Chuong 2-Mach Dien Xoay Chieu 1 Pha Va 3 Pha

1

Chuong 2: Mạch điện xoay chiều 1 pha và 3 pha

1

Chương 2: MẠCH ĐiỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA VÀ BA PHA

• Mạch xoay chiều một phaVectơ phaCông suất tức thời, tác dụng, phản kháng, biểu kiến.Tam giác tổng trở phức - Tam giác công suất phứcBảo toàn công suấtMô tả tải

• Mạch xoay chiều ba phaHệ thống ba pha, thứ tự phaVectơ điện áp, dòng điện (pha, dây)Công suất mạch 3 pha cân bằngTính Toán Hệ Thống Ba Pha Cân Bằng

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Mạng 2 cực

2

Định nghĩa:Những thiết bị trao đổi năng lượng (tín hiệu) qua một cặp cực gọi là mạng một cửa hay mạng 2 cực (two-terminal network).

Ví dụ: động cơ, máy phát điện, đồng hồ đo, …- Biến trạng thái của mạng 2 cực: cặp biến dòng và áp trên 2 cực.

xét điện áp và dòng điện hàm sin

- Do năng lượng điện thường sử dụng là nguồn điện áp dạng sin, tần số 50Hz (hoặc 60Hz)

( ) ( )cosm vv t V tω θ= +

( ) ( )cosm i

i t I tω θ= +

Nếu chọn gốc thời gian: t = 0 , I = Im

( ) ( ) ( )cos 2 cosm v i rms v iv t V t V tω θ θ ω θ θ= + − = + −

( ) ( ) ( )cos 2 cosm rms

i It I t tω ω= =

2

mrms

II = là giá trị hiệu dụng dòng, áp (chỉ đúng cho hàm sin!)

2

mrms

VV =

BMTBD-BDNLDC-PVLong

2


Vectơ pha

3

Biểu diễn bằng vectơ pha

vrmsVV θ∠=irmsII θ∠=

đối số/góc phasuất vectơ/độ lớn(trị hiệu dụng)

Dòng điện chậm phaTải cảm

+V

I

vθiθ

Dòng điện sớm pha Tải dung

V

I

vθiθ

+

( ) ( )vm tVtv θω += cos

( ) ( )im tIti θω += cos

Hệ số công suất trễ Hệ số công suất sớm

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Công suất

4

( ) ( ) ( )p t v t i t=

( ) ( ) ( )cos2

cos 22

m mv i

m mv i

VI It tp

Vω θθ θ θ− += −+

Công suất tức thời của mạng 2 cực:

Power with Sinusoids

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

time

voltage [Volts] current [Amps] power [Watts]

Từ đồ thị p(t) giá trị trung bình của p(t) ≠ 0


( ) ( )im tIti θω += cos( ) ( )cos cosm m v i

V I t tω θ θ ω+ −=

BMTBD-BDNLDC-PVLong

3


Công suất tác dụng

5

Công suất trung bình (trong 1 chu kỳ, T=2π/ω) hay còn gọi là công suất tác dụng hoặc công suất thực:

( ) ( ) ( )cos cos cos2

m mv i rms rm v is rms rms

V IP V I V Iθ θθ θ θ= − = =−

Vrms và Irms : là các giá trị hiệu dụng (root mean square) củađiện áp và dòng điện.

θ= θv − θi : góc hệ số công suất,Cosθ : hệ số công suất (hay pf: power factor,).

0

1( )

T

P p t dtT

= ∫

Do định nghĩa hệ số công suất cosθ (=pf) là số dương có giá trị từ 0 đến 1, nên 090θ ≤

0θ ⟩

0θ ⟨

: Hệ số công suất trễ (lagging pf) (Dòng điện chậm pha so với áp)

: Hệ số công suất sớm (leading pf) (Dòng điện sớm pha so với áp)

( ) ( ) ( )cos2

cos 22

m m

v i

m m

v i

VI It tp

Vω θθ θ θ− += −+

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Ví dụ

6

010 30V = ∠

Viết dạng vectơ pha của v(t) và i(t), và tính giá trị công suất trung bình P

( ) ( )02.10cos 30v t tω= +

( ) ( )02.5cos 20i t tω= −

( )( ) ( ). .cos( ) 10 5 cos(30 20 ) 32,14 Wv iP V I θ θ= − = − − =

05 20I = ∠ −

Mạng hai cực tiêu thụ công suất trung bình 32,14W

Tính lại giá trị công suất trung bình P với:

( ) ( )02.5cos 90i t tω= −

( )( ) ( ) ( )( )( )0 010 5 cos 120 10 cos605 25 WP = = − = −

05 90I = ∠ −

Mạng hai cực phát ra công suất trung bình 25Wvới hệ số công suất pf = cos(θ) = cos600 = 0,5

BMTBD-BDNLDC-PVLong

4


Công suất phản kháng

7

Ta có công suất tức thời của mạng 2 cực:

( ) ( )sin sinrms rms rms rms v i

Q V I V Iθ θ θ= = −

Định nghĩa công suất phản kháng

co( s) ( cos(2 ) sin(2) sincos (( ) ) )rms rms rms rmsrms rms

Vp t tV I V I tI θ θω ωθ= + −

( ) ( )cos cosrms rms rms rms v iP V I V Iθ θ θ= = −

Ta đã có định nghĩa công suất tác dụng

Viết lại công suất tức thời trở thành:

( ) ( ) ( )cos 2 sin 2p t P P t Q tω ω= + −

( ) ( ) ( ) ( ) ( )cos sin2

( ) cos 2 s2

cos in 22

m m mm mv

mv i ii vp

V I VV It

It tθ ωθ θθ ωθθ − −+ −−=

( ) ( ) ( ) ( ) ( ))( ) (

co cocos cos22

s 2sm

i t

m m

m v i

m

vv i i

v t

mV I

p t VI

tV

tItω θ θ θθ θω ωθ +−−= = ++ −

( ) ( ) ( )1 cos 2 sin 2p t P t Q tω ω= + −

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Công suất phức

8

Biểu diễn dạng phức các đại lượng điện :vj

rmsV V e

θ→ =

ij

rmsI I e

θ→ =

( ) ( ) ( )*cos Re Rev ij j

rms rms v i rms rmsP V I V e I e V Iθ θθ θ −

= − = = ⋅

( ) ( ) ( )*sin Im Imv ij j

rms rms v i rms rmsQ V I V e I e V I

θ θθ θ −= − = = ⋅

Định nghĩa công suất phức: ( )*S V I P jQ= ⋅ = +


( ) ( )im tIti θω += cos

Các đại lượng điện xoay chiều thường được đo hoặc xác định qua giá trị hiệu dụng, nên để đơn giản ta có thể bỏ chỉ số rms

( ) ( )cos cos [W]v iP VI VIθ θ θ= = −

( ) ( )sin sin [VAr] v i

Q VI VIθ θ θ= = −

VA] [ S P jQ VIS = = + =

công suất tác dụng

công suất biểu kiến (apparent power)

công suất phản kháng

jXRZ += Nếu mạng 2 cực N là tổng trở Z:

IZV =Theo định luật Ohm, ta có:

( )* * 2 2

S V I Z I I I Z I R jX P jQ= = = = + = + Vậy:2

P I R=2

Q I X=

Z

( là giá trị phức liên hợp của )*I I

BMTBD-BDNLDC-PVLong

5


Ý nghĩa công suất tác dụng

9

Xét mạch thuần trở, ví dụ bóng đèn sợi đốt.Tổng trở Z là số thực R, góc θ= 0

( ) ( ) ( ) cos(2 )p t v t i t V I VI tω= = +

( ) 2 cos( 0)

( ) 2 cos( )

( ) 0

( )

(0

)

( )

v t V t

i t I t

V

I

ZV

RI

ω

ω

ω

ω

ω

ω

= +

=

= ∠

=

→ ∠= =

hay

V

I

V=

ICông suất phản kháng: Q=0

Công suất biểu kiến: S=P

Công suất tác dụng: P=VI=I2R=V2/R

Điện năng kế hay đồng hồ Watt-giờ đo năng lượng điện sử dụng

Công suất tức thời:

đo công suất trung bình x giờ đo công suất tác dụng x giờ

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Ý nghĩa công suất phản kháng

10

Xét mạch cảm kháng, ví dụ cuộn cảm L. Tổng trở Z là số ảo dương (jωL), góc θ= 90o

( ) 2 cos( 90 )

( ) 2 cos( )

( ) 90

( )

( )90

( )

v t V t

i t I t

hay

V

I

V Z

I

ω

ω

ω

ω

ω

ω

= + °

=

= ∠ °

=

→ = ∠ °

V

I

V=

I

( ) ( ) ( ) sin(2 )p t v t i t VI tω= = −

Cuộn cảm L không tiêu thụ công suất tác dụng, vì năng lượng được tích trữ trong từ trường, và sau đó được trả về mạch trở lại.

Công suất tác dụng: P=0

Công suất biểu kiến: S=Q

Công suất phản kháng: Q=VI=I2 ωL

diu L

dt

UI

Lω

=

=


BMTBD-BDNLDC-PVLong

6


Ý nghĩa công suất phản kháng

11

Xét mạch dung kháng, ví dụ tụ điện có điện dung C.Tổng trở Z là số ảo âm (-j/(ωC), góc θ=-90o

( ) 2 cos( 90 )

( ) 2 cos( )

( ) 90

( )

( )90

( )

v t V t

i t I t

hay

V

I

V Z

I

ω

ω

ω

ω

ω

ω

= − °

=

= ∠ − °

=

→ = ∠ − °

V

I

V=

I

( ) ( ) ( ) sin(2 )p t v t i t VI tω= =

Tụ điện C không tiêu thụ công suất tác dụng, vì năng lượng được tích trữ trong điện trường, và sau đó được trả về mạch trở lại.

Công suất tác dụng: P=0

Công suất biểu kiến: S=Q

Công suất phản kháng: Q=-VI=-I2/(ωC)

dui C

dt

IU

Cω

=

=


BMTBD-BDNLDC-PVLong


Ý nghĩa công suất tác dụng và phản kháng

12

Công suất tác dụng là công suất trung bình, và là công suất (tiêu thụ) của điện trở R

Cuộn cảm/tụ điện nhận/trả công suất trong một nửa chu kỳ, sau đó trả/nhận lại từ mạch (nguồn) điện ở nửa chu kỳ kế tiếp. Công suất mà cuộn kháng/tụ điện nhận/trả lại này gọi là công suất phản kháng.

( ) 2 cos( )

( ) 2 cos( )

v t V t

i t I t

ω θ

ω

= +

=

cos( ) cos(( ) ( ) ( ) cos(2 ) sin(2sin( ) ))p t v t i Vt VItVI tI ω θθ θ ω= = + −

Công suât phan k sin( )háng VIQ θ= =

ìnhCông suât tác cosng ( )du

trung bVIP P θ= = =

( )

( )

VZ

I

ωθ

ω= ∠

V=

I

Hệ số công suất (power factor, pf) ≡ cosθ (ngành điện lực gọi là cosφ )

Góc hệ số công suất ≡ θ (ngành điện lực thường gọi là góc φ), θ= θv − θi

• Tải cảm khi θ>0, dòng điện chậm pha so với điện áp, hệ số công suất trễ

θ>0 sinθ > 0 Q>0, ie công suất phản kháng bị hấp thu (nhận)

• Tải dung khi θ<0, dòng điện sớm pha so với điện áp, hệ số công suất sớm

θ<0 sinθ < 0 Q<0, ie công suất phản kháng được phát ra (trả)

[W, KW, MW]

[VAr, KVAr, MVAr]

BMTBD-BDNLDC-PVLong

7


Tam giác tổng trở phức - Tam giác công suất phức

13

Chú ý : θθθθ = θθθθV - θθθθI

Tam giác tổng trở phức

Điện kháng

Điện trở

sin( )Q VI θ=

S VI=

Q : phản kháng

P : tác dụng

||||S|||| : biểu kiến

cos( )P VI θ=

Đơn vị:Watts (W)

Đơn vị: (VAr )

Đơn vị: Volt-Amps (VA)

j

Tam giác công suất phức

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Ví dụ

14

( ) ( )0 0

0

cos2.20 70 90

20 20

i t t

I

ω= + −

→ = ∠ −

Xác định công suất phức của đại lượng điện có v(t) và i(t) đi qua:

( ) ( )02.10cos 10v t tω= +

( ) ( )0sin2.20 70i t tω= +

173, 2 WP =

( )*.S V I=

VAR 100=Q

Công suất phức:

010 10V→ = ∠

( ) ( )0 0 010 10 20 20 200 30 173,2 100 VAj= ∠ ∠ = ∠ = +

Công suất tác dụng:

Công suất phản kháng:

Viết dạng véc tơ pha:

BMTBD-BDNLDC-PVLong

8


Sự Bảo Toàn Công Suất

15

Với mạch nối tiếp

Với mạch song song

Như vậy công suất phức tổng sẽ bằng tổng các công suất phức thành phần,

với 2 thành phần P tổng và Q tổng được xác định bởi:

( )1

* *

1 22 .... .. n nV V VS V I I S S S+ +⋅ = = ++= + +

( )1 2

**

1 2... ...n nS V I I IV SI S S+ + += ⋅ = = + + +

nPPPP +++= ...21 nQQQQ +++= ...21

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Mô tả công suất của tải

16

Công suất của tải được thể hiện qua 3 trong số 6 thông số sau đây:

V, I, cosθ (sớm hay trễ), S, P và Q.

θsinVIQ =

2 2S VI P Q= = +

Thông qua các quan hệ: cosP VI θ=

sin( )Q VI θ=

S VI=

Q : phản kháng

P : tác dụng

||||S|||| : biểu kiến

cos( )P VI θ=

Đơn vị:Watts (W)

Đơn vị: (VAR )

Đơn vị: Volt-Amps (VA)

j

BMTBD-BDNLDC-PVLong

9


Mô tả công suất của tải

17

Công suất của tải được thể hiện qua 3 trong số 6 thông số sau đây:

V, I, cosθ (sớm hay trễ), S, P và Q.

θsinVIQ =

2 2S VI P Q= = +

Thông qua các quan hệ: cosP VI θ=

Bóng đèn sợi đốt 40W, 220vQuạt lửng

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Bài tập

18

1. Vẽ tam giác công suất của tải 1 có:

0100 10 [V]V = ∠010 26,8 [A]I = ∠ −

2. Vẽ tam giác công suất của tải 2 có:0100 10 [V]V = ∠

05 40 [A]I = ∠

3. Hai tải trên được nối song song, tìm dòng điện tổng và công suất tổng cả 2 tải:

4. Tìm hệ số công suất tổng cả 2 tải.Nếu muốn tăng hệ số c/s lên 0,98 trễ, xác định dung lương tụ (VAr) cần thiết.Nếu muốn tăng hệ số c/s lên 1, xác định dung lương tụ (VAr) cần thiết.

BMTBD-BDNLDC-PVLong

1233 W

Qold=350VAr

Qnew=250VAr

θnew

QC

10


19

Chương 2: MẠCH ĐiỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA VÀ BA PHA

• Mạch xoay chiều một phaVectơ phaCông suất tức thời, tác dụng, phản kháng, biểu kiến.Tam giác tổng trở phức - Tam giác công suất phứcBảo toàn công suấtMô tả tải

• Mạch xoay chiều ba phaHệ thống ba pha, thứ tự phaVectơ điện áp, dòng điện (pha, dây)Công suất mạch 3 pha cân bằngTính Toán Hệ Thống Ba Pha Cân Bằng

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Hệ Thống Ba Pha

20

Khái niệm về hệ thống ba pha Hệ thống ba pha gồm nguồn ba pha và tải ba pha- Nguồn ba pha gồm 3 sức điện động một pha (lệch pha 1200)

-Tải 3 pha gồm 3 tải 1pha.

Mô hình nối nguồn ba pha với tải• Có ba nguồn một pha nối riêng biệt từng pha• Thực tế người ta nối sao (Y) hoặc tam giác (∆) cả phía nguồn và tải

a’ a

b’

c’

b

c

a’≡b’ ≡c’≡n

a

b

c

c’a

a’

b b’

cnối a’_b, b’_c, c’_a

hoặc a_c’, c_b’, b_a’

a’

a

b’

c’

b

c

a’

a

b’

c’

b

c

n: điểm trung tính

• Nối sao: Y (Star)

• Nối tam giác: ∆ (Delta)

BMTBD-BDNLDC-PVLong

11


Sơ Đồ Tổng Quát Hệ Thống Ba Pha

21

Trong thực tế, hệ thống ba pha Y-Y bao gồm:- nguồn điện (có tổng trở nguồn Zs ), - đường dây (có tổng trở đường dây Zl, Zn)- tổng trở tải (có tổng trở nguồn ZL ).

TảiSử dụng điện năng

NguồnSản xuấtđiện năng

Đường dây

V1 V2???

Máy biến áp

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Biểu diễn dưới dạng vectơ pha (dạng phức)

22

Biểu diễn dưới dạng vectơ pha (dạng phức) các đại lượng hệ thống ba pha

( )cosan m

v V tω=

( )0cos 120bn m

v V tω= −

( )0cos 120cn m

v V tω= +

00∠= φVVan

0120−∠= φVVbn

0120∠= φVVcn

• Xem nguồn điện là lý tưởng bỏ qua tổng trở nguồn(trong thực tế tổng trở nguồn điện nhỏ hơn nhiều so với tổng trở tải)

Với VΦ (hoặc ký hiệu Vp ) là điện áp pha : điện áp giữa dây pha và dây trung tính (nếu đấu Y)

• Xét hệ thống nguồn điện ba pha cân bằng

an A bn B cn Cv e v e v e= = =

Xét nguồn điện đấu sao Điện áp pha tức thời của pha a, b và c bằng với nguồn sức điện động tương ứng:

ia

in

ib

ic

a

bc

n

+−

eA van

anV

bnV

cnV

Thứ tự pha ?

BMTBD-BDNLDC-PVLong

12


Thứ Tự Pha

23

00∠= φVVan

0120−∠= φVVbn

0120∠= φVVcn

anV

bnV

cnV

( )cosan m

v V tω=

( )0cos 120bn m

v V tω= −

( )0cos 120cn mv V tω= +

Thứ tự pha thuận: a-b-c Theo thứ tự xuất hiện các giá trị đỉnh trên đồ thị

Thứ tự pha thuận: a-b-cTheo thứ tự xuất hiện các giá trị đỉnh trên đồ thị theo chiều kim đồng hồ

Ví dụ: xác định thứ tự pha của hệ thống sau:

)110cos(200

)230cos(200

)10cos(200

°−=

°−=

°+=

tv

tv

tv

cn

bn

an

ω

ω

ω

Giải: Van sớm pha Vcn góc 120°Vcn sớm pha Vbn góc 120°.Do đó, thứ tự pha là acb.

+

sin cos

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Điện áp

24

Điện áp dây: điện áp giữa các dây pha

bnanab VVV −= cnbnbc VVV −= ancnca VVV −=

bnV

cnV abV

bcV

caV

Với hệ thống điện áp pha đã chọn

( ) φφ VVVab 330cos2 0 ==

0303 ∠= φVVab

0903 −∠= φVVbc

01503 ∠= φVVca

Tính điện áp dây theo điện áp pha ???0

0an

V Vφ= ∠

0an bn cn

V V V+ + =

0ab bc caV V V+ + =

Với hệ thống nguồn điện ba pha cân bằng

00an

V Vφ= ∠

00∠= φVVan

0120−∠= φVVbn

0120∠= φVVcn

BMTBD-BDNLDC-PVLong

13


Dòng điện

25

Hệ thống 3 pha, 4 dây

Dòng điện hệ thống ba pha nguồn và tải nối sao

ia, ib, và ic là các dòng điện dây, cũng là dòng điện pha trong mạch đấu sao.

in là dòng điện dây trung tính

ia

ib

in

ic

Theo KCLa b c nI I I I+ + =

anV

bnV

cnV

aI

cI

bI

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Dòng điện (tt)

26

1 2 3L L LZ Z Z Z θ= = = ∠

Với nguồn 3 pha cân bằng.Nếu thêm điều kiện tải ba pha cân bằng:

ia

ib

in

ic

Nếu tải nối tam giác có thể suy ra dòng điện chạy trong tải i1, i2, và i3 tương tự slide sau

00a LI I θ= ∠ −0

120b LI I θ= ∠ − −

0120

c LI I θ= −∠

0a c nb

I I I I=+ =+

00pan

VV ∠=

bnV

cnV

aI

cI

bI

θ: Góc hệ số công suất của tải

θ

BMTBD-BDNLDC-PVLong

14


Dòng điện (tt)

27

Quan hệ điện áp trên các pha. Theo KVL:

vab(t) + vbc(t) + vca(t) = 0

Nếu hệ thống nguồn điện ba pha cân bằngChọn vectơ điện áp dây làm gốc

00ab LV V= ∠ 0120−∠= Lbc VV0120∠= Lca VV

Dòng điện hệ thống ba pha nguồn và tải nối tam giác

a

bc

a

bc

ia

ib

ic

i1

i3 i2

I1, I2, and I3 dòng điện pha (dòng điện trong

mạch tam giác tải hoặc tam giác nguồn).

Nguồn điện đấu với tải ba pha cân bằng.

Ia, Ib và Ic: dòng điện dây

03 30

aI Iφ θ= ∠ −−

03 150b

I Iφ θ= ∠ − −

03 90cI Iφ θ= ∠ −

.. . ??... ?L

V Vφ• =θ: góc lệch pha giữa dòng điện pha I1 và điện áp Vab,IΦ: giá trị hiệu dụng dòng điện pha

abV

bcV

caV

1I

3I

2I

aI

θ

00Lab

VV ∠=

BMTBD-BDNLDC-PVLong


So sánh mạch đấu sao và đấu tam giác

28

??? 3 L L

IV IVφ φ==

VLVL

VL

VΦ

VΦ

VΦ

IΦ

IΦ

IΦ

VL

VΦ

IΦ

VL

VL VΦ

VΦ

IΦ

IΦ

3 30o

L LV V I Iφ φ= ∠ = 3 30o

L LV V I Iφ φ= = ∠ −

Tải đấu sao Tải đấu tam giác

Điện áp 1 pha (của tải) = điện áp dây (của nguồn)= điện áp pha của nguồn3

BMTBD-BDNLDC-PVLong

15


Công Suất Hệ Thống Ba Pha Cân Bằng

29

030ab L

V V= ∠0

90bc LV V= ∠ −0150

ca LV V= ∠

00a L

I I θ= ∠ − 0120b L

I I θ= ∠ − − 0120c L

I I θ= ∠ −

( )θφφφ cosIVP =

( ) ( )θθφφφ cos3cos33 LLT IVIVPP ===

*S V I V Iφ φ φ φ φ θ= = ∠

*3 3 3 3T L LV IS S V I V Iφ φ φ φ φ θθ= = = ∠ ∠=

θ: góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp pha

- Công suất một pha:

- Công suất ba pha:

VΦ, IΦ và VL, IL là các đại lượng pha và dây

Tải đấu sao

VLVL

VL

VΦ

VΦ

VΦ

IΦ

IΦ

IΦ

/ 3L

I Iφ =

S V Iφ φ φ θ= ∠

*3 3T L L

S V II Vφ φ θ= = ∠

Tương tự, lưu ý

- Công suất một pha:

- Công suất ba pha:

Tải đấu tam giác

VL

VΦ

IΦ

VL

VL VΦ

VΦ

IΦ

IΦ

θ: góc lệch pha giữa dòng điện pha và điện áp pha hay là góc của tổng trở tải.Dấu +: dòng điện chậm phaDấu -: dòng điện sớm pha

Nhận xét: sử dụng cùng một công thức tính công suất 3 pha cho cả hai trường hợp. (Nhưng phải dùng các đại lượng dây)

anV

bnV

cnV

abV

bcV

caV

aI

θL

I

LI

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Tính Toán Hệ Thống Ba Pha Cân Bằng

30

Phương pháp phân tíchChuyển về mạch một pha tương đương để tính do thế ở các điểm trung tính bằng nhau khi nguồn điện và tải cân bằng

do In= 0 UnN= 0

Ib, Ic theo giản đồ véc tơ

ana

Y

VI

Z⇒ =

Nếu nguồn, tải nối tam giác cần biến đổi thành nối sao để lập mạch một pha tương đương.

anV

bnV

cnV

aI

cI

bI

Tách riêng từng pha để tính do thế ở các điểm trung tính bằng nhau

Như vậy, thế ở n và N bằng nhau. Có thể nối bằng dây không trở kháng hai điểm đó và tách riêng từng pha để tính.

BMTBD-BDNLDC-PVLong

16


Biến đổi tải ∆-Y

31

a b cZ Z Z Z∆ = = =

Tải đấu tam giác

1 2 3YZ Z Z Z= = =

1Z

3Y

Z∆

=Tải đấu sao

Z 3Y

Z∆ =

Tải đối xứng

Biến đổi giá tri ZY, Z∆ nối vào cùng nguồn điện áp có cùng công suất

Trường hợp tổng quát (tải không đối xứng)

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Biến đổi nguồn điện ∆-Y

32

Biến đổi nguồn điện đấu ∆ thành nguồn điện đấu Y tương đương

Mạch một pha tương đương của

hệ thống ba pha ∆-Yan

a

Y

VI

Z=

0303ab

an

VV = ∠ −

BMTBD-BDNLDC-PVLong

17


Ví dụ

33

Vẽ mạch một pha tương đương

Thay tụ điện ba pha đấu tam giác thành đấu sao với tổng trở pha –j15/3 = -j5 Ω.

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Ví dụ

34

Tải gồm 10 động cơ cảm ứng ba pha, mỗi động cơ có công suất 30KW, pf=0,6 đấu song song vào nguồn điện ba pha. Tính công suất phản kháng cần thiết của tụ điện đấu vào nguồn sao cho hệ số công suất hệ thống pf=1

BMTBD-BDNLDC-PVLong

P = 300 KW

Q = 400KVAR

53,130

18


Ví dụ

35

Hai tải mắc song song được nối vào nguồn AC 3 pha 480V như hình vẽ .- Tải 1 nối Y: 24 KW, cosθ = 0,8 trể.- Tài 2 nối ∆: 30KVA, cosθ= 0,8 sớm.

Tính vectơ dòng điện cung cấp cho mỗi tải,công suất phức và vectơ dòng điện tổng 2 tải

1I2I

TI

a

b

c

BMTBD-BDNLDC-PVLong


Bài tập

36

Các tải sau được nối vào hệ thống điện 3 pha cân bằng 480V, 50 Hz

Tải 1: Nối Y 100 kVA (3-phase) , hệ số công suất 0.9 trễ;Tải 2: Nối Y 60 kW (3-phase) , hệ số công suất 0.7 sớm;Tải 3: Nối Delta , dòng điện pha 75 A , hệ số công suất 0.9 trễ;

- Tính dòng điện nguồn cần thiết cấp cho các tải trên

- Tính công suất bộ tụ điện 3 pha nối thêm vào hệ thống (nối song song) để hệ số công suất của hệ thống được nâng lên bằng 1- Tính dòng điện nguồn sau khi thêm bộ tụ điện

(vẽ sơ đồ mô tả hệ thống trên) . Cho nhân xét.

BMTBD-BDNLDC-PVLong

19


Bài tập

37

3. ∆2. Y1. Y

3. ∆2. Y1. YCQ

CQ

299,4LI A=299, 4LI A=

297,3LnewI A= 299, 4LI A=

Nguồn

Nguồn

BMTBD-BDNLDC-PVLong

Documents

Chuong 2-Mach Dien Xoay Chieu 1 Pha Va 3 Pha