Типы электрических потребителей. Активная и реактивная нагрузка, активно-индуктивная и активно-емкостная, в чем различия?
Какие типы электрических потребителей бывают? Активная и реактивная нагрузка, активно-индуктивная и активно-емкостная, в чем различия?
В повседневной жизни и общениях с клиентами интернет-магазина Электрокапризам-НЕТ! мы выясняем множество технических вопросов и максимально точно подбираем оборудование под инженерные задачи. Имея большой опыт работ и выбора технических решений специалистами компании НТС-ГРУПП (ТМ Электрокапризам-НЕТ!) была собрана масса полезной информации, которую мы попытались структурировать и в сжатом виде донести нашим клиентам путем публикации на сайте. Ниже приведена своеобразная классификация типа нагрузок с небольшими комментариями, а в следующей статье будут описаны особенности выбора мощности, запаса мощности и варианты использования источников бесперебойного питания, стабилизаторов напряжения и электрогенераторов в сетях с несбалансированным распределением потребителей, с различными видами активной и реактивной нагрузкок и др.
Применительно к выбору оборудования классифицируем типы нагрузок следующим образом
1. По типу электрического потребления нагрузки делятся на:
АКТИВНУЮ: — Активная (или еще известную, как резистивная) нагрузка. В этом случае закон Ома выполняется в каждый момент времени и аналогичен закону Ома для схем постоянного тока. В качестве примеров : электрическая лампочка накаливания, нагревательный элемент (ТЭН), электрическая плита, бойлер и т.п.
РЕАКТИВНУЮ, которая также разделяется на такие:
— Индуктивная нагрузка — нагрузка, через которую ток отстает от напряжения и нагрузка потребляет реактивную мощность. Примеры: асинхронные двигатели, электромагниты, катушки дросселей, трансформаторы, выпрямители, преобразователи построенные на тиристорах. Индуктивная (реактивная) нагрузка преобразует в течение одной половины полупериода энергию электрического тока в магнитное поле, а течении следующей половины преобразует энергию магнитного поля в электрический ток. При этом в индуктивной нагрузке кривая тока отстаёт от кривой напряжения на ту же половину полупериода. Примером для данного вида нагрузок может быть дроссель или катушка индуктивности.
— Ёмкостная (реактивная) нагрузка преобразует в течение одной половины полупериода энергию электрического тока в электрическое поле, а течении следующей половины преобразует энергию электрического поля в электрический ток. При этом в ёмкостной нагрузке кривая тока опережает кривую напряжения на ту же половину полупериода. Примером данного вида нагрузок может быть конденсатор.
На практике чистые реактивные нагрузки в электротехнике не встречаются. Вся электротехника работает с коэфициентом полезного действия ниже 100% вследствие рассеяния части энергии в виде тепловых потерь, потерь при излучении и др. побочных явлений. Таким образом в практической электротехнике применяется понятие активно-реактивной нагрузки. Активно-реактивная нагрузка также подразделяется на две: активно-индуктивная и активно-емкостная.
Активно-индуктивная нагрузка может рассматриваться как последовательное или параллельное соединение активного сопротивления и идеальной индуктивности. Примером таких нагрузок может быть обмоточный электромагнитный трансформатор, электродвигатель, электромагнитное пускорегулирующее устройство для люминесцентных ламп, катушка зажигания в автомобиле. Для этого вида нагрузок характерен бросок напряжения в момент размыкания электрической цепи.
Активно-ёмкостная нагрузка может рассматриваться как последовательное или параллельное соединение активного сопротивления и идеальной ёмкости. Примером таких нагрузок может быть конденсатор, электронные блоки питания галогенных или люминесцентных ламп. Для этих нагрузок характерен бросок тока в момент замыкания электрической цепи, особенно если он произошёл в тот момент, когда напряжение в сети максимально, или близко к максимальному.
При протекании тока через активно-реактивную нагрузку часть тока будет протекать через прибор, не производя никакой полезной работы. При этом максимумы и минимумы тока и напряжения будут достигаться в разное время, а кривые изменения по времени тока и напряжения будут не совпадать – оставаясь, при этом, периодическими функциями. Происходит сдвиг тока и напряжения по фазе. Для обозначения зависимости такого сдвига применяется понятие Косинус угла между током и напряжением, и обозначается как cos(ϕ). Этот параметр является очень важным в электротехнике, которым не стоит пренебрегать при расчетах и выборе стабилизаторов напряжения, источников бесперебойного питания и электрогенераторов.
2. Фазность электропотребителей:
— однофазные –потребители рассчитанные на электропитание от 220/230В по схеме фаза-ноль-земля.
— трехфазные – потребители для которых необходимо подать напряжение 380В/400В в схеме с нейтралью и землей.
3. По способу распределения нагрузки (для трехфазных схем)
— Сбалансированные – сбалансированными считают такое распределение постребителей, когда на каждой фазе в трехфазной схеме мощности нагрузок распределены равномерно (с перекосом не более +/-20%). В качестве примера можно привести коттедж с трехфазным вводом электроснабжения, в котором при проектировании и монтаже электрических потребителей 15 кВт мощности равномерно распределили по 5 кВт на каждую фазу. Еще одним примером можно выделить промышленный цех, в котором преобладают трехфазные потребители и таким образом все три фазы будут нагружены равномерно.
— Несбалансированные – характеризуются как хаотично-нагруженные фазы, где нагруженность фаз может отличаться на 100% между собой. Примером может служить частный трехэтажный дом в котором на каждый этаж отводится одна фаза. Как показывает практика первый этаж дома (т.е. одна из фаз) обычно перегружена в силу того, что на первом этаже размещаются: кухня, бойлерная и комната отдыха, а на остальных этажах спальни с бытовой техникой. В итоге одна фаза может быть нагружена на 100%, а другие используются редко или не сильно нагружены.
Маркировка и параметры выключателей, сертификация
Маркировка и параметры выключателей, сертификация
Основные параметры переключателей, на которые следует обратить внимание при подборе, являются следующие:
- сила тока (ампер)
- напряжение (вольт)
- мощность (лошадиные силы) (если это применимо)
Ниже приводим описание этих параметров:
Номинальное напряжение — это способность переключателя подавлять дугу, которая возникает, при размыкании контакта. Т. е. указанное номинальное напряжение — это максимальное допустимое напряжение, при котором переключатель нормально работает при номинальном токе.
Номинальный ток — это ток, который выдерживает переключатель в течение длительного времени.
Максимальный ток — это макс. ток, который выдерживает переключатель.
Лошадиными силами (англ.: HP) измеряется мощность эл. двигателей которые будут коммутироваться переключателями. Могут использоваться относительные части лошадиных сил (1/4, 1/3, 1/2 и т.д.)
Лошадиная сила — единица измерения мощности, принятая Джеймсом ВАТТОМ в XVIII столетии. Он определил это как груз массой в 250 кг, который могла поднять лошадь на высоту 0,3 м за одну секунду, то есть 1 л.с. = 75 кгм/с.
В мире существует несколько единиц измерения под названием «лошадиная сила». В России и в большинстве европейских стран, как правило, под лошадиной силой имеется в виду так называемая «метрическая лошадиная сила», равная 735,499 Вт, что иногда называют метрической лошадиной силой (обозначение нем.: PS, фр.: CH, нидерл.: PK), хотя она не входит в метрическую систему единиц.
В США и Великобритании чаще до сих пор приравнивают лошадиные силы к 745,69988145 Вт (обозначение англ.: HP), что равно 1,01386967887 метрической лошадиной силы. Т. е. одна лошадиная сила (1HP) равна 746 Вт электрической мощности.
Например, обозначение 3/4HP 125-250VAC означает, что переключатель может использоваться с двигателем мощностью 3/4 л.с. при 125 — 250 вольтах переменного тока.
Лошадиные силы указываются в дополнение к амперам и вольтам для переключателей, которые будут использоваться при значительных бросках тока индуктивных нагрузок, например в двигателях переменного тока. Эта величина показывает величину тока, который могут выдержать контакты переключателя в момент отключения индуктивного устройства. В двигателе переменного тока этот ток превышает в восемь раз рабочий ток.
Виды нагрузок
Электрическая нагрузка — это величина электрической мощности, подаваемая или потребляемая в определенной точке системы. Проще говоря, нагрузка — часть потребляемой мощности подключаемого/отключаемого устройства.
Резистивная нагрузка — это, прежде всего, сопротивление движению тока. Примеры резистивных нагрузок: электронагреватели, печи, тостеры, утюги и т. д. Если устройство необходимо нагреть, а не привести в движение, то, скорее всего, это резистивная нагрузка.
Индуктивная нагрузка, — как правило, присутствует в устройствах, которые перемещаются и, как правило, содержат электрические магниты, — напр., электрический двигатель. Примеры индуктивных нагрузок: дрели, электрические миксеры, вентиляторы, швейные машинки, и пылесосы. Трансформаторы также имеют индуктивную нагрузку.
Высокая пусковая нагрузка, — это величина тока в начальный момент включении устройства, по сравнению с количеством тока, необходимого для продолжения работы. Примеры высокой пусковой нагрузки: электрическая лампа, пусковой ток которой может быть в 20 и более раз больше нормального рабочий тока. Её часто называют ламповой нагрузкой. Другие примеры высокой пусковой нагрузки: импульсные источники питания (емкостная нагрузка) и двигатели (индуктивная нагрузка).
Европейская классификация IEC (TUV, VDE, ENEC, CQC)
В типичной европейской классификации проводятся значения резистивной и индуктивной нагрузок. Ниже приведен пример европейской классификации:
16 (4) A 250В ~ 5E4 T85 μ
В данном примере:
- 16 = Резистивная нагрузка (16А).
- (4) = Индуктивная нагрузка (4А).
- A = Сила тока.
- 250В ~ = Переменное напряжение (AC).
- 5E4 = Это означает, что кол-во рабочих циклов (срок службы) переключателя достигает 50.000 циклов. Символ «E» указывает на показатель степени (например, 6E3 означает 6,000 циклов). В соответствии с классификацией IEC этот параметр не указывается для переключателей со сроком службы от 10.000 циклов.
- T85 = Макс. рабочая температура по Цельсию. Символ «Т» обозначает предельные номинальные температуры окружающей среды для переключателя. Более низкое значение температуры предшествует букве «Т», а самая высокая температура указывается после буквы «Т». Если нижнее значение температуры не указано, оно имеет значение 0°С.
Например:
1) 25T85: (означает от -25°C до +85°C)
2) T85: (означает от 0°C до +85°C).Если никакой информации не дается, значит, номинальный диапазон температур окружающей среды от 0°C до 55°C.
Для переключателей лишь частично соответствующих условиям номинальной температуры окружающей среды выше 55°C, параметры температуры указывают следующим образом:
Т 85/55 (это означает температуру до 85°C для корпуса переключателя и до 55°C для исполнительного элемента. - μ = Микрозазор (<3 мм), прошедший проверку. Если между контактами переключателя в открытом положении имеется микрозазор меньше 3 мм воздушного пространства, то может прилагаться Сертификат, подтверждающий наличие микрозазора. Также знак μ указывает на то, что в дополнение к переключателю следует использовать альтернативный способ отключения источника питания, например, шнур и вилкой. Знак μ означает, что диэлектрическая прочность контактов переключателя не способна выдержать 1.500V при отключении, а составляет 500V. Такие переключатели можно использовать в бытовых и аналогичных электрических приборах.
Классификация UL/CSA (ETL, CSA)(США)
Ниже приведен пример UL/CSA (ETL, CSA) классификации:
YSR-10 16A 125VAC,10A 250VAC, 1/3HP 125/250VAC T85
Типичная классификация UL/CSA по току представляет собой одно значение индуктивной/резистивной нагрузок.
Таблица соответствия мощности нагрузки (лошадиных сил) току и напряжению:
AC | DC | |||||||
Full-load(A) | Overload(A) | Full-load(A) | Overload(A) | |||||
125V | 250V | 125V | 250V | 125V | 250V | 125V | 250V | |
1/4H/P | 5.8 | 2.9 | 34.8 | 17.4 | 3 | 1.5 | 30 | 15 |
1/3H/P | 7.2 | 3.6 | 43.2 | 21.6 | 3.8 | 1.9 | 38 | 19 |
1/2H/P | 9.8 | 4.9 | 58.8 | 29.4 | 5.4 | 2.7 | 54 | 27 |
3/4H/P | 13.8 | 6.9 | 52.8 | 26.4 | 7.4 | 3.7 | 74 | 37 |
1H/P | 16 | 8 | 96 | 48 | 9.6 | 4.8 | 96 | 48 |
Прим.:
В данном стандарте (UL 61058) для резистивных нагрузок может указываться величина тока за которой следует буква R, а затем напряжения и тип питания.
Например: 5RA 240 V ~ или 5RA 125 VDC.
- T85: Макс. рабочая температура по Цельсию.
Ещё примеры UL/CSA (ETL, CSA) классификации:
10A 250В, 15A 125VAC, 3/4HP 125-250VAC
Классификация L & T
«L» классификация (только для переменного напряжения) обозначает способность переключателя выдерживать высокие начальные пусковые нагрузки вольфрамовой лампы накаливания.
«Т» классификация — аналогичная способность выдерживать высокие начальные пусковые нагрузки вольфрамовой лампы накаливания для постоянного тока.
Классификация H
«H» классификация используется для резистивной нагрузки. В этом случае, значения, приведенные в информации о продукте могут сопровождаться символом «H» или со словами «non-inductive» или «resistive.
Как правило, «H» классификация применяется для переключателей, используемых в печах.
Рабочая Температура
Все европейские сертифицированные переключатели имеют максимальную рабочую температуру 85 градусов по Цельсию, если не указано иное.
Переключатели, сертифицированные для температуры T85, не следует использовать в тех случаях, когда окружающая температура выше 85 градусов по Цельсию.
Если не указано иное, все переключатели, сертифицированные в США, имеют максимальную номинальную температуру 105 градусов по Цельсию.
Варианты коммутации контактов
В таблице ниже приводится краткая информация по основным типам контактов реле, различного рода выключателей и переключателей, не зависимо от того, на каком физическом принципе они основаны.
Типы переключателей (основные) в англоязычной системе обозначаются английской аббревиатурой: SPDT, DPDT, SPST и DPST, обозначающей количество полюсов (контактов, которые переключаются) и количество направлений (контактов, к которым подключаются или от которых отключаются). В англоязычной терминологии используются буквы «P», «T», «S» и «D».
«P» – это полюс (от англ. «pole»)
«T» – это направление (от англ. «throw»)
«S» – это один (от англ. «single»)
«D» – это два (от англ. «double»)
Дополнительно мы приводим в таблице другие варианты маркировки коммутации контактов, которые встречаются в различных источниках и иногда вызывают непонимание.
Классификация США, Европа | Альтернативная классификация (для реле) | Варианты маркировки | Китайская маркировка | Схема коммутации | Пояснения |
---|---|---|---|---|---|
SPST-NO | form A form 1A 1 form A | 1 NO (англ) 1 НО (русск) 1 SPST-NO | H | Single Pole — Single Throw – Normally Open Один полюс — Одно направл., Нормально разомкнутый Простой пример — одноклавишный выключатель света. | |
SPST-NС | form B form 1B 1 form B | 1 NC (англ) 1 НЗ (русск) 1 SPST-NC | D | Single Pole Single Throw — Normally Closed Один полюс — Одно направл., Нормально замкнутый. | |
SPDT | form C form 1C 1 form C | 1U 1 changeover 1 перекидной | Z | Single Pole Double Throw. Один полюс — Два направления. Один перекидной контакт. | |
SPCO SPTT | Контакт со средним положением | Single Pole ChangeOver (SPCO) или Single Pole, Centre Off (SPCO) или Single Pole, Triple Throw (SPTT) Схема подобна SPDT. Используют аббревиатуру SPCO или SPTT для обозначения переключателя со средним положением (Centre Off) и не замкнуто ни одно направление | |||
DPST-NO (2SPST-2NO) | form 2A 2 form A form U | 2 NO (англ) НО (русск) 2 SPST-NO | Double Pole Single Throw, Normally Open Два полюса — Одно направл., Нормально разомкн. Два контакта на включение, нормально разомкнутые. | ||
DPST-NC (2SPST-2NC) | form 2B 2 form B form V | 2 NC (англ) 2 НЗ (русск) 2 SPST-NC | Double Pole Single Throw, Normally Closed Два полюса — Одно направл., Нормально замкнутые. Два контакта, нормально замкнутые. Эквивалентно двум переключателям SPST, которые переключаются вместе. | ||
DPST NC-NO (2SPST-1NC-1NO) | form 1A1B | 1NO+1NC (англ) 1НО+1НЗ (русск) NC-NO | Double Pole Single Throw- Normally Closed, Normally Open Два полюса — Одно направление, Нормально разомкнутый + Нормально замкнутый. Два контакта: один нормально замкнутый, другой — нормально разомкнутый. | ||
form 3A 3 form A | 3 NO (англ) 3 НО (русск) 3 SPST-NO | Три нормально открытых контакта. | |||
form 3B 3 form B | 3 NC (англ) 3 НЗ (русск) 3 SPST-NC | Три нормально закрытых контакта. | |||
form 4A 4 form A | 4 NO (англ) 4 НО (русск) 4 SPST-NO | Четыре нормально открытых контакта. | |||
form 4B 4 form B | 4 NC (англ) 4 НЗ (русск) 4 SPST-NC | Четыре нормально закрытых контакта. | |||
DPDT | form 2C 2 form C | 2 changeover 2 перекидных 2U | Double Pole Double Throw Два полюса — Два направления. Два контакта на переключение. Эквивалентно двум переключателям SPDT, которые переключаются вместе. Два перекидных контакта. | ||
DPCO | Double Pole ChangeOver или Double Pole, Centre Off Причем в центральном положении переключатель может быть как замкнут (в этом случае говорят «on-on-on»), так и разомкнут (тогда — «on-off-on»). При обозначении переключателей с большим количеством полюсов или направлений заменяют соответствующую букву цифрой. Например, SP3T — один полюс, 3 направления. | ||||
3PDT | form 3C 3 form C | 3 changeover 3 перекидных 3U | three-pole double-throw Три перекидных контакта. | ||
4PDT | form 4C 4 form C | 4 changeover 4 перекидных 4U | 4PDT four-pole double-throw Четырёхполюсная группа переключающих контактов. Четыре перекидных контакта. | ||
MBB (make before brake) | Контакты с безразрывным переключением. |
Контакты переключателя:
COM = Common, т.е. общий. Это подвижной контакт переключателя.
NC = Normally Closed, нормально закрытый (нормально замкнутый). Применительно к реле, COM соединён с ним, когда реле обесточено.
NO = Normally Open, Нормально открытый (нормально разомкнутый). Применительно к реле, COM соединён с ним, когда по катушке реле течёт ток.
В системах автоматики широко применяют параллельные и последовательные схемы соединения различных типов контактов для образования логических схем управления с логикой И, ИЛИ. Логическая функция НЕ также возможна при применении зависимой пары контактов NO и NС. Таким образом, комбинационная логическая схема любой сложности теоретически реализуема с использованием логики контактов NO/NС. Практически, групповые соединения контактов применяют в схемах групповой сигнализации, резервирования и блокировки.
Сертификационные компании
ENEC — это аббревиатура названия европейской сертификационной компании «European Norms Electrical Certification».
Знак ENEC — общий европейский сертификационный знак безопасности, основанный на испытаниях в соответствии с согласованными европейскими стандартами безопасности Этот стандарт включает в себя переключатели для приборов в соответствии с EN61058
1. Знак европейской сертификационной компании «European Norms Electrical Certification» заменяет все другие национальные маркировки.
2. «USA Underwriters Laboratories, Inc.» — американская сертификационная компания.
Степень защиты
Степень защиты отображается в соответствии со стандартом IEC 60529.
Она обозначается буквами IP, за которыми следуют две цифры.
Первая цифра указывает на то, в какой степени переключатель защищен от контакта с токоведущими частями и попадания твердых частей.
Вторая цифра указывает на то, в какой степени он защищен от попадания воды.
Виды защиты:
- IP00 — Нет специальной защиты.
- IP40 — Защита от посторонних твердых предметов диаметром 1 мм и более.
- IP50 — Защита от пыли.
- IP65 — Пылезащита и защита от текущей воды.
- IP67 — Пылезащита и защита от кратковременного погружения.
033 Кое-что из электротехники для переводчиков
(004) Виды электрических нагрузок
Сегодня мы рассмотрим виды электрических нагрузок.
Не расстраивайтесь, если вам не все будет понятно, особенно в примерах. Невозможно объяснить все сразу. По мере ознакомления с материалом, вы сможете вернуться к этим заметкам и лучше понять инженерную суть вопроса.
Классификация электрических нагрузок
Рассмотрим некоторые виды электрических нагрузок
активная нагрузка
active load
real load
resistance load
resistive load
Активная нагрузка практически не содержит электрической емкости и индуктивности. Потребляемая мощность полностью преобразуется в свет, тепло, механическую энергию.
Типичными представителями активной нагрузки являются: лампочка накаливания, утюг, электрический чайник и т. д.
реактивная нагрузка
reactive load
reactive termination
Реактивная нагрузка содержит электрическую емкость и/или индуктивность.
Типичными представителями реактивной нагрузки являются: электродвигатель, электрический конденсатор, трансформатор, электрический реактор и т. д.
емкостная нагрузка
(электрическая) нагрузка емкостного характера
capacity load
condensive load
load capacitance
capacitive nature of the load
индуктивная нагрузка
(электрическая нагрузка) индуктивного характера
inductance load
inductive load
inductive nature of the load
однофазная нагрузка
single-phase load
Однофазная нагрузка – это электроприемник с двумя выводами, который включается между фазным и нулевым рабочим проводником трехфазной четырехпроводной сети. Типичными представителями однофазной нагрузки являются: электрическая лампочка, утюг, электрический чайник и т. д.
трехфазная нагрузка
three—phase current consumer,
three—phase load
Трехфазная нагрузка – это электроприемник с тремя выводами, который подключается к фазным проводникам трехфазной сети. Типичным представителем трехфазной нагрузки является трехфазный электродвигатель.
Примеры
The power rating of single-phase loads does not exceed 10% of the total rating.
Мощность однофазных нагрузок не превышает 10 % максимально допустимой мощности.
Control and monitoring of single- or three-phase loads up to 100A.
Контроль и управление одно- или трехфазными нагрузками с током до 100 А.
Single-phase load upstream of the motor.
Однофазная нагрузка, расположенная между источником питания и электродвигателем.
A variety of breaker and connector options can be chosen to supply either three-phase or single-phase power to the load.
Широкий выбор автоматических выключателей и кабельных розеток позволяет легко подобрать нужный модуль для подачи питания на трехфазные и однофазные нагрузки.
симметричная нагрузка
balansed load
Если мощности однофазных нагрузок, подключенных к разным фазным проводникам 3-фазной сети, равны (т. е. если они одинаково нагружают каждую фазу), то в фазных проводниках текут равные токи, и такая нагрузка называется симметричной
несимметричная нагрузка
unbalansed load
линейная нагрузка
linear load
Если линейную нагрузку подключить к источнику синусоидального напряжения, то ток, протекающий через линейную нагрузку, также будет иметь форму синусоиды. Линейными нагрузками являются нагреватели, лампы накаливания, электродвигатели, любое сочетание активной, емкостной и индуктивной нагрузок.
нелинейная нагрузка
distorting load
non-linear load
На рисунке показаны осциллограммы напряжения и тока, протекающего через импульсный источник питания компьютера. Видно, что при синусоидальном питающем напряжении форма кривой тока существенно отличается от синусоидальной (т. е. зависимость тока от напряжения является нелинейной). Компьютер — типичный пример нелинейной нагрузки.
Примеры
Technological development in the industrial and household field has lead to the spread of electronic equipment which, due to their operating principle, absorb a non sinusoidal current (non linear load).
Применение в промышленности и в быту современных технологий привело к широкому распространению электронного оборудования, которое в силу используемого принципа работы потребляет несинусоидальный ток (т. е. является нелинейной нагрузкой).
The present plant engineering applications frequently imply the presence of non linear loads generating current harmonics and therefore it may be necessary to carry out power factor correction in non-sinusoidal steady state.
В современных электроустановках часто присутствуют нелинейные нагрузки, которые генерируют гармоники тока. В результате коррекцию коэффициента мощности приходится выполнять в сети, в которой протекают несинусоидальные токи.
The most common non-linear loads generating harmonic currents use power electronics, such as variable speed drives, rectifiers, inverters, etc. Loads such as saturable reactors, welding equipment, and arc furnaces also generate harmonics.
Большинство нелинейных нагрузок, генерирующих гармоники тока, используют силовую электронику. К ним относятся преобразователи частоты (приводы с регулируемой частотой вращения), выпрямители и инверторы. Источниками гармоник тока также являются дроссели насыщения, сварочное оборудование и дуговые печи.
сосредоточенная нагрузка
single load
Сосредоточенная нагрузка — это электрическая нагрузка, территориально расположенная в одном месте
распределенная нагрузка
distributed loads
Распределенная нагрузка — это электрическая нагрузка, распределенная по территории
The setting up of several transformers as close as possible to the distributed loads allows the length of LV connections to be reduced.
Несколько трансформаторов, расположенных вблизи распределенной нагрузки, позволяют уменьшить длину низковольтных линий.
======================
Следующий раз мы поговорим об электрической энергии
коммутация мощных нагрузок / Блог компании Unwired Devices LLC / Хабр
Привет, Geektimes!
Управление мощными нагрузками — достаточно популярная тема среди людей, так или иначе касающихся автоматизации дома, причём в общем-то независимо от платформы: будь то Arduino, Rapsberry Pi, Unwired One или иная платформа, включать-выключать ей какой-нибудь обогреватель, котёл или канальный вентилятор рано или поздно приходится.
Традиционная дилемма здесь — чем, собственно, коммутировать. Как убедились многие на своём печальном опыте, китайские реле не обладают должной надёжностью — при коммутации мощной индуктивной нагрузки контакты сильно искрят, и в один прекрасный момент могут попросту залипнуть. Приходится ставить два реле — второе для подстраховки на размыкание.
Вместо реле можно поставить симистор или твердотельное реле (по сути, тот же тиристор или полевик со схемой управления логическим сигналом и опторазвязкой в одном корпусе), но у них другой минус — они греются. Соответственно, нужен радиатор, что увеличивает габариты конструкции.
Я же хочу рассказать про простую и довольно очевидную, но при этом редко встречающуюся схему, умеющую вот такое:
- Гальваническая развязка входа и нагрузки
- Коммутация индуктивных нагрузок без выбросов тока и напряжения
- Отсутствие значимого тепловыделения даже на максимальной мощности
Но сначала — чуть-чуть иллюстраций. Во всех случаях использовались реле TTI серий TRJ и TRIL, а в качестве нагрузки — пылесос мощностью 650 Вт.
Классическая схема — подключаем пылесос через обычное реле. Потом подключаем к пылесосу осциллограф (Осторожно! Либо осциллограф, либо пылесос — а лучше оба — должны быть гальванически развязаны от земли! Пальцами и яйцами в солонку не лазить! С 220 В не шутят!) и смотрим.
Включаем:
Пришлось почти на максимум сетевого напряжения (пытаться привязать электромагнитное реле к переходу через ноль — задача гиблая: оно слишком медленное). В обе стороны бабахнуло коротким выбросом с почти вертикальными фронтами, во все стороны полетели помехи. Ожидаемо.
Выключаем:
Резкое пропадание напряжения на индуктивной нагрузке не сулит ничего хорошего — ввысь полетел выброс. Кроме того, видите вот эти помехи на синусоиде за миллисекунды до собственно отключения? Это искрение начавших размыкаться контактов реле, из-за которого они однажды и прикипят.
Итак, «голым» реле коммутировать индуктивную нагрузку плохо. Что сделаем? Попробуем добавить снаббер — RC-цепочку из резистора 120 Ом и конденсатора 0,15 мкФ.
Включаем:
Лучше, но не сильно. Выброс сбавил в высоте, но в целом сохранился.
Выключаем:
Та же картина. Мусор остался, более того, осталось искрение контактов реле, хоть и сильно уменьшившееся.
Вывод: со снаббером лучше, чем без снаббера, но глобально проблемы он не решает. Тем не менее, если вы желаете коммутировать индуктивные нагрузки обычным реле — ставьте снаббер. Номиналы надо подбирать по конкретной нагрузке, но 1-Вт резистор на 100-120 Ом и конденсатор на 0,1 мкФ выглядят разумным вариантом для данного случая.
Литература по теме: Agilent — Application Note 1399, «Maximizing the Life Span of Your Relays». При работе реле на худший тип нагрузки — мотор, который, помимо индуктивности, при старте имеет ещё и очень низкое сопротивление — добрые авторы рекомендуют уменьшить паспортный ресурс реле в пять раз.
А теперь сделаем ход конём — объединим симистор, симисторный драйвер с детектированием нуля и реле в одну схему.
Что есть на этой схеме? Слева — вход. При подаче на него «1» конденсатор C2 практически мгновенно заряжается через R1 и нижнюю половину D1; оптореле VO1 включается, дожидается ближайшего перехода через ноль (MOC3063 — со встроенной схемой детектора нуля) и включает симистор D4. Нагрузка запускается.
Конденсатор C1 заряжается через цепочку из R1 и R2, на что уходит примерно t=RC ~ 100 мс. Это несколько периодов сетевого напряжения, то есть, за это время симистор успеет включиться гарантированно. Далее открывается Q1 — и включается реле K1 (а также светодиод D2, светящий приятным изумрудным светом). Контакты реле шунтируют симистор, поэтому далее — до самого выключения — он в работе участия не принимает. И не греется.
Выключение — в обратном порядке. Как только на входе появляется «0», C1 быстро разряжается через верхнее плечо D1 и R1, реле выключается. А вот симистор остаётся включённым примерно 100 мс, так как C2 разряжается через 100-килоомный R3. Более того, так как симистор удерживается в открытом состоянии током, то даже после отключения VO1 он останется открытым, пока ток нагрузки не упадёт в очередном полупериоде ниже тока удержания симистора.
Включение:
Выключение:
Красиво, не правда ли? Причём при использовании современных симисторов, устойчивых к быстрым изменениям тока и напряжения (такие модели есть у всех основных производителей — NXP, ST, Onsemi, etc., наименования начинаются с «BTA»), снаббер не нужен вообще, ни в каком виде.
Более того, если вспомнить умных людей из Agilent и посмотреть, как меняется потребляемый мотором ток, получится вот такая картинка:
Стартовый ток превышает рабочий более чем в четыре раза. За первые пять периодов — то время, на которое симистор опережает реле в нашей схеме — ток падает примерно вдвое, что также существенно смягчает требования к реле и продлевает его жизнь.
Да, схема сложнее и дороже, чем обычное реле или обычный симистор. Но часто она того стоит.
Емкостная и индуктивная нагрузка
В этой статье подробно рассмотрены три основных типа потребляемой мощности, которые используются в бытовых приборах и автомобилях.
Что это такое
Первым делом необходимо узнать, что такое активная энергия. Эта величина, расходуемая нагрузкой в обычном сопротивлении. Это относится к нагревательный устройствам (чайники, электрические камины, микроволновые печи и прочее). Расходуемая мощность данных устройств полностью активная. В таким устройствах используемая энергия навсегда и полностью трансформируется в другую группу энергии.
Мощность указывается символом P и обозначается в Ваттах (Вт).
Чтобы найти эту величину, необходимо воспользоваться формулой:
P = U * I;
В таком случае работа будет выполняться без изменений.
График индуктивной мощности
В цепях с переменным напряжением есть только активная энергия, потому что показатели мгновенной и средней мощности там сходятся.
Индуктивная работа — через нее проходит сила тока и отстает от напряжения. В результате будет расходоваться реактивная энергия.
Для примера, такая нагрузка используется в асинхронных двигателях, датчиках холостого хода, реакторах, трансформаторов тока, выпрямителях и прочих преобразователях.
Асинхронный двигатель индуктивного вида
Откуда появляется
Образование названия «реактивная мощь» относится к необходимости выделения энергии, которая расходуется нагрузкой, с формированием электромагнитных полей.
Этот компонент используется при индуктивном типе. Например, во время подсоединения электрических двигателей. Все бытовые приборы, а также некоторые промышленные и сельскохозяйственные объекты используют данный тип нагрузки.
Три основных вида на примере генератора
В электроцепях, когда работа будет активного вида, то внутри ток не отстает от показателей напряжения. Если энергия будет индуктивного вида, то ток будет запаздывать в отличии от напряжения. При емкостной, ток будет идти быстрее напряжения. Ниже подробно разобраны три типа работ, а также сфера их применения.
Виды энергии
Ниже представлены основные виды нагрузок, которые используются в повседневной жизни. Они могут быть как в бытовых приборах, как и в различных двигателях или датчиках.
Активная
Для данной работы используется закон Ома, который выполняется в каждую секунду времени и схож с правилом для переменного тока. Такой тип применяется в лампах для освещения или в электроплитах.
Активно емкостная нагрузка формула
Емкостная
Этот вид превращает в течении определенного времени энергию электрического тока в электрополе, а далее превращает ее в электрический ток. А также, здесь сила тока будет опережать напряжение.
В качестве примера может быть конденсатор. К сожалению, встретить полные реактивные нагрузки невозможно ни в одном приборе. Каждый вид не имеет коэффициент полезного действия 100%, потому что существуют потери энергии в воздухе и прочее. Потому чаще всего используется название активно-реактивной работы.
Индуктивная
Данный вид превращает энергию в магнитное поле, а далее меняет ее в электрический ток. Сила тока в этом случае будет отставать от напряжения. Для примера можно взять индуктивную катушку или датчик дросселя на автомобиле.
Функционирование выпрямителей
Как влияют нагрузки на функционирование выпрямителей и напряжение в цепи
В любой цепи выпрямителя, нагрузка будет иметь исключительно активное сопротивление.
На практике такие приборы достаточно редко функционируют на полном активном сопротивлении, потому что в большинстве вариантов их оснащают электрическими элементами, содержащими индуктивные и емкостные части.
Бывает, что работа содержит части с индуктивной мощностью (обмотки реле, дроссельные заслонки и так далее). Также выпрямители могут спокойно функционировать на встречной электродвижущей силе, например при зарядке АКБ для автомобилей. Также мощность может быть смешанного вида, в которой есть все три параметра.
График зависимости с выпрямителем
Емкостная и индуктивная нагрузка чаще всего встречаются в повседневной жизни и бытовых приборах.
На предприятиях также устанавливают конденсаторные установки, потому что они обладают рядом плюсов:
- уменьшение расходов электрической энергии;
- уменьшение расходов на ремонт и обслуживание промышленных приборов;
- сдерживание шумов в сети;
- снижение искажения фаз;
- увеличение возможности сети электроснабжения, благодаря чему можно подсоединять электрические приборы без увеличения стоимости питания;
- уменьшение сопротивления в сети;
- снижение уровня высокочастотных помех.
Данные установки достаточно дорого стоят, поэтому нет смысла использовать их в квартирах, домах или небольших офисах.
Конденсаторные установки
В заключении необходимо отметить, что такие нагрузки необходимо знать для того, чтобы правильно рассчитать мощность каких-либо приборов. Помимо всех перечисленных типов, существуют также резистивные и активные. Информацию о них можно найти на соответствующих форумах по электрике.
Симметричная резистивная нагрузка
⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 8Следующая ⇒
Измерить напряжения, токи и мощности на нагрузке в схеме с нейтральным проводом. В четырехпроводной цепи ваттметром измерить поочередно мощность каждой фазы (рис. 7.2), при этом токовую обмотку ваттметра включить последовательно с нагрузкой, а обмотку напряжения – подключить между соответствующим линейным проводом и нейтралью. (Для переключения ваттметра из одной цепи в другую, так же как и амперметра, используйте специальный коммутационный мини-блок «амперметр» и пару проводников с коаксиальным разъёмом!). Результаты измерений занести в табл. 7.1. Измерения напряжений на элементах схемы произвести поочередным подключением вольтметра к различным участкам цепи.
Таблица 7.1. Результаты измерений
Четырехпроводная цепь | Симметричная резистивная нагрузка | Несимметричная резистивная нагрузка | Несимметричная неоднородная нагрузка | Обрыв линейного провода при несимметричной неоднородной нагрузке | |
Измеренные линейные напряжения, В | UAB | ||||
UBC | |||||
UCA | |||||
Измеренные
фазные напряжения, В | UA | ||||
UB | |||||
UC | |||||
Измеренные фазные токи и ток нейтрали, мА | IA | ||||
IB | |||||
IC | |||||
IN | |||||
Измеренные мощности, мВт | РА | ||||
PВ | |||||
PС | |||||
SP | |||||
Рассчитанные фазные токи и ток нейтрали, мА | IA | ||||
IB | |||||
IC | |||||
IN | |||||
Рассчитанные мощности, мВт | РА | ||||
PВ | |||||
PС | |||||
SP |
По данным опыта проверить соотношение между линейными и фазными напряжениями. Построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов.
Считая известными фазные напряжения источника и параметры (сопротивления) фаз приемника, рассчитать фазные (линейные) токи и ток в нейтральном проводе, а также активные мощности приемника. Результаты расчетов занести в табл. 7.1. Проверить баланс активных мощностей.
Если пренебречь сопротивлениями проводов по сравнению с сопротивлениями нагрузки, то в четырехпроводной цепи фазные напряжения приемника всегда равны фазным напряжениям источника (рис. 7.3) и не зависят от сопротивлений фаз приемника.
Фазные токи равны линейным токам и их следует определить по закону Ома:
; ; .
Ток нейтрального провода определить по первому закону Кирхгофа:
.
При симметричных напряжениях , , и симметричной резистивной нагрузке фазные токи будут также симметричны (рис. 7.2) и их действующие значения следует определить по формуле
.
Построение топографической диаграммы напряжений произвести в следующей последовательности. Вектор одного из фазных напряжений , или построить в масштабе напряжений в произвольном направлении. Так на рис. 7.3 вектор отложен вертикально. При соединении фаз по схеме «звезда» концы фаз имеют одинаковое значение потенциала (точка N), и в случае симметричного источника векторы напряжений , , равны по величине и сдвинуты между собой на 120о. Комплексы линейных напряжений , и в соответствии со вторым законом Кирхгофа следует определить как разность соответствующих фазных напряжений.
Векторную диаграмму токов построить в масштабе токов вместе с топографической диаграммой напряжений. При резистивной нагрузке фазные токи , и совпадают по фазе соответственно с фазными напряжениями , и (рис. 7.3). При симметричной нагрузке фазные токи также симметричны и ток в нейтральном проводе .
В случае резистивного приемника реактивная мощность равна нулю, а активная мощность равна полной мощности. В симметричной трехфазной цепи мощности всех фаз равны между собой. При соединении фаз приемника по схеме «звезда» активную мощность следует рассчитать по формуле
.
При смешанной (активно-индуктивной или активно-емкостной) нагрузке в симметричной трехфазной цепи:
активная мощность
,
где φ – угол сдвига фаз между фазными напряжениями и токами приемника;
реактивная мощность
;
полная мощность
.
Рабочее задание
ЛАБОРАТОРНАЯ
РАБОТА № 6
ИССЛЕДОВАНИЕ
ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ
ПРИ
СОЕДИНЕНИИ ФАЗ ПРИЕМНИКА
ПО
СХЕМЕ «ЗВЕЗДА»
Цель
работы
Исследование симметричных и несимметричных
режимов работы трехфазных цепей при
соединении фаз приемника по схеме
«звезда» при наличии нейтрального
провода (четырехпроводная цепь) и при
отсутствии его (трехпроводная цепь).
Изучение соотношений между фазными и
линейными токами и напряжениями.
Определение активных мощностей в
четырехпроводных и трехпроводных
трехфазных цепях.
Построение топографических диаграмм
напряжений и векторных диаграмм токов.
Определение напряжения смещения нейтрали
в трехфазной цепи.
Исследование различных видов несимметрии
трехфазного приемника, в том числе
аварийных режимов.
Освоение методов расчета трехфазных
цепей.
Ознакомиться с используемым оборудованием
и приборами.Определить параметры пассивных
элементов, используемых в качестве
нагрузки трехфазной цепи: резисторов,
конденсатора и индуктивной катушки.Исследовать следующие режимы работы
четырехпроводной трехфазной цепи:симметричная резистивная нагрузка;
несимметричная резистивная нагрузка;
несимметричная неоднородная нагрузка;
обрыв линейного провода при несимметричной
неоднородной нагрузке.
Исследовать следующие режимы работы
трехпроводной трехфазной цепи:Симметричная резистивная нагрузка;
Несимметричная резистивная нагрузка;
короткое замыкание фазы приемника
при однородной нагрузке;обрыв линейного провода при однородной
нагрузке.
Методические указания к пункту 1 рабочего задания описание установки
В лабораторной работе используется
симметричный трехфазный источник
энергии частотой 50 Гц. В качестве
симметричной нагрузки используются
три резистора с номинальными сопротивлениями
1 кОм, в качестве несимметричной
однородной нагрузки используются три
резистора с номинальными сопротивлениями
соответственно 1 кОм, 330 Ом и 470 Ом.
Для исследования несимметричных
режимовпри неоднородной нагрузке
применяются резистор с номинальными
сопротивлениями 1 кОм, катушка
индуктивности, имеющая 900 витков, с
собранным ферромагнитным сердечником
и конденсатор емкостью 2÷4 мкФ.
Для измерения используются виртуальные
приборы измерения (см. раздел 9).
К пункту 2 рабочего задания
Параметры (сопротивления) пассивных
элементов, используемых в качестве
нагрузки трехфазной цепи: резисторов
(R), конденсатора (XC)
и индуктивной катушки (RKиXK),
определяются опытным путем таким же
образом, как это было рассмотрено при
выполнении лабораторной работы № 5.
К пункту 3 рабочего задания
СИММЕТРИЧНАЯ РЕЗИСТИВНАЯ НАГРУЗКА
Соберите схему трехфазной четырехпроводной
цепи, включив в каждую фазу приемника,
соединенного по схеме «звезда», резистор
с номинальным сопротивлением 1 кОм
(рис. 6.1).
Таблица 6.1.
Четырехпроводная | Симметричная | Несимметричная | Несимметричная | Обрыв | |||||
Измеренные | UAB | ||||||||
UBC | |||||||||
UCA | |||||||||
Измеренные фазные | UA | ||||||||
UB | |||||||||
UC | |||||||||
Измеренные | IA | ||||||||
IB | |||||||||
IC | |||||||||
IN | |||||||||
Измеренные | РА | ||||||||
PВ | |||||||||
PС | |||||||||
P | |||||||||
Рассчитанные | IA | ||||||||
IB | |||||||||
IC | |||||||||
IN | |||||||||
Рассчитанные | РА | ||||||||
PВ | |||||||||
PС | |||||||||
P |
Измерьте напряжения, токи и мощности
на нагрузке в схеме с нейтральным
проводом. В четырехпроводной цепи
ваттметром измеряется поочередно
мощность каждой фазы (рис. 6.2), при
этом токовая обмотка ваттметра включается
последовательно с нагрузкой, а обмотка
напряжения – подключается между
соответствующим линейным проводом и
нейтралью. (Для переключения ваттметра
из одной цепи в другую, также как и
амперметра, используйте специальный
коммутационный мини блок «амперметр»
и пару проводников с коаксиальным
разъёмом!). Результаты измерений
занесите в табл. 6.1. Измерение напряжений
на элементах схемы производите поочередным
подключением вольтметра к различным
участкам цепи.
По данным опыта проверьте соотношение
между линейными и фазными напряжениями.
Постройте топографическую диаграмму
напряжений и векторную диаграмму токов.
Считая известными фазные напряжения
источника и параметры (сопротивления)
фаз приемника, рассчитайте фазные
(линейные) токи и ток в нейтральном
проводе, а также активные мощности
приемника. Результаты расчетов занесите
в табл. 6.1. Проверьте баланс активных
мощностей.
Если пренебречь сопротивлениями
проводов по сравнению с сопротивлениями
нагрузки, то в четырехпроводной цепи
фазные напряжения приемника всегда
равны фазным напряжениям источника
(рис. 6.3.) и не зависят от сопротивлений
фаз приемника.
Фазные токи равны линейным токам и
определяются по закону Ома:
;
;
.
Ток нейтрального провода определяется
по первому закону Кирхгофа:
.
При симметричных напряжениях
,
,
и симметричной резистивной нагрузке
фазные токи будут также симметричны
(рис. 6.2) и их действующие значения
могут быть определены по формуле:
.
Построение топографической диаграммы
напряженийделается в следующей
последовательности. Вектор одного из
фазных напряжений
,
или
строится в масштабе напряжений в
произвольном направлении. Так на рис. 6.3
вектор
отложен вертикально. При соединении
фаз по схеме «звезда» концы фаз имеют
одинаковое значение потенциала (точка
N) и в случае симметричного
источника векторы напряжений
,
,
равны по величине и сдвинуты между
собой на 120о. Комплексы линейных
напряжений
,
и
в соответствии со вторым законом Кирхгофа
определяются как разность соответствующих
фазных напряжений.
Векторная диаграмма токов строится
в масштабе токов вместе с топографической
диаграммой напряжений. При резистивной
нагрузке фазные токи
,
и
совпадают по фазе соответственно с
фазными напряжениями
,
и
(рис. 6.3). При симметричной нагрузке
фазные токи также симметричны и ток в
нейтральном проводе
.
В случае резистивного приемника
реактивная мощность равна нулю, а
активная мощность равна полной мощности.
В симметричной трехфазной цепи мощности
всех фаз равны между собой. При соединении
фаз приемника по схеме «звезда» активная
мощность может быть рассчитана по
формулам:
.
При смешанной (активно-индуктивной или
активно-емкостной) нагрузке в симметричной
трехфазной цепи:
Активная мощность
,
где φ – сдвиг по фазе между фазными
токами и напряжениями приемника.
Реактивная мощность
.
Полная мощность
.
НЕСИММЕТРИЧНАЯ РЕЗИСТИВНАЯ НАГРУЗКА
Соберите схему с несимметричной
резистивной нагрузкой, включив в каждую
фазу звезды резистор в соответствии с
заданным вариантом (номер варианта
соответствует номеру бригады см.
табл. 6.2). Произведите измерения токов,
напряжений и активных мощностей,
указанных в табл. 6.1.
Таблица
6.2
Номер | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Четырехпроводная | |||||||
Несимметричный | |||||||
R1=1 кОм | a | b | c | a | c | b | a |
R2=330 Ом | b | c | a | c | b | a | b |
R3=470 Ом | c | a | b | b | a | c | c |
Несимметричный | |||||||
Резистор | a | b | c | a | c | b | a |
Конденсатор | b | c | a | c | b | a | b |
Индуктивная | c | a | b | b | a | c | a |
Обрыв | А | В | С | С | А | В | В |
Трехпроводная | |||||||
Несимметричный | |||||||
R1=1 кОм | a | b | c | a | c | b | a |
R2=330 Ом | b | c | a | c | b | a | b |
R3=470 Ом | c | a | b | b | a | c | c |
Аварийные | |||||||
Короткое | b | c | a | b | a | c | b |
Обрыв | А | В | С | С | А | В | В |
По данным опыта постройте топографическую
диаграмму напряжений и векторную
диаграмму токов.
Считая известными фазные напряжения
источника и параметры (сопротивления)
фаз приемника, рассчитайте фазные
(линейные) токи и ток в нейтральном
проводе, а также активные мощности
приемника. Результаты расчетов занесите
в табл. 6.1. Проверьте баланс активных
мощностей.
В несимметричной четырехпроводной
трехфазной цепи система фазных напряжений
остается симметричной (рис. 6.4). При
несимметричной резистивной нагрузке
фазные токи
,
и
по-прежнему совпадают по фазе соответственно
с фазными напряжениями
,
и
(рис. 6.4), но их система становится
несимметричной, и по нейтральному
проводу будет протекать ток. На рис. 6.4
приведена векторная диаграмма токов
для случая.
Активная мощность каждой фазы может
быть рассчитана по формулам:
;
;
.
Мощность трехфазной цепи определяется
как сумма мощностей всех трех фаз:
.
НЕСИММЕТРИЧНАЯ НЕОДНОРОДНАЯ НАГРУЗКА
Соберите схему, включив в каждую фазу
цепи резистор, конденсатор и индуктивную
катушку в соответствии с заданным
вариантом (номер варианта соответствует
номеру бригады см. табл. 6.2). Произведите
измерения токов, напряжений и активных
мощностей, указанных в табл. 6.1.
По данным опыта постройте топографическую
диаграмму напряжений и векторную
диаграмму токов.
Считая известными фазные напряжения
источника и параметры (сопротивления)
фаз приемника, рассчитайте фазные
(линейные) токи и ток в нейтральном
проводе, а также активные мощности
приемника. Результаты расчетов занесите
в табл. 6.1. Проверьте баланс активных
мощностей.
Построение топографической диаграммы
напряжений делается таким же образом,
как и в предыдущих пунктах. При построении
векторной диаграммы фазных токов
необходимо помнить, что ток и напряжение
на резисторе совпадают по фазе, на
конденсаторе напряжение отстает от
тока на 90о, а на реальной катушке
индуктивностей, схема замещения которой
содержит последовательное соединение
резистора RK
и идеальной индуктивности XK,ток
отстает от напряжения на угол
.
Качественная векторная диаграмма токов
для случая, когда в фазу a
включен резистор, в фазу b
– индуктивная катушка, а в фазу c
– конденсатор, представлена на рис. 6.5.
В случае несимметричной неоднородной
нагрузки активная мощность фазы, в
которую включен конденсатор, равна
нулю, а активная мощность фазы, в которую
включена катушка индуктивности, может
быть определена по формулам:
.
ОБРЫВ ЛИНЕЙНОГО ПРОВОДА
ПРИ НЕСИММЕТРИЧНОЙ НЕОДНОРОДНОЙ НАГРУЗКЕ
Отключите одну из фаз в соответствии с
заданным вариантом (номер варианта
соответствует номеру бригады см.
табл.6.2). Произведите измерения токов,
напряжений и активных мощностей,
указанных в табл. 6.1.
По данным опыта постройте топографическую
диаграмму напряжений и векторную
диаграмму токов.
Считая известными фазные напряжения
источника и параметры (сопротивления)
фаз приемника, рассчитайте фазные
(линейные) токи и ток в нейтральном
проводе, а также активные мощности
приемника. Результаты расчетов занесите
в табл. 6.1. Проверьте баланс активных
мощностей.
При обрыве провода, например, в фазе А
ток этой фазы становится равным нулю,
напряжения и токи в фазах В и С
не изменяются, а в нейтральном проводе
будет протекать ток
.
Что такое чисто резистивная цепь? — Диаграмма и осциллограмма
Цепь, содержащая только чистое сопротивление R Ом в цепи переменного тока, известна как Чистая резистивная цепь переменного тока . Наличие индуктивности и емкости не существует в чисто резистивной цепи. Переменный ток и напряжение движутся как вперед, так и назад в обоих направлениях цепи. Следовательно, переменный ток и напряжение соответствуют форме синусоидальной волны или известной как синусоидальная форма волны.
В комплекте:
В чисто резистивной схеме мощность рассеивается резисторами, а фаза напряжения и тока остается неизменной, то есть напряжение и ток достигают своего максимального значения одновременно. Резистор — это пассивное устройство, которое не производит и не потребляет электроэнергию. Преобразует электрической энергии в тепло .
Описание резистивной цепи
В цепи переменного тока отношение напряжения к току зависит от частоты источника питания, угла сдвига фаз и разности фаз.В резистивной цепи переменного тока значение сопротивления резистора будет одинаковым независимо от частоты питания.
Пусть переменное напряжение, приложенное к цепи, определяется уравнением
Тогда мгновенное значение тока, протекающего через резистор, показанное на рисунке ниже, будет:
Значение тока будет максимальным при ωt = 90 ° или sinωt = 1
Подставляя значение sinωt в уравнение (2), получаем
Фазовый угол и форма волны резистивной цепи
Из уравнений (1) и (3) ясно, что нет разности фаз между приложенным напряжением и током, протекающим через чисто резистивную цепь, т.е.е. фазовый угол между напряжением и током ноль . Следовательно, в цепи переменного тока, содержащей чистое сопротивление, ток находится в фазе с напряжением, как показано на рисунке ниже.
Форма волны и фазовая диаграмма чисто резистивной цепи
Питание в чисто резистивной цепи
Три цвета: красный, синий и розовый, показанные на кривой мощности или форме волны, обозначают кривую тока, напряжения и мощности соответственно. Из векторной диаграммы видно, что ток и напряжение находятся в фазе друг с другом, что означает, что значение тока и напряжения достигает своего пика в один и тот же момент времени, а кривая мощности всегда положительна для всех значений тока. и напряжение.
Как и в цепи питания постоянного тока, произведение напряжения и тока известно как мощность в цепи. Точно так же мощность одинакова и в цепи переменного тока, с той лишь разницей, что в цепи переменного тока учитывается мгновенное значение напряжения и тока.
Следовательно, мгновенная мощность в чисто резистивной цепи определяется уравнением, показанным ниже:
Мгновенная мощность, p = vi
Средняя мощность, потребляемая в цепи за полный цикл, равна
Поскольку клапан cosωt равен нулю.
Итак, подставив значение cosωt в уравнение (4), значение мощности будет равно Где,
- P — средняя мощность
- В r.m.s — среднеквадратичное значение напряжения питания
- I r.m.s — среднеквадратичное значение тока
Следовательно, мощность в чисто резистивной цепи определяется выражением:
Напряжение и ток в чисто резистивной цепи синфазны друг с другом, имея без разности фаз с нулевым фазовым углом.Переменная величина достигает своего пикового значения в интервале одного и того же периода времени, т.е. повышение и падение напряжения и тока происходит одновременно.
.
На этой странице объясняется, как определять нагрузки, чтобы вы могли использовать свой генератор размера в соответствии с вашими потребностями. Обычно вы хотите включить «необходимые» вещи и оставить место для других целей. Вы всегда должны помнить, что генератор не может работать с полной нагрузкой в течение длительного времени. Всегда предполагайте, что вам понадобится больше элементов питания, чем меньше, и оставляйте запас прочности сверх постоянной нагрузки выбранного вами генератора. Менее дорого покупать больше мощности (большей мощности) в одном блоке, чем покупать второй блок или «модернизировать», обменивая старый генератор на новый. Часто затраты на установку для более крупного блока на начальном этапе намного выше, но если вам впоследствии придется увеличить размер вашего соединения, это будет очень дорого. Все это требует здравого смысла и некоторого опыта. Спросите совета у электрика, он поможет решить, что вам нужно. Ниже приводится краткое руководство, которое поможет вам понять основы.Руководство по мощности предоставит вам значения для наиболее распространенных предметов дома и на работе. Если вы сможете получить данные с паспортной таблички, ваши расчеты будут более точными, однако в большинстве случаев будет достаточно использования Руководства, особенно если вы оставите себе достаточно места для выращивания. Убедитесь, что у вас достаточно размера , приобретя генератор достаточно большой для настоящего и будущего. Перейдите в раздел «Расчеты», чтобы использовать новое понимание и применить полученные числа. Вы должны быть в состоянии определить генератор правильного размера для вас. ГЕНЕРАТОР ИСПОЛЬЗОВАНИЕ Генераторы используются для выполнения самых разных работ. Широкий выбор генераторов удовлетворяет потребности практически всех потенциальных пользователей. Генераторы, предлагаемые GeneratorJoe, представляют собой надежный и удобный в использовании источник питания высокого качества.
. Банк резистивной нагрузки по лучшей цене в ИндииПопулярные продукты для банков с резистивной нагрузкой Банки резистивной нагрузки переменного тока рупий 3 лакха Национальные резисторы, Пуна Банк резистивной нагрузки 15 000 рупий Банк резистивной нагрузки 1 рупий.80 лакх Centronix Банк резистивной нагрузки 5,500 Продукция Trutech Банк нагрузки электрического сопротивления 50 000 рупий Logica Engineering & Manufacturing India Private Limited Банк резистивной нагрузки 73000 рупий ИНЖЕНЕРНЫЕ РАБОТЫ RNS Банк резистивной нагрузки 1500 рупий Protos Electromech Private Limited Банк резистивной нагрузки 50 000 рупий Attharva Electro Controls Банки резистивной нагрузки рупий 4 лакха Matrusree Electro Heats Банк резистивной нагрузки переменного тока 4000 рупий K-Pas Instronic Engineers India Private Limited Резистивная нагрузка постоянного тока с реостатом 32000 рупий Stead Electronic Industries Банк однофазной резистивной нагрузки 10 000 Sinusoidal Test Equipments Private Limited . |