電感負(fù)載與能量不守恒（一）
電感是儲(chǔ)能元件并不消耗能量，通過(guò)電感的電流落后加在其上的電壓90°，電感“消耗”的功率是無(wú)功功率。在直流供電系統(tǒng)中，如果負(fù)載是電感（理想狀況，實(shí)際狀況是電感+電阻），由于電感的儲(chǔ)能作用，通電以后就會(huì)在電感中儲(chǔ)存有磁場(chǎng)能量，為使電感能持續(xù)地工作下去，就必須將電感儲(chǔ)存的磁能轉(zhuǎn)移出去，于是，就在電路里設(shè)置了讓儲(chǔ)存在電感里的磁場(chǎng)能量返回“電源”的回饋路徑，或者是在電感上反并聯(lián)一只二極管構(gòu)成電感的自身續(xù)流通道，同時(shí)還要有轉(zhuǎn)移能量的時(shí)間。
以上所述是眾所周知的，這就引出一個(gè)問(wèn)題：這個(gè)“電感儲(chǔ)存的能量”算什么呢？電源供出的能量又回饋給電源，“能量守恒定律”還成立嗎？
能量守恒定律是經(jīng)典物理學(xué)的“鐵律”，不遵循“能量守恒定律”，許多物理推斷都推不下去。因此也是經(jīng)典物理學(xué)的“高壓線”，誰(shuí)碰這根高壓線誰(shuí)就有制造“永動(dòng)機(jī)”的嫌疑。但是用“能量守恒定律”是解釋不了“電感儲(chǔ)存的能量”算什么這個(gè)問(wèn)題的，也就使得許多問(wèn)題找不到答案變成荒謬的悖論。下面進(jìn)一步分別論述。
一、單相全橋電壓源逆變電路
電路拓?fù)淙缦拢?
電感L=150uH
用Pspice進(jìn)行仿真計(jì)算
PW=12.5us，PER=50us，R=1
電流曲線，綠色，D2D4；紅色，D1D3；黃色，電感。
起始時(shí)刻，IGBT1，IGBT3導(dǎo)通，電感電流逐漸增加。
時(shí)間t=12.5us時(shí)，IGBT1，IGBT3關(guān)斷，此時(shí)電感電流大小和方向都不變，通過(guò)D2D4繼續(xù)流動(dòng)。按“回饋給電源”的說(shuō)法，電流應(yīng)當(dāng)反向流向電源——即向電源V1充電，然而Pspice的電壓源沒(méi)有可以充電的功能，電流只是通過(guò)電源反向通過(guò)而沒(méi)有充電；或者是通過(guò)電容器向C1充電，從顯示的結(jié)果看，電容的電流為零。很顯然，Pspice并沒(méi)有考慮這個(gè)“能量回饋”，也就是說(shuō)，電感的儲(chǔ)能消失了，這相當(dāng)于電感是通過(guò)電源V1進(jìn)行自身續(xù)流然后就沒(méi)有了。
IGBT1，IGBT3導(dǎo)通時(shí)是電源供給的能量，而IGBT1，IGBT3關(guān)斷時(shí)電流仍然在流動(dòng)，這仍然流動(dòng)的電流用能量守恒定律是解釋不了的。有電流流過(guò)，就會(huì)有磁場(chǎng)產(chǎn)生，如果是變化的電流，就會(huì)有電磁感應(yīng)。在電源不供電時(shí)（此時(shí)電源V1只是提供了電流流通的通道），電感中繼續(xù)流動(dòng)的電流仍然會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)并通過(guò)感應(yīng)將能量進(jìn)行傳遞。這進(jìn)一步說(shuō)明，能量守恒定律在電磁學(xué)范疇是不成立的。
電壓曲線
電容電流
Z1電流
Z2電流
未完待續(xù)。
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