რით არის ერთეულოვანი სისტემა?

ელექტრომანქანის ანალიზში ერთეულოვანი სისტემა

ელექტრომანქანების ან იმის სისტემების ანალიზისთვის ხშირად საჭიროა განსხვავებული პარამეტრების მნიშვნელობები. ერთეულოვანი (pu) სისტემა წვდომის, ძრავის, ძალის, იმპედანციის და ადმიტანციის სტანდარტიზებულ წარმოდგენებს აძლევს, ყველა მნიშვნელობის ნორმალიზებით ერთ საფუძველზე გადაყვანით. ეს სისტემა განსაკუთრებით სარგებელია წვდომის ცვლადობის შემთხვევაში, როდესაც იგი კრეს-რეფერენცირებისა და ანალიზის გამარტივებას უზრუნველყოფს.

განმარტება

რაიმე რაოდენობის ერთეულოვანი მნიშვნელობა განისაზღვრება მის ნამდვილი მნიშვნელობის (ნებისმიერი ერთეულში) შერჩეულ საფუძველ ან რეფერენციულ მნიშვნელობაზე (იგივე ერთეულში) შეფარდებით. მათემატიკურად, ნებისმიერი რაოდენობა ერთეულოვან ფორმაში გადაყვანილია მისი რიცხვითი მნიშვნელობის გაყოფით შესაბამის საფუძველ მნიშვნელობაზე იგივე განზომილების. შესაბამისად, ერთეულოვანი მნიშვნელობები უგანზომელია, რაც ერთეულების დამოკიდებულების არასაჭიროს ამცირებს და სხვადასხვა სისტემებში ერთფეროვან ანალიზს შესაძლებლობას აძლევს.

საფუძველი ძრავის მნიშვნელობის ჩასმით განტოლებიდან (1) განტოლებაში (3) მივიღებთ

საფუძველი იმპედანციის მნიშვნელობის ჩასმით განტოლებიდან (4) განტოლებაში (5) მივიღებთ იმპედანციის ერთეულოვან მნიშვნელობას

ერთეულოვანი სისტემის სარგებელები

ერთეულოვანი სისტემა ელექტროტექნიკის ანალიზში არის ორი მთავარი სარგებელი:

• სტანდარტიზებული პარამეტრების წარმოდგენა როცა ერთეულოვან ტერმინებში გამოისახება, როტირებითი ელექტრომანქანებისა და ტრანსფორმატორების (მაგალითად, რეზისტენცია, რეაქტანსი, იმპედანცია) პარამეტრები ერთი და იგივე რიცხვითი შუალედებში ჩამოდიან, მიუხედავად მათ კონკრეტული რეიტინგების. ეს სტანდარტიზაცია სხვადასხვა ზომის ან წვდომის კლასის მოწყობილობების შორის ინტუიტიურ შედარებებს შესაძლებლობას აძლევს, რითაც დიზაინისა და ანალიზის სამუშაო პროცესები განვიხშება.

• ტრანსფორმატორის მხარის რეფერენცირების ამოშლა ერთეულოვანი სისტემა ამოიღებს წრედის რაოდენობების ტრანსფორმატორის პირველ ან მეორე მხარს რეფერენცირების საჭიროებას. ყველა პარამეტრის ნორმალიზებით ერთ საფუძველზე იგი გამარტივებს გამოთვლებს ჯერების გადაკვეთის სირთულეების ამოშლით. მაგალითად, თუ ტრანსფორმატორს აქვს ერთეულოვანი რეზისტენცია R_pu და რეაქტანსი X_pu პირველ მხარს მითითებული, ეს მნიშვნელობები დარჩენილია დამუშავებული და არ მოითხოვს დამატებით რეგულირებას მეორე მხარის ანალიზისთვის.

ეს მიდგომა ნაკლებ კომპიუტაციურ ზომას უზრუნველყოფს ძალის სისტემების შესასწავლად, რაც საშუალებას აძლევს რთული ქსელების ანალიზს, რომელთა შემთხვევაშიც მრავალი ტრანსფორმატორი და მანქანები ჩართულია.

სადაც R_ep და X_ep ნიშნავს რეზისტენციას და რეაქტანსს პირველ მხარს მითითებულს, სიტყვა "pu" ნიშნავს ერთეულოვან სისტემას.

რეზისტენციის და ლეაკის რეაქტანსის ერთეულოვანი მნიშვნელობები პირველ მხარს მითითებული იგივეა მეორე მხარს მითითებული, რადგან ერთეულოვანი სისტემა პარამეტრების ნორმალიზებას საფუძველ მნიშვნელობებით აკეთებს, რითაც მხარის სპეციფიკური რეფერენცირების საჭიროება არ არის. ეს ეკვივალენტობა შედეგია ყველა რაოდენობის (წვდომა, ძრავა, იმპედანცია) ერთ საფუძველზე კონსისტენტური სკეილირების, რითაც ერთეულოვანი პარამეტრები ტრანსფორმატორის მხარეებზე ინვარიანტული რჩება.

სადაც R_es და X_es ნიშნავს ეკვივალენტურ რეზისტენციას და რეაქტანსს მეორე მხარს მითითებულს.

ამიტომ, შესაძლებელია დაიდგინოს, რომ შემდეგი ორი განტოლებიდან იდეალური ტრანსფორმატორის კომპონენტი შეიძლება გამოიშალოს. ეს იმიტომ ხდება, რომ ტრანსფორმატორის ეკვივალენტური ქსელის ერთეულოვანი იმპედანცია იდენტური რჩება, მიუხედავად იმისა, თუ პირველი თუ მეორე მხარიდან გამოთვლილია, თუკი გარკვეული რაციით არჩეულია ვოლტაჟის საფუძველი ორივე მხარზე. ეს ინვარიანტულობა შედეგია ელექტრო რაოდენობების კონსისტენტური ნორმალიზების, რითაც ერთეულოვანი წარმოდგენა ინჰერენტულად აკავშირებს ტრანსფორმატორის ტურნის რაციას იდეალური ტრანსფორმატორის მოდელირების გარეშე.