Bài giảng Kỹ thuật điện: Chương 3 - Nguyễn Thế Hoạch

Bài giảng Kỹ thuật điện: Chương 3 Mạch điện hình sin ba pha cung cấp cho người học những kiến thức như: Dòng điện hình sin 3 pha; Cách nối hình sao; Cách nối hình tam giác; Công suất mạch ba pha; Đo lường điện;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chương 3 mạch điện hình sin ba pha

3 Dòng điện hình sin 3 pha

dây dẫn

3.1 Mạch điện hình sin ba pha

Khái niệm:

Mạch ba pha là mạch điện có nguồn điện gồm 3 sức điện động hình sin

cùng tần số nhưng lệch pha nhau một góc a nào đó

Trong thực tế thường dùng nguồn điện năng gồm 3 sức điện động cùng

biên độ và tần số lệch pha nhau 1200, gọi là nguồn 3 pha đối xứng

Nguyên lý tạo sức điện động hình Sin 3 pha đối xứng:

Hình 3.1 a Mặt cắt của máy phát điện đồng bộ ba pha đơn giản

b Đồ thị biến thiên của sức điện động

c Đồ thì véc tơ

Nguyên lý tạo sức điện động hình Sin 3 pha đối xứng:

Khi quay rotor, trong các dây quấn cảm ứng ra những sức điện động hình sin cùng biên độ và tần số Các sức điện động lần lượt đạt trị số cực đại ở thời điểm khi trục cực từ cắt các thanh dẫn ba cuộn dây vì vậy chúng lệch pha nhau 1200

eA = Emaxsin wt

eB = Emaxsin (wt-1200)

eC = Emaxsin (wt-2400) = Emax sin (wt+1200) Biểu diễn dưới dạng số phức:

o 240

j 120

j

o 120

i B

jo A

240 E

e E e

E E

120 E

e E E

E e

E E

-é

=

=

=

-é

=

=

=

=

&

&

&

Mạch điện ba pha đối xứng

Nối các cuộn dây máy phát điện với những phụ tải có tổng trở phức ta có hệ

thống mạch ba pha không liên hệ, nó gồm 3 mạch 1 pha riêng rẽ, mỗi mạch gọi là 1

pha của mạch 3 pha

Phụ tải các pha đối xứng tức ( ) thì dòng điện chạy trong các pha là

đối xứng.

Hình 3.2 Ba mạch điện một pha không liên hệ với nhau về điện

C B

Z & = & = &

Mạch điện ba pha đối xứng

Hình 3.3 Đồ thị véc tơ của sức điện động và dòng điện trong mạch 3 pha

) 120 (

I )

120 t

sin(

I

i

) 120 (

I )

120 t

sin(

I

i

) t

sin(

I

i

I Z

0

E Z

E

I

0 C

0 max

A

0 B

0 max

B

max A

o A

A A

-j -é

=

=>

+ j -w

=

+ j -é

=

=>

-j -w

=

j -w

=

j -é

= j é

é

=

=

&

&

&

&

&

3.2 C¸ch nèi h×nh sao (Y)

C¸ch nèi h×nh sao tøc lµ nèi ba ®iÓm cuèi XYZ cña nguån hoÆc cña phô t¶i víi nhau

H×nh 3.4 M¹ch ®iÖn 3 pha 4 d©y

H×nh 3.5 M¹ch ®iÖn ba pha ba d©y

Trong sơ đồ trên cả nguồn và phụ tải đều nối hình sao:

- Điểm O và O’ là điểm trung tính của nguồn và phụ tải, OO’ là dây trung tính, dây A A’, BB’, CC' là dây pha Mạch điện như vậy là mạch 3 pha 4 dây

- Dòng điện chạy trên các dây pha nối từ nguồn tới phụ tải gọi là dòng điện dây, kí

hiệu Id.

- Dòng điện chạy trong các pha (của nguồn tới phụ tải) gọi là dòng điện pha ký, hiệu là Ip

- Điện áp ở hai điểm đầu của 2 pha (phụ tải hoặc nguồn ) gọi là điện áp dây ký, hiệu là Ud.

- Điện áp giữa điểm đầu và điểm cuối của mỗi pha ( nguồn hoặc phụ tải) gọi là điện

áp pha UP.

Khi phụ tải nối hình sao thì các điện áp dây là:

Dòng điện dây Id chính là dòng điện pha Ip của nguồn hoặc phụ tải, ta có Id = Ip.

Khi phụ tải ba pha đối xứng ta có:

p d

A C

CA

C B

BC

B A

AB

U 3 U

U U

U

U U

U

U U

U

=

-=

-=

-=

&

&

&

&

&

&

&

&

&

0 3

E E

E U

0 I

I I

I

C B

A O

' O

C B

A o

=

+

+

=

= +

+

=

&

&

&

&

&

&

&

&

3.3 Cách nối hình tam giác (D)

Cách nối hình tam giác nguồn và phụ tải là nối điểm đầu pha này với điểm cuối của pha kia

Hình 3.6 Mạch điện 3 pha mà cả nguồn và phụ tải đều nối hình tam giác.

Quy ước chiều dương của dòng điện các pha chạy ở nguồn điện ngược chiều kim

đồng hồ (bắt buộc), còn chiều dương của dòng điện các pha ở phụ tải theo chiều kim

đồng hồ

Tại các nút phụ tải ta có:

Hình 3.7: Đồ thị vec tơ của mạch ba pha đối xứng nối hình tam giác

p d

p d

BC CA

C AB

BC B

CA AB

A

U U

; I.

3 I

I I

I

; I

I I

; I

I

I

=

=

-=

-=

-= & & & & & & & &

&

3.4 Công suất mạch ba pha

Công suất tác dụng P3P

Công suất phản kháng Q3P

Công suất biểu kiến S3P

P3P = PA + PB + PC = UAIA cosjA + UBIBcosjB+ UCICcosjC Nếu mạch ba pha là đối xứng thì công suất của các pha bằng nhau, ta có:

PA = PB = PC = Up.Ip.cosj

Do đó: P3P = 3.Up.Ip.cosj

Tương tự ta có:

j

= 3 U I cos

d d P

3

d d P

3

I U 3 S

sin I U 3

Q

=

j

=

4 Đo Lường Điện

n Khái niệm sai số và cấp chính xác

n Tham khảo các quy định quốc tế về thông số thiết bị đo

n Giới thiệu các dụng cụ đo điển hình