12-4. Коэффициенты, характеризующие форму несинусоидальных периодических кривых
При оценке несинусоидальных периодических кривых в электроэнергетике, где кривые преимущественно симметричны относительно оси абсцисс, пользуются коэффициентом формы кривой
коэффициентом амплитуды
коэффициентом искажения
Коэффициент формы определяется как отношение действующего к среднему по модулю значению
Для синусоиды
Коэффициент амплитуды равен отношению максимального к действующему значению:
(12-21)
Для синусоиды
Коэффициент искажения определяется как отношение действующего значения основной гармоники к действующему значению всей кривой:
(12-22)
Для синусоиды
В электронике и радиотехнике для оценки искажений пользуются коэффициентом гармоник, который определяется как отношение действующего значения высших гармоник к действующему значению основной гармоники:
При отсутствии постоянной составляющей
(12-23)
Для синусоиды
Пример 12-6. Определить коэффициенты
и k для кривых, изображенных на рис. 12-8, а и б
Решение. В случае 12-8, а по известным действующему и среднему по модулю значениям находим:
и по разложению функции на гармоники (приложение 1, п. 4)
Аналогично в случае 12-8, б
Кривые напряжения промышленных сетей обычно отличаются от идеальной синусоиды. В электроэнергетике вводят понятие о практически синусоидальной кривой. По стандарту напряжение промышленной сети считается практически синусоидальным, если действующее значение всех высших гармоник не превышает 5% действующего значения напряжения основной частоты. Коэффициент искажения такой кривой с точностью до долей процента равен единице.
Значения
простейших кривых приведены в приложении 1. Сопоставляя значения коэффициентов первых четырех кривых, можно установить, что чем острее кривая, тем больше значения и
Измерение несинусоидальных токов и напряжений приборами различных систем может давать неодинаковые результаты.
Приборы электродинамической, электромагнитной и тепловой систем реагируют на действующее значение измеряемой величины. Магнитоэлектрические приборы сами по себе измеряют постоянную составляющую, а с выпрямителями — среднее по модулю значение. Амплитудные электронные вольтметры реагируют на максимальные значения. Так как обычно этими приборами пользуются для измерения дейетвующих значений синусоидальных величин, то
шкалы их градуируют на
в приборе выпрямительной системы и на
в амплитудном электронном.
Отношения U к
при несинусоидальных токах нередко сильно отличаются от коэффициентов 1,11 и
и соответственно приборы выпрямительной системы и амплитудные электронные приборы дают большую погрешность при измерении действующих значений таких несинусоидальных величин.
Пример 12-7. Найти показания вольтметров различных систем, подключенных к источнику э. д. с. с максимальным значением напряжения 100 В, для различных случаев формы кривой, представленных на рис 12-8
Решение В первых двух случаях магнитоэлектрический прибор, реагирующий на постоянную составляющую, покажет нуль Показания же приборов остальных систем будут различными
В случае рис 12-8, а электродинамический прибор покажет 100 В, прибор выпрямительной системы 111 В, а амплитудный электронный прибор
В случае рис 12 8, б электродинамический прибор покажет
, прибор выпрямительной системы
, а амплитудный электронный прибор
В случае рис 12 8, в при
электродинамический прибор покажет
, прибор выпрямительной системы
, а амплитудный электронный прибор 71 В Магнитоэлектрический прибор покажет постоянную составляющую
.
Таким образом, вольтметры разных систем могут показывать совершенно различные значения напряжений и зависимости от формы кривои напряжения.