Электрическая цепь с реальной катушкой индуктивности. Схема. Мощность катушки индуктивности. Коэффициент мощности. Способы ее улучшения.
Реальная катушка в цепи переменного тока
Реальная катушка в отличии от идеальной имеет не только индуктивность, но и активное сопротивление, поэтому при протекании переменного тока в ней сопровождается не только изменением энергии в магнитном поле, но и преобразованием электрической энергии в другой вид. В частности, в проводе катушки электрическая энергия преобразуется в тепло в соответствии с законом Ленца — Джоуля.
Ранее было выяснено, что в цепи переменного тока процесс преобразования электрической энергии в другой вид характеризуется активной мощностью цепи Р, а изменение энергии в магнитном поле —реактивной мощностью Q.
В реальной катушке имеют место оба процесса, т. е. ее активная и реактивная мощности отличны от нуля. Поэтому одна реальная катушка в схеме замещения должна быть представлена активным и реактивным элементами.
Схема замещения катушки с последовательным соединением элементов
В схеме с последовательным соединением элементов реальная катушка характеризуется активным сопротивлением R и индуктивностью L.
Активное сопротивление определяется величиной мощности потерь
R = P/I2
а индуктивность — конструкцией катушки. Предположим, что ток в катушке (рис. 13.9, а) выражается уравнением i = Imsinωt. Требуется определить напряжение в цепи и мощность.
При переменном токе в катушке возникает э. д. с. Самоиндукции eL поэтому ток зависит от действия приложенного напряжения и эдс eL. Уравнение электрического равновесия цепи, составленное по второму закону Кирхгофа, имеет вид: 
|
|
|
Приложенное к катушке напряжение состоит из двух слагаемых, одно из которых uR равно падению напряжения в активном сопротивлении, а другоеuL уравновешивает эдс самоиндукции.
В соответствии с этим катушку в схеме замещения можно представить активным и индуктивным сопротивлениями, соединенными последовательно (рис. 13.9, б).
Дополнительно заметим, что оба слагаемых в правой части равенства (13.12) являются синусоидальными функциями времени. Согласно выводам полученных в этих предыдущих двух (первая, вторая) статьях получим —uR совпадает по фазе с током, UL опережает ток на 90°.
Поэтому: u = R*Imsinωt + ωLImsin(ωt+π/2).
Коэффициентом мощности или cos φ электрической сети называется отношение активной мощности к полной мощности нагрузки расчетного участка.
cos φ = P/S, где:
φ – коэффициент мощности;
P - активная мощность Вт;
S - полная мощность ВА;
Коэффициент мощности можно определить как расчетным путем, так и измерить специальными приборами. Только в том случае, когда нагрузка имеет исключительно активный характер, cos φ равен единице. В основном же, активная мощность меньше полной и поэтому коэффициент мощности меньше единицы.
|
|
|
Способы улучшения коэффициента мощности действующей электроустановки. Имеется два понятия коэффициента мощности: естественный коэффициент мощности — при отсутствии каких-либо компенсаторов реактивной энергии и общий, искусственный коэффициент мощности – фактически достигнутое значение коэффициента мощности установки за счет каких-либо компенсаторов реактивной энергии, поэтому способы улучшения коэффициента мощности технологического процесса можно разделить на две группы.
Мероприятия по повышению естественного коэффициента: правильный выбор электродвигательных устройств по требуемой механической мощности (нагрузке ЭДУ Мс или Р); устранение холостых ходов силовых трансформаторов – перераспределение нагрузки между работающими трансформаторами; устранение режимов холостых ходов электродвигательных устройств и сварочных трансформаторов, агрегатов и аппаратов – применение ограничителей РХХ и схем переключения с «треугольника» на «звезду»; применение многодвигательных приводов и систем автоматической адаптации к нагрузке.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 2274; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!