Характеристики элементов нагрузки.

Под характеристиками элемента нагрузки понимают зависимости потребляемой им активной и реактивной мощностей, вращающего момента или тока от напряжения или частоты. Различают два вида характеристик нагрузки - статические и динамические.

Статической характеристикой называется зависимость мощности, момента или тока от напряжения (или частоты), определенная при настолько медленном изменении режима, что каждую его точку можно считать соответствующей установившемуся режиму. Статическая характеристика представляется в виде кривой или группы кривых на плоскости.

P = φ (U); P = Ψ (f).

Динамической характеристикой называется та же зависимость, но определенная при столь быстрых изменениях режима, что скорость их протекания должна быть учтена. Динамическая характеристика представляется в виде зависимости: какого-либо параметра режима от одного или нескольких параметров режима и от их производных.

Здесь динамическая характеристика представлена гиперповерхностью, проходящей в фазовом пространстве.

Простейшим случаем динамической характеристики будет поверхность в пространстве трёх измерений, например:

1. Характеристика осветительной нагрузки.

Активная мощность, потребляемая осветительной установкой, содержащей лампы накаливания, не зависит от частоты и пропорциональна напряжению в степени 1, 6: Р = I · U^{1, 6}.

Реактивную мощность лампы накаливания не потребляют. Активная мощность люминесцентных ламп зависит от частоты, уменьшаясь на 0, 5-0, 8% с изменением частоты на 1%, но мало зависит от напряжения.

Динамические характеристики осветительных установок при анализе электромеханических переходных процессов обычно можно принимать совпадающими со статическими.

Статистические характеристики осветительной нагрузки, состоящей из ламп накаливания, представлены на рис. 6 и имеют следующий вид:

На рис.6б показано изменение потребления осветительной нагрузки при быстром изменении напряжения.

2. Характеристики двигателей нагрузки.

Статические и динамические характеристики синхронной и асинхронной нагрузки весьма различны. Это различие обусловлено появлением свободных токов при быстром изменении скольжения . В качестве примера приведём динамическую характеристику асинхронного двигателя.

Если скорость изменения угла (или скольжения) не очень велика, то при анализе различных изменений режима работы синхронного или асинхронного двигателя, например, при изменениях напряжения на его зажимах, можно приближённо получать динамические характеристики на основе серии статических характеристик. Однако при очень быстрых изменениях скольжения изменение электромагнитного момента двигателя графически будет представлять собой гиперповерхность.