频率特性

频率特性是指在交流电路中,当输入电压的频率发生变化时,负载阻抗也会发生变化,从而具备不同的幅频特性和相频特性,对不同频率的信号作用不同,这种变化关系就是频率特性。

频率特性基本信息

中文名 频率特性 外文名 frequency characteristic
应    用 电力系统频率分析

电网运行频率属于电能质量众多基本指标中的一个,同时频率也能很好的显示出系统的运行状态。正常的情况下,系统负荷发生扰动时,那么系统中的在线发电机组的调速系统就开始以自动响应的方式调节发电机组的出力大小,使得整个系统的功率回归平衡,从而保证系统的频率偏差在系统运行所运行的正常范围内。但是,如果系统发生重载的线路开短、子系统解列、大发电机组的跳闸、非常大的负荷扰动等时,系统的功率平衡的状态遭破坏,依靠正常的调节系统也无法维持系统的功率频率,那么系统频率就会出现急剧下降的或者上升,甚至会发生系统崩溃,大片的地方发生停电现象。因此对于现代的大型电力系统的频率特性以及动态变化过程的特点有必要做深入的了解,而能够更好的保证电力系统安全稳定运行。

频率特性负荷静态频率特性

电力系统中的频率发生变化时,系统中的有功负荷也会随着频率变化而变化。这种系统的有功功率负荷与频率变化之间的特性关系就是负荷的静态频率特性。而依据负荷与频率变化的关系的不同可以把负荷分成下列几类:

1)和频率变化无任何关系的负荷,比如电阻炉、照明负荷和整流负荷等;

2)和频率成正比例关系的负荷,比如压缩机、卷扬机、球磨机和往复水泵等;

3)和频率的三次方成正比关系的负荷,比如循环水泵和通风机等;

4)和频率的高次方成正比关系的负荷。

频率特性发电机静态频率特性

电机组的输出功率和频率之间的变化关系就是发电机组的功率-频率特性。发电机组的输出功率的变化主要是由其调速系统通过改变原动机的进汽(或进水量),从而调整发电机输入功率的大小以应对负荷的变化需求。发电机的静态频率特性主要是由发电机组的单位调节功率表示,称为发电机组的功频特性系数KG。

频率特性造价信息

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不同的负荷模型对电力系统的运行、分析有着不同的影响。 常规的负荷模型通常不考虑负荷特性,国内常采用 50% 恒阻抗和 50% 感应电动机模型。这种模型在系统正常运行时不存在问题,但是当系统发生故障,则会出现潮流不收敛或者频率下降较大等问题,则在进行系统分析时,会出现结果有所偏差。 而采用变频模型,则是通过改变电机的负阻抗特性减弱其对电网的不利影响。 现代生活中,变频负荷越来越多,由此看来,研究变频负荷模型的系统响应特性具有重要的意义。常用的变频负荷是变频异步电动机,通常由整流、滤波与再次整流构成。

常用的控制方式为 VVVF 变频与矢量控制变频方式。 两者的原理都是先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供电动机。 不同控制方式的变频模型其动态特性或可实施性等都有所不同。 因此,在大多数的文献中主要是通过对变频负荷模型的控制方式不同来进行研究。 而忽略了通过建立不同的变频负荷模型来得到更符合实际负荷特性的负荷模型。

当负载增加,采用矢量控制的变频电动机模型的频率变化最小,因此,当发生小扰动时,该负荷模型对系统影响最小。而采用动态向量法的变频电动机模型与不考虑频率特性的异步电动机模型基本一致。 当发生短路故障时,两种变频负荷模型都优于不考虑频率特性的负荷模型,并且波形结果与实际负荷情况更接近。 变频负荷模型的频率下降较少,而不考虑频率特性是频率严重下降,其中采用动态向量法的模型下降最少。 另外,从电动机的有功功率来看,变频负荷模型波动较小,其中采用矢量控制的变频电机模型的波动最小。因此,在发生大扰动时,采用考虑频率特性的变频模型更符合实际情况。 2100433B

在二端口RLC串联电路中,若定义阻抗

则当负载侧有另一个阻抗

时,将一组交流电压加在阻抗两端,可以得到经过RLC串联电路后的电压为

即经过RLC电路后,电压信号的幅值和相角都发生了变化,当输入电压的频率不同,则相应地,网络的阻抗也不同,对幅值和相角的影响也不同,定义传递函数为

将传递函数幅值化后,可以表达为

幅值部分和相角部分分别称为幅频特性和相频特性,统称频率特性。

频率特性常见问题

  • 电感频率特性及测定方法是怎样的

    你可以去大比特电子变压器论坛上面看“如何测量电感的阻抗及频率特性”这篇帖子。应该能帮助到你。 电感阻抗的测量方法主要有电桥法、谐振法、自动平衡电桥法。电桥法也就是书本上常说的麦克维尔电桥、海氏电桥等,...

  • 谐振频率和中心频率有区别吗?

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频率特性文献

东南大学电路实验电路频率特性(EDA) 东南大学电路实验电路频率特性(EDA)

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东南大学电工电子实验中心 实 验 报 告 课程名称: 电路实验 第 四 次实验 实验名称: 电路频率特性( EDA) 院 (系): 吴健雄学院 专 业: 电类强化班 姓 名: 沙小仕 学 号: 61010131 实 验 室 : 实验组别: 同组人员: 实验时间: 2011年 12月 2日 评定成绩: 审阅教师: 一、 实验目的 1. 掌握低通、带通电路的频率特性; 2. 应用 Multisim 软件测试低通、带通电路频率特性及有关参数; 3. 应用 Multisim 软件中的波特仪测试电路的频率特性。 二、 实验原理 研究电路的频率特性, 即是分析研究不同频率的信号作用于电路所产生的响应函数与激 励函数的比值关系。 通常情况下, 研究具体电路的频率特性, 并不需要测试构成电路所有元 件上的响应与激励之间的关系, 只要研究又工作目的所聚顶的某个元件或支路的响应与激励 的关系。本实验主要研究

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穿孔板吸声结构的频率特性分析 穿孔板吸声结构的频率特性分析

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分析了亥姆霍兹共鸣器的共振频率特性,导出了穿孔板吸声结构吸声的中心频率、频带宽度、上限频率及下限频率的估算公式,为设计、制作理想的穿孔板吸声结构提供了参考.

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声压与相位滞后随频率变化的曲线分别叫作"幅频特性"和"相频特性",合称"频率特性"。这是考察音箱性能优劣的一个重要指标,它与音箱的性能和价位有着直接的关系,其分贝值越小说明音箱的频响曲线越平坦、失真越小、性能越高。如:一音箱频响为60Hz~18kHz +/- 3dB。这两个概念有时并不区分,就叫作频响。

电路的各物理量随电源频率ω而变化的函数关系称为电路的频率特性。研究电路频率特性的目的在于进一步研究谐振电路的选择性与通频带问题。

1.阻抗的模频特性与相频特性

当ω=0时, ,当0<ω<ω0时,X<0,电路呈电容性;当ω=ω0时,X=0,电路呈纯电阻性, ;当ω0<ω<∞时,X>0,电路呈感性;当ω→∞时, 。

阻抗的相频特性就是阻抗角φ随ω变化关系,即

当ω=0时,φ=-π/2;当ω=ω0时,φ=0;当ω=∞时,φ=π/2。

2.电流频率特性

当ω=0时,I=0;当ω=ω0时,I=I0=US/R;当ω=∞时,I=0。性

3 .电压频率特性 电容和电感电压的有效值分别为

UC=I/ωC

UL=IωL

由于在电子工程中总是Q"para" label-module="para">

UC=UL≈I/ω0C=Iω0L

即UC和UL均近似与电流I成正比。UC,UL的频率特性与电流I的频率特性相似,UL0=UCO=I0X=I0XC0

功率频率特性(负荷的静态频率特性)

当系统频率变化时,整个系统的负荷功率PL也要随之改变,

PL= F(f)

即这种有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率—频率特性,是负荷的静态频率特性,也称作负荷的调节效应。

负荷频率静态特性常数表示负荷对频率的变化关系,即

电力系统频率动态特性

电力系统的有功功率平衡突然遭到破坏时,系统的频率将从正常的稳定值过渡到另一个稳定值。这种频率变化过程反映了系统的频率动态特性。它与系统有无备用容量、负荷的频率调节效应系数及电力系统内旋转机械的惯性时间常数等有关。因条件不同,系统频率可能非周期性地逐步下降,也可能经波动衰减到某一稳定值;系统的惯性时间常数越大,系统频率变化过程所经历的时间就越长。

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