Скачать презентацию а u t в i t содержит постоянную составляющую Скачать презентацию а u t в i t содержит постоянную составляющую

Диаграммы, мощность, резонанс.ppt

  • Количество слайдов: 67

а u(t) в i(t) а u(t) в i(t)

содержит постоянную составляющую и синусоиду двойной частоты. содержит постоянную составляющую и синусоиду двойной частоты.

Если мгновенные значения тока и напряжения имеют одинаковые знаки, то мгновенная мощность положительна; в Если мгновенные значения тока и напряжения имеют одинаковые знаки, то мгновенная мощность положительна; в противном случае – отрицательна.

- активная мощность, равна постоянной составляющей мгновенной мощности - амплитуда гармонической составляющей мощности или - активная мощность, равна постоянной составляющей мгновенной мощности - амплитуда гармонической составляющей мощности или полная мощность

- угол сдвига фаз между напряжением и током - коэффициент мощности - угол сдвига фаз между напряжением и током - коэффициент мощности

Пусть задано : а в Пусть задано : а в

При находим - комплекс полной мощности где -сопряженное значение тока При находим - комплекс полной мощности где -сопряженное значение тока

- реактивная мощность Т. к. , то - реактивная мощность Т. к. , то

Таким образом активная мощность : - это мощность тепловой энергии или средняя скорость необратимого Таким образом активная мощность : - это мощность тепловой энергии или средняя скорость необратимого преобразования энергии во всех резистивных элементах

Реактивная мощность : - отражает процесс обмена энергией между источником энергии и совокупностью индуктивных Реактивная мощность : - отражает процесс обмена энергией между источником энергии и совокупностью индуктивных и емкостных элементов

Полная мощность : -это максимально возможная активнаямощность при Полная мощность : -это максимально возможная активнаямощность при

Можно изобразить: а) треугольник сопротивлений Можно изобразить: а) треугольник сопротивлений

б) треугольник напряжений б) треугольник напряжений

в) треугольник мощностей в) треугольник мощностей

Используются при анализе и расчете цепей с синусоидаль ныминапряжениями и токами Эти диаграммы строятся Используются при анализе и расчете цепей с синусоидаль ныминапряжениями и токами Эти диаграммы строятся совмещенными на комплексной плоскости в масштабах напряжения и тока

Лучевая векторная диаграмма строится для комплексов действующих значений токов это вектора, – выходящие из Лучевая векторная диаграмма строится для комплексов действующих значений токов это вектора, – выходящие из начала координат каждый под своим углом. Используется для графической проверки первого закона Кирхгофа

Топографическая диаграмма напряжений – это вектора комплексов действующих значений напряжений, подстроенные один к другому Топографическая диаграмма напряжений – это вектора комплексов действующих значений напряжений, подстроенные один к другому и образующие замкнутый контур. Используется для графической проверки второго закона Кирхгофа

Пример 1 d с Пример 1 d с

+j d с +1 +j d с +1

Пример 2 d а с b Пример 2 d а с b

+j d с а +1 b +j d с а +1 b

Пример 3 с b а Пример 3 с b а

c +j a +1 b c +j a +1 b

Резонанс в линейных цепях при гармонических напряжениях и токах Резонанс в линейных цепях при гармонических напряжениях и токах

Резонанс – это такой режим пассивной цепи, содержащей емкости и индуктивности, при котором входные Резонанс – это такой режим пассивной цепи, содержащей емкости и индуктивности, при котором входные ток и напряжение совпадают по фазе

При резонансе цепь потребляет только активную мощность и входное сопротивление этой цепи будет вещественной При резонансе цепь потребляет только активную мощность и входное сопротивление этой цепи будет вещественной величиной Различают резонансы: напряжений; токов; в сложной цепи.

Резонанс напряжений – это резонанс при последовательно соединенных емкости и индуктивности Резонанс напряжений – это резонанс при последовательно соединенных емкости и индуктивности

По закону Ома где - входное напряжение По закону Ома где - входное напряжение

Комплекс входного сопротивления цепи где Комплекс входного сопротивления цепи где

Из определения резонанса тогда В результате при резонансе напряжений или Из определения резонанса тогда В результате при резонансе напряжений или

Резонанс может быть достигнут изменением частоты, емкости или индуктивности: если заданы L и С, Резонанс может быть достигнут изменением частоты, емкости или индуктивности: если заданы L и С, то если заданы L и ω, то если заданы С и ω, то

В режиме резонанса - максимальный В режиме резонанса - максимальный

При этом Добротность контура определяет, во сколько раз напряжение на реактивных элементах при резонансе При этом Добротность контура определяет, во сколько раз напряжение на реактивных элементах при резонансе превышает входное

Если добротность то где - характеристическое сопротивление Если добротность то где - характеристическое сопротивление

При резонансе напряжений входное сопротивление цепи будет минимальным, а ток будет максимальным d a При резонансе напряжений входное сопротивление цепи будет минимальным, а ток будет максимальным d a c b а

+j d b a +1 c +j d b a +1 c

Резонансные характеристики резонанс 0 Резонансные характеристики резонанс 0

Чтобы искажения сигнала не превышали нормы, спектр сигнала не должен превышать полосы пропускания которая Чтобы искажения сигнала не превышали нормы, спектр сигнала не должен превышать полосы пропускания которая определяется по резонансной кривой тока

0 0

Резонанс напряжений используется в радиотехнике для усиления сигналов определенной частоты Резонанс напряжений используется в радиотехнике для усиления сигналов определенной частоты

Резонанс токов – это резонанс при параллельно соединенных емкости и индуктивности b a Резонанс токов – это резонанс при параллельно соединенных емкости и индуктивности b a

Пусть на вход цепи подано напряжение Тогда токи в параллельных ветвях определятся по закону Пусть на вход цепи подано напряжение Тогда токи в параллельных ветвях определятся по закону Ома

Общий ток по первому закону Кирхгофа Общий ток по первому закону Кирхгофа

Где - комплекс входной проводимости цепи Где - комплекс входной проводимости цепи

Где - активная проводимость цепи - реактивная проводимость цепи Где - активная проводимость цепи - реактивная проводимость цепи

- модуль входной проводимости цепи - угол сдвига фаз между и - модуль входной проводимости цепи - угол сдвига фаз между и

Из определения резонанса тогда или Из определения резонанса тогда или

Тогда Тогда

При резонансе токов входная проводимость цепи и входной ток минимальны b a При резонансе токов входная проводимость цепи и входной ток минимальны b a

+j b a +1 +j b a +1

Где Где

Резонансные характеристики 0 Резонансные характеристики 0

Резонанс токов используется в радиотехнике для ослабления сигналов определенной частоты и в электроэнергетике для Резонанс токов используется в радиотехнике для ослабления сигналов определенной частоты и в электроэнергетике для уменьшения потерь энергии в проводах линии

Синхронные генераторы Синхронные машины – это электрические машины переменного тока, в которых ротор и Синхронные генераторы Синхронные машины – это электрические машины переменного тока, в которых ротор и магнитное поле токов статора вращаются синхронно.

Могут работать в режимах генератора и двигателя. В настоящее время основными источниками электроэнергии остаются Могут работать в режимах генератора и двигателя. В настоящее время основными источниками электроэнергии остаются синхронные генераторы на тепловых, атомных и гидроэлектростанциях. Трехфазные СГ – самые мощные электрические машины. Единичная мощность СГ, устанавливаемых на ГЭС 640 МВт, а на ТЭС – 8 ÷ 1200 МВт.

Устройство трехфазной СМ Основные части: статор (неподвижная часть) и ротор (вращающаяся часть) Сердечник статора Устройство трехфазной СМ Основные части: статор (неподвижная часть) и ротор (вращающаяся часть) Сердечник статора собран из изолированных друг от друга пластин электротехнической стали и укреплен внутри массивного корпуса. В пазах с внутренней стороны статора размещена трехфазная обмотка переменного тока.

1 – станина; 2 – внутренняя поверхность листов; 3 – трехфазная обмотка 1 – станина; 2 – внутренняя поверхность листов; 3 – трехфазная обмотка

Ротор представляет собой явнополюсной или неявнополюсной электромагнит. Ток в обмотку ротора (обмотка возбуждения) поступает Ротор представляет собой явнополюсной или неявнополюсной электромагнит. Ток в обмотку ротора (обмотка возбуждения) поступает через контактные кольца и щетки от внешнего источника постоянного тока. Ротор имеет р пар полюсов, а токи в обмотке статора образуют тоже р пар полюсов вращающегося магнитного поля. Ротор вращается с частотой вращения поля статора

Явнополюсной ротор полюсной наконечник ОВ N S полюс S N Применяются в СМ с Явнополюсной ротор полюсной наконечник ОВ N S полюс S N Применяются в СМ с большим числом полюсов и соответственно относительно низкой n. Такие роторы имеют СГ, предназначенные для непосредственного соединения с гидравлическими турбинами на ГЭС (гидрогенераторы). Гидравлическая турбина вращается относительно медленно, поэтому частота вращения гидрогенераторов от 60 до нескольких сотен оборотов в минуту, чему соответствует несколько десятков пар полюсов. Самые мощные гидрогенераторы имеют диаметр ротора около 12 м при относительно небольшой длине – 2, 5 м, число полюсов – 42 и частоту вращения 143 об/мин.

Неявнополюсной ротор полюс Изготавливается из массивной стальной поковки – “бочки”. Обмотка постоянного тока ОВ Неявнополюсной ротор полюс Изготавливается из массивной стальной поковки – “бочки”. Обмотка постоянного тока ОВ укрепляется в пазах, выфрезированных в роторе по всей его длине. По условиям механической прочности диаметр ротора при n=3000 об/мин не должен превышать 1, 2 – 1, 3 м, а активная длина ротора должна быть не более 6, 5 м.

Применяются в СМ большой мощности до 500 000 к. ВА в одной машине, имеющих Применяются в СМ большой мощности до 500 000 к. ВА в одной машине, имеющих одну или две пары полюсов и соответственно частоту вращения 3000 или 1500 об/мин. Это СГ, предназначенные для непосредственного соединения с паровыми и газовыми турбинами на ТЭС и АЭС (турбогенераторы).

Принцип действия синхронного генератора Если к обмотке возбуждения подвести постоянный ток и ротор вращать Принцип действия синхронного генератора Если к обмотке возбуждения подвести постоянный ток и ротор вращать первичным двигателем с частотой n, то магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения, будет индуктировать в обмотках статора ЭДС, которые имеют одинаковую амплитуду и частоту , с начальными фазами, отличающимися на треть периода.

Обмотки статора генератора обозначаются буквами А, В, С и индуктируемые в них ЭДС образуют Обмотки статора генератора обозначаются буквами А, В, С и индуктируемые в них ЭДС образуют симметричную трехфазную систему.

Волновая диаграмма Волновая диаграмма

Более подробная информация: 1. Касаткин А. С. , Немцов М. В Электротехника. М. : Более подробная информация: 1. Касаткин А. С. , Немцов М. В Электротехника. М. : Издательский центр «Академия» , 2003, 2. стр. 68 -85. 2. Электротехника и электроника. Кн. 1: Электрические цепи/Под ред. В. Г. Герасимова. - М. : Энергоатомиздат, 1996, стр. 117 -125. 3. Зевеке Г. В. , Ионкин П. А. Основы теории цепей. М: Энергоатомиздат, 1989, стр. 81 -88, 91 -100. 4. Шандарова Е. Б. Электротехника и электроника. Учебное пособие. -Томск: Изд-во ТПУ, 2006, стр. 39 -40.