Курсовая (Неизвестный вариант ДЗ 5), страница 3

Вт

Реактивная мощность:

Вт

Коэффициенты формы кривых:

В

В

А

4.4 Замена несинусоидальных кривых , эквивалентными синусоидами:

Выводы

В курсовой работе была исследована электрическая цепь, состоящая из активного двухполюсника – источника гармонических колебаний (ИГК), линейного трансформатора, компаратора, повторителя напряжения, переключателя и четырехполюсника.

В первой части работы был проведен расчет ИГК по известным данным. Расчет проводился двумя методами: 1) методом контурных токов, благодаря которому удалось найти все токи в источнике гармонических колебаний, а также показания приборов; 2) методом эквивалентного источника тока, что позволило проверить расчет тока в первичной обмотке трансформатора. Метод контурных токов целесообразно применять для расчета всех значений токов и напряжений в схеме, а метод эквивалентного источника – для расчета тока или напряжения на одном элементе. Баланс мощностей показал правильность определения остальных токов и напряжений в схеме ИГК.

Во второй части был приведен расчет четырехполюсника методом входного сопротивления. Были построены векторные диаграммы токов и напряжений четырехполюсника, наглядно иллюстрирующие проведенные расчеты и показывающие отсутствие противоречий в них. Были получены параметры четырехполюсника в виде матрицы А, с помощью которой были проверены значения входного тока и выходного напряжения цепи.

Далее было определено реактивное сопротивление, которое нужно подключить к выходным контактам четырехполюсника для совпадения по фазе входного тока и напряжения. Цепь при этом стала находиться в режиме резонанса, что привело к росту входного тока и уменьшению входного сопротивления.

Для определения передаточной функции четырехполюсника комплексное сопротивление конденсатора было представлено в виде функции от частоты. Находя модуль и аргумент передаточной функции, были построены АЧХ, ФЧХ и годограф передаточной функции. Переходная и импульсная характеристики были рассчитаны классическим методом, однако могли быть получены из передаточной функции четырехполюсника с помощью предварительной замены jω на s (перехода от преобразования Фурье к преобразованию Лапласа). Импульсная характеристика, в частности, представляет собой оригинал передаточной функции.

Далее ключ КЛ был переведен в положение 2, и входное напряжение стало подаваться через компаратор, т.е иметь вид прямоугольных разнополярных импульсов. Расчет входного тока и выходного напряжения в течение первого периода входного сигнала с учетом запаса энергии на реактивных элементах был произведен классическим методом по законам Кирхгофа.

Расчет схемы в квазиустановившемся режиме был проведен двумя способами – методом припасовывания и частотным методом, путем разложения входного сигнала в ряд Фурье. Достоинством расчёта несинусоидальных воздействий при помощи разложения в ряд Фурье является относительная простота этого метода, в частности, нет необходимости в поиске независимых и зависимых начальных условий и составлении дифференциальных уравнений. Следует отметить, что данный метод применим к большому диапазону видов входных воздействий: функций, которые удовлетворяют условиям Дирихле. К недостаткам данного метода следует отнести сложность вычислительного процесса для достижения результатов высокой точности. Применение классического метода более трудоёмко в аналитическом плане, зато позволяет получить более точные результаты. Дополнительное отличие результатов, полученных классическим методом по сравнению с методом, использующим разложение в ряд Фурье, дает то, что при расчете переходного процесса учитываются запасы энергии от предыдущего режима работы.

В целом, приоритет каждого из методов при решении задач зависит от вида схемы цепи и необходимой точности результата. Все методы дополняют друг друга при решении сложных задач и позволяют провести проверку результатов, полученных одним из них.

Исследование электрической цепи различными методами позволило закрепить теоретический материал и применить изученный материал к расчету конкретной схемы.

Список литературы:

1. Б. В. Стрелков, Ю.Г. Шерстняков, «Анализ установившихся и переходных процессов в линейных электрических цепях», издательство МГТУ им. Баумана, 2001г.

2. Лекции Смирнова А.В.

3. Семинары Тарасенко И.А.

4. И. И. Иванов, В. С. Равдоник «Электротехника», издательство «Высшая школа», 1984г.