Δυναμική Ηλεκτρικών Μηχανών

Σχετικά έγγραφα
Δυναμική Ηλεκτρικών Μηχανών

Δυναμική Ηλεκτρικών Μηχανών

Δυναμική Ηλεκτρικών Μηχανών

Δυναμική Ηλεκτρικών Μηχανών

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

Δυναμική Ηλεκτρικών Μηχανών

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

Δυναμική Ηλεκτρικών Μηχανών

Προηγμένος έλεγχος ηλεκτρικών μηχανών

Προηγμένος έλεγχος ηλεκτρικών μηχανών

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

Δυναμική και Έλεγχος E-L Ηλεκτρομηχανικών Συστημάτων

Προηγμένος έλεγχος ηλεκτρικών μηχανών

ΜΑΘΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

ΜΑΘΗΜΑ: Ηλεκτρονικά Ισχύος

Προηγμένος έλεγχος ηλεκτρικών μηχανών

Δυναμική Ηλεκτρικών Μηχανών

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

Ηλεκτρικές Μηχανές Ι. Ενότητα 4: Εύρεση Παραμέτρων. Τσιαμήτρος Δημήτριος Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Τ.Ε

Προηγμένος έλεγχος ηλεκτρικών μηχανών

Δυναμική και Έλεγχος E-L Ηλεκτρομηχανικών Συστημάτων

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

Προηγμένος έλεγχος ηλεκτρικών μηχανών

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Ηλεκτρικές Μηχανές Ι. Ενότητα 2: Τριφασικοί Μετασχηματιστές. Τσιαμήτρος Δημήτριος Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Τ.Ε

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ Εργαστήριο

Προηγμένος έλεγχος ηλεκτρικών μηχανών

Προηγμένος έλεγχος ηλεκτρικών μηχανών

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Δυναμική και Έλεγχος E-L Ηλεκτρομηχανικών Συστημάτων

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

Εργαστήριο Ανάλυσης Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας

website:

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙI. Ενότητα 9: Ισοδύναμο κύκλωμα και τύποι Τσιαμήτρος Δημήτριος Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Τ.Ε

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 5: Παράγωγος Πεπλεγμένης Συνάρτησης, Κατασκευή Διαφορικής Εξίσωσης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Εργαστήριο Ελέγχου και Ευστάθειας Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας

Δυναμική και Έλεγχος E-L Ηλεκτρομηχανικών Συστημάτων

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ Εργαστήριο

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ Εργαστήριο

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου. Ενότητα Α: Γραμμικά Συστήματα

Ηλεκτρικές Μηχανές Ι. Ενότητα 7: Εισαγωγή στις Μηχανές Συνεχούς Ρεύματος Τσιαμήτρος Δημήτριος Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Τ.Ε

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙI. Ενότητα 3: Ισοδύναμο κύκλωμα σύγχρονης Γεννήτριας Τσιαμήτρος Δημήτριος Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Τ.Ε

Ηλεκτρομαγνητισμός - Οπτική - Σύγχρονη Φυσική Ενότητα: Στοιχεία Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ Εργαστήριο

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου 1 Ενότητα # 5: Χρήση μετασχηματισμού Laplace για επίλυση ηλεκτρικών κυκλωμάτων Μέθοδοι εντάσεων βρόχων και τάσεων κόμβων

Περιβαλλοντική Χημεία

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

Ηλεκτρικές Μηχανές Ι. Ενότητα 3: Κυκλώματα Μετασχηματιστών. Τσιαμήτρος Δημήτριος Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Τ.Ε

Δυναμική και Έλεγχος E-L Ηλεκτρομηχανικών Συστημάτων

Εργαστήριο Ηλεκτροτεχνικών Εφαρμογών

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙI. Ενότητα 2: Αρχή λειτουργίας σύγχρονων Γεννητριών Τσιαμήτρος Δημήτριος Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Τ.Ε

Ηλεκτρικά Κινητήρια Συστήματα

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

Ηλεκτρικά Κινητήρια Συστήματα

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 9: Κίνηση Σε Πολικές Συντεταγμένες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

Ανάλυση Σ.Η.Ε. Ενότητα 2: Μοντέλα βασικών συνιστωσών των Σ.Η.Ε

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

Προστασία Σ.Η.Ε. Ενότητα 3: Ηλεκτρονόμοι απόστασης. Νικόλαος Βοβός Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ (Θ) Χασάπης Δημήτριος ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΕ

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Δυναμική και Έλεγχος E-L Ηλεκτρομηχανικών Συστημάτων

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Σερβοκινητήρες πρόωσης σε συστήματα CNC

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 1: Συναρτήσεις και Γραφικές Παραστάσεις. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Εργαστήριο Ανάλυσης Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας

Λογιστικές Εφαρμογές Εργαστήριο

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Προστασία Σ.Η.Ε. Ενότητα 2: Θεμελιώδεις αρχές λειτουργίας των ηλεκτρονόμων και χαρακτηριστικές

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 17: Αριθμητική Ολοκλήρωση, Υπολογισμός Μήκους Καμπύλης Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Ηλεκτρικά Κινητήρια Συστήματα

Αστροφυσική. Ενότητα # 5: Μαγνητικά Πεδία στην Αστροφυσική. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 3 Δίοδος. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Σχεδίαση με Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

Τεχνολογίες Ελέγχου στα Αιολικά Συστήματα

Ηλεκτρικοί Κινητήρες μικρής ισχύος, δομή και έλεγχος

Ανάλυση Σ.Η.Ε. Ενότητα 1: Ανάλυση συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας

Κλασική Ηλεκτροδυναμική

ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ι

Ηλεκτρικά Κινητήρια Συστήματα

Ανάλυση Σ.Η.Ε. Ενότητα 7: Ασύμμετρα βραχυκυκλώματα

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου 1

Transcript:

Δυναμική Ηλεκτρικών Μηχανών Ενότητα 1: Εισαγωγή Βασικές Αρχές Επ. Καθηγήτρια Τζόγια Χ. Καππάτου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Πατρών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

Περιεχόμενα Μετασχηματισμοί Αλλαγή Μεταβλητών Μετασχηματισμός Park 4

Μετασχηματισμός Τριφασικού Συστήματος σε d q άξονες Το 1929 ο Park ανέπτυξε τη θεωρία των δύο αξόνων. H θεωρία αυτή αντικαθιστούσε ένα συμμετρικό σύστημα τριών φάσεων με ένα ισοδύναμο με δύο φάσεις. Οι μαγνητικοί άξονές του είναι κάθετοι και έτσι δεν έχουν μαγνητική ζεύξη. Σχ.1.4.1. Μετασχηματισμός 3 φάσεων σε 2 5

Μετασχηματισμός Τριφασικού Συστήματος σε d q άξονες (1) Ο Μετασχηματισμός χρησιμοποιείται στις Ηλεκτρικές Μηχανές για να προκύψουν χρονικά σταθερές επαγωγιμότητες. Οι μετασχηματισμοί μεταβλητών χρησιμοποιούνται για μελέτη ενεργειακών συστημάτων σε δυναμικές καταστάσεις. Ο Μετασχηματισμός που θα χρησιμοποιηθεί στην ανάλυση των μηχανών είναι ορθογώνιος. Ο Μετασχηματισμός είναι τέτοιος ώστε η συνολική ισχύς να παραμένει σταθερή από το ένα σύστημα (3 φασικό) στο άλλο (dq0). 6

Για τις μεταβλητές f o μετασχηματισμός είναι: Μήτρα Μετασχηματισμού T f dq0s fds fqs f 0s 1 f dq0s M f abcs f M f.3.3 abcs dq0s Όπου: T.3.1.3.2 Η μεταβλητή f μπορεί να είναι τάση, ρεύμα, ροή ή ηλεκτρικό φορτίο. f f f f abcs as bs cs.3.4 2 2 cos cos cos 3 3 Ορθογώνιος 1 2 2 2 μετασχηματισμός M sin sin sin 3 3 3 1 1 1 t Όπου: d (0) 2 2 2.3.6 0 f 0 Η μηδενική συνιστώσα σχετίζεται αριθμητικά με τις μεταβλητές του τριφασικού συστήματος και δεν υπάρχει όταν το σύστημα είναι συμμετρικό..3.5 7

Μετασχηματισμός Σύστημα Αναφοράς Σχ.1.4.2. Μετασχηματισμός abc συστήματος σε dq0 Το σύστημα αναφοράς dq0 είναι ακίνητο ή κινείται με σταθερή ή μεταβλητή ταχύτητα. Η συνολική στιγμιαία ισχύς του τριφασικού (abc) συστήματος ισούται με την συνολική ισχύ στο dq0 σύστημα: Pabc uaia ubib ucic ui ui ui P d d q q 00 dq0.3.7 Η κυματομορφή της ισχύος παραμένει ίδια ανεξάρτητα των συστημάτων αναφοράς, σε αντίθεση με τις άλλες μεταβλητές (ρεύματα, τάσεις, ροές, κλπ) που εξαρτώνται από τη γωνιακή ταχύτητα του συστήματος αναφοράς. 8

Μετασχηματισμός Ωμικών Στοιχείων Για ένα 3 φασικό κύκλωμα αποτελούμενο από ωμικό στοιχεία ισχύει η παρακάτω σχέση, όπου η μήτρα είναι διαγώνιος: r s u r i abc S abc 1 M u M 1 r i abc S abc.3.8 Μετασχηματίζουμε τις τάσεις στο dq0 σύστημα προπολλαπλασιάζοντας και τα 2 μέλη με τη 1 μήτρα M :.3.9 1 u M r dq S M i dq 0 0.3.10 Όταν τα μη μηδενικά στοιχεία της r s είναι ίσα : u dq0 r S i dq0.3.11 Αν κάθε φάση του 3 φασικού συστήματος έχει την ίδια αντίσταση τότε η μήτρα των ωμικών στοιχείων παραμένει αμετάβλητη! 9

Μετασχηματισμός Επαγωγικών Στοιχείων Για ένα 3 φασικό κύκλωμα αποτελούμενο από επαγωγικά στοιχεία έχουμε:.3.12 u Ψ abc d dt Μετασχηματίζουμε τις τάσεις στο dq0 σύστημα προπολλαπλασιάζοντας και τα 2 μέλη με τη μήτρα M 1 :.3.13 abc 1 1 M u M Ψ abc d abc dt d M M Ψ dt 1 1 d d u dq0 M M Ψ dq0 M Ψ dq dt dt 0 dq0.3.14 10

Μετασχηματισμός Επαγωγικών Στοιχείων (1) Ο πρώτος όρος του β μέλους της προηγούμενης σχέσης αν αντικατασταθεί το γίνεται: d M dt dθ dt 0 1 0 Ψd Ψq dθ 1 0 0 Ψ Ψ q d dt 0 0 0 Ψ 0 0.3.15 Οπότε τελικά η σχέση γίνεται : q d d u dq0 d dq0 dt dt 0.3.16 Η παραπάνω σχέση ισχύει για μήτρες επαγωγιμοτήτων οποιασδήποτε μορφής, όταν το σύστημα είναι μαγνητικά γραμμικό. 11

Πηγές Οι πηγές των Εικόνων, των Σχημάτων και των Διαγραμμάτων είναι: [1] Α.Ν. Σαφάκας,«Ηλεκτρικές Μηχανές Α», Πανεπιστημιακές σημειώσεις, Πανεπιστήμιο Πατρών, Πάτρα 2009 [2] Α.Ν. Σαφάκας, «Ηλεκτρικές Μηχανές Β», Πανεπιστημιακές σημειώσεις, Πανεπιστήμιο Πατρών, Πάτρα 2009 [3] Α.Ν. Σαφάκας, «Δυναμική Ηλεκτρομηχανικών συστημάτων» Πανεπιστημιακές σημειώσεις, Πανεπιστήμιο Πατρών, Πάτρα 2008 [4] Τζόγια Χ. Καππάτου, Πανεπιστημιακές σημειώσεις και Εξομοιώσεις Μοντέλων Ηλεκτρικών Μηχανών σε περιβάλλον Πεπερασμένων Στοιχείων, Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας, Η.Μ.Τ.Υ, Πανεπιστήμιο Πατρών. 12

Τέλος Ενότητας