Бестрансформаторные блоки питания. Сетевые понижающие источники питания с гасящими конденсаторами, а также ключевые схемы бестрансформаторных преобразователей напряжения

Номинальное напряжение — конденсатор

Номинальные напряжения конденсаторов устанавливаются в соответствии с рядом ( ГОСТ 9665 — 77): 1; 1 6; 2 5; 3 2; 4; 6 3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 350; 400; 450; 500; 630; 800; 1000; 1600; 2000; 2500; 3000; 4000; 5000; 6300; 8000; 10 000 В.

Номинальное напряжение конденсатора определяют с учетом постоянной и переменной составляющих напряжения в месте установки конденсатора. Сумма постоянной и амплитуды переменной составляющих не должна превышать номинального напряжения, а для электролитических конденсаторов амплитуда переменной составляющей не должна превышать величины постоянной составляющей.

Схемы включения в однофазную сеть трехфазных.| Схема включения в однофазную сеть трехфазных двигателей с шестью выводами.

Номинальное напряжение конденсатора должно быть равно или несколько больше расчетного значения.

Метеорит72 - лучший интернет магазин светодиодного освещения! Товары высочайшего качества, безупречный сервис, широчайший ассортимент, отличные цены, гарантия. Посмотреть продукцию >>>

Номинальное напряжение конденсатора ( / определяется электрической прочностью, толщиной диэлектрика и некоторыми другими факторами.

Номинальное напряжение конденсатора, например 100 В, имеет иной смысл: оно указывает предельное напряжение сети, питающей электроустановку, содержащую конденсатор. В нашем случае напряжение сети не должно превышать 100 В. Для сети любого меньшего напряжения конденсатор годится, но при обязательном учете рода тока: постоянный, переменный, пульсирующий.

Номинальное напряжение конденсатора — это напряжение, при котором он может надежно работать длительное время, сохраняя основные параметры. Рабочее напряжение конденсатора должно быть ниже номинального.

Схемы КУ 6 — 10 кВ с тремя.

Номинальное напряжение конденсаторов следует выбирать таким, чтобы иметь минимальное количество последовательных групп и максимальное количество параллельных конденсаторов в группе. Такая схема обеспечивает минимальное повышение напряжения на конденсаторах после выхода из работы одного или нескольких из них в какой-нибудь из последовательных групп.

Номинальное напряжение конденсатора — наибольшее напряжение между его обкладками, при котором он способен надежно и длительно работать, сохраняя свои параметры при всех установленных для него рабочих температурах. Для большинства типов конденсаторов регламентируется номинальное напряжение постоянного тока Допустимое напряжение переменного тока на конденсаторе, как правило, меньше номинального напряжения постоянного тока При работе конденсатора в цепи пульсирующего тока сумма напряжения постоянного тока и амплитудного значения напряжения переменного тока не должна превышать номинального напряжения.

Номинальное напряжение конденсатора — это наибольшее напряжение между его обкладками, при котором он способен надежно и длительно работать, сохраняя свои параметры. Для большинства конденсаторов регламентируется номинальное напряжение постоянного тока.

Номинальное напряжение конденсатора определяют с учетом постоянной и переменной составляющих напряжения в месте установки конденсатора. Сумма постоянной и амплитуды переменной составляющих не должна превышать номинального напряжения, а для электролитических конденсаторов амплитуда переменной составляющей не должна превышать величины постоянной составляющей.

Номинальное напряжение конденсаторов групп Н70, Н90 равно 35 В, группы ИЗО — 50 В, остальные группы — 80 В.

 Светодиодная лента  Офисные Светильники

Номинальное напряжение конденсатора UH определяется электрической прочностью, толщиной диэлектрика и некоторыми другими факторами.

Номинальное напряжение конденсатора Сф в схемах а рис. 1, 2 и 4 должно быть таким же, как и конденсатора Со, а в схеме на рис. 3 оно должно быть в 1 2 раза больше Ua.

Общие сведения

 Офисные Светильники

Измерение емкости конденсатора номинальной емкостью 10 мкФ с помощью осциллографа-мультиметра

Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:

C = Q/∆φ

Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах (Кл), — разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах (Ф). Данная единица измерения названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Фарад является очень большой емкостью для изолированного проводника. Так, металлический уединенный шар радиусом в 13 радиусов Солнца имел бы емкость равную 1 фарад. А емкость металлического шара размером с Землю была бы примерно 710 микрофарад (мкФ).

Так как 1 фарад — очень большая емкость, поэтому используются меньшие значения, такие как: микрофарад (мкФ), равный одной миллионной фарада; нанофарад (нФ), равный одной миллиардной; пикофарад (пФ), равный одной триллионной фарада.

В системе СГСЭ основной единицей емкости является сантиметр (см). 1 сантиметр емкости — это электрическая емкость шара с радиусом 1 сантиметр, помещенного в вакуум. СГСЭ — это расширенная система СГС для электродинамики, то есть, система единиц в которой сантиметр, грам, и секунда приняты за базовые единицы для вычисления длины, массы и времени соответственно. В расширенных СГС, включая СГСЭ, некоторые физические константы приняты за единицу, чтобы упростить формулы и облегчить вычисления.

4.3. Определение параметров потребителя по опытным данным

Задача 2. Катушка индуктивности (рис. 6.10) подключена к сети с напряжением U = 100 В. Ваттметр показывает значение PK = 600 Вт, амперметр: I = 10 А. Определить параметры катушки RK, LK.

Анализ и решение задачи 2

1. Вычисление полного сопротивления катушки

ZК = U / I = 100 / 10 = 10 Ом.

2. Вычисление активного сопротивления катушки RК

Ваттметр измеряет активную мощность, которая в данной схеме потребляется активным сопротивлением RК.

RК = PК / I2 = 600 / 100 = 6 Ом.

3. Вычисление индуктивности катушки LК

;  Ом;

XК = 2πf LК; LК = XК / (2πf) = 8 / (2π×50) = 0,025 Гн.

Дополнительные вопросы к задаче 2

1. Как решить задачу другим способом?

Параметры катушки индуктивности можно определить, рассчитав полную мощность SК и реактивную мощность катушки QК.

SК = U I = 100 · 10 = 1000 ВА.

 ВАр.

RК = PК / I2 = 6 Ом; XК = QК / I2 = 8 Ом;  Ом.

2. Записать законы изменения тока и всех напряжений для данной цепи.

Определим угол фазового сдвига между током i(t) и приложенным напряжением u(t)

φ = arctg(XК / RК) = arctg(8 / 6) = 53°.

В цепи с активно-индуктивной нагрузкой напряжение опережает ток на угол φ = 53°. Амплитуды тока и напряжения определим, зная действующие значения тока и напряжения

А;  В.

Законы изменения тока i(t) и напряжения u(t) запишутся в следующем виде:

i(t) = 14,1 sinωt; u(t) = 141 sin(ωt + 53°).

Для записи напряжений uR(t) и uL(t) определим их величины

UR = R I = 60 В;  В;

UL = XL I = 80 В;  В.

На активном сопротивлении RК ток i(t) и напряжение uR(t) по фазе совпадают. При протекании тока через индуктивность LК возникает фазовый сдвиг φ = 90° между током i(t) и напряжением uL(t).

uR(t) = 84,8 sinωt; uL(t) = 113 sin(ωt+90°).

Свободные электрические колебания в параллельном контуре.

Основные свойства индуктивности:

— Ток, протекающий в катушке индуктивности, создаёт магнитное поле с энергией .
— Изменение тока в катушке вызывает изменение магнитного потока в её витках, создавая в них ЭДС, препятствующую изменению тока и магнитного потока.

Период свободных колебаний контура LC можно описать следующим образом:

Если конденсатор ёмкостью C заряжен до напряжения U, потенциальная энергия его заряда составит.
Если параллельно заряженному конденсатору подключить катушку индуктивности L, в цепи пойдёт ток его разряда, создавая магнитное поле в катушке.

Магнитный поток, увеличиваясь от нуля, создаст ЭДС в направлении противоположном току в катушке,
что будет препятствовать нарастанию тока в цепи, поэтому конденсатор разрядится не мгновенно, а через время t1,
которое определяется индуктивностью катушки и ёмкостью конденсатора из расчёта t1 = .
По истечении времени t1, когда конденсатор разрядится до нуля, ток в катушке и магнитная энергия будут максимальны.
Накопленная катушкой магнитная энергия в этот момент составит.
В идеальном рассмотрении, при полном отсутствии потерь в контуре, EC будет равна EL.
Таким образом, электрическая энергия конденсатора перейдёт в магнитную энергию катушки.

Изменение (уменьшение) магнитного потока накопленной энергии катушки создаст в ней ЭДС,
которая продолжит ток в том же направлении и начнётся процесс заряда конденсатора
индукционным током. Уменьшаясь от максимума до нуля в течении времени t2 = t1,
он перезарядит конденсатор от нуля до максимального отрицательного значения (-U).
Так магнитная энергия катушки перейдёт в электрическую энергию конденсатора.

Описанные интервалы t1 и t2 составят половину периода полного колебания в контуре.
Во второй половине процессы аналогичны, только конденсатор будет разряжаться от отрицательного значения, а ток и магнитный поток сменят направление.
Магнитная энергия вновь будет накапливаться в катушке в течении времени t3, сменив полярность полюсов.

В течении заключительного этапа колебания (t4),
накопленная магнитная энергия катушки зарядит конденсатор до первоначального значения U
(в случае отсутствия потерь) и процесс колебания повторится.

В реальности, при наличии потерь энергии на активном сопротивлении проводников,
фазовых и магнитных потерь, колебания будут затухающими по амплитуде.
Время t1 + t2 + t3 + t4 составит период колебаний .
Частота свободных колебаний контура ƒ = 1 / T

Частота свободных колебаний является частотой резонанса контура,
на которой реактивное сопротивление индуктивности XL=2πfL равно реактивному сопротивлению ёмкости XC=1/(2πfC).

Расчёт частоты резонанса LC-контура:

Предлагается простой онлайн-калькулятор для расчёта резонансной частоты колебательного контура.

Необходимо вписать значения и кликнуть мышкой в таблице.
При переключении множителей автоматически происходит пересчёт результата.

Частота резонанса колебательного контура LC.
ƒ = 1/(2π√(LC))

Расчёт индуктивности:

Индуктивность для колебательного контура LC
L = 1/(4𲃲C)

Похожие страницы с расчётами:Рассчитать импеданс.Рассчитать реактивное сопротивление.Рассчитать реактивную мощность и компенсацию.

4.2. Расчет электрических параметров цепи

Задача 1. Электрическая цепь, показанная на рис. 6.8, питается от источника синусоидального тока с частотой 200 Гц и напряжением 120 В. Дано: R = 4 Ом, L = 6,37 мГн, C = 159 мкФ.

Вычислить ток в цепи, напряжения на всех участках, активную, реактивную, и полную мощности. Построить векторную диаграмму, треугольники сопротивлений и мощностей.

Анализ и решение задачи 1

1. Вычисление сопротивлений участков и всей цепи

Индуктивное реактивное сопротивление

XL = 2πf L = 2×3,14×200×6,37·10-3 Ом.

Емкостное реактивное сопротивление

XC = 1 / (2πf C) = 1 / (2×3,14×200×159·10-6) Ом.

Реактивное и полное сопротивления всей цепи:

X = XL — XC = 3 Ом;  Ом.

2. Вычисление тока и напряжений на участках цепи

Ток в цепи

I = U / Z = 120 / 5 А.

Напряжения на участках:

U1 = R I = 96 В; U2 = XL I = 192 В; U3 = XC I = 120 В.

3. Вычисление мощностей

Активная мощность

P = R I2 = U1 I = 2304 Вт.

Реактивные мощности:

QL = XL I2 = U2 I = 4608 ВАр; QC = XC I2 = U3 I = 2880 ВАр.

Полная мощность цепи

ВА.

4. Расчет цепи методом комплексных чисел

Запишем в комплексном виде сопротивление каждого элемента и всей цепи

R = 4ej0° = 4 Ом; XL = 8e+j90° = j8 Ом; XC = 5e-j90° = -j5 Ом.

Z = R + j(XL — XC) = 4 + j(8 — 5) Ом.

На комплексной плоскости в масштабе: в 1 см – 2 Ом, построим треугольник сопротивлений (рис. 6.9. а).

Из треугольника определим величину полного сопротивления Z и угол фазового сдвига φ

Ом;

В показательной форме полное сопротивление всей цепи запишется в виде

Z = Ze+jφ = 5e+j37°Ом.

Примем начальную фазу приложенного к цепи напряжения за нуль и определим по закону Ома ток в данной цепи

Í = Ú / Z = 120e+j0° / 5e+j37° А.

Следовательно, в данной цепи ток отстает по фазе от напряжения на угол φ. Зная величину тока I, определим мощности для отдельных элементов и всей цепи.

P = 2304 Вт; QL = 4608 ВАр; QC = 2880 ВАр.

Треугольник мощностей в масштабе: в 1 см – 1000 Вт (ВАр); (ВА), построим (рис. 6.9. б) на основе выражения для полной мощности

S2 = P2 + (QL — QC)2.

Для построения векторных диаграмм по току и напряжениям примем начальную фазу тока равной нулю, т.к. ток I в данной схеме является одним и тем же для всех элементов в цепи.

Í = Ie+j0° / 24e+j0°А.

Запишем выражения для напряжений в комплексной форме

Ú1 = R Í = 96e+j0° В; Ú2 = XL Í = 192e+j90°В;

Ú3 = XC Í = 120e-j90° В; Ú = Z Í = 120e+j37° В.

Выберем масштабы для векторной диаграммы: в 1 см – 6 А; в 1 см – 50 В. Векторная диаграмма напряжений строится на основе второго закона Кирхгофа для данной цепи

Ú = Ú1 + Ú2 + Ú3.

Векторная диаграмма цепи показана на рис. 6.9. в. При последовательном соединении элементов построение диаграммы начинают с вектора тока Í, по отношению к которому ориентируются вектора напряжений на участках цепи: напряжение на активном сопротивлении Ú1 совпадает с ним по направлению, напряжение на индуктивности Ú2 опережает его на 90°, на емкости отстает на 90°. Полное напряжение Ú строится как их векторная сумма.

Дополнительные вопросы к задаче 1

1. Какой характер носит эквивалентное реактивное сопротивление цепи?

По условию задачи XL > XC, поэтому X = XL — XC имеет индуктивный характер

Обратите внимание, что реактивные сопротивления отдельных участков цепи (XL, XC) могут быть больше ее полного сопротивления, так в данном случае XL > Z

2. Как изменяется режим работы цепи при изменении частоты питающего напряжения?

От частоты зависят реактивные сопротивления: XL прямо пропорционально частоте f, XC обратно пропорционально f. В рассматриваемой схеме XL > XC, поэтому при росте частоты X возрастает, ток уменьшается и возрастает угол φ его отставания от напряжения. При уменьшении частоты X уменьшается и при некотором ее значении X = 0, т.е. схема ведет себя как чисто активное сопротивление (режим резонанса напряжений, при котором UL = UC, Z = R и ток наибольший). При дальнейшем уменьшении частоты XC > XL, Z возрастает, I уменьшается, схема ведет себя как активно-емкостное сопротивление.

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован.

Яндекс.Метрика