Tải bản đầy đủ

CHƯƠNG 4

Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

CHƯƠNG 4

MẠCH ĐIỆN XOAY
CHIỀU 3 PHA
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.1. NGUỒN ÁP 3 PHA
CÂN BẰNG :

Khoa Điện-Điện tử


Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.1.1 Định nghĩa:
Nguồn áp 3 pha cân bằng còn được
gọi là nguồn áp 3 pha đối xứng; đó là tập
hợp bao gồm 3 nguồn điện áp xoay chiều
hình sin:
- Cùng tần số
- Cùng biên độ.
- Lệch pha thời gian từng đôi 120.

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.1.2 Phân loại :
Tùy thuộc vào trạng thái lệch pha thời
gian của hệ thống 3 nguồn áp trong hệ
thống; chúng ta có :
- Hệ thống nguồn áp thứ tự thuận.
- Hệ thống nguồn áp thứ tự nghịch.
Xét lần lượt các hệ thống nguồn áp 3
pha với các biểu thức tức thời ghi nhận như
sau đây: u (t)  U 2sin ω t 
a



u b (t)  U 2sin ω t - 120

Khoa Điện-Điện tử

0



Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.1.2 Phân loại :
0
u c (t)  U 2sin ω t - 240
Các nguồn áp xoay chiều : ua; ub; uc
theo thứ tự lần lượt chậm pha thời gian
1200. Chúng ta định nghĩa hệ thống trên là
hệ thống nguồn áp thứ tự thuận.
Chúng ta có thể biểu diển hệ thống
nguồn áp 3 pha thứ tự thuận theo dạng
  U 0 o
phức sau đây: U
a



o

U b  U - 120

Khoa Điện-Điện tử





o

U c  U - 240

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.1.2 Phân loại :
Tương tự, hệ thống nguồn áp 3 pha
thứ tự nghịch là hệ thống nguồn áp xoay
chiều : ua; ub; uc theo thứ tự lần lượt nhanh
pha thời gian 1200 . Các biểu thức tức thời
của hệ thống nguồn áp 3 pha thứ tự nghịch
trình bày theo

u a (t)  U 2sin ω t 



u b (t)  U 2sin ω t  120



0



u c (t)  U 2sin ω t  240
Khoa Điện-Điện tử

0



Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.1.2 Phân loại :
Dạng phức của hệ thống 3 pha thứ tự
nghịch trình bày như sau:
o

U a  U 0
o

U b  U120
o

U  U240

c

Các vector phase dùng biểu diển
nguồn áp 3 pha thứ tự thuận và nghịch trình
bày trong hình 4.1
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

5.1.2 Phân loại :




Ub

Uc





Ua

120 o

120 o

120 o

120 o



Ub

Ua



Uc

HÌNH 4.1: Hệ thống vector các dạng nguồn áp 3
pha thứ tự thuận và thứ tự nghịch.
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.1.3. Các phương pháp đấu nguồn áp 3 pha :
Chúng ta có hai phương pháp đấu nguồn áp 3
pha: Đấu Y và đấu Δ
a. Muốn thực hiện phương pháp đấu dạng Y; chúng
ta cần thực hiện điểm nối chung cho cả 3 nguồn áp.
Điểm chung của 3 nguồn áp được gọi là trung tính
nguồn ; điểm chung này là giao điểm của 3 đầu cùng
tính chất của 3 nguồn áp
Sơ đồ mô tả phương pháp đấu dạng Y cho
nguồn áp 3 pha được trình bày trong hình 5.2. Trong
hình 5.2; các đầu dây nguồn a, b, c được cung cấp
đến tải tiêu thụ 3 pha ; trong đó n là điểm trung tính
nguồn
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.1.3. Các phương pháp đấu nguồn áp 3 pha :


Ua


Ua



+

+

Ub

-

-

Ub





Uc



Uc

HÌNH 4.2: Sơ đồ đấu dạng Y của nguồn áp 3 pha.
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.1.3. Các phương pháp đấu nguồn áp 3 pha :
Với sơ đồ đấu Y của nguồn áp 3 pha; hệ
thống có 6 giá trị điện áp phân thành hai
nhóm:
Điện áp pha : là điện áp xác định giữa
mỗi đầu a,b hay c đến trung tính n.
Điện áp dây là điện áp xác định giữa 2
trong 3 đầu a,b, c

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.1.3. Các phương pháp đấu nguồn áp 3 pha :
o

Kết quả : U ab  3.U30

o

Tương tự: U bc  3.U - 90
o

U ca  3.U - 210

Tóm lại, chúng ta kết luận như sau: Với
hệ thống nguồn áp 3 pha thứ tự thuận: giá trị
hiệu dụng của điện áp dây gấp 3 lần giá trị
hiệu dụng của điện áp pha.

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.1.3. Các phương pháp đấu nguồn áp 3 pha :
Khi so sánh góc lệch pha giữa điện áp
pha và điện áp dây (có chỉ số mở đầu giống
nhau ); điện áp dây sớm pha hơn điện áp pha
30 .
* Trường hợp nguồn 3 pha thứ tự nghịch:
Tương tự: Với hệ thống nguồn áp 3 pha thứ
tự nghich: giá trị hiệu dụng của điện áp dây
gấp 3 lần giá trị hiệu dụng của điện áp pha.

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.1.3. Các phương pháp đấu nguồn áp 3 pha :
Khi so sánh góc lệch pha giữa điện áp pha
và điện áp dây (có chỉ số mở đầu giống nhau );
điện áp dây chậm pha hơn điện áp pha 30
b. Muốn thực hiện phương pháp đấu dạng ;
chúng ta cần xác các đỉnh của sơ đồ  ; đỉnh của
sơ đồ  là giao điểm của hai đầu không cùng cực
tính của 2 trong 3 nguồn áp 3 pha.
Sơ đồ mô tả phương pháp đấu dạng  cho
nguồn áp 3 pha được trình bày trong hình 5.5.
Trong hình 5.5; các đầu dây nguồn a, b, c được
cung cấp đến tải tiêu thụ 3 pha
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.1.3. Các phương pháp đấu nguồn áp 3 pha :


U ab





U ab

U ca



U ca



U bc

U bc

HÌNH 4.5: Sơ đồ đấu dạng  của nguồn áp 3 pha.
Từ hình 4.5; chúng ta có được điện áp dây
của nguồn áp 3 pha cung cấp đến tải chính là
điện áp pha của mỗi nguồn áp trong sơ đồ .
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.2. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
MẠCH ĐIỆN 3 PHA CÂN BẰNG

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.2. P.pháp giải mạch điện 3 pha cân bằng:
Hệ thống mạch điện 3 pha được gọi là
cân bằng khi:
- Nguồn áp cung cấp cho phụ tải là hệ
thống cân bằng (đấu Y hay đấu ).
- Các phụ tải 3 pha cũng thuộc dạng 3
pha cân bằng; phụ tải cũng có thể được đấu
theo dạng Y hay .
Chúng ta cần chú ý đến định nghĩa cho
tải 3 pha cân bằng: Một hệ thống 3 phụ tải
được gọi là cân bằng khi:
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.2. P.pháp giải mạch điện 3 pha cân bằng:
- Tổng trở phức của các tải hoàn toàn
bằng nhau.
- Hay các tải có giá trị tổng trở bằng
nhau; hệ số công suất của các tải phải bằng
nhau; và cùng tính chất.

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thơng Vận Tải

4.2.1. Trường hợp nguồn Y tải Y :
Mạch điện tổng qt có dạng như sau:


Ua

Zd

A

Zt

B

Zt

C

Zt

-

+

a



I aA


b

Zd

N

+

-

n

Ub



I bB


c

Uc

Zd

+

-



I cC

Z 'd



I Nn

HÌNH 5.6: Mạch điện 3 pha cân bằng; nguồn Y tải Y

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.2.1. Trường hợp nguồn Y tải Y :
Muốn xác định các thông số dòng điện
và điện áp trên hai đầu tải; chúng ta áp dụng
phương trình thế nút. Trong đó chọn trung
tính nguồn n làm nút chuẩn.
- Phương trình thế nút viết tại nút N:

 U
 U

3
1 
U
a
b
c
(

)U N 
Zd  Z t Z d
Zd  Z t
a U
b U
 c  0  U N  0
U
 /Z 0
 I  U
Nn

Khoa Điện-Điện tử

N

d

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thơng Vận Tải

4.2.1. Trường hợp nguồn Y tải Y :
Tóm lại: các nút n và N đẳng thế với
nhau; mạch điện trong hình 5.6 được trình
bày theo hình 4.7.


Ua

+

-

a

Zd

A

Zt

B

Zt

C

Zt



I aA


Ub

b

Zd

+

-



I bB


Uc

c

Zd

+

-



I cC

n
N
HÌNH 4.7:Mạch 3 pha cân bằng xác đònh lúc n và N đẳng thế

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.2.1. Trường hợp nguồn Y tải Y :
Khi n và N đẳng thế ; chúng ta có thể
tách mạch điện 3 pha cân bằng thành 3
mạch một pha tương đương. Giải các mạch
một pha tương đương chúng ta tìm được
các thông số dòng điện và điện áp trên tải;
các giá trị này tương thích với các giá trị
tương ứng trên mạch 3 pha.
Từ biểu thức ĖN = 0 nên ta có giá trị
dòng điện qua dây trung tính là :

 I Nn  E N / Zd  0
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.2.1. Trường hợp nguồn Y tải Y :
Tóm lại: Trong hệ thống mạch 3 pha cân
bằng; dòng qua dây trung tính triệt tiêu
Zd

a

A

Zd

b

-

I aA


Ua

Zd

c





+

B

+

Zt

n

-

N

n



I bB


Ub

C

+

Zt

-

N

I cC


Uc

Zt

n

N

HÌNH 4.8 : 3 maïch ñieän moät pha töông ñöông

Qua các phân tích trên; chúng ta có được 3 mạch
một pha tương đương trình bày trong hình 4.8.
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.2.1. Trường hợp nguồn Y tải Y :
Áp dụng các phân tích trên; chúng ta có
được các kết quả sau:
- Dòng điện từ nguồn cung cấp vào các
phụ tải được xác định như sau:

U
a
I 
I

I



aA
aA
iaA
AN
Zd  Z t

U
b
I 
I

I



bB
bB
ibB
BN
Zd  Z t

U
c
I 
I

I



cC
cC
icC
CN
Zd  Z t
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.2.1. Trường hợp nguồn Y tải Y :
- Điện áp trên hai đầu từng tải tiêu thụ :

Z
.
U
  Z . I  t a  U 
U
AN
t aA
AN
U AN
Zd  Z t

Z
.
U
  Z . I  t b  U 
U
BN
t bB
BN
U BN
Zd  Z t

U
CN


Z
.
U
 Zt . I cC  t c  U CN U CN
Zd  Z t

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×