансформаторов, первичные обмотки которых включены в звезду без нулевого провода, а вторичные – в открытый треугольник. Первичные обмотки подключаются к фазам симметричного трёхфазного источника синусоидального напряжения номинальной частоты. Принцип утроения частоты состоит в следующем. Как ранее мы выяснили в катушке со сталью напряжение и ток одновременно синусоидальными быть не могут. При имеющемся в сети синусоидальном напряжении ток в первичных обмотках катушек должен был быть несинусоидальным и содержать в основном первую и третью гармоники. Однако гармоники, кратные трём образуют систему нулевой последовательности и в указанной схеме замыкаться не могут (нет нулевого провода). Это приводит к тому, что первичные токи становятся практически синусоидальными. В связи с этим магнитные потоки в сердечниках становятся несинусоидальными. 
), т.к. первая гармоника образует систему прямой последовательности, а по третей гармонике – утроенную величину, которая и присутствует на выходе утроителя (
). Таким образом принцип работы утроителя частоты основан на нелинейности катушки со сталью и на свойстве схемы зведа-звезда без нулевого провода не пропускать токи гармоник, кратных трём. 
сли доступна нулевая точка источника питания, то утроения частоты можно достичь и не прибегая к трансформации согласно схеме рис.8.22, в которой между нулевыми точками действует напряжение тройной частоты, обусловленное тем, что кривая тока не может содержать гармоники порядка, кратного трём.