Основы электротехники Расчет простых цепей постоянного тока Расчёт разветвлённой электрической цепи Метод межузлового напряжения Построение потенциальной диаграммы Электрические цепи переменного тока

Основы электротехники (теория электрических цепей)

Графический метод расчета неразветвлённой цепи с нелинейными элементами

На рисунке 3.3 приведена схема нелинейной цепи, состоящей из двух последовательно соединенных нелинейных элементов r1 и r2 с заданными на рисунке 3.4 вольт-амперными характеристиками I = f(U1) и I = f (U2). Требуется определить ток I и напряжения U1 и U2 на элементах при заданном на зажимах цепи напряжении U.

 

Рисунок 3.3 – Нелинейная цепь постоянного тока с последовательным соединением двух элементов;

Рисунок 3.4 – Вольт-амперные характеристики нелинейных элементов I=f (U1), I=f(U2) и для всей цепи I=f (U) Частотные характеристики Теория электрических цепей

Для вычисления тока I и напряжений U1 и U2 построим вспомогательную характеристику: зависимость тока I от суммарного напряжения U (U = U1 + U2). Так как в неразветвленной цепи ток в обоих нелинейных элементах один и тот же, т. е. I1 = I2= I, то для построения характеристики I = f(U) необходимо суммировать напряжения U1 и U2 при одинаковых значениях тока I (см. рисунок 3.4).

Отложим на оси абсцисс напряжение UВХ на зажимах цепи (точка a на рисунке 3.4) и из этой точки проведем прямую аb, параллельную оси ординат, до пересечения с кривой I = f (U); полученный отрезок аb равен в масштабе mI току I. Затем из точки b проведем прямую bc, параллельную оси абсцисс. В результате получим отрезки cd и cf, соответственно равные U1 и U2 в масштабе mU.

Можно применить другой метод решения задачи с построением так называемой опрокинутой характеристики одного из элементов цепи. Для этого рассмотрим зависимость изменения тока I цепи, во-первых, от напряжения U1 и, во-вторых, от разности напряжений U – U2. В первом случае эта зависимость определяется собственной характеристикой I = f (U1), во втором случае при построении характеристики I = f (U–U2) для каждого значения тока I необходимо из постоянной абсциссы U вычесть абсциссу характеристики I = f (U2) второго элемента. Это равносильно построению опрокинутой (зеркально отражённой) характеристики элемента I = f (U2)опр от точки 0′, соответствующей напряжению Uвх на рисунке 3.5. Переменные ток в однородных идеальных элементах Существует три типа идеальных схемных элементов: резистор R, катушка L и конденсатор C. Рассмотрим процессы в цепи с каждым из названных элементов в отдельности

  Рабочий режим первого элемента должен удовлетворять обеим характеристикам, т. е. он должен определяться точкой M пересечения этих характеристик. Перпендикуляры, опущенные на оси координат из точки пересечения, определяют значения напряжений U1 и U2 отдельных элементов и общий током IM.

Рисунок 3.5 – Определение напряжений U1 и U2 нелинейных элементов цепи по заданному напряжению Uвх методом построения опрокинутой характеристики первого элемента

Графический метод расчёта цепи с параллельным соединением нелинейных элементов

Расчет отмеченной нелинейной цепи рассмотрим на конкретном примере.

Примечание. Обычно выпрямитель имеет регулирование по DIdв, a инвертор - по DIdи, Us и Dd.

4.4.5.4. Угол коммутации вентилей (g) в электрических градусах следует определять по формуле

. (73)

4.4.5.5. Угол погасания вентилей инвертора (d) в электрических градусах следует определять по формуле

. (74)

Полученное значение угла d по условию устойчивости инвертора в переходном режиме должно превышать 2-5 эл. град.

4.4.5.6. Амплитуду коммутирующего тока (Im) в килоамперах следует определять по формуле

. (75)


Основные понятия о магнитных цепях