Конспект лекций Мамандық: 5В071800 «Электр энергетикасы» 5В070200 «Автоматтандыру және басқару»
жүктеу/скачать 0,52 Mb.
|
| УДК 621.312.1
Кунапьянова А.А. Электр техникасының теориялық негіздері 2. 5В071800 «Электр энергетикасы» мамандығына арналған дәрістер конспекті / А.А.Кунапьянова / ШҚМТУ.-Өскемен, 2015.- 47 б. Дәрістер конспекті Электр техникасының теориялық негіздері 2 пәні бойынша білім алуға қажетті материалдарды қамтыған. Дәрістер конспектіне электр тізбектеріндегі өтпелі үрдістер, магнит өрістері және оларға қатысты есептер шығару жолдары кіреді. Ақпараттық технологиялар және бизнес факультетінің әдістемелік комиссиясымен бекітілді. №_____________хаттама_______________ 2015 ж. ©Д. Серікбаев атындағы
КІРІСПЕ
«Электр техникасының теориялық негіздері2» пәні электр энергетикасы бакалаврларын даярлау кезінде теориялық деңгейді анықтайтын техникалық мамандықтардың негізгі түріне жатқызылады. Пәннің құрамына электр энергеиясын таратуда, қолдануда және өндіру кездерінде электрмагнитті құбылысты пайдалану, электр техникасының және технологияларының мәселелерін шешу енгізілген.
1 ӨТПЕЛІ ҮРДІСТЕРДІҢ ПАЙДА БОЛУЫ. КОММУТАЦИЯ ЗАҢЫ Өтпелі процесстер туралы ұғымдар. Өтпелі үрдістер – тізбектердің барлық өзгеру режимдерінде тізбектерді қосу, ажырату және оның жеке бөліктерінде, қысқа тұйықталуда, үзілуде т.б. пайда болады. Бұл үрдістер лезде ақпайды, өйткені электрлік және магниттік өрістердің энергия қорларында лездік өзгеруі мүмкін емес. Тізбектерде нақты параметрлерімен энергия сыйымдылықта электрлік өрістің энергиясы түрінде және индуктивтілікте магниттік өрістің энергиясы түрінде сақталады. Соңғы шамаға энергияның лезде өзгере алмайтындығынан, кернеудің секіруі болмайды. Коммутация заңдары Коммутация деп тізбектегі әртүрлі өзгерістерді айтады. Сұлбада коммутация кілттер түрінде көрсетіледі, олар тізбектің коммутацияға дейінгі жағдайын көрсетеді (1.1, а, б сурет). 1.1 суретінде, а кілт тұйықталады, t=0 кезінде 1.1 суретінде, б кілт ажыратылады. Коммутация лезде өтеді. а б
Коммутацияның бірінші заңы: тармақтағы индуктивтік ток (магниттік ағын) коммутациядан кейін t=+0 кезінде коммутациядан бұрын t=0 болған мәндерді сақтайды. Осы мәннен бастап өтпелі үрдістер өзгере бастайды (1.1) Коммутацияның екінші заңы: конденсатордағы кернеу(заряд) коммутация кезінде (t=+0) коммутациядан бұрын (t=-0) болған мәндерді сақтайды. Осы мәннен бастап өтпелі үрдістер өзгере бастайды (1.2) Тәуелсіз бастапқы шарттар iL(0), Ф(0) - ток және магниттік ағын индуктивтікте t=0, коммутация кезінде uC(0), q(0) – кернеу және заряд конденсаторда коммутация кезінде жатады. Тәуелді бастапқы шарттар ток сыйымдылықта, кернеу индуктивте, ток және кернеу резисторда коммутация кезінде iC(0), uL(0), ir(0), ur(0) жатады. Өтпелі үрдістерді есептеу үшін тізбекте токтар және кернеулердің лездік шамалары үшін Ом және Кирхгоф заңдары бойынша дифференциалды өрнектер жүйесі құрылады. Турақты коэффициентімен сызықты дифференциалды өрнек шешімі екі шешімнің қосындысын көрсетеді , мұнда i(t) – өтпелі үрдіс тогы, ізделіп отырған шама; iтур – біртекті емес дифференциалды теңдеудін дербес шешімі; iерк – біртекті дифференциалды теңдеудің жалпы шешімі, тұрақты интегралдау арқылы А1, А2, ... және р1, р2, ... – сипаттамалық теңдеудің түбірі, барлық түбірлер әр түрлі болғанда өрнектеледі. Қалыптасқан режімдегі ток iтур турақты және мерзімді қорларда сызықты тізбектерді есептеулердің барлық әдісімен есептеледі. iерк біртекті теңдеуді сыртқы қорлар көмегіңсіз жалпы есептеуге болатын үрдіс. iерк тогы қайсысы болсын тізбектегі өтпелі үрдістер үшін бір түрлі болады. Бұл шешім өтпелі үрдістің бос құрамы. А1, А2, ... тұрақты интегралдау бастапқы шарттардан анықталады. i(t) өтпелі тогы қалыптасқан токқа бос ток iерк өшкенде өтеді. Теория жағынан өтпелі үрдіс шексіз болады, ал практика жүзінде өтпелі үрдіс уақыты секундтың бөлшегімен өлшенеді. 2 R, L, C ЭЛЕМЕНТТЕРІН ТҰРАҚТЫ КЕРНЕУГЕ ҚОСУ Сыйымдылығы бар кез келген тармақтағы кернеу және сы-йымдылықтағы заряд коммутациялау кезінде тікелей коммута-цияға дейінгі мәніне тең де, бұдан былай тек осы мәнінен бастап өзгереді. Егер коммутациялау кезінде сыйымдылығы бар тармақ үшін сыйымдылықтағы кернеу секірмелі өзгереді деп ұйғарсақ, ондағы ток і = С duC / dt шексіздікке тең болар еді және кедергісі бар тізбекке тағы да Кирхгофтың екінші заңы орын-далмайды. Бұл жағдайларды энергетикалық тұрғыдан да түсіндіруге болады. Индуктивтіктегі токтың және сыйымдылықтағы кер-неудің лезде (секірмелі) өзгерудің мүмкін еместігі, соларда жи-налған энергияның ( орауыштағы магнит өрісінің энергиясы Li2/2 және конденсатордың электр өрісінің энергия-сы Сu2C/2 тең ) секірмелі өзгере алмайтындығында. Шындығында олардағы энер-гияның секірмелі өзгеруі үшін индуктивтікте және сыйымды-лықта шексіз аса үлкен қуат керек болар еді, ол мүмкін емес, сондықтан ол физикалық мағынасын жоғалтады. Түзу сызықты тізбектердегі өтпелі процестерді қарастырғанымызда коммутация кезінде пайда болатын электр доғасын ескермейміз, өйткені электр доғаның коммутациялауға әсері тимес үшін коммутация-лау ұзақтығын өтпелі процестермен салыстырғанда өте аз деп санаймыз. Коммутацияның басталу уақытын t=0ַ немесе t=0+ деп қабылдаймыз. Алғашында өтпелі процестерді есептеудегі жалпы жағдай-ларды қарастырамыз. Мысал ретінде тармақталмаған R, L, C элементтерінен тұратын тізбекке е(t) ЭҚК көзін қосып, ол үшін Кирхгофтың екінші заңын жазамыз: жүктеу/скачать 0,52 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|