BÀI GIẢNG THIẾT BỊ ĐIỆN ĐIỆN TỬ

PHẦN I. MẠCH ĐIỆN Chương 2. Dòng điện hình sin Chương 3. Các phương pháp giải mạch điện Chương 4. Mạch điện 3 pha Chương 1. Những khái niệm cơ bản về mạch điệnNỘI DUNG PHẦN II. MÁY ĐIỆN Chương 6. Máy biến áp Chương 7. Máy điện không đồng bộ Chương 8. Máy điện đồng bộ Chương 9. Máy điện mộ

Bộ môn: THIẾT BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

KỸ THUẬT ĐIỆN

 Bộ môn: THIẾT BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

 Giảng viên: Ngô Văn Quyền

 email: quyennv-fee@mail.hut.edu.vn

Tài liệu học tập

Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh, Kỹ thuật điện, NXB KHKT 2002.

Phan Thị Huệ, Bài tập Kỹ thuật điện - trắc nghiệm và tự luận, NXB

Lao động và xã hội, 2004, NXB KHKT, 2008

Liên hệ và tài liệu

o Thi cuối kỳ (trắc nghiệm): trọng số 0,7

o Điều kiện dự thi cuối kỳ: dự đủ 75% giờ giảng

NỘI DUNG

PHẦN I MẠCH ĐIỆN

Chương 2 Dòng điện hình sin

Chương 3 Các phương pháp giải mạch điện

Chương 4 Mạch điện 3 pha

Chương 1 Những khái niệm cơ bản về mạch điện

PHẦN II MÁY ĐIỆN

Chương 6 Máy biến áp

Chương 7 Máy điện không đồng bộ

Chương 8 Máy điện đồng bộ

Chương 9 Máy điện một chiều

Chương 5 Khái niệm chung về máy điện

(2)

A

B

§2 Các đại lượng đặc trưng cho QTNL trong MĐ

1 : Điện thế tại điểm 1

2 : Điện thế tại điểm 2

Nếu 1 > 2 thì chiều của điện áp u12 có chiều từ 1  2

Chiều của điện áp và dòng điện thường không biết trước

Giả thiết chiều của dòng điện và điện áp

a/ Điện áp và Dòng điện :

u12

§2 Các đại lượng đặc trưng cho QTNL trong MĐ

• Công suất toàn phần S

= ui

Chương 1 /

§3 Các phần tử lý tưởng đặc trưng cho mạch điện

lý tưởng

thực tế

ue

Rtr

1 Nguồn điện áp ( nguồn S.Đ.Đ)

Nguồn điện áp lý tưởng :

u

§3 Các phần tử lý tưởng đặc trưng cho mạch điện

R = RiCông suất : p = uRi= Ri2

i

uRR

số vòng dây

§4 Sơ đồ thay thế ( Mô hình mạch điện)

Rtr

RL

§5 Hai định luật cơ bản

§5 Hai định luật cơ bản

3

2 1

1

e e

dt

i C dt

di L

Chương 2 Dòng điện xoay chiều hình sin

§ 5– Công suất trong mạch hình sin

5

§ 6 – Phương pháp nâng cao hệ số công suất cos

6

§1 – Các đại lượng đặc trưng cho dòng hình sin

-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Với u ,i là góc pha đầu f = 50Hz

ĐL đặc trưng: Giá trị hiệu dụng

§1 - Các đại lượng đặc trưng cho dòng hình sin

t u

60 sin

2 12

30 sin

2 220

o i

u   30  (  60 )  90



Bản chất các phần tửKết cấu của mạch

Chương 2 /

§2 Biểu diễn dòng hình sin

x0

t i

60 sin

2 6

30 sin

2 8

I

I arctg



 Tiện cho việc cộng, trừ các dòng điện, điện

áp cùng tần số

§2 Biểu diễn dòng hình sin

2 Bằng số phức

a, b : số thực

Dạng đại số : Dạng lũy thừa :

số ảo

1 -

A A   

 A

I i  

 I

t i

15 sin

2 220

30 sin

2 10

0 o

15

30

220 U

10 I

j

j e

e



Chương 2 /

§3 Định luật Kichop dạng vector / phức

1 Quy ước

Tức thời: i , u , eHiệu dụng : I , U , EDạng Phức:

o o o

E , U , I

2 K1

0 I

E

§4 Dòng điện hình sin trong các nhánh cơ bản

§4 Dòng điện hình sin trong các nhánh cơ bản

§4 Dòng điện hình sin trong các nhánh cơ bản

§4 Dòng điện hình sin trong các nhánh cơ bản

X

R 

Z

§4 Dòng điện hình sin trong các nhánh cơ bản

§4 Dòng điện hình sin trong các nhánh cơ bản

4 Nhánh RLC nối tiếp:

Dạng phức:

Là tổng trở phức của nhánh

C L

U U

U

U U

arctg L  C



R

X arctg





cos /

R



§5 Công suất trong mạch hình sin

1 Công suất tác dụng P[W]:

R I

P  2  U I.R

Z

R I

U



Z U .I.cos



cos Gọi là hệ số công suất của mạch

2 Công suất phản kháng Q[Var]:

§5 Công suất trong mạch hình sin

3/ Công suất toàn phần S[VA]:

2 2

Q P

Ie Ue

U

 UI cos  jUI sin

jQ P

S  

~

Đo công suất P:

U I

§6 Phương pháp nâng cao hệ số công suất cos

1 Ý nghĩa kinh tế, kỹ thuật của cos

Zt

IU

(Pt, cos)

Trong khi công suất của tải Pt = const

ZdE

dây dây I R

 Vậy, cần phải tăng hệ số công suất cos

VD: Có 1 phụ tải công suất tiêu thụ: P = 1000kW

Nếu cos = 0,1 thì nguồn cấp phải có S = P/cos = 10 000 kVA

Nếu cos = 0,5 thì nguồn cấp phải có S = P/cos = 2 000 kVA

Chương 2 /

§6 Phương pháp nâng cao hệ số công suất cos

2 Biện pháp nâng cao cos

Trong thực tế, phụ tải thường có t/c điện cảm

Để nâng cao cos thường dùng: Tụ điện nối song song với tải

§6 Phương pháp nâng cao hệ số công suất cos

2 Biện pháp nâng cao cos

U

tg tg

§6 Phương pháp nâng cao hệ số công suất cos

Ví dụ : Cho mạch điện như hình vẽ :

P, Q, S, cos toàn mạch sau khi đóng k

Tìm : R, X, Z, cos của tải

C, XC, IC, QC của tụ

C Zt

§6 Phương pháp nâng cao hệ số công suất cos

C Zt

§6 Phương pháp nâng cao hệ số công suất cos

IC =

C

UX

22026,1

= - 1855 VAr

68,0



§6 Phương pháp nâng cao hệ số công suất cos

3 Tìm P, Q, S, cos toàn mạch sau khi đóng k

Bộ môn: THIẾT BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

KỸ THUẬT ĐIỆN

§1 Phương pháp dòng điện nhánh

Nội dụng:

+ Đặt ẩn số là dòng điện trong các nhánh (m nhánh  có m ẩn số)+ Sử dụng 2 định luật Kichhop lập hệ phương trình:

+ nếu có n nút  viết được n-1 phương trình theo K1

E

3 2

1, Z ,Z Z

§1 Phương pháp dòng điện nhánh

Mạch có: n = 2 nút (A,B)

03

+ Theo K1 có n – 1 = 1 phương trình viết cho nút

+ Theo K2 có m – (n – 1) = 2 phương trình viết cho vòng

2 1

2 2 1

3 2

3 3 2

(1)

(2)(3)+ Giải hệ phương trình (1),(2),(3)

§2 Phương pháp dòng điện vòng

Nội dụng:

+ Đặt ẩn số là dòng điện vòng (chạy khép kín trong 1 vòng)

+ Sử dụng 2 định luật Kichhop lập hệ phương trình với các ẩn này+ Giải hệ phương trình tìm ra được dòng vòng

2 2 2

1 1

2 1 3

2 2

+ Sử dụng định luật K1 lập phương trình với ẩn số đó

+ Giải phương trình tìm điện áp 2 nút

E

3 2

1, Z ,Z Z

Tìm các dòng điện nhánh

+ Đặt ẩn là điện áp UAB

+ Tại nút A có: I1 I 2 I3  0

Chương 3 /

§3 Phương pháp điện áp 2 nút

+ Xét từng nhánh:

1

1 1

1

3

3 2

2 1

1

11

1

11

1

Z Z

Z

Z

E Z

E Z

1

3 3 2

2 1

1

Y Y

Y

Y E Y

E Y

§4 Biến đổi tương đương

1Z

§4 Biến đổi tương đương

Ví dụ 1 Z1 = 3 + j 4 ; Z2 = 8 – j 6

=> Znt = 11 – j 2

-2 jartg

§4 Biến đổi tương đương

3 Chuyển đổi sao (Y) tam giác ()

Biết Z1, Z2, Z3 nối sao :

4 Chuyển đổi sao (Y)  tam giác ()

12 13 1

12 23 31

Z ZZ

12 23 31

Z ZZ



31 32 3

12 23 31

Z ZZ

Tam giác đối xứng

5 Phương pháp xếp chồng

Trong mạch điện có nhiều nguồn kích thích, đáp ứng dòng, áp trên mỗi nhánh bằng tổng đại số của các dòng áp thành phần ứng với từng nguồn kích thích riêng rẽ





j53 8' 1

I  20e 



AB 2







j36 52' 2

  10ej36 52'  12  j16   8 j6 = 20 – j 10

j26 34' o

§5 Ví dụ

Chương 3 /

§5 Ví dụ

Khái niệm chung về MĐ xoay chiều 3 pha

o B

o C

1 Nguồn 3 pha:

ĐN: Nguồn 3 pha là tổ hợp 3 nguồn 1 pha có sđđ lệch nhau về thời gian

Nguồn 3 pha đối xứng:

+ Là một nguồn 3 pha có biên độ các pha bằng nhau+ Lệch pha nhau liên tiếp 1 góc 1200

-1 -0.5 0 0.5 1



j120 B

- Biểu diễn vector:

2 Phụ tải

- Gồm 2 loại:

- Phụ tải 1 pha mắc trong mạch 3 pha Vd: quạt, đèn, …

- Phụ tải 3 thuần túy (chỉ hoạt động trong mạch 3 pha)

 Vậy các phụ tải được mắc như thế nào? Y hay D

- Phụ tải nối Y hay D là phụ thuộc vào điện áp định mức cảu tải và nguồn điện để nó có thể làm việc bình thường

Chương 4

§1 – Khái niệm chung về MĐ xoay chiều 3 pha

§2 – Quan hệ giữa các đại lượng dây và pha trong

Trong đó: tải ba pha đx là tải có tổng trở các pha bằng nhau

- Đại lượng pha:

+ Điện áp pha: Uf , Up+ Dòng điện pha: If , Ip

- Đại lượng dây:

+ Điện áp dây: Ud+ Dòng điện dây: Id

vượt trước góc 30o

pha đối xứng

Chương 4 §2 – Quan hệ giữa các đại lượng dây và pha trong mạch 3

pha đối xứng

§3 – Công suất trong mạch 3 pha

I I

3

Chương 4

cùng chiều



ngược chiều

Khi tải đối xứng :

3 Công suất biểu kiến (CS toàn phần)

§4 – Phương pháp tính toán mạch 3 pha

Z 0

o

I o

Z 0

o

I o Chương 4

§4 – Phương pháp tính toán mạch 3 pha

A B

U U

Z Z

3

b Khi đứt dây pha A

- Để xác định độ sáng của các đèn  cần xác định điện áp trên

các pha

- Pha A tắt

- Mạch tương đương

- Điện áp trên 2 pha B và C

- Pha B,C đèn tối hơn

2

d f

X c

C B

A

O'

Chương 4

§5– Ví dụ

jb jX

1 Y

Y B  C  

gg

jb

gege

jbU

U

o o

120 j 120

j p

O ' O

0j5

,0120

sinj120

cos

g g

jb

866 ,

0 j 5

, 0 g

866 ,

0 j 5 , 0 g

jb U

Nguồn điện ba pha đối xứng có điện áp pha là Up

Theo phương pháp điện áp hai nút:

Với:

X c

C B A

O'

Chương 4 / Chương 4

 0 , 5 j 0 , 866 U  0 , 2 j 0 , 6 U  0 , 3 j 1 , 466U

U U

U  'B   B   O'O  p    p    p  

p

2 2

U U

U  'C   C   O'O  p    p    p  

p

2 2

Ta thấy U’B > U’C nên bóng đèn pha B sáng hơn bóng đèn pha C, điện

áp ở các pha tải khác điện áp ở pha nguồn

X c

C B

A

O'

§5– Ví dụ