slide1
Download
Skip this Video
Download Presentation
ทฤษฎีเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 49

ทฤษฎีเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำ - PowerPoint PPT Presentation


  • 106 Views
  • Uploaded on

ทฤษฎีเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำ. ทฤษฎีเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำหลายเฟส. เครื่องจักรเหนี่ยวนำในอุดมคติ. เครื่องจักรเหนี่ยวนำ 3- เฟส ในอุดมคติ. แนวแกนของเส้นแรงแม่เหล็กของ Rotor แต่ละเฟสให้ทำมุม. กับแนวแกนของ Stator. = ความเร็วเชิงมุมของ Rotor.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' ทฤษฎีเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำ' - osman


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

ทฤษฎีเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำทฤษฎีเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

slide2

ทฤษฎีเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำหลายเฟสทฤษฎีเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำหลายเฟส

เครื่องจักรเหนี่ยวนำในอุดมคติ

เครื่องจักรเหนี่ยวนำ 3-เฟส ในอุดมคติ

แนวแกนของเส้นแรงแม่เหล็กของ Rotorแต่ละเฟสให้ทำมุม

กับแนวแกนของ Stator

=ความเร็วเชิงมุมของ Rotor

slide3

การต่อและลักษณะการไหลของกระแสสำหรับเครื่องจักรเหนี่ยวนำ 3เฟส

สำหรับ Slip sคงที่

=ความเร็วเชิงมุมทางไฟฟ้าของ Stator

slide5

สมการของเส้นแรงแม่เหล็กที่คล้องระหว่างเฟสก็จะเป็นสมการของเส้นแรงแม่เหล็กที่คล้องระหว่างเฟสก็จะเป็น

Stator:

slide6

Rotor :

ตอนนี้จะพิจารณาว่า

slide7

ฉะนั้นในสมการของ Flux linkageของ Statorและ Rotorก็จะได้

Stator:

Rotor:

เมื่อให้

slide8

การเปลี่ยนรูปตัวแปรให้เป็น dq

เมื่อป้อนกระแสเข้าไปให้กับขดลวดStatorทั้ง 3-เฟส

ค่า mmfในแนวแกน dและ qก็จะเป็น

ตัวแปรของกระแสบน Statorตัวใหม่ก็จะเป็น

เลือกค่า kd และ kqให้มีค่า 2/3

Componentsของ mmfก็จะได้เป็น

slide9

กระแสในแนวแกน dและแกน qก็คือ

เมื่อกลับความสัมพันธ์เพื่อหา iaibและ icก็ขะได้

การกระทำเหมือนกันนี้สามารถใช้ได้กับ Stator flux linkageและ Statorvoltage

เช่นเดียวกับ Synchronous machines

Note :

slide10

เมื่อต้องการเปลี่ยนรูปของค่าใน Rotor ซึ่งเกี่ยวข้องกับการหมุน

ด้วยความเร็วซิงโครนัสในแนวแกน dq

ให้

เป็นมุมจากแนวแกนของ Rotor เฟส Aถึงแนวแกน d

ถ้าRotor หมุนไปด้วย Slip sแนวแกน d ก็จะนำหน้าไปเรื่อยๆ

เมื่อเทียบกับจุดบน Rotor ด้วยอัตรา

ให้ Subscript s บนมุม

เป็นค่า Slip

slide11

Component ของ Rotor-mmf ก็จะเป็น

เมื่อใช้ Factorทั่วๆ ไป 2/3เหมือนกับใน Stator กระแสใน Rotor ส่วนที่เป็น dq ก็คือ

เมื่อกลับความสัมพันธ์ก็จะได้

slide12

Matrix form ก็จะเป็นเช่นเดียวกับ Synchronous machines คือ

Stator :

slide14

ความสัมพันธ์ของเครื่องจักรในตัวแปรระบบ dq

อาจจะแทนได้ด้วย

มุม

Flux linkage ในรูปของ dqบน Statorและ Rotorก็จะเป็น

Stator :

Rotor :

เมื่อ

slide15

แรงดันในเทอมของ dq ในรูปของ Flux linkage ก็จะเป็น

Stator :

Rotor :

Slip angular velocityจะหาได้จาก

เป็น +เมื่อเป็นMotor operation

-เมื่อเป็นGenerator operation

บน Statorปกติค่า Transformer voltageจะน้อยกว่า Speed voltageมากๆ

จนละทิ้งได้

slide16

กำลังชั่วขณะที่ป้อนให้กับ Stator ทั้งสามเฟสก็คือ

สามารถเขียนในรูปของ dq ได้เป็น

เมื่อเขียนในรูปของRotor ก็จะได้เป็น

เป็นบวกRotor ก็จะเคลื่อนที่ถอยหลังเมื่อเทียบกับแนวแกนdq

ฉะนั้นในเทอมของความเร็วก็คือ

แรงบิด(เป็นบวกสำหรับการทำงานเป็นมอเตอร์) ก็คือ

slide17

แรงบิดของความเฉื่อยที่ต้องการเพื่อไปทำให้เกิดอัตราเร่งของชิ้นส่วนที่จะหมุนก็คือแรงบิดของความเฉื่อยที่ต้องการเพื่อไปทำให้เกิดอัตราเร่งของชิ้นส่วนที่จะหมุนก็คือ

เป็นมุมของตำแหน่งของเพลา

เป็นความเร็วเชิงมุมของเพลา

มุมนั้นวัดเป็นMechanical radians

  • การวิเคราะห์ในSteady state

มอเตอร์ที่ทำงานในขณะที่ Slipคงที่ sกับแรงดันสมดุลที่ป้อนให้กับ Stator

และขดลวด Rotor ถูกลัดวงจรเอาไว้ ให้กระแสใน Stator ทั้งสามเป็น

slide18

จากการเปลี่ยนรูปเป็นค่าในแนวแกนdqจะได้จากการเปลี่ยนรูปเป็นค่าในแนวแกนdqจะได้

ผลในทำนองเดียวกันนี้อาจจะเขียนได้สำหรับแรงดันที่StatorและกระแสในRotor

ต้องจำไว้ให้ดีว่าแนวแกน dจะวางอยู่ในแนวเดียวกับแนวแกนของเฟส aเมื่อเวลา

กระแสในแต่ละเฟสบนStator ก็คือ

หรือ

slide19

สมการหลังสุดสามารถเขียนในรูปแบบของ Phasorได้เป็น

เมื่อ

แรงดันแต่ละเฟสบนStatorและกระแสแต่ละเฟสบนRotor ก็จะได้เป็น

เมื่อ

slide20

เมื่อแทนค่าสมการของ Flux linkageลงในสมการของแรงดันและให้

ผลก็คือ

Stator:

Rotor :

slide21

รวมสมการของแรงดันบนStator เข้าด้วยกันก็จะได้

รวมสมการของแรงดันบนRotorเข้าด้วยกันก็จะได้

สองสมการนี้สามารถเขียนใหม่ได้เป็น

หรือ

slide22

และท้ายสุด

ในสองสมการสุดท้าย

ค่าทั้งหมดที่เทียบเป็นค่าทางด้านStator วงจรก็จะเป็นดังรูป

slide23

จากสมการ

เมื่อแรงดัน และTransformer voltage เป็นศูนย์ จะได้

slide24

แทนค่าสองสมการหลังสุดนี้ลงในสมการของแรงบิดแทนค่าสองสมการหลังสุดนี้ลงในสมการของแรงบิด

จะได้

Note :

แรงบิดสำหรับเครื่องจักรที่มีเฟสของ Statorq1 phaseก็จะเป็น

Note :

Mechanical radian

slide25

Steady state characteristic

การวิเคราะห์จากวงจรเปรียบเทียบ

กำลังงานกลนั้นมีค่าเท่ากับแรงบิดคูณกับความเร็วเชิงมุม

ฉะนั้นกำลังงานกลภายในที่ถูกแปลงโดยมอเตอร์ก็คือ

ความสูญเสียในตัวนำบนRotor

กำลังงานที่ส่งผ่านข้ามช่องอากาศจากStator ไปยังRotor

slide26

วงจรเปรียบเทียบจะนิยมเขียนให้เป็นดังรูปวงจรเปรียบเทียบจะนิยมเขียนให้เป็นดังรูป

การใช้ Thevenin’s Theoremกับวงจรเปรียบเทียบ

Thevenin’s theorem

slide27

จากวงจรเปรียบเทียบ

เมื่อทำให้ง่ายลงโดยใช้Thevenin’s theoremจะได้

slide28

V1aเป็นแรงดันที่เกิดขึ้นระหว่างขั้ว aและbเมื่อปลดวงจรของ Rotorออกนั่นคือ

เมื่อ I0เป็น Exciting currentขณะไม่มีโหลดและ

อิมพีแดนซ์ระหว่างขั้วaและbเมื่อลัดวงจรแหล่งจ่ายแรงดันก็คือ

เมื่อขนานกับ

slide29

Torque-Slip Characteristic

จากThevenin equivalent circuitจะเห็นว่าสมการของแรงบิดเป็น

Slip-torque curve ก็จะเป็นดังรูป

เครื่องจักรทำงานเป็นมอเตอร์

เครื่องจักรทำงานเป็นเครื่องกำเนิด

slide30

แรงบิดภายในสูงสุด หรือ Breakdown torque Tmax เกิดขึ้นที่ Slipมีค่า smaxT

Slip smaxTขณะที่แรงบิดสูงสุดก็คือ

แรงบิดสูงสุดก็คือ

slide31

Curve แสดงแรงบิด กำลังงาน และกระแส

slide32

Slip-torque curveสำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำเมื่อความต้านทาน

ในวงจรRotor เปลี่ยนแปลง

slide33

Electrical Transientในเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

กระแสเริ่มแรกสำหรับการเกิดการลัดวงจรสามเฟส

เพื่อหาค่าเริ่มต้นของกระแส จะละทิ้งความต้านทานของStator

Transformer voltage บนStator และSpeed voltage บนRotor จะได้

Stator:

Rotor:

และ

Note :

slide34

จาก Flux linkageบน Rotor

จะได้

และเมื่อแทนค่าจะได้

เมื่อ

slide35

ในทำนองเดียวกัน

กระแสเริ่มต้นเมื่อเกิดลัดวงจรจะเป็น

กระแส rmsของStator ก็จะได้

เมื่อ

slide36

ค่าrmsของ

ซึ่งมีค่า

การลดลงของกระแสลัดวงจร

เมื่อ

ให้

เป็น Transient time constantของวงจรRotor

ค่าTime constant ของStatorก็จะกลายเป็น

slide37

ลักษณะกระแสลัดวงจรในฟังก์ชันของเวลาซึ่งจะลดลงดังในรูปลักษณะกระแสลัดวงจรในฟังก์ชันของเวลาซึ่งจะลดลงดังในรูป

วงจรเปรียบเทียบขณะTransient

ค่ากระแสrmsเริ่มต้นของ

การลัดวงจรก็จะกลายเป็น

slide38

ขนาด rmsของกระแสลัดวงจรที่เวลา tใดๆ หลังจากลัดวงจรแล้วก็จะเป็น

Induction Machine Dynamics

เมื่อมอเตอร์เหนี่ยวนำมี Speed-torque curve ในขณะป้อนแรงดันตามพิกัด ดังในรูป

เส้น Curveของแรงบิดต้องการเพื่อที่จะรักษาการหมุนของโหลดไว้ดังในรูป

ความเฉื่อยของโหลดและ Rotor คือ

slide39

จะแสดงให้เห็นว่าเส้น Curve ของความเร็วในฟังก์ชันของเวลานั้นจะสามารถหาได้

ที่ความเร็วใดๆ ของมอเตอร์

Mechanical radianต่อวินาที

ความแตกต่างของแรงบิด

ที่มอเตอร์ผลิตขึ้นมากับที่โหลดต้องการ

เวลาที่ต้องการเพื่อให้มอเตอร์หมุน

ก็คือ

ในการ Integrateสามารถหาได้โดยวิธีเขียนกราฟ

โดยการพล็อต

ในฟังก์ชันของ

และหาพื้นที่ระหว่างเส้น Curveและแกนของ

ไปจนกระทั่งค่าที่เกี่ยวข้องถึงUpper limit

ของการ Integrate ดังแสดงในรูป

slide40

Speed-time curve ของมอเตอร์เหนี่ยวนำขณะเริ่มหมุน

slide41

การควบคุมมอเตอร์2-เฟส

ไดอะแกรมของการควบคุมมอเตอร์ 2-เฟส

slide42

Speed-torque curveของมอเตอร์ควบคุม 2-เฟส

slide44

คุณลักษณะของ Torque-angleของระบบขณะความเร็วเป็นศูนย์

ad