Лекция №28

Лекция №27

Гармонический состав токов в вентильных и сетевых обмотках преобразовательного трансформатора при различных видах схем

Рис. 133. Гармонические составляющие пульсирующего напряжения.

Разложив в ряд Фурье функцию пульсирующего выпрямленного напряжения (рис. 133), получим:

u_H = A₀ + A₁sin wt + A₂sin2wt + …+A_n sin nwt, (131)

где: F_q = q k_П f_c – частота пульсации “ q ”-ой составляющей,

q = 1…n – порядковый номер гармонической составляющей.

k_П – Кратность пульсаций выпрямленного напряжения U_Н:

k_П = m₂ – для однотактных схем

k_П = 2m₂ – для двухтактных схем

Ø Для однофазной однополупериодной схемы k_П =1.

Ø Для однофазной двухполупериодной схемы k_П =2.

Ø Для трёхфазной схемы с выводом нулевой точки трансформатора k_П =3.

Ø Для трёхфазной мостовой схемы k_П =6. Амплитуда каждой гармонической составляющей увеличивается с увеличением α.

Влияние гармонических составляющих на питающую сеть

Ø Перегрев генераторов, вырабатывающих электрическую энергию.

Ø Увеличение потерь мощности в передающих линиях (Z_L=ω L).

Ø Искажение формы напряжения питающей сети за счет потерь напряжения на индуктивном сопротивлении линии.

Ø Уменьшение коэффициента мощности (χ) за счет потребления несинусоидального тока (χ =υ · cosφ).

Лекция №28

Коэффициент мощности управляемых преобразователей

Коэффициент мощности (c) – это отношение активной мощности первичной обмотки трансформатора (Р_а1) к полной (S₁):

(132)

Если ток и напряжение синусоидальны:

(133)

Если ток и напряжение несинусоидальны:

, (134)

где q – номер гармонической составляющей.

Полная мощность определяется по формуле:

135)

Если сеть мощная (Рсети > > Рн), то U₁ синусоидально, поэтому:

(136)

Разделив числитель и знаменатель на U₁, получим:

c = n cosj₍₁₎ (137)

где - коэффициент несинусоидальности тока (показывает насколько ток отличается от синусоидального).

Тогда для однофазной двухполупериодной схемы (рис. 134) при Lн→ ∞:

Рис. 134. Однофазная двухполупериодная схема выпрямления.

Рис.135. Временные диаграммы токов и напряжений.

Так как i₂=0 когда i₂₁=i₂₂, то i₁₍₁₎ – первая гармоника первичного тока пройдёт через ноль в точке u=g/2 (рис 135).

Поэтому:

, а . (138)

Если, Lн→ ∞, то при увеличении a, U_нa® 0, при a®90⁰, а коэффициент мощности снижается до:

c = 0, 3-0, 5 (139)