Касаткин А.С., Немцов М.В. Курс электротехники (2005) (1021859), страница 17
Текст из файла (страница 17)
2.51, а емкостный элемент заменить индуктивным, то вершина прямоугольного треугольника напряжений рз будет находиться на полуокружности, симметричной полуокружности на рис. 2,51, б, относительно оси действительных величин, а фаза напряжения О,, будет иметь отрицательное значение — я < 4~ й".О при изменении и сопротивления в пределах О~ г < з 2,2В, ЧАСТОТНЫЕ ГОДОГРАФ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕПИ Частотным годографом называется совокупность геометрических мест конца вектора, изображающего комплексную величину, при нз. менении угловой частоты в границах О < са (' .
Частотной «аракгериггикои называется зависимость модуля вектора, изображающего комплексную величину, или его действительной н мнимой составляющих от угловой частоты. В качестве примера рассмотрим частотные годограф и характеристики комплексного сопротивления (2,48) схем замещения с последова.
тельным соединением резнстивного н реактивного (индуктивного нли емкостного) элементов (см. рис, 2.26, а и б). Эти комплексные сопро- г~ Ре2, 1т7 0 +Г 0 а2 Рис. 2.52 1ОО Рис 2.55 тивления соответственно равны (2.87) Л = г + 1са2. = Ке2 + 11гпУ ! с = г — 1 — = Ке_#_ + у 1п!л. ос С (2.88) Па рис. 2.52 построены частотные годограф (а) и характеристики (б) по выражению (2,87), а на рис. 253, а и б — подобные зависн.
мости по выражению (2.88) . Аналогично строятся частотные годограф и характеристики пассивного двухполюсника. Частотные годограф и характеристики часто применяются при расчете цепей автоматизированных систем управления технологическими процессами. 2 26.
ПАССИВНЫЕ ЧЕТЫРЕХ- И ТРЕХПОЛЮСНИКИ Расчет рабочего режима многих электротехнических устройств упропжется, если их можно рассматривать как четырехлолюсипки (рис, 2.54), которые соединяютсн с остальной частью цепи двумя парами выводов (полюсов) 1 — 1' и 2-2 . Если сам четырехполюсник не содержит источников энергии, то он называется пассивным, а если содержит — актиеным, Примером активного четырехполюсника може~ служить дифференциальный усилитель, пассивного четырехполюсника— двухобмоточный трансформатор, линия телефонной связи, измерительный мост. Схема линейного пассивного четырехполюсника содержит только линейные резистивные, индуктивные и емкостные элементы, ео! нелинейного — также и одноименные нелинейные элементы. Если две пары выводов соединяются только через цепь четырехполюсника, то его включение называется автономным, в противном случае — неавтономным.
Ограничимся в дальнейшем анализом пассивных линейных четырехполюсников при автономном включении. Предположим, что к вьводам 1-! четырехполюсника присоединен источник ЭДС Е,, а к вьшодам 2 — 2' — приемник с сопротивлением нагрузки 2 (рис. 2.54, а). Такое включение называют прямым нига-зн вием, вьюоды 1 — 1 при этом называют входными, а 2-2 — выходными. Найдем зависимость между током 1, и напряжением Ц = Е, на входе и током 12 = -1„и напряжением (12 =Л „1 на выходе четырехполюсника. Противоположные направления токов на выходе четырехполнкннка 1з и в цепи нагрузки 1 соответствуют принятым направлениям в теории нелинейных четырехполюсников (см. гл.
6) и усилителей (см. гл. 10). Воспользовавшись принципом компенсации (см. й 1,13), заменим приемник с сопротивлением нагрузки 2 источником с ЭДС, направленной навстречу току и равной Ез = 2 1„= (Уэ (рис. 2.54, б) . В полученной схеме замещения действуют два источника ЭДС, и для определения токов на входе и выходе четырехполюсника можно применить метод наложения (см. а 1.12): 1, = 1',,Е, + У|зЕз = УмУ1 + У~з(уз', 1;=У„Е, + У„Е,=У„и, + У„(1,,/ (2.89) или в матричной форью 1= т'У, 1е Рас, 2,54 г' Рис.
2.55 102 где У,, и Ут т — собственные комплексные проводимости ветвей четырехлолюсника, содержащих источники ЭДС Е«и Л'з', У«т = Ут «вЂ” взаимная комплексная проводимость этих ветвей. Комплексные проводимостм У«ы У«э, У«т и 1'з ~ определяются значениями параметров элементов цепи четырехполюсника, и их можно намерить (см.
й 1.12). В устройствах автоматики н радиотехники часто важно знать зависимость от частоты отношений комплексных значений напряжения (/т и тока /т на выходе четырехполюсника к одноименным ееличмнам (/«и /, на его выходе. Относительные изменения одномменмых величин определяютса уравнениями четырехполюсника (2.89) и называются коэффициентом передачи налряиения /д ((о) (/э (/т (. р «'т « К = К„(ш)с (2,90а) (/«(/«(.«Чн« «Щтн - 1'тт н коэффициентом передачи тока /д, (ь«) /т /э ~'ч( К. = К.
(ш)е /«( Ф1« Хт«+ я утт (2.90б) Х««+ /( "~т где (2.91а) К„(ш) = (/т/(/ы К/(о«) = /т//, — амплитудно.частотные характеристики; 'и(") = йи — йи '((") = й (2.9! б) 103 — фаза-наел«ол«ные харахаеристики напряжения и тока чстырехполюсниха. Если одмн вывод входной и один вывод выходной цепей четырехполюсника соединены, то четырехполюсник представляет собой трехполю. сник (рис. 2.55). Рассматривая трехполюсник как частный случай четы. рехполюсника, отметим его принципиальное отличие от последнего. Оно заключается в том, что элементы матрицы проводимостей т' в (2.89) для трехполюсника не изменяются при его автономном (ключ К на рнс.
2.55 разомкнут) н неавтономном (ключ К на рис. 255 замк. нут) включениях. В обоих случаях режим работ(а трехполюсннка опре. деляется только значениями напряжений (/«и (/э. Матрица проводимостей Ъ' в (2.89) для четырехполюсннка в общем случае завмсит от схемы его включения, которая может влиять на ре. жим его работы даже при Ц =сопят и (/з =сопят. ГЛАВА ТРЕТЬЯ ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ 3.1. ТРЕХФАЭНЫЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЯСТВА Объединение в одну цепь нескольких подобных по структуре цепей синусоидального тока одной частоты с независимыми источниками энергии широко применяется в технике. Объединяемые цепи сину. соидального тока принято называть фазами, а всю объединенную систему цепей — многофазлой системой, Таким образом, в электротехнике термин "фаза" применяется в двух различных смыслах: во.первых, это параметр периодического процесса, а во-вторых — наименование составной части многофазной системы цепей синусоидального тока.
Наибольшее распространение получила трехфазная система. Трехфазная система была изобретена и разработана во всех деталях, включая трехфаэные трансформатор и асинхронный двигатель, выдающимся русским инженером М. О, Доливо-Добровольским (1862 — 1919) в 1891 г. В настоящее времн дпя передачи и распределения энергии в подавляющем большинстве случаев применяются трехфазные системы.
Очень важным преимушеством трехфазной системы является также исключительная простота и дешевизна трехфазных асинхронных двигателей. Помимо трехфазной системы практическое значение имеет цюстифазная система, например в устройствах выпрямления переменного тока, а в некоторых устройствах автоматики применяется цвухфазная система, Источником энергии в трехфазной системе служит трехфазный генератор. Он отличается от однофазного генератора сннусоидального тока (см рис, 2.5, а) тем, что в пазах его статора размещены не одна, а три электрически изолированные друг от друга обмотки — фазные обмотки генератора. Если ротор генератора двухполюсный, то осн фазных обмоток генератора повернуты в пространстве относительно друг дру.
га на угол 2я/3 1рис. 3.1). Прн вращении ротора в фазных обмотках статора индуктируются синусоидальные фазные ЭДС. Вследствие симметрии конструкции генератора максимальные Е н действующие Е, значения ЭДС во всех фазах одинаковые. Однако линии магнитного поля вращающегося ротора пересекают провода фазных обмоток не одновременно. Поэтому синусоидальные ЭДС обмоток сдвинуты по фазе относительно друг друга на одну треть периода, чему соответствует пространственный угол 2я/3 между осями обмоток.
Если ротор генератора мгнополюсный, то каждой паре его полюсов соответствуют на статоре три изолированные друг от друга катушки трехфазных обмоток, Размещенные вдоль окружности статора отдельные катушки, число которых равно числу пар полюсов каждой фазной обмотки, соединяются между собой последовательно или параллельно, !04 Фазы трехфазного генератора принято обозначать первымн буква. мн латинского алфавита: А, В, С Последовательность обозначения фаз генератора, т. е, чередования фаз, не мохсет быть случайной, так как она определяется последовательностью изменений во времени фазных ЭДС, Обозначения выбираются так, чтобы ЭДС фазы А достигала максимального значения на одну треть периода раньше, чем ЭДС фазы В, и на две трети периода раньше, чем ЭДС фазы С, Такая последовательность чередования фаз называется нормальной, или прямой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
