Нелинейной индуктивной

Примером элемента с «естественной» характеристикой может служить электрическая лампа накаливания, вольт-амперная характеристика которой в некотором интервале напряжений близка к квадратичной. На лампах накаливания работают «расчетные столы», предназначенные для моделирования теплофикационнных и водопроводных сетей, шахтных вентиляционных систем и сетей газоснабжения. Лампы накаливания могут быть использованы и в схеме 10.8. В качестве примера элементов с «искусственной» нелинейной характеристикой рассмотрим двухполюсник, вольт-амперная характеристика которого приведена на 10.9,а.

10.10. К синтезу двухполюсника с «искусственной» нелинейной характеристикой

преобразователь с нелинейной характеристикой, выполненный на полупроводниковых элементах. Ограничение тока и момента двигателя обеспечивается отсечкой по току УОТ. Для повышения быстродействия системы и стабильности статических характеристик используется жесткая отрицательная обратная связь по напряжению генератора. Имеется стабилизирующая гибкая связь

В соответствии с этим в структурной схеме не нужны обратная связь с нелинейной характеристикой и узел перемножения двух переменных величин. Обмотка возбуждения тормоза питается от магнитного усилителя, уравнение для которого аналогично уравнению (242). Для цепей управления справедливо выражение (244) с учетом того, что связь по скорости является нелинейной (с регулируемой отсечкой). Структурная схема системы торможения с порошковым тормозом показана на 87,6.

К нелинейным элементам электрических цепей относятся и другие устройства с нелинейной характеристикой/ = f (U), например электронные лампы, полупроводниковые приборы и др.

где h — коэффициент демпфирования; К—коэффициент жесткости амортизатора с линейной характеристикой. В случае сухого трения /i = (i7Vsgnx, где ц — коэффициент трения; N—нормальная к поверхности сила; sgn — знак, означающий, что сила направлена противоположно скорости движения (для сухого трения) или противоположно направлению перемещения (для вязкого трения). В случае вязкого трения h = xsgnx\ в случае нелинейного демпфирования с использованием вязкой жидкости /z = i2sgnx, т. е. пропорционален квадрату скорости и противоположен перемещению. Иногда применяют амортизаторы с нелинейной характеристикой, особенностью которых является зависимость частоты их свободных колебаний от амплитуды.

Однако он может быть повышен из условия согласования характеристики защиты с характеристиками автоматов и предохранителей линий 0,4 кв. В случае, если в нулевом проводе имеется составляющая третьей гармонической, при несинусоидальной форме тока, вызванной наличием газоразрядных источников света или другими приемниками с нелинейной характеристикой, для защиты нулевой последовательности рекомендуется использование реле ЭТ-500 как менее чувствительного к составляющим токов высших гармонических.

При выставленных расчетных витках на используемых обмотках проверяются токи срабатывания и коэффициенты возврата реле по первичному току. (Отличий от заданных практически не должно быть.) Проверка производится при подаче в первичные обмотки синусоидального тока. Способы получения синусоидального тока при настройке реле с нелинейной характеристикой сопротивления описаны в §3.3.

В исходном положении выделенного объема, определяемом координатой / == = 'BS (Фв«~). которая проходит через точку t'BS, ФВ8, соответствующую заданным токам ih в реальных возбуждающих контурах (кривая с на 3.1). Однако даже в том случае, когда ветвь обладает нелинейной характеристикой намагничивания, при перемещении в условиях ФВ6 = const сохраняются индукции В, и магнитные проницаемости ц во всех элементах зоны поля, эквивалентируемой данной ветвью. Поэтому изменение магнитной энергии ветви за счет изменения размеров эквивалентируемой ею зоны при перемещении Ад нужно определять с помощью линейной модели (см. § 2.1), воспроизводящей магнитное поле в зоне ветви при потоке ФВ8. Магнитное сопротивление ветви RBS в линейной модели нелинейной системы при положении, определяемом координатой q, совпадает с магнитным сопротивлением этой ветви в нелинейной системе /?BS (q, ФВ8~) при потоке Фв«~ = Фв*~ и магнитном напряжении UBS, равно току i'BS:

показана на 3,5, б в виде пунктирной прямой 1, которая в точке 0' (i'BS, ФВ8) пересекается с естественной нелинейной характеристикой намагничивания ветви (сплошная линия).

Параметрический стабилизатор основан на использовании элемента с нелинейной характеристикой, например полупроводникового стабилитрона (см. § 1.3). Напряжение на стабилитроне на участке обратимого электрического пробоя почти постоянно при значительном изменении обратного тока через прибор.

Для улучшения формы кривой тока при нелинейной индуктивной нагрузке в устройствах предусмотрены ступенчато-регулируемые сопротивления со ступенями 0, 20, 70 и 200 Ом.

Хотя к нелинейным электрическим и магнитным цепям и применимы законы Кирхгофа, но такие методы расчета, как методы узловых потенциалов и контурных токов, а в более общем смысле — методы, основанные на принципе наложения и на постоянстве параметров элементов цепей, рассмотренные в первой части курса, к нелинейным цепям неприменимы. Дело в том, что сопротивление и проводимость нелинейного резистора, равно как индуктивность нелинейной индуктивной катушки и емкость нелинейного конденсатора, являются нелинейными функциями мгновенного значения тока (напряжения) на этих элементах, т. е. представляют собой переменные величины, а потому для расчета малопригодны.

§ 15.6. Схема замещения нелинейной индуктивной катушки. В

Для проведения математического анализа нелинейных цепей переменного тока и изучения их общих свойств целесообразно выразить аналитически зависимость между мгновенными значениями и и i для нелинейного резистора, зависимость между в и Н для нелинейной индуктивной катушки, зависимость q и и для нелинейного конденсатора. Приближенное аналитическое описание характеристик нелинейных элементов называют аппроксимацией характеристик.

§ 15.20. Характеристики для мгновенных значений. Основным типом характеристик являются характеристики, связывающие мгновенные значения основных определяющих величин: тока и напряжения на нелинейном резисторе, индукции и напряженности в сердечнике нелинейной индуктивной катушки, заряда и напряжения на нелинейном конденсаторе. Будем называть их характеристиками для мгновенных значений. Иногда перед этим названием добавляют соответственно следующие слова: вольт-амперные, ве-бер-амперные или кулон-вольтные. В силу ряда причин, обусловленных различными физическими процессами в самих нелинейных элементах, форма характеристик меняется с увеличением скорости изменения определяющих величин во времени.

Этот тип характеристик подразделяют на две подгруппы. В первой подгруппе нагряжение (поток или заряд) на нелинейном элементе изменяется по синусоидальному закону, а во второй по синусоидальному закону во времени меняется ток через нелинейный элемент (напряженность в сердечнике нелинейной индуктивной катушки или напряжение на нелинейном конденсаторе).

При графическом построении задаются различными значениями амплитуды воздействующего на нелинейный элемент напряжения (тока, индукции, заряда), по точкам строят кривую тока (напряженности, напряжения) в функции времени и путем разложения ее в ряд Фурье находят соответствующие амплитуды первой гармоники тока (напряженности, напряжения). (Пример графического построения кривой тока в функции времени для управляемой нелинейной индуктивной катушки см. 15.17.)

Для нелинейной индуктивной катушки ВАХ по первым гармоникам можно получить опытным путем с помощью схемы 15.14, а, где ИТ\ — источник синусоидальной ЭДС; ИТ2 — источник постоянной ЭДС; ab — зажимы управляемой цепи НЭ; cd — зажимы управляющей цепи НЭ. Измерительный прибор V{ реагирует на первую гармонику напряжения, а измерительный прибор Л, — на первую гармонику тока.

На 15.14, б качественно изображены ВАХ управляемой нелинейной индуктивной катушки по первым гармоникам. Параметром является ток управления /0. ВАХ по первым гармоникам для управляемого нелинейного конденсатора изображены на 15.14, в. Параметром является управляющее постоянное напряжение U0.

§ 15.25. ВАХ управляемой нелинейной индуктивной катушки по первым гармоникам. Под ВАХ управляемой нелинейной индуктивной катушки по первым гармоникам будем понимать зависимость действующего значения первой гармоники переменного напряжения ?/! на обмотке wl от действующего значения первой гармоники переменного тока /, при постоянном токе /0, взятом в качестве параметра.

Как уже указывалось в § 15.21, ВАХ нелинейной индуктивной катушки можно получить опытным путем с помощью схемы ( 15.14, а) или расчетным.