Мгновенные напряжения

Для транзисторов большой мощности, в которых применяются теплоотводы, вместо величины Rt используется тепловое сопротивление переход — корпус. Эти формулы применимы для определения средней температуры транзисторов. При работе транзисторов в импульсных режимах могут возникать мгновенные изменения температуры, значительно превышающие средние значения, поэтому для транзисторов устанавливается величина допустимого мгновенного значения температуры.

В то же время не может мгновенно меняться на конечное значение напряжение на обкладках конденсаторов (второй закон коммутации), хотя, если пренебречь индуктивностью конденсаторов, теоретически возможны мгновенные изменения токов в их цепях.

Процессы в электрических- цепях, рассматривавшиеся до сих пор, были установившимися процессами. В этой главе изучаются переходные процессы, которые происходят при всех изменениях режима электрической цепи — включении, выключении, коротком замыкании и т. п. Эти процессы не могут протекать мгновенно, так как невозможны мгновенные изменения энергии, запасенной в электромагнитном поле цепи.

где коэффициент пропорциональности kk имеет размерность МВт/Гц. Иногда его называют энергией регулирования. Чем больше kk, тем меньше отклонение частоты при данном изменении мощности. Величину, обратную kh, называют статизмом агрегата — \lkk = 8k. Появляющиеся при изменениях нагрузки мгновенные изменения частоты сначала различны для каждого генератора. После переходного процесса они становятся одинаковыми: Д/:1 == Д/2 = Д/й = Д/. Суммарное изменение мощности в системе можно представить как ДР = &SA/, где k-% — суммарная энергия регулирования.

В общем случае в электрической цепи переходные процессы могут возникать только тогда, когда в цепи имеются индуктивные и емкостные элементы. Это связано с тем, что индуктивные и емкостные элементы являются инерционными, так как изменение в них энергии магнитного и электрического полей не может происходить мгновенно и, следовательно, не могут мгновенно протекать процессы в момент коммутации. В самом деле, если бы изменение энергии в индуктивных и емкостных элементах проходило мгновенно, т. е. скачком, то при t = О мощность, равная скорости изменения энергии, Р = W/t = W/Q = оо обращалась бы в бесконечность, что невозможно, ибо электрических цепей бесконечно больо:ой мощности не существует. Таким образом, переходные процессы не могут протекать мгновенно, так как невозможны мгновенные изменения энергии, накопленной в электромагнитном поле цепи. Теоретически переходные процессы заканчиваются за время t = оо. Практически же переходные процессы являются быстропротекающими и их длительность часто составляет десятые, сотые, тысячные и даже миллионные доли секунды (реже единицы секунд).

не может измениться мгновенно, в то время как напряжение на ее зажимах может претерпевать мгновенные изменения.

В то же время не может мгновенно меняться на конечное значение напряжение на обкладках конденсаторов (второй закон коммутации), хотя, если пренебречь индуктивностью конденсаторов, теоретически возможны мгновенные изменения токов в их цепях.

1. Бесконечные импульсы напряжения на катушках индуктивности появляются, если ток в них при коммутации изменяется скачком подобно рассмотренному в § 9.11. Аналогично этому можем утверждать, что импульсы тока бесконечной амплитуды протекают в конденсаторах, если при коммутации напряжение на них изменяется скачком. В противном случае мгновенные изменения индуктивности (емкости) не приводят к появлению бесконечных импульсов напряжения или тока.

где коэффициент пропорциональности kk имеет размерность МВт/Гц. Иногда его называют энергией регулирования. Чем больше kk, тем меньше отклонение частоты при данном изменении мощности. Величину, обратную kk, называют статизмом агрегата: l/kk = о\. Появляющиеся при изменениях нагрузки мгновенные изменения частоты сначала различны для каждого генератора. После переходного процесса они становятся одинаковыми: А/1 = Д/а = Д/й = Д/. Суммарное изменение мощности в системе можно представить как ДР = fes Д/, где fe — суммарная энергия регулирования.

В морском бурении широко применяются схемы электроснабжения переменно-постоянного тока. При такой схеме генерируется электрическая энергия на переменном токе частотой 50 Гц. Привод главных технологических механизмов большой единичной мощности осуществляется на постоянном токе; он же используется для питания электроприводов систем электродвижения и позиционирования установки. Привод вспомогательных технологических механизмов, не требующих регулирования, и большая часть общесудовой нагрузки осуществляются на переменном токе. Питание приводов постоянного тока реализуется на управляемых тиристорных выпрямителях. При этом схема построена таким образом, что существует возможность подключения любого из двигателей к любому выпрямителю; это повышает надежность схемы, дает большую свободу в выборе режимов работы электростанции, обеспечивает унификацию выпрямительных модулей. Поскольку мощность выпрямительной нагрузки сопоставима с мощностью генераторов, в кривых напряжениях и тока велика доля высших гармонических составляющих. Это оказывает неблагоприятное влияние на работу самой электростанции и потребителей переменного тока, загружая генераторы током и увеличивая потери в стали всех машин. С целью улучшения гармонического состава кривой напряжения в систему электроснабжения включены филь-трокомпенсирующие устройства, позволяющие хотя бы частично разгрузить ее от реактивной мощности и мощности искажений. Полной компенсации достичь не удается. Иллюстрацией этого может служить часовой график мгновенных значений активной и реактивной мощности главных генераторов СПБУ 6500/60 ( 8.1). График снят при параллельной работе двух дизель-генераторов по 1000 кВт и мощности фильтроком-пенсирующих устройств 600 квар. Буровая установка находилась в режиме роторного бурения при глубине забоя скважины около 4700 м. При достаточно спокойном графике активной мощности график реактивной мощности имеет весьма неупорядоченный характер, что объясняется работой электронных схем управления углами отпирания тиристоров, отслеживающих мгновенные изменения нагрузки двигателей. Динамический режим работы этих схем приводит к появлению несимметрии импульсов на тиристорах, что в свою очередь обусловливает резкие изменения реактивной мощности.

где «ь «2,..., Um, i\, iz,..., im — мгновенные напряжения и токи соответственно первой, второй и m-й гармоник.

Реально существующие напряжения и токи выражаются вещественными числами, поэтому мгновенные напряжения определяются вещественной частью комплексного числа.

Мгновенная мощность электрической цепи определяется по выражению (1-10): р — ui, где и и t — мгновенные напряжения на зажимах цепи и ток в ней.

Мгновенные напряжения на конденсаторе и нагрузочном резисторе

Равенство напряжений 'J L и Uc при сдвиге фаз на половину периода означает, что в любой момент времени мгновенные напряжения на емкости и индуктивности равны по величине, но противоположны по знаку (UL — — мс). следовательно, в любой момент времени равны по величине и противоположны по знаку мгновенные мощности в реактивных участках цепи ( 9-36):

за тока принята равной нулю (г^ = 0), что удобно, так как ток является общим для всех участков цепи. При этом начальная фаза напряжения и оказывается равной ф (\>„ = ф). Мгновенные напряжения на отдельных участках при этом равны (см. § 4-4):

— транспонированная 140 Мгновенная мощность 178 Мгновенные напряжения, ток и э. д. с,

При прохождении синусоидального тока через сопротивление г не только мгновенные напряжения на сопротивлении и тока в нем, но и амплитуды и соответственно действующие напряжение и ток связаны законом Ома:

Реально существующие напряжения и токи выражаются вещественными числами, поэтому мгновенные напряжения определяются вещественной частью комплексного числа.

В интервале #i — Оа мгновенные напряжения «с на конденсаторе, равные напряжениям «о на нагрузке, по величине меньше, чем э. д. с. вторичной обмотки трансформатора *. Поэтому к вентилю приложено напряжение в проводящем направлении, и в цепи выпрямителя протекает ток (см. 5.14, в). Величина этого тока

Сравнение % и ыа показывает, что мгновенные напряжения нечетных гармоник направлены у обоих генераторов на 8.9, а одновременно вверх или вниз, а четных и постоянных составляющих — одновременно в разные стороны. Поэтому напряжение на двухполюснике а будет содержать постоянную составляющую и все четные гармоники, а напряжение на двухполюснике b — только нечетные гармоники. При таких условиях расчет удобно производить для четных и нечетных гармоник отдельно по разным схемам. На 8.9, б сохранена только часть схемы 8.9, а для расчета нечетных гармоник, а на 8.9, в — для расчета четных.