Главная  Электрическая энергия в отраслях промышленности 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 [ 207 ] 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

leH, иногда громоздок и менее точен, однако при помощи аналитического расчета удается получить общие расчетные зависимости. Численные итерационные методы и метод последовательных интервалов при малой наглядности и некоторой громоздкости вычислений позволяют получить наиболее точный результат.

В практических задачах обычно применяют то или иное сочетание различных методов расчета. При рещений задач надо иметь в виду приближенный характер задания нелинейных зависимостей, которые могут существенно изменяться с течением времени, а особенно при замене деталей устройства. Поэтому простота и наглядность решения часто более желательны, чем точность математического описания нелинейного элемента и полнота исходных уравнений.

В гл. 23-26 рассматриваются различные технические задачи нелинейной электротехники и для расчета применяются перечрю-ленные выше методы.

Все перечисленные методы приобретают особое значение в связи с применением электронных вычислительных машин (ЭВМ) для решения электротехнических задач. Применение ЭВМ для решения конкретных задач при заданных параметрах и характеристиках электрических цепей дает возможность рассчитывать режим в линейных и нелинейных цепях практически любой сложности и с любой требуемой точностью. При этом методы решения лршейных и нелинейных задач различаются значительно меньше, чем при аналитических расчетах.

В связи с этим при рассмотрении явлений в нелинейных электрических цепях предпочтение отдается простоте и нагляднссти метода расчета и возможности суждения о явлении без его точного количественного анализа, который в случае необходимости всегда может быть произведен при помощи ЭВМ.

Глава двадцать третья

НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ С ИСТОЧНИКАМИ Э. Д. С. И ТОКА ОДИНАКОВОЙ ЧАСТОТЫ

23-1. Общая характеристика цепей с источниками Э. Д. С. одинаковой частоты

Простейшие электрические нелинейные цепи с источниками Постоянных э. д. с. и токов были рассмотрены в гл. 20, там же оыди приведены статические характеристики некоторых нелинейных резисторов. При постоянном токе нелинейные резисторы нашли Рименение преимущественно в цепях стабилизаторов тока и напряжения.

Применение источников синусоидальной э. д. с. (даже только Дной частоты) в цепях с нелинейными резисторами значительно Щиряет число практических задач, решаемых при помощи



нелинейных резисторов. Во-первых, появляется возможность пг менять в электрических цепях наряду с нелинейными активным; .сопротивлениями также нелинейные реактивные сопротивления-!, индуктивности и емкости - и, во-вторых, к задаче воздействие на значение напряжения или тока добавляется задача изменения формы кривой напряжения или тока.

В цепях с нелинейными активными сопротивлениями, имеющими несимметричные характеристики, можно осуществить выпрямление напряжения и тока. В цепях с нелинейными реактивными сопротивлениями, имеющими обычно симметричную характеристику можно получить утроение частоты. В цепях с нелинейными активными и реактивными элементами возможна стабилизация тока или напряжения.

Рассмотрим примеры решения каждой из этих трех задач и особенности возникающих явлений.

23-2. Форма кривой тока в цепи с вентилями

Нелинейное активное сопротивление с наиболее резко выраженной несимметрией характеристики (относительно начала координат), т. е. сопротивление с односторонней проводимостью, называется электрическим вентилем. Односторонней проводимостью обладают меднозакргсные, селеновые, германиевые, кремниевые и другие полупроводниковые вентили, ртутные вентили, газотроны, тиратроны и электронные лампы всех типов.


и

и

и

и

Статическая вольт-амперная характеристика для мгновенных значений и и i таких элементов показана на рис. 23-1, а. В зависимости от реальных параметров цепи ее можно приближенно представить в виде ломаных линий, изображенных на рис. 23-Ь б и б. Характеристики полупроводниковых и электронных (кенотронов) вентилей ближе к кривой, изображенной на рис. 23-1, о, а характеристики ртутных вентилей и газотронов имеют виД кривой на рис. 23-1, в. Ограничимся процессами при таких скоростях изменения тока, для которых можно считать, что динамическая вольт-амперная характеристика сопротивления совпадает со статической. Такие сопротивления будем называть б е ынерционными.



Элементы с характеристиками, показанными на рис. 23-1, бив, можно представить схемами замещения, состоящими из и д е а л ь- ото вентиля и последовательно с ним включенного активного сопротивления или источника э. д. с. Е. Под идеальным дентилем понимается такое сопротивление, величина которого при ддной полярностп напряжения равна нулю, а при друго й полярности равна бесконечности. Вольт-амперная характеристика рще-aibHoro вентиля представляется положительным участком оси i ц отрицательным участком оси и (рис. 23-1, г).


Рис. 23-2.

Расчет цепи графическим методом. Чтобы построить кривую тока в цепи с односторонней проводимостью и проверить допустимость идеализации характеристики вентиля, рассмотрим выпрямитель (рис. 23-2), состоящий из последовательно соединенных источника синусоидального напряжения = U,n sin cot, вентиля e характеристикой i (и), представленной на рис. 23-1, а, и линейного сопротивления нагрузки г.

Так как

Mi = H + H = H-t-tV=t/mSinoji, (23-1)

0. зная зависимость i (и) и параметр г, можно построить кривую ( О путем суммирования абсцисс кривой i (и) и прямой i = и^/г Фис. 23-2). На этом же рисунке внизу построена зависимость напря-бния 1 от времени t для трех различных амплитуд (кривые



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 [ 207 ] 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов