1Lecture 5
BÀI GIẢNG
Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ
TS. Hồ Phạm Huy Ánh
TS. Nguyễn Quang Nam
March 2010
/>2Lecture 5
¾ Ta tiếp tục khảo sát các mạch từ có chứa bộ phận di động.
¾ Có nhiều kết quả quan trọng được rút ra từ mô hình toán của các hệ
thống điện cơ thông số tập trung.
¾ Dòng cấp cho một hay nhiều cuộn dây quấn trên mạch từ sẽ tương
tác tạo lực hay mô men tác động trong hệ thống điện cơ.
¾ Nói chung, cả dòng kích cuộn dây lẫn lực từ đều là thông s
ố biến đổi
theo thời gian.
¾ Ta có thể lập được hệ phương trình vi phân cho các hệ điện cơ, và
đưa chúng về dạng không gian trạng thái, rất tiện dùng để mô phỏng,
nhận dạng, điều khiển, phân tích cũng như thiết kế.
Hệ Thống Điện Cơ –Giới Thiệu Chung
3Lecture 5
S
¾ Khảo sát hệ thống trên Hình. 4.1
¾ Áp dụng định luật Ampere
Ta được
¾ Luật Faraday
Các Hệ Thống Chuyển Dịch –
Ứng dụng của các luật điện từ
∫∫
⋅•=•
S
f

¾ Với các kết cấu đơn giản, có thể áp dụng luật Faraday
Cấu trúc của một hệ thống điện cơ
Hệ thống điện
(tập trung)
Ghép cặp
Điện-Cơ
Hệ thống cơ
(tập trung)
v, i, λ
f
e
, x or T
e
, θ
dt
dx
xdt
di
idt
d
v
∂
∂
+
∂
∂
==
λ
λ
λ

==
∂
∂
+
∂
∂
==
M
j
j
j
k
N
j
j
j
kk
k
dt
dx
xdt
di
idt
d
v
11
λλλ
Nk , ,2,1
=
¾ Lúc này lực và từ thông liên kết có thể là hàm phụ thuộc nhiều biến.

xg
iNwd
N
+
=Φ=
2
0
2
μ
λ
Từ thông liên kếtlà
Suy ra tự cảm
()
xg
Nwd
xL
+
=
2
0
2
μ
()
()
dt
dx
xg
iNwd
dt
di

31 r
rrss
r
H
g
iNiN
H −=
−
=
42 r
rrss
r
H
g
iNiN
H −=
+
=
(
)
lRHNlRHNN
rsrssss
θ
π
μ
θ
μ
φ
λ
−

⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−=
π
θ
λ
π
θ
<
<
0
π
θ
<
<
0
() () ()
dt
d
Mi
dt
di
M
dt
di
Ltv
r

1
Φ
2
2
0
0
W
x
A
x
R
x
μ
μ
==
2111
2
Φ
+
Φ=
xx
RRiN
2122
2
Φ
+
Φ=
xx
RRiN
()

9Lecture 5
¾ Lực điện phát sinh có các dạng f
e
= f
e
(i, x) = f
e
(λ, x) (vì i có thể được
tính từ λ = λ(i, x)) được khảo sát với hệ thống 1 cổng điện 1 cổng cơ.
¾ Lưu ý f
e
luôn luôn tác động theo chiều x dương.
¾ Cụ thể ta khảo sát hệ thống trên Hình 4.17, được đưa về dạng biểu
đồ thể hiện trên Hình 4.18. Gọi W
m
là năng lượng hệ thống, theo nguyên
lý bảo toàn năng lượng
Lực phát sinh dựa trên thành phần năng lượng
Mứcbiến đổi
Năng lượng
Công suất điện
đầuvào
Công suấtcơ
đầura
=
_
dt
dx
f
dt

dxidxxfxWxW
b
x
x
a
e
aambbm
λ
λ
λλλλλ
,,,,
¾ Khi đường B được chọn, ta được
()()() ()
∫∫
−=−
b
a
b
a
x
x
b
e
aaambbm
dxxfdxixWxW ,,,,
λλλλλ
λ
λ
¾ Cả 2 phương án A và B đều phải cho kết quả giống nhau. Ta để ý nếu λ
a

¾ Vì W
m
= W
m
(λ, x), vi phân của W
m
được phân tích thành
(
)
(
)
dx
x
xW
d
xW
dt
dW
mmm
∂
∂
+
∂
∂
=
,,
λ
λ
λ
λ

Bài tập 4.5
gx
i
L
gx
i
g
Nwd
xg
iNwd
N
+
=
+
=
+
=Φ=
11
22
0
2
0
2
0
μμ
λ
()
gx
L
i += 1

m
e
0
2
2
,
λ
λ
−=
∂
∂
−=
()
() ()
2
2
0
2
0
22
0
1
2
1
12
,
gx
iL
gxgL
iL