Индуктивная нагрузка что это: Что такое индуктивная и емкостная нагрузка

20 30 ¥) 50 100 200 300 400 500рад/сек

Рис. 18. Ток и напряжение на «выходе тиристорного преобразователя

С раздельным управлением при активно-индуктивной нагрузке. 1 затем в течение времени Af напряжение равно нулю.

Кривая напряжения может быть разложена в ряд Фурье. Ампли­туды составляющих первой гармоники при синусном и косинусном членах разложения выразятся следующим образом:

Величины составляющих aiRL и birl даны в предположении, что амплитуда кривой напряжения равна единице. На основании (24) и (25) при заданной величине At могут быть рассчитаны амплитуда и фаза первой гармонической по следующим формулам:

Вычислив зависимость амплитуды и фазы первой гармониче­ской от частоты, получим характеристику звена, отображающего работу ЛПУ. Далее анализ может проводиться частотным методом, как это было показано для случая активной нагрузки.

Схема подключения элктроприводов серии ЭТУ: Изготавливаем электропривода тиристорные под заказ, есть в наличии электропривода: ЭТУ-2-2 3747Д ЭПУ-2-2 302М и другие Контакты для заказов: [email protected] или по тел. +38 050 4571330 …

Преобразователь на тиристорах с транзисторной системой фазового управления имеет большой коэффициент усиления по напряжению. Поэтому, согласно требованиям статической точности, в САР с тиристорным преобра­зователем достаточно иметь в контуре регулирования дополнитель­ный …

Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / [email protected] На обороте тит. л. авт.: Я. Ю. Солодухо, Р. Э. Беляв­ский, С. Н. Плеханов …

Активно-индуктивная нагрузка – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Активно-индуктивная нагрузка

Cтраница 3

При активно-индуктивной нагрузке несимметрия питающего напряжения также сказывается на работе выпрямителя с трехфазной мостовой несимметричной схемой. Однако с увеличением индуктивности средние значения токов вентилей, принадлежащих одной фазе, выравниваются и происходит уменьшение постоянной составляющей в токе фаз вторичной обмотки трансформатора.  [31]

При активно-индуктивной нагрузке с бесконечно большой индуктивностью ( т со), обеспечивающей абсолютно сглаженную форму тока нагрузки, режим работы схемы несколько меняется. Форма выпрямленного напряжения остается прежней, как в случае активной нагрузки во всем диапазоне изменения угла регулирования а. В результате этого ток нагрузки является непрерывным.  [32]

При активно-индуктивной нагрузке вследствие действия продольно размагничивающей реакции якоря характеристика 3 на графике располагается ниже характеристики 2; при активно-емкостной нагрузке характеристика / – выше характеристики 2 вследствие намагничивающей продольной реакции якоря.  [34]

При активно-индуктивной нагрузке использование этих данных приводит к некоторому запасу по нагрузке вентилей.  [35]

При активно-индуктивной нагрузке отстающий от напряжения реактивный ток создает размагничивающую реакцию якоря.  [37]

При активно-индуктивной нагрузке ( ф 0) МДС якоря носит размагничивающий характер и для поддержания заданного напряжения требуется увеличивать ток возбуждения.  [39]

При активно-индуктивной нагрузке и большой емкости С форма выходного напряжения близка к синусоидальной.  [40]

При симметричной активно-индуктивной нагрузке треугольник авс повернут относительно треугольника ABC по часовой стрелке.  [42]

При смешанной активно-индуктивной нагрузке мощность Qc должна покрывать также реактивную мощность Qa нагрузки. Она отличается от схемы замещения асинхронного двигателя наличием емкостного сопротивления Хс и сопротивления ZH в цепи нагрузки. Такие генераторы обычно выполняют с короткозамкнутой обмоткой ротора.  [44]

Уменьшение тока активно-индуктивной нагрузки ( при ф фн) при постоянном токе возбуждения сопровождается увеличением напряжения, которое происходит из-за ослабления размагничивающего действия МДС якоря Fa. При холостом ходе, когда сопротивление нагрузки Z, оо, ток якоря / 0 и МДС якоря исчезает, напряжение на выводах машины делается равным V Eftl, где Е / н / ( / /) по характеристике холостого хода.  [45]

Страницы:      1    2    3    4    5

Нагрузка индуктивная – Энциклопедия по машиностроению XXL

Для согласования характеристик выходных цепей и нагрузки релейного регулирующего блока при наличии в нагрузке индуктивной составляющей сопротивления.  [c.778]

Сверхпроводимость также позволяет решить проблему запаса электроэнергии впрок с выдачей ее при пиковых нагрузках. Индуктивный накопитель энергии представляет собой тороидальный криостат диаметром несколько метров, по виткам обмотки которого практически без потерь циркулирует ток.  [c.831]

Частотные искажения, возникающие в оконечных каскадах из-за применения нагрузки индуктивного характера, практически полностью устраняются введением отрицательной обратной связи и коррекции.  [c.129]

Для иллюстрации изложенного рассмотрим регулируемый по напряжению синхронный генератор. Переходные процессы генератора описываются уравнениями Парка — Горева при постоянной частоте вращения. Насыщение учитывается по продольной оси с помощью характеристики холостого хода. Система регулирования напряжения включает возбудитель и быстродействующий транзисторный регулятор. Возбудитель описывается апериодическим звеном с нелинейным коэффициентом усиления, учитывающим магнитное насыщение возбудителя. Уравнения регулятора включают переменные коэффициенты, определяемые с помощью нелинейных статических характеристик. Нагрузка генератора является активно-индуктивной и описывается уравнениями в осях d, q.  [c.98]

При наличии библиотек моделей для каждого функционального элемента ЭЭС можно моделировать систему в целом. Для этого следует предварительно построить структурную схему математической модели ЭЭС с учетом структуры и режимов системы, а также конструктивных выполнений ее элементов. В качестве примера на рис. 7.11 представлена структурная схема модели одноканальной самолетной ЭЭС и несимметричной активно-индуктивной нагрузки. Составленная в соответствии с этой схемой совокупность уравнений моделей элементов и уравнений связи н представляет модель ЭЭС в целом.  [c.227]

Как отмечалось в 4.1, в консервативной нелинейной системе установление стационарной амплитуды характеризуется уменьшением до нуля величины вкладываемой энергии и реализуется за счет изменения средних значений нелинейных реактивных параметров (емкости или индуктивности). В диссипативной же системе достижение энергетического баланса и соответственно установление стационарной амплитуды происходит при отличных от нуля вложениях энергии и может осуществляться не только за счет эффективной расстройки системы, связанной с изменением среднего значения одного из реактивных параметров системы, но при наличии в возбуждаемой системе нелинейного затухания и путем изменения величины потерь. Если в возбуждаемой системе значения L и С не зависят от величин тока и напряжения, а эффективные потери растут с увеличением амплитуд колебаний быстрее, чем квадрат последней, что соответствует возрастанию величины R или нагрузки с увеличением тока (это весьма легко реализовать, например, за счет термических эффектов), то можно ввести в рассмотрение медленно меняющееся затухание и представить дело так, как будто с ростом амплитуды возбужденных колебаний увеличивается наклон прямой, проходящей через вершины областей неустойчивости, и области неустойчивости поднимаются вверх (см. рис. 4.3, б). Это будет происходить до тех пор, пока изображающая точка, ранее находившаяся внутри одной из областей неустойчивости, не окажется на ее границе, что будет свидетельствовать о наступлении энергетического баланса.  [c.161]

В динамографах с электрическими датчиками регистрируют изменение одного из параметров электрического контура—индуктивного сопротивления, омического сопротивления или емкости. Например, в индуктивном датчике (рис. 14.14, а) изменение нагрузки приводит к перемене величины воздушного зазора б, который меняет коэффициент самоиндукции в датчике с угольным сопротивлением (рис. 14.14,6) при изменении нагрузки Р меняется сопротивление Р угольного столбика, состоящего из ряда пластин если на испытуемую деталь наклеить проволочное сопротивление (рис. 14.14, в), то относительное изменение деформации е проволоки изменит величину омического сопротивления датчика если действующее усилие будет изменять воздушный зазор б между  [c.438]

Устройство з для непрерывного автоматического контроля за состоянием поверхности образцов при испытаниях на контактную усталостную прочность, для контроля и регулирования температуры образцов и всей испытательной машины, для автоматического выключения испытательной машины с предварительным снятием нагрузки при появлении на испытываемых поверхностях разрушений заданной интенсивности, а также для автоматического контроля работы самого устройства основано на измерении, а также регистрации уровня вибраций испытательной машины с помощью индуктивного вибродатчика.  [c.275]

Для достижения оптимального режима работы излучателя индуктивность контура L = L подбирают из условия достижения резонанса электрического контура, т. е. чтобы электрические индуктивная и емкостная нагрузки взаимно компенсировались на частоте генератора со = о = 1 L . Колебательные свойства такого контура характеризуются электрической добротностью Qa = l/((Ooi (i ), которую регулируют, меняя Ra-  [c.66]

Так, одни контакты способны работать при токах в несколько микроампер и напряжениях в несколько микровольт, в то время как другие выдерживают постоянные и переменные токи в десятки килоампер и напряжения в сотни киловольт, при этом нагрузка может быть активной или индуктивной. Контакты могут двигаться или оставаться неподвижными, выдерживать нагрузку от нескольких граммов до сотен килограммов, сохранять работоспособность в высококоррозионных средах и в широком диапазоне температур. Для удовлетворения столь разнообразных требований требуется большое количество материалов с широким спектром свойств.  [c.417]

Существуют реле общего и специального назначения. В реле общего назначения контакты несут активную и индуктивную нагрузку, причем индуктивная составляет около 60% активной. Ток включения обычно в 6—10 раз превосходит номинальный индуктивный ток выключения, что связано с большим скачком тока в момент запуска двигателя.  [c.428]

Проблема длины кабельных линий возникает только для передач переменного напряжения из-за наличия зарядного тока, не существующего в линиях электропередачи постоянного тока. Зарядный ток в линии электропередачи протекает даже без нагрузки, поскольку линия обладает реактивным сопротивлением, о чем уже было сказано выше. Если индуктивное сопротивление подземной кабельной линни лишь немного больше, чем у воздушной линии, то емкостное сопротивление на  [c.235]

Большинство исследований в области пере возок было связано либо с техническим обес печением (типы и конструкции транспорт ных средств), либо с программным обеспечением (сети и системы путей) и экономической оценкой конкретных проектов. В результате таких исследований появились проекты сверхскоростных поездов на магнитной подушке с линейными индуктивными двигателями, монорельсовые пассажирские вагоны и другие технические новшества. Сетевые и системные исследования дали новую информацию в области оптимизации расписаний Движения, снятия нагрузки в часы пик, теории составления маршрутов по другим вопросам, имеющим важное значение для развития обществен-  [c.271]

Снабженная пьезокварцевым датчиком 1 для измерения нагрузки, индуктивным датчиком 2 для измерения перемещения поршня, машина работает по принципу обратной связи. Сигналы от датчиков подаются через усилители 5 и на запоминающий осциллограф 5 и усилитель 6 для регулировки работы трехступенчатого сервовентиля 7, управляющего через вспомогательные регуляторы 15 и 16 подачей масла из помпы 8 в цилиндр пульсатора 13. Помпа приводится в действие электродвигателем 9 через пульты управления 10 и 11 и двигатель 12. Отсос избыточного масла, просачивающегося через сальники поршня, производится дополнительной помпой 14. Программа нагружения задается задатчиком 17.  [c.290]

Ограничитель типа ОГК-2 предназначен для башенных кранов типов БК-406А, БК-404, МБТК-80 и др. Ограничитель защищает от перегрузки башенные краны с переменной грузоподъемностью. Он состоит из датчика нагрузки индуктивного типа, программного блока, релейно-индикаторного блока и стабилизатора напряжения.  [c.103]

Индуктивный датчик (ИД). Датчик предназначен для поддержания равенства эффективной мощности дизеля и мощности нагрузки. Индуктивные датчики (рис. 7.36) типов ИД-10, ИД-31 устанавливают на тепловозах типа 2ТЭ10Л и ИД-20, ИД-32 — на тепловозах типа 2ТЭ116. Индуктивный датчик преобразует механическое перемещение якоря в электрический сигнал. В корпусе / размещена катушка 2, внутри которой может перемещаться якорь 5. Якорь соединен со штоком серводвигателя объединенного регулятора дизеля. Катушка питается переменным напряжением распределительного трансформатора. Наибольший ток будет при минимальной  [c.163]

В других случаях применяется работа выпрямителя с фильтром, т. е. на емкост-но-активную или индуктивно-активную нагрузку. Однофазная схема и схема Латура всегда работают при емкостной реакции нагрузки. Индуктивно-активная нагрузка применяется при ионных вентилях и мощных полупроводниковых диодах, а также по соображениям использования трансформатора в многофазных (/и,, > 3) выпрямителях большой и средней мощностей. Поэтому только при проектировании выпрямителей небольшой мощности с кенотронами и полупроводниковыми диодами (в схемах двухфазной и Греца, а изредка также и в трехфазной и Ларионова) возможен выбор схем фильтров как с емкостной, так и с индуктивной реакцией.  [c.380]

Коммутационная способность замыкающих и размыкающи контактов при напряжении 55 в составляет 100 а для активно нагрузки, 6,5 а —для нагрузки индуктивной 2 гн и 3,5 а — дл  [c. 104]

В копирующих манипуляторах для воспроизведения угла поворота вала нагрузки по заданному углу поворота вала оператора применяют также сельсинную следящую систему (рис. 11.18, в) — самосинхронизирующуюся электрическую машину для плавной передачи на расстояние угла поворота вала. Сельсин-датчик и сельсин-приемник питаются от одной сети через статор и ротор, обмотки которых связаны только индуктивно. При повороте ротора сельсин-датчика на угол ф,,,, нарушается равновесие в цепи и возникают уравновешивающие токи, поворачивающие ротор сельсин-[фиемника на угол ф л ф(, при незначительной механической нагрузке разность фон—фн невелика (I—2 ) если нагрузка велика.  [c.335]

Чтобы исключить из рассмотрения все напряжения, за исключением управления ив, следует также привлечь уравнения активно-индуктивной нагрузки в осях d, q. Решпя совместно уравнения АСГ и нагрузки и исключая из рассмотрения напряжения Uj, U , после несложных преобразований можно получить следующие уравнения системы АСГ-Н в натуральном масштабе времени  [c. 218]

Для демонстрации широких возможиостей ППП Динамика ЭЭС представляются примеры моделирования ЭЭС, структурно-функциональная схема которой дана на рис. 7.11. На рис. 7.13, а приведены кривые переходных процессов по напряжению СГ для случая PH с широтно-импульсной модуляцией и импульсной активно-индуктивной нагрузкой. Параметры нагрузки характеризуются коэффициентом мощности 0,9 диапазоном относительного изменения 0,4—1,0 длительностью импульса 20 м-с длительностью паузы 5 м/с. Последовательность моделируемых режимов такова включение возбуждения СГ, наброс статической нагрузки мощностью 0,4 от номинальной мощности, включение импульсной нагрузки.  [c.230]

Мощные выпрямители обычно имеют трехфазчую схему. Если требуется плавно вручную или автоматически регулировать выпрямленное напряжение, то в качестве вентилей используют тиристоры (рис. 1, г). Регулируя фазу импульсного напряжения, подаваемого от генератора импульсов ГИ на управляющие электроды тиристоров, изменяют длительность импульсов тока, проходящих через них, и тем самым величину выпрямленного тока. Сглаживающим фильтром в мощных выпрямителях обычно служит индуктивность дросселя или самой нагрузки. При холостом ходе U = 0,95> 2 Ui os а, где а — угол управления, значение которого отсчитывается от момента вступления в работу очередного тиристора в неуправляемом выпрямителе (Уобр = = 1 6 С/  [c.167]

В унифицированной СЗ по рис. 5.2, пригодной для ЭД разного типа, ротор представляется эквивалентными активными 21, К22 и индуктивными Х21, Х22 элементами, образующими две параллельные цепи. Для синхронного режима СД сопротивления одной из ветвей определяются наличием возбуждения, а другой — лишь его явнополюсно-стью. При отсутствии возбуждения (АД, СРД) для неявнополюсного СД, а также для гистерезисных ЭД в СЗ присутствует лишь одна ветвь ротора с сопротивлениями Кг тл Х – Последнее в зависимости от степе-Ди возбуждения и нагрузки СД может быть положительным или. отрицательным (выступая как емкостное). Намагничиваюший контур представлен в СЗ действительным индуктивным сопротивлением цепи намагничивания Хд (н) (хотя ток в нем при наличии возбуждения и не равен фактическому току XX), а введение в него в соответствии с понятием комплексной магнитной проницаемости активного сопротивления Го (т>) позволяет достаточно точно учесть также и потери в стали статора, что при обычном анализе синхронных ЭД вызывает определенные затруднения.  [c.114]

Сварочные трансформаторы — это понижающие трансформаторы (вторичное напряжение U. = 60 ч- 80 В), падающая характеристика которых создается за счет повышенного магнитного рассеяния или включения в сварочную цепь индуктивного сопротивления (дросселя). Электрическая схема сварочного трансформатора с повышенным магнитным рассеянием представлена на рис. 2.10, а. Катушки первичной / и вторичной 2 обмоток расположены попарно на обоих стержнях сердечника трансформатора 3. Первичная обмотка неподвижна и закреплена в нижней части сердечника, вторичная перемещается по нему с помощью винтового механизма. При прохождении тока по обмоткам возникают магнитные потоки основной Фт, создаваемый намагничивающей силой обмоток 1 и 2, и потоки рассеяния этих же обмоток Фр1 и Фр , дающие суммарный ноток Фр, который наводит в трансформаторе реактивную ЭДС, определяющую его индуктивное сопротивление XПри рабочей нагрузке трансформатора его ЭДС уравновешивается падением напряжения дуги U, и реактивной ЭДС Ер, а при коротком замыкании — t/д /кяХ следовательно, такой ИП имеет падающую характеристику. Сварочный ток регулируется изменением расстояния между обмотками / и 2 (при его увеличении поток Ф растет, а сварочный ток уменьшается).  [c.53]

Область микродеформации характеризуют обычные кривые на-пряжейие — деформация , для построения которых используются механические устройства испытательных машин для записи зависимости нагрузка — деформация . Этот интервал изучают с помощью датчиков перемещений (сопротивления, индуктивных или емкостных), а также с помощью прецизионных электромеханических устройств.  [c.39]

При циклических нагрузках измерение сил проводят при помощи силоизмерительной месдозы, состоящей из стального корпуса, деформация которого воспринимается встроенным индуктивным датчиком и фиксируется на ленте самописца. Это дает возможность контролировать ход испытания в дальнейшем. Месдозу помещают под подпятником плунжера рабочего цилиндра, что снижает влияние движущихся масс при пульсации. Оба цилиндра машины расположены внизу. К верхней траверсе рамы присоединена плита для установки на ней зажданух приспрсоблений, onopw ВЗ сжатие, траверсы для изги-  [c.204]

Машины, имеющие нагрузки до 0,5 МН (50 тс), выпускают двухколонными, от 50 тс и выше — четырехколонными. Их снабжают криотермокамерой с температурой от —(196 до -f215° , а также комплектом оборудования для индуктивного или радиационного печного нагрева до 3200°С.  [c.208]

Резонансная частота /р соответствует условию исчезновения реактивного сопротивления, т. е. в данном случае Z = 0. Здесь пьезоэлектрическая нагрузка становится как бы индуктивностью, компенсирующей емкость пьезопластины как конденсатора. Из выражения (1.65) с учетом того, что 1—/р//а мало и что tg (0,5я/р//а) 2/[п (1 — /р//а)1, находим  [c.65]

Сопротивление электрической нагрузки преобразователя — также комплексная величина, составляюи ими которой являются сопротивления емкости, индуктивности и резистора, включенные параллельно или последовательно с пьезопреобразователем и обусловливающие наилучшее его согласование с усилителем.  [c.135]

Индуктивная нагрузка имеет со8ф=0,4. Для того чтобы сделать os

емкостное сопротивление следует добавить к первоначальному сопротивлению XL Почему энергокомпании заинтересованы для уменьшения эксплуатационных расходов делать одинаковым os

[c.242]

Сопротивление линии электропередачи длиной 400 км для постоянного тока составляет 8 Ом/км и для переменного тока — 9 Ом/км. Активное сопротивление нагрузки 9000 Ом, индуктивное 1000 Ом. При каком напряжении потери в линии электропередачи составят 1 % мощности нэгрузки  [c.242]

Были предложения использовать для аккумулирования электроэнергии сверхпроводящие катушки индуктивности. Они должны представлять собой крупные устаповки на прочных фундаментах с жестким креплением, чтобы противостоять механическим нагрузкам, возникающим под действием циркулирующего тока. В конструкциях должны использоваться сверхпроводники II рода, рассмотренные в гл. 7, поскольку они имеют более высокие значения критических напряженностей магнитного, поля. В таких катушках возникают небольшие потери однако это несущественно, поскольку аккумулирования энергии на время, большее 10—12 ч, от таких устройств и не требуется.  [c.254]

В отличие от возбуждения и приема ультразвука с помощью пьезодатчико,в при ЭМА способе возбуждения и Приама преобразование электромагнитной энергии в звуковую и обратно происходит на поверхности контролируемого изделия. Потери мощности сигнала при таком преобразовании по мере ее передачи от генератора к нагрузке обусловлены рядом причин. Установлено, что при возбуждении ультразвука ЭМА методом с помощью контура ударного возбуждения, если индуктивным элементом или частью его служит высокочастотная катушка датчика, его комплексное сопротивление есть функция зазора [1], что необходимо учитывать, рассматривая вопрос о согласовании. Вследствие этого характеристики датчика зависят от условий включения их в устройствах и являются параметрами системы генератор — внешняя цепь. КрО)ме того, имеются источники потерь в самом датчике, а также джоулевы потери в соединительных электрических элементах. Следовательно, для получения требуемых характеристик ЭМА датчиков в устройствах необходимо определенным образом выбирать параметры датчиков в целом на стадии изготовления ЭМА датчиков и сборки ультразвуковых систем. С другой стороны, если параметры ЭМА датчиков уже заданы, характеристики ультразвуковых устройств можно варьировать только с помощью изменения условий включения их в радиотракт.  [c.119]

Индуктивный датчик 1 (рис. 105 и 110), расположеннйй на динамометрическом участке а—в верхнего торсиона, питается от генератора звуковой частоты 2 (рис. 110). Сигнал датчика подается на фазочувствительное выпрямляющее устройство 3, где с помощью электрических фильтров производится разделение постоянной э. д. с., пропорциональной амплитуде динамической нагрузки, и постоянной э. д. с., пропорциональной (величине ста-ч  [c.169]

На рис. 117 представлена блок-схема устройства ЭСУ-12. Звуковой генератор 2 питает током несущей частоты индуктивный датчик 1 и через выпрямитель 3 — датчик эталонных сигналов 4. Сигнал от датчика поступает на катодный повторитель 5 и через выпрямитель 6 — на прибор 7, который после соответствующего тарирования показывает величину стабилизируемой нагрузки или деформации. Катодный повторитель 5 служит для усиления сигнала датчика по мощности, выходное” напряжение катодного повторителя через, выпрямители 8 16 сподводится соответственно к схеме сравнения с эталонным напряжением. 9 (и далее через диодный ограничитель к мостовому усилителю постоянного напряжения 10) -, к включенным параллельно ограничителю максимума нагрузки 17 и через диодный ограничитель 18 — к ограничителю минимума нагрузки 19.  [c.177]

Электродвигатели 29 и 31 привода статического нагружения и привода корпуса возбудителя колебаний управляются блоком 36. Этот блок позволяет устанавливать необходимый зазор между якорем 21 и полюсами, электромагнита возбудителя и заданную статическую нагрузку па испытуемый образец. В процессе ис 1ытаний заданная статическая нагрузка поддерживается автоматическим регулятором 43, а необходимый зазор — регулятором 37 по сигналам индуктивного датчика 20 и контактного датчика 34.  [c.129]

Почему эта схема не может работать для индуктивной нагрузки?

Посмотрите эту статью AC PWM Dimmer for Arduino , в которой говорится:

начинаются проблемы, потому что он питает затвор от полевого МОП-транзистора напряжением, которое замыкается тем же полевым полевым МОП-транзистором. Другими словами, если MOSFET полностью открыт, напряжение постоянного тока, поступающее от выпрямителя, полностью замыкается. Поэтому на затвор больше не будет напряжения, и MOSFET снова заблокируется. Этот эффект может быть не столь очевидным из-за низкого рабочего цикла (= лампа низкой интенсивности) из-за присутствия С1, который будет некоторое время сохранять заряд и получит новый заряд благодаря низкому рабочему циклу, но при 25 -80% рабочего цикла, напряжение на С1 больше не может поддерживаться, и лампа может начать мерцать. Хуже всего то, что в моменты, когда напряжение на затворе падает, на некоторое время МОП-транзистор все еще будет проводящим, но не будет полностью насыщенным: он будет медленно падать от своего номинального 0. 04 Ом сопротивление бесконечному сопротивлению, и чем медленнее это происходит, тем выше мощность, которая должна рассеиваться в MOSFET. Это значит много тепла. МОП-транзисторы – хорошие выключатели, но плохие резисторы. Их нужно быстро включать и выключать. В настоящее время схема в большой степени полагается на D1, чтобы поддерживать напряжение на затворе T1 в приемлемых пределах, в то время как напряжение колеблется между 0 Вольт и полным пиком. В пике выпрямленное напряжение составляет 230×1,4 = 330 В. Среднее выпрямленное напряжение составляет 230×0,9 =. 207V

Если на время забыть о сглаживающем эффекте конденсатора и предположить, что оптопара полностью разомкнута, среднее напряжение на конденсаторе составит 22/88 * 207 = 52 Вольт, а в пике 22/88 * 330 = 83 Вольт. Это не из-за D1 и того факта, что MOSFET закоротит напряжение.

Если оптрон не находится в состоянии насыщения, а его полное сопротивление, следовательно, бесконечно, конденсатор C1 будет заряжаться до полного выпрямленного напряжения, если не для D1. В среднем 3 мА будет протекать через R3, R4 и R5 (207-10) / 66k, что равняется потребляемой мощности 0,6 Вт в резисторах R3, R4, R5

Что такое активно индуктивная нагрузка. Нагрузки потребителей электростанции, перегрузки, мощность

Активной нагрузкой в цепи переменного тока называется такой участок, на котором вся электрическая энергия необратимо преобразуется в тепловую. В роли активной нагрузки может быть обычный резистор (лампа накаливания, электронагревательный элемент и т.д.)

Пусть напряжение на концах участка цепи, являющегося активной нагрузкой, меняется по гармоническому закону

.

Чтобы вся электрическая энергия необратимо преобразовывалась в тепловую энергию, необходимо, чтобы мгновенная мощность в любой момент времени была положительной, а это возможно только при . Следовательно, для активной нагрузки напряжение и сила тока колеблются в одной фазе.

Нетрудно видеть, что мгновенные значения силы тока и напряжения пропорциональны друг другу. Это утверждение – не что иное, как закон Ома для участка цепи:

Таким образом, на активной нагрузке закон Ома выполняется как для мгновенных, так и для амплитудных значений.

При расчетах цепей переменного тока, а также при электрических измерениях неудобно пользоваться амплитудными или мгновенными значениями токов и напряжений, а их средние значения за период равны нулю.

Наиболее удобным оказалось введение так называемых действующих значений тока и напряжения. В основу этих понятий положено тепловое действие тока.

Действующее значение переменного тока – это значение постоянного тока, при протекании которого по цепи в проводнике выделяется за период столько же теплоты, сколько и при протекании переменного тока.

Тепло, выделяемое в резисторе при протекании по нему постоянного тока, может быть найдено из закона Джоуля –Ленца:

Тепло , выделяемое переменным током в том же сопротивлении R за малое время , может быть выражено через мгновенное значение тока :

Тепло, выделяемое за период, находим суммированием малых :

Приравняв (*) и (**), найдем действующее значение переменного тока:

Выражения для действующих значений ЭДС и напряжения выглядят аналогично:

В соответствии с ГОСТом действующие значения тока, напряжения и ЭДС обозначаются соответствующими прописными буквами без индексов.

Электроизмерительные приборы переменного тока градуируют в действующих значениях измеряемых величин.

Конденсатор в цепи переменного тока представляет так называемую емкостную нагрузку. Наличие диэлектрика между обкладками конденсатора приводит к тому, что постоянный ток не может течь по участку цепи, содержащему конденсатор. В цепи переменного тока ситуация меняется: под действием переменной ЭДС конденсатор может заряжаться и разряжаться, в этом случае по участку цепи, содержащему конденсатор, протекает ток зарядки или разрядки.

Наша задача – выяснить, как меняется ток зарядки и разрядки конденсатора, если его подключить к источнику синусоидальной ЭДС .

Очевидно, что напряжение на конденсаторе совпадает с напряжением на клеммах генератора . Тогда заряд на конденсаторе

Поскольку ток зарядки конденсатора – не что иное, как производная от заряда на конденсаторе по времени, получаем:

Воспользуемся формулами приведения:

Видим, что ток в цепи, содержащей конденсатор, меняется по гармоническому закону с частотой переменной ЭДС. Однако, фазы напряжения на конденсаторе и тока отличаются. Ток опережает напряжение на конденсаторе на .

Сравнивая графики зависимостей тока и напряжения от времени, нетрудно увидеть, что пропорциональность между мгновенными значениями тока и напряжения отсутствует. Иными словами, закон Ома для мгновенных значений тока и напряжения не выполняется!

Вернемся к зависимости тока от времени

Величина, стоящая перед знаком косинуса, – амплитудное значение тока

Максимальное значение тока в цепи с конденсатором прямо пропорционально максимальному значению напряжения. Это означает, что для амплитудных значений тока и напряжения выполняется закон Ома.

Коэффициент пропорциональности – проводимость участка цепи, содержащего конденсатор. Тогда величина играет роль сопротивления, его называют емкостным сопротивлением.

Емкостное сопротивление зависит не только от емкости конденсатора, но и от частоты тока . С увеличением частоты тока сопротивление конденсатора падает, а амплитуда тока при этом, наоборот, увеличивается. Таким образом, конденсатор хорошо «пропускает» ток высокой частоты и плохо – низкой. Сопротивление конденсатора становится бесконечно большим, если частота тока , то есть постоянный ток не может течь через участок, содержащий конденсатор (как это уже было сказано ранее).

Активные нагрузки . Самые простые нагрузки, у них вся потребляемая энергия преобразуется в тепло. Примеры лампы накаливания, обогреватели, электроплиты, утюги и т. п. Здесь все просто если их суммарная потребляемая мощность составляет 2 кВт, для их питания в точности достаточно 2 кВт.

Реактивные нагрузки . Все остальные. Они, в свою очередь, подразделяются на индуктивные и емкостные. Простейший пример первых катушка, вторых конденсатор. У реактивных потребителей энергия превращается не только в тепло часть ее расходуется на другие цели, например, на образование электромагнитных полей.

Мерой реактивности выступает так называемый cosф. Например, если он равен 0,8 то 20% энергии преобразуется не в тепло. На приборах обычно указывают их “тепловую” потребляемую мощность и cosф. Чтобы подсчитать “реальное” потребление, нужно мощность разделить на cosф. Пример: если на дрели написано “500 Вт” и “cosф= 0,6”, это означает, что на самом деле инструмент будет “тянуть” из генератора 500 0,6=833 Вт.

Имейте в виду: каждая бензиновая или дизельная электростанция имеет собственный cosф, который обязательно нужно учитывать. Например, если он равен 0,8, то для работы вышеназванной дрели от данного агрегата потребуется 833 Вт: 0,8 = 1041 В*А Кстати, именно по этой причине грамотное обозначение выдаваемой электростанцией мощности В*А (вольт амперы), а не Вт (ватты).

Высокие пусковые токи . Любой электродвигатель в момент включения потребляет энергии в несколько раз больше, чем в штатном режиме. Чтобы не вдаваться в технические подробности, приведем аналогию: представьте себе тяжелую тележку стоящую на горизонтальной поверхности. Чтобы сдвинуть её с места, требуется гораздо больше усилий, чем для поддержания в дальнейшем ее скорости.

Стартовая перегрузка по времени не превышает долей секунды, поэтому главное, чтобы мини электростанция смогла её выдержать (специалисты говорят “проглотить”), не отключаясь и тем более не выходя из строя. Совет здесь один: при покупке обязательно интересуйтесь, какие стартовые перегрузки “по зубам” выбранному вами агрегату.

Кстати, с точки зрения пусковых токов, один из самых “страшных” приборов – погружнои насос, у которого в момент старта потребление может подскочить в 7 – 9 раз (ситуация 2). Это и понятно в отличие, скажем, от дрели у помпы отсутствует холостой ход, ей сразу приходится начинать качать воду.

Сварочные аппараты . Вообще-то, для их энергоснабжения рекомендуется использовать специальные генераторные установки. Дело в том, что работа сварочного аппарата с точки зрения мини электростанции выглядит как банальное короткое замыкание… Однако реалии жизни таковы что большинству из нас не по карману два бензиновых или дизельных генератора, приходится применять тот, что есть под рукой. В таком случае рекомендуется (по крайней мере) “варить” не напрямую, а через сварочный трансформатор.

Рассмотрим на примере однополупериодной схемы выпрямления:

На рисунке изображены графические зависимости для токов, напряжений и мгновенной мощности с целью пояснения процессов, протекающих в схеме выпрямления.

На интервале положительный потенциал фазы U 1 проводит диод VD1, при этом в дросселе L н накапливается реактивная энергия

.

На интервале VD1 остается открытым из-за положительного тока дросселя и энергия дросселя отдается в источник U 1 (такой режим называется инверторным). Происходит затягивание тока вентиля. Задержка на выключение VD1 уменьшает уровень выпрямляемого напряжения, увеличивая его пульсации.

Для исключения влияния индуктивности нагрузки на форму выпрямленного напряжения параллельно к нагрузке включается обратный диод VD 2 , который обеспечивает сброс реактивной энергии дросселя в нагрузку и тем самым исключает отрицательный выброс выпрямленного напряжения.

В двухполупериодной однофазной схеме роль обратного диода играет один из диодов выпрямителя, который включается первым.

При положительной полуволне напряжения U 1 ток протекает по контуру:

“+” U 1 VD1L н R н VD4”-“ U 1 .

Предположим, что при прохождении напряжения U 1 через ноль в момент смены полярности, первым включился диод VD2. Тогда сброс реактивной энергии будет осуществляться через VD4 и включенный VD2. В выпрямленном напряжении не будет присутствовать отрицательного выброс напряжения.

Активно-емкостная нагрузка

Рассмотрим влияние активно-емкостной нагрузки на примере работы однофазного мостового выпрямителя.

На рисунке представлены графические зависимости токов и напряжений, поясняющие переходные процессы в схеме в момент подключения выпрямителя к источнику U 1 .

На интервале  зар U 1 >U С и при этом происходит заряд емкости C сглаживающего фильтра через внутреннее сопротивление выпрямительного звена. При этом появляется большой импульсный ток, значения которого в 20…40 раз выше установившегося значения средневыпрямленного тока вентиля. Особенно это выражено в источниках питания с бестрансформаторным входом. Для ограничения этого тока вводят резисторы, терморезисторы или резисторы шунтированные управляемыми ключами, выполненные на симисторах, тиристорах или динисторах. Ключи позволяют с учетом времени установления переходного процесса производить ограничение тока только в момент пуска источника питания, следовательно, повышаются КПД и надежность выпрямителя.

На интервале  раз, когда напряжение на емкости уравнивается с напряжением источника, конденсатор разряжается на нагрузку. С увеличением тока нагрузки увеличивается уровень пульсации выпрямленного напряжения из- за уменьшения постоянной цепи разряда  раз =R Н С. При этом ухудшаются сглаживающие действия фильтра.

При расчете выпрямителя с емкостной нагрузкой используют метод Терентьева – метод номограмм. Он основан на расчете вспомогательных коэффициентов зависящих от угла протекания тока через вентиль. Вводят коэффициент А=f(), где  – угол протекания тока через вентиль. Для различных схем выпрямителей приводятся номограммы, которые получены экспериментальным путем для различных мощностей и схем выпрямителей. Расчет параметров U обр, I аср, I ад, U 2 , I 2 выполняют через вспомогательные коэффициенты: В, С, D=f(A). Для получения связи среднего тока через вентиль с параметром А проведем интегрирование на интервале . При выводе соотношения примем емкость конденсатора, близкую к бесконечности (С), а пороговое напряжение диода равным нулю. Для получения среднего значения тока через вентиль переместим оси координат в середину импульса тока и воспользуемся уравнением для среднего значения тока: (1)

,

(2).

Нижеприведенные диаграммы поясняют вывод соотношений для U d .

На интервале 2 ток вентиля совпадает с током нагрузки. Приравняем (1) и (2) и поделим внутреннюю скобку в выражении (1) на cos, получим:

.

Схема удвоения напряжения

Классическая (симметричная) схема удвоения состоит из двух однотактных выпрямителей, каждый из которых использует свою полуволну напряжения.

Напряжение на нагрузке складывается из напряжений на конденсаторах С1 и С2. Если пульсации малы, то постоянная составляющая на каждом конденсаторе U 01 ≈ U 2 m , а напряжение на нагрузке U 0 ≈ 2U 2 m . Кроме того, при сложении компенсируется первая и все нечетные гармоники пульсаций. Поэтому схема ведет себя как двухтактная, хотя и состоит из двух однотактных схем. Недостатком симметричной схемы удвоения, с точки зрения безопасности, является отсутствие общей точки нагрузки и трансформатора.

Используется также и несимметричная схема удвоения, её отличием от предыдущей является то, что нагрузка имеет общую точку с трансформатором. Поэтому их можно соединить с корпусом, при этом основная частота пульсаций равна частоте сети.

В этой несимметричной схеме конденсатор С1 выполняет функцию промежуточного накопителя, не участвует в сглаживании пульсаций, поэтому её массогабаритные показатели хуже, чем у симметричного удвоителя. Однако есть и достоинства. Схему можно изобразить так:

Получилась регулярная структура, которую можно наращивать и получить умножитель напряжения.

Нагрузку можно подключить к любой группе конденсаторов и получить чётное или нечётное умножение. На схеме показано чётное умножение – напряжение на нагрузке U 0 ≈ 6U m 2 . Обычно такие умножители собирают в виде единого блока и заливают компаундом. Число конденсаторов в схеме равно коэффициенту умножения.

Расчетные соотношения для рассмотренных схем можно найти в справочнике. Недостатком схем умножения является их высокое внутреннее сопротивление и низкий коэффициент полезного действия вследствие большого числа перезарядов.

Более высоким КПД обладают бестрансформаторные высоковольтные выпрямители с одновременным зарядом n штук накопительных конденсаторов С 1 .

Управляемые зарядный и разрядные ключи К з и К р работают синхронно и в противофазе. конденсаторы С 1 параллельно заряжаются от сети и последовательно разряжаются на нагрузку через разрядные ключи К р. При этом, напряжение на нагрузке в n раз больше амплитуды напряжения сети.

Разница между индуктивными и емкостными банками нагрузки

Знакомы ли вы с различными типами решений для банков реактивной нагрузки? Банк реактивной нагрузки моделирует системы, на которые воздействуют электродвигатели или другие электромагнитные устройства в электросети. Если на объекте находится значительное количество устройств с приводом от двигателя, трансформаторов и конденсаторов, для батарей нагрузки, используемых во время нагрузочных испытаний, потребуется компенсация реактивной мощности.

Блок реактивной нагрузки может моделировать индуктивную или емкостную нагрузку в зависимости от типа нагрузки, ожидаемой в энергосистеме.Вот разбивка этих двух нагрузок:

• Реактивная / индуктивная нагрузка – индуктивная нагрузка преобразует ток в магнитное поле. Индуктивное реактивное сопротивление сопротивляется изменению тока, в результате чего ток в цепи отстает от напряжения. Примеры устройств, создающих реактивную / индуктивную нагрузку, включают двигатели, трансформаторы и дроссели.
  При использовании в сочетании с резистивными группами нагрузок, решения для реактивных / индуктивных нагрузок могут имитировать реальные смешанные коммерческие нагрузки, состоящие из освещения, отопления, двигателей, трансформаторов и дросселей.Другими словами, вы можете оценить работу всей энергосистемы, включая генераторы, регуляторы напряжения, проводники, распределительное устройство и другое оборудование.
• Реактивная / емкостная нагрузка – емкостная нагрузка заряжает и высвобождает энергию. Емкостное реактивное сопротивление сопротивляется изменению напряжения, заставляя ток в цепи опережать напряжение. Емкостная нагрузка аналогична батарее индуктивной нагрузки по номиналу и назначению. Однако малонагруженные импульсные источники питания (применяемые для уменьшения гармонических токов) и длинные кабельные трассы вызывают энергопотребление системы, ведущий коэффициент мощности, позволяющий подавать реактивную мощность от этих нагрузок в систему. В результате повышается коэффициент мощности.
  
  Батареи реактивной / емкостной нагрузки используются в различных отраслях и сферах применения. Некоторые примеры включают телекоммуникации, информационные технологии, производство и добычу полезных ископаемых.

Загрузите последнюю электронную книгу ComRent…

Для более подробного обсуждения тестирования банка нагрузки загрузите последнюю электронную книгу ComRent – «Резистивная vs реактивная – причины выбора решений для тестирования банка реактивной нагрузки». В этом ресурсе обсуждается важность использования тестирования банка нагрузки для всей системы аварийного производства электроэнергии.В нем будет представлен обзор тестирования банка нагрузки, объяснены различные типы банков нагрузки и описаны наиболее выгодные решения банка нагрузки для большинства приложений.

Команда экспертов ComRent готова помочь обеспечить успешный ввод вашей системы в эксплуатацию. Мы предлагаем бесплатную консультацию по рассмотрению вашего проекта и предложению правильного решения для банка нагрузки в соответствии с вашими требованиями. Свяжитесь с нами сегодня.

Банки резистивной, индуктивной и емкостной нагрузки

Типы элементов банка нагрузки

Элементы резистивной нагрузки

В наиболее распространенных банках нагрузки используются резистивные нагрузочные элементы. Сопротивление возникает, когда ток проходит через проводники в элементе батареи нагрузки, выделяя тепло и помещая соответствующую электрическую нагрузку на источник питания. Резистивные элементы нагрузки могут создавать точные величины нагрузки при коэффициенте мощности равном 1.

Резистивные нагрузочные элементы выделяют большое количество тепла, которое необходимо быстро отводить, чтобы предотвратить перегрев. Следовательно, блоки нагрузки используют принудительный воздух для охлаждения резистивных элементов, который обеспечивается специальной силовой цепью и одним или несколькими вентиляторами.

Загрузка первичного двигателя, обычно дизельного двигателя, может выявить проблемы в его топливной, выхлопной, охлаждающей и других системах. Поскольку резистивные элементы работают с единичным коэффициентом мощности, они не проверяют реактивную мощность, вырабатываемую источником питания.Поскольку большинство систем распределения электроэнергии работают с запаздывающим коэффициентом мощности около 0,8, резистивный блок может прикладывать нагрузку до 100% номинальной мощности, указанной на паспортной табличке генератора, в кВт. Однако резистивные элементы нагрузки не будут проверять генератор на индуктивную или реактивную нагрузку в цепи.

Индуктивные нагрузочные элементы

Известные также как элементы реактивной нагрузки, индуктивные элементы используют проволочные катушки для создания индуктивных полей. Мощность, используемая для создания и поддержания этих полей, нагружает тестируемый источник питания.По сравнению с резистивными нагрузками, ток индуктивной нагрузки достигает пика после напряжения. Следовательно, индуктивные катушки производят отстающие коэффициенты мощности.

Поскольку они производят отстающие коэффициенты мощности, индуктивные элементы нагрузки используются всякий раз, когда необходимо уменьшить коэффициент мощности испытательной нагрузки. Например, коэффициент мощности в системе электроснабжения больницы может быть около 0,8. Однако во время испытаний генератора вместо активной нагрузки здания можно использовать блоки нагрузки, чтобы избежать нарушения подачи электроэнергии на объект.Поскольку резистивные блоки нагрузки обеспечивают коэффициент мощности 1, они не могут тестировать источник питания при его номинальной мощности в кВА. Добавление блока индуктивной нагрузки может отрегулировать коэффициент мощности до значения, необходимого для тестирования полной мощности.

Емкостные нагрузочные элементы

В емкостных нагрузочных элементах используются конденсаторы, накапливающие электрический заряд. Они сопротивляются изменениям напряжения, в результате чего ток достигает пика перед напряжением во время каждого электрического цикла. В результате элементы емкостной нагрузки обеспечивают ведущий коэффициент мощности и могут использоваться для повышения коэффициентов мощности цепей.

Комбинированные конструкции силовых элементов

Комбинированные блоки нагрузки обычно обеспечивают как резистивные, так и индуктивные элементы нагрузки в одном корпусе. Для генераторов это позволяет проводить испытания при 100% номинальной мощности кВА. Активными и индуктивными элементами нагрузки можно независимо управлять для создания чисто резистивных или индуктивных нагрузок или для регулировки коэффициента мощности по мере необходимости.

Примечательно, что блоки нагрузки с более чем одним типом элементов могут удовлетворить самый широкий спектр приложений. Комбинированные блоки нагрузки используются для тестирования турбин, распределительных устройств, роторных ИБП, генераторов и систем ИБП. Эти банки нагрузки могут быть особенно подходящими для использования компаниями по аренде, которые могут потребоваться для размещения различных типов нагрузки при перемещении оборудования с места на место.

Сводка

Батареи нагрузки доступны с резистивными, индуктивными и емкостными элементами нагрузки. Резистивные блоки проверяют источники питания без изменения коэффициента мощности. Индуктивные и емкостные элементы нагрузки могут использоваться для моделирования неединичных нагрузок и для регулировки коэффициента мощности цепей.Банки нагрузки с комбинированными элементами банка нагрузки предлагают самый широкий набор функций, которые могут быть особенно подходящими для приложений, в которых банки нагрузки перемещаются с сайта на сайт. Дополнительные сведения о типах элементов нагрузки и их применении см. В официальном документе ASCO Power Technologies под названием Элементы банка резистивной, индуктивной и емкостной нагрузки – функции, конструкция, применение .

Типы электрических нагрузок | Активная, индуктивная и емкостная нагрузка

Если мы посмотрим на природу электрических нагрузок, мы можем разделить их на 3 типа.В этом руководстве вы подробно разберетесь с резистивной, индуктивной и емкостной нагрузкой. Также я выделю одно из очень распространенных заблуждений о конкретном типе нагрузки. Итак, начнем.

Рекомендуем прочитать перед переходом на

Активная, реактивная и полная мощность

Что такое электрическая нагрузка?

Во-первых, давайте разберемся, что такое электрическая нагрузка? Проще говоря, все, что потребляет электроэнергию, называется электрической нагрузкой .Это включает в себя лампочки, компьютеры, холодильник и т. Д., Все они потребляют электроэнергию, и, следовательно, мы можем назвать их электрической нагрузкой. Теперь, если мы посмотрим на природу такой нагрузки, мы можем классифицировать их по трем различным типам. И это так.

1. Активная нагрузка
2. Индуктивная нагрузка и
3. Емкостная нагрузка

Активная нагрузка

Давайте сначала разберемся с резистивной нагрузкой. Нагрузка, потребляющая только активную мощность, называется резистивной нагрузкой. И если вы посмотрите на формы сигналов напряжения и тока такой нагрузки, вы обнаружите, что напряжение и ток идеально совпадают по фазе друг с другом.

Теперь, когда я говорю, что они идеально совпадают по фазе, это означает, что обе формы волны достигают своего пикового значения одновременно. Они также одновременно достигают нулевого значения. Один пример показан выше.

Поскольку такой тип нагрузки потребляет только активную мощность, мощность передается только от источника к нагрузке. От нагрузки к источнику не будет передаваться мощность.Да, в некоторых случаях мощность также течет от нагрузки к источнику, что я объяснил в моем видео об активной реактивной и полной мощности.

Поскольку такие нагрузки потребляют только активную мощность, коэффициент мощности таких нагрузок равен единице! И это очень хороший знак. Если вы хотите узнать коэффициент мощности подробно, вы можете просмотреть мой полный список воспроизведения по коэффициенту мощности.

Пример резистивной нагрузки

Пример резистивной нагрузки:

• Освещение
• Нагреватели
  Или любые другие нагрузки, состоящие только из нагревательных элементов.Это примеры резистивной нагрузки.

Свойства резистивной нагрузки

Посмотрим, каковы свойства резистивной нагрузки

• Эта нагрузка потребляет только активную мощность.
• Форма кривой напряжения и тока таких нагрузок идеально совпадает по фазе друг с другом.
• Коэффициент мощности такой нагрузки равен единице
• Мощность всегда течет от источника к нагрузке

Индуктивная нагрузка

Теперь давайте разберемся с индуктивными нагрузками.

Нагрузка, потребляющая только реактивную мощность, называется индуктивной нагрузкой . И если вы посмотрите на формы сигналов напряжения и тока такой нагрузки, вы обнаружите, что напряжение и ток не совпадают по фазе друг с другом на 90 градусов.

Теперь, когда я говорю, что они не в фазе, это означает, что обе формы волны достигают своего пикового значения в разное время. Они также достигают нулевого значения в разное время. Если вы посмотрите на осциллограмму, вы обнаружите, что напряжение имеет преимущество перед током.Мы также можем сказать, что ток отстает от напряжения.

Поскольку такой тип нагрузки потребляет только реактивную мощность, мощность может течь от источника к нагрузке или даже от нагрузки к источнику. Далее, коэффициент мощности таких нагрузок – это не Unity! Коэффициент мощности таких нагрузок носит отстающий характер. И это не очень хороший знак.

Пример индуктивной нагрузки

Давайте посмотрим на несколько примеров индуктивной нагрузки.

Электродвигатель
Вентиляторы
Стиральная машина или что-нибудь, что имеет двигатель внутри.

Кроме того, реакторы, используемые в энергосистеме, являются примером индуктивной нагрузки.

Свойства индуктивных нагрузок

Посмотрим, каковы свойства индуктивной нагрузки

• Эта нагрузка потребляет только реактивную мощность.
• Форма кривой напряжения и тока таких нагрузок не совпадает по фазе друг с другом на 90 градусов.
• Коэффициент мощности такой нагрузки отстает.
• Энергия перетекает от источника к нагрузке и от нагрузки к источнику.

Этот тип нагрузки не является простой нагрузкой, как резистивная нагрузка.Они создают множество проблем в системе. Но, конечно, они не менее важны. Поскольку в таких нагрузках ток отстает от напряжения на 90 градусов, переключение такой нагрузки затруднено. Как известно, автоматический выключатель размыкается при текущем нулевом состоянии. Если вы посмотрите на кривые тока и напряжения такой нагрузки, вы обнаружите, что, когда ток равен нулю, напряжение является максимальным.

Следовательно, когда автоматический выключатель размыкается при нулевом токе, напряжение на контакте выключателя является максимальным. В то время как в случае резистивной нагрузки и ток, и напряжение одновременно становятся равными нулю. Поэтому переключение индуктивных нагрузок такого типа крайне важно.

Нагрузка такого типа также сильно влияет на коэффициент мощности системы. Следовательно, счета за электроэнергию растут.

Емкостная нагрузка

Емкостная нагрузка аналогична индуктивной нагрузке. В емкостных нагрузках ток и напряжение не совпадают по фазе друг с другом. Единственное отличие состоит в том, что в емкостной нагрузке ток опережает напряжение на 90 град.А в индуктивной нагрузке ток отстает от напряжения на 90 град.

Заблуждение о емкостной нагрузке

А теперь поговорим о заблуждении, о котором я говорил в начале этого видео.

Как правило, емкостные нагрузки не существуют в автономном формате. Конденсаторные батареи устанавливаются для повышения коэффициента мощности нагрузки или системы. Их работа – обеспечивать реактивную мощность. Поэтому конденсаторные батареи нельзя назвать емкостной нагрузкой.Потому что нагрузка – это то, что поглощает энергию. Я видел во многих местах в Интернете, что люди называют батарею конденсаторов емкостной нагрузкой. Ну, я думаю, конденсаторная батарея обеспечивает реактивную мощность и, следовательно, ее нельзя классифицировать как емкостную нагрузку. /

Например, у меня есть генератор переменного тока 230 В и подключенная к нему конденсаторная батарея. Реактивное сопротивление конденсаторной батареи 23 Ом. Следовательно, ток, потребляемый системой, будет составлять 10 А.

Теперь, если вы подключите измеритель VAR, который используется для расчета реактивной мощности, между генератором и конденсаторной батареей, он даст отрицательное значение.Отрицательная 2300 VAR или 2,3 KVAR. Таким образом, это отрицательное значение указывает на то, что мощность фактически течет от конденсаторной батареи к генератору. / Следовательно, конденсаторную батарею нельзя назвать емкостной нагрузкой. По сути, не существует того, что можно было бы классифицировать как емкостную нагрузку.

Итак, это все о типах электрических нагрузок. Эту тему запросил один из моих подписчиков. Надеюсь, сегодня вы узнали что-то новое.

Что такое индуктивная нагрузка? (с иллюстрациями)

Индуктивная нагрузка – это часть электрической цепи, которая использует магнитную энергию для выполнения работы.Большинство электроприборов, двигателей и других устройств можно классифицировать как индуктивные , или редукционные, , и это обычно связано с тем, как они поглощают и обрабатывают энергию. Индуктивные цепи имеют тенденцию быть большими и обычно зависят от катушки или другой системы маршрутизации для хранения и направления энергии, и, как следствие, большинство из них встречается в промышленных и тяжелых устройствах. Общие примеры включают трансформаторы, электродвигатели и электромеханические реле. Эти виды инструментов в основном накапливают энергию до тех пор, пока она не понадобится, а когда она есть, они преобразуют ее с помощью серии магнитных полей; вместе этот процесс известен как «индукция». «Такие виды нагрузок часто необходимо использовать и защищать, чтобы энергия текла только в одном направлении, поскольку сила мощности может вызвать повреждение цепи или подключенных выключателей в противном случае.

Основы электрических нагрузок

Электроэнергия измеряется в отдельных единицах в зависимости от выходной мощности, но в большинстве случаев общее количество энергии, проходящей через систему схем, называется «нагрузкой» в точке, где прибор поглощает или фактически использует мощность. Нагрузки могут быть большими или маленькими и иметь разную силу в разных приложениях.

В большинстве случаев существует два типа нагрузки, а индуктивные модели обычно характеризуются использованием электромагнитных полей.Электромагнетизм в этих настройках фактически заставит энергию перемещаться от источника, такого как розетка или адаптер напряжения, в самое сердце схемы, где ее можно использовать для питания любого устройства.

Как работают индукторы

Когда на выводы индуктора подается разность напряжений, индуктор преобразует электричество в электромагнитное поле. Когда разность напряжений снимается с выводов, индуктор будет пытаться поддерживать величину электрического тока, протекающего через него. Он разрядится, когда электромагнитное поле исчезнет, ​​или если между двумя выводами индуктора возникнет электрический путь.

Электродвигатель – типичный пример.В этих случаях нагрузка используется для преобразования электричества в физическую работу. Обычно для начала вращения ротора требуется больше мощности, чем для поддержания в движении уже вращающегося ротора, и когда напряжение подается на выводы электродвигателя, двигатель генерирует изменение магнитного потока. Это изменение вызывает электродвижущую силу, которая противодействует силе прямого вращения, которая запускает вращение двигателя; это явление называется обратной электродвижущей силой (ЭДС). Через несколько секунд электродвигатель преодолеет часть импеданса, вызванного обратной ЭДС, и будет работать, как задумано.

КПД

Обратная ЭДС приводит к потере части мощности от источника питания.По этой причине индуктивная нагрузка, такая как электродвигатель переменного тока (AC), будет использовать только около 70% электроэнергии для выполнения реальной работы. Это означает, что для таких нагрузок потребуется источник питания, который может обеспечить достаточную электрическую мощность для запуска двигателя. Этот источник питания также должен обеспечивать двигатель, достаточный для выполнения физической работы по мере необходимости.

Значение диодов

Индуктивный процесс обычно подвержен так называемым «обратным потокам», что означает, что энергия не контролируется и может вызвать перегрузки цепи, если ее не ограничить.Кроме того, некоторые индуктивные нагрузки, такие как электромагнит в электромеханическом реле, могут подавать скачок напряжения обратно в цепь при отключении питания от нагрузки, что может привести к повреждению цепи. По этой причине большинство устройств и машин, выполненных в этом стиле, также имеют защитные «диоды», которые в основном действуют как автоматические выключатели и требуют, чтобы энергия могла идти на , но запрещают ей также течь обратно из .

Когда питание отключено, диод рассеивает скачок напряжения, обеспечивая односторонний электрический путь через катушку индуктивности.Он будет рассеивать электрическую мощность до тех пор, пока не исчезнет электромагнитное поле или пока импульсный ток не станет недостаточным для активации диода.

Как предотвратить повреждение источника питания индуктивной нагрузкой

Резистивные нагрузки легко справляются с источником питания постоянного тока. Когда вы выключаете питание, ток быстро падает до нуля и никаких повреждений не происходит.

Индуктивные нагрузки – другое дело. Если вы используете источник постоянного тока для питания двигателей постоянного тока, соленоидов, вентиляторов, реле и других индуктивных нагрузок, вам нужна какая-то защита цепи. Без этой защиты ваш источник питания может быть поврежден скачками высокого напряжения от этих устройств.

На рисунке 1 показана индуктивная нагрузка, подключенная к источнику постоянного тока. Когда источник питания включен, через катушку протекает ток, и вокруг индуктора создается магнитное поле.Это магнитное поле является источником потенциальной энергии.

Когда источник питания выключен и больше не подает ток, магнитное поле схлопывается, и это коллапсирующее поле индуцирует ток, который будет течь в противоположном направлении. Это как если бы вы подключили батарею (показана синим цветом на рисунке 1) противоположной полярности ко входу источника питания. Это напряжение называется обратным напряжением или обратной ЭДС.

Обратное напряжение может быть намного выше, чем напряжение источника питания, первоначально подаваемое на индуктивную нагрузку.Даже если вы запитываете индуктивную нагрузку только 12 В или 24 В, обратное напряжение может составлять от нескольких сотен до нескольких тысяч вольт. Это напряжение равно L, индуктивности нагрузки, умноженной на di / dt, которая представляет собой скорость изменения тока во времени. Чем быстрее изменяется ток, тем выше напряжение.

Один из способов защитить ваш источник питания от высоких обратных напряжений при возбуждении индуктивных нагрузок или нагрузок с накопленной энергией, которая может быть возвращена обратно к источнику питания, – это использование защитной диодной сети на выходе источника питания.Это также показано на рисунке 1.

Чтобы предотвратить повреждение источника питания из-за индуктивной отдачи напряжения, подключите встречно-параллельный диод (рассчитанный на большее, чем выходное напряжение и ток источника питания) на выходе. Подключите катод к положительному выходу, а анод – к возврату. В тех случаях, когда могут возникнуть положительные переходные процессы нагрузки, такие как обратная ЭДС от двигателя, или присутствует накопленная энергия, такая как батарея, рекомендуется второй блокирующий диод, включенный последовательно с выходом, для защиты источника питания.

Убедитесь, что выбранные компоненты имеют соответствующие характеристики индуктивности и рассеиваемой энергии. Пиковое значение обратного напряжения должно как минимум в два раза превышать максимальное выходное напряжение источника питания. Номинальный постоянный прямой ток должен как минимум в 1,5 раза превышать максимальный выходной ток источника питания. В некоторых случаях может потребоваться радиатор для рассеивания мощности, вызванной протеканием тока.

Для получения дополнительной информации о решениях AMETEK Programmable Power свяжитесь с одним из наших торговых представителей, посетив powerandtest.com / sales. Вы также можете написать нам по адресу [email protected] или позвонить по телефону 800-733-5427 или 858-450-0085.

Индуктивная нагрузка – обзор

3.2.4 Формы сигналов переключения при выключении

обычно используются для управления индуктивными нагрузками, такими как обмотка двигателей, используемых в широком спектре бытовых и промышленных приложений. Цепь питания состоит из IGBT и индуктивной нагрузки, соединенных последовательно с источником питания постоянного тока, с обратным или обратным диодом через нагрузку для передачи тока, когда IGBT выключен.Во время переходного процесса при выключении напряжение на структуре IGBT сначала увеличивается до напряжения смещения коллектора, прежде чем ток коллектора перейдет на диод.

Коллекторный ток изначально остается на значении во включенном состоянии из-за индуктивной нагрузки, когда напряжение затвора снижается до нуля, чтобы начать переходный процесс выключения. Коллекторный ток в это время поддерживается биполярным током в транзисторе PNP, поскольку ток в канале отсекается. Во время первой фазы процесса выключения напряжение коллектора увеличивается, пока не достигнет напряжения питания коллектора.Напряжение поддерживается в структуре IGBT за счет образования области пространственного заряда на переходе P -основание / N -основание ( J ₂ ) с большой концентрацией дырок в пространственном заряде. слой.

Анализ кривых выключения для симметричной структуры IGBT может быть выполнен в предположении, что рекомбинацией в области N можно пренебречь [1]. В отсутствие рекомбинации в дрейфовой области распределение свободных носителей (дырок) в слаболегированной части базовой области N во время работы в открытом состоянии становится линейным, как показано в нижней части рис.3.9:

Рисунок 3.9. Распределения накопленного заряда и электрического поля для условий выключения индуктивной нагрузки в симметричной структуре IGBT.

(3,28) p (y) = p0 (1 − yWN)

Профиль отверстия не изменяется во время первой фазы процесса выключения. Следовательно, концентрация дырок на краю области пространственного заряда ( p _e ) увеличивается в процессе выключения, поскольку ширина пространственного заряда увеличивается:

(3,29) pe (t) = p0 [WSC (t) WN]

Заряд, удаленный при расширении слоя пространственного заряда, равен заряду, удаленному из-за протекания тока коллектора:

(3.30) JC, ON = qpe (t) dWSC (t) dt = qp0 [WSC (t) WN] dWSC (t) dt

Интегрирование этого уравнения с граничным условием нулевой ширины для слоя пространственного заряда в нулевой момент времени :

(3,31) WSC (t) = 2WNJC, ONtqp0 ​​

Напряжение коллектора, поддерживаемое симметричной структурой IGBT, может быть получено из ширины слоя пространственного заряда:

(3,32) VC (t) = q (ND + pSC) WSC2 (t) 2εS

, где концентрация дырок в слое пространственного заряда ( p _SC ) равна

(3.33) pSC = JC, ONqvsat, p

в предположении, что носители движутся с насыщенной дрейфовой скоростью ( v _{sat , p} ) в слое пространственного заряда. Используя уравнение (3.31):

(3.34) VC (t) = WN (ND + pSC) JC, ONεSp0t

Это уравнение предсказывает линейное увеличение напряжения коллектора со временем во время первой фазы процесса выключения для симметричная структура IGBT.

Напряжение коллектора достигает напряжения питания коллектора ( В _CS ) в конце первой фазы процесса выключения.Время ( t _{V , OFF} ) для продолжительности первой фазы составляет:

(3,35) tV, OFF = εSp0VCSWN (ND + pSC) JC, ON

Ширина пространства -слой заряда в конце первой фазы:

(3,36) WSC (tV, OFF) = 2εSVCSq (ND + pSC)

Эта ширина меньше ширины ( W _N ) область основания N , потому что напряжение питания коллектора меньше, чем напряжение блокировки, и поскольку ширина уменьшается из-за наличия дырок в области пространственного заряда.Следовательно, большая концентрация дырок остается в модулированной проводимости части базовой области N в конце первой фазы.

Спад тока коллектора по истечении времени нарастания напряжения определяется рекомбинацией избыточных дырок и электронов, которые захвачены в основной области N вблизи коллектора P ⁺ / N – базовый переход [1]. Уравнение неразрывности для дырок в области основания N в отсутствие диффузии имеет вид:

(3.37) dδpNdt = −δpNτHL

, где δp _N – избыточная концентрация дырок в основной области N . Решение этого уравнения:

(3,38) δpN (t) ≈pN (t) = p0e − t / τHL

Ток коллектора, который поддерживает рекомбинацию носителей в области накопленного заряда, может быть проанализирован путем изучения Распределение носителей по обе стороны от стыка коллектор P ⁺ / N ( J ₁ ).Высокая концентрация электронов в области основания N вызывает инжекцию электронов в область коллектора P ⁺ . Эти инжектированные электроны диффундируют от перехода, вызывая экспоненциальный спад концентрации [1].

Коллекторный ток, создаваемый диффузией инжектированных электронов на коллекторной стороне перехода P ⁺ , определяется выражением:

(3.39) JC (t) = qDnEp02LnENAEe − 2t / τHL = JC, ONe− 2t / τHL

Можно сделать вывод, что ток коллектора экспоненциально уменьшается со временем с постоянной времени, равной половине времени жизни высокого уровня в области дрейфа.Время отключения тока коллектора ( t _{I , OFF} ), определяемое как время, необходимое для того, чтобы ток снизился до одной десятой значения включенного состояния, определяется как:

( 3.40) tI, OFF = τHL2ln (10) = 1.15τHL

Формы сигналов выключения для случая симметричной IGBT-структуры на 3000 В с базовой областью N с шириной 450 мкм и концентрацией легирования 2,5 × 10 ¹³ см ⁻³ можно получить, используя приведенную выше аналитическую модель.Концентрация дырок в слое объемного заряда составляет 6,25 × 10 ¹³ см ⁻³ для плотности тока коллектора в открытом состоянии 100 А / см ² . Здесь рассматриваются три случая высокоуровневого времени жизни. Концентрации дырок ( p ₀ ) на переходе коллектор P ⁺ / основание N в открытом состоянии составляют 1,26 × 10 ¹⁷ см ⁻³ , 1,67 × 10 ¹⁷ см ⁻³ и 1,95 × 10 ¹⁷ см ⁻³ для значений времени жизни высокого уровня 2, 5 и 10 мкс, соответственно.Переходные процессы напряжения и тока коллектора, полученные с использованием этих значений, показаны на рис. 3.10. Напряжение коллектора линейно увеличивается со временем с увеличением времени нарастания напряжения коллектора ( t _{В , OFF} ) 0,66, 0,88 и 1,03 мкс для значений времени жизни высокого уровня 2, 5 и 10 мкс, соответственно. Затем ток коллектора экспоненциально спадает с временем отключения коллектора ( t _{I , OFF} ) 2,30, 5.75 и 11,5 мкс для значений времени жизни высокого уровня 2, 5 и 10 мкс соответственно. Формы сигналов при выключении и потери мощности можно контролировать, изменяя срок службы в дрейфовой области. Обычно это достигается с помощью облучения электронами высокой энергии (3 МэВ).

Рисунок 3.10. Формы сигналов индуктивной нагрузки для тока и напряжения коллектора во время переходного процесса выключения для симметричной структуры IGBT.

Коэффициент мощности – индуктивная нагрузка

Коэффициент мощности системы электроснабжения переменного тока определяется как отношение активной (истинной или реальной) мощности от до полной мощности , где

• Активная (действительная или истинная) мощность измеряется в ваттах ( Вт, ) и представляет собой мощность, потребляемую электрическим сопротивлением системы, выполняющей полезную работу
• Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА) и представляет собой напряжение в системе переменного тока. умножается на весь текущий в нем ток.Это векторная сумма активной и реактивной мощности
• Реактивная мощность измеряется в вольт-амперах реактивной ( VAR ). Реактивная мощность – это энергия, накапливаемая и разряжаемая асинхронными двигателями, трансформаторами и соленоидами.

Реактивная мощность требуется для намагничивания электродвигателя, но не выполняет никакой работы. Реактивная мощность, необходимая для индуктивных нагрузок, увеличивает количество полной мощности – и требуемую подачу в сеть от поставщика энергии к распределительной системе.

Увеличение реактивной и полной мощности приведет к уменьшению коэффициента мощности – PF .

Коэффициент мощности

Обычно коэффициент мощности – PF – определяют как косинус фазового угла между напряжением и током – или « cosφ »:

PF = cos φ

где

PF = коэффициент мощности

φ = фазовый угол между напряжением и током

Коэффициент мощности, определенный IEEE и IEC, представляет собой соотношение между приложенной активной (истинной) мощностью – и полная мощность , и в общем случае может быть выражена как:

PF = P / S (1)

, где

PF = коэффициент мощности

P = активная (истинная или действительная) мощность (Вт)

S = полная мощность (ВА, вольт-амперы)

Низкий коэффициент мощности – это результат lt индуктивных нагрузок, таких как трансформаторы и электродвигатели.В отличие от резистивных нагрузок, создающих тепло за счет потребления киловатт, индуктивные нагрузки требуют протекания тока для создания магнитных полей для выполнения желаемой работы.

Коэффициент мощности является важным измерением в электрических системах переменного тока, поскольку

• общий коэффициент мощности меньше 1 указывает на то, что поставщик электроэнергии должен обеспечить большую генерирующую мощность, чем фактически требуется
• Искажение формы сигнала тока, которое способствует снижению коэффициента мощности, составляет вызванные искажением формы сигнала напряжения и перегревом в нейтральных кабелях трехфазных систем

Международные стандарты, такие как IEC 61000-3-2, были установлены для управления искажением формы сигнала тока путем введения ограничений на амплитуду гармоник тока.

Пример – коэффициент мощности

Промышленное предприятие потребляет 200 A при 400 В , а трансформатор питания и резервный ИБП рассчитаны на 400 В x 200 A = 80 кВА .

Если коэффициент мощности – PF – нагрузки составляет 0,7 – только

80 кВА × 0,7

= 56 кВт

реальной мощности. Если коэффициент мощности близок к 1 (чисто резистивная цепь), система питания с трансформаторами, кабелями, распределительным устройством и ИБП может быть значительно меньше.

• Любой коэффициент мощности меньше 1 означает, что проводка схемы должна пропускать больший ток, чем это было бы необходимо при нулевом реактивном сопротивлении в цепи для передачи того же количества (истинной) мощности на резистивную нагрузку.

Зависимость поперечного сечения проводника от коэффициента мощности

Требуемая площадь поперечного сечения проводника с более низким коэффициентом мощности:

Низкий коэффициент мощности дорог и неэффективен, и некоторые коммунальные предприятия могут взимать дополнительную плату, если коэффициент мощности меньше 0,95 . Низкий коэффициент мощности снизит распределительную способность электрической системы из-за увеличения тока и падения напряжения.

«Опережающий» или «запаздывающий» коэффициенты мощности

Коэффициент мощности обычно указывается как «опережающий» или «запаздывающий», чтобы показать знак фазового угла.

• При чисто резистивной нагрузке полярность тока и напряжения изменяется ступенчато, а коэффициент мощности будет 1 . Электрическая энергия течет по сети в одном направлении в каждом цикле.
• Индуктивные нагрузки – трансформаторы, двигатели и обмотки – потребляют реактивную мощность, форма кривой тока которой отстает от напряжения.
• Емкостные нагрузки – конденсаторные батареи или проложенные кабели – генерируют реактивную мощность с фазой тока, опережающей напряжение.

Индуктивные и емкостные нагрузки накапливают энергию в магнитных или электрических полях в устройствах во время частей циклов переменного тока. В течение остальных циклов энергия возвращается обратно в источник питания.

В системах с преимущественно индуктивными нагрузками – как правило, на промышленных предприятиях с большим количеством электродвигателей – запаздывающее напряжение компенсируется конденсаторными батареями.

Коэффициент мощности трехфазного двигателя

Полная мощность, необходимая индуктивному устройству, например, двигателю или аналогичному, состоит из

• Активная (истинная или действительная) мощность (измеряется в киловаттах, кВт)
• Реактивная мощность – нерабочая мощность, вызванная током намагничивания, необходимая для работы устройства (измеряется в киловарах, кВАр)

Коэффициент мощности трехфазного электродвигателя может быть выражен как:

PF = P / [(3) ^1/2 UI] (2)

, где

PF = коэффициент мощности

P = приложенная мощность (Вт, Вт)

U = напряжение (В)

I = ток (А, амперы)

– или альтернативно:

P = (3) ^1/2 UI PF

= (3) ^1/2 U I cos φ (2b)

U, l и cos φ обычно указаны на паспортной табличке двигателя.

Типичный коэффициент мощности двигателя

Коэффициент мощности по отраслям

Типичные неулучшенные коэффициенты мощности:
6

Преимущества коррекции коэффициента мощности

• Снижение счетов за электроэнергию – предотвращение штрафа за низкий коэффициент мощности со стороны энергокомпании
• Повышенная мощность системы – дополнительные нагрузки можно добавить без перегрузки системы
• улучшенная рабочая характеристика системы s за счет уменьшения потерь в линии – из-за меньшего тока
• Улучшенные рабочие характеристики системы за счет увеличения напряжения – предотвращение чрезмерных падений напряжения

Коррекция коэффициента мощности с помощью конденсатора

Пример – Повышение коэффициента мощности с помощью конденсатора

Электродвигатель мощностью 150 кВт имеет коэффициент мощности до улучшения cosΦ = 0.75 .

Для необходимого коэффициента мощности после улучшения cosΦ = 0,96 – коэффициент коррекции конденсатора составляет 0,58 .

Требуемая мощность KVAR может быть рассчитана как

C = (150 кВт) 0,58

= 87 KVAR

Рекомендуемые характеристики конденсаторов для двигателей с Т-образной рамой NEMA класса B

Рекомендуемые размеры блоков KVAR, необходимых для коррекция асинхронных двигателей до коэффициента мощности примерно 95%.

Больше новостей