 
        
        - •Теоретические основы электротехники учебно-методическое пособие по выполнению расчетных работ
- •Зерноград, 2004
- •Общие сведения
- •Методические указания
- •Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Методические рекомендации по выполнению
- •Электрическая цепь постоянного тока
- •Порядок расчета:
- •Метод эквивалентного генератора (или метод активного двухполюсника, или метод холостого хода и короткого замыкания).
- •Пример выполнения расчетной работы № 1
- •Методические рекомендации по выполнению расчетной работы № 2 на тему Электрическая цепь синусоидального тока
- •Метод двух узлов. Метод является частным случаем метода узловых потенциалов. Для расчета составляется только одно уравнение.
- •Пример выполнения расчетной работы № 2
- •- В дифференциальной форме:
- •В системе уравнений
- •Подставив значения коэффициентов в систему уравнений, получим
- •Метод двух узлов
- •Электрическая цепь трехфазного тока
- •Пример выполнения расчетной работы № 3
- •6. Разложение на симметричные составляющие.
- •Несинусоидальные токи в трехфазных цепях
- •П ример выполнения расчетной работы № 4
- •Определим мгновенные значения эдс по фазам.
- •Магнитная цепь постоянного тока
- •Пример выполнения расчетной работы № 5
- •Переходные процессы в линейных электрических цепях
- •1. Если .
- •2. Если .
- •3. Если ,
- •Пример выполнения расчетной работы № 6
- •Оглавление
П ример выполнения расчетной работы № 4
Исходные данные:
R=4,2 Ом;
L = 7,5·10-3 Гн;
С=37,5·10-6 Ф;
точки с, N’.
Схема электрической цепи приведена на рисунке 29.
Значения заданной несинусоидальной периодической функции e(ωt)
| ωt | 0 | 15 | 30 | 45 | 60 | 75 | 90 | 105 | 
| e(ωt) | 175 | 194,7 | 173 | 139,9 | 125 | 139,3 | 173 | 194 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| ωt | 120 | 135 | 150 | 165 | 180 | 195 | 210 | 225 | 
| e(ωt) | 175 | 104,8 | 0 | -104,8 | -175 | -194,6 | -173 | -139,9 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| ωt | 240 | 255 | 270 | 285 | 300 | 315 | 330 | 345 | 
| e(ωt) | -125 | -139,3 | -173 | -194,6 | -175 | -104,8 | 0 | 104,8 | 
РЕШЕНИЕ
Для разложения заданной несинусоидальной функции e(ωt) в гармонический ряд воспользуемся заданным в таблице разбиением ее на n=24 частей. Необходимые вычисления выполним в нижеприведенной таблице. Для этого просуммируем значения третьей, шестой, седьмой, двенадцатой и тринадцатой строк таблицы.
Сумма значений третьей строки равна нулю. Следовательно, постоянной составляющей в заданной несинусоидальной функции e(ωt) нет.
| 
 | p | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 
 | |||||||
| 1 | ωt в гр. | 7,5 | 22,5 | 37,5 | 52,5 | 67,5 | 82,5 | 97,5 | 112,5 | 
 | |||||||
| 2 | ωt в рад. | 0,131 | 0,351 | 0,654 | 0,916 | 1,18 | 1,44 | 1,70 | 1,96 | 
 | |||||||
| 3 | e(ωt) | 175 | 192 | 156 | 130 | 130 | 156 | 187 | 190 | 
 | |||||||
| 4 | sin(ωt) | 0,130 | 0,343 | 0,608 | 0,793 | 0,924 | 0,991 | 0,991 | 0,924 | 
 | |||||||
| 5 | cos(ωt) | 0,991 | 0,939 | 0,793 | 0,609 | 0,383 | 0,131 | -0,129 | -0,382 | 
 | |||||||
| 6 | e(ωt)·sin(ωt) | 22,8 | 66,0 | 94,9 | 103 | 120 | 155 | 185 | 176 | 
 | |||||||
| 7 | e(ωt) ·cos(ωt) | 173,5 | 181 | 124 | 79,2 | 49,8 | 20,5 | -24,2 | -72,5 | 
 | |||||||
| 8 | 3ωt в гр. | 22,5 | 67,5 | 112.5 | 158 | 202 | 248 | 293 | 338 | 
 | |||||||
| 9 | 3ωt в рад. | 0,392 | 1,05 | 1,963 | 2,75 | 3,53 | 4,32 | 5,10 | 5,89 | 
 | |||||||
| 10 | sin(3ωt) | 0,382 | 0,868 | 0,924 | 0,384 | -0,381 | -0,923 | -0,924 | -0,385 | 
 | |||||||
| 11 | cos(3ωt) | 0,92 | 0,496 | -0,382 | -0,923 | -0,924 | -0,385 | 0,380 | 0,923 | 
 | |||||||
| 12 | e(ωt) ·sin(3ωt) | 66,9 | 167 | 144 | 49,9 | -49,5 | -144 | -173 | -73,2 | 
 | |||||||
| 13 | e(ωt) ·cos(3ωt) | 161,7 | 95,3 | -59,6 | -120 | -120 | -60,0 | 71,1 | 175 | 
 | |||||||
| 
 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | |||||||||
| ωt в гр. | 127,5 | 143 | 156 | 173 | 188 | 203 | 218 | 233 | |||||||||
| ωt в рад. | 2,22 | 2,48 | 2,75 | 3,01 | 3,27 | 3,53 | 3,79 | 4,06 | |||||||||
| e(ωt) | 146 | 54 | -54 | -146 | -190 | -187 | -156 | -130 | |||||||||
| sin(ωt) | 0,794 | 0,609 | 0,384 | 0,132 | -0,129 | -0,381 | -0,607 | -0,792 | |||||||||
| cos(ωt) | -0,608 | -0,793 | -0,923 | -0,991 | -0,992 | -0,925 | -0,795 | -0,610 | |||||||||
| e(ωt) ·sin(ωt) | 116 | 32,9 | -20,7 | -19,3 | 24,5 | 71,3 | 94,7 | 103 | |||||||||
| e(ωt) ·cos(ωt) | -88,7 | -42,8 | 49,9 | 145 | 188 | 173 | 124 | 79,4 | |||||||||
| 3ωt в гр. | 383 | 428 | 473 | 518 | 563 | 608 | 653 | 698 | |||||||||
| 3ωt в рад. | 6,67 | 7,46 | 8,24 | 9,03 | 9,81 | 10,6 | 11,4 | 12,2 | |||||||||
| sin(3ωt) | 0,379 | 0,922 | 0,925 | 0,387 | -0,378 | -0,922 | -0,926 | -0,388 | |||||||||
| cos(3ωt) | 0,925 | 0,386 | -0,379 | -0,922 | -0,926 | -0,388 | 0,377 | 0,921 | |||||||||
| e(ωt) ·sin(3ωt) | 55,4 | 49,8 | -49,9 | -56,5 | 71,8 | 172 | 144 | 50,5 | |||||||||
| e(ωt) ·cos(3ωt) | 135 | 20,9 | 20,5 | 135 | 176 | 72,5 | -58,9 | -120 | |||||||||
| p | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 
| ωt в гр. | 248 | 263 | 278 | 293 | 308 | 323 | 338 | 353 | 
| ωt в рад. | 4,32 | 4,58 | 4,84 | 5,10 | 5,36 | 5,63 | 5,89 | 6,15 | 
| e(ωt) | -130 | -156 | -187 | -190 | -146 | -54 | 54 | 146 | 
| sin(ωt) | -0,923 | -0,991 | -0,992 | -0,925 | -0,795 | -0,611 | -0,385 | -0,134 | 
| cos(ωt) | -0,385 | -0,133 | 0,128 | 0,380 | 0,607 | 0,792 | 0,923 | 0,991 | 
| e(ωt) ·sin(ωt) | 112 | 155 | 186 | 176 | 116 | 33,0 | -20,8 | -19,5 | 
| e(ωt) ·cos(ωt) | 50,0 | 20,7 | -23,9 | -72,3 | -88,6 | -42,7 | 49,8 | 145 | 
| 3ωt в гр. | 743 | 787 | 833 | 878 | 923 | 968 | 101, | 1056 | 
| 3ωt в рад. | 12,9 | 13,7 | 14,5 | 15,3 | 16,1 | 16,9 | 17,7 | 18,5 | 
| sin(3ωt) | 0,377 | 0,921 | 0,927 | 0,390 | -0,375 | -0,921 | -0,927 | -0,391 | 
| cos(3ωt) | 0,926 | 0,389 | -0,376 | -0,921 | -0,927 | -0,390 | 0,374 | 0,920 | 
| e(ωt) ·sin(3ωt) | -49,0 | -144 | -173 | -74,2 | 54,8 | 49,7 | -50,1 | -57,1 | 
| e(ωt) ·cos(3ωt) | -120 | -60,7 | 70,2 | 175 | 135 | 21,1 | 20,2 | 134 | 
Используя выражения (4), (5), (6) и (7) определим амплитуду и начальный фазовый сдвиг первой и третьей гармоник ЭДС.
Синусная составляющая 1-ой гармоники:
 
Косинусная составляющая 1-ой гармоники:
 
Амплитуда ЭДС для первой гармоники:
 
Начальная фаза первой гармоники:
 
Синусная составляющая 3-ей гармоники:
 
Косинусная составляющая 3-ей гармоники:
 
Амплитуда ЭДС для третьей гармоники:
 
Начальная фаза третьей гармоники:
            
               
 
