Файл: Кирпатовский, С. И. Периодические процессы в нелинейных цепях учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.11.2024
Просмотров: 132
Скачиваний: 0
Поэтому |
- 46 - |
lg = P'([/„)■ - Ц - = lg (Uo) ; |
Iâ-Q'(U,>%a- I e(V.)
могут быть построены по точкам, для чего надо аадаться последователь
ностью |
U0 |
и вычислить соответствующие вначѳния |
Ід |
м Tg , |
Соответствую |
|||||
щие графики покованы на р и с. 25, а . |
Для последующего расчета цепи, |
со |
||||||||
держащей феррооѳрдечник, удобней подьвоваться характеристиками |
І 0 |
( К ) |
||||||||
и |
(-f0 ( U0), |
которые элементарно строятся по уже известным: |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Ь (Uo)=yll(Uo)+ll(U0) ; |
% (0о)= artig |
|
|
|
|
|||
и показаны на рис. 2 5 ,6 . |
|
|
|
|
|
|
Ыа рис. 26 покавана цепь, состоящая ив эквивалентной схемы транс форматора с нагрувкой. Нетрудно видеть, что эта цепь удовлетворяет сформулированным в п . 7 условиям и может быть рассчитана по методике, изложенной в п . 8 . В случае НЦ большей сложности, т .ѳ . содержащей бо
лее одного эквивалентного источника или более одной определяющей вели чины ( Э>1,5>1 ) , расчет может быть выполнен ооглаоно п . 9 .
-47 -
12 . МЕТОД УСЛОВНОЙ ЛИНЕАРИЗАЦИИ
Применение этого метода покажем ва характерном примере цепи, представленной на рис. 27 и описываемой нелинейным дифференциальным уравнением: ^
|
|
|
|
|
|
|
+ г! = U(t), |
где и (і) = ~]/zUSin cot. |
|
|
|||||||
Зависимость ЦЧі) нелинейна, вадана |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
таблицей-графиком или аппроксимирующим |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
выражением, |
например как |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
L (</>)=а,<р + а}у 5+абц>5. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Если в уравнении один член в неко |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
тором смысле мал, например в смысле |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
І™ 1 |
макс |
^ |
\ju\ макс^ , |
то |
проще |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
приближенное |
|
|
|
|
|
|
|||||||
всего |
решать |
уравнение |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
IHL± Li(t) |
» |
</’ ä |
u(t) |
и затем |
найти |
|
|
|
|
|
|
||||||
^ |
и //) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
по известной аависимости. |
В неко |
такой |
прием допустим, |
но |
||||||||||
торых |
случаях |
при |
очень сильном неравенстве |
||||||||||||||
значительно |
целесообразней |
не |
пренебрегать членом |
гс |
, а учесть его |
||||||||||||
приближенно |
как линейный, |
т .е . л и н е а р и з о в а т ь |
|
м а л ы й |
|||||||||||||
член. |
Для этого при переходе |
в уравнении к одной |
переменной |
величине |
|||||||||||||
надо ограничиться линейным членом этой связи . Выражения |
і |
черев |
(р, |
||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
Jd' |
|
^ Очевидно, |
что неравенство |
7t '-7 ~[7? |
не может выполняться, |
т .к . |
|||||||||||
■ jj: |
|
||||||||||||||||
|
|
|
также |
может проходить через |
нуль. |
|
|
|
|
|
|
- 48 -
ограничимся вависимостью t —Ot(p=--j— ф , т .к . коэффициент О/ имеет смысл и размерность, обратные статической индуктивности. Получаем урав
нение |
л и н е й н о е |
о т н о с и т е л ь н о |
п о т о к о с ц е п - |
|||||
л ѳ н и я |
|
|
|
|
|
Ult', |
решением для тока в |
|
решение |
которого |
|
нетрудно записать по аналогии с |
|||||
линейной цепи |
г |
, |
L |
: |
|
|
|
|
|
|
і ли |
y>L= a fctg |
V |
||||
|
|
|
|
|
1/rz+{uLtf |
|||
|
|
|
|
|
|
|
где у* - угол сдвига фею мѳаду W и U . Потокосцѳплениѳ будет ивнѳнятьоя во времени синусоидально:
5P ( t ) = V T Jfr-s tn (o jt-y L) i
а ток, найденный по зависимости
i(t)= O t< p (t) + Q3 (p3(i)+ Os (ps( t ) ,
будет содержать первую, третью и пятую гармоники, в чем нетрудно убе диться, выполнив подстановку и преобразования подобные тем, что пока
заны в п . |
6, в |
пункте |
б ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если линеаризуемый член достаточно мал, то нелинейные соотношения |
||||||||||||||
учитываются при решении достаточно полно. |
Погрешность |
расчета |
возрас |
|||||||||||
тает при неудачном выборе коэффициента |
0/= |
^— , |
что |
зависит |
от выбо |
|||||||||
ра предполагаемого рабочего участка, т .е . |
участка |
применения |
аппрокси |
|||||||||||
мации. В том случае , |
когда предполагаемый участок оказался неудачным |
|||||||||||||
(далеким |
от режима,полученного |
в результате |
р асчета), Оможет |
оказаться |
||||||||||
необходимым повторить |
р асчет, |
приняв лучшее |
значение |
/ . |
|
|
||||||||
когда |
выполняет |
|||||||||||||
Рассмотренный метод может быть применен и тогд а, |
||||||||||||||
ся неравенство |
1^\иокс^ гі |
ткс |
. В этом |
случае для малого члена лине |
||||||||||
|
<р|(і) | |
, |
|
|||||||||||
аризуется |
зависимость |
|
например |
|
<pti)= ö,L = LfijL. |
|
|
|||||||
|
Ф(ё)= 6,і - |
, |
|
как |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
так как коэффициент 6Г= имеет смысл и размерность динамической индуктивности. При зтом уравнение цепи, линейно относительно тока
U sin ult,
который легко определяется как |
- 49 - |
||||
|
|||||
где |
|
i(t )= V z |
I |
Sin (U)t~<p), |
|
1 = , |
^ |
-- , |
■- |
<J>= arctg СОил |
|
|
Vr*+(uLt1f |
|
У |
||
Затем по линейной |
еависиыоста( |
можно найти |
|||
|
|
|
р (і) = |
0 ,і - 5 з ь 3. |
|
|
Заметим, что метод условной линѳаривации можно рассматривать как |
||||
линейное приближение метода вовмущѳний (например, [ lÖ ] } . |
|||||
не |
Если ни один ив членов нелинейного дифференциального уравнения |
||||
является малым, |
это |
метод |
условной линѳаривации непригоден. При |
втом можно воспользоваться методом возмущений, в котором расчет ведет ся с учетом не только линейного члена, но и членов более высоких сте ■ пеней.
13. О ПРИМЕНЕНИИ КУСОЧНО-ЛИНЕЙНОЙ АППРОКСИМАЦИИ (МЕТОД ПРИПАСОШВАНИЯ)
Использование кусочно-линейной аппроксимации позволяет заменить нелинейное уравнение цепи (а в случав системы нелинейных уравнений - каждое ив уравнений) сиотѳмой линейных уравнений, каждое из которых описывает процесс лишь на одном линейном отрезке (куске) характеристи ки. Написать эти уравнения и вид их решения легко , но обычно оывает трудно выполнить сопряжение этих решений на краях соседних участков, удовлетворяющие условиям задачи, в частности законам коммутации. Эта
часть решения, как и метод |
в целом, называется п р и п а е о в ы в а - |
н и ѳ м (подгонкой одного |
к другому). |
Несмотря на трудности |
применения, этот метод имеет два достоинст |
ва: дает решение в аналитической форме и , главное, позволяет исследо
вать влияние самых сильных нелинейностей, |
которые и выражаются излома |
||||||
ми характеристики на большие углы. |
|
|
|
|
|
||
Рассмотрим простые примеры применения. Легче всего зтот метод |
|||||||
применить в случае, |
когда участки |
характеристики НЭ |
совпадают с осями |
||||
координат или параллельны им. |
, |
L(i) |
по |
рис. |
28, а аппроксимиро |
||
Пусть индуктивность в цепи 7’ |
|
||||||
вана характеристикой |
Ц](і) |
согласно рис. |
2 8 ,6 . |
В цепи действует сину- |
|||
|