Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Нагрузка емкостная и индуктивная

Влияние различных видов нагрузок на работу неуправляемых выпрямителей Активно-индуктивная нагрузка

Рассмотрим на примере однополупериодной схемы выпрямления:

На рисунке изображены графические зависимости для токов, напряжений и мгновенной мощности с целью пояснения процессов, протекающих в схеме выпрямления.

На интервале [t1;t2]положительный потенциал фазы U1 проводит диод VD1, при этом в дросселе Lн накапливается реактивная энергия .

На интервале [t2;t3] VD1 остается открытым из-за положительного тока дросселя и энергия дросселя отдается в источник U1 (такой режим называется инверторным). Происходит затягивание тока вентиля. Задержка на выключение VD1 уменьшает уровень выпрямляемого напряжения, увеличивая его пульсации.

Для исключения влияния индуктивности нагрузки на форму выпрямленного напряжения параллельно к нагрузке включается обратный диод VD2, который обеспечивает сброс реактивной энергии дросселя в нагрузку и тем самым исключает отрицательный выброс выпрямленного напряжения.

В двухполупериодной однофазной схеме роль обратного диода играет один из диодов выпрямителя, который включается первым.

При положительной полуволне напряжения U1 ток протекает по контуру:

“+” U1VD1LнRнVD4”-“ U1.

Предположим, что при прохождении напряжения U1 через ноль в момент смены полярности, первым включился диод VD2. Тогда сброс реактивной энергии будет осуществляться через VD4 и включенный VD2. В выпрямленном напряжении не будет присутствовать отрицательного выброс напряжения.

Активно-емкостная нагрузка

Рассмотрим влияние активно-емкостной нагрузки на примере работы однофазного мостового выпрямителя.

На рисунке представлены графические зависимости токов и напряжений, поясняющие переходные процессы в схеме в момент подключения выпрямителя к источнику U1.

На интервале зар U1>UС и при этом происходит заряд емкости C сглаживающего фильтра через внутреннее сопротивление выпрямительного звена. При этом появляется большой импульсный ток, значения которого в 20…40 раз выше установившегося значения средневыпрямленного тока вентиля. Особенно это выражено в источниках питания с бестрансформаторным входом. Для ограничения этого тока вводят резисторы, терморезисторы или резисторы шунтированные управляемыми ключами, выполненные на симисторах, тиристорах или динисторах. Ключи позволяют с учетом времени установления переходного процесса производить ограничение тока только в момент пуска источника питания, следовательно, повышаются КПД и надежность выпрямителя.

На интервале раз, когда напряжение на емкости уравнивается с напряжением источника, конденсатор разряжается на нагрузку. С увеличением тока нагрузки увеличивается уровень пульсации выпрямленного напряжения из- за уменьшения постоянной цепи разряда раз =RНС. При этом ухудшаются сглаживающие действия фильтра.

При расчете выпрямителя с емкостной нагрузкой используют метод Терентьева – метод номограмм. Он основан на расчете вспомогательных коэффициентов зависящих от угла протекания тока через вентиль. Вводят коэффициент А=f(), где  - угол протекания тока через вентиль. Для различных схем выпрямителей приводятся номограммы, которые получены экспериментальным путем для различных мощностей и схем выпрямителей. Расчет параметров Uобр, Iаср, Iад, U2, I2 выполняют через вспомогательные коэффициенты: В, С, D=f(A). Для получения связи среднего тока через вентиль с параметром А проведем интегрирование на интервале . При выводе соотношения примем емкость конденсатора, близкую к бесконечности (С ), а пороговое напряжение диода равным нулю. Для получения среднего значения тока через вентиль переместим оси координат в середину импульса тока и воспользуемся уравнением для среднего значения тока: (1)

, (2).

Нижеприведенные диаграммы поясняют вывод соотношений для Ud.

На интервале 2 ток вентиля совпадает с током нагрузки. Приравняем (1) и (2) и поделим внутреннюю скобку в выражении (1) на cos, получим: .

Схема удвоения напряжения

Классическая (симметричная) схема удвоения состоит из двух однотактных выпрямителей, каждый из которых использует свою полуволну напряжения.

Напряжение на нагрузке складывается из напряжений на конденсаторах С1 и С2. Если пульсации малы, то постоянная составляющая на каждом конденсаторе U01 ≈ U2m, а напряжение на нагрузке U0 ≈ 2U2m. Кроме того, при сложении компенсируется первая и все нечетные гармоники пульсаций. Поэтому схема ведет себя как двухтактная, хотя и состоит из двух однотактных схем. Недостатком симметричной схемы удвоения, с точки зрения безопасности, является отсутствие общей точки нагрузки и трансформатора.

Используется также и несимметричная схема удвоения, её отличием от предыдущей является то, что нагрузка имеет общую точку с трансформатором. Поэтому их можно соединить с корпусом, при этом основная частота пульсаций равна частоте сети.

В этой несимметричной схеме конденсатор С1 выполняет функцию промежуточного накопителя, не участвует в сглаживании пульсаций, поэтому её массогабаритные показатели хуже, чем у симметричного удвоителя. Однако есть и достоинства. Схему можно изобразить так:

Получилась регулярная структура, которую можно наращивать и получить умножитель напряжения.

Нагрузку можно подключить к любой группе конденсаторов и получить чётное или нечётное умножение. На схеме показано чётное умножение - напряжение на нагрузке U0 ≈ 6Um2 . Обычно такие умножители собирают в виде единого блока и заливают компаундом. Число конденсаторов в схеме равно коэффициенту умножения.

Расчетные соотношения для рассмотренных схем можно найти в справочнике. Недостатком схем умножения является их высокое внутреннее сопротивление и низкий коэффициент полезного действия вследствие большого числа перезарядов.

Более высоким КПД обладают бестрансформаторные высоковольтные выпрямители с одновременным зарядом n штук накопительных конденсаторов С1.

Управляемые зарядный и разрядные ключи Кз и Кр работают синхронно и в противофазе. конденсаторы С1 параллельно заряжаются от сети и последовательно разряжаются на нагрузку через разрядные ключи Кр. При этом, напряжение на нагрузке в n раз больше амплитуды напряжения сети.

studfiles.net

Реактивная индуктивная мощность - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Реактивная индуктивная мощность

Cтраница 1

Реактивная индуктивная мощность в цепях переменного синусоидального тока в установившихся режимах связана с созданием магнитных полей в элементах цепи и покрытием потерь на так называемые магнитные поля рассеяния этих элементов. [1]

Как и реактивная индуктивная мощность, реактивная емкостная мощность Qc имеет единицу измерения вар и квар. [2]

Выясним физическое значение реактивной индуктивной мощности. [4]

Следовательно, мы считаем реактивную индуктивную мощность QL положительной, а реактивную емкостную мощность Qc отрицательной. [5]

Чему равна средняя за период реактивная индуктивная мощность катушки с активным и индуктивным сопротивлением. [6]

Реактивная емкостная мощность Qc измеряется, как и реактивная индуктивная мощность QLi в вар и квар. [7]

Хотя размерности активной и реактивной индуктивной мощностей совпадают, для измерения реактивной индуктивной мощности выбрана своя единица: вар. [8]

Передавать по линии мощность, превышающую натуральную, значит увеличивать потерю реактивной индуктивной мощности и снижать уровень напряжения в электрической системе. Тем не менее экономические соображения приводят к тому, что большинство линий передачи напряжением 110 кв и немало линий передачи напряжением 220 кв проектируются для передачи мощностей, превышающих натуральные. [9]

На величину реактивной мощности в электропередаче оказывает влияние также зарядная мощность линии, направленная противоположно передаваемой потребителю реактивной индуктивной мощности и поэтому в большинстве случаев уменьшающая кажущуюся мощность передачи. [11]

Энергию, которой обмениваются источник питания и цепь с индуктивным сопротивлением, характеризуют максимальным значением мгновенной мощности цепи и называют ее реактивной индуктивной мощностью. [13]

Таким образом, емкость линии в схеме замещения можно рассматривать не только как потребителя реактивной емкостной мощности, но и как генератор такой же по величине реактивной индуктивной мощности, присоединенный в данной точке и дающий эту мощность в линию и в нагрузку. [15]

Страницы: 1 2

www.ngpedia.ru

Индуктивная нагрузка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Индуктивная нагрузка

Cтраница 2

Отключение индуктивных нагрузок - ненагруженного трансформатора или реактора - ведет к появлению на них и на выключателе перенапряжений, связанных с обрывом ( или срезом) выключателем индуктивного тока до его естественного перехода через нулевое значение. [16]

Вследствие индуктивной нагрузки выходной каскад выполнен на высоковольтном германиевом транзисторе большой мощности низкой частоты. Для обеспечения нормальной работы стабилизатора в разных температурных режимах в цепь эмиттера транзистора Т4 включены кремниевые диоды ( 2 шт. [17]

Набросы индуктивных нагрузок на генераторы переменного тока в нормальных условиях эксплуатации электрических систем обычно происходят при прямом пуске короткозамкнутых асинхронных электродвигателей. [18]

Вследствие индуктивной нагрузки ( тяговые электродвигатели) Г, сильного действия реакции якоря и падения напряжения внешняя характеристика тягового генератора на аварийном режиме будет резко падающей. [19]

На индуктивной нагрузке изменяется полярность напряжения, но направление тока через нее сохраняется. За счет изменения полярности напряжения диод D, смещается в прямом направлении. Ток теперь течет по направлению к источнику питания Уг имеет место рециркуляция мощности. Если тиристор 7J снова включить, вышеупомянутые процессы повторятся. [20]

При индуктивной нагрузке dl / dt определяется индуктивностью. В этом случае ток через тиристор нарастает медленно, а напряжение спадает быстро. Этот режим характеризуется малыми потерями при включении. При этом тиристор включается на большой площади. [21]

При индуктивной нагрузке емкость коммутирующего конденсатора необходимо увеличить, так как он должен коммутировать ток из одного тиристора в другой и компенсировать реактивную мощность индуктивной нагрузки. [22]

При индуктивной нагрузке оба вентильных комплекта в течение каждого периода выходного напряжения работают то в инверторном, то в выпрямительном режиме. При этом непосредственный преобразователь частоты обеспечивает двусторонний энергообмен между входной сетью и нагрузкой. [23]

При индуктивной нагрузке среднее значение тока нагрузки равно нулю. [25]

При индуктивной нагрузке Д / 0, так как напряжение на выходных зажимах уменьшается с увеличением тока. [26]

При индуктивной нагрузке увеличение тока приводит к уменьшению напрянгеяия на выходных зажимах трансформатора и на сопротивлении нагрузки. [27]

При индуктивной нагрузке магнитное поле якоря направлено навстречу магнитному полю индуктора. [28]

При индуктивной нагрузке сила тока возбуждения начинает расти, при емкостной - падать. [30]

Страницы: 1 2 3 4 5

www.ngpedia.ru

Индуктивная составляющая - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Индуктивная составляющая

Cтраница 4

Электрическое сопротивление нагревателя носит, как правило, активный характер. Индуктивная составляющая в общем токе нагрузки равна нескольким процентам и возникает за счет тока намагничивания и индуктивности рассеяния трансформатора. Для нагревателей из материала с большим ТКС в начале нагрева активное электрическое сопротивление может быть весьма малым и соизмеримым с индуктивным сопротивлением рассеяния трансформатора. При обрыве или случайном отключении нагревателя нагрузкой может оказаться лишь индуктивное сопротивление намагничивания трансформатора. Это необходимо учитывать при проектировании источника питания. Следует также иметь в виду, что в неблагоприятных режимах возможны насыщение трансформатора и, как правило, большие броски тока. [46]

В это фазе напряжение сильно снижается ( до - 300 в) я ток измеряется десятками миллиампер. Индуктивная составляющая наблюдается в виде слабого красновато-фиолетового свечения. [47]

По горизонтальной оси отложен вектор тока /, и в том же направлении - вектор активного напряжения Ua. Индуктивная составляющая напряжения опережает по фазе ток на угол 90, поэтому вектор UL отложен из конца вектора Ua вверх. Складывая векторы Ua и UL, получим вектор U. [49]

Увеличение активного солро-гивлени уменьшает угол сдвига фаз, следовательно возрастает косинус этого угла и увеличивается коэффициент мощности. Индуктивная составляющая полного сопротивления цепи, наоборот, увеличивает угол сдвига фаз между напряжением и током и тем самым уменьшает коэффициент мощности. [50]

Основную роль в воспламенении рабочей смеси имеет емкостная фаза. Однако индуктивная составляющая также полезна. Вследствие своей большой длительности она способствует дальнейшему нагреву начального объема воспламенившейся смеси, что сказывается особенно благоприятно при пуске холодного двигателя. [51]

При нормальной работе двигателя воспламенение рабочей смеси производится емкостной составляющей искрового разряда. Однако индуктивная составляющая может играть благоприятную роль при пуске холодного двигателя, воспламеняя частично конденсирующееся топливо, так как большая длительность индуктивной составляющей способствует испарению капелек топлива и нагреванию начального объема воспламеняемой смеси. [52]

Если имеется дугогасящая катушка ДК, включенная в нейтраль одного из трансформаторов, то на поврежденном участке фаза основной гармоники тока повреждения будет зависеть от соотношения между емкостью неповрежденных участков и индуктивностью дугогасящей катушки. Если индуктивная составляющая тока повреждения будет преобладающей ( при точной компенсации и перекомпенсации суммарного емкостного тока), то фазы реактивных составляющих тока повреждения будут одинаковыми как на неповрежденном ( емкостный ток, направлен в сторону линии), так и на поврежденном ( индуктивный ток, направлен в сторону шин) присоединениях. [53]

Линия передачи с волновым сопротивлением 50 Ом нагружена на резистор 20 Ом. Определить длину отрезка линии, при которой индуктивная составляющая входного сопротивления максимальна. [54]

При q 1 имеет место режим недокомпенсации и в токе 1з0 преобладает емкостная составляющая. При q 1 - режим перекомпенсации и в токе преобладает индуктивная составляющая. [55]

Для кабельных линий особенно характерна резко выраженная емкостная реакция. Кроме того, если частоты колебаний не очень велики, то индуктивная составляющая coL продольного сопротивления мала по сравнению с активной составляющей R того же продольного сопротивления. Проводимость изоляции G также обычно мала по сравнению с емкостной проводимостью со С. [56]

Таким образом, изменение тока возбуждения синхронного двигателя порождает появление реактивных составляющих потребляемой мощности. Это просто объясняется действием реакции якоря: в режиме недовозбуждения возникает индуктивная составляющая тока якоря, подмагничивающая двигатель, а в режиме перевозбуждения возникающая емкостная составляющая тока якоря, наоборот, размагничивает двигатель, при этом при любом токе возбуждения результирующая ЭДС уравновешивает напряжение сети. [57]

Оптимальное значение сопротивления анодной нагрузки обычно выбирают для средних частот диапазона усиливаемых сигналов. На верхних частотах диапазона, как указывалось в § 11.2, индуктивная составляющая сопротивления нагрузки возрастает, что приводит к увеличению сопротивления нагрузки анодной цепи. [58]

Ток возбуждения if - If зависит не только от значения тока нагрузки /, но и от его фазы, вследствие чего схема рис. 404 называется схемой фазового компаундирования. Это позволяет усиливать компаундирующее действие системы возбуждения при индуктивной нагрузке генератора, поскольку индуктивная составляющая тока нагрузки генератора вызывает наибольшее падение напряжения. [59]

Страницы: 1 2 3 4 5

www.ngpedia.ru

Емкостная нагрузка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Емкостная нагрузка

Cтраница 1

Емкостная нагрузка обусловливает действие, обратное действию индуктивной нагрузки. Напряжение с увеличением тока уменьшается более медленно, а при малых значениях eosq даже возрастает. [1]

Емкостная нагрузка является характерной для - выпрямителей малой мощности. Конденсатор устанавливается на выходе выпрямителя параллельно нагрузке для уменьшения переменной составляющей выпрямленного напряжения. [2]

Емкостная нагрузка практически не пригодна для импульсного каскада, так как коэффициент использования получается очень низким и импульсный режим работы теряет свое основное преимущество. [3]

Емкостная нагрузка является чисто реактивной и, естественно, что активная мощность получилась равной нулю. [4]

Емкостная нагрузка характерна для выпрямителей, питающих электронную аппаратуру. [5]

Емкостная нагрузка также влияет на высокочастотную часть характеристики цепи. Емкость резонирует с реакшвностью рассеяния и снижает собственные частоты колебаний. Для приборов, предназначенных для действия в широкой полосе частот, с нерегулярными формами волн емкостная нагрузка может составить наибольшую трудность. [7]

Емкостная нагрузка на выходных зажимах ограничителя приводит при положительном импульсе входного сигнала в схеме последовательного ограничителя к увеличению времени нарастания фронта и особенно спада выходного напряжения, а в схеме параллельного ограничения - к затягиванию как фронта, так и епада выходного напряжения больше, чем в схеме последовательного ограничителя, так как при их формировании выходное сопротивление параллельного ограничителя максимально. [8]

Конструктивно емкостную нагрузку ( шапку) антенны-мачты выполняют не менее чем из трех-четырех изолированных от мачты наклонных проводов, подвешенных в плоскостях по биссектрисе угла ( в плане) между оттяжками. [10]

Емкостной нагрузкой является разомкнутая линия электропередачи. Генератор с меньшим значением Xd может подключаться к более длинным линиям электропередачи. [12]

Холостой Емкостная Нагрузка п ход нагрузка. [13]

Наличие емкостной нагрузки на выходе генератора не должно искажать форму возбуждающего импульса. Необходимо обеспечить согласование выхода генератора с нагрузкой. [14]

Страницы: 1 2 3 4 5

www.ngpedia.ru

Индуктивный и емкостной характер нагрузки. Активно-емкостная нагрузка трансформатора. Мкостный характер нагрузки

Привет, Geektimes!

Управление мощными нагрузками - достаточно популярная тема среди людей, так или иначе касающихся автоматизации дома, причём в общем-то независимо от платформы: будь то Arduino, Rapsberry Pi, Unwired One или иная платформа, включать-выключать ей какой-нибудь обогреватель, котёл или канальный вентилятор рано или поздно приходится.

Мкостный характер нагрузки

Все становится сложнее, когда вы смотрите, когда напряжение меняется. В промежутке между двигателем, включенным и находящимся в состоянии покоя, напряжение будет пропускать ток, но поскольку двигатель требует дополнительного тока для установления состояния состояния, он будет потреблять больше тока, чем номинальная мощность двигателя. Этот ток называется пусковым током или пусковым током. Этот дополнительный ток потребуется в течение нескольких миллисекунд, в то время как двигатель переходит в устойчивое состояние.

Традиционная дилемма здесь - чем, собственно, коммутировать. Как убедились многие на своём печальном опыте, китайские реле не обладают должной надёжностью - при коммутации мощной индуктивной нагрузки контакты сильно искрят, и в один прекрасный момент могут попросту залипнуть. Приходится ставить два реле - второе для подстраховки на размыкание.

Поскольку кабели, которые соединяют источник с двигателем и провода, которые делают обмотки внутри двигателя, имеют собственное сопротивление, емкость и индуктивность, важно учитывать, какой эффект они оказывают на всю систему. Сопротивление имеет тот же эффект во время пуска или в стационарном состоянии, но индукция и емкость влияют только на динамическое состояние, поэтому ваш пусковой ток будет преодолевать эти факторы во время запуска вашего двигателя.

Когда к нагрузке прикладывается динамическое напряжение, ток не выравнивается с напряжением. Это означает, что либо ток приводит напряжение, либо отстает от напряжения. Самый простой способ увидеть это - с помощью векторной диаграммы. Сопротивление от начала координат направо, индукция происходит от источника вверх, а емкость - от начала вниз.

Вместо реле можно поставить симистор или твердотельное реле (по сути, тот же тиристор или полевик со схемой управления логическим сигналом и опторазвязкой в одном корпусе), но у них другой минус - они греются. Соответственно, нужен радиатор, что увеличивает габариты конструкции.

Я же хочу рассказать про простую и довольно очевидную, но при этом редко встречающуюся схему, умеющую вот такое:

Все 3 влияют на мощность, требуемую от источника, чтобы заставить двигатель вращаться и напряжение динамическое. Здесь возникает фактор мощности. Работа, выполняемая двигателем, эквивалентна номинальной мощности двигателя, но работает только мощность, рассеиваемая в пределах сопротивления двигателя. Любая мощность, рассеиваемая в емкости или индуктивности двигателя или кабелей, теряется.

Не пытайтесь понять, что ваш источник также видит полную потребляемую мощность, т.е. реальную и кажущуюся объединенную, что означает, уменьшая кажущуюся мощность каждой нагрузки, вы можете добавить больше нагрузок в один и тот же источник. В действительности мы стремимся уменьшить коэффициент мощности до 95-98 по нескольким причинам.

Гальваническая развязка входа и нагрузки
Коммутация индуктивных нагрузок без выбросов тока и напряжения
Отсутствие значимого тепловыделения даже на максимальной мощности

Но сначала - чуть-чуть иллюстраций. Во всех случаях использовались реле TTI серий TRJ и TRIL, а в качестве нагрузки - пылесос мощностью 650 Вт.

Коэффициент мощности менее 95 обычно оштрафован поставщиком коммунальных услуг, который получает коэффициент мощности лучше, чем 98, действительно дорог и не стоит того, чтобы инвестировать в единый фактор мощности, вызывает другие проблемы с гармоническим загрязнением поставки. «Худший» фактор мощности, чем 95, просто тратит энергию и деньги. . Поскольку ваш счет за электроэнергию уменьшается за счет установки оборудования для коррекции коэффициента мощности, оборудование будет платить за себя примерно через 3 года, так что вы почти всегда их используете.

Классическая схема - подключаем пылесос через обычное реле. Потом подключаем к пылесосу осциллограф (Осторожно! Либо осциллограф, либо пылесос - а лучше оба - должны быть гальванически развязаны о

sibay-rb.ru

Почему индуктивная нагрузка потребляет реактивную мощность, а емкостная нагрузка генерирует реактивную мощность?

Все не так как вы представляете. По мимо полезной работы (активной мощности) часть электрической энергии затрачивается на намагничивание трансформаторов, двигателей, в сетях часть энергии тратится на магнитную передачу энергии в окружающую среду (наводки). Это индуктивная составляющая реактивной энергии. Вторая часть - емкостная тратится на перезаряд конденсаторов или электрических сетей, которые являются конденсаторами. Наличие реактивной энергии приводит к увеличению общего тока в сети. Задача у энергетиков уменьшить величину реактивного тока. Основная составляющая реактивки это индуктивный ток. По сколько индуктивный и емкостной ток имеют противоположный знак и складываются алгебраически это используют для компенсации реактивного тока. По току индуктивности подбирают емкость для его компенсации. Для компенсации емкости сети подбирают катушки индуктивности.

нагрузка НИКАКАЯ мощность не генерирует

Это чисто условно. И само понятие "реактивная мощность" - фикция.

Нагрузка генерирует мощность? ! ÷(→→) ←аж челюсть отвисла!

Ничего нагрузка не генерирует по определению. Это не совсем верное понятие, хоть и распространенное. Имеют ввиду, что емкостная нагрузка (как впрочем и индуктивная в ряде случаев) может увеличить реактивную мощность в цепи. Но может и уменьшить, в зависимости от условий. Правильнее говорить о компенсации емкостных токов индуктивными или наоборот...

Запомни раз и навсегда (переменный ток) : в индуктивности напряжение опережает ток из-за противо-ЭДС, которая препятствует изменению напряжения, а в конденсаторе ток опережает напряжение - сначала идёт ток, создающий потом напряжение на обкладках конденсатора. Для большей убедительности (постоянный ток) : при самом моменте включения катушки индуктивности ток через неё равен 0 из-за противо-ЭДС, равной по величине приложенного напряжения, потом ток по экспоненте увеличивается; при самом моменте включения конденсатора ток максимален (определяемый параметрами источника питания и конечными сопротивлениями соединительных проводов) , а напряжение на обкладках равно 0, потом ток уменьшается по экспоненциальному закону, а напряжение на конденсаторе увеличивается по тому же закону. Про генерацию реактивной мощности ни индуктивности, ни конденсатора не может быть и речи!

touch.otvet.mail.ru