Tallinna Tehnikaülikool Elektroenergeetika aluste ja elektrimasinate instituut Elektrotehnika II AME 3150 Kodutöö nr. 4 (variant 10/C) Siirdeprotsessid lineaarsetes koondparameetritega elektriahelates Õpilane: Denis Nikolski Matrikli nr: 111143 Rühm: AAAB50 Tallinn 2017 1 Algandmed: K = - 0,5 de / dt > 0 R = 25 2R = 50 L = 50 mH = 0,05 H C = 40 F = 0,000040 F = 1000 1/s Em = 100 V Im = 10 A 1
Aruanne esitatud: 16.aprill 2012 Aruanne tagastatud Aruanne kaitstud ...................................... (juhendaja allkiri) Töö eesmärk: Lihtsa ostsillaatori ehituse ja tööpõhimõttega tutvumine. Mahtuvuslikus kolmpunktlülituses generaator. Positiivne tagasiside ja selle kasutamine. Ostsillaatori väljundsignaali puhtus ja sageduse stabiilsus, toitepinge kõikumiste mõju. Siirdeprotsessid käivitusel. Kasutatavad seadmed: · Ostsilloskoobi mooduliga PicoScope 2205 varustatud personaalarvuti · Toiteplokk EP-603 · Montaaziplaat, transistor (BC547B), takistid, kondensaatorid, induktiivpool · Ühendus- ja montaazijuhtmed · Tööriistad Töö käik Valime ja arvutame koostatava transistorvõimendi parameetrid Lähteandmed: E=9 V Uk0=6V Ik0=1 mA f0=1 MHz UE0=1 V h21= 300
Algolek ja selle sisu: Algolek on süsteemi muutujate või parameetrite teadaolevad väärtused analüüsi alghetkel, ajahetkel t = 0. Süsteemi olekut võib võrrelda mäluga, siis tähendab see, et süsteemi algolek sisaldab tema minevikku iseloomustavat informatsiooni. Kui väljundmuutuja ühtib olekumuutujaga kirjeldatakse mittenullist olekut väljundmuutuja algväärtusega. Dünaamiline süsteem: Süsteem, milles võivad nii süsteemi elemendid kui ka karakteristikud ajaliselt muutuda (siirdeprotsessid) ehk aeg on üheks süsteemi mudeli muutujaks. Dünaamilise süsteemi mudel seob muutujate väärtusi erinevatel ajahetkedel või muutujate tuletisi. Kõik süsteemid on põhimõtteliselt dünaamilised (muutuvad). Pidev- ja diskreetaja süsteemid: pidevajasüsteemil on ajalised protsessid määratud kõigil, ka lõpmata lähedastel ajahetkedel. Muutujate väärtused on määratud iga reaalarvulise ajahetke jaoks, seega aeg on pidevalt ja sõltumatult muutuv argument
1.7. Algolek ja selle sisu Algolek on süsteemi muutujate või parameetrite teadaolevad väärtused vaatluse või analüüsi alghetkel. Mittenullise algoleku arvestamine võib osutuda tülikaks. Kui väljundmuutuja ühtib oleku-muutujaga, saab mittenullist algolekut kirjeldada väljundmuutuja algväärtusega. 1.8. Dünaamiline süsteem Dünaamilised süsteemid on süsteemid, milles võivad esineda nii süsteemi elementide kui ka süsteemi karakteristikute ajalised muutused (siirdeprotsessid). Tüüpiline dünaamilise süsteemi matemaatiline mudel pidevaja süsteemidel koosneb diferentsiaalvõrranditest. Sellist süsteemi nimetatakse ka diferentsiaalsüsteemiks või sellele väga lähedases tähenduses ka siledaks süsteemiks. 1.9. Pidev- ja diskreetaja süsteemid Pidevaja süsteemid on süsteemid, mille muutujate väärtused on määratud iga reaalarvulise ajahetke jaoks, seega aeg on pidevalt (kõigil, lõpmata lähedastel ajahetkedel) ja sõltumatult muutuv argument.
Kuidas tekib jadaühel ja kuidas rööpühenduse resonants. Võrreldes konstantsete parameetritega vooluringi resonantsiolukorda, omab mittelineaarne vooluring resonantsil järgmisi erinevusi: 1) resonantsi olukorda on võimalik saavutada toitepinge muutmisega, 2) ühe ja sama toitepinge korral võib vooluringis esineda kolm erinevat voolu väärtust Resonants jadaühendusel tekib siis kui: Resonants rööpühendusel tekib siis kui: Vooluringi tööolukorrad, Siirdeprotsessid 1) Kommutatsiooni seadused Defineerime kaks kommutatsiooni seadust: I seadus (ehk reegel): igas induktiivsust sisaldavas harus säilitavad kommutatsiooni hetkel vool ja magnetvoog need väärtused, mis neil oli enne kommutatsiooni,s.o. vool ja magnetvoog hakkavad muutuma enne kommutatsiooni olnud väärtustest. II seadus (ehk reegel): igas mahtuvust sisaldavas harus säilitavad kommutatsiooni hetkel pinge ja laeng need väärtused, mis neil oli enne kommutatsiooni,s.o. pinge ja
2) võrdleb seadurist X0 ja andurist y tulevaid signaale ning tekitab vajadusel veasignaali x= X0-y 3) ülesandeks on anda X0-ga samasuguse füüsikalise iseloomuga signaal y, mis on reguleeritava parameetriga võrdeline 4) muunduri ülesandeks on vajaduse korral võrdluselemendist tuleva veapinge muutmine 5) korrektsioonelement, mille ülesandeks on ARS omaduste parandamine dünaamilises reziimis, s.t siis, kui esinevad siirdeprotsessid 6) võimendi ülesandeks on veasignaali võimendamine 7) täiturmehhanism selle abil mõjutadakse reguleerimisorganit 8) reguleerimisorgani abil mõjutab ARS reguleeritava protsessi käiku reguleerimisobjektis 9) reguleerimisobjektis toimuvad protsessid kuuluvadki reguleerimisele Juhul kui reguleerimisorgani mõjutamine toimub vahetult võrdluselemendist tuleva signaali X energia arvel, on tegemist otsese ARS'iga, kui signaali võimendadakse, on tegemist kaudse ARS'iga.
vaatluse või analüüsi alghetkel. Mittenullise algoleku arvestamine võib osutuda tülikaks. Kui väljundmuutuja ühtib oleku-muutujaga, saab mittenullist algolekut kirjeldada väljundmuutuja algväärtusega. Dünaamiline süsteem- Kõik süsteemid on põhimõtteliselt dünaamilised. Dünaamiliste süsteemide käitumist iseloomustavad muutujad. Võivad esineda nii süsteemi elementide kui ka süsteemi karakteristikute muutused ajas (siirdeprotsessid). Dünaamilised süsteemid on süsteemid, milles võivad esineda nii süsteemi elementide kui ka süsteemi karakteristikute ajalised muutused (siirdeprotsessid). Tüüpiline dünaamilise süsteemi matemaatiline mudel pidevaja süsteemidel koosneb diferentsiaalvõrranditest. Sellist süsteemi nimetatakse ka diferentsiaalsüsteemiks või sellele väga lähedases tähenduses ka siledaks süsteemiks.
mudel esitatakse süsteemi ja ülekande iseloomule sobivas kokkuleppeliselt standardses vormis. 1.7 Algolek ja selle sisu- algolek ajahetkel t = 0 ehk x(0). Kuna süsteemi olekut võib võrrelda mäluga, siis tähendab see, et süsteemi algolek sisaldab tema minevikku iseloomustavat informatsiooni. Kui väljundmuutuja ühtib olekumuutujaga kirjeldatakse mittenullist olekut väljundmuutuja algväärtusega 1.8 Dünaamiline süsteem- Süsteem, milles esinevad ajaliselt muutuvad protsessid (siirdeprotsessid), s.o. aeg on üheks süsteemi mudeli muutujaks.Dünaamilise süsteemi mudel seob muutujate väärtusi erinevatel ajahetketel või muutujate tuletisi. Mudeli eripärast tingituna tekivad teatud seaduspärasusega kulgevad ajalised protsessid süsteemis. 1.8 Pidev- ja diskreetaja süsteemid.- pidevajasüsteem Süsteem, mille muutujate väärtused on määratud iga reaalarvulise ajahetke jaoks, seega aeg on pidevalt ja sõltumatult muutuv argument. Diskreetaja süsteem
Skeemitehnika. SS-98. sisendpinge on saehamba kujuline. Sel juhul saame lineaarselt muutuva sisendpinge kasutamisel ruutparaboolile vastava pinge väljundis. Paraboolikujulist pinget kasutatakse värvitelerites sinise, punase ja rohelise kiire ühitamiseks kineskoobi ekraanile. Kuna kallutussüsteemi ühitamispoolid on nii induktiivsed kui ka aktiivtakistuslikud, siis ta moodustab integreeriva RL-lüli. Siirdeprotsessid võnkeringis ja ajamärkide tekitamine löökergutusega generaatoriga L U s is G t C R 3 R C
3. Inpuls tehnika elemendid Peale siinuselist sagedust leiavad sagedast kasutust impulsilised signaalid, millistel on siinussignaalidega võrreldes terve riga eeliseid. Nagu näiteks signaalide kodeerimise võimalus ja asjaolu et impulsiliste signaalide korral on võimalik juhtida väikese võimsuslikude elementidega suhteliselt tugevaid signaale. Samal ajal on impulssignaalid mõneti tülikamad, sest nende iseloomustamiseks on vaja märksa rohkem parameetreid, nendega kaasnevad siirdeprotsessid ja kodeeritud signaalide korral kui puudub õige dekooder ei ole praktiliselt vea otsimine võimalik. Kui siinussignaali iseloomustamiseks piisab ainult kolmest parameetrist no. amplituud, sagedus ja algfaas, siis impulsilistel signaalidel on märksa rohkem parameetreid. .. pinge voolu või võimsuse kõrvalekaldumist mingist asendist. 1. Um Amplituud ja see on impulsi maksimaalne kõrvalekalle impulsi vältel. 2. ti Impulsi kestvus so
juhtaparatuurile. Juhttoime liigub ainult ühes suunas, juhtseadmelt mootorile. Käsitsi juhtimisel puudub täpne Tööperioodile järgneb nii pikk jahtumisaeg, et masin jõuab jahtuda keskkonna temperatuurini. Selles ülevaade, kas siirdeprotsessid kulgevad meile soovitud või mitte soovitud suunas. Erilise osa moodustav talitluses nim. mootori nimivõimsuseks sellist võimsust, mida mootor võib arendada teatud aja jooksul kaitseaparatuur, kus esineb tagasiside pealiskaudse, jämedal kujul, ohtliku olukorra tekkimisel lülitatakse ülekuumenemiseta
Seepärast on jõupooljuhtlülitid varustatud mitmesuguste (liigpinge)kaitseahelatega (snubber circuit), mille ülesandeks on kommutatsioonienergia summutamine või ümberjaotamine ahela teistele komponentidele. 1 2 t Joonis 4.14. Kommutatsiooni siirdeprotsessid Kommutatsiooniprotsesside iseloom ja jõupooljuhtlülitite ehitus sõltuvad suurel määral kasutatavast toitepingest (kas alalis- või vahelduvpinge), koormusest (aktiiv-, induktiiv-, mahtuvus- või elektromotoorjõu generaatorkoormus), toite- ja koormusahela faaside arvust (ühe- või kolmefaasiline toide), kasutatavate jõupooljuhtseadiste liigist, aga samuti nende kaitse- ja juhtimisahelatest. Võimalike variantide mitmekesisuse tõttu on kasutusel väga
e. Paraleel -> väikering, Meridiaan ehk ortodroom -> suurring, Loksodroom 45. Mis on geotsentrilised koordinaadid? a. 0 on keskel b. x ja y lõikuvad ekvaatoril c. z on suunatud põhja d. kaardid on tasapinnalised e. maa->sfääriline->ellipsoid f. transformeerimiseks kaardiprojektsioon g. projektsioonil rajaneb kaardi tasapinnaline koordinaatsüsteem 46. Mis on siirdeprotsessid? a. Maa->ellipsoid b. Ellipsoid->tasapind c. Matemaatiliselt määratud moodus ellipsoidi tasapinnaliseks kujutamiseks 47. Mis on projitseerimine? a. Moodus sfäärilise pinna esitamiseks tasapinnal (kiir läbib punkti A ja peegeldab selle tasapinnale punktiks B) b. Viisid: ortogonaalne, tsentraalne, stereograafiline, perspektiivne. 48. Mis iseloomustab projektsioone? a
hilistumine, sest transistori küllastusel koguneb baasi suurel hulgal lanegu kandjaid ja kui emittersiire suletakse jätkub nende liikumine kollektorisse ning transistori sulgumisel tekib kollektropinges võrreldes sisendpingega hilinemine. Selle hilinemise kestus on otseselt seotud kasutatavate transistoride sagedusomadustega. Mida kõrgem on transistori piirsagedus, seda lühem on nimetatud hilistumine. Teine probleem tuleneb sellest, et impulssidega kaasnevad siirdeprotsessid, mis tekivad nii impulsi algul kui ka selle lõpul. Need siirde protsessid mõjutavad signaali kuju ja nendega tuleb arvestada. Impulss signaalid on vaadeldavad mittesiinuseliste voolude ja pingetena, mille kohta on tõestatud, et nad koosnevad tervest reast erineva sagedusega siinus komponentide ehk harmooniliste summana millele on liidetud mingi alaliskomponent. U ( t ) = U 0 - U m1 sin ( t + 1 ) + U m 2 sin ( 2t + ) + .... + U mn sin ( n t + n )
te tundmaõppimine. Kursus koosneb viiest suhteliselt iseseisvast osast. I osa. Sissejuhatus. Käsitletakse mõningaid planeerimise ja projektee- rimise üldküsimusi. II osa. Elektrivõrkude projekteerimine. III osa. Elektriliinide projekteerimise alused. IV osa. Alajaamade projekteerimise alused. V osa. Projekteerimisettevõtete üldine projekteerimise tehnoloogia Kursuse eeldusaineteks on: AES 3045 Elektrivõrgud AEK 3025 Alajaamad AES 3621 Elektrisüsteemi siirdeprotsessid I Väga soovitav on ka järgmiste kursuste kuulamine: AES 3180 Kõrgepingetehnika erikursus AES 3622 Elektrisüsteemi siirdeprotsessid II Kursus on tihedalt seotud ainetega AES3491 Elektrivõrkude arengu planeerimine AES 3640 Elektrijaotustehnika ja on neile täienduseks. ELEKTRIRAJATISTE PROJEKTEERIMINE © TTÜ elektroenergeetika instituut, Peeter Raesaar, Eeli Tiigimägi SISSEJUHATUS 5
3 SISUKORD Eessõna ....................................................................................................................................... 3 1. Laplace'i teisendus ................................................................................................................ 5 2. Ülekandemudel, hilistumisega süsteemide ülekandefunktsioonid ja siirdeprotsessid .......... 8 3. Süsteemide kompositsioon .................................................................................................. 13 4. Lineaarse pidevaja süsteemi olekumudel, selle lahend ja maatrikseksponendi leidmine ... 18 5. Diferentsiaalvõrrandite süsteemi ja olekumudeli seos ........................................................ 22 6. Ülekandekarakteristikud...................................................................................................... 26 7
Suvaline väärtus pole lubatud. Nt 0, +3 ja +5. Info töötlemine on lihtsam, kuna infokandja väärtusi on vaja eraldada. Kasutatakse diskreetset aega, mis tähendab, et väärtusi ei muudeta suvalistel hetkedel, vaid kindlatel momentidel. Diskreetne aeg võimaldab ignoreerida siirdeprotsesse. Diskreetsed hetked ei tohi olla liiga lähestikku, muidu võidakse vaadata infokandja väärtust siirdeprotsesside ajal. Tehnoloogia arenedes saab diskreetseid momente järjest lähemale nihutada, kuna siirdeprotsessid muutuvad lühemaks. ADC – igale analoogväärtusele (lõpmatult suur hulk) tuleb seada vastavusse kahendkood. Probleemid: kui mitu analoogväärtust suudame kirjeldada?; kui tihti seame analoogväärtusega vastavusse kahendkoodi? Oluline on sagedus, millega me seame analoogväärtusega vastavusse kahendkoodi. Mida suurem on sagedus, seda parem, kuid muudab muundurite hinna kallimaks. Võimalik realiseerida koodimuunduri abil, mis muudab analoogpinge digitaalväljundiks
Teoreetiliselt kestab aperioodilise lüli 49 siirdeprotsess hüppelise sisendsignaali korral lõpmata kaua. Praktikas võetakse siirdeprotsessi kestuseks 3T või 4T Reguleerimise kvaliteet Stabiilsus on iga automaatreguleerimissüsteemi tööks hädavajalik tingimus. Kuid stabiilsus ei tähenda veel automaatsüsteemi kõlblikkust. Protsessi reguleerimisel pole sugugi ükskõik kui kaua kestavad siirdeprotsessid ja kui suured hälbed seejuures tekivad. Seepärast esitatakse ARS-le peale stabiilsuse veel lisanõuded siirdeprotsesside kuju ja kestuse osas s.t. ARS peab tagama reguleerimise kvaliteedi. Süsteemi testitakse hüppelise sisendsignaali muutusega. Suletud kontuuriga reguleerimissüsteemis esinevaid aperioodilisi siirdeprotsesse iseloomustatakse järgmiste hinnangutega: 1. reguleeritava suuruse maksimaalne dünaamiline hälve y max 2
annaabi.ee 
