ทฤษฎีเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
Download
1 / 49

?????????????????????????????? - 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 '??????????????????????????????' - 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
4246845

ทฤษฎีเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำทฤษฎีเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำ


4246845

ทฤษฎีเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำหลายเฟสทฤษฎีเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำหลายเฟส

เครื่องจักรเหนี่ยวนำในอุดมคติ

เครื่องจักรเหนี่ยวนำ 3-เฟส ในอุดมคติ

แนวแกนของเส้นแรงแม่เหล็กของ Rotorแต่ละเฟสให้ทำมุม

กับแนวแกนของ Stator

=ความเร็วเชิงมุมของ Rotor


4246845

การต่อและลักษณะการไหลของกระแสสำหรับเครื่องจักรเหนี่ยวนำ 3เฟส

สำหรับ Slip sคงที่

=ความเร็วเชิงมุมทางไฟฟ้าของ Stator



4246845

สมการของเส้นแรงแม่เหล็กที่คล้องระหว่างเฟสก็จะเป็นสมการของเส้นแรงแม่เหล็กที่คล้องระหว่างเฟสก็จะเป็น

Stator:


4246845

Rotor สมการของเส้นแรงแม่เหล็กที่คล้องระหว่างเฟสก็จะเป็น:

ตอนนี้จะพิจารณาว่า


4246845

ฉะนั้นในสมการของ สมการของเส้นแรงแม่เหล็กที่คล้องระหว่างเฟสก็จะเป็นFlux linkageของ Statorและ Rotorก็จะได้

Stator:

Rotor:

เมื่อให้


4246845

การเปลี่ยนรูปตัวแปรให้เป็น dq

เมื่อป้อนกระแสเข้าไปให้กับขดลวดStatorทั้ง 3-เฟส

ค่า mmfในแนวแกน dและ qก็จะเป็น

ตัวแปรของกระแสบน Statorตัวใหม่ก็จะเป็น

เลือกค่า kd และ kqให้มีค่า 2/3

Componentsของ mmfก็จะได้เป็น


4246845

กระแสในแนวแกน dและแกน qก็คือ

เมื่อกลับความสัมพันธ์เพื่อหา iaibและ icก็ขะได้

การกระทำเหมือนกันนี้สามารถใช้ได้กับ Stator flux linkageและ Statorvoltage

เช่นเดียวกับ Synchronous machines

Note :


4246845

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


4246845

Component ของ Rotor-mmf ก็จะเป็น

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

เมื่อกลับความสัมพันธ์ก็จะได้


4246845

Matrix form ก็จะเป็นเช่นเดียวกับ Synchronous machines คือ

Stator :



4246845

ความสัมพันธ์ของเครื่องจักรในตัวแปรระบบ dq

อาจจะแทนได้ด้วย

มุม

Flux linkage ในรูปของ dqบน Statorและ Rotorก็จะเป็น

Stator :

Rotor :

เมื่อ


4246845

แรงดันในเทอมของ dq ในรูปของ Flux linkage ก็จะเป็น

Stator :

Rotor :

Slip angular velocityจะหาได้จาก

เป็น +เมื่อเป็นMotor operation

-เมื่อเป็นGenerator operation

บน Statorปกติค่า Transformer voltageจะน้อยกว่า Speed voltageมากๆ

จนละทิ้งได้


4246845

กำลังชั่วขณะที่ป้อนให้กับ Stator ทั้งสามเฟสก็คือ

สามารถเขียนในรูปของ dq ได้เป็น

เมื่อเขียนในรูปของRotor ก็จะได้เป็น

เป็นบวกRotor ก็จะเคลื่อนที่ถอยหลังเมื่อเทียบกับแนวแกนdq

ฉะนั้นในเทอมของความเร็วก็คือ

แรงบิด(เป็นบวกสำหรับการทำงานเป็นมอเตอร์) ก็คือ


4246845

แรงบิดของความเฉื่อยที่ต้องการเพื่อไปทำให้เกิดอัตราเร่งของชิ้นส่วนที่จะหมุนก็คือแรงบิดของความเฉื่อยที่ต้องการเพื่อไปทำให้เกิดอัตราเร่งของชิ้นส่วนที่จะหมุนก็คือ

เป็นมุมของตำแหน่งของเพลา

เป็นความเร็วเชิงมุมของเพลา

มุมนั้นวัดเป็นMechanical radians

  • การวิเคราะห์ในSteady state

มอเตอร์ที่ทำงานในขณะที่ Slipคงที่ sกับแรงดันสมดุลที่ป้อนให้กับ Stator

และขดลวด Rotor ถูกลัดวงจรเอาไว้ ให้กระแสใน Stator ทั้งสามเป็น


4246845

จากการเปลี่ยนรูปเป็นค่าในแนวแกนจากการเปลี่ยนรูปเป็นค่าในแนวแกนdqจะได้

ผลในทำนองเดียวกันนี้อาจจะเขียนได้สำหรับแรงดันที่StatorและกระแสในRotor

ต้องจำไว้ให้ดีว่าแนวแกน dจะวางอยู่ในแนวเดียวกับแนวแกนของเฟส aเมื่อเวลา

กระแสในแต่ละเฟสบนStator ก็คือ

หรือ


4246845

สมการหลังสุดสามารถเขียนในรูปแบบของ Phasorได้เป็น

เมื่อ

แรงดันแต่ละเฟสบนStatorและกระแสแต่ละเฟสบนRotor ก็จะได้เป็น

เมื่อ


4246845

เมื่อแทนค่าสมการของ Flux linkageลงในสมการของแรงดันและให้

ผลก็คือ

Stator:

Rotor :


4246845

รวมสมการของแรงดันบน Stator เข้าด้วยกันก็จะได้

รวมสมการของแรงดันบนRotorเข้าด้วยกันก็จะได้

สองสมการนี้สามารถเขียนใหม่ได้เป็น

หรือ


4246845

และท้ายสุด

ในสองสมการสุดท้าย

ค่าทั้งหมดที่เทียบเป็นค่าทางด้านStator วงจรก็จะเป็นดังรูป


4246845

จากสมการ

เมื่อแรงดัน และTransformer voltage เป็นศูนย์ จะได้


4246845

แทนค่าสองสมการหลังสุดนี้ลงในสมการของแรงบิดแทนค่าสองสมการหลังสุดนี้ลงในสมการของแรงบิด

จะได้

Note :

แรงบิดสำหรับเครื่องจักรที่มีเฟสของ Statorq1 phaseก็จะเป็น

Note :

Mechanical radian


4246845

Steady state characteristicแทนค่าสองสมการหลังสุดนี้ลงในสมการของแรงบิด

การวิเคราะห์จากวงจรเปรียบเทียบ

กำลังงานกลนั้นมีค่าเท่ากับแรงบิดคูณกับความเร็วเชิงมุม

ฉะนั้นกำลังงานกลภายในที่ถูกแปลงโดยมอเตอร์ก็คือ

ความสูญเสียในตัวนำบนRotor

กำลังงานที่ส่งผ่านข้ามช่องอากาศจากStator ไปยังRotor


4246845

วงจรเปรียบเทียบจะนิยมเขียนให้เป็นดังรูปวงจรเปรียบเทียบจะนิยมเขียนให้เป็นดังรูป

การใช้ Thevenin’s Theoremกับวงจรเปรียบเทียบ

Thevenin’s theorem


4246845

จากวงจรเปรียบเทียบวงจรเปรียบเทียบจะนิยมเขียนให้เป็นดังรูป

เมื่อทำให้ง่ายลงโดยใช้Thevenin’s theoremจะได้


4246845

Vวงจรเปรียบเทียบจะนิยมเขียนให้เป็นดังรูป1aเป็นแรงดันที่เกิดขึ้นระหว่างขั้ว aและbเมื่อปลดวงจรของ Rotorออกนั่นคือ

เมื่อ I0เป็น Exciting currentขณะไม่มีโหลดและ

อิมพีแดนซ์ระหว่างขั้วaและbเมื่อลัดวงจรแหล่งจ่ายแรงดันก็คือ

เมื่อขนานกับ


4246845

Torque-Slip Characteristicวงจรเปรียบเทียบจะนิยมเขียนให้เป็นดังรูป

จากThevenin equivalent circuitจะเห็นว่าสมการของแรงบิดเป็น

Slip-torque curve ก็จะเป็นดังรูป

เครื่องจักรทำงานเป็นมอเตอร์

เครื่องจักรทำงานเป็นเครื่องกำเนิด


4246845

แรงบิดภายในสูงสุด หรือ Breakdown torque Tmax เกิดขึ้นที่ Slipมีค่า smaxT

Slip smaxTขณะที่แรงบิดสูงสุดก็คือ

แรงบิดสูงสุดก็คือ


4246845

Curve หรือ แสดงแรงบิด กำลังงาน และกระแส


4246845

Slip-torque curve หรือ สำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำเมื่อความต้านทาน

ในวงจรRotor เปลี่ยนแปลง


4246845

Electrical Transient หรือ ในเครื่องจักรไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

กระแสเริ่มแรกสำหรับการเกิดการลัดวงจรสามเฟส

เพื่อหาค่าเริ่มต้นของกระแส จะละทิ้งความต้านทานของStator

Transformer voltage บนStator และSpeed voltage บนRotor จะได้

Stator:

Rotor:

และ

Note :


4246845

จาก หรือ Flux linkageบน Rotor

จะได้

และเมื่อแทนค่าจะได้

เมื่อ


4246845

ในทำนองเดียวกัน หรือ

กระแสเริ่มต้นเมื่อเกิดลัดวงจรจะเป็น

กระแส rmsของStator ก็จะได้

เมื่อ


4246845

ค่า หรือ rmsของ

ซึ่งมีค่า

การลดลงของกระแสลัดวงจร

เมื่อ

ให้

เป็น Transient time constantของวงจรRotor

ค่าTime constant ของStatorก็จะกลายเป็น


4246845

ลักษณะกระแสลัดวงจรในฟังก์ชันของเวลาซึ่งจะลดลงดังในรูปลักษณะกระแสลัดวงจรในฟังก์ชันของเวลาซึ่งจะลดลงดังในรูป

วงจรเปรียบเทียบขณะTransient

ค่ากระแสrmsเริ่มต้นของ

การลัดวงจรก็จะกลายเป็น


4246845

ขนาด ลักษณะกระแสลัดวงจรในฟังก์ชันของเวลาซึ่งจะลดลงดังในรูปrmsของกระแสลัดวงจรที่เวลา tใดๆ หลังจากลัดวงจรแล้วก็จะเป็น

Induction Machine Dynamics

เมื่อมอเตอร์เหนี่ยวนำมี Speed-torque curve ในขณะป้อนแรงดันตามพิกัด ดังในรูป

เส้น Curveของแรงบิดต้องการเพื่อที่จะรักษาการหมุนของโหลดไว้ดังในรูป

ความเฉื่อยของโหลดและ Rotor คือ


4246845

จะแสดงให้เห็นว่าเส้น Curve ของความเร็วในฟังก์ชันของเวลานั้นจะสามารถหาได้

ที่ความเร็วใดๆ ของมอเตอร์

Mechanical radianต่อวินาที

ความแตกต่างของแรงบิด

ที่มอเตอร์ผลิตขึ้นมากับที่โหลดต้องการ

เวลาที่ต้องการเพื่อให้มอเตอร์หมุน

ก็คือ

ในการ Integrateสามารถหาได้โดยวิธีเขียนกราฟ

โดยการพล็อต

ในฟังก์ชันของ

และหาพื้นที่ระหว่างเส้น Curveและแกนของ

ไปจนกระทั่งค่าที่เกี่ยวข้องถึงUpper limit

ของการ Integrate ดังแสดงในรูป


4246845

Speed-time curve ของมอเตอร์เหนี่ยวนำขณะเริ่มหมุน


4246845

ไดอะแกรมของการควบคุมมอเตอร์ 2-เฟส


4246845

Speed-torque curve ของมอเตอร์ควบคุม 2-เฟส


4246845

ระบบ Self-synchronous


4246845

คุณลักษณะของ Torque-angleของระบบขณะความเร็วเป็นศูนย์


4246845

Maximum torque ของระบบ




4246845

แบบฝึกหัด 6.1, 6.4, 6.7, 6.8, 6.9, 6.16


ad