アクティブ誘導負荷とは何ですか。発電所の消費者負荷、過負荷、電力 - House of Energy ja

回路内の能動負荷交流電流は全て電気エネルギー 不可逆的に 熱に変換されます。アクティブな負荷の役割では、従来の抵抗器（白熱灯、電熱素子など）

アクティブ負荷である回路セクションの両端の電圧を、高調波の法則に従って変化させます。

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に全て電気エネルギー 不可逆的に に変換熱エネルギー、瞬時電力は常に正である必要があり、これは次の場合にのみ可能です . したがって、抵抗負荷の場合、電圧と電流は同相で変動します。

電流の瞬時値がとストレス互いに比例します。このステートメントは、チェーンセクションのオームの法則にすぎません。

したがって、アクティブロードオームの法則は、瞬時値と振幅値の両方に当てはまります。

AC回路を計算するとき、およびいつ電気測定電流と電圧の振幅または瞬時値を使用するのは不便であり、その期間の平均値はゼロに等しくなります。

最も便利なのは、いわゆる電流と電圧の実効値の導入でした。これらの概念は、電流の熱効果に基づいています。

実効値交流- これは直流の値であり、導体内の回路を流れている間、交流が流れているときと同じ量の熱が一定期間にわたって放出されます。

抵抗器に直流電流が流れたときに発生する熱は、ジュール・レンツの法則から求めることができます。

短時間で同じ抵抗 R の交流電流によって発生する熱は、電流の瞬時値で表すことができます。

期間中に放出された熱は、小さい合計によって検出されます :

(*) と (**) を等しくすると、交流の実効値が得られます。

EMFと電圧の実効値の式は似ています：

GOSTに従って、電流、電圧、およびEMFの実効値は、インデックスなしの対応する大文字で示されます。

交流電気測定器は、測定量の実効値で校正されます。

AC 回路のコンデンサは、いわゆる容量性負荷を表します。コンデンサのプレート間に誘電体が存在すると、 D.C.コンデンサを含む回路のセクションを流れることはできません。交流回路では、状況が変化します。可変EMFの影響下で、コンデンサを充電および放電できます。この場合、コンデンサを含む回路のセクションに充電または放電電流が流れます。

私たちの仕事は、コンデンサが正弦波EMFのソースに接続されている場合、コンデンサの充電電流と放電電流がどのように変化するかを調べることです .

明らかに、コンデンサの両端の電圧は発電機端子の両端の電圧と同じです。 . 次に、コンデンサの電荷

コンデンサの充電電流は、時間に対するコンデンサの電荷の導関数にすぎないため、次のようになります。

削減公式を使用しましょう。

コンデンサを含む回路の電流は、可変EMFの周波数に応じて高調波の法則に従って変化することがわかります。ただし、コンデンサの電圧と電流の位相は異なります。電流は、コンデンサ両端の電圧よりも進みます。

電流と電圧の時間依存性のグラフを比較すると、電流と電圧の瞬時値の間に比例関係がないことが簡単にわかります。言い換えると、 電流と電圧の瞬時値に関するオームの法則は満たされていません!

電流の時間依存性に戻りましょう

コサイン記号の前の値は、電流の振幅値です。

コンデンサを使用した回路の最大電流値は、最大電圧値に正比例します。だということだ 電流と電圧の振幅値については、オームの法則が満たされます。

比例係数は、コンデンサを含む回路セクションの導電率です。次に、値抵抗の役割を果たし、容量性抵抗と呼ばれます。

静電容量は、コンデンサの静電容量だけでなく、電流の周波数にも依存し、電流の周波数が高くなると、コンデンサの抵抗が低下し、逆に電流の振幅が増加します。したがって、コンデンサは高周波電流をよく「通過」させ、低周波電流を不十分に「通過」させます。電流の周波数が次の場合、コンデンサの抵抗は無限に大きくなります。、つまり、コンデンサを含むセクションに直流電流が流れることはありません（前述のとおり）。

アクティブ負荷. 消費されるすべてのエネルギーが熱に変換される最も単純な負荷。例としては、白熱灯、ヒーター、電気ストーブ、アイロンなどがあります。ここではすべてが単純です。合計消費電力が 2 kW の場合、正確に 2 kW で十分です。

無効負荷. 他の。それらは、順番に、誘導性と容量性に分けられます。最も単純な例は、最初のコイル、2 番目のコンデンサです。反応型消費者では、エネルギーは熱に変換されるだけでなく、その一部は他の目的、たとえば電磁場の形成に費やされます。

反応性の尺度は、いわゆる cosph です。たとえば、0.8 に等しい場合、エネルギーの 20% は熱に変換されません。計器は通常、「熱」消費電力と cof を示します。「実際の」消費量を計算するには、電力を cosf で割る必要があります。例: ドリルに「500 W」と「cos = 0.6」と表示されている場合、これは実際にはツールが発電機 500 0.6 = 833 W から「引き出す」ことを意味します。

心に留めておいてください：各ガソリンまたはディーゼル発電所には独自のコストがあり、これを考慮する必要があります。たとえば、0.8に等しい場合、上記のドリルの操作には、このユニットから833 Wが必要になります：0.8 \u003d 1041 V * A W（ワット）。

高始動電流. スイッチオン時の電気モーターは、通常モードの数倍のエネルギーを消費します。技術的な詳細に入るのを避けるために、類推を使用しましょう。水平面に重いカートが立っていると想像してください。将来的に速度を維持するよりも、その場所から移動する方がはるかに多くの労力が必要です。

時間内の過負荷の開始は数分の1を超えないため、主なことは、ミニ発電所がシャットダウンせずにそれに耐えることができることです（専門家は「飲み込む」と言います）。ここでのアドバイスは 1 つだけです。購入するときは、選択したユニットに対してどの過負荷が「厳しすぎる」かを必ず確認してください。

ちなみに、電流を開始するという観点から見ると、最も「ひどい」デバイスの1つは水中ポンプであり、開始時に消費量が7〜9倍になる可能性があります（状況2）。たとえば、ポンプにドリルがない場合とは異なり、これは理解できますアイドリング、彼女はすぐに水をくみ上げ始めなければなりません。

溶接工. 実際、電源には特別な発電機セットを使用することをお勧めします。ポイントはその作業溶接機ミニ発電所の観点からは、平凡な短絡のように見えます...しかし、人生の現実は、私たちのほとんどが2つのガソリンまたはディーゼル発電機を買う余裕がないようなものです。手。この場合、（少なくとも）直接ではなく、溶接変圧器を介して「調理」することをお勧めします。

半波整流回路の例を考えてみましょう。

この図は、整流回路で発生するプロセスを説明するために、電流、電圧、および瞬時電力のグラフィカルな依存関係を示しています。

この間、相 U 1 の正電位がダイオード VD1 を伝導し、無効エネルギーがインダクタ L n に蓄積されます。

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間隔では、VD1 はインダクタの正の電流により開いたままになり、インダクタのエネルギーがソース U 1 に与えられます (このモードはインバータと呼ばれます)。バルブ電流が引き込まれます。ターンオフ遅延 VD1 により、整流された電圧レベルが低下し、そのリップルが増加します。

整流された電圧の形状に対する負荷インダクタンスの影響を排除するために、逆方向ダイオードVD 2が負荷に並列に接続されます。これにより、インダクタの無効エネルギーが負荷に放電され、負のサージが排除されます整流された電圧。

全波単相回路では、逆方向ダイオードの役割は、最初にオンになる整流ダイオードの 1 つによって行われます。

電圧U 1の正の半波では、電流が回路を流れます。

“+” U 1 VD1L n R n VD4”-” U 1 .

電圧Ｕ１が極性変化の瞬間にゼロを通過するとき、ダイオードＶＤ２が最初にターンオンすると仮定する。その後、無効電力量のリセットは、VD4 と含まれる VD2 を介して実行されます。整流された電圧に負の電圧スパイクはありません。

抵抗容量負荷

単相ブリッジ整流器の動作の例で、能動容量性負荷の影響を考えてみましょう。

この図は、電流と電圧のグラフィカルな依存関係を示しており、整流器がソース U 1 に接続された瞬間の回路内の過渡プロセスを説明しています。

間隔  充電 U 1 >U С と同時に、整流器リンクの内部抵抗を介して平滑化フィルターの静電容量 C が充電されます。この場合、大きなパルス電流が現れ、その値は平均整流バルブ電流の定常状態値の20〜40倍です。これは、トランスレス入力の電源で特に顕著です。この電流を制限するために、トライアック、サイリスタ、またはダイニスタで作成された、制御されたキーでシャントされた抵抗、サーミスタ、または抵抗が導入されます。スイッチを使用すると、過渡プロセスの確立時間を考慮して、電源の起動時にのみ電流を制限できるため、整流器の効率と信頼性が向上します。

 回の間隔で、コンデンサの両端の電圧が電源電圧と等しくなると、コンデンサは負荷に放電されます。負荷電流が増加すると、整流された電圧のリップルのレベルが増加します。永久回路排出 回 = R H C. この場合、フィルターの平滑化作用は悪化します。

容量性負荷のある整流器を計算するときは、テレンティエフ法、つまりノモグラム法が使用されます。これは、バルブを流れる電流の角度に応じた補助係数の計算に基づいています。係数 A=f() が入力されます。ここで、 はバルブを流れる電流の角度です。為にさまざまなスキーム整流器、ノモグラムが与えられ、さまざまな電力と整流器回路に対して実験的に得られます。パラメータＵａｒｒ、Ｉａｓｒ、Ｉａｄ、Ｕ２、Ｉ２の計算は、補助係数Ｂ、Ｃ、Ｄ＝ｆ（Ａ）を通じて実行される。バルブを通る平均電流とパラメータ A の接続を取得するために、区間  で積分を実行します。関係を導出するとき、コンデンサの静電容量を無限大 (С) に近づけ、ダイオードのしきい値電圧をゼロに等しくします。バルブを通る平均電流を取得するには、座標軸を電流パルスの中央に移動し、平均電流の式を使用します。 (1)

,

(2).

以下の図は、U d の関係の導出を説明しています。

区間 2 では、バルブ電流は負荷電流と一致します。 (1) と (2) を等しくし、式 (1) の内括弧を cos で割ると、次のようになります。

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倍電圧回路

古典的な (対称的な) 2 倍回路は、2 つの単一サイクル整流器で構成され、それぞれが独自の半波電圧を使用します。

負荷電圧は、コンデンサ C1 と C2 の両端の電圧の合計です。リップルが小さい場合、各コンデンサの定数成分は U 01 ≈ U 2 m であり、負荷の電圧は U 0 ≈ 2U 2 m です。さらに、追加により、リップルの最初の高調波とすべての奇数高調波が補正されます。したがって、回路は 2 つのシングルサイクル回路で構成されていますが、プッシュプル回路のように動作します。安全性の観点から見た対称倍増方式の欠点は、共通の負荷点と変圧器がないことです。

非対称倍増方式も使用されます。前のものとの違いは、負荷が変圧器と共通点を持っていることです。したがって、主リップル周波数が主電源周波数に等しい間、ケースに接続できます。