Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Характер нагрузкиХарактер - нагрузка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2Характер - нагрузкаCтраница 2 Характер нагрузки также оказывает влияние на коэффициент трения. [16] Характер нагрузки влияет на изменение напряжений в начале и конце звена. На рис. 5.5 приведены векторные диаграммы фазных напряжений и токов участка сети с активно-индуктивным сопротивлением для активной ( рис. 5.5, а), индуктивной ( рис. 5.5, б) и емкостной ( рис. 5.5, в) нагрузки I. Анализ данных частных случаев позволяет установить граничные состояния напряжений участка реальной сети, в пределах которых находятся наиболее распространенные общие случаи загрузки сети. [17] Характер нагрузок, действующих на обсадные и эксплуатационные колонны в технологических скважинах, зависит от назначения скважин и условий эксплуатации. В случае достаточной приемистости пласта рабочие растворь. [18] Характер нагрузки легко определить путем анализа реактивной мощности цепи. [20] Характер нагрузки равномерный, без толчков, но ее значение изменяется в зависимости от времени суток, года и географического положения. [21] Характер нагрузки равномерный, без толчков, но ее значение изменяется в зависимости от времени суток, года и географического положения. Следует иметь в виду, что в проводах, особенно нулевых, при применении газоразрядных ламп появляются высшие гармоники тока. [22] Характер нагрузки выбирается из расчета макс. В простейшем случае это может быть сделано с помощью емкости С, включенной параллельно R. Если постоянная времени 1ЛС велика по сравнению с периодом Т 2 я / со, то амплитуда пульсаций выходного напряжения мала и можно считать ИЕ. [23] Характер нагрузки также существенно влияет на КПД синхронного генератора, который уменьшается с уменьшением cosq потребителя электроэнергии. [24] Характер нагрузки и соотношение между током включения и отключения при испытании реле на предельную коммутационную способность и коммутационную износостойкость регламентирует категория применения реле. ГОСТ 17523 - 85 для электромагнитных реле управления электроприводами устанавливает категории применения, указанные в табл. 3.1. Параметры цепей, коммутируемых при испытании контактов этих реле, отражают характерные особенности работы реле в схемах промышленной автоматики. [25] Характер нагрузки также существенно влияет на КПД синхронного генератора, который уменьшается с уменьшением cosg потребителя электроэнергии. [26] Характер нагрузки на валу производственного механизма и пусковые требования также являются условиями, определяющими наиболее целесообразную систему тока и напряжения. [27] Характер нагрузок, действующих на бурильную колонну, не постоянен, а изменяется по длине. В работе колонна теряет устойчивость прямолинейной формы, принимая в общем случае форму пространственно-изогнутой кривой. [28] Характер нагрузок на бурильную колонну изменяется по глубине: вблизи устья действуют главным образом постоянные, а в призабойной зоне преобладают переменные нагрузки. Они зависят также от способа бурения: при турбинном бурении вследствие неподвижности бурильной колонны отсутствуют переменные напряжения изгиба, которые обычно являются причиной усталостных поломок труб и замков в роторном бурении, а при роторном бурении с увеличением глубины скважины возрастают потери мощности на холостое вращение и крутящий момент, необходимый для вращения колонны. С ростом длины колонны возрастает ее инерционность. Сопротивление разрушаемой на забое породы долоту может преодолеваться не только крутящим моментом от ротора, но и благодаря кинетической энергии самой бурильной колонны. При внезапной остановке долота кинетическая энергия колонны переходит в потенциальную энергию закрученной пружины, что может вызвать значительное увеличение касательных напряжений, особенно в нижних трубах колонны. Когда же совместным действием ротора и пружины-колонны преодолевается заклинивание долота, то происходит обратный процесс перехода потенциальной энергии в кинетическую, что может вызвать в бурильной колонне колебательные явления. Инерционный эффект вала турбобура в турбинном бурении незначительный, так что бурильная колонна находится в более благоприятных рабочих условиях. Это отражает и статистика бурения скважин: при роторном бурении замки, бурильные трубы и обсадные колонны изнашиваются в значительно большей степени, чем при турбинном. [29] Характер нагрузки предполагается активно-индуктивный. [30] Страницы: 1 2 3 4 5 www.ngpedia.ru Характеристики узлов нагрузки электрической сети4.5. Характеристики узлов нагрузки электрической сети Узлы нагрузки электрической сети различны по характеру и могут быть разделены на следующие основные виды: промышленные, сельскохозяйственные, коммунально-бытовые. Каждый из этих видов нагрузки характеризуется определенным составом электроприемников. Промышленная нагрузка весьма разнообразна и определяется профилем промышленного предприятия. Основным видом электроприемников в них являются электродвигатели силовых установок и производственных механизмов, электросварочные и электротермические установки. Сельскохозяйственная производственная нагрузка также определяется профилем предприятия. Основные их электроприемники - электродвигатели, осветительные и нагревательные установки. Коммунально-бытовая нагрузка включает осветительные установки жилых и общественных зданий и наружного освещения, бытовые приборы. Постоянное увеличение бытовых приборов приводит к росту потребления ими реактивной мощности. Поэтому по своему характеру коммунально-бытовая нагрузка приближается к промышленной. Преобладание здесь однофазных электроприемников приводит к неравномерной нагрузке отдельных фаз. Основными характеристиками любого электроприемника является номинальная (установленная) мощность, род тока, частота, режим работы. Номинальной мощностью электроприемника является мощность, указанная в его паспорте. Для электродвигателей номинальной является активная мощность Для расчета и анализа режимов работы электрической сети, выбора основных ее параметров необходимо правильно определить электрические нагрузки в узлах сети, включая среднюю, расчетную и пиковую или пусковую нагрузки. Для их определение применяют различные методы. Потребляемая различными электроприемниками мощность зависит от величины и частоты напряжения, подведенного к ним. Влияние величины и частоты напряжения на потребляемую электроприемниками в установившемся режиме мощность учитывается соответственно статическими характеристиками нагрузки по напряжению (рис.4.14.а) и частоте (рис.4.14,б). Для каждого электроприемника эти характеристики различны. Количественной мерой статических характеристик нагрузки является регулирующий эффект нагрузки, под которым понимают степень изменения активной и реактивной мощности нагрузки при изменении напряжения или частоты. Его определяют значениями частных производных
Чем больше производная и, значит регулирующий эффект, тем сильнее изменяется мощность нагрузки при изменении напряжения или частоты. Так, например, при изменении напряжения регулирующий эффект активной мощности для осветительных установок с разными лампами равен 1,6-1,9, для электротермических около 2, для выпрямительных до 5 и для асинхронных двигателей в зависимости от величины загрузки от небольших положительных до таких же отрицательных значений. Для большинства из названных электроприемников регулирующий эффект реактивной мощности по напряжению более существенный, что и зафиксировано на рис. 4.14, а. В каждом узле нагрузки находятся разные по характеру электроприемники, состав и режимы работы которых постоянно меняются. При анализе работы электрических сетей учесть все эти изменения не представляется возможным, поэтому для характеристики узлов нагрузки в целом пользуются так называемыми типовыми обобщенными статическими характеристиками, имеющими определенный состав электроприемников [10]. vunivere.ru ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ4.1. Понятие электрической нагрузкиЭлектрическая нагрузка – это мощность, потребляемая электрической установкой в определенный момент времени. Если электрическая нагрузка рассматривается на присоединении электроприемника к электрической сети, то в этом случае речь идет об электрической энергии, потребляемой электроприемником как преобразователем её в другие виды энергии. Когда же рассматривается узел электрической сети, то речь идет об электрической энергии, передаваемой по её элементам. Следовательно, в данном случае электрическая нагрузка в каждый момент времени будет определяться мощностью определенного числа включенных в работу электроприемников, присоединенных к этому узлу электрической сети. Электрическая нагрузка группы электроприемников P(t) является случайной величиной, как следствие случайной реализации электрифицированных технологических процессов, когда в каждый момент времени количество и мощность включенных в работу электроприемников случайны. Для узлов электрической сети, начиная с ТП 10/0,4 кВ и выше (рис.2.3), можно считать, что электрическая нагрузка как случайная величина распределена по нормальному закону распределения вероятностей. Эта гипотеза базируется на центральной предельной теореме теории вероятностей, смысл которой заключается в следующем: если случайная величина является следствием большого количества слагаемых, каждое из которых случайно и слабо влияет на сумму, то нет основания отвергать гипотезу о распределении этой случайной величины по нормальному закону распределения вероятностей. Математически это можно представить в виде i =1 где Рi – мощность отдельного электроприемника;Рt – значение электрической нагрузки узла электрической сети, к которому присоединеноn электроприемников. И чем большеn, тем больше основание не отвергать гипотезу о распределении электрической нагрузки по нормальному закону распределения вероятностей. Данное обстоятельство позволяет моделировать электрическую нагрузку при решении определенных задач проектирования и управления электроэнергетическими объектами. При указанном представлении электрической нагрузки как случайного явления, т.е. при фиксированном времени, она рассматривается как бы в «статике». Однако такой подход для решения задач по управлению электроэнергетическими объектами является явно недостаточным. Поэтому зачастую необходимо рассматривать электрическую нагрузку в «динамике», когда её характеристики как случайной величины изменяются во времени. При таком представлении электрическая нагрузка является случайным процессом и характер её поведения может быть описан теорией случайных процессов. Случайным процессом называют такой процесс, конкретный вид которого в результате реализации заранее неизвестен. Электрическая нагрузка на практике, как случайный процесс, всегда имеет только одну (из бесчисленного множества возможных) реализацию, которая является следствием случайного функционирования электрифицированных технологических процессов. Эта реализация, очевидно, есть обычный (неслучайный) процесс, который может быть представлен графически (рис.4.1). При фиксированном времени t (то есть в сечении времениt) случайный процесс превращается в случайную величину, а его реализация в значение случайной величиныP(t). В ходе дальнейшего изложения электрическая нагрузка будет рассматриваться либо как случайный процесс, либо как случайная величина, в зависимости от того, рассматривается ли она на всем диапазоне изменения времени t или при его фиксированном значении. P P(t) Θ Рис.4.1. Реализация электрической нагрузки С обобщенной точки зрения электрическая нагрузка может быть представлена как результат электрифицированной жизнедеятельности человека в различных её сферах: в промышленности, в быту, в сельском хозяйстве и т.д. Поэтому характер изменения её во времени зависит от характера названной жизнедеятельности человека, на который оказывают влияние множество факторов, приводящих к тому, что электрическая нагрузка проявляет изменчивый характер во времени. Эта изменчивость формируется, в основном, под действием таких природных явлений как суточное и годовое вращение земли, сказывающееся в смене времени суток и года, а так же принятых человеком понятий рабочего и выходного дня. Однако указанная изменчивость поведения электрической нагрузки, как правило, проявляет определенные устойчивые закономерности, позволяющие создать и использовать методики для физико-математического представления электрической нагрузки на стадиях проектирования и управления электроэнергетическими объектами. 4.2. Графики электрических нагрузок, их числовые характеристикиКак было определено выше – электрическая нагрузка является случайным процессом и графически может быть представлена в виде непрерывно изменяющейся реализации (рис.4.1). Для решения практических задач по управлению режимами работы электроэнергетических объектов такая форма представления информации об электрической нагрузке неприемлема, т.к. она не отражается в виде числовой последовательности и, следовательно, исключается возможность использования цифровых технических систем для обработки этой информации. Таким образом, исходя из этого, информацию об электрической нагрузке, представленную в виде реализации случайного процесса, необходимо преобразовать в числовую последовательность без потери информации о такой важной характеристике, как количестве электроэнергии, переданной по элементу электрической сети. Таким преобразованием является оценка средних значений электрической нагрузки на последовательных интервалах реализации Θ (рис.4.1, часто используют интервалы длиной 30 или 60 минут) одинаковой длины по выражению
где n соответствует длине рассматриваемого интервала времениТ. Эта форма представления информации называется графиком электрической нагрузки и может быть определена для полного тока (I(t)), активной, реактивной и полной мощности (P(t),Q(t),S(t)). Для решения некоторых практических задач часто используются следующие числовые характеристики графиков электрической нагрузки: • Среднее значение на интервалеТ
где n – число одинаковых интервалов осреднения (ступенек) на графикеI(t);i – номер интервала осреднения на графикеI(t);Ii – величинаi-йступеньки графикаI(t);Ir – величинаr-йступеньки, когда интервалы осреднения различной длины, и в этом случаеτr – длительностьr-йступеньки; •Среднеквадратическое или эффективное значение нагрузки на интервале Т
• Дисперсия нагрузки на интервалеТ
• Коэффициент максимума нагрузки Kmax= IImax ≥1; ср • Коэффициент формы графика
• Коэффициент равномерности
(4.4) (4.5) (4.6) (4.7) (4.8) (4.9) studfiles.net 3.7 Ёмкостный характер нагрузкиЁмкостный 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 увеличенииRH замедляется разряд и точка пересечения U2 и UC сдвигается, угол уменьшается, пульсации напряжения тоже уменьшаются. При токе
Рисунок 3.38 – Простейший выпрямитель с ёмкостной нагрузкой нагрузки равном нулю конденсатор не разряжается и U0=Um2 . 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 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
Рисунок 3.40 – Схема удвоения напряжения (симметричная) полуволну напряжения сети. Напряжение на нагрузке складывается из напряжений на конденсаторах С1 и С2 . Если пульсации малы, то постоянная составляющая на нагрузке (3.43) 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. 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 С1 выполняет функцию промежуточного накопителя энергии, поэтому масса и объём несимметричного удвоителя больше чем у симметричного. 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.
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» (Uamax) 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. Для надёжной работы тиристора нельзя превышать некоторую критичную скорость нарастания анодного напряжения. В противном случае существует опасность ложного включения через паразитные ёмкости p-n переходов. Обычно скорость нарастания анодного напряжения лежит в пределах dUа/dt =10...500 В/мкс и УЭ тиристора шунтируют резистором величиной от 51Ом до 1.5кОм. 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 U2 гармоническое , то (3.44) Если в (3.44) принять , то- напряжение на выходе неуправляемого выпрямителя; если, то. Зависимостьесть регулировочная характеристика управляемого выпрямителя. Она приведена на рис.3.46 и имеет нелинейный характер.
Рисунок 3.46 – Регулировочная характеристика однофазного управляемого моста при активной нагрузке При индуктивной нагрузке, когда ток вентиля имеет прямоугольную форму. На рис.3.47 приведены эпюры для угла включения(рис.3.47а) и (рис. 3.47б). Рисунок 3.47 – Эпюры в управляемом выпрямителе с индуктивной нагрузкой Если угол включения равен нулю , то переход тока с вентиля на вентиль происходит в моменты кратные. Если , то происходит затягивание тока вентиля из-за ЭДС самоиндукции дросселя цепи нагрузки. . (3.45) При этом первая гармоника тока, потребляемого от сети (i1) сдвигается относительно напряжения на угол включения (). Для исключения затягивания в схему вводят, так называемый, нулевой вентиль, как показано на рис.3.48. В этом случае, приток через управляемые вентили заканчивается в момент времени(ток замыкается через), затягивания тока нет и угол сдвига первой гармоники токаi1 становится равным .
Рисунок 3.48 – Управляемый выпрямитель с индуктивной нагрузкой и нулевым вентилем Коэффициент мощности такой схемы выше, но она содержит много вентилей, получилась сложной, поэтому чаще используют несимметричный выпрямитель (рис.3.49).
Рисунок 3.49 – Несимметричный управляемый выпрямитель Здесь диоды ииграют 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. studfiles.net Характер - сопротивление - нагрузкаХарактер - сопротивление - нагрузкаCтраница 1 Характер сопротивления нагрузки ( активный, емкостный или индуктивный) существенно сказывается на режиме работы всех блоков выпрямителя и должен учитываться при его конструировании и расчете. [1] По характеру сопротивления нагрузки различают следующие виды УНЧ: усилители на резисторах, усилители с дросселями и усилители о трансформатором ( фиг. [2] В зависимости от характера сопротивления нагрузки различают схемы с преимущественно активным, индуктивным или емкостным сопротивлением нагрузки. [4] Эти каскады принято классифицировать по характеру сопротивления нагрузки в выходной цепи транзистора. Наибольшее применение получили резистивные усилительные каскады, сопротивлением нагрузки которых служит резистор. [6] Необходимо отметить, что при расчете выпрямителя надо учитывать характер сопротивления нагрузки, от которого во многом зависят расчетные соотношения. В реальных схемах выпрямителей сопротивление нагрузки редко бывает активным. Это связано с тем, что сглаживающий фильтр, включаемый между выпрямителем и потребителем, в принципе представляет собой реактивное сопротивление. Как было показано выше, чаще всего фильтр начинается с конденсатора. Поэтому характер нагрузки на выпрямитель обычно оказывается емкостным. [8] Каким образом можно уменьшить тепловые потери в линиях электропередачи, изменяя характер сопротивления нагрузки. Почему в сетях переменного тока потребитель энергии должен обладать практически активным в целом сопротивлением. [9] При рассмотрении и анализе режимов работы выпрямительного устройства и его отдельных блоков весьма важно учитывать характер сопротивления нагрузки выпрямителя. [10] Следует отметить, что из-за глубокой обратной связи в эмиттерном повторителе величина и характер входного сопротивления сильно зависят от величины и характера сопротивления нагрузки, а величина и характер выходного сопротивления - от сопротивления во входной цепи базы. Поэтому приходится рассматривать эквивалентные схемы повторителя в каждом конкретном случае отдельно. [11] Так как Z, его фазовый угол ф зависят от частоты, то для каждой из п гармоник будет иметь значение 7п а мощность, потребляемая нагрузкой, будет зависеть от величины прикладываемой к ней амплитуды Un на соответствующей гармонике, от характера сопротивления нагрузки и ее величины на данной гармонике. Это относится и к мощности потерь в ключевом элементе. [12] Измерить сдвиг фаз двух напряжений, частоты которых равны, бывает необходимо для выявления фазовых искажений между входным и выходным напряжениями устройства, например трансформатора, усилителя, линии задержки и других случаях. Измерение сдвига фаз между током и напряжением в цепи дает возможность определить характер сопротивления нагрузки. [13] Общим показателем оконечных каскадов является высокий уровень усиленного сигнала, который в соответствии с характером сопротивления нагрузки выражается или номинальной выходной мощностью, или номинальным выходным напряжением. [14] Можно показать ( см. приложение 1), что устранить линейные искажения, возникающие за счет соединительной линии, возможно не только путем соответствующего выбора сопротивления нагрузки для согласования нагрузки с линией. Тот же результат, в смысле передачи по линии сигналов без искажений, можно получить, не предъявляя требований к величине и характеру сопротивления нагрузки. Существенным недостатком такого согласования является зависимость его от режима работы каскада. [15] Страницы: 1 2 www.ngpedia.ru Характер - нагрузка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1Характер - нагрузкаCтраница 1 Характер нагрузок, действующих на бурильную колонну, не постоянен, а изменяется по всей длине. [1] Характер нагрузки определяется видом избыточной связи, вызвавшей эксцентриситет. Если эта связь осуществляется через внешние относительно соединения детали, например подшипники и корпус, как на рис. 1.27, а, нагружение будет циркуляционным. Если связь осуществляется непосредственно между втулкой и валом, например через центрирующие кольца ( см. рис. 1.6), она вращается вместе с соединением, и нагрузка будет стационарной. В первом случае после приработки разнозазор-ность отсутствует, во втором - сохраняется и ее можно учесть методом наложения, так как ее действие независимо от эксцентриситета. [2] Характер нагрузки и ее численное значение могут быть определены, как показано в § 1 - 2, В, методом круговых диаграмм прово-димостей. [4] Характер нагрузки зимней мало отличается от летней. [6] Характер нагрузок указан в таблице. Определить ток в нулевом проводе, мощность в трехфазной цепи, построить векторную диаграмму напряжений и токов и вычертить схему соединений потребителей с учетом характера нагрузки. [8] Характер нагрузки оказывает значительное влияние на работу контактов установочных выключателей и переключателей и требует проведения испытаний на износостойкость контактов как при коэффициенте мощности, близком к единице, так и при пониженном коэффициенте мощности. [9] Характер нагрузки в значительной степени определяет выходные параметры выпрямителя, диапазон регулирования, использование вентилей по току и напряжению, величину пульсации. Поэтому, прежде чем рассматривать процессы, описывающие работу выпрямителей с несимметричными тиристорными схемами, рассмотрим возможные режимы нагрузок выпрямителей малой мощности. [10] Характер нагрузки влияет и на закон изменения координаты х5 или я ( х5) при движении системы на экстремальном участке. [11] Характер нагрузки, воспринимаемой деталью ( изгиб, растяжение, сжатие), статическая или динамическая - в значительной мере определяют выбор металла и его термической обработки. [12] Характер нагрузки на опоре обусловливается ее конструкцией. Кронштейны, штампованные из листового материала, жестко укрепленные на заднем мосту, работают только на изгиб, другие - на растяжение и сжатие, в то время как пальцы крепления, особенно на картерах заднего моста, работают на изгиб. [13] Характер нагрузки - длительная непрерывная или повторно-кратковременная. [14] Характер нагрузки определяет форму выпрямленного напряжения на ней и соотношение выпрямленных и переменных напряжений и токов. Для упрощения изучения принципов работы схем выпрямления рассмотрим работу выпрямителей на активную нагрузку с идеальными вентилями и трансформаторами, что приводит к некоторой неточности анализа схем, однако сам анализ значительно упрощается. [15] Страницы: 1 2 3 4 5 www.ngpedia.ru 3.7 Ёмкостный характер нагрузкиЁмкостный 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 увеличенииRH замедляется разряд и точка пересечения U2 и UC сдвигается, угол уменьшается, пульсации напряжения тоже уменьшаются. При токе
Рисунок 3.38 – Простейший выпрямитель с ёмкостной нагрузкой нагрузки равном нулю конденсатор не разряжается и U0=Um2 . 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 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
Рисунок 3.40 – Схема удвоения напряжения (симметричная) полуволну напряжения сети. Напряжение на нагрузке складывается из напряжений на конденсаторах С1 и С2 . Если пульсации малы, то постоянная составляющая на нагрузке (3.43) 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. 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 С1 выполняет функцию промежуточного накопителя энергии, поэтому масса и объём несимметричного удвоителя больше чем у симметричного. 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.
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» (Uamax) 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. Для надёжной работы тиристора нельзя превышать некоторую критичную скорость нарастания анодного напряжения. В противном случае существует опасность ложного включения через паразитные ёмкости p-n переходов. Обычно скорость нарастания анодного напряжения лежит в пределах dUа/dt =10...500 В/мкс и УЭ тиристора шунтируют резистором величиной от 51Ом до 1.5кОм. 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 U2 гармоническое , то (3.44) Если в (3.44) принять , то- напряжение на выходе неуправляемого выпрямителя; если, то. Зависимостьесть регулировочная характеристика управляемого выпрямителя. Она приведена на рис.3.46 и имеет нелинейный характер.
Рисунок 3.46 – Регулировочная характеристика однофазного управляемого моста при активной нагрузке При индуктивной нагрузке, когда ток вентиля имеет прямоугольную форму. На рис.3.47 приведены эпюры для угла включения(рис.3.47а) и (рис. 3.47б). Рисунок 3.47 – Эпюры в управляемом выпрямителе с индуктивной нагрузкой Если угол включения равен нулю , то переход тока с вентиля на вентиль происходит в моменты кратные. Если , то происходит затягивание тока вентиля из-за ЭДС самоиндукции дросселя цепи нагрузки. . (3.45) При этом первая гармоника тока, потребляемого от сети (i1) сдвигается относительно напряжения на угол включения (). Для исключения затягивания в схему вводят, так называемый, нулевой вентиль, как показано на рис.3.48. В этом случае, приток через управляемые вентили заканчивается в момент времени(ток замыкается через), затягивания тока нет и угол сдвига первой гармоники токаi1 становится равным .
Рисунок 3.48 – Управляемый выпрямитель с индуктивной нагрузкой и нулевым вентилем Коэффициент мощности такой схемы выше, но она содержит много вентилей, получилась сложной, поэтому чаще используют несимметричный выпрямитель (рис.3.49).
Рисунок 3.49 – Несимметричный управляемый выпрямитель Здесь диоды ииграют 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. studfiles.net | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
и обязательно указывается cosj. В сварочных трансформаторах номинальной считается полная мощность 
.
.
