Феррорезонанс токов

Если катушка со стальным сердечником и конденсатор соединены параллельно, а не последовательно (рисунок 1), то в электрической цепи также могут возникнуть резонансные явления.

Феррорезонанс токов схема и векторная диаграмма

Однако в данном случае при питании цепи от источника напряжения не происходит скачков тока и, наоборот, при питании от источника тока возможны скачки напряжения, которые сопровождаются изменением знака угла сдвига фаз между током и напряжением.

Точно так же как и при феррорезонансе напряжения построим зависимость IL и IC от напряжения источника питания U. При отсутствии потерь ток в конденсаторе опережает напряжение на 900, а эквивалентная синусоида тока в индуктивности отстает от напряжения на 900, то общий ток I = | IL — IC |. Разность абсцисс кривых IL(U) и IC(U) дает кривую I/(U), ординаты которой определяют значение общего тока при различных значениях напряжения (рисунок 2).

Из построенных графиков видно, что при некотором значении напряжения U ток в индуктивности IL компенсирует емкостной ток IС и в таком случае наступает резонанс токов.

На рисунке 3 построена зависимость I(U)(кривая А). Полученная кривая носит теоретический характер. Практически же, из-за потерь в стали и несинусоидальности тока в катушке даже при равенстве действующих значений IL и IC общий ток схемы не равен нулю. На практике зависимость между общим током и напряжением имеет вид кривой В.

При «желании» можно подобрать такое значение U, при котором реактивная составляющая первой гармоники тока IL равна току IC. В таком случае общий ток будет содержать только активную составляющую первой гармоники и высшие гармоники тока в индуктивности.

Как правило, амплитуда активной составляющей значительно ниже амплитуд высших гармоник, причем максимальную амплитуду имеет именно третья гармоника. Общий ток в таком случае изменяется с тройной частотой.

Резонанс токов кривые переходных процессов

Если питать схему не от источника напряжения, а от источника тока, то в схеме наблюдаются скачки напряжения. Плавное увеличение тока от нуля до I1 приведет к изменению напряжения по участку характеристики О – 1 (рисунок 3). Дальнейшее увеличение приводит к изменению знака угла сдвига фаз между I и U (переход из точки 1 в точку 2) и резкому возрастанию напряжения. При малых токах реактивное сопротивление носит индуктивный характер. Последующее увеличение тока приводит к увеличению напряжения по участку 2 – 3. Уменьшение же тока приводит к плавному уменьшению напряжения по участку 3 — 4. При уменьшении тока до значения I3 произойдет скачкообразное уменьшение напряжения, которое будет сопровождаться изменением угла сдвига фаз. Явления, аналогичные феррорезанасам тока и напряжения, могут наблюдаться в цепях, где содержаться линейная индуктивность и нелинейная емкость или нелинейная индуктивность и емкость.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *