Bài 2 mạch ba pha

Nghiệm lại quan hệ dây và pha trong mạch 3 pha đối xứng nối hình Y và Δ.. Biết cách đo công suất tác dụng trong mạch điện 3 pha.. Biết cách xây dựng đồ thị vectơ trong mạch đối xứng và k

BÀI SỐ 2 MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

1 Biết cách nối ba pha của phụ tải thành hình Y và Δ

2 Nghiệm lại quan hệ dây và pha trong mạch 3 pha đối xứng nối hình Y và Δ

3 Làm quen với các chế độ phụ tải 3 pha không đối xứng Thấy rõ hiện tượng xê dịch điểm trung tính khi tải không đối xứng

4 Biết cách đo công suất tác dụng trong mạch điện 3 pha

5 Biết cách xây dựng đồ thị vectơ trong mạch đối xứng và không đối xứng khi tải đấu hình Y và Δ

II CÁC THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM

1 Một môđun nguồn điện áp ba pha 4 dây

2 Môđun tải là các bóng đèn tròn công suất 25W - 220V

3 Ampemét 8 cái loại 0÷1A hoặc 0÷5A

4 Oát mét : 2 cái

5 Vôn mét 0 đến 500V: 1 cái; 0 đến 300V: 1 cái; 0 đến 150V: 1 cái

III VÀI NÉT CƠ BẢN VỀ LÝ THUYẾT

Tập hợp của 3 dòng điện xoay chiều 1 pha cùng tần số, cùng bên độ, lệch pha nhau một góc 1200 được gọi là dòng điện 3 pha Nếu hệ thống điện 3 pha có cùng trị số sức điện động, cùng tần số, lệch pha nhau một góc 1200, tổng trở của các pha như nhau được gọi là hệ thống điện 3 pha đối xứng, biểu thức trị số tức thời là:

t sin E

m

B E sin t 120

m 0 m

-Khi hệ thống nối Y đối xứng thì U =d 3Up, I =d Ip

I&0 =I&A +I&B+I&C =0

-Khi hệ thống nối Δ đối xứng thì Ud =Up,Id = 3Ip

U&A +U&B+U&C =0

-Nếu một trong các điều kiện trên đây không thỏa mãn thì ta có mạch 3 pha không đối xứng Lúc này không thể áp dụng kết quả của mạch đối xứng -Công suất tác dụng trong mạch 3 pha đối xứng là:

ϕ

= ϕ

= 3U I cos 3U I cos

-Công suất tác dụng trong mạch 3 pha không đối xứng là:

3 2 1 pha

Đo công suất mạch ba pha

Đo công suất mạch ba pha đối xứng có dây trung tính

Như đã biết, mạch ba pha đối xứng thì dòng điện điện áp các pha đều bằng nhau Vì vậy để đo công suất mạch ba pha đối xứng có dây trung tính ta chỉ cần

đo trên một pha rồi nhân ba Hình 2.1 là sơ đồ nối dây đo công công suất tác dụng trên một pha

W

C B

*

0

Hình 2.1 Đo công suất mạch ba pha

dùng một oát mét

Tải

ba pha đối xứng

P =3PA

Đo công suất mạch ba pha không đối xứng có dây trung tính

Muốn đo công suất mạch ba pha không đối xứng có dây trung tính, về nguyên tắc có thể đo công suất của từng pha rồi cộng lại Sơ đồ nối dây đo công suất từng pha vẽ trên hình 2.2

W

C

B

*

W PB

*

*

PC

*

*

ZA

ZB

ZC

0

W

Hình 2.2 Đo công suất mạch ba pha dùng ba oát mét

Như vậy công suất ba pha :

P = PA + PB + PC

Đo công suất mạch ba pha không đối xứng

Trường hợp mạch ba pha không đối xứng có dây trung tính, để đo công suất

ba pha ta đo công suất từng pha rồi cộng lại Đối với mạch ba pha không đối xứng hay đối xứng ta có thể dùng 2 oátmét để đo theo sơ đồ nối dây hình 2.3

Thật vậy, ta thấy hệ thống điện áp bằng hai nguồn sđđ tương đương Ε&1 =

U & AC, Ε&2 = U & BC như hình 2.3

Các nguồn tương đương này sẽ phát ra công suất bằng công suất tiêu thụ trên tải Vì vậy công suất trên tải sẽ bằng:

Ptải = PE1 + PE2 = Re{ * }

A

ACI

U& & + Re{ *}

B

BCI

U& & = P1 + P2

IV NỘI DUNG THÍ NGHIỆM

1 Nghiệm lại quan hệ dây và pha trong mạch 3 pha đối xứng Y

Sơ đồ thí nghiệm như sau: (hình 2.4)

Tải là các bóng đèn tròn công suất 25W

A

K

K

K

B

C

A

B

C

0

X

Y

X

W

*

A A

A

*

Hình 2.4 Mạch ba pha nối sao

Tải nối

Y hay

Δ

W

W

C

2

*

Ε&1 +

_ Ε&2

Hình 2.3 Đo công suất ba pha dùng hai oát mét

_ +

-Trình tự tiến hành thí nghiệm : Điều chỉnh tải bằng cách bật công tắt, để có:

, đọc các chỉ số trên dụng cụ đo ghi lại vào bảng 3

C B

-Sau khi đo được ta tính trị số trung bình:

3

CA BC

AB d

U U

U

=

3

C B A P

U U U

=

2 Mạch 3 pha không đối xứng nối Y

-Sơ đồ thí nghiệm được nối như hình 2.5

A

K

K

K

B

C

A

B

C

0

X

Y

X

W

*

A

A

A

*

Hình 2.5 Mạch ba pha nối sao

A

K

a Trường hợp khóa K mở:

Điều chỉnh tải để có dòng IA =IB =IC và ghi kết quả vào bảng 4

-Sau khi điều chỉnh tải của một pha nào đó (chẳng hạn pha A) từ 0 đến cực

đại để có chế độ không đối xứng Ghi chỉ số trên dụng cụ đo vào bảng 4

-Từ số liệu đo vẽ đồ thị vectơ điện áp Từ đồ thị đo được trị số So sánh điện áp đo được trong bảng với trên đồ thị vectơ Xét quan hệ giữa , (Tải pha a) & cho nhận xét

0 U 0

0

b Trường hợp khóa K đóng:

-Các bước tiến hành như phần a Ghi vào kết quả bảng 5

-Vẽ đồ thị vectơ Cho nhận xét quan hệ U0 và I0 với điện trở R1

-So sánh kết quả 2 trường hợp K đóng và K mở

3 Nghiệm lại quan hệ dây và pha trong mạch 3 pha đối xứng nối Δ

-Sơ đồ thí nghiệm như hình 2.6

A

B

C

A

B

C

A

A

A

Hình 2.3 Mạch ba pha tải nối tam giác

A

A

K

K

K

X

Y

Z A

W

*

*

0

P1 Máy

biến áp

ba pha 380/

220

380V 220V

Điều chỉnh tải (dòng pha), để Iab =Ibc =Ica Ghi kết quả vào bảng 6

Sau khi đo được ta tính trị số trung bình của dòng điện dây :

3

I I I

d

+ +

=

Công suất : P=3×P1

Chú ý :

Ở đây tải bóng đèn có điện áp 220V, nên khi nối tam giác thì điện áp dây đặt vào tải cũng phải 220V Vì vậy khi tải nối tam giác ta phải nối tải qua mba

TN có điện áp 380/220V, để lấy điện áp dây 220V nối vào tải

Điện áp UAB, UBC, UCA ghi vào bảng 6 là điên áp dây trên tải

Bảng 3

P1p UA UBB UC UAB UBC UCA IA=IB=IB C Ud 3Up 3P1p 3UpId

.cosϕ

Bảng 4

Đối xứng

Không đối xứng

Lần 1 (R1)

Lần 2 (R2)

Lần 3 (R3)

Bảng 5:

Đối xứng

Không đối xứng

Lần 1 (R1)

Lần 2 (R2)

Lần 3 (R3)

Bảng 6

UAB UBC UCA IA IB IC P1 IAB, IBC, ICA Id 3Ip P 3UdIdcosϕ

] R R^