5.2 Характеристики несинусоидальных величин

Периодическая несинусоидальная величина характеризуется не только показателями своих гармоник, но и собственными интегральными показателями:

  • максимальным значением за период Am,
  • действующим значением A =    ----------------
∘     T
   1-∫        2
   T   [F (t)]  dt
     0,
  • средним по модулю значением Aср = 1-
T 0T|F (t)|dt.

Действующие значения несинусоидальных токов, напряжений и др. равны квадратному корню из суммы квадратов постоянной составляющей и действующих значений отдельных гармоник.

      ∘ ---------------------------
                 2       2            ∘  -----------------------
A  =    A2  +  A-m1-+  A-m2- +  ...=     A2  +  A2 +  A2  + ....
          0      2       2                 0      1     2
(5.6)

Приборы электромагнитной, электродинамической и тепловой систем реагируют на действующие значения, магнитоэлектрической с выпрямителем — на среднее по модулю значение, а без выпрямителя — на постоянную составляющую. Амплитудные электронные вольтметры реагируют на максимальное значение.

Для характеристики формы кривых, симметричных относительно оси абсцисс, используются следующие коэффициенты.

1. Коэффициент формы

K   =  -A---,
  ф    A ср
где A – действующее значение, Aср – среднее по модулю значение.

2. Коэффициент амплитуды

       A
K а =  --m-.
        A

3. Коэффициент искажения

        A1--
K  и =     ,
        A
где A1 – действующее значение первой гармоники.

4. Коэффициент гармоник

        ∘  -----------
           ∑ ∞      2
K    =  -----k=2-A--k.
   f         A1

Активная мощность периодического несинусоидального тока равна сумме мощностей отдельных гармоник:

              ∑∞                      ∑∞
P  = U  I  +      UmkImk--- cos φ   =      P  .
       0 0            2           k          k
              k=1                      k=0
(5.7)

Реактивная мощность

     ∑∞                   ∑∞
Q  =      UkIk  sin φk  =      Qk.

      k=1                 k=1
(5.8)

Постоянная составляющая (нулевая гармоника) не создаёт реактивной мощности.

Полная мощность

S  =  U I.
(5.9)

Если форма кривых u и i совпадает, то S2 = P2 + Q2.

При наличии реактивных элементов число гармоник в кривых u и i может отличаться, поэтому вводится величина мощности искажений, измеряемая в ВА:

     ∘  ------------------
T =     S2 −  (P 2 +  Q2 ).
(5.10)

Коэффициент мощности в этом случае обозначается как

χ  =  P--=  cos ν.
      S
(5.11)

Если кривые u и i заменить эквивалентными синусоидами, то ν – угол сдвига фаз между этими синусоидами.