Mittesinusoidse vooluga elektriahelad

Mittesinusoidsed voolud ja nende lagunemine

Elektriahelas võivad mittesinusoidsed voolud tekkida kahel põhjusel:

1. elektriahel ise on lineaarne, kuid ahelale mõjub mittesinusoidne pinge,

2. ahelale mõjuv pinge on siinuskujuline, kuid elektriahel sisaldab mittelineaarseid elemente.

Põhjuseid võib olla mõlemat. See peatükk käsitleb ahelaid ainult esimese punkti jaoks. Sel juhul loetakse mittesinusoidsed pinged perioodiliseks.

Perioodiliste impulsside generaatoreid kasutatakse erinevates raadiotehnika, automaatika, telemehaanika seadmetes. Impulsside kuju võib olla erinev: saag, astmeline, ristkülikukujuline (joon. 1).

Joonis 1. Pulsi kujundid

Lineaarses elektriahelas perioodiliste, kuid mittesinusoidsete pingete all esinevaid nähtusi on kõige lihtsam uurida, kui pingekõverat laiendada trigonomeetrilises Fourier-seerias:

Rea A0 esimest liiget nimetatakse konstantseks komponendiks või nullharmoonikuks, rea teist liiget

— põhi- ehk esimene harmooniline ja kõik muud vormi liikmed

kui k> 1 nimetatakse kõrgemateks harmoonilisteks.

Kui avaldises (3.1) avame summa siinuse, siis saame liikuda rea ​​kirjutamise teisele vormile:

Kui funktsioon on abstsisstelje suhtes sümmeetriline, siis seeria konstantset komponenti ei sisalda. Kui funktsioon on ordinaattelje suhtes sümmeetriline, siis seeria siinusi ei sisalda. Funktsioon on päritolu suhtes sümmeetriline ega sisalda koosinusi.

Mõned näited seeria laiendamisest on toodud tabelis. 1 ja need on saadaval ka teatmekirjanduses.

Tabel 1. Fourier' seeria laiendus

Mittesinusoidsete vooluahelate arvutamine

Ahel arvutatakse iga harmoonilise jaoks vastavalt mudelile. Ahel arvutatakse nii mitu korda, kui palju on ahelale mõjuvas pinges harmoonilisi. Sel juhul on vaja arvestada mitmete omadustega.

Tuleb märkida, et harmoonilise arvu suurenedes suureneb induktiivse elemendi takistus

ja mahtuvuslik element, vastupidi, väheneb:

Arvestada tuleks ka sellega, et voolu konstantne komponent ei läbi kondensaatorit ja induktiivsus ei ole sellele takistus.

Lisaks ei tohiks unustada võimalikke resonantsnähtusi mitte ainult põhiharmoonilistel, vaid ka kõrgematel harmoonilistel.

Vektordiagrammid saab joonistada iga harmoonilise jaoks eraldi.

Superpositsiooni põhimõtte kohaselt võib iga haru vool koosneda üksikute liikmete (null-, põhi- ja kõrgemad harmoonilised) summast:

Kogu haruvoolu efektiivväärtuse saab määrata üksikute harmooniliste voolude keskmise väärtusega:

Mittesinusoidse voolu aktiivvõimsus võrdub üksikute harmooniliste aktiivvõimsuste summaga:

Allpool on toodud mittesinusoidsete vooluahelate arvutamise üldine näide. Kõikidel vooludel, pingetel ja takistustel on kaks indeksit: esimene number tähendab haru numbrit ja teine ​​number harmoonilist numbrit. Sisendpinge:

• Püsiv komponent

Joonis 2. Elektriskeem

• Peamised harmoonilised:

• Kolmas harmooniline:

Loe ka: Kõige tavalisemad vahelduvvoolu-alalisvoolu alaldiskeemid