Файл: Дрістер жинаы (15 саат) etn (II) 2216 Электр техниканы теориялы негіздері (II).doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.12.2023

Просмотров: 153

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым Министрлігі

«Алматы энергетика және байланыс университеті» коммерциялық емес АҚ

Электр энергетика және электр техника институты

“Электротехника” кафедрасы

Дәрістер жинағы

(15 сағат)
ETN (II) 2216 - Электр техниканың теориялық негіздері (II)

«6В07101 - Электр энергетикасы» білім беру бағдарламасы бойынша

6В071 - Инженерия және инженерлік іс бағыты


ЭТ каф.меңг. ________ Мусапирова Г.Д.

Алматы 2021


№1 дәріс 1. Өтпелі кезеңдердің пайда болуы және коммутация заңдары. Өтпелі, еріксіз және ерікті кезеңдер.
Дәрістің мақсаты: өтпелі кезеңдер жөнінде жалпы мәліметтер беру, сызықты электр тізбектеріндегі, оларды есептеудің классикалық әдісін меңгеру.
1.1 Өтпелі кезеңдердің пайда болуы, коммутация заңдары
Бұрынғы тақырыптарда, бейімделген параметрлі тізбектердегі қалыптасқан кезеңдер зерттелген, яғни бұндай тізбектерде, магниттік өріс, электр өрісі және жылудың бөлінуі, тізбектің жеке бөлімшелерінде бейімделген деп нақты дәлдікпен айтуға болатын, яғни параметрлерінің тізбекте нақты орны тағайындалған болатын.

Электротехника саласында қалыптасқан режимдерден өзге өтпелі режимдер немесе кезеңдер маңызды орын алады.

Ө тпелі кезең – бір қалыптасқан режимнен, одан өзге қалыптасқан режимге алмасу үрдісі. Бұндай үрдістер коммутация кезінде, яғни электр тізбектерінің қосылуы немесе ажыратылуы кезінде және тізбек параметрлерінің өзгеруі кезінде (мысалы жүктеменің өзгеруі) орын алады. Сұлбаларда бұл былай көрсетіледі , . .


Өтпелі кезеңдерді толығымен үш сатыға бөлуге болады.

  1. Бастапқы қалыптасқан кезең.

  2. Өтпелі кезең. Оның басталуы негізінде есебінде қабылданады (кейбір жағдайларда коммутация алдындағы уақытын және коммутациядан кейінгі уақытын ажырата білу қажет).

3. Теория жүзінде уақытында келетін, ал тәжірибе жүзінде салыстырмалы қысқа уақыттан кейін келетін, соңғы қалыптасқан кезең. Бұл кезең қалыптасқан деп аталады.

Өтпелі кезең уақыты секундтар бөліктерімен есептеледі, алайда тоқ пен кернеу қалыптасқан режиммен салыстырғанда әлдеқайда үлкен мәндерге ие бола алады. Жалпы айтқанда жабдықтарды дұрыс таңдап алу үшін және қауіпсіздіктің сәйкесті шараларын қабылдау үшін, өтпелі кезеңдегі тоқтар мен кернеулерді дұрыс есептеп алу қажет.
Тізбекпен байланысты магниттік және электр өрісінің энергиясы, әртүрлі қалыптасқан кезеңдер үшін әртүрлі болады. Оның соңғы өзгерісі үшін уақыт қажет. Сондықтан, егер тізбек магниттік өріс энергиясына ие болса (бұндай өріс тізбекте индуктивтілік орауышы бар болғанда үнемі пайда болады) немесе электрлі өріс энергиясына ие болса (тізбекте конденсатор бар болса) немесе екеуіне де ие болса – өтпелі үрдіс лезде жүріп өте алмайды, өйткені соңғы жағдай мен элементтерінде элементтерінде шексіз жоғары қуаттар тудыратын еді, яғни бұның физикалық мағынасы жоқ. Магниттік өрістің энергиясы м . Бұның нәтижесінде тогы лезде өзгере алмайтыны және де өтпелі кезең кезінде өзінің өзгерісін, өтпелі кезеңге дейін ие болған мәннен бастайтыны шығады.
Бұл жағдай коммутацияның бірінші заңы атымен белгілі .
кернеуі шамасына байланысты емес және сондықтан соңғы шамаға дейін лезде өзгере алады.

Электрлі өріс энергиясы . Яғни бұлжағдайда конденсатордағы кернеу лезде өзгере алмайды – коммутацияның екінші заңы. тоғы лезде өзгере алады.
Тізбекте тек болса, яғни электрлі де, магниттік те өріс болмаса, онда өтпелі үрдіс жүрмейді. Тоқ пен кернеу лезде, жаңа қалыптасқан мәндерге дейін өзгереді. Жалпы жағдайда электр тізбегі элементтерінің әртүрлі комбинацияларынан құралады, яғни өтпелі кезең орын алады. Оның ұзақтығы тоқ шамасына да, кернеу шамасына да тәуелді болмайды, ал тек тізбектің параметрлерімен ғана анықталады.

1.2 Өтпелі кезеңдерді есептеудің классикалық әдісі



Өтпелі кезеңдердің аналитикалық есептелуі, тұрақты коэффициенттері бар қарапайым сызықты дифференциалды теңдеулердің жалпы интегралдарын анықтауды ұйғарады. Өтпелі режимдегі электр тізбегінің тоқтары мен кернеулерінің сәйкестілігін сипаттайтын дифференциалды теңдеудің деңгейі, берілген тізбектегі электрлі немесе магниттік өріс энергиясының жиналу орындарының санымен анықталады. Конденсатордағы тоқ екені белгілі. Дәл осы тоқ индуктивтілік орауышы бойымен өтетін болса, онда индуктивтіліктегі кернеу .

Жалпы жағдайда, тізбекте n энергия жиналу орны болатын болса, теңдеу келесі түрді қабылдайды:
… . (1.1)
Оң бөлігі бар дифференциалды теңдеудің жалпы интегралы, осы теңдеудің жеке шешімінің және дәл сол теңдеудің оң бөлігісіз шешімінің суммасын, яғни теңдеудің жалпы шешуін көрсетеді.

Теңдеудің жалпы шешуі, тізбекпен байланысты электрлі және магниттік өрісте алғашқы уақыт мезетіндегі энергия қоры есебінен, тізбектегі сыртқы энергия көздерінің болмауы кезінде жүріп өтетін электрмагниттік үрдістерді физикалық анықтайды. Дегенмен шынайы тізбектерде энергияның сейілуі және оның жылу күйінде бөлініп шығуы үнемі орын алады.

Жалпы айтқанда, оң бөлігі жоқ сызықты дифференциалды теңдеулерден анықталатын тоқтар мен кернеулер, уақыт өту барысында нөлге қарай ұмтылады. Бұл құраушылар сыртқы энергия көздеріне тәуелді емес болады және сондықтан да еркін құраушылар деп аталады.

(11.1) теңдеуден анықталған, мысалы тоқтың еркін құраушысының жалпы түрі келесі болады:
ер. = , (1.2)
мұндағы
– бастапқы шарттардан табылатын интегралдау тұрақтысы. Бастапқы шарттар деген, ол кезіндегі лезде өзгере алмайтын шамалар, яғни ;

– сипаттамалық теңдеудің түбірі.

(11.1) теңдеуіне қатысыты сипаттамалық теңдеу келесі түрді қабылдайды:
… . (1.3)
Дифференциалды теңдеудің түбірлері саны, сол теңдеудің дәрежесіне тең болады. Жалпы жағдайда түбірлер кешенді сандар болуы мүмкін, олардың нақты бөлігі әрдайым теріс таңбалы болады.
,
мұндағы экспонентаның сөну жылдамдығын сипаттайды және сөну коэффициенті деп аталады.

Уақыт тұрақтысы .

Теңдеу түбірінің жорамал бөлігін , жеке тербелістердің бұрыштық жиілігі деп атайды

Теңдеудің жеке шешуі кезіндегі, яғни қалыптасқан режимдегі тоқ пен кернеудің мәнін береді. Бұл құраушысының сипаты мен шамасы сыртқы энергия көздерімен анықталады, сондықтан бұл құраушы еріксіз (қалыптасқан) деп аталады.

Мысалы (11.1) өрнегіндегі кернеу болса, онда еріксіз тоқ та болады және уақытқа тәуелді болмайды. Сонда барлық туындылар нөлге теңеседі және қалады. Тоқтың нәтижелі мәні теңдеудің жалпы және шеке шешулерінің соммасы ретінде анықталады:

Смотрите также файлы