Особенности энергопотребления электроустановок со звеном постоянного тока

Введение. Присутствие в низковольтных электрических сетях значительного количества электроприборов, имеющих в своем составе выпрямители, определяет достаточно высокий уровень несинусоидальности токов и напряжений. Это заметно снижает эффективность работы как самой сети, так и отдельных потребителей, чувствительных к спектральному составу питающего напряжения. При этом значительная часть электроустановок со звеном постоянного тока требует устранения пульсаций на выходе выпрямителя, что, в свою очередь, отражается на характере их энергопотребления.

Цель – исследовать зависимость уровня несинусоидальности токов, потребляемых схемой выпрямления при питании линейной нагрузки от степени сглаживания пульсаций напряжений на выходе выпрямителя.

Материалы и методы. Исследование построено на анализе спектрального состава токов нагрузки, имеющей в своем составе выпрямительный мост при различной емкости сглаживающего конденсатора на выходе выпрямителя.

Результаты и обсуждение. Определена взаимосвязь величины емкости сглаживающего конденсатора на выходе мостового выпрямителя и формой потребляемого из сети тока. Выявлена связь уровня пульсации выпрямленного напряжения со степенью несинусоидальности потребляемых токов. Заключение. По итогам проведенного исследования можно сделать вывод о том, что несинусоидальный характер энергопотребления установок со звеном постоянного тока будет определяться не только емкостью сглаживающего конденсатора, но и сопротивлением нагрузки на выходе выпрямителя.

1. Плотников М. П. Несинусоидальность напряжения как один из факторов ухудшения качества электрической энергии // Сборник научных трудов SWorld. 2011. Т. 9. № 4. С. 5–8.

2. Аронов Л. В., Васильева Т. Н. Исследование влияния компактных люминесцентных ламп на несинусоидальность токов и напряжений электрической распределительной сети // Актуальные вопросы технических наук: материалы II Международной научной конференции. Сер. Молодой ученый – 2013. Пермь: Меркурий, 2013. С. 31–35.

3. Колмаков В. О., Колмакова Н. Р. Несинусоидальность тока в сетях до 1000 В // Инновационные технологии на железнодорожном транспорте: труды XXII Межвузовской научно-практической конференции КрИЖТ ИрГУПС / Красноярский институт железнодорожного транспорта – филиал ФГБОУ ВО "Иркутский государственный университет путей сообщения". Красноярск, 2018. С. 43–46.

4. Голосов М. С., Васильева О. А. Исследование несинусоидальности тока и напряжения в системах электроснабжения с выпрямительной нагрузкой // Неделя науки СПбПУ: мат-лы научной конференции с международным участием. Лучшие доклады. СПб.: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 2016. С. 28–32.

5. Куренный Э. Г., Лютый А. П. Оценка несинусоидальности напряжения при анализе качества электроэнергии // Электричество. 2005. № 8. С. 2–9.

6. Петров А. В., Костюков Д. А., Орсаев И. А., Шпигоцкая А. Ю. Анализ спектрального состава токов в сетях, питающих коммунально-бытовую нагрузку // VII (64) ежегодная научно-практической конференция «Университетская наука – региону»: Актуальные проблемы инженерных наук. Ставрополь: Тэсэра, 2019. С. 53–59.

7. Хартуков Э. А. Исследование и сравнение параметров диодного и тиристорного однофазного выпрямителя // Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире. 2016. № 14-1. С. 153–156.

8. Гилемов А. Г. Исследование преобразования энергии // Актуальные вопросы формирования механизмов реализации международного сотрудничества в системе высшего образования Российской Федерации в современных условиях: сборник статей Международной научно-практической конференции. Пенза: Пензенский государственный аграрный университет, 2022. С. 30–33.

9. Петров А. В., Мартусенко В. Е., Дейникин Р. Н. Метод экспресс-оценки суммарных коэффициентов гармонических составляющих в электрических сетях // Вестник Северо-Кавказского федерального университета. 2017. № 2(59). С. 26–29.