Параметрическое представление

НЕСИНУСОИДАЛЬНОСТЬ ФОРМЫ СИГНАЛА

Добротность и тангенс угла потерь

n Для оценки близости комплексных сопротивлений к «чистым» реактивностям (чистой индуктивности или чистой емкости) используют понятия добротность Q‚ и тангенс угла потерь tgδ.

n Чем больше численное значение добротности (или чем меньше tgδ), тем ближе комплексное сопротивление к идеальной реактивности.

n Для эквивалентной схемы комплексного сопротивления индуктивного характера (см. рис. 2.14, а), чем больше значение добротности Q ‚ (или, что то же, чем меньше значение tgδ), тем ближе комплексное сопротивление к идеальной индуктивности.

n Для последовательных эквивалентных схем (как, например, на рис. 2.14, а и б) добротность Q ‚ определяется отношением реактивной Х составляющей комплексного сопротивления к его активной R составляющей Q = Х/R.

n При этом тангенс угла потерь есть обратная величин

n tgδ = 1/ Q = R/Х.

n Для параллельных эквивалентных схем (как, например, на рис. 2.14, в) добротность Q ‚ определяется отношением активной составляющей комплексного сопротивления к его реактивной составляющей Q = R/Х.

n При этом тангенс угла потерь также есть обратная величина

n tgδ = 1/ Q = Х/R.

n Значения добротности Q и тангенса угла потерь tgδ не являются постоянными параметрами комплексного сопротивления, а зависят от частоты ω, напряжения (или тока).

n Реальные формы напряжений и токов не являются синусоидальными, а в той или иной степени искажены.

n Искажения определяются присутствием в сигналах гармоник,

n т. е. других синусоидальных сигналов, частота которых выше основной. Чем значительнее амплитуды этих гармоник, тем сильнее искажения.

n Конкретная форма сигнала определяется суммой всех гармоник с учетом их фазовых сдвигов.

n Искажение формы сигналов также может характеризоваться или параметрически (числом), или функцией времени и (или) частоты.

Действующее значение полигармонического (т. е. содержащего много отдельных гармоник) сигнала есть геометрическая сумма действующих значений всех гармоник.

n Общее действующее значение несинусоидального сигнала напряжения определяется по формуле

n U = √ (U²O+ U²1+…+ U²N),

n где UO — значение постоянной составляющей (если она присутствует);U1, U2,…..UN— действующие значения, соответственно, первой, второй, ...,N -й гармоник.

n Количественно искажения могут быть интегрально оценены коэффициентом несинусоидальности формы кривой (коэффициентом искажения синусоидальности, коэффициентом общих гармонических искажений — ТоtаI Нагmоniс Distortion — THD)..

n В международном стандарте IEC 555 значение ТHD определено как отношение геометрической суммы действующих значений всех гармоник (кроме первой — основной) до некоторого номера N к геометрической сумме действующих значений всех гармоник ( включая первую ).

n Иногда несинусоидальность формы оценивают коэффициентом гармонических искажений (КГИ) — отношением геометрической суммы действующих значений всех гармоник (кроме первой — основной) до некоторого номера N к действующему значению основной (первой) гармоники.

n В соответствии с ГОСТ 13 109—97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения»

n допускается также определять коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения КU, отношением геометрической суммы действующих значений всех гармоник, начиная со второй, к номинальному действующему значению фазного напряжения UНОМ

n При любом варианте задания несинусоидальности коэффициенты, характеризующие искажения, выражаются в процентах.

n Числовое значение коэффициента несинусоидальности кривой (коэффициента гармонических искажений или ТHD)) не позволяет судить о конкретной форме сигнала, а говорит только о количественном вкладе высших гармоник.