Внешняя характеристика источника

Элекрические свойства источника оценивают, в частности, по его внешней вольт-амперной характеристике, т.е. зависимостью U_и = f(I_н).) между напряжением и током на выходных клеммах источника, получаемой при плавном изменении нагрузки или U_и = U_о - I_нb (рис.1.3,а). Коэффициент b определяет форму и угол наклона внешней характеристики источника. Он может задаваться как внутренним сопротивлением источника, так и коэффициентом обратной связи по току.

Рис.1.3. Формы внешних характеристик источников питания

У параметрических сварочных источников питания внешняя характеристика определяется внутренним сопротивлением (z_и) т.е. b= z_и. Тогда уравнение внешней характеристики примет вид:

U_и = U_о - I_н z_{и .} (1.9)

С ростом тока напряжение источника снижается. Такой источник может работать в режиме холостого хода (точка 1), при этом его напряжение равноU_о, а ток I_о = 0. В режиме нагрузки (точка 2) его напряжение U_и ниже, чем при холостом ходе. В режиме короткого замыкания (точка 3) напряжение на выходе источника U_и = 0, режим характеризуют током короткого замыкания I_к..

Различают пологопадающие (I) и крутопадающие (II) внешние характеристики. Поскольку представление о крутизне характеристики достаточно субъективно, условимся считать крутопадающей характеристику источника с внутренним сопротивлением z_и > 0,1 0м.

При сварке используются источники и с другими формами внешних характеристик (рис.1.3). Иногда термин “крутопадающая характеристика” распространяют на характеристику 6, у которой наклон при больших токах круче, чем при малых. Ломаная характеристика 7 имеет вертикально падающий(штыковой) участок, у нее резко ограничена величина тока короткого замыкания. Ломаная характеристика 8 имеет повышенную величину напряжения холостого хода и низкое рабочее напряжение. Некоторое применение находят источники с жесткой 5 и возрастающей 4 характеристиками .

В общем случае характеристики источника являются нелинейными, поэтому полезно ввести понятие дифференциального сопротивления. Дифференциальное coпpoтивление r_и источника представляет собой частную производную напряжения источника по току в данной точке В статической характеристики, т.е. предел отношения приращения напряжения к соответствующему приращению тока. В геометрическом смысле дифференциальное сопротивление соответствует тангенсу угла между касательной, проведенной к внешней характеристике в точке В и осью токов,

r_{и =}dU _и/dI_д = lim (DU_и/DI_д) = tga

Dl_д ® 0

При возрастающей характеристике r_и > 0, при жесткой r_и =0, при падающей, r_и <0. При нелинейной внешней характеристике r_и - величина переменная, в этом случае её следует отличать oт внутреннего (интегрального) сопротивления z_и источника. В частном случае линейной внешней характеристики (cм.pиc. l.3) значения дифференциального и внутреннего сопротивления совпадают по модулю ½z_{и ô = ô}r_и ê.