П-контур как маховик

[SYN]

Сделал проверку требуемой добротность для одиночного П-контура с целью получения хороших свойств маховика, при работе на входе каскада с общей сеткой. Идеальная картина - ровная синусоида выше нулевой горизонтальной линии, это мгновенная мощность UI. Выход контура нагружен на нелинейное сопротивление. При одной полуволне 50 Ом, при второй полуволне 5000 Ом. Вход контура рассчитан на 50 Ом, выход на 100 Ом.

Результаты ниже. В общем, все о чем писалось в литературе о требуемой добротности подтверждается. Рекомендуют значения Q в диапазоне 3-5. Но я сделал вывод о том, что Q=3 все же чуть маловато, картинка при такой добротности хоть и близка к правильной, но все же не идеальная. Заходы кривой вниз, ниже нулевой линии, говорят о наличии реактивности во входном сопротивлении.

Ну и нужно заметить еще одну вещь, мы считаем всегда Qn для режима генератора тока (так заточены формулы Шульгина), а в данном случае нужно учитывать влияние источника, поэтому реальная Q в данном случае несколько ниже.

Частота эксперимента соответствует расчетной частоте П-контура.

[Орешек]

Игорь моделировал в Мультисим,где то есть на форуме.

[Орешек]

При одной полуволне 50 Ом, при второй полуволне 5000 Ом.

А если 100 и 500 ?

[RK4CI]

Лампа в момент положительной полуволны полностью заперта. А реактивности скомпенсированы П контуром. И вряд ли кому потребуется сунуть туда дополнительный резистор, что бы тупо сажать входную мощность на корпус. Ну а посчитать, проблем наверное не составит.

[SYN]

А если 100 и 500 ?

Для Q=2 почти ничего не изменилось, за исключением немного меньших максимальных значений, но и нагрузка стала меньше. А вот для Q=4 картинка чуть ухудшилась, вероятно из-за  худшего, в среднем значении, согласования.

[SYN]

Извиняюсь, я напортачил. Забыл подставить правильную емкость в расчет тока. Все результаты выше не совсем корректны. 

[Орешек]

 

[SYN]

Это все от спешки и невнимательности. Что бы такого не было, придется сделать структуру или массив, что бы данные вписывать один раз в главной программе, а далее все подставлялось, где надо, автоматически. Но для этого нужен промежуток времени, хоть и небольшой, и желание. 

[SYN]

Поправил.

Картина получилась лучше, чем ожидалось. Даже с прилично сниженными значениями добротности настроенный на расчетную частоту П-контур работает весьма неплохо.

Это графики при Qn = 4. Rn = 50/5000. Выход П-контура рассчитан на 100 Ом. Впечатление такое, что вход П-контура практически не замечает того, что нагрузка есть только в 1 полупериод.

ps Здесь следует сказать, что везде параллельно нагрузке включена довольно большая индуктивность (по сути катодный дроссель), которая "снимает" постоянную составляющую. Без нее графики совершенно другие и они совсем не так хороши. А на выходе контура включена разделительная емкость, тоже довольно большая.

[SYN]

Здесь делаем нагрузку Rn = 100/5000. При этом видим, что П-контур несколько, если можно так сказать, "разбалансировался". Во входном сопротивлении появилась реактивная составляющая. Входные напряжение и ток не совпадают по фазе.

[SYN]

Резко снизим добротность всего до значения Qn=1,2. Нагрузка Rn = 50/5000. П-контур справляется. Однако кривые потеряли синусоидальность, т.е. на входе появились гармоники. Можно обратить внимание, что амплитудные значения "плюса" и "минуса" не одинаковы. Но главное, что нет отсечки и есть потребление активной мощности, почти на том же самом уровне.

[SYN]

Предыдущая ситуация, тот же П-контур и нагрузка. Но частота сигнала вдвое ниже.

[SYN]

А теперь сделаем нагрузку П-контура совсем неправильной. Частота расчетная. Qn = 4. Rn = 5/5000. Видим снижение потребляемой входом мощности в 3 раза (числа я не привожу, хотя у себя их вижу). Об этом же говорит график мгновенной мощности и графики входного тока и напряжения, фаза совершенно не совпадает. 

[Орешек]

 

[SYN]

 

Можно привести еще один крайний случай с неправильной нагрузкой: Rn=5000/5000 (т.е. нагрузка линейна, но слишком мала). На графиках видим, что выходное напряжение увеличено практически вдвое, как и должно быть. Потребление активной мощности входом многократно упало, входное сопротивление П-контура почти полностью реактивно.  Кроме того видим, по сравнению с предыдущим случаем неправильной нагрузки, что реактивность входного сопротивления изменила знак.