Bài giảng Cơ sở Kỹ thuật điện 2 - Chương 1: Khái niệm về mạch phi tuyến - Nguyễn Việt Sơn

Nội dung text: Bài giảng Cơ sở Kỹ thuật điện 2 - Chương 1: Khái niệm về mạch phi tuyến - Nguyễn Việt Sơn

1. CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN 2 Chương 1: Khái niệm về mạch phi tuyến I. Khái niệm về mạch phi tuyến. I.1. Mạch và hệ phương trình mạch phi tuyến. I.2. Phần tử mạch phi tuyến. I.3. Hàm đặc tính của phần tử phi tuyến. II. Tuyến tính hóa - Quán tính hóa phần tử phi tuyến. III. Tính chất mạch phi tuyến. IV. Phương pháp xét mạch phi tuyến. Cơ sở kỹ thuật điện 2 2
2. Chương 1: Khái niệm về mạch phi tuyến I.1. Mạch và hệ phương trình mạch phi tuyến.  Mô hình mạch phi tuyến là mô hình mạch mà quá trình xét được mô tả bởi một hệ phương trình vi tích phân phi tuyến trong miền thời gian. dx 1 f( x , x , , x , t ) dt 1 1 2 n dx n f( x , x , , x , t ) dt nn12  Trong mạch điện, ta có:  Biến trạng thái x1, , xn là dòng điện, điện áp, từ thông, điện tích  f1, , fn là các kích thích, hàm phi tuyến.  t biến độc lập thời gian Cơ sở kỹ thuật điện 2 4
3. Chương 1: Khái niệm về mạch phi tuyến I.3. Hàm đặc tính của phần tử phi tuyến. Phần tử + Kết cấu Hệ phương trình Tính chất, đặc điểm mạch toán học quá trình mạch (Bộ các toán tử)  Để thuận tiện cho tính toán, khảo sát, cần phân tích phương trình trạng thái các phần tử, xác định rõ những quan hệ hàm đặc trưng (hàm đặc tính) của quá trình mỗi phần tử.  Có 2 loại hàm đặc tính:  Đặc tính trạng thái: Nói lên quan hệ giữa 2 trạng thái của cùng một phần tử phi tuyến. Ví dụ: u = u(i), ψ = ψ(i), q = q(u),  Đặc tính hệ số: Nói lên tính chất và quá trình của thiết bị điện (tuyến tính hay phi tuyến, phi tuyến nhiều hay ít, đối xứng hay không đối xứng ) Cơ sở kỹ thuật điện 2 6
4. Chương 1: Khái niệm về mạch phi tuyến` I.3. Hàm đặc tính của phần tử phi tuyến. A 0,4 Ví dụ: Cho một diode A K 0,3  Đặc tính dạng đồ thị: 0,2  Đặc tính dạng bảng số: 0,1 U(V) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 V I(A) 0 0,01 0,02 0,05 0,1 0 0,2 0,4 0,6 0,8 2  Đặc tính dạng giải tích: I aU bU Bằng cách coi đặc tính gần đúng đi qua 2 điểm B(0,2 ; 0,01) và C(0,8 ; 0,1) 0,2.ab 0,22 . 0,01 a = 0,025 2 0,8.ab 0,8 . 0,1 b = 0,125 IUU 0,025. 0,125. 2 Cơ sở kỹ thuật điện 2 8
5. Chương 1: Khái niệm về mạch phi tuyến II.1. Tuyến tính và phi tuyến Hệ thống phi tuyến Hệ phương trình vi (đặc tính các phần tử phi tích phân phi tuyến tuyến)  Hệ thống phi tuyến nhiều nếu trong phạm vi làm việc, đoạn đặc tính trạng thái khác xa với đường thẳng (hoặc đặc tính hệ số động biến thiên nhiều so với giá trị hằng (ngược lại ta có hệ thống phi tuyến ít).  Trong 1 hệ thống, đặc tính phi tuyến của 1 phần tử có thể (hoặc không) quyết định tính phi tuyến nhiều / ít của hệ thống.  Tuyến tính hóa:  Đặc tính phi tuyến: Coi đoạn đặc tính làm việc gần với 1 đoạn thẳng.  Phương trình toán học: Coi gần đúng số hạng phi tuyến trong phương trình là tuyến tính hoặc triệt tiêu số hạng phi tuyến (phương trình tuyến tính suy biến) Cơ sở kỹ thuật điện 2 10
6. CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN 2 Chương 1: Khái niệm về mạch phi tuyến I. Khái niệm về mạch phi tuyến và phần tử phi tuyến. II. Tuyến tính hóa - Quán tính hóa phần tử phi tuyến. III. Tính chất mạch phi tuyến. IV. Phương pháp xét mạch phi tuyến. Cơ sở kỹ thuật điện 2 12
7. CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN 2 Chương 1: Khái niệm về mạch phi tuyến I. Khái niệm về mạch phi tuyến và phần tử phi tuyến. II. Tuyến tính hóa - Quán tính hóa phần tử phi tuyến. III. Tính chất mạch phi tuyến. IV. Phương pháp xét mạch phi tuyến. Cơ sở kỹ thuật điện 2 14