Microsoft PowerPoint Chuong 4 [Compatibility Mode] Page 1 1BMTBD BĐNLĐC nxcuong V3 4 1 Khảo sát hệ thống (biến đổi năng lượng) điện cơ 4 2 Ví dụ hệ thống điện cơ chuyển động thẳng và chuyển động quay[.]
4.1 Khảo sát hệ thống (biến đổi lượng) điện 4.2 Ví dụ hệ thống điện chuyển động thẳng chuyển động quay 4.3 Phân tích lực dùng khái niệm lượng đồng lượng 4.4 Phân tích lực hệ thống bao gồm nhiều biến điện biến 4.5 Sự bảo toàn biến đổi lượng 4.6 Dùng mơ hình khơng gian trạng thái phân tích hệ thống điện BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V3 BMTBBĐ_CSKTD_nxcuong_V5 4.1 Khảo sát hệ thống (biến đổi lượng) điện 4.2 Ví dụ hệ thống điện chuyển động thẳng chuyển động quay 4.3 Phân tích lực dùng khái niệm lượng đồng lượng 4.4 Phân tích lực hệ thống bao gồm nhiều biến điện biến 4.5 Sự bảo toàn biến đổi lượng 4.6 Dùng mơ hình khơng gian trạng thái phân tích hệ thống điện BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V3 BMTBBĐ_CSKTD_nxcuong_V5 Page I Chương x U Đối tượng khảo sát: Khảo sát hệ thống điện tần số công nghiệp, với thơng số tập trung, i.e hệ thống có kích thước nhỏ so với bước sóng trường điện từ (xét trường từ chuẩn dừng) Mục tiêu: • Tính lực mơ men từ trường tác động lên phần tử vật liệu từ dây dẫn có dịng điện qua • Phân tích hệ thống điện miền thời gian - Xây dựng hệ phương trình vi phân biến trạng thái (mơ hình khơng gian trạng thái) cho hệ thống điện - Giải hệ phương trình (phân tích mơ hình) BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V3 Hệ thống biến đổi điện Hệ thống biến đổi điện gồm mạch từ có phận chuyển động r i + - V k L + ef m N - f fe D x r x0 r Chuyển động thẳng gốc móc vịng Phần tử chuyển động gọi phần ứng i r Chuyển động quay + V BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V3 Page Hệ thống điện mạng cổng Ví dụ hệ thống điện mạng cửa Pittơng • Chiều lực fe quy ước lấy theo chiều dương x • ℓ chiều dài lò xo trạng thái cân • fe = fe(λ, x) = fe(i, x): lực điện từ Mô tả trạng thái (state) hệ thống động tập hợp biến trạng thái (state variables) như: - khoảng cách dịch chuyển x góc quay phần ứng - dòng điện hay từ thơng móc vịng cuộn dây, Các biến trạng thái biến mô tả hành vi hệ thống tương lai trạng thái thời hệ thống tín hiệu vào biết BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V3 Biến trạng thái hệ thống điện Trường hợp có cửa (cổng) điện cửa (cổng) • Chuyển động thẳng f r i L + - Vs v • Chuyển động xoay Biến x khe hở khơng khí N biến λ biến i r biến θ) r k gốc móc vòng fe x i r biến i biến λ + V - fe: lực có nguồn gốc từ điện (force of electric origin) BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V3 Page Lực có nguồn gốc từ điện Lực có nguồn gốc từ điện fe gồm lực điện từ lực điện động S • Lực tác động lên vật liệu dẫn từ đặt từ trường gọi lực điện từ N fe/2 N Фlv fe/2 S I N • Lực tác động lên vật dẫn điện đặt từ trường có dịng điện chạy vật dẫn điện gọi lực điện động (lực Lorentz hay lực Laplace) F I B B BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V3 Các bước phân tích hệ thống điện f r i L + - Vs v N k fe x • Dùng định luật KVL, KCL (Ampere vòng Gauss) phương trình nút/mắt lưới Φ λ=λ (i, x) hay λ=λ (i, θ) • Tính điện áp cảm ứng: v d di dx dt i dt x dt Điện áp biến đổi dịng Điện áp tốc độ • Tính lực hút điện từ fe phương pháp cân lượng • Các phương trình cân lực (dùng định luật Newton) • Giải biến trạng thái BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V3 Page 4.1 Khảo sát hệ thống (biến đổi lượng) điện 4.2 Ví dụ hệ thống điện chuyển động thẳng chuyển động quay 4.3 Phân tích lực dùng khái niệm lượng đồng lượng 4.4 Phân tích lực hệ thống bao gồm nhiều biến điện biến 4.5 Sự bảo toàn biến đổi lượng 4.6 Dùng mơ hình khơng gian trạng thái phân tích hệ thống điện BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V3 BMTBBĐ_CSKTD_nxcuong_V5 Ví dụ hệ thống điện chuyển động thẳng Ví dụ 4.1 Tìm λ v Giả thiết: μlõi thép = , g >> w, x>> 2w Bỏ qua từ thơng rị, tản d 10 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V3 Page Ví dụ hệ thống điện chuyển động thẳng Ví dụ 4.1 (tt) d Tính từ trở Từ trở tương đương 11 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V3 Ví dụ hệ thống điện chuyển động thẳng Ví dụ 4.1 (tt) Bài tập: giải 4.1 dùng mạch từ thay d • Từ thơng từ thơng móc vịng • Điện cảm • Điện áp cảm ứng d 0 wdN di 0 wdN 2i dx v t dt g x dt g x dt 12 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V3 Page Ví dụ hệ thống điện chuyển động thẳng Ví dụ 4.1 Tìm λ v Cách khác d Tìm từ thơng móc vòng λ điện áp cảm ứng v cuộn dây ? v λ H2 quan hệ H1 , H2 H3 13 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V3 Ví dụ hệ thống điện chuyển động thẳng Ví dụ 4.1 (tt) d Định luật Ampere vòng (ACL) H1 g H g H1 H H1 g H x NI Định luật Gauss 0 H1 wd 0 H wd H1 H Ni gx 14 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V3 Page Ví dụ hệ thống điện chuyển động thẳng Ví dụ 4.1 (tt) d • Từ thơng móc vịng N N 2wd 0 H 2wd 0 N 2i gx λ(i) tuyến tính • Điện cảm L x i 2wd 0 N gx • Điện áp cảm ứng vt wd N di wd N i dx g x dt g x 2 dt 15 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V3 Ví dụ hệ thống điện chuyển động quay Ví dụ 4.2 (hình 4.7), tìm λ s, λ r theo is, ir, θ, tìm vs vr stator rotor Giả thiết: μlõi thép = , g