Tài liệu Quá trình quá độ trong mạch tuyến tính ( www.sites.google.com/site/thuvientailieuvip )

Nguyễn Công Phương Quá trình quá độ Cơ sở lý thuyết mạch điện Nội dung I. Thông số mạch II. Phần tử mạch III. Mạch một chiều IV. Mạch xoay chiều V. Mạng hai cửa VI. Mạch ba pha VII.Quá trình quá độ VIII.Khuếch đại thuật toán Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 2 Quá trình quá độ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Giới thiệu Sơ kiện Phương pháp tích phân kinh điển Quá trình quá độ trong mạch RLC Phương pháp toán tử Phương pháp hàm quá độ và hàm trọng lượng Giải quyết một số vấn đề của QTQĐ bằng máy tính Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 3 Giới thiệu (1) • Tất cả các mạch điện từ trước đến giờ đều ở trạng thái/chế độ xác lập • Chế độ xác lập: mọi thông số trong mạch điện (dòng điện, điện áp, công suất, năng lượng) đều là hằng số (mạch một chiều) hoặc biến thiên chu kỳ (mạch xoay chiều) • Quá độ (Từ điển tiếng Việt): chuyển từ chế độ này sang chế độ khác • Quá trình quá độ (kỹ thuật điện): quá trình mạch điện chuyển từ chế độ xác lập này sang chế độ xác lập khác Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 4 Giới thiệu (2) • Quá trình quá độ (kỹ thuật điện): quá trình mạch điện chuyển từ chế độ xác lập này sang chế độ xác lập khác i (A) Quá trình quá độ 2 t 0 Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 5 Giới thiệu (3) • Quá trình quá độ (kỹ thuật điện): quá trình mạch điện chuyển từ chế độ xác lập này sang chế độ xác lập khác u (V) Quá trình quá độ 12 t Quá trình quá độ0 - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 6 Giới thiệu (4) i (A) 2 wL(1) = 0 wL(2) ≠ 0 Δt = 0 ? 0 t Δt dw w wL(2)  wL(1) p   → p → ∞ (vô lý) → Δt ≠ 0 dt t t Nếu Δt → 0 (tồn tại quá trình quá độ) Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 7 Giới thiệu (5) i (A) 2 Δi ≠ 0 ? Δi t 0 di i uL L dt t Nếu Δt → 0 & Δi ≠ 0 → u → ∞ (vô lý) → Δi = 0 (dòng điện trong L phải liên tục) Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 8 Giới thiệu (6) u (V) 12 ΔuC ≠ 0 ? 0 duC uC iC C dt t Nếu Δt → 0 & ΔuC ≠ 0 ΔuC t → i → ∞ (vô lý) → ΔuC = 0 (điện áp trên C phải liên tục) Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 9 Giới thiệu (7) • Quá trình quá độ xảy ra khi có thay đổi đột ngột về cấu trúc của các mạch điện quán tính • Quán tính: có các phần tử L hoặc/và C • Một số giả thiết đơn giản hóa: – Các phần tử lý tưởng – Động tác đóng mở lý tưởng • Thay K bằng R • R chỉ nhận các giá trị 0 (khi K đóng) & ∞ (khi K mở) • Thời gian đóng mở bằng 0 – Luật Kirchhoff luôn đúng Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 10 Giới thiệu (8) uL(t) Cuộn cảm trong mạch một chiều Tụ điện trong mạch một chiều Chế độ xác lập cũ Chế độ quá độ Chế độ xác lập mới 0 Ngắn mạch t Không ngắn mạch Ngắn mạch Chế độ quá độ Chế độ xác lập mới iC(t) Chế độ xác lập cũ 0 Hở mạch t Không hở mạch Hở mạch Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 11 x(t) Sơ kiện 2 Quá trình quá độ Sơ kiện 1 t 0 Sơ kiện 3 Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 12 Quá trình quá độ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Giới thiệu Sơ kiện Phương pháp tích phân kinh điển Quá trình quá độ trong mạch RLC Phương pháp toán tử Phương pháp hàm quá độ và hàm trọng lượng Giải quyết một số vấn đề của QTQĐ bằng máy tính Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 13 Sơ kiện (1) • Giá trị (& đạo hàm các cấp) ngay sau thời điểm đóng mở của dòng điện trong cuộn cảm & điện áp trên tụ điện • iL(0), uC(0), i’L(0), u’C(0), i’’L(0), u’’C(0), … • Được dùng để tính các hằng số tích phân của nghiệm của quá trình quá độ • Việc tính sơ kiện dựa vào: – Thông số mạch ngay trước thời điểm đóng mở (chế độ cũ): iL(–0), uC(–0) – Hai luật Kirchhoff – Hai luật đóng mở – Hai luật đóng mở tổng quát Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 14 Sơ kiện (2) f(–0) f(+0) t –0 0 +0 Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 15 Sơ kiện (3) • Hàm bước nhảy đơn vị 1(t) 1(t )  0 t0 1 1 t0 t -0 +0 0 t  1(t   )  1 t  1 -0 +0 τ Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn t 16 Sơ kiện (4) t=0 1(t)e(t) t = 5s 1(t – 5)e(t) e(t) e(t) Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 17 Sơ kiện (5)  [1(t )]' t 0 ? • Tính khả vi của hàm 1(t) 0 t [1(t )]' t 0   (t ) (hàm Dirac) Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 18 Sơ kiện (6) • Hàm Dirac δ(t)  (t ) 0 t  0 & t  0 d  (t )  1(t )     0  t  0 dt   (t )  1   ( 2) t –0 +0   (t   ) d2  2 [1(t )]   ' dt d  (t   )  1(t   ) dt –0 +0 Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn τ t 19 Sơ kiện (7) • Luật/quy tắc đóng mở 1: dòng điện trong một cuộn cảm ngay sau khi đóng mở iL(+0) bằng dòng điện trong cuộn cảm đó ngay trước khi đóng mở iL(–0) iL(+0) = iL(–0) • Luật/quy tắc đóng mở 2: điện áp trên một tụ điện ngay sau khi đóng mở uC(+0) bằng điện áp trên tụ điện đó ngay trước khi đóng mở uC(–0) uC(+0) = uC(–0) Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 20