Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 1: Khái niệm về mạch phi tuyến. Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Khái niệm về mạch phi tuyến, tính chất mạch phi tuyến, tuyến tính hóa - quán tính hóa phần tử phi tuyến, phương pháp xét mạch phi tuyến. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.
CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN ng c om Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến an co I Khái niệm mạch phi tuyến ng th II Tuyến tính hóa - Qn tính hóa phần tử phi tuyến du o III Tính chất mạch phi tuyến cu u IV Phương pháp xét mạch phi tuyến Bài tập: - 4, 6, 7, - 13 Cơ sở kỹ thuật điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN ng c om Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến co I Khái niệm mạch phi tuyến th I.2 Phần tử mạch phi tuyến an I.1 Mạch hệ phương trình mạch phi tuyến ng I.3 Hàm đặc tính phần tử phi tuyến du o II Tuyến tính hóa - Qn tính hóa phần tử phi tuyến cu u III Tính chất mạch phi tuyến IV Phương pháp xét mạch phi tuyến Cơ sở kỹ thuật điện 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến c om I.1 Mạch hệ phương trình mạch phi tuyến Thiết bị điện E(x, y, z, t), H(x,y,z,t) … Mơ hình trường th an co Mơ hình hệ thống c 6000(km) f ng u(t), i(t), p(t) … du o ng Mơ hình mạch tín hiệu u Mạch hóa cu Mơ hình mạch (năng lượng) Kirchhoff Hình vẽ mơ thiết bị điện Xét truyền đạt lượng thiết bị điện Sơ đồ mạch Luật Hệ phương trình tốn học l > gmoi truong Luật Kirchhoff 1, Luật bảo toàn công suất Hữu hạn trạng thái Cơ sở kỹ thuật điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến c om I.1 Mạch hệ phương trình mạch phi tuyến Mơ hình mạch phi tuyến mơ hình mạch mà q trình xét mơ tả hệ ng phương trình vi tích phân phi tuyến miền thời gian cu u Trong mạch điện, ta có: du o ng th an co dx1 dt f1 ( x1 , x2 , , xn , t ) dx n f n ( x1 , x2 , , xn , t ) dt Biến trạng thái x1, …, xn dòng điện, điện áp, từ thơng, điện tích … f1, …, fn kích thích, hàm phi tuyến t biến độc lập thời gian Cơ sở kỹ thuật điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến c om I.2 Phần tử mạch phi tuyến Phần tử mạch phi tuyến phần tử mạch điện mà quan hệ trạng thái ng phương trình (hệ phương trình) vi tích phân phi tuyến Cuộn dây phi tuyến: L(i) C(u) ψ,L u(t) = R(i).i(t) du o i ng R(i) u u(i) cu u,r th an R(i) Tụ điện phi tuyến: co Điện trở phi tuyến: C,q q(u) ψ(i) L(i) C(u) i u (t ) (i ) di(t ) t i dt di (t ) uL (t ) L(i ) dt uL (t ) q(t ) q(u ) du (t ) t u dt du (t ) iC (t ) C (u ) dt iC (t ) Cơ sở kỹ thuật điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến c om I.3 Hàm đặc tính phần tử phi tuyến Hệ phương trình tốn học (Bộ tốn tử) Tính chất, đặc điểm trình mạch co ng Phần tử + Kết cấu mạch an Để thuận tiện cho tính tốn, khảo sát, cần phân tích phương trình trạng thái phần tử, ng th xác định rõ quan hệ hàm đặc trưng (hàm đặc tính) trình phần tử du o Có loại hàm đặc tính: cu tuyến u Đặc tính trạng thái: Nói lên quan hệ trạng thái phần tử phi Ví dụ: u = u(i), ψ = ψ(i), q = q(u), … Đặc tính hệ số: Nói lên tính chất q trình thiết bị điện (tuyến tính hay phi tuyến, phi tuyến nhiều hay ít, đối xứng hay khơng đối xứng …) Cơ sở kỹ thuật điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến co ng y β α x du o ng th an Có loại đặc tính hệ số: y Hệ số động: K d x Ví dụ: d (i) (i) di L(i) di dt i dt dt y ( x) Hệ số tĩnh: Kt x u (i) q(u ) ; ct (u ) , Ví dụ: rt (i) i u Với phần tử phi tuyến: c om I.3 Hàm đặc tính phần tử phi tuyến u Định nghĩa hàm đặc tính (đặc tính trạng thái hay đặc tính hệ số) cu Tìm cách đo biểu diễn chúng: Bảng số Đồ thị Hàm giải tích Cơ sở kỹ thuật điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến` I.3 Hàm đặc tính phần tử phi tuyến 0,4 c om Ví dụ: Cho diode A K A 0,3 ng Đặc tính dạng đồ thị: co 0,2 an Đặc tính dạng bảng số: 0,2 0,4 0,6 I(A) 0,01 0,02 0,05 ng 0,1 V 0,2 0,4 0,6 0,8 du o Đặc tính dạng giải tích: 0,8 th U(V) 0,1 I aU bU cu u Bằng cách coi đặc tính gần qua điểm B(0,2 ; 0,01) C(0,8 ; 0,1) a = 0,025 0, 2.a 0, b 0, 01 b = 0,125 0,8.a 0,8 b 0,1 I 0,025.U 0,125.U Cơ sở kỹ thuật điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN ng c om Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến an co I Khái niệm mạch phi tuyến - Phần tử phi tuyến ng II.1 Tuyến tính hóa th II Tuyến tính hóa - Qn tính hóa phần tử phi tuyến du o II.2 Qn tính hóa phần tử phi tuyến cu u III Tính chất mạch phi tuyến IV Phương pháp xét mạch phi tuyến Cơ sở kỹ thuật điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến c om II.1 Tuyến tính phi tuyến Hệ thống phi tuyến Hệ phương trình vi tích phân phi tuyến ng (đặc tính phần tử phi tuyến) co Hệ thống phi tuyến nhiều phạm vi làm việc, đoạn đặc tính trạng thái khác xa an với đường thẳng (hoặc đặc tính hệ số động biến thiên nhiều so với giá trị (ngược lại th ta có hệ thống phi tuyến ít) ng Trong hệ thống, đặc tính phi tuyến phần tử (hoặc khơng) định tính u cu Tuyến tính hóa: du o phi tuyến nhiều / hệ thống Đặc tính phi tuyến: Coi đoạn đặc tính làm việc gần với đoạn thẳng Phương trình tốn học: Coi gần số hạng phi tuyến phương trình tuyến tính triệt tiêu số hạng phi tuyến (phương trình tuyến tính suy biến) Cơ sở kỹ thuật điện 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến c om II.2 Qn tính hóa phần tử phi tuyến Tính qn tính nói lên độ tức q trình có thay đổi trạng thái co ng Ví dụ: Xét q trình nhiệt bếp điện, lị nung cao tần … du o ng th tuyến tính theo giá trị tức thời an Phần tử có qn tính phần tử có thơng số phi tuyến theo giá trị hiệu dụng Phương pháp xét phần tử phi tuyến có qn tính gọi phương pháp qn cu u tính hóa (phương pháp điều hòa tương đương) Cơ sở kỹ thuật điện 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN ng c om Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến an co I Khái niệm mạch phi tuyến phần tử phi tuyến ng th II Tuyến tính hóa - Qn tính hóa phần tử phi tuyến du o III Tính chất mạch phi tuyến cu u IV Phương pháp xét mạch phi tuyến Cơ sở kỹ thuật điện 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến c om III Tính chất mạch phi tuyến Khơng có tính chất mạch tuyến tính ng Tính chất tuyến tính an co Tính chất xếp chồng ng th Tính tạo tần du o Có nhiều tính chất đặc biệt khác cu u Ví dụ: Tính chất đa trạng thái, tính chất tự dao động phi tuyến, … Cơ sở kỹ thuật điện 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN ng c om Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến an co I Khái niệm mạch phi tuyến phần tử phi tuyến ng th II Tuyến tính hóa - Qn tính hóa phần tử phi tuyến du o III Tính chất mạch phi tuyến cu u IV Phương pháp xét mạch phi tuyến Cơ sở kỹ thuật điện 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến IV Các phương pháp xét mạch phi tuyến c om Phương pháp giải tích: co Tìm nghiệm dạng chuỗi hàm ng Biểu diễn đặc tính phi tuyến hàm giải tích phù hợp an Ví dụ: Phương pháp cân điều hòa, phương pháp biên pha biến thiên chậm, phương ng th pháp tham số bé … Phương pháp đồ thị: du o Sử dụng đường cong phi tuyến để tìm nghiệm dạng đồ thị cu Phương pháp số: u Thường dùng để giải mạch đơn giản (không cấp 2) Sử dụng thuật tốn, chương trình để tính nghiệm dạng xấp xỉ, bảng số … Cho phép tính nghiệm đến độ xác tùy ý Ví dụ: Phương pháp dị, phương pháp lặp, phương pháp sai phân liên tiếp … Cơ sở kỹ thuật điện 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... b 0, 01 b = 0 ,12 5 0,8.a 0,8 b 0 ,1 I 0,025.U 0 ,12 5.U Cơ sở kỹ thuật điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN ng c om Chương 1: Khái... hóa (phương pháp điều hịa tương đương) Cơ sở kỹ thuật điện 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN ng c om Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến an co I Khái... thái, tính chất tự dao động phi tuyến, … Cơ sở kỹ thuật điện 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN ng c om Chương 1: Khái niệm mạch phi tuyến an co I Khái