›
›

Bài giảng Biến đổi năng lượng đại cương - Chương 4: Phân tích hệ cơ điện dùng khái niệm năng lượng - Trịnh Hoàng Hơn

pdf 34 trang ngocly 1350
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Biến đổi năng lượng đại cương - Chương 4: Phân tích hệ cơ điện dùng khái niệm năng lượng - Trịnh Hoàng Hơn", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_bien_doi_nang_luong_dai_cuong_chuong_4_phan_tich_h.pdf

Nội dung text: Bài giảng Biến đổi năng lượng đại cương - Chương 4: Phân tích hệ cơ điện dùng khái niệm năng lượng - Trịnh Hoàng Hơn

  1. CHƯƠNG 4 PHÂN TÍCH HỆ CƠ ĐIỆN DÙNG KHÁI NIỆM NĂNG LƯỢNG Presenter: Trịnh Hoàng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903767041 trinhhoanghon09@gmail.com www.icalabhcmut.edu.vn 28/06/2015 9:01 CH
  2. Các định luật cơ bản * ĐL Ampère: Jds Hdl  C J n H ds dl C Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 2 ICA Lab
  3. Trường hợp dòng điện phân bố trong các dây dẫn Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 3 ICA Lab
  4. Trong mạch từ và dây quấn tập trung Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 4 ICA Lab
  5. Định luật ohm trong mạch từ Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 5 ICA Lab
  6. Các định luật cơ bản * ĐL Định luật Faraday: dd Edl Bds v N  C dt dt B d n v dt E ds dl C Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 6 ICA Lab
  7. Các định luật cơ bản d 22ii v  NNN  dt  1 l  S * Sức điện động tự cảm, hỗ cảm phụ thuộc vào:  Dòng điện (i) – VD Máy biến áp  Cuộn dây (N) – Thường ít gặp  Mạch từ () – VD MBA hàn, contactor  Vị trí tương đối của 2 cuộn dây (ij) – VD MĐ quay Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 7 ICA Lab
  8. Trường hợp tổng quát * Xét hệ N cửa điện, e v i f x1 M cửa cơ 1 1 1 v i e x 2 2 f2 2 k k i1, i 2 , , i N , x 1 , x 2 , , x M kN 1,2, , v i f e x * Tương tự N N M M ee fk f k i1, i 2 , , i N , x 1 , x 2 , , x M kM 1,2, , NN dk  kdijj  k dx vk  dtjj 11 ijj dt x dt kN 1,2, , Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 8 ICA Lab
  9. Trường hợp đặc biệt – I * Trong mạch từ - một cửa điện, một cửa cơ i  N  N2 Liw here L L x  d  di  dx v dt i dt x dt Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 9 ICA Lab
  10. Trường hợp đặc biệt – I VD: Xét Chiếu dày là d Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 10 ICA Lab
  11. Trường hợp đặc biệt – I * Xét mạch từ    tương đương 2 2 2 3 1 + - F Ni g 1    gx 13 wd 2w d 0 0 x 2w0 d  2  Ni 2w0 d gx 22 2N d00 wdi 2 N d w i dx 2w0 d 2 v  N  N i 2 gx g x dt gx dt Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 11 ICA Lab
  12. Trường hợp đặc biệt – II * Hệ thống không có phần tử dịch chuyển Máy biến áp: d di vL dt dt Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 12 ICA Lab
  13. Trường hợp đặc biệt – III Máy Điện Quay H r + H S + HS Ni H ss S 2g Hr Ni H rr r 2g Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 13 ICA Lab
  14. Trường hợp đặc biệt – III Vùng 2 H r Ni  H ss + Vùng 1 S 2g + Nirr H r Vùng 3 2g H S Vùng 4 N i N i HHHH s s r r r13 r S r 2g Ns i s N r i r HHHHr24 r S r Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 2g 14 ICA Lab
  15. Trường hợp đặc biệt – III * Từ thông qua cuộn stator Vùng 2 H r  tổng diện tích vùng 1+2  + Vùng 1 s  Vung12  Vung + Vùng 3 H S SVung13 S Vung lR Vùng 4 SVung24 S Vung lR  s 0H r 1 lR   0 H r 2 lR  2 00R l  R l 2 s N s  s N S i s N s N r 1 i r 22gg Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 15 ICA Lab
  16. Trường hợp đặc biệt – III Đặt  Rl L 0 0 2g Tương r  Vung23  Vung 2 LNLss 0 tự 2 LNLrr 0 2  L i L i LNNLm  s r 0 1 r m s r r s L s i s L m i r Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 16 ICA Lab
  17. Trường hợp đặc biệt – III Từ 2 LNNLm  s r 0 1  Thực tế LMm  cos Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 17 ICA Lab
  18. Trường hợp đặc biệt – III d di di d v ss L Mcosr i M sin sdt s dt dt r dt d di di d v rr L Mcoss i M sin rdt r dt dt s dt Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 18 ICA Lab
  19. CHƯƠNG 4 – tt TÍNH TOÁN LỰC ĐIỆN TỪ DÙNG KHÁI NIỆM NĂNG LƯỢNG Presenter: Trịnh Hoàng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903767041 trinhhoanghon09@gmail.com www.icalabhcmut.edu.vn 28/06/2015 9:01 CH
  20. Hệ cơ điện * Xét hệ * Theo định luật bảo toàn Suất biến thiên năng Năng lượng Cơ năng ngõ lượng dự trữ điện đầu vào ra dW dx d dx m vif e i f e dW idfdx e dt dt dt dt m Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 20 ICA Lab
  21. Hệ cơ điện * Năng lượng dự trữ khi hệ điện cơ dời điểm làm việc từ a đến b xbb W,W,,, x  x fe  x dx i  x d  m b b m a a x a b aa • khi a=0, không có năng lực điện đầu vào – fe(0,x)=0 –Nếu xa=0,  xb, b: ta có  W,, x i  x d  (4.71) m 0 Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 21 ICA Lab
  22. Hệ cơ điện (4.67) (4.75) e W,  x dW id f dx i m m  W,W,mm xx dW d dx e W,m  x m  x f x Công thức vi phân toàn phần * Nhận xét Tính được Wm –Tính được dòng điện –Tính được lực từ Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 22 ICA Lab
  23. Đồng năng lượng * Ta biết:  là đại lượng liên kết tính toán khá phức tạp Thay biến  trong (4.75) thành biến i (4.67) dW id fe dx m dW d  i fe dx di d  i id   di m e d  i Wm f dx di (4.80) Đồng năng lượng (Co-energy): ' WWmm i Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 23 ICA Lab
  24. Đồng năng lượng * Chọn (Ia,xa)=(0,0)  fe=0 (lực điện từ) Hình 4.21 Dọc theo ob’: i=0 fe=0 i W,,' i x  i x di (4.81) m 0 (4.80) (4.75) W dW'  di fe dx  m m i (4.83) W'mm W' dW' di dx e W'm m ixf x Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015Công thức 9:01 CHvi phân toàn phần 24 ICA Lab
  25. Hệ nhiều cửa  xi, * Khi hệ tuyến tính:  x, i L x i i Lx 2  1  xi, W id m 0 2 Lx (4.94) i 1 W' di L x i2 m 0 2 Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 25 ICA Lab
  26. Hệ nhiều cửa * Tổng quát (N cửa cơ, M cửa điện) NN ' e dWm  i di i f j dx j (4.108) ij 11 '''' ' WWWWm  m  m  m dWm di11 di N dx dx M i11  iNM  x  x Wm i iN1,2, , ii (4.110) e W'm fj j1,2, M x j Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 26 ICA Lab
  27. Tính giá trị đồng năng lượng e * Chọn các giá trị đầu: ii=0, để lực f i=0: i W',' 1  i ,0, ,0, x , x , , x di mM 0 1 1 1 2 1 i 2  i, i,' ,0, ,0, x , x , , x di (4.111) 0 2 1 2 1 2M 2 i N  i, i , , i , i'' , x , x , , x di 0 NNNMN 1 2 1 1 2 Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 27 ICA Lab
  28. 2 cửa điện, 1 cửa cơ ii W',',' 12i ,0, x di i , i , x di m 001 1 1 2 1 2 2 Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 28 ICA Lab
  29. CHƯƠNG 4 – tt CHUYỂN ĐỔI NĂNG LƯỢNG HỆ THỐNG ĐIỆN CƠ Presenter: Trịnh Hoàng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903767041 trinhhoanghon09@gmail.com www.icalabhcmut.edu.vn 28/06/2015 9:01 CH
  30. Tính bảo toàn năng lượng của hệ cơ điện * Xét hệ thông quát Tổn hao cơ Tổn hao dòng Tổn hao 2 P phần điện Ri xoáy, từ trễ LF B e vi f Năng lượng từ d trường cấp cho cơ Text Điện năng i T e Cơ năng đầu vào đầu vào dt Năng lượng điện cấp cho dW d từ trường m M spring dt dt Năng lượng dự Năng lượng dự trữ của trường từ trữ của trường từ Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 30 ICA Lab
  31. Tính bảo toàn năng lượng của hệ cơ điện * Bỏ qua tổn hao d Năng lượng điệni e dt f cấp cho Năng lượng từ từ trường T e trường cấp cho cơ Năng lượng dự dW trữ của trường từ m dt e W,  x dW id f dx i m m  W,W,mm xx dW d dx e W,m  x m  x f x Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 31 ICA Lab
  32. Tính bảo toàn năng lượng của hệ cơ điện * Vậy i và f là đạo hàm riêng của W  thỏa mãn công thức Green • Năng lượng được bảo toàn • Trường điện là trường thế năng i ,,W, x  fe  x   x m xx    Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 32 ICA Lab
  33. Chuyển đổi năng lượng giữa 2 điểm làm việc * Hệ làm việc từ điểm a sang điểm b x  W,W,,, x  x bb fe  x dx i  x d  m b b m a a x a b aa W =EFE EFM m a b a b a b Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 33 ICA Lab
  34. Chuyển đổi năng lượng: hệ tuần hoàn * Hệ làm việc từ điểm a và về lại điểm a W =EFE EFM 0 m a b cycle Cycle Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 34 ICA Lab