Символические изображения

Несимметричные режимы питающей сети могут быть вызваны несимметрией как источников, так и потребителей электроэнергии. В первом случае задача симметрирования решается энергосистемой. Несимметрию напряжений, обусловленную работой несимметричных электроприемников, можно ограничить до допустимых пределов как схемными решениями, так и с помощью специальных симметрирующих устройств (СУ).

с помощью шпилек, крепящихся к жестким рамам, заливка обмоток бетоном и эпоксидным компаундом, армированным стекловолокном. Собственные механические частоты элементов индуктора должны быть далеки от 100 Гц во избежание резонансных явлений. В трехфазных нагревателях, кроме электродинамических сил от пульсирующего поля, появляются осевые силы от бегущего поля. Индукторы часто снабжаются магнитопроводами, которые служат для уменьшения внешних магнитных полей, для повышения коэффициента мощности и КПД, а также часто используются в качестве конструктивного элемента при стяжке обмотки. Для внешних индукторов с длиной, большей диаметра, влияние магнито-провода на энергетические параметры, особенно па КПД, мало. Равномерность загрузки фаз питающей сети достигается созданием трехфазных нагревателей пли использованием симметрирующих устройств для однофазных нагрузок [9, 46] (см. также § 14-7). Существуют различные конструкции трехфазных нагревателей. Периодические нагреватели имеют число индукторов, кратное трем, причем циклы их работы согласованы друг с другом. Индукторы нагревателей непрерывного действия располагаются обычно с зазором между ними для размещения транспортных механизмов. Магнитная связь между такими индукторами мала.

14-22. Схемы симметрирующих устройств

Печь, работающая на частоте 50 Гц, представляет собой одно-. фазную нагрузку, которая при значительной мощности может вызвать недопустимую несимметрию токов и напряжений в питающей трехфазной сети. Это обстоятельство обусловливает необходимость применения специальных симметрирующих устройств, схемы; ко-торых приведены на 14-22. Наиболее распространенная схема Штейнметца ( 14-22, а) обеспечивает полное симметрирование при чисто активной постоянной однофазной нагрузке, т. е. при неизменных параметрах печи (zn) и компенсации ее индуктивности емкостью С„ до коэффициента мощности, равного единице. Принцип действия схемы иллюстрирует векторная диаграмма на 14-23. Если емкость Сс и индуктивность L симметрирую-щего устройства подобраны так, чтобы токи в них IAB и IBC отвечали условию

Если мощность источника питания достаточно велика по сравнению с мощностью однофазных приемников, то применение симметрирующих устройств оказывается экономически нецелесообразным; установка их рекомендуется в том случае, если мощность однофазных приемников превышает 2% от мощности короткого замыкания в данной точке сети.

Симметрирующие устройства изготовляются управляемыми и неуправляемыми, в зависимости от характера графика нагрузки. В настоящее время разработано большое число схем симметрирующих устройств с электрическими и с электромагнитными связями между элементами.

ной сети сводится к компенсации тока обратной последовательности, потребляемого однофазными нагрузками, и обусловленного им напряжения обратной последовательности. Симметрирующие устройства изготовляют управляемыми и неуправляемыми в зависимости от характера графика нагрузки. В настоящее время разработано большое число схем симметрирующих устройств как с элект-

большое число схем симметрирующих устройств как с электрическими, так и с электромагнитными связями между элементами.

Если мощность источника питания достаточно велика по сравнению с мощностью однофазных приемников, то применение симметрирующих устройств экономически нецелесообразно; установка их рекомендуется в случае, если мощность однофазных приемников превышает 2% от мощности короткого замыкания в данной точке сети.

Если значение коэффициентов обратной или нулевой последовательности напряжений превышает 2—4%, их ограничение производится с помощью симметрирующих устройств или схемных решений.

Симметрирующие устройства (СУ) выполняются индивидуальными, групповыми, комбинированными и могут обеспечивать симметрирование нагрузок централизованно. Они могут быть неуправляемыми или управляемыми в зависимости от особенностей графика нагрузки. Схемы симметрирующих устройств имеют и электромагнитные связи между элементами.

го — символические изображения U, I, Z или Y, а при переходных процессах — операторные изображения U(p), I(p), Z(p) или У(р). Затем в двух последних случаях осуществляется переход от изображений искомых величин к, их оригиналам — реальным мгновенным значениям напряжений u(t) и токов i(t).

Для изображения зависимых источников на схемах применяют различные символы: в виде обычных независимых источников, когда лишь запись тока или напряжения через управляющую величину указывает на зависимый характер источника, или в виде ромба со стрелкой или знаками «+» и «—» внутри, указывающими на источник тока или напряжения. Второе символическое изображение четко выделяет на схеме зависимый источник и поэтому более предпочтительно. На 9.6 приведены принятые символические изображения четырех типов зависимых источников.

Транзистор. На 9.11, а, б приведены символические изображения биполярного рпр транзистора для переменной составляющей сигнала при включении с общей базой и общим эмиттером. Важнейшим параметром транзистора является отношение переменных составляющих тока короткозамкнутого коллектора и тока эмиттера (t/K6 = 0) a =-(—/K//s).

при этом ':асто получаются громоздкими, так как производятся с уравнением, содержащим функции sin и cos одновременно (обе функции появляются при дифференцировании и интегрировании). Значительное упрощение расчетов получается при использовании символических изображений гармонических составляющих процесса. Символические изображения можно ввести, перенося векторные диаграммы на плоскость комплексных чисел, т. е. используя известгую из математики эквивалентность комплексных величин векторам на плоскости ( 2.14, а). При этом длина вектора, изображающая амплитуду сигнала, соответствует модулю комплексного 1:исла; мгновенные значения рассматриваемой величины, которые при использовании векторных диаграмм соответствовали

Найдем символические изображения для простых случаев чисто активного, -шсто емкостного и чисто индуктивного сопротивлений, для чего воспользуемся формулами, связывающими между собой падение потенциала на сопротивлении и ток, проходящий через него. Эти формулы представляют собой линейные зависимости, так что из них могут быть найдены комплексные изображения для разности потенциалов:

Если параметры элементов рассматриваемой электрической цепи известны, то величины Zn для всех ее ветвей могут быть определены указанным выше способом. Пусть, например, внешние гармонические э. д. с. заданы и требуется определить токи in в ветвях цепи, Тогда в.уравнения (2.38) следует подставить символические изображения Еп и решить систему уравнений относительно величин /„, а затем взять от них действительные или мнимые части, именгга те, которые использовались в первоначальном представлении.

Выше было уже указано, что аргумент символического изображения имеет смысл фазы рассматриваемого процесса. Поэтому, если нужно определить разность фаз двух токов, разность фаз между током и напряжением и т. д., то их символические изображения следует преобразовать к виду (2,34) и найти разность полученных при этом аргументов.

Символические изображения отличаются от действительных только для реактивных сопротивлений и в рассматриваемом примере таковы:

Рассмотрим теперь пример нахождения эквивалентного сопротивления ?э сложноГ! схемы, изображенной на 2.16, а, используя при этом символические изображения (см. стр. 61).

Рассмотренное выше преобразование схемы путем введения эквивалентного генератора можно осуществлять для любых процессов в лгнейных и параметрических цепях. Однако записанные соотношения используют символические изображения и верны только для гар ионического тока, т. е. для установившегося процесса.

Частные производные в (4.6), вычисленные в окрестности выбранной точки характеристик (определяемой постоянными токами и э. д. с. источников питания), представляют собой некоторые постоянные величины — параметры устройства. Таким образом, вся система в малой окрестности выбранной точки, получившей название рабочей, может рассматриваться как линейный четырехполюсник относительно дифференциалов токов и разностей потенциалор. Благодаря линейности характеристик на малых участках изменения величин дифференциалы в уравнении (4.6) можно заменить конечными приращениями. В случае же использования схемы при гармонических токах и разностях потенциалов с достаточно малыми амплитудами вместо конечных приращений можно записать действующие значения (а значит, и символические изображения) этих величин.

119.4. Методы расчета в линейных электрических цепях уста-, повившихся режимов постоянного и синусоидального тока, а также переходных процессов операторным методом могут дыть обоб-.щены. Все эти методы основаны на составлении и решении системы алгебраических уравнений по законам Ома и Кирхгофа, связывающих напряжения, токи и сопротивления или проводимости ветвей цепи; при постоянном токе —это реальные величины U, I, /? или G, при синусоидальном — символические изображения U, I, Z или Y, а при переходных процессах —операторные изображения U (р), I (р), Z (р) или Y (р).