Резонансе напряжений

Работа резонансных фильтров в электрических цепях несинусоидального тока основана на создании условий для возникновения явлений резонанса тока или напряжения для определенных гармоник. Например, если в общей форме кривой несинусоидального тока на нагрузке необходимо выделить кривую тока fc-й гармоники, можно использовать резонансный фильтр 5.12, а, параметры которого 1ф и Сф подбираются таким образом, чтобы создать условия резонанса напряжения именно для fc-й гармоники. В этом случае сопротивление фильтра для тока fc-й гармоники становится значительно меньше, чем для токов других гармоник, что и позволяет выделить на нагрузке ток fc-й гармоники. Таким образом, рассматриваемый фильтр позволяет выделить ток определенной частоты. На практике подобные фильтры обеспечивают выделение тока в определенной полосе частот, поэтому они называются полосовыми. И наоборот, если есть необходимость исключить на нагрузке ток fc-й гармоники несинусоидального тока, то используется фильтр по 5.12,6. Параметры фильтра .Ц, и Сф подбираются такими чтобы для fc-й гармоники создать условия резонанса тока. В этом случае для тока fc-й гармоники проводимость фильтра почти равна нулю и ток этой гармоники на нагрузке или резко уменьшается, или полностью исключается. Такой фильтр называют заградительным или фильтром-пробкой для fc-й гармоники.

35. Объясните пожарную опасность явления резонанса напряжения.

Условия электрического резонанса напряжения или тока достигаются изменением частоты внешней приложенной э. д. с. или изменением собственной частоты колебательного контура соо= ,

Недостатком метода является установление резонанса напряжения по максимуму показаний приборов, что снижает точность определения

а — роак'юр, нормально зашунтированный пороговым элементом; б — управляемый реактор с подмагничиванием постоянным током; в—е — резонансные то-коогрш'нчпвающие устройства с различными способами расстройки резонанса напряжения при к. з.; ж—м—Токоограничивающие устройства трансформаторного типа с регулированием параметров со стороны вторичной обмотки; и — вставка постоянного ТСКР.

Недостатком метода является установление резонанса напряжения по максимуму показаний приборов, что снижает точность определения

По мере приближения резонанса напряжения на реактивных элементах цепи изменяются и стремятся к равенству между собой. Также растут значения тока и коэффициента мощности цепи. При резонансе ток достигает максимального значения, а созф= 1 ( 14.3).

Работа резонансных фильтров в электрических цепях несинусоидального тока основана на создании условий для возникновения явлений резонанса тока или напряжения для определенных гармоник. Например, если в общей форме кривой несинусоидального тока на нагрузке необходимо выделить кривую тока /с-й гармоники, можно использовать резонансный фильтр 5.12, я, параметры которого 1^ и Сф подбираются таким образом, чтобы создать условия резонанса напряжения именно для fc-й гармоники. В этом случае сопротивление фильтра для тока /с-й гармоники становится значительно меньше, чем для токов других гармоник, что и позволяет выделить на нагрузке ток /с-й гармоники. Таким образом, рассматриваемый фильтр позволяет выделить ток определенной частоты. На практике подобные фильтры обеспечивают выделение тока в определенной полосе частот, поэтому они называются полосовыми. И наоборот, если есть необходимость исключить на нагрузке ток fc-й гармоники несинусоидального тока, то используется фильтр по 5.12,6. Параметры фильтра 1$ и Сф подбираются такими чтобы для /с-й гармоники создать условия резонанса тока. В этом случае для тока /с-й гармоники проводимость фильтра почти равна нулю и ток этой гармоники на нагрузке или резко уменьшается, или полностью исключается. Такой фильтр называют заградительным или фильтром-пробкой для /с-й гармоники.

5. При каких условиях частота резонанса токов совпадает с частотой резонанса напряжений при одинаковых параметрах параллельного и последовательного контуров? Из приведенного выше выражения для частоты резонанса токов fp=f0A, где f0 — частота резонанса напряжения, следует, что /Р=/о при Л = 1. Это условие обеспечивается, если принять Rl=R2=0 или Ri=R2—R.

Таким образом, основным условием возникновения резонанса напряжения в цепи является равенство реактивных сопротивлений XL = Хс, так как в этом случае частота колебательного контура и>0 равна частоте сети ю, питающей данную цепь.

а — реактор, нормально зашунтированный пороговым элементом; б — управляемый реактор с подмагничиванием постоянным током; в—е — резонансные токо-ограничивающие устройства с различными способами расстройки резонанса напряжения при КЗ; ж—м — Токоограничивающие устройства трансформаторного типа с регулированием параметров со стороны вторичной обмотки; н — вставка

2.14. Векторная диаграмма (а) и графики мгновенных значений и, I, р (б) цепи 2.11, а при резонансе напряжений

На 2.14,о изображена векторная диаграмма цепи 2. 11, а при резонансе напряжений.

На 2.14,6 изображены графики мгновенных значений тока (', напряжения и сети и напряжений иь ис, и, на отдельных участках, а также активной р = шг и реактивной pL = шь рс = шс мощностей за период для цепи 2.11,а при резонансе напряжений. С помощью этих графиков можно проследить энергетические процессы, происходящие в цепи при резонансе напряжений.

Энергетические процессы в цепи при резонансе гоков аналогичны процессам, происходящим при резонансе напряжений, которые были подробно рассмотрены в § 2.12.

При резонансе напряжений ток в цепи достигает наибольшего значения /рез - U/г , а напряжения на емкостном и индуктивном элементах

При резонансе напряжений малые количества энергии, поступающей от источника и компенсирующей потери энергии в активном сопротивлении, достаточны для поддержания незатухающих колебаний в системе относительно больших количеств энергии магнитного и электрического полей. Покажем, что при резонансе в любой момент времени суммарная энергия электрического и магнитного полей

Одинаковые по величине амплитуды колебания реактивных мощностей PL и рс при резонансе напряжений находятся в противофазе. Что же касается энергий электрического и магнитного полей, то в те моменты времени, когда энергия запасается в электрическом поле конденсатора, этот запас осуществляется за счет энергии магнитного поля катушки. В другие моменты времени имеет место обратный переход энергии из электрического поля в магнитное.

Величина реактивного сопротивления (индуктивного или емкостного) при резонансе напряжений является одной из характеристик колебательной системы. Ее называют волновым сопротивлением Za:

Вряд ли целесообразно выделять вопрос о резонансе напряжений в отдельную главу о резонансах. Экономней рассмотреть его тут же, как частный случай цепи с г, L и С, а также рассчитать и построить для этой цепи кривые зависимости действующих значений тока и всех напряжений, мощности и угла сдвига фаз от частоты при неизменном напряжении цепи. Иногда построение этих характеристик ведется для отношений указанных величин к их значениям при резона'нсе. Новые обозначения этих отношений скрывают уже знакомые величины, и студенты воспринимают их формально, поэтому в первый раз резонансные кривые должны быть построены в естественных координатах. Необходимо также рассмотреть энергетические соотношения при резонансе напряжений: обмен энергиями между индуктивностью и емкостью.

При резонансе напряжений ток в цепи достигает наибольшего значения / = U/r , а напряжения на емкостном и индуктивном элементах

При резонансе напряжений малые количества энергии, поступающей от источника и компенсирующей потери энергии в активном сопротивлении, достаточны для поддержания незатухающих колебаний в системе относительно больших количеств энергии магнитного и электрического полей. Покажем, что при резонансе в любой момент времени суммарная энергия электрического и магнитного полей