Bài giảng môn Kỹ thuật điện – Chương 4: Mạch điện xoay chiều 3 pha

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

47
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng môn Kỹ thuật điện – Chương 4: Mạch điện xoay chiều 3 pha gồm có những nội dung chính sau: Khái niệm chung về mạch điện xoay chiều 3 pha, quan hệ giữa các đại lượng dây và pha trong mạch 3 pha, công suất mạch 3 pha, cách giải mạch 3 pha.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn Kỹ thuật điện – Chương 4: Mạch điện xoay chiều 3 pha

Chương IV: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 3 PHA 4.1 Khái niệm chung về MĐ xoay chiều 3 pha: om 1. Cách tạo nguồn (máy phát điện đồng bộ) : .c ng Các cách biểu thị: co a. Dạng tức thời : an th e eA eB eC eA = 2.E.sin ω t ng 2π 1 o eB = 2.E.sin(ωt − ) du 0.5 3 2π/3 4π/3 2π 4π u 0 cu ωt eC = 2.E.sin(ωt − ) -0.5 3 2π -1 0 1 2 3 4 5 6 = 2.E.sin(ωt + ) b. Dạng đồ thị 3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
c. Dạng số phức : d. Dạng véc tơ : EC • E A = E e j0 120o EA • E B = E e − j120 om • E C = E e − j2 4 0 = E e + j1 2 0 .c ng Nguồn được biểu diễn như vậy: co EB nguồn 3 pha đối xứng: an e A + eB + eC = th 0 Mạch 3 pha đối xứng: ng EA + EB +EC = o • • • nguồn ĐX du EA + EB + EC = tải ĐX u cu Cách nối: Sao (Y) và tam giác (∆) đường dây ĐX 2. Tải 3 pha ZA, ZB, ZC. Nối Y hoặc ∆ 3. Đường dây 3 pha ZdA, ZdB, ZdC CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4. Cách nối nguồn với tải: - Mạch 3 pha 3 dây nối Y hoặc ∆ - Mạch 3 pha 4 dây chỉ khi nguồn và tải nối Y (có thêm dây trung tính) - Dây pha nối từ 3 đầu nguồn đến 3 đầu tải (có s.đ.đ hay điện áp) om - Dây trung tính nối từ điểm trung tính của nguồn và tải (đấu Y) .c 5. Các đại lượng dây và pha: ng IA co UAB an Nguồn 3 UCA Tải 3 pha th IB pha nối Y nối Y hoặc ∆ ng hoặc ∆ o UBC du IC u Dây trung tính cu • Dòng điện dây Id trên dây pha • Dòng điện pha If và điện áp • Điện áp dây Ud giữa các dây pha pha Uf là dòng và áp trên 1 pha của tải CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4. 2 Quan hệ giữa các đại lượng dây và pha trong mạch 3 pha IA 1. Mạch nối sao: UAB UA ZA (Zd = 0) EA om Uo’o UCA O O’ UB .c UAB ZC ng ZB co EC EB IB UC an UBC IC th ng - Điện áp dây trên tải: UAB, UBC và UCA o - Điện áp pha trên tải: UA, UB và UC Quan hệ điện áp dây và du - Điện áp giữa điểm trung tính pha (dạng véc tơ) u cu của nguồn 0 với tải 0’: U0’0 U AB = U A − U B - Dòng điện dây IA, IB và IC cũng chính là dòng pha qua tải: U BC = U B − U C Id = If U CA = U C − U A CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
* Khi tải nối Y đối xứng: (ZA = ZB = ZC) UCA UC U0’0 = 0: UA = EA UA om UBC .c UB = EB ng UB UC = EC UAB co Điện áp pha đối xứng an th Theo đồ thị véc tơ: Điện áp dây ng UAB, UBC và UCA đối xứng o du Suy ra quan hệ giá trị hiệu dụng : u cu Ud = 3Uf Id = If CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
2. Mạch nối tam giác A IA IAB (Zd = 0) ICA E BA ZCA EAC UCA ZAB om UAB .c UAB ZBC ng C B IB co IBC ECB UBC IC an th - Điện áp dây UAB, UBC và UCA ≡ điện áp pha trên tải: o ng Ud = Uf du I A = I AB − ICA u cu - Dòng dây IA, IB, IC quan I B = I BC − I AB hệ với dòng pha IAB, IBC và ICA : IC = ICA − I BC CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
* Khi tải nối ∆ đối xứng: (ZAB = ZBC = ZCA) UCA ICA ϕ Dòng pha, dòng dây om đối xứng IA .c IC UAB ng Từ đồ thị véc tơ, quan hệ co về giá trị hiệu dụng : IBC IAB an th IB Ud = Uf UBC o ng I d = 3I f du u cu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.3 Công suất mạch 3 pha: 1. Công suất tác dụng : om PA , PB, PC P3f = PA + PB+ PC .c P3f = U fA I fA cosϕfA + U fB IfBcosϕfB + U fC IfC cosϕfC ng = R fA IfA + R fB IfB + R fC IfC co 2 2 2 an th *)Khi tải đối xứng : P3f = 3Pf = 3UfIfcosϕf = 3RIf2 ng Ud o Tải nối Y : Uf = If = Id du 3 Id Tải nối ∆ : U f = U d I f = u cu 3 P3 f = 3U d Id cos ϕ f CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
2. Công suất phản kháng : QA , QB, QC Q3f = QA + QB+ QC Q3f = U fA IfA sin ϕfA + U fB IfB sin ϕfB + U fC IfC sin ϕfC om = X fA IfA 2 + X fB IfB 2 + X fC IfC 2 .c ng *)Khi tải đối xứng : Q3f = 3Qf = 3UfIfsinϕf = 3XIf2 co an Tải nối Y hay ∆ ta đều có: th ng Q 3f = 3 U d I d s in ϕ f o du u 3. Công suất biểu kiến cu S 3f = P 32f + Q 32 f *)Khi tải đối xứng : S 3f = 3U dId CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
EA Zd ZA Zt 4.4. Cách giải mạch 3 pha: IA 1. Tải nối Y: EB IB om a. Đối xứng : O’ O IC .c ng EC k co Tải ĐX: an ZA = ZB = ZC = Zt th ng Uo’o Đường dây ĐX : ZdA = ZdB = ZdC = Zd o du Thay Zd nt Zt ZA, ZB , ZC u • cu • − j( ϕ+120 ) • U A Ue j0 − jϕ IB = I e UO’O = 0 IA = = = Ie • ZA Z e jϕ I C = Ie − j( ϕ − 1 2 0 ) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
b. Tải không ĐX : EA IA UA ZA ZA ≠ ZB ≠ ZC EB IB ZB * Khi K đóng: om O’ O IC ZC .c UO’O = 0 ng Tính I cho từng pha riêng biệt EC k co IN an Uo’o th • j0 • • UA Ue − jϕ • j120 ng IA = = jϕA = I A e A IC = UC = Ue = ICe − j( ϕC −120 ) o ZA ZA e jϕC ZC ZC e du u • • • • • I N = I A + I B + IC ≠ 0 cu • − j120 U B Ue − j( ϕB +120 ) IB = = = IBe ZB ZBe jϕB Kết luận: Khi có dây trung tính? CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
• • • * Khi K mở: • E A Y A + E B Y B + E C YC U O 'O = ≠ 0 • Y A + Y B + YC U o 'o = U o e Jψ O om EA IA UA ZA • • • U A = E A − U O'O .c • • • Tính I trong EB ZB ng U B = E B − U O 'O từng pha IB O’ co • • • O U C = E C − U O 'O IC ZC an th ng EC k UC o du EC O’ Uo’o UA u U O'O ψo cu O Kết luận: Khi mất EA dây trung tính? UB EB CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
• • • UA UAe jψ uA • UB U B e − jψ uB jψ B IA = = = I e jψ A IB = = jϕ B = I e ZA e jϕA A B ZA ZB ZB e • EA om • j ψ uC IA ZA UC U Ce jψ C IC = = = I e UA .c ZC e jϕ C C ZC EB ZB IB ng UB O’ co Ví dụ : Cho MĐ hình bên: O Ud IC UC ZC an Nguồn đx : Ud = 220 V th EC k ng Tải KĐX có : IN o du ZA = 20 Ω; Z B = j 20 Ω ; ZC = -j 20 Ω u cu Tìm IA, IB, IC , IN khi K đóng và K mở CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
2. Tải nối ∆ A Zd IA a. Đối xứng ICA IAB Ud Zd IB om ZCA ZAB Nguồn ĐX: B .c Zd IC ng C co ZBC IBC an Tải ĐX: ZAB = ZBC = ZCA = Zt th ng ĐDĐX : ZdA = ZdB = ZdC = Zd • o I A = 3If e − j( ϕ+30 ) du * Khi Zd = 0 u • cu • • • I BC = If e − j( ϕ+120 ) I B = 3If e − j( ϕ+150 ) U AB U d e j0 I AB = = • • Zt Zt e jϕ ICA = If e − j( ϕ−120 ) IC = 3If e − j( ϕ−90 ) = I f e − jϕ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Zd IA Z tY * Khi Zd ≠ 0: Ud ICA IAB Zd IB om Zt Zt .c Zd IC ng co Zt IBC an • I A = I d e − jϕ th thay Zd + ZtY = Z ng • • I d − j( ϕ−30 ) I AB = o I B = Id e − j( ϕ+120 ) e du 3 • u IC = Id e − j( ϕ−120 ) • I d − j( ϕ+ 90 ) cu I BC = e 3 • I d − j( ϕ−150 ) ICA = e 3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
b. Không đối xứng A ZdA IA * Khi Zd = 0 ICA IAB Ud ZdB IB om ZCA ZAB Nguồn ĐX: B .c ZdC IC ng C co ZBC IBC Tải KĐX: ZAB ≠ ZBC ≠ ZCA an th • • • • • ng U AB = I e − jϕAB I A = I AB − I C A I AB = AB K o ZAB • • • du • K I B = I BC − I AB Đ • U BC u I BC = = I BC e − j( ϕBC +120 ) Đ • • • X cu ZBC X I C = I C A − I BC • • • • • ICA = U CA = I e − j( ϕCA −120 ) CA IA + IB + IC =0 • • • ZCA I AB + I BC + I C A ≠ 0 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
ZdA IA Z tY * Khi Zd ≠ 0 Ud ICA IAB ZdB IB om Zt Zt .c ZdC IC ng co Zt IBC an thay : ZdA + ZtYA = ZA th ng • • • o • I A = I AB − I C A du IA = I A e − jϕA • • • u • I B = I BC − I AB cu − j( ϕB +120 ) I B = I Be • • • • − j( ϕC −120 ) I C = I C A − I BC IC = IC e CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
I2 Zd I3 I Ud Ví dụ 2: Cho mạch 3 pha ĐX như hình bên om .c I1 Z2 ng co Z1 an Biết: th ng Z1 = 12 + j16 o Tìm: dòng điện : I1, I2 , I3, I du Z2 = 18 – j24 Ω P, Q, S và cosϕ toàn mạch u cu Zd = 2 + j2 Vẽ đồ thị véc tơ của I A , I B , I C Ud = 380 V dựa vào U A , U B , U C CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
I2 Zd Z 2Y Z1 = 12 + j16 I3 I Ud Z2 = 18 – j24 Ω Zd = 2 + j2 om Ud = 380 V I1 Z2 .c ng Giải Z1 co 1.Tìm dòng điện : I1, I2 , I3, I an th Uf 220 U f = 220 I1 = = I2 = ng = 11 A Z1 122 +162 Zd2Y 82 +62 o du Tải 2: I2 = 22 A u cu Chuyển Z2 về Y : Z2Y = 6 – j8 I2 I3 = = 12,7 A 3 Thay : Zd2Y = Zd + Z2Y = 8 – j6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
I2 Zd Z 2Y Z1 = 12 + j16 I3 I Ud Z2 = 18 – j24 Ω Zd = 2 + j2 om Ud = 380 V I1 Z2 .c ng I1 = 11 A; I2 = 22 A Z1 co 33 an th 2. Tìm P, Q, S và cosϕ toàn mạch ng P = 3(R .I + R d 2Y .I 2 ) 2 = 3(12.112 + 2 8.22 2 ) = 15972 W o 1 1 du Q = 3(X .I − X d 2Y .I 2 ) 2 = 3(16.112 − 2 6.22 2 ) = -2904 u VAr cu 1 1 S= P +Q 2 = 2 15972 2 + 2904 2 = 16233 VA P 15972 S 16233 cos ϕ = = = 0,98 I= = = 24,66 A S 16233 3U d 3.380 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt