Napájení průmyslových podniků: Metodické pokyny pro plnění kontrolních úkolů, strana 2

– efektivní hodnota výkonu omezená zadanými nelineárními zkresleními.

Výkon se měří sinusovou vlnou při 1 kHz při dosažení 10 % THD. Vypočítá se jako součin efektivních hodnot napětí a proudu s ekvivalentním množstvím tepla vytvořeného stejnosměrným proudem. To znamená, že tento výkon se číselně rovná druhé odmocnině součinu druhých mocnin průměrných hodnot napětí a proudu.

Pro sinusový signál je střední kvadratická hodnota V2 krát menší než hodnota amplitudy (x 0,707). Obecně se jedná o virtuální veličinu, termín „rms“, přísně vzato, lze použít pro napětí nebo proud, nikoli však pro výkon. Známým analogem je efektivní hodnota (každý ji zná pro síť střídavého napájení – to jsou stejné 220 V pro Rusko).

Pokusím se vysvětlit, proč tento koncept není příliš informativní pro popis zvukových charakteristik. RMS výkon je práce, která produkuje. Čili v elektrotechnice to má smysl. A nemusí to nutně odkazovat na sinusoidu. V případě hudebních signálů slyšíme hlasité zvuky lépe než slabé. A sluchové orgány jsou ovlivněny spíše hodnotami amplitudy než střední kvadraturou. To znamená, že hlasitost není ekvivalentní výkonu. Proto střední střední hodnota dávají smysl v elektroměru, ale hodnoty amplitudy mají smysl v hudbě. Ještě populističtějším příkladem je frekvenční odezva. Poklesy frekvenční odezvy jsou méně patrné než vrcholy. To znamená, že hlasité zvuky jsou informativní než tiché a průměrná hodnota řekne málo.

Standard RMS byl tedy jedním z méně úspěšných pokusů popsat parametry audio zařízení, které neodrážejí hlasitost jako hodnotu.

V zesilovačích a akustice má tento parametr také ve skutečnosti velmi omezené použití – zesilovač, který produkuje 10% zkreslení nikoli při maximálním výkonu (při ořezávání omezující amplitudu zesíleného signálu se specifickým dynamickým zkreslením), stále vypadá . Před dosažením maximálního výkonu nepřesahuje zkreslení např. tranzistorových zesilovačů často setiny procenta a ještě výše prudce narůstá (abnormální režim). Mnoho akustických systémů již může selhat, pokud je provozováno dlouhou dobu na této úrovni zkreslení.

U velmi levné výbavy se uvádí jiná hodnota – PMPO, nikým zcela nesmyslný a nenormalizovaný parametr, což znamená, že nám to naši čínští přátelé měří, jak Bůh chce. Přesněji u papoušků, každý po svém. Hodnoty PMPO často překračují nominální hodnoty až o faktor 20.

PMPO

(špičkový hudební výkon)

– špičkový krátkodobý hudební výkon, hodnota, která znamená maximální dosažitelnou špičkovou hodnotu signálu, bez ohledu na zkreslení, obecně po minimální dobu (obvykle 10 mS, ale obecně není standardizována).

Jak vyplývá z popisu, parametr je v praktickém použití ještě více virtuální a nesmyslný. Radím vám, abyste tyto hodnoty nebrali vážně a nespoléhali na ně. Pokud náhodou kupujete zařízení s výkonovými parametry uváděnými pouze jako PMPO, pak jedinou radou je poslechnout si sami a určit, zda vám vyhovuje nebo ne.

DIN 45500

– soubor obecně uznávaných norem IEEE, které spolehlivěji popisují různé charakteristiky zesílení zvuku zařízení.

NAPÁJENÍ DIN

– hodnota výstupního výkonu při skutečné zátěži (pro zesilovač) nebo přiváděná (do reproduktorů), omezená nelineárním zkreslením.

Měří se přivedením signálu o frekvenci 1 kHz na vstup zařízení po dobu 10 minut. Výkon se měří, když dosáhne 1 % THD (nelineární zkreslení).

Přísně vzato existují i ​​jiné typy měření, například DIN MUSIC POWER, který popisuje sílu hudebního signálu. Hodnota uváděná jako hudba DIN je obvykle vyšší než hodnota uváděná jako DIN.

EIAJ (Electronic Industries Association of Japan) je japonská asociace elektronického průmyslu.

Jmenovitý výkon

– umělá hodnota, ponechává svobodu volby na výrobci. Konstruktér může určit hodnotu jmenovitého výkonu, která odpovídá nejvýhodnější hodnotě nelineárního zkreslení. Typicky byl indikovaný výkon upraven podle požadavků GOST pro třídu složitosti s nejlepší kombinací naměřených charakteristik. Určeno pro reproduktory i zesilovače.

Někdy to vedlo k paradoxům – u stupňovitého zkreslení vyskytujícího se u zesilovačů třídy AB při nízkých úrovních hlasitosti se úroveň zkreslení mohla snížit, když byl výstupní výkon signálu zvýšen na nominální. Tímto způsobem bylo dosaženo rekordních jmenovitých charakteristik v datových listech zesilovače s extrémně nízkou úrovní zkreslení při vysokém jmenovitém výkonu zesilovače. Zatímco nejvyšší statistická hustota hudebního signálu leží v amplitudovém rozsahu 5-15% maximálního výkonu zesilovače. Pravděpodobně proto byly ruské zesilovače sluchově znatelně horší než západní zesilovače, jejichž optimální zkreslení mohlo být na středních úrovních hlasitosti, zatímco v SSSR se závodilo o minimum harmonického a někdy intermodulačního zkreslení za každou cenu při jedné nominální hodnotě (téměř maximální) úroveň výkonu.

Jmenovitý výkon hluku

– elektrický výkon omezený výhradně tepelným a mechanickým poškozením (například: prokluzování závitů kmitací cívky z přehřátí, spálení vodičů v místech ohybu nebo pájení, přetržení ohebných vodičů atd.), když je růžový šum přiváděn přes korekční obvod pro 100 hodin.

Maximální krátkodobý výkon

– elektrické napájení, které reproduktory vydrží bez poškození (kontrolováno nepřítomností chrastění) po krátkou dobu. Jako testovací signál se používá růžový šum. Signál je odeslán do reproduktoru po dobu 2 sekund. Testy se provádějí 60krát v intervalech 1 minuty. Tento typ výkonu umožňuje posoudit krátkodobá přetížení, která reproduktor vydrží v situacích, které nastanou během provozu.

Maximální dlouhodobý výkon

– elektrický výkon, který reproduktory vydrží bez poškození po dobu 1 minuty. Testy se opakují 10x s intervalem 2 minut. Testovací signál je stejný.

Maximální dlouhodobý výkon je dán porušením tepelné pevnosti reproduktorů (prokluzování závitů kmitací cívky atd.).

růžový šum

– skupina signálů s náhodnou povahou a rovnoměrnou spektrální hustotou frekvenčního rozložení, klesající s rostoucí frekvencí s poklesem o 3 dB na oktávu v celém rozsahu měření, se závislostí průměrné úrovně na frekvenci ve tvaru 1 /F. Růžový šum má konstantní (v průběhu času) energii v jakékoli části frekvenčního pásma.

Bílý šum

– skupina signálů náhodné povahy a rovnoměrné a konstantní hustoty spektrálního frekvenčního rozložení. Bílý šum má stejnou energii v jakémkoli frekvenčním rozsahu.

Oktáva

– hudební frekvenční pásmo, jehož poměr krajních frekvencí je 2.

Elektrická energie

Výkon rozptýlený ohmickým ekvivalentním odporem rovným nominálnímu elektrickému odporu střídavého proudu při napětí rovném napětí na svorkách střídavého proudu. Tedy při odporu, který emuluje skutečnou zátěž za stejných podmínek.

Při výpočtové analýze grafů zatížení se používají následující charakteristiky a ukazatele.

Průměrná hodnota zatížení (průměrný výkon). Zpravidla se u jednotlivých grafů určuje průměrná hodnota za dobu cyklu. t_ц(t_c.s.) podle vzorce

což pro krokové grafy přechází do následujícího

kde p_к — hodnota zatížení k-tého stupně s dobou trvání Dt_к;

M je počet kroků v grafu.

Zpravidla se používají krokové grafy se stejnou délkou trvání kroků; v tomto případě má vzorec (3) tvar

Pokud je známa spotřeba elektřiny w_а elektrický přijímač za cyklus, pak se průměrný výkon určí jako

Efektivní efektivní výkon (RMS)Jak je známo, ztráty činné elektrické energie v síti jsou úměrné druhé mocnině jejího zatížení, proto jsou předmětem analýzy i kvadratické grafy zatížení. р 2 (t); jedním z ukazatelů takových grafů je jejich efektivní hodnota pro určité časové období, například pro cyklus t_ц Je určena vzorcem

a pro krokové grafy – podle vzorce

V případě D.t_кVzorec pro =const se zjednoduší

Rozptyl a směrodatná odchylka grafu zatížení. Jedním z ukazatelů nerovnoměrnosti zátěžového plánu je jeho rozptyl, který se vypočítá pomocí vzorce kW²

Směrodatná odchylka, kW, je definována jako

Koeficient inkluze. Včas t_в elektrický přijímač na cyklus t_ц se skládá z pracovních hodin t_р a nečinnost t_х :

Podobné hodnoty, ale určené během zobecněného cyklu T_ц , označíme tedy T_в , T_р и T_х ,

Hodnota individuálního koeficientu zapojení elektrického přijímače je dána vzorci

, .

Pro periodické a cyklické grafy platí oba vzorce; pro necyklické a nepravidelné grafy samozřejmě pouze druhý.

Faktory využití a zatížení. Hlavním ukazatelem zátěžového plánu je koeficient využití elektrického přijímače činným výkonem během cyklu t_ц

Zatěžovací faktor elektrického přijímače činným výkonem je poměr jeho průměrného výkonu p_s.v. inkluze během cyklu t_ц nebo Т_ц na jmenovitý výkon p_nom .

Ve vztahu k cyklu t_ц najdeme

.

Tvarový faktor grafu zatížení. Tento koeficient charakterizuje nerovnoměrnost zátěžového plánu v čase.

Je zřejmé, že , a nabývá své minimální hodnoty v р_ck = р_с , tj. s konstantním zatížením v průběhu času р(t) = р = konst.

Dosazením výrazu pro do (8) р_ck z (9) získáme následující vzorec pro rozptyl

INDIKÁTORY A CHARAKTERISTIKA GRAFŮ SKUPINOVÉHO ZATÍŽENÍ

Průměrná hodnota grafu skupinového výkonu za cyklus. Hodnota Р_с, tj. průměrný výkon skupiny elektrických přijímačů za cyklus Т_ц, se určí pomocí vzorců (2)-(4) dosazením odpovídajících hodnot z grafu do nich P(t) nebo sečtením průměrných hodnot jednotlivých grafů, tj.

Podmínkou použitelnosti tohoto vzorce je samozřejmě stejná hodnota horní hranice integrálu ve vzorci (2) při výpočtu průměrných hodnot s jeho použitím. р_s.i Jinými slovy, průměrné hodnoty sečtených jednotlivých grafů musí být stanoveny pro stejný čas, pro který je nalezena průměrná hodnota skupinového grafu.

Průměrné zatížení (výkon) během klouzavého časového intervalu trvání q. Označujeme průměrný výkon grupového grafu v čase q až Р_q , získáme vzorec pro jeho definici

kde P(t) — aktuální hodnota souřadnic grupového grafu.