Что такое индуктивная нагрузка

Что такое индуктивная нагрузка

Индуктивная нагрузка

При индуктивной нагрузке ( кривая 2) увеличение тока У, сопровождается более резким уменьшением напряжения, это объясняется, главным образом, размагничивающим действием реакции якоря. И, наконец, при емкостном характере нагрузки ( кривая. [31]

При индуктивной нагрузке , что характерно для большинства встречающихся на практике установок, ток отстает по фазе от напряжения. Рассмотрим отключение цепи с индуктивностью при к. Поскольку напряжение между контактами больше напряжения зажигания, сразу возникает дуга. Далее падение напряжения в дуге ид по мере возрастания тока несколько снижается. Вслед за погасанием дуги в момент прохождения тока через нуль ( при напряжении U) сразу же следует ее повторное зажигание, чему способствует большая величина напряжения между контактами в момент 2 — 2, близкая к максимальному значению. Таким образом, бестоковая пауза здесь практически отсутствует. Если не будет достигнуто активное охлаждение плазмы, то сохранение высокой проводимости дугового столба и облегченные условия зажигания приведут к длительному горению дуги. [32]

При индуктивной нагрузке работа инвертора усложняется. [33]

При индуктивной нагрузке током 1 а и напряжении 50 в ( с искрогаше-нием) срок службы контактов из сплава платины с 10 % иридия примерно в два раза больше, чем контактов из чистой платины. [34]

При индуктивной нагрузке необходимо применять искрогаше-ние. Для серебряных контактов при индуктивной нагрузке допустимая нагрузка должна быть уменьшена в два раза. [36]

При индуктивной нагрузке током 1 а и напряжении 50 в ( с искрогаше-нием) срок службы контактов из сплава платины с 10 % иридия примерно в два раза больше, чем контактов из чистой платины. [37]

При индуктивной нагрузке срок службы контактов резко уменьшается, так как увеличивается длительность горения дуги и энергия, выделяемая на контактах. Последняя зависит от величины коммутируемой мощности, постоянной времени цепи и потерь на вихревые токи в коммутируемой магнитной системе. [38]

При индуктивной нагрузке ( двигатели, трансформаторы) по сети не только передается энергия, необходимая для осуществления работы или нагрева у потребителя, но, кроме этого, по сети происходит непрерывный обмен энергией между генератором и магнитными полями в двигателях и трансформаторах. В течение некоторой части одного полупериода изменения тока энергия вырабатывается генератором и запасается в магнитных полях токоприемников, а во время остальной части полупериода накопленный запас энергии возвращается, отдается обратно генератору. Этот обмен энергией увеличивает ток и потери энергии в проводах. [39]

При индуктивной нагрузке генератор переменного тока совершает работу не все время, а только в течение определенной части полупериода изменения его напряжения. [41]

При индуктивной нагрузке ( кривая 2) увеличение тока нагрузки вызывает более резкое уменьшение напряжения, это объясняется главным образом размагничивающим действием реакции якоря. [43]

При индуктивной нагрузке создается продольное размагничивающее поле реакции якоря, уменьшающее поток полюсов. [45]

Все мы ежедневно сталкиваемся с электроприборами, кажется, без них наша жизнь останавливается. И у каждого из них в технической инструкции указана мощность. Сегодня мы разберемся что же это такое, узнаем виды и способы расчета.

Мощность в цепи переменного электрического тока

Электроприборы, подключаемые к электросети работают в цепи переменного тока, поэтому мы будем рассматривать мощность именно в этих условиях. Однако, сначала, дадим общее определение понятию.

Читайте также:  Кошачий наполнитель бентонитовая глина

Мощность — физическая величина, отражающая скорость преобразования или передачи электрической энергии.

В более узком смысле, говорят, что электрическая мощность – это отношение работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Если перефразировать данное определение менее научно, то получается, что мощность – это некое количество энергии, которое расходуется потребителем за определенный промежуток времени. Самый простой пример – это обычная лампа накаливания. Скорость, с которой лампочка превращает потребляемую электроэнергию в тепло и свет, и будет ее мощностью. Соответственно, чем выше изначально этот показатель у лампочки, тем больше она будет потреблять энергии, и тем больше отдаст света.

Поскольку в данном случае происходит не только процесс преобразования электроэнергии в некоторую другую (световую, тепловую и т.д.), но и процесс колебания электрического и магнитного поля, появляется сдвиг фазы между силой тока и напряжением, и это следует учитывать при дальнейших расчетах.

При расчете мощности в цепи переменного тока принято выделять активную, реактивную и полную составляющие.

Понятие активной мощности

Активная “полезная” мощность — это та часть мощности, которая характеризует непосредственно процесс преобразования электрической энергии в некую другую энергию. Обозначается латинской буквой P и измеряется в ваттах (Вт).

Рассчитывается по формуле: P = U⋅I⋅cosφ,

где U и I – среднеквадратичное значение напряжения и силы тока цепи соответственно, cos φ – косинус угла сдвига фазы между напряжением и током.

ВАЖНО! Описанная ранее формула подходит для расчета цепей с напряжением 220В, однако, мощные агрегаты обычно используют сеть с напряжением 380В. В таком случае выражение следует умножить на корень из трех или 1.73

Понятие реактивной мощности

Реактивная “вредная” мощность — это мощность, которая образуется в процессе работы электроприборов с индуктивной или емкостной нагрузкой, и отражает происходящие электромагнитные колебания. Проще говоря, это энергия, которая переходит от источника питания к потребителю, а потом возвращается обратно в сеть.

Использовать в дело данную составляющую естественно нельзя, мало того, она во многом вредит сети питания, потому обычно его пытаются компенсировать.

Обозначается эта величина латинской буквой Q.

ЗАПОМНИТЕ! Реактивная мощность измеряется не в привычных ваттах (Вт), а в вольт-амперах реактивных (Вар).

Рассчитывается по формуле:

где U и I – среднеквадратичное значение напряжения и силы тока цепи соответственно, sinφ – синус угла сдвига фазы между напряжением и током.

ВАЖНО! При расчете данная величина может быть как положительной, так и отрицательной – в зависимости от движения фазы.

Емкостные и индуктивные нагрузки

Главным отличием реактивной (емкостной и индуктивной) нагрузки – наличие, собственно, емкости и индуктивности, которые имеют свойство запасать энергию и позже отдавать ее в сеть.

Индуктивная нагрузка преобразует энергию электрического тока сначала в магнитное поле (в течение половины полупериода), а далее преобразует энергию магнитного поля в электрический ток и передает в сеть. Примером могут служить асинхронные двигатели, выпрямители, трансформаторы, электромагниты.

ВАЖНО! При работе индуктивной нагрузки кривая тока всегда отстает от кривой напряжения на половину полупериода.

Емкостная нагрузка преобразует энергию электрического тока в электрическое поле, а затем преобразует энергию полученного поля обратно в электрический ток. Оба процесса опять же протекают в течение половины полупериода каждый. Примерами являются конденсаторы, батареи, синхронные двигатели.

ВАЖНО! Во время работы емкостной нагрузки кривая тока опережает кривую напряжения на половину полупериода.

Коэффициент мощности cosφ

Коэффициент мощности cosφ (читается косинус фи)– это скалярная физическая величина, отражающая эффективность потребления электрической энергии. Проще говоря, коэффициент cosφ показывает наличие реактивной части и величину получаемой активной части относительно всей мощности.

Читайте также:  Тля на клубнике как бороться

Коэффициент cosφ находится через отношение активной электрической мощности к полной электрической мощности.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! При более точном расчете следует учитывать нелинейные искажения синусоиды, однако, в обычных расчетах ими пренебрегают.

Значение данного коэффициента может изменяться от 0 до 1 (если расчет ведется в процентах, то от 0% до 100%). Из расчетной формулы не сложно понять, что, чем больше его значение, тем больше активная составляющая, а значит лучше показатели прибора.

Понятие полной мощности. Треугольник мощностей

Полная мощность – это геометрически вычисляемая величина, равная корню из суммы квадратов активной и реактивной мощностей соответственно. Обозначается латинской буквой S.

Также рассчитать полную мощность можно путем перемножения напряжения и силы тока соответственно.

ВАЖНО! Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА).

Треугольник мощностей – это удобное представление всех ранее описанных вычислений и соотношений между активной, реактивной и полной мощностей.

Катеты отражают реактивную и активную составляющие, гипотенуза – полную мощность. Согласно законам геометрии, косинус угла φ равен отношению активной и полной составляющих, то есть он является коэффициентом мощности.

Как найти активную, реактивную и полную мощности. Пример расчета

Все расчеты строятся на указанных ранее формулах и треугольнике мощностей. Давайте рассмотрим задачу, наиболее часто встречающуюся на практике.

Обычно на электроприборах указана активная мощность и значение коэффициента cosφ. Имея эти данные несложно рассчитать реактивную и полную составляющие.

Для этого разделим активную мощность на коэффициент cosφ и получим произведение тока и напряжения. Это и будет полной мощностью.

Далее, исходя из треугольника мощностей, найдем реактивную мощность равную квадрату из разности квадратов полной и активной мощностей.

Как измеряют cosφ на практике

Значение коэффициента cosφ обычно указано на бирках электроприборов, однако, если необходимо измерить его на практике пользуются специализированным прибором – фазометром . Также с этой задачей легко справится цифровой ваттметр.

Если полученный коэффициент cosφ достаточно низок, то его можно компенсировать практически. Осуществляется это в основном путем включения в цепь дополнительных приборов.

  1. Если необходимо скорректировать реактивную составляющую, то следует включить в цепь реактивный элемент, действующий противоположно уже функционирующему прибору. Для компенсации работы асинхронного двигателя, для примера индуктивной нагрузки, в параллель включается конденсатор. Для компенсации синхронного двигателя подключается электромагнит.
  2. Если необходимо скорректировать проблемы нелинейности в схему вводят пассивный корректор коэффициента cosφ, к примеру, это может быть дроссель с высокой индуктивностью, подключаемый последовательно с нагрузкой.
Читайте также:  Камины электрические с эффектом живого пламени отзывы

Мощность – это один из важнейших показателей электроприборов, поэтому знать какой она бывает и как рассчитывается, полезно не только школьникам и людям, специализирующимся в области техники, но и каждому из нас.

Предположим, что нагрузкой являются последовательно соединенные резистор сопротивлением Ки и реактор индуктивностью 1и. Включение любого из тиристоров в схеме на рис. 5.44, а будет вызывать переходный процесс в системе: источник входного напряжения — нагрузка. При принятых ранее допущениях об идеальности элементов регулятора и полагая, что источник входного напряжения также идеален, можно рассмотреть переходный процесс при включении тиристора, например И57, на основе эквивалентной схемы на рис. 5.48, где включение ключа 5 соответствует включению тиристора Н57 в схеме на рис. 5.44. В этом случае ток нагрузки /н в переходном процессе может быть определен из уравнения

где со — частота напряжения.

Ток нагрузки определяется суммой свободной /НС8 и установившейся /н составляющих

Рис. 5.48. Тиристорный регулятор напряжения переменного тока на встрсчновклшченных тиристорах:

а — эквивалентная схема при включении тиристора; б — диаграммы напряжения и тока на элементах схемы

Установившуюся составляющую можно определить по формуле где

Свободная составляющая равна

где А — постоянная интегрирования; т — постоянная времени цепи.

Учитывая, что в момент включения ключа 5 из-за индуктивности ?н ток нагрузки не изменяется, можно определить постоянную А из соотношения

С учетом (5.102) — (5.104) получим решение уравнения (5.101):

Длительность X протекания тока гн через ключ 5 можно определить, приравнивая (5.105) к нулю, что соответствует моменту выключения тиристора К5/ (аналогично и тиристора УБ2). На рис. 5.48, б представлены диаграммы напряжения и тока при включении ключа при активно-индуктивной нагрузке и угле а > фн. Свободная составляющая тока ?11СВ(9) при медленном ее затухании приводит не только к увеличению или уменьшению максимального значения тока /„(9), но и к увеличению или уменьшению его длительности X. В результате возможно возникновение трех различных режимов протекания тока /„(9) в зависимости от соотношения углов а и фн.

Рис. 5.49. Зависимость действующего выходного напряжения от угла а при разных значениях cos фн

Активно-индуктивная нагрузка не только влияет на диапазон изменения угла управления а, но и на регулировочные характеристики (рис. 5.49). Из диаграммы видно, что спектральный состав тока и напряжения на нагрузке зависит не только от угла а, но и от коэффициента сдвига основной гармоники в нагрузке cos(pH. Коэффициент мощности х = PIS зависит от угла управления а и coscp. Общая закономерность изменения выходного напряжения Ult д и коэффициента мощности х выражается в снижении этих параметров при увеличении угла управления а. Используя (5.105), можно точно рассчитать эти значения в функции а для конкретных величин cos(pH при заданном входном напряжении.

Ссылка на основную публикацию
Что относится к пищевой продукции
В книжной версии Том 26. Москва, 2014, стр. 310 Скопировать библиографическую ссылку: ПИЩЕВЫ́Е ПРОДУ́КТЫ, про­дук­ты жи­вот­но­го, рас­ти­тель­но­го, ми­не­раль­но­го про­ис­хо­ж­де­ния, пред­на­зна­чен­ные...
Через какое расстояние крепить полипропиленовые трубы
При проектировании трубопроводы разделяются на отдельные участки, путем распределения точек жёсткого крепления. Расстояние между креплениями полипропиленовых труб таким образом, предотвращается...
Через сколько времени можно шпаклевать после грунтовки
Процесс нанесения шпаклевки на грунтовку является очень важным. Большое количество людей во время ремонта задумываются о том, что возможно ли...
Что относится к санитарно техническому оборудованию
Санитарно-техническое оборудование (сантехника) — это уст­ройства (приборы), устанавливаемые в уборных (туалетах), ванных комнатах, комнатах личной гигиены (на производстве и учреждени­ях),...
Adblock detector