GII TÊCH MẢNG
Trang 110
CHỈÅNG 8

NGHIÃN CỈÏU TÊNH ÄØN ÂËNH CA QUẠ TRÇNH QUẠ ÂÄÜ

8.1. GIÅÏI THIÃÛU.

Nghiãn cỉïu tênh äøn âënh ca quạ trçnh quạ âäü cung cáúp nhỉỵng thäng tin liãn quan
tåïi kh nàng máút âäưng bäü ca hãû thäúng âiãûn trong thåìi gian nhiãùu loản quan trng,
ngun nhán l do máút ngưn phạt, hồûc sỉû truưn dáùn âäüt ngäüt ca cạc thiãút bë hồûc
chäúng dåỵ sỉû thay âäøi ca phủ ti hồûc sỉû cäú tảm thåìi. Âàûc biãût váún âãư nghiãn cỉïu ny
cung cáúp nhỉỵng thay âäøi vãư âiãûn ạp, dng âiãûn, cäng sút, täúc âäü v mäment ca cạc
mạy trong hãû thäúng âiãûn cng nhỉ l sỉû thay âäøi vãư âiãûn ạp ca hãû thäúng v cäng sút
trong khong thåìi gian ngay tỉïc khàõc theo sau sỉû nhiãùu loản. Âäü äøn âënh ca hãû
thäúng
âiãûn l úu täú quan trng trong viãûc vảch phỉång thỉïc váûn hnh. Âãø tàng âäü tin cáûy phi
cọ chãú âäü bo dỉåỵng liãn tủc cho cạc thiãút bë âiãûn, khi thiãút kãú hãû thäúng âiãûn âiãưu quan
trng l tênh äøn âënh ca hãû thäúng åí báút k sỉû nhiãùu loản no.
Cäng củ phán têch hãû thäúng âiãûn xoay chiãưu âỉåüc dng cho viãûc nghiãn cỉïu tênh
äøn âënh ca quạ trçnh quạ âäü cọ âỉåüc tỉì âàûc trỉng váûn hnh ca hãû thäúng âiãûn trong
sút thåìi gian nhiãùu loản, sỉû tênh toạn tỉìng bỉåïc, mä t sỉû váûn hnh ca cạc mạy âỉåüc
thỉûc hiãûn bàòng tay. Viãûc sỉí dủng mạy tênh âãø thỉûc hiãû
n táút c cạc phẹp tênh cho mảng
lỉåïi ca mạy phạt l pháưn måí räüng tỉû nhiãn ca viãûc nghiãn cỉïu chỉång trçnh tênh tro
lỉu cäng sút.
Âàûc tênh ca hãû thäúng âiãûn trong sút thåìi gian quạ trçnh quạ âäü cọ thãø cọ âỉåüc
tỉì phỉång trçnh âàûc trỉng ca mảng âiãûn. Viãûc sỉí dủng cạc phỉång trçnh âàûc trỉng dỉåïi
hçnh thỉïc täøng tråí nụt âỉåüc dng trong viãûc tênh toạn äøn âënh ca quạ trçnh quạ âäü.
Trong viãûc nghiãn cỉïu tênh äøn âënh ca quạ trçnh quạ âäü thç viãûc tênh toạn tro
lỉu cäng sút âỉåüc lm âáưu tiãn, âãø cọ âỉåüc tçnh trảng ca hãû thäúng trỉåïc sỉû nhiãùu loản.

.
2
g
RW
T =
(8.1)
Trong âọ: T: Täøng âải säú cạc mäment, N -m
2
.RW
: Mäment quạn tênh, N - m
2

g: Gia täúc trng trỉåìng = 9,8m / s
2

α: Gia täúc gọc (rad/s
2
)
Gọc lãûch âäü âiãûn θ
e
âỉåüc tênh tỉì gọc lãûch cå θ
m
v säú âäi cỉûc P/2 âọ l:

me
P
θθ
.
2
=

t: Thåìi gian (s)
Lục âọ váûn täúc gọc hồûc âäü trỉåüt liãn quan âãún hãû trủc ta âäü l:

0
ω
θ
δ
−=
d
t
d
dt
d
e

V gia täúc gọc l:

2
2
2
2
dt
d
dt
d
e
θ
δ
=


m

Sau âọ thay thãú vo trong phỉång trçnh (8.1), mäment hỉỵu êch l:

2
2
2
.
60
.
.
dt
d
f
n
g
RW
T
δ
=

Âọ l gii phạp âãø diãùn t mäment trong hãû âån vë tỉång âäúi. Mäment cå bn âỉåüc âënh
nghéa l mäment cáưn thiãút âãø triãøn khai cäng sút âënh mỉïc tải täúc âäü âënh mỉïc âọ l:

⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛

dt
d
kvabncåvëÂån
n
fg
RW
T
δ
π
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
(8.5)
Hàòng säú quạn tênh H ca mạy âiãûn âỉåüc âënh nghéa nhỉ mäüt âäüng nàng tải täúc âäü âënh
mỉïc trong âån vë kw hay kva. Âäüng nàng trong foot - pound l:

2
0
2
.
.
.
2
1
ω
g

2
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
π

Thay thãú vo trong phỉång trçnh (8.5) l:

dt
d
f
H
T
δ
π
2
.
.
=
(8.6)
Biãøu diãùn mäment trãn räto ca mạy phạt bao gäưm mäment cå âỉa vo tỉì cạc âäüng cå
chênh, mäment do sỉû suy gim täúc âäü quay (do ma sạt, giọ, li thẹp,.....), mäment âiãûn
láúy ra v sỉû suy gim mäment do âäüng cå chênh, mạy phạt v hãû thäúng âiãûn. Mäment
âiãûn v mäment cå tạc âäüng lãn räto ca mäüt âäüng cå âỉåüc k hiãûu âäúi ngỉåüc nhau l
kãút qu ca âiãûn âỉa vo v phủ ti cå láúy ra. B qua sỉû suy gim v hm täúc âäü quay,
mäment gia täúc T

(8.7)
GII TÊCH MẢNG
Trang 113
Tỉì âọ mäment v cäng sút trong âån vë tỉång âäúi bàòng nhau âäúi våïi âäü lãûch nh trong
täúc âäü, phỉång trçnh (8.7) tråí thnh:

).(
.
2
2
em
PP
H
f
dt
d
−=
π
δ

Trong âọ: P
m
: Cäng sút cå
P
e
: Cäng sút âiãûn khe håí khäng khê.
Váûy phỉång trçnh vi phán báûc hai ny cọ thãø âỉåüc viãút nhỉ hai phỉång trçnh vi phán báûc
nháút.

).(


f
d
t
d
.2
πω
δ
−=

8.3.
PHỈÅNG TRÇNH MẠY ÂIÃÛN.

8.3.1. Mạy âiãûn âäưng bäü.
Trong viãûc nghiãn cỉïu äøn âënh ca quạ trçnh quạ âäü, âàûc biãût chè phán têch nhỉỵng
váún âãư liãn quan âọ trong khong thåìi gian ngàõn vo khong thåìi gian 1 giáy hồûc nh
hån, mạy âiãûn âäưng bäü cọ thãø âỉåüc mä t bàòng ngưn ạp sau âiãûn khạng quạ âäü cọ âäü
låïn khäng âäøi, d cọ sỉû thay âäøi vãư vë trê gọc. Sỉû biãøu diãùn ny b qua nh hỉåíng ca sỉû
läưi lm v gi thiãút tỉì thäng mọc vng khäng âäøi v sỉû thay âäøi nh vãư täúc âäü. Âiãûn ạp
sau âiãûn khạng quạ âäü âỉåüc xạc âënh tỉì.

tdtat
IjxIrEE ..'
'
++=

Våïi: E’: L âiãûn ạp sau khạng âiãûn quạ âäü
E
t
: L âiãûn ạp åí âáưu cỉûc mạy âiãûn.

I
t
E
t
r
a
I
t
I
t
Trủc qui chiãúu
(b) Âäư thë gọc pha
Hçnh 8.1 : Sỉû biãøu diãùn ca mạy âiãûn âäưng bäü.
E
t
GII TÊCH MẢNG
Trang 114
Sỉû biãøu diãùn ca mạy âiãûn âäưng bäü âỉåüc sỉí dủng âãø gii quút mảng âiãûn v
tỉång ỉïng âäư thë gọc pha âỉåüc biãøu diãùn nhỉ hçnh 8.1
Sỉû läưi lm v sỉû biãún thiãn ca tỉì thäng mọc vng cọ thãø âỉåüc âỉa vo tênh toạn bàòng
viãûc biãøu diãùn nhỉỵng nh hỉåíng ca âải lỉåüng xoay chiãưu 3 pha ca mạy âiãûn âäưng bäü
do tạc âäüng ca cạc thnh pháưn dc trủc v ngang trủc. Dc trủc l dc theo âỉåìng trủc
ca cỉûc mạy v ngang trủc l såïm pha hån dc trủc 90
0
âiãûn. Vë trê ca trủc ngang cọ
thãø âỉåüc xạc âënh båíi sỉû tênh toạn âiãûn ạp gi thiãút âàût lãn trủc ny. Âáy l âiãûn ạp sau
âiãûn khạng âäưng bäü ngang trủc v âỉåüc xạc âënh.
E
q
= E

ỉïng sinh ra båíi dng kêch tỉì cháûm trãù sau tỉì thäng ny 90
0
vç thãú gi l âiãûn ạp ngang
trủc. Âiãûn ạp ny cọ thãø âỉåüc xạc âënh bàòng cạch cäüng âiãûn ạp trãn cỉûc E
t
, âiãûn ạp råi
trãn âiãûn tråí pháưn ỉïng v âiãûn ạp råi âàûc trỉng nh hỉåíng ca sỉû khỉí tỉì dc trủc v
ngang trủc. Lục âọ b qua nh hỉåíng ca sỉû bo ha.
E
T
= E
t
+ r
a
I
t
+ jx
d
I
d
+ jx
q
I
q

Trong âọ: E
T
: L âiãûn ạp tỉång ỉïng våïi dng âiãûn kêch tỉì.
x
d

r
a
I
t
(a) Så âäư mảch tỉång âỉång
E
t
E
q
jx
d
I
t
E
t
r
a
I
t
δ
I
t
Trủc qui chiãúu
Trủc dc
Trủc ngang
(b) Âäư thë gọc pha

Hçnh 8.2 : Sỉû biãøu diãùn ca mạy âiãûn âäưng bäü
GIAI TấCH MANG
Trang 115

d
q
EE
Tdt
dE
=

Vồùi E
fd
: Laỡ sọỳ haỷng õỷc trổng cho õióỷn aùp kờch tổỡ taùc õọỹng doỹc theo truỷc ngang.
T
d0
: Laỡ hũng sọỳ thồỡi gian maỷch hồớ doỹc truỷc cuớa quaù trỗnh quaù õọỹ.
8.3.2. Maùy õióỷn caớm ổùng.
Vióỷc nghión cổùu tờnh ọứn õởnh quaù trỗnh quaù õọỹ cuớa phuỷ taới trong hóỷ thọỳng õióỷn,
gọửm caùc õọỹng cồ caớm ổùng, thọng thổồỡng coù thóứ õỷc trổng mọỹt caùch thờch hồỹp bồới caùc
tọứng trồớ maỷch reợ. Tuy nhión trong vióỷc nghión cổùu phuỷ taới sổỷ lión quan cuớa caùc õọỹng cồ
caớm ổùng lồùn, laỡ õióửu cỏửn thióỳt õóứ õỷc trổng caùc õọỹng cồ caớm ổùng mọỹt caùch chi tióỳt. ọỹng
cồ caớm ổùng õổồỹc sổớ duỷng rọỹng raợi trong quaù trỗnh cọng nghióỷp vaỡ coù thóứ coù nhổợng aớnh
hổồớng quan troỹng trong õỷc trổng quaù trỗnh quaù õọỹ
cuớa hóỷ thọỳng õióỷn. Mọỹt õỷc trổng tuyóỳn tờnh hồỹp lyù cuớa maùy õióỷn caớm ổùng coù thóứ thu õổồỹc bũng
caùch õổa vaỡo tờnh toaùn aớnh hổồớng cuớa quaù trỗnh quaù õọỹ cồ vaỡ quaù trỗnh quaù õọỹ õióỷn tổỡ
cuớa rọto. Anh hổồớng cuớa quaù trỗnh quaù õọỹ õióỷn tổỡ stato trong hóỷ thọỳng luọn õổồỹc boớ qua.
Sồ õọử maỷch tổồng õổồng bióứu dióựn trong hỗnh 8.4 õổồỹc sổớ duỷng õóứ bióứu dióựn caùch thổùc

t
j(x
q
-x
d
)I
d
E
t
E
q
jx
q
I
t
Truỷc qui chióỳu
Hỗnh 8.3 : ọử thở goùc pha õóứ xaùc õởnh thaỡnh phỏửn ngang truỷc cuớa õióỷn
aùp sau õióỷn khaùng quaù õọỹ
E
E
r
s
X
I
t
E
Hỗnh 8.4 : ỷc trổng õồn giaớn hoùa maùy
õióỷn caớm ổùng
GII TÊCH MẢNG
Trang 116

=

V dng âiãûn tải âáưu cỉûc l:

'
1
)'(
jXr
EEI
s
tt
+
−=

Âiãûn khạng X v X’ cọ thãø thu âỉåüc tỉì trảng thại äøn âënh thäng thỉåìng mảch tỉång
âỉång ca mạy âiãûn cm ỉïng nhỉ trãn hçnh (8.5) .
Våïi: r
s
: L âiãûn tråí ca stato trong âån vë tỉång âäúi.
x
s
: L âiãûn khạng ca stato trong âån vë tỉång âäúi
r
r


rm
mr
s
xx
xx
xX
+
+=
.
'

8.4. PHỈÅNG TRÇNH HÃÛ THÄÚNG ÂIÃÛN.
8.4.1. Âàûc trỉng ca phủ ti.
Phủ ti ca hãû thäúng âiãûn âụng hån l cạc âäüng cå âỉåüc âàûc trỉng båíi cạc mảch
tỉång âỉång, âãø xỉí l trong thåìi gian quạ trçnh quạ âäü. Nhỉỵng âàûc trỉng âỉåüc sỉí dủng
thäng thỉåìng l tråí khạng ténh hồûc l täøng dáùn âäúi våïi âáút, dng âiãûn khäng âäøi tải hãû
s
r
r
r
s
x
s
x
r
x
m
I
t