Несимметричным напряжением

Такие построения учитывают полярность включения н. э. с несимметричными характеристиками (см., например, § 3-2, табл. 3-1).

13-17. Перечислите нелинейные элементы, обладающие несимметричными характеристиками.

Основные особенности работы нелинейных элементов с несимметричными характеристиками — электронной лампы и транзистора — излагаются в § 15.27—15.43.

Другая группа нелинейных элементов относится к управляемым. Это прежде всего трех (и более) электродные лампы (триоды, пентоды), ионные приборы (тиратроны), полупроводниковые триоды (транзисторы) и управляемые полупроводниковые вентили (тиристоры). Это безынерционные элементы (с уже отмечавшимся выше ограничением) с несимметричными характеристиками.

2. С симметричными и несимметричными характеристиками.

Выделим здесь три группы цепей: а—цепи с существенно инерционными нелинейными элементами; б—цепи с активными сопротивлениями, имеющими несимметричные характеристики; в — цепи с реактивными нелинейными элементами. В такой очередности их и будем рассматривать, тем более, что это соответствует переходу от более простых случаев к более сложным. Разумеется, сложные цепи переменного тока могут содержать одновременно и нелинейные реактивные элементы, и сопротивления с несимметричными характеристиками и иные нелинейные элементы.

В зависимости от вида кривых вольт-амперных характеристик нелинейные элементы электрических цепей можно подразделить на элементы с симметричными ( 1.29, кривая 2) и с несимметричными характеристиками ( 1.29, кривая /). Для нелинейных элементов с симметричными характеристиками вид вольт-амперных характеристик не зависит от направления тока в них и напряжения на их зажимах, поэтому такие элементы можно применить в цепях как постоянного, так и переменного тока. Иначе говоря, элементами с симметричными характеристиками можно назвать нелинейные элементы, у которых сопротивления не зависят от направления тока.

теристики имеют неодинаковый вид при изменении направлений тока. Несимметричными характеристиками обладают, в частности, различные электронные и полупроводниковые приборы. Нелинейные элементы, у которых можно изменять вольт-амперную характеристику, называют управляемыми. К ним можно отнести, например, многоэлектродные электронные лампы, транзисторы, тринисторы.

Основные особенности работы нелинейных сопротивлений с несимметричными характеристиками — электронной лампы и транзистора — излагаются в § 15.27—15.43.

Перечисленные свойства справедливы и для НЭ с несимметричными характеристиками. Однако формула, связывающая х„, хт и уа, для них будет иная.

Характеристики нелинейных элементов и = f (i) делят на симметричные и несимметричные. У элементов с симметричными характеристиками сопротивление зависит от тока одинаково для обоих направлений (на рисунке 4-1 приведены характеристики лампы накаливания с вольфрамовой нитью /, термосопротивления 2, электрической дуги с одинаковыми электродами 3). У элементов с несимметричными характеристиками ( 4-2) последние несимметричны относительно осей. У них сопротивления по-разному зависят от направления тока (характеристика / — полупроводникового термосопротивления, 2 — тиритового (керамического) элемента, 3 — электронного прибора, 4 — ионного прибора).

Нелинейные элементы с несимметричными характеристиками — диоды и тиристоры — широко используют, в частности, в качестве вентилей для выпрямления переменного тока.

Выражения (4.7) —(4.17)—наиболее общие уравнения электромеханического преобразования энергии для случая, когда статор или ротор неподвижны. Из выражений (^.7) — (4.117) можно получить уравнения для многообмоточных машин, машин с несинусоидальным несимметричным напряжением питания, насыщенных и других электрических машин. Уравнения (4.7) — (4.17) приведены в системе координат а, р, но их можно представить и в других координатных осях.

Уравнения для машины при питании несинусоидальным несимметричным напряжением могут быть получены из уравнений обобщенного ЭП (4.7), в которых матрицы напряжений и токов имеют тот же вид, что (4.9) и (4.10), а отличаются матрицей сопротивлений.

Если считать, что связи между гармониками равны нулю, получим уравнения (7.1) — (7.7) и модели машины (см. 7.2, 7.3) с т обмотками на статоре и роторе, что соответствует питанию несинусоидальным несимметричным напряжением идеализированной электрической машины. Таким образом, рассматривая машину с переменными параметрами с синусоидальным напряжением на выводах, можно представить машину с постоянными параметрами и несинусоидальным напряжением на выводах. Уравнения насыщенной машины отличаются от уравнений асинхронной машины при несинусоидальном напряжении наличием коэффициентов

Уравнения для машины при питании несинусоидальным несимметричным напряжением могут быть получены из уравнений обобщенного ЭП (4.7), в которых матрицы напряжений и токов имеют тот же вид, что (4.9) и (4.10), а отличаются матрицей сопротивлений.

Считая связи между гармониками равными нулю, получим уравнения (6.1)—(6.7) и модели машины (см. 6.1—6.3) с т обмотками на статоре и роторе, что соответствует питанию несинусоидальным несимметричным напряжением идеализированной электрической машины. Таким образом, рассматривая машину с переменными параметрами с синусоидальным напряжением на выводах, можно представить машину с постоянными параметрами и несинусоидальным напряжением на выводах. Уравнения насыщенной машины отличаются от уравнений асинхронной машины при несинусоидальном напряжении наличием коэффициентов Мпа. Mim» Л/,13р, .... A/jrimp, ..-, Л/„Р, ..., Mr,tm& и других, отражающих ферромагнитные связи между гармониками.

(1.158) и (1.160) можно получить уравнения для многообмоточных машин с несинусоидальным несимметричным напряжением питания, для насыщенных и для большинства других электрических машин.

б) Регулирование частоты вращения искажением симметрии первичного напряжения. При питании обмотки статора несимметричным напряжением магнитное поле в двигателе может быть представлено в виде суммы двух полей, вращающихся с одинаковой частотой

При эксплуатации трехфазных трансформаторов часто встречаются случаи неравномерного распределения токов по фазам вследствие неравномерного распределения однофазных приемников нагрузки, а также вследствие аварийных режимов, возникающих при однофазных и двухфазных коротких замыканиях или при обрыве одной из фаз линии электропередачи. Возникающая при этом несимметрия вторичных напряжений трансформатора весьма неблагоприятно отражается на потребителях. Так, у двигателей переменного тока при питании их несимметричным напряжением снижается допустимая мощность, у ламп накаливания при питании их повышенным напряжением резко уменьшается срок службы, а при питании пониженным напряжением существенно уменьшается сила света. Для самого трансформатора несимметричная нагрузка может вызвать перегрузку отдельных его обмоток, а также чрезмерное повышение фазных напряжений и насыщение магнитопровода. Поэтому исследование процессов, возникающих в трансформаторах при несимметричной нагрузке, имеет большое практическое значение, поскольку знание последствий того или иного несимметричного режима позволит дать рекомендации, при какой допустимой несимметрии нагрузки обеспечивается работоспособность как потребителя, так и самого трансформатора.

Конденсаторные установки. Подключение симметричной по емкости трехфазной конденсаторной батареи к электрической сети с несимметричным напряжением может вызвать еще большую несимметрию. Кроме того, при несимметрии напряжений конденсаторные установки неравномерно загружаются реактивной мощностью по фазам, изменяется их общая реактивная мощность. Отношение реактивной мощности конденсаторной установки при несимметричном напряжении к реактивной мощности при симметричном напряжении в номинальном режиме имеет вид:

Конденсаторные установки. Подключение симметричной по емкости трехфазной конденсаторной батареи к электрической сети с несимметричным напряжением может вызвать еще большую несимметрию. Кроме того, при несимметрии напряжений конденсаторные установки неравномерно загружаются реактивной мощностью по фазам, изменяется их общая реактивная мощность. Отношение реактивной мощности конденсаторной установки при несимметричном напряжении к реактивной мощности при симметричном напряжении в номинальном режиме определяют из выражения

Конденсаторные установки. Подключение симметричной по емкости трехфазной конденсаторной батареи к электрической сети с несимметричным напряжением может вызвать еще большую несимметрию. Кроме того, при несимметрии напряжений конденсаторные установки неравномерно загружаются реактивной мощностью по фазам, изменяется их общая реактивная мощность. Отношение реактивной мощности конденсаторной установки при несимметричном напряжении к реактивной мощности при симметричном напряжении в номинальном режиме определяется из выражения