Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
для решения / ТЕМА 2-6.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
07.05.2024
Размер:
724.74 Кб
Скачать

В области малых расстроек величины

RВН1 и X ВН1

являются функциями

обобщенной расстройки вторичного контура ξ2 , т.е.

 

RВН1

 

 

X СВ2 R2

 

 

X СВ2 R2

X СВ2

1

 

;

 

 

(14.10)

=

 

 

=

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R22 + X 22

 

R22 (1+ X 22 R22 )

R2

 

1+ξ22

 

 

X ВН1

 

 

X СВ2 X 2

 

 

X СВ2 X 2

 

 

X СВ2

ξ2

 

.

(14.11)

=

 

 

= −

 

= −

 

 

 

 

 

 

R22 + X 22

R22 (1+ X 22 R22 )

 

 

R2

 

1+ξ22

Если

считать,

что в областях

 

 

малых

 

расстроек

множитель является

постоянной величиной (не зависящей от частоты), то полученные выражения с точностью до постоянного множителя аналогичны выражениям эквивалентных активного и реактивного сопротивлений параллельного колебательного контура. Графическая зависимость RВН1 и X ВН1 от ξ2 показана на рис. 14.6.

Аналогичные рассуждения можно провести и для второго контура :

RВН2

= R1

X СВ2

=

 

X СВ2

 

1

 

 

 

;

 

(14.12)

Ζ2

R

1+ξ2

 

 

 

11

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

X ВН2

= −X1

X СВ2

 

= −

 

X СВ2

 

 

 

ξ1

.

(14.13)

Ζ2

 

 

R

1

+ξ2

 

 

 

 

11

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

Вносимое активное сопротивление характеризует величину активной энергии, передаваемой из первичного контура во вторичный. Реактивное вносимое сопротивление при резонансе вторичного контура равна нулю. При изменении частоты в обе стороны от резонансной реактивное вносимое сопротивление по абсолютной величине сначала увеличивается, а затем уменьшается, имея максимумы при единичных значениях обобщенной расстройки.

Рис. 14.6

По своему закону реактивное вносимое сопротивление противоположно реактивному сопротивлению вторичного контура. Поэтому реактивное вносимое сопротивление может как уменьшить, так и увеличить собственное реактивное сопротивление первичного контура. При больших расстройках как активное, так и реактивное вносимые сопротивления стремятся к нулю, что равносильно размыканию вторичного контура.

Настройка связанных контуров. Виды резонансов

Настройка связанных контуров производится в целях получения во вторичном контуре максимально возможного тока I2 max max (максимум-

максиморум) и, следовательно, выделения на его нагрузке максимальной активной мощности.

Дляполучениямаксимальновозможноготокавовторичномконтуре I2 max max осуществляется настройка связанных контуров, которую можно производить

изменением реактивных сопротивлений контуров X1 , X 2 и величины сопротивления связи X СВ при неизменных значениях ω , R1 , R2 и Em .

Данные регулировки можно производить раздельно и совместно. В связи с этим различают следующие способы настройки контуров : первый и второй частные резонансы, полный и сложный резонансы.

Дляанализапервичныхспособовнастройкисвязанныхконтуровобратимся к их схемам замещения (рис. 14.7).

П е р в ы й ч а с т н ы й р е з о н а н с . При данном способе настройки изменяется только величина сопротивления X1 в первичном контуре. Это

достигается изменением емкости C1 конденсатора (см.рис.14.1,а), т.е. X1 =VAR ,

X 2 = const , X СВ = const .

В этом случае в первичном контуре (см. рис. 14.7,а) будет

I1 = I1m =

 

 

 

 

Em

 

=

Em

,

(14.14)

 

 

 

 

 

 

R1 + RВН1

 

 

(R1 + RВН1 )2 +(X1 + X ВН )21

где RВН1

= R2

X СВ2

- активное сопротивление, вносимое в первичный контур

Ζ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

 

из вторичного.

Рис. 14.7

Из соотношения (14.14) следует, что при первом расчетном резонансе реактивное сопротивление первичного контура равно нулю, т.е. X1 + X ВН1 = 0 .

При первом частном резонансе ток во вторичном контуре, определяемый соотношением (14.7), принимает максимальное значение (но не максимуммаксиморум) :

 

 

 

 

 

I2m =

 

 

 

 

 

Em X СВ

 

 

 

 

 

 

Em X СВ

 

 

 

 

 

 

 

 

Em X СВ

 

 

 

Em X СВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

Ζ11 Ζ22 + X СВ2

 

 

Ζ11 + X СВ2

 

 

 

Ζ22

 

Ζ11

+ ΖВН1

 

Ζ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ζ22

Ζ22

 

 

 

22

 

(R + R

ВН1

)2 +(X

1

+ X

ВН1

)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

=

 

 

 

Em X СВ

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(14.15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ζ

22

(R + R

ВН1

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

Ζ

 

- модуль комплексного числа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В т о р о й

ч а с т н ы й р е з о н а н с. Настройка контуров в этом случае

 

 

 

производится изменением реактивного сопротивления X 2

вторичного контура

 

 

 

(обычно емкости C2 ) при X1 = const

и X СВ

= const

(рис. 14.1,а). В этом случае ток

 

 

 

во

 

 

вторичном

контуре

 

максимален

 

 

 

 

(но

не

 

максимум-максиморум)

:

 

 

 

 

I2 max

 

=

 

Em X СВ

 

 

=

 

 

 

 

 

Em X СВ

=

 

 

 

Em X СВ

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

Em X СВ

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ζ11 Ζ22 + X СВ2

 

Ζ11

 

Ζ22

+ X СВ2 Ζ11

 

Ζ11

 

Ζ22 + ΖВН2

 

 

 

Ζ11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(R2

+ RВН1 )2

+(X 2 + X ВН2 )2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I2 max max

= Ζ11

(R2

+ RВН2 ).

(14.16)

 

 

Em X СВ

 

 

 

где RВН2

= R1

X СВ2

- активное сопротивление, вносимое во вторичный контур

Ζ112

из первичного.

При вторичном частном резонансе реактивное сопротивление вторичного

контура равно нулю, т.е. X 2 + X ВН2 = 0.

Таким образом, методом первого и второго частных резонансов добиться максимально возможного тока во вторичном контуре невозможно. Для этой цели необходимо применять способы сложного и полного резонансов.

С л о ж н ы й р е з о н а н с . При настройке этим способом максимально возможного тока добиваются изменением реактивного сопротивления

одного из контуров (либо X1 , либо X 2 ) и величины сопротивления связи X СВ . Возможны два способа настройки :

1)

X1

=VAR ,

X СВ =VAP ,

X 2

= const ;

2)

X 2

=VAR ,

X СВ =VAP ,

X1

= const .

Настройка связанных контуров первым способом сложного резонанса осуществляетсяметодомпоследовательныхприближений. Сначаларегулировкой X1 добиваются первого частного резонанса, при этом обеспечивается максимум

тока I2 max . Затемдобиваются дальнейшего увеличения тока во вторичном контуре

за счет подстройки сопротивления связи X СВ . При изменении

X СВ нарушается

условие первого частного резонанса X1 + X ВН1 = 0 , где X ВН1 = −X 2

X СВ2

.

 

 

Ζ2

 

22

 

Поэтому подстраивают X1 и так далее.

Припервомчастномрезонансесоотношениедлятока I2 (14.15)можетбыть записано в виде

I2 max =

Em X СВ

 

 

=

 

 

 

,

(14.17)

 

 

 

Em hСВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X 2

 

 

R

+ R

h2

 

 

 

 

 

СВ

 

1

2

 

СВ

 

 

 

Ζ22 R1

+ R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ζ22

 

 

 

 

 

 

 

 

где hСВ′ = X СВ Ζ22 .

Определимоптимальноезначениесопротивлениясвязи X свОПТ , прикотором

ток во вторичном контуре принимает максимально возможное значение. Для этого решим уравнение относительно hСВ :

 

d

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 .

 

 

 

 

hСВОПТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dhСВ

R1 + R2 hСВОПТ

 

 

В результате получим

Ζ22 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= R1

R2

= X

hСВОПТ

СВОПТ

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= Ζ22

 

R2

.

 

 

(14.18)

 

X СВОПТ

 

 

 

Подставляя уравнение (14.18) в соотношение (14.17), получим выражение максимально возможного тока во вторичном контуре :

I2 max max =

 

Em

 

(14.19)

 

 

 

 

2

 

R1R2

 

 

 

 

где R1 , R2 -сопротивление потерь (см. рис. 14.1) первичного и вторичного

контуров.

Настройка связанных контуров вторым способом сложного резонанса осуществляется аналогичным образом : последовательной подстройкой X 2

(обеспечивается второй частный резонанс) и X СВ ( X1 = const ).

Привторомчастномрезонансеток I2 max (см.выражение(14.16))можетбыть определен с помощью соотношения

I2 max =

 

 

 

 

=

 

′′

 

,

(14.20)

Em X СВ

 

Em hСВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X 2

 

R

+ R h′′2

 

 

 

 

+ R

 

СВ

1

1

СВ

 

 

 

Ζ11 R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ζ11

 

 

 

 

 

 

где hСВ′′ = X СВ Ζ11 .

Откуда легко найти выражение оптимального сопротивления связи X СВОПТ′′ , при котором во вторичном контуре обеспечивается максимально возможный ток

I2 max max

hСВОПТ

= R2

R1 =

X СВ Ζ11 ;

(14.21)

′′

 

 

 

 

 

 

′′

 

′′

 

 

R2

 

 

 

 

= Ζ11

R .

 

 

X СВОПТ

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

Подставляя выражение (14.21) в соотношение (14.20), получаем уже

I2 max max =

 

Em

 

 

.

 

 

 

 

 

2

 

R R

2

 

 

1

 

 

Таким образом, при обоих способах настройки в сложный резонанс максимально возможное значение тока во вторичном контуре одинаково.

П о л н ы й р е з о н а н с. При применении данного способа производится настройка сначала первичного контура в первый частный резонанс при очень слабой связи, затем вторичного контура во второй частный резонанс. После выполнения подобных настроек X1 = 0 , X 2 = 0 . Затем, увеличивая связь между

контурами, добиваются получения тока I2 max max .

Таким образом, при настройке данным способом X1 = 0 , X 2 = 0 , X СВ =VAR . Запишем выражение модуля тока во вторичном контуре :

I2

=

 

 

Em X СВ2

 

=

 

 

Em X СВ2

 

 

 

=

 

Ζ11

Ζ22 + X СВ2

 

Ζ11

 

Ζ22 + X СВ2

Ζ11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Em X СВ2

 

 

 

 

 

 

 

=

Em X СВ

 

.

(14.22)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1R2 + X

СВ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

X

2

2

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X СВ

 

 

 

X1

СВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

+ X1

 

R2

+ R1 R2

+ X 2

 

+

X 2

R2 + X 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

Из соотношения (14.22) можно найти выражение оптимального

сопротивления связи X СВОПТ , при котором ток I2

= I2 max max . Решая уравнение вида

 

 

d

 

 

 

X СВ

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dX

 

 

 

R R

2

+ X 2

 

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СВ

1

 

 

СВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

получим

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(14.23)

 

 

 

 

 

X СВОПТ

=

R1R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в папке для решения