Bài giảng Máy điện 1 - Chương 6: Quá trình quá độ trong M.B.A - Bùi Tấn Lợi
1
Âai Hoc Âa Nàng - Træång Âai hoc Bach Khoa
Khoa Âiãn - Nhom Chuyãn män Âiãn Cäng Nghiãp
Giao trçnh
MAY ÂIÃN 1
Biãn soan: Bui Tán Låi
Chæång 6
QUA TRÇNH QUA ÂÄ TRONG M.B.A
6.1. KHAI NIÃM CHUNG
Qua trçnh qua âä trong mba la qua trçnh mba chuyãn tæ chã âä xac láp náy
sang chã âä xac láp khac khi co sæ thay âäi mät trong cac âai læång xac âënh chã
âä lam viãc cua mba nhæ : tán sä, âiãn ap, phu tai..
Theo yãu tä dong âiãn ngæåi ta phán ra : qua dong âiãn va qua âiãn ap.
6.2. QUA DONG ÂIÃN
Xet qua dong âiãn xay ra trong hai træång håp :
1. Âong mba vao læåi khi khäng tai.
2. Ngàn mach âät nhiãn.
6.2.1. Âong mba vao læåi khi khäng tai.
Ta tháy :
• Luc lam viãc bçnh thæång dong âiãn khäng tai : I0 ≤ 10 % Iâm .
• Luc âong mba vao læåi âiãn : I0 >> Iâm . Vç sao ?.
Gia thæ âiãn ap âàt vao dáy quán så cáp (hçnh 6.1) luc âong K la:
u1 = U1msin(ωt + Ψ0).
Ψ0: la goc pha cua âiãn ap luc âong mba vao læåi.
Phæång trçnh cán bàng âiãn ap cua dáy quán så la:
dφ
dt
u1 = U1msin(ωt + Ψ0) = r1i0 + W1
.
(6.1)
Ta tháy quan hã φ = f(i0) la quan hã phi
φ
tuyãn. Âã tênh toan âån gian, ta gia thiãt φ tè
K
W1φ
L1
lã våi i0 , nghéa la : i0 =
.
u1
W2
W1
Våi L1: hã sä tæ cam cua dáy quán så.
Viãt lai phæång trçnh (6.1), ta co:
U1m
W1
r1
dφ
Hçnh 6.1 Så âä âong mba
vao læåi âiãn luc khäng tai
sin(ωt + Ψ0 ) =
φ +
.
L1
dt
2
Giai phæång trçnh trãn, ta co nghiãm la:
φ = φ’ + φ’’ .
Thanh phán xac láp cua tæ thäng:
π
φ’ = φmsin(ωt + Ψ0 - ).
2
= - φmcos(ωt + Ψ0).
L1U1m
Våi : φm =
.
W1 r2 + (ωL1 )2
1
Thanh phán tæ thäng tæ do:
r
L1
1
t
φ'' = Ce−
.
Xac âënh hàng sä C våi âiãu kiãn t = 0 trong loi thep co tæ thäng dæ ±φdæ, nãn:
φ⎮t=0 = (φ’ + φ”)⎮t=0 = - φmcosΨ0 + C = ± φdæ .
⇒ C = φmcosΨ0 ± φdæ .
Váy : φ” = (φmcosΨ0 ± φdæ) e−
r
L1
1
t
.
Ta co, sau khi giai phæång trçnh :
r
L1
1
t
φ = - φmcos(ωt + Ψ0) + (φmcosΨ0 ± φdæ) e−
.
Tæ phæång trçnh trãn ta tháy :
1. Âiãu kiãn thuán låi nhát khi âong mba vao læåi âiãn la :
π
2
Ψ0 = tæc âiãn ap u1 = U1m va tæ thäng φdæ = 0, luc âo:
φ = - φmcos(ωt + Ψ0) = φmsinωt .
tæc la xac láp ngay khi âong mba vao læåi, khäng xay ra qua trçnh qua âä.
2. Âiãu kiãn bát låi nhát khi âong mba vao læåi âiãn la :
Ψ0 = 0 tæc âiãn ap u1 = 0 va tæ thäng φdæ > 0, luc âo:
r
L1
1
t
φ = - φmcosωt + (φm + φdæ) e−
.
φmax
φ
Khi ωt = π thç φ = φmax vç r << ωL1.
r
L1
πr
ωL1
1
1
Nãn :
e− t = e−
≈1.
φ”
Tæ thäng luc náy :
φdæ
φmax ≈ 2φm + φdæ
Váy, tæ thäng φmax > 2φm luc lam
viãc bçnh thæång, nãn luc náy loi thep
m.b.a rát bao hoa va dong tæ hoa I0
trong qua trçnh qua âä se rát lån, cå
100 lán dong I0
π
0
φ’
Hçnh 6.2 Sæ biãn thiãn tæ thäng
φ(t) luc dong mach bát låi nhát
3
VÊ DU 1 : Luc bçnh thæång : I0 = 5%Iâm .
Luc qtrçnh qua âä : I0 = 5Iâm . Mba bë càt khoi læåi khi âong khäng tai.
6.2.2. Qua dong âiãn khi ngàn mach
Å âáy chè xet qua trçnh qua âä tæ luc bàt âáu xay ra ngàn mach âãn khi thanh
láp chã âä ngàn mach xac láp.
Tênh dong âiãn In å qua trçnh qua âä.
xn
in rn
Våi rn = r1 + r’2
xn = x1 + x’2 = ωLn
u1
u1
Hçnh 6.3 Så âä luc mba bë ngàn mach
Viãt phæång trçnh cán bàng âiãn ap :
din
dt
u1 = U1msin(ωt + Ψn) = rnin + Ln
.
Trong âo Ψn: la goc pha cua âiãn ap luc mba xay ra ngàn mach.
Giai phæång trçnh trãn våi âiãu kiãn ban âáu t = 0 thç in = 0, ta âæåc :
in = i’ + i’’
rn
t
= − 2In cos(ωt + Ψn ) + 2In cosΨne−
Ln
U1
våi : In =
.
rn2 + (ωLn )2
Ngàn mach xay ra bát låi nhát khi Ψn = 0, våi rn << ωLn .
rn
t
in = − 2In cosωt + 2Ine−
Ln
Dong âat gia trë cæc âai khi ωt = π, luc âo :
πrn
ωLn
ixg = 2In (1+ e−
) = 2In Kxg
Trong âo, Kxg phu thuäc vao dung læång mba, mba cang lån thç Kxg cang lån.
Thæång Kxg = 1.2 ÷ 1.8.
VÊ DU 2 :
Mba cäng suát 1000kVA, un % = 6.5, unr % = 1.5, unx % = 6.32.
πrn
ωLn
πunr
unx
Kxg = 1 + e−
=1+ e−
= 1.475
Dong âiãn xung bàng :
100
ixg = 2In Kxg = 2
1.475 = 22.7 nghéa la ixg = 22.7Iâm .
un %
4
• Hai mba :
1. Dáy quán nong va bë chay cach âiãn.
2. Gáy læc cå hoc pha kãt cáu dáy quán.
• Bao vã :
1. Dung relais tac âäng nhanh càt chä sæ cä ra khoi mba.
2. Mba bë nm cac vong dáy bãn trong, ngæåi ta thæång dung relais håi,
relais so lãch âã bao vã càt mba ra khoi læåi.
6.3. QUA ÂIÃN AP TRONG M.B.A
6.3.1. Nguyãn nhán gáy qua âiãn ap :
Um0
Um
U
Um
Pâ
MBA
0.5Um
1.2
50
t (μs)
Hçnh 6.4 Song qua âiãn ap
Hçnh 6.5 Song qua âiãn ap træåc va sau chäng set
Khi mba lam viãc trong læåi âiãn thæång chëu nhæng âiãn ap xung kêch, con
goi la qua âiãn ap, co trë sä gáp nhiãu lán trë sä âiãn ap âënh mæc.
Nguyãn nhán gáy qua âiãn ap :
1. Thao tac âong càt âæång dáy hoàc cac may âiãn.
2. Ngàn mach cham âát kem theo hä quang.
3. Set âanh vao âæång dáy tai âiãn trãn khäng va song set truyãn âãn mba.
Âáy la song nguy hiãm nhát âäi våi mba, vç co trë sä hang triãu vän.Tæ
song qua âiãn ap, ta tháy :
a. Tæ nåi xuát hiãn lan truyãn vã hai phêa våi täc âä gán bàng C.
b. Dang xung khäng chu ky våi âáu song rát däc, con âuäi bàng phàng
hån.
c. Thåi gian tàng tæ 0 ÷ Um khoang μs (hçnh 6.1).
Âã giam biãn âä Um0 cua song qua âiãn ap ta dung bä chäng set phong âiãn P
(hçnh 6.2), âã dán âiãn têch cua song xung kêch xuäng âát. Ta tháy Um0 la biãn âä
træåc chäng set rát lån. Sau tac âäng cua bä chäng set, âiãn ap cua song xung kêch
giam âi nhiãu Um. Biãn âä sau bä chäng set Um nho hån trë sä thæ âä bãn cach âiãn
cua mba.
5
6.3.2. Mach âiãn thay thã va phæång trçnh vi phán
Tán sä song qua âiãn ap (xung kêch) la :
ωx
1
1
1
fx =
=
=
=
= 2,08.105 Hz
4.1,2.10−6
2π Tx 4td
Thanh láp så âä thay thã :
Goi : C’d la âiãn dung giæa cac phán tæ cua dáy quán våi nhau.
C’q la âiãn dung giæa cac phán tæ cua dáy quán våi âát.
Khi qua âiãn ap dung khang xc << r, xL nãn bo qua r, xL vç fx rát lån.
r, x
A
X
C’d
C’q
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Hçnh 6.6 Så âä thay thã cua
dáy quán mba khi co qua
X
A
C’d
âiãn ap
C’q
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Ta tháy âiãn dung co thäng sä rai gäm n vong dáy:
Cd'
n
1
Âiãn dung doc toan phán : Cd =
=
.
1/C
∑
d
Âiãn dung ngang toan phán : C = C' = nC'
∑
q
q
q
Khi láy âä dai cua dq la mät âån vë, âäi våi mät nguyãn tä nho cua dq co âä
dai dx co thã tçm âæåc âiãn dung ngang Cqdx va tham sä vi phán ngang Kdx, trong
âo K=1/Cd .
dux
Kdx
dQx
Âäi våi âiãn têch ngang å nguyãn tä Kdx : Qx =
(6.1)
(6.2)
Âiãn ap trãn âiãn dung :
ux =
Cqdx
d2ux
dx2
Cq
Cd
Thay (6.1) vao (6.2), ta co :
−
ux = 0
Giai pt trãn ta âæåc nghiãm dang: ux = D1eαx + D2e−αx
Cq
Cq
Cd
våi α la nghiãm cua pt âàc træng : α2 −
= 0 → α = ±
.
Cd
Dung âiãu kiãn biãn våi dáy quán näi âát :
6
1. ux = D1eαx + D2e−αx = Um khi x =1
2. ux = D1eαx + D2e−αx = 0
shαx
khi x = 0
Ta tçm âæåc : ux = Um
(6.3)
(6.4)
shα
Træång håp dáy quán khäng näi âát, ta cung co :
chαx
chα
ux = Um
.
6.3.3. Sæ phán bä âiãn ap ban âáu doc dáy quán:
Ve cac quan hã (6.3) va (6.4), ta âæåc sæ phán bä âiãn ap ban âáu :
Um
Um
α=0
1
1
α=1
α=5
.8
.6
.4
.2
.8
.6
.4
.2
α=0
α=5
α=10
α=10
1
1
.2
.2
.8 .6 .4
0
.8 .6 .4
0
X
A
X
A
(a)
(b)
Hçnh 6.6 Sæ phán bä âiãn ap ban âáu doc dáy quán.
a/. Khi näi âát. b/. Khi khäng näi âát.
Ta tháy :
α = 0 sæ phán bä âiãn ap ban âáu doc theo dáy quán âãu : ux = xUm.
α cang lån sæ phán bä âiãn ap ban âáu doc theo dáy quán khäng âãu, ma
táp trung chu yãu vao âáu dáy quán.
α > 5 sæ phán bä âiãn ap khäng phu thuäc vao sæ näi âát hay khäng.
Vç ràng gian âä thay thã mba gäm r, L, C hçnh thanh, nãn mät loat nhæng
mach vong dao âäng va qtqâ tæ âiãn ap ban âáu âãn âiãn ap cuäi cung å mäi âiãm
cua dáy quán âãu mang âàc tênh dao âäng. Do tän hao trãn âiãn trå cac dao âäng
se tàt dán. Biãn âä dao âäng va qua âiãn ap xuát hiãn khi âo tàng lãn våi sæ tàng
vã âä khac nhau giæa phán bä âiãn ap âáu va cuäi.
Âã giam nguy hiãm do dao âäng âo cán giam α âãn mæc co thã. Giam α se
tàng kêch thæåc mba nhæ váy se tàng gia thanh, nghéa la khäng thæc hiãn âæåc.
7
Bao vã mba khoi qua âiãn ap :
1. Tàng cæång cach âiãn å âáu va cuäi dáy quán.
2. Tao ra âiãn dung man chàn ténh âiãn, dæåi dang nhæng vong kim loai hå
co boc cach âiãn.
] R
R ^
7 trang
11080
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Máy điện 1 - Chương 6: Quá trình quá độ trong M.B.A - Bùi Tấn Lợi", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_may_dien_1_chuong_6_qua_trinh_qua_do_trong_m_b_a_b.pdf
