intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng về Kỹ thuật điện - Chương 2

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:46

Thêm vào BST
Báo xấu
125
lượt xem 11
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tính lực hút điện từ theo công thức Maxwell Nam châm điện một chiều Lực tác động lên các vật liệu dẫn từ đặt trong từ trường gọi là lực hút điện từ Tính lực hút điện từ theo công thức Maxwell Nam châm điện một chiều dFđt n ?0 dS b a ?Fe B? ?lv I N S: diện tích bề mặt cực từ ?Fe : độ từ thẩm trong lõi thép ?o : độ từ thẩm trong khe hở không khí dS: vi phân diện tích trên bề mặt cực từ n: vectơ đơn vị pháp tuyến B? ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng về Kỹ thuật điện - Chương 2

  1. BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 1 BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 2 Page 1
  2. Tính löïc huùt ñieän töø theo coâng thöùc Maxwell Nam chaâm ñieän moät chieàu Löïc taùc ñoäng leân caùc vaät lieäu daãn töø ñaët trong töø tröôøng goïi laø löïc huùt ñieän töø Фlv I N BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 3 Tính löïc huùt ñieän töø theo coâng thöùc Maxwell Nam chaâm ñieän moät chieàu dFñt Фlv Bδ I n N μ0 dS b a μFe S: dieän tích beà maët cöïc töø μFe : ñoä töø thaåm trong loõi theùp μo : ñoä töø thaåm trong khe hôû khoâng khí dS: vi phaân dieän tích treân beà maët cöïc töø n: vectô ñôn vò phaùp tuyeán Bδ :vec tô caûm öùng töø Fñt: löïc huùt ñieän töø treân beà maët cöïc töø BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 4 Page 2
  3. Tính löïc huùt ñieän töø theo coâng thöùc Maxwell Fñt Nam chaâm ñieän moät chieàu Bδ n μ0 dS Coâng thöùc toång quaùt tính löïc huùt ñieän töø theo Maxwell b a μFe ( ) ⎡ ⎤ 1 1 1 ∫ Fdt ds = μ0 ∫ ⎢ Fdt = Bδ n Bδ − Bδ2 n ⎥ ds μ0 2 S⎣ ⎦ S BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 5 Tính löïc huùt ñieän töø theo coâng thöùc Maxwell Nam chaâm ñieän moät chieàu Khi maïch töø chöa baûo hoaø μFe >> μo beà maët cöïc töø trôû thaønh beà maët ñaúng theá Bδ Bδ n Bδ vaø n truøng phöông μ0 dS b a Fdt = μFe BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 6 Page 3
  4. Tính löïc huùt ñieän töø theo coâng thöùc Maxwell Nam chaâm ñieän moät chieàu Khi maïch töø chöa baûo hoaø μFe >> μo δ
  5. Tính löïc huùt ñieän töø theo coâng thöùc Maxwell Nam chaâm ñieän xoay chieàu Trong nam chaâm ñieän xoay chieàu, söùc töø ñoäng laø haøm sin neân töø thoâng qua khe hôû khoâng khí cuõng laø haøm sin φlv = φmsinωt Khi maïch töø chöa baûo hoaø vaø töø tröôøng trong khe hôû khoâng khí laø töø tröôøng ñeàu 1 Φ lv 2 Fdt = = 2 μ0 S BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 9 Tính löïc huùt ñieän töø theo coâng thöùc Maxwell Nam chaâm ñieän xoay chieàu 1 Φ2 sin 2 ω t = Fdt = m 2 μ0 S Fdt = F ′ = Ftb = löïc huùt ñieän töø trung bình BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 10 Page 5
  6. Tính löïc huùt ñieän töø theo coâng thöùc Maxwell Nam chaâm ñieän xoay chieàu Fdt = F ′ − F ′ cos 2ω t F 2F’ F’ 0 π 2π ωt Löïc huùt ñieän töø xoay chieàu coù daïng ñaäp maïch: qua trò soá khoâng hai laàn trong moät chu kyø cuûa ñieän aùp nguoàn BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 11 BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 12 Page 6
  7. Söï rung cuûa naép NCÑ xoay chieàu 1 pha Hieän töôïng Löïc huùt ñieän töø xoay chieàu coù daïng ñaäp maïch: qua trò soá khoâng hai laàn trong moät chu kyø cuûa ñieän aùp nguoàn Ffl Taïi nhöõng thôøi ñieåm: Fñt>Ffl thì phaàn öùng bò huùt xuoáng Fdt Fñt
  8. Söï rung cuûa naép NCÑ xoay chieàu 1 pha Khaûo saùt φlv Khaûo saùt löïc huùt ñieän töø taïi beà maët cöïc töø φ2 φ1 beân phaûi öùng vôùi khe hôû khoâng khí laøm I vieäc δ, boû qua löïc huùt ñieän töø treân beà maët cöïc töø beân traùi N φ0 Töø thoâng laøm vieäc Φlv khi qua beà maët cöïc töø coù ñaët voøng ngaén maïch ñöôïc chia laøm hai phaàn : - Töø thoâng Φ1 ñi qua phaàn beà maët cöïc töø coù dieän tích S1 khoâng ñaët voøng ngaén maïch s1 s2 s - Töø thoâng Φ2 ñi qua phaàn beà maët cöïc töø coù dieän tích S2 bò oâm bôûi voøng ngaén maïch BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 15 Söï rung cuûa naép NCÑ xoay chieàu 1 pha Tính löïc huùt ñieän töø φlv Goùc pha giöõa Φ2 vaø Φ1 ? φ2 φ1 Φ2 chaäm pha hôn so vôùi töø thoâng Φ1 goùc ? I N φ1 φlv φ0 φ2 BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 16 Page 8
  9. Söï rung cuûa naép NCÑ xoay chieàu 1 pha Tính löïc huùt ñieän töø φ1 Töø thoâng Φ1 sinh ra löïc F1 : φlv 1 Φ1 1 Φ1 2 2 F1 = − cos 2ωt 4μ 0 S1 4μ 0 S1 θnm φ2 ′ ′ = F1 − F1 cos 2ωt 1 Φ1 2 ′ F1 = 4μ 0 S1 Töø thoâng Φ2 sinh ra löïc F2 : ′ ′ − F2 cos 2(ω t − θ nm ) F2 = F2 1 Φ2 2 ′ F2 = 4 μ 0 S2 BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 17 Söï rung cuûa naép NCÑ xoay chieàu 1 pha Tính löïc huùt ñieän töø Töø thoâng φlv sinh ra löïc: Fñt = F1 + F2 Fñt = F1’ +F2’ – [F1’cos2ωt + F2’cos 2(ωt - θnm)] Fñt = F’ –F’’cos2(ωt -γ) F’ = F1’ + F2’ : thaønh phaàn löïc huùt ñieän töø trung bình khoâng bieán ñoåi theo thôøi gian F’’cos 2(ωt - γ) : thaønh phaàn löïc huùt ñieän töø bieán thieân hình sin theo thôøi gian vôùi taàn soá gaáp ñoâi taàn soá cuûa nguoàn ñieän BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 18 Page 9
  10. Söï rung cuûa naép NCÑ xoay chieàu 1 pha Tính löïc huùt ñieän töø Thaønh phaàn löïc huùt ñieän töø bieán ñoåi: F’1 F’’cos 2(ωt - γ) Tính bieân ñoä cuûa thaønh phaàn bieán ñoåi F’’ ? F’2 F ′′ = Goùc γ ? BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 19 Söï rung cuûa naép NCÑ xoay chieàu 1 pha Ñoà thò löïc huùt ñieän töø Fñt = F’ –F’’cos2(ωt -γ) F F’ F’’ F’’cos2(ωt -γ) π+γ 2π+γ ωt γ Fmax = F’ + F’’ giaù trò lôùn nhaát cuûa löïc huùt ñieän töø Fmin = F’ – F’’ giaù trò nhoû nhaát cuûa löïc huùt ñieän töø Ñieàu kieän ñeå naép khoâng bò rung: Fmin > Ffl BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 20 Page 10
  11. Söï rung cuûa naép NCÑ xoay chieàu 1 pha Tính caùc giaù trò löïc φlv φ2 φ1 Ñeå tính F’, Fmin vaø Fmax caàn bieát ? Rδ2 Rδ1 jXnm Φ1, Φ2 vaø goùc θnm θnm ? φ1 tgθ nm = Xnm= ω/rnm: töø khaùng cuûa voøng ngaén maïch coù ñieän trôû laø rnm θnm φ2 Rδ2: töø trôû cuûa phaàn khe hôû khoâng khí coù ñaët voøng ngaén maïch BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 21 Söï rung cuûa naép NCÑ xoay chieàu 1 pha Tính caùc giaù trò löïc φlv Tính Φ1, Φ2 ? φ2 φ1 Tìm hai quan heä giöõa Φ1, vaø Φ2 Rδ2 Rδ1 jXnm φ1 θnm φ2 BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 22 Page 11
  12. Söï rung cuûa naép NCÑ xoay chieàu 1 pha Tính caùc giaù trò löïc Quan heä thöù hai giöõa Φ1, vaø Φ2 ? BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 23 BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 24 Page 12
  13. Xaùc ñònh löïc huùt ñieän töø theo phöông phaùp caân baèng naêng löôïng Nguyeân lyù baûo toaøn naêng löôïng: naêng löôïng khoâng töï nhieân sinh ra vaø maát ñi, noù chæ bieán ñoåi töø daïng naøy sang daïng khaùc Trong moät heä thoáng bieán ñoåi ñieän cô: Ñoä thay ñoåi Naêng löôïng Cô Naêng löôïng = naêng + naêng löôïng + bieán thaønh nhaän ñöôïc töø töø tröôøng döï nguoàn ñieän ñaàu ra nhieät tröõ trong heä thoáng BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 25 Xaùc ñònh löïc huùt ñieän töø theo phöông phaùp caân baèng naêng löôïng Xeùt nam chaâm ñieän ôû traïng thaùi naép ñang bò huùt δ1 δ δ2 x 0 I I I 0 δ U U U δ baát kì : δ1: naép ôû vò trí δ2: naép ôû vò naép ñang môû vaø baét ñaàu trí ñoùng bò huùt chuyeån ñoäng Quaù trình bieán ñoåi ñieän naêng thaønh cô naêng BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 26 Page 13
  14. Xaùc ñònh löïc huùt ñieän töø theo phöông phaùp caân baèng naêng löôïng Naêng löôïng töø tröôøng Wm döï tröõ trong nam chaâm ñieän öùng vôùi khe hôû khoâng khí δ (khi maïch töø tuyeán tính) 1 1 1 Wm = ψ i = Lii = Li 2 2 2 2 Ψ: töø thoâng moùc voøng qua N voøng daây i: doøng ñieän chaïy trong cuoän daây L: ñoä töï caûm cuûa cuoän daây phuï thuoäc δ BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 27 Xaùc ñònh löïc huùt ñieän töø theo phöông phaùp caân baèng naêng löôïng 1 Wm = ψi 2 Quan heä giöõa naêng löôïng töø tröôøng Wm döï tröõ trong nam chaâm ñieän vaø khoaûng caùch chuyeån dòch cuûa naép? Naêng löôïng töø tröôøng döï tröõ trong nam chaâm ñieän phuï thuoäc vaøo khe hôû khoâng khí δ ÖÙng vôùi moãi khe hôû khoâng khí δ khaùc nhau thì naêng löôïng töø tröôøng döï tröõ trong nam chaâm ñieän cuõng khaùc nhau BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 28 Page 14
  15. Xaùc ñònh löïc huùt ñieän töø theo phöông phaùp caân baèng naêng löôïng Ví duï ñoái vôùi nam chaâm ñieän 1 chieàu: δ1 > δ2 Wmδ 1 Wmδ 2 Ví duï ñoái vôùi nam chaâm ñieän xoay chieàu: δ1 > δ2 Wmδ 1 Wmδ 2 BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 29 Xaùc ñònh löïc huùt ñieän töø theo phöông phaùp caân baèng naêng löôïng Cuoän daây nam chaâm ñieän nhaän naêng löôïng töø nguoàn ñieän, moät phaàn naêng löôïng naøy ñöôïc chuyeån thaønh cô naêng gaây ra söï dòch chuyeån naép NCÑ Phöông trình caân baèng ñieän aùp trong cuoän daây nam chaâm ñieän dψ u = ir + vôùi r : ñieän trôû cuoän daây dt uidt = i2rdt + idψ uidt: naêng löôïng maø nam chaâm ñieän nhaän ñöôïc töø nguoàn trong thôøi gian dt i2rdt: toån hao Joule trong cuoän daây idΨ: naêng löôïng nhaän ñöôïc bôûi töø tröôøng BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 30 Page 15
  16. Xaùc ñònh löïc huùt ñieän töø theo phöông phaùp caân baèng naêng löôïng idΨ: naêng löôïng nhaän ñöôïc bôûi töø tröôøng ôû ñoä dòch chuyeån vi phaân dx cuûa phaàn öùng, theo ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng, naêng löôïng nhaän ñöôïc bôûi töø tröôøng idΨ baèng: coâng cô hoïc thöïc hieän bôûi phaàn öùng vaø ñoä thay ñoåi naêng löôïng töø tröôøng Wm döï tröõ trong heä thoáng idψ = Fñt dx + dWm idψ: naêng löôïng nhaän ñöôïc bôûi töø tröôøng ôû ñoä dòch chuyeån dx cuûa phaàn öùng Fñtdx: coâng cô hoïc ñöôïc thöïc hieän bôûi ñoä dòch chuyeån vi phaân dx cuûa phaàn öùng döôùi taùc ñoäng cuûa löïc huùt ñieän töø Fñt dWm : ñoä thay ñoåi hay gia soá cuûa naêng löôïng töø tröôøng döï tröõ trong heä thoáng BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 31 Xaùc ñònh löïc huùt ñieän töø theo phöông phaùp caân baèng naêng löôïng idψ = Fñt dx + dWm dψ dWm Fdt = i − dx dx Do dx = -dδ (khi naép huùt thì δ giaûm) neân : 0 δ I δ dψ dWm U Fdt = −i + dδ dδ BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 32 Page 16
  17. Phöông phaùp caân baèng naêng löôïng Tính löïc huùt ñieän töø nam chaâm ñieän 1 chieàu Caùc giaû thieát ñôn giaûn hoùa baøi toaùn : Maïch töø laø tuyeán tính do ñoù Wm=(1/2)Ψi Naép NCÑ chuyeån ñoäng chaäm töø vò trí môû ñeán vò trí ñoùng khe hôû khoâng khí δ khoâng phuï thuoäc vaøo thôøi gian L khoâng phuï thuoäc vaøo thôøi gian i=u/r=U/r=I=const vôùi moïi δ Boû qua töø trôû loõi theùp BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 33 Phöông phaùp caân baèng naêng löôïng Tính löïc huùt ñieän töø nam chaâm ñieän 1 chieàu dψ dWm Fdt = − I + dδ dδ dψ 1 d (ψ I ) Fdt = − I + dδ 2 dδ 1 dψ Fdt = − I 2 dδ d (φlv + φσ ) 1 Fdt = − IN dδ 2 BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 34 Page 17
  18. Phöông phaùp caân baèng naêng löôïng Tính löïc huùt ñieän töø nam chaâm ñieän 1 chieàu d (φlv + φσ ) 1 Fdt = − IN dδ Gδ∑ 2 Do Φlv = INGδ∑ Φσ = INGσ Φσ Gσ Φlv Φ0 d (GδΣ + Gσ ) 1 Fdt = − ( IN ) 2 dδ 2 IN Neáu töø thoâng roø khoâng phuï thuoäc δ: 1 dG Fdt = − ( IN )2 δΣ dδ 2 [I]=Ampere; [Gδ∑]=Henry; [Fñt]=Newton Nhaän xeùt : Löïc huùt ñieän töø tyû leä vôùi bình phöông söùc töø ñoäng, dieän tích cöïc töø vaø tyû leä ngöôïc vôùi bình phöông khe hôû khoâng khí BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 35 Phöông phaùp caân baèng naêng löôïng Tính löïc huùt ñieän töø nam chaâm ñieän xoay chieàu Cuøng caùc giaû thieát nhö trong tröôøng hôïp tính löïc huùt ñieän töø nam chaâm ñieän 1 chieàu, nhöng boû qua toång trôû töø cuûa loõi theùp vaø ñieän trôû cuûa cuoän daây töø thoâng moùc voøng ψ khoâng phuï thuoäc vaøo khe hôû khoâng khí δ dψ dWm Fdt (ωt ) = −i + dδ dδ idψ 1 d (ψi ) Fdt (ωt ) = − + dδ 2 d δ 1 di 1 di Fdt (ωt ) = ψ = Nφ 0 2 dδ 2 dδ BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 36 Page 18
  19. Phöông phaùp caân baèng naêng löôïng Tính löïc huùt ñieän töø nam chaâm ñieän xoay chieàu 1 di Fdt (ωt ) = N φ0 Gδ∑ dδ 2 φ0 Φσ Gσ iN = Φlv (GδΣ + Gσ ) Φ0 φ0 i= N (GδΣ + Gσ ) IN φ02 d (GδΣ + Gσ ) 1 Fdt (ωt ) = − dδ 2 (GδΣ + Gσ ) 2 d (GδΣ + Gσ ) 1 Fdt (ωt ) = − (iN ) 2 dδ 2 Neáu töø thoâng roø khoâng phuï thuoäc δ: 1 dG Fdt = − (iN )2 δΣ dδ 2 BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 37 Phöông phaùp caân baèng naêng löôïng Tính löïc huùt ñieän töø nam chaâm ñieän xoay chieàu 1 dG Fdt (ωt ) = − (iN ) 2 δΣ Fñt dδ 2 2Fñttb Fñt Neáu i = Imsinωt Fñttb 1 2 dG Fdt (ωt ) = − N 2 I m δΣ sin 2 ωt 0 π 2π ωt dδ 2 Löïc huùt ñieän töø trung bình dG δΣ 1 Fdt tb = − ( NI) 2 dδ 2 [I]=Ampere; [Gδ∑]=Henry; [Fñt]=Newton BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 38 Page 19
  20. BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 39 Löïc Ñieän Ñoäng Toång quan Tính toaùn LÑÑ nhaèm kieåm tra ñoä beàn ñieän ñoäng cuûa: - heä thoáng thanh caùi (busbar) trong tuû ñieän - heä thoáng thanh daãn, daây daãn ñieän, caùp ñieän - maïch voøng daãn ñieän trong caùc maùy ngaét - daây quaán maùy bieán aùp löïc, ñoäng cô, … Doøng ngaén maïch thöôøng coù giaù trò lôùn (vaøi chuïc kA) LÑÑ coù giaù trò lôùn (vaøi ngaøn kN) BMTBD-KTD1-nxcuong-V1-5.05 40 Page 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2