Включении конденсаторов

10. Как изменится максимальное обратное напряжение, приложенное к запертому диоду, при включении конденсатора параллельно нагрузочному резистору?

Электролитические конденсаторы выполняют с оксидным диэлектриком. Оксидный диэлектрик в виде пленки наносят на одну из пластин конденсатора, в качестве которой служит тонкая алюминиевая или танталовая фольга. Другой пластиной конденсатора является электролит, в зависимости от вида которого различают жидкостные, сухие и твердые электролитические конденсаторы. Электролитические конденсаторы являются униполярными. Поэтому в их условных графических обозначениях соответствующую обкладку обозначают знаком «+». При включении конденсатора эту обкладку присоединяют к узлу электрической цепи с большим потенциалом, а другую обкладку — к узлу с меньшим потенциалом. Нарушение полярности приводит к выходу из строя конденсатора.

При включении конденсатора параллельно нагрузке для лучшего сглаживания пульсаций емкостное сопротивление должно быть значительно меньше активного сопротивления:

1) Считая трансформатор идеальным, определить значение коэффициента трансформации, при котором будет обеспечено резонансное состояние; 2) какая емкость потребуется при непосредственном включении конденсатора в цепь с индуктивностью для настройки ее в резонанс?

Перечисленные виды погрешностей относят к разряду стати^ ч е с к и х. Кроме них УПТ имеет динамические ошибки, вызванные реактивными паразитными элементами схемы. Анализ динамических составляющих погрешности может быть выполнен на основе схемы обобщенного УПТ ( 1. 2), в состав которой кроме рабочих входят паразитные емкости и сопротивления. Для сумматора С\ и Cz — паразитные емкости резисторов Ri и ^о, для интегратора Ci — паразитная емкость входного резистора R\, a RO — сопротивление интегрирующего конденсатора. Для дифференцирующего усилителя (образуется при включении конденсатора на входе и резистора — в цепь обратной связи) паразитными являются параметры R\ и Со. С изменением частоты входного сигнала реактивные паразитные элементы создают амплитудные погрешности и ошибки в виде фазового сдвига выходного напряжения по отношению к входному. Динамические свойства функциональных блоков обычно оценивают по их частотным характеристикам. Коэффициент усиления /Су сохраняет большое значение только в ограниченном диапазоне частот. С ростом частоты коэффициент К7 вначале медленно, а затем (за полосой пропускания) резко уменьшается. Кроме того, увеличивается фазовая погрешность. Поэтому

Исследования, проведенные Е. И. Малаховским, показали, что более точно явление абсорбции в конденсаторе учитывается посредством нескольких параллельно включенных цепей с разными емкостями и постоянными времени. Как видно из представленных на 4.4, а кривых изменения токов заряда основной емкости конденсатора ic, утечки iyT и абсорбции ia, токи абсорбции при включении конденсатора затухают не по простому экспоненциальному

вая часть обеспечивает демонстрацию переходных процессов при включении конденсатора к источнику постоянного напряжения и отключении конденсатора от источника (с последующим замыканием конденсатора на резистор). Вторая часть обеспечивает демонстрацию переходных процессов при включении емкостной цепи к источнику синусоидального напряжения.

Программный модуль, обеспечивающий "наблюдение" переходных процессов при включении конденсатора на синусоидальное напряжение, охватывает строки 1730-2590.

Формирование схемы электрической цепи (строка 1750). Для формирования схемы вызывается подпрограмма фрагмента схемы (подробно описанная в § 10.3 и представленная на 10.2) и предусмотрен вызов с заданными координатами символа переменного напряжения и стрелки, указывающей положение ключа при включении конденсатора к источнику питания. Изображение схемы имеет вид, представленный на 11.6.

11.7. Графики переходных про- U1,U2,UC цессов при включении конденсатора на синусоидальное напряжение:

ВКЛЮЧЕНИИ КОНДЕНСАТОРА В СЕТЬ" PRINT : PRINT "ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ": PRINT

1) Определить величину емкости конденсаторов, соединенных звездой, необходимую для увеличения коэффициента мощности цепи до 0,8; 2) р е ш и т ь эту же задачу при включении конденсаторов треугольником.

Реактивная мощность, потребляемая установкой при включении конденсаторов: Q=Q(.— QiHOM=261,36—57,87=203,49 квар.

Полная мощность, потребляемая установкой при включении конденсаторов: S = \/Р?„„„ + Q2 = V''9,56а + 203,492 = 236 кВ-А.

тонких проводников, соединяющих обкладки с другими секциями или выводами конденсатора. При коротком замыкании в секции она отключается .перегоревшим проводником, а оставшиеся секции конденсатора остаются в работе. Ели защита секций отсутствует, то батареи конденсаторов снабжаются групповой защитой. В группу входит 5—10 конденсаторов с общим номинальным током до 100 а. Батарея в целом может также защищаться плавкими предохранителями. Ток плавкой вставки предохранителя (выбирается из условия отстройки от тока переходного процесса при включении конденсаторов

( 3.30, в) ток линии чисто емкостный и напряжение в конце линии выше, чем в начале. При включении нагрузки ( 3.30. г) возникает потеря напряжения от тока /2. Без установки конденсаторов напряжение в точке сети / было бы 0\ = и2 + /2гл. При включении конденсаторов появляется опережающий напряжение 02 ток /к, который создает потерю напряжения 1кгл, и в результате напряжение источника будет (У,. Вектор суммарного тока /,, проходящего в цепи, отстает от вектора напряжения t/, на угол ф,. Следовательно, наличие конденсаторной батареи уменьшает потерю напряжения в линии и увеличивает угол сдвига между напряжениями в начале и конце линии.

В этом случае в составе мощности нагрузки появилась отрицательная составляющая St/2/Яс и суммарная кривая SQH — /(?/) оказалась пологой. В свою очередь э.д.с. эквивалентного генератора при включении конденсаторов уменьшается, что приводит к деформации характеристики SQr.

Следует иметь в виду, что влияние конденсаторов на устойчивость асинхронных двигателей может быть различным в зависимости от того, изменяется или нет при включении конденсаторов коэффициент трансформации понижающих трансформаторов. В ряде случаев целесообразно, разгрузив питающую сеть от потока реактивной мощности, уменьшить потери энергии, но нет надобности повышать напряжение потребителей. В этих случаях при включении конденсаторов исходное значение напряжения восстанавливают, изменяя коэффициент трансформации, что ведет обычно к снижению запаса по статической устойчивости. Однако запас по устойчивости снижается не все-регулирования понижающих трансформато-тогда, когда напряжение на шинах потреби-

При включении конденсаторов С последовательной компенсации могут возникнуть некоторые необычные с точки зрения нормальной эксплуатации явления: качания синхронных машин, «застревание» асинхронных двигателей на скоростях, меньших нормальной, самовозбуждение при пуске асинхронного двигателя или при асинхронном пуске синхронного двигателя, появление субгармонических токов*. Последние для местных сетей существенного значения не имеют и поэтому в настоящем разделе не рассматриваются. Условия самовозбуждения асинхронного двигателя при пуске можно физически оценить на основе тех же соотношений, которые были получены при исследовании самовозбуждения синхронных машин. Не претендуя на строгость анализа и точность количественных соотношений, будем считать, что асинхронный двигатель, так же как турбогенератор, характеризуется реактивными сопротивлениями xd', xd. При изменении скорости (частоты) вращения со двигателя его индуктивные сопротивления изменяются (кривые / и 2 на 12.36). Емкостное сопротивление хс = 1/соС также изменяется, причем характеристики зависимости хс = Ф(Р) (кривые 3, 4, 5 на 12.36) различно располагаются относительно области xd'-^-xd, показанной на 12.36. В случае 3 самовозбуждения во время пуска не будет; в случае 4 оно должно быть вплоть до нормального режима; в случае 5 во время пуска на интервале скорости от о»! до со2 появится самовозбуждение, которое может исчезнуть, не развившись полностью, если двигатель быстро «проскочит» зону самовозбуждения.

(здесь С13, С12 и См — емкости кондгнсаторов, образованные соответствующими пластинами, х13, хп и х.^ — расстояния между пластинами). Разность потенциалов иг на об-кладках конденсатора См (на входе усилителя) может быть выражена через напряжение ut на входе системы как напряжение при последовательном включении конденсаторов:

Самовозбуждение асинхронной машины возможно также при включении конденсаторов во вторичную цепь, однако этот случай ввиду малой частоты в цепи ротора малоэкономичен.

где Р — механическая сила притяжения между пластинами; е0 — абсолютная диэлектрическая проницаемость диэлектрика; Е — напряженность электрического поля между пластинами; Е = D/KQ, где D — плотность смещения; F — площадь пластин; d — расстояние между пластинами; V — объем конденсатора. В электростатической форме удается запасти небольшое количество энергии, например в 1 м3 при технически осуществимом значении Е = 107 В всего 0,440 кДж. Эта энергия может играть значительную роль при включении конденсаторов в цепь переменного тока, меняющего 100 раз в секунду свое напряжение, когда конденсатор заряжается и разряжается в течение 1/20о с так, что отдаваемая при разрядке или требующаяся при зарядке средняя мощность составит значительную величину . Запас энергии в электретах ничтожен.