Tổng hợp Lý thuyết Chương 4: Mạch điện xoay chiều 3 pha

Chương 4: Mạch điện xoay chiều 3 pha
4.1. Khái niệm chung về mạch điện xoay chiều 3 pha. 4.2 Cách nối mạch ba pha.
4.3 Cách giải mạch ba pha. 4.4 Bài tập.
4.1. Khái niệm về mạch điện xoay chiều 3 pha
• Định nghĩa: Nguồn áp 3 pha cân bằng (hay nguồn áp 3
pha đối xứng) là tập hợp bao gồm 3 nguồn áp xoay chiều
hình sin có cùng biên độ, cùng tần số, lệch pha thời gian từng đôi .
• Biểu thức tức thời nguồn áp 3 pha: = = − = +
• Viết dưới dạng phức: ̇ = ∠ ̇ = ∠ − ̇ = ∠ +
4.2 Cách nối mạch ba pha.
4.2.1 Nguồn áp 3 pha đấu Y.
• Muốn thực hiện sơ đồ đấu Y, ta cần tạo điểm nối chung
cho cả 3 nguồn áp. Điểm chung của 3 nguồn áp được gọi
là trung tính nguồn.Điểm chung này là giao điểm của 3
đầu của 3 nguồn áp cùng dấu.
• Điện áp pha: là điện áp xác định giữa mỗi đầu a,b hay c đến trung tính n.
• Điện áp dây: là điện áp xác định giữa 2 trong 3 đầu a,b,c.
4.2.1 Nguồn áp 3 pha đấu Y (tt) • Các áp pha: ̇ = ̇ = ∠ ̇ = ̇ = ∠ − ̇ = ̇ = ∠ +
 Các thành phần áp dây ̇ , ̇ , ̇ ? ̇ = ̇ + ̇ = ̇ − ̇ = ∠ − ∠ − = − − + . − = ∠ • Cmtt với V ̇ , V̇
4.2.1 Nguồn áp 3 pha đấu Y (tt)
 Kết luận về áp:
• Biên độ của điện áp dây gấp
lần biên độ của điện áp
pha hay giá trị hiệu dụng của điện áp dây gấp 3 lần giá trị
hiệu dụng của điện áp pha.
• Góc lệch pha: điện áp dây sớm pha hơn điện áp pha
 Kết luận về dòng:
• Dòng điện dây bằng dòng điện pha
4.2.2 Nguồn áp 3 pha đấu ∆
• Đỉnh của sơ đồ ∆ là giao điểm của hai đầu không cùng
dấu của 2 trong 3 nguồn áp 3 pha.
4.2.2 Nguồn áp 3 pha đấu ∆ (tt)
 Kết luận về áp:
Điện áp đặt vào đầu mỗi pha chính là điện áp dây: Ud = Up
 Kết luận về dòng:
• Về góc pha: Dòng điện dây chậm pha sau dòng điện pha một góc 300.
• Về biên độ: Dòng điện dây bằng 3 lần dòng điện pha: Id = Ip.
4.3 Cách giải mạch ba pha đối xứng (cân bằng)
 Mạch 3 pha được gọi là cân bằng khi:
- Nguồn áp 3 pha cấp đến tải là nguồn 3 pha cân bằng (đấu Y hay đấu ∆ ).
- Tải 3 pha cân bằng, tải được đấu theo dạng Y hay ∆.
 Tải 3 pha được gọi là cân bằng khi: Tổng trở phức của
các tải hoàn toàn bằng nhau.
4.3 Cách giải mạch ba pha đối xứng (tt)
Khi giải mạch điện 3 pha đối xứng ta tách từng pha riêng rẽ để tính.
4.3.1 Tải nối Y đối xứng
4.3.1.1 Khi không xét đến tổng trở đường dây pha
• Điện áp đặt lên mỗi pha của tải là: =
• Tổng trở pha của tải: = +
• Dòng điện pha của tải: = = . +
• Góc lệch pha φ giữa Up và Ip: =
• Vì tải nối Y nên Id = Ip
4.3.1. Tải nối Y đối xứng (tt)
4.3.1.2 Khi xét đến tổng trở đường dây pha
Cách tính toán cũng tương tự như trên, nhưng ta gộp tổng trở
đường dây với tổng trở pha của tải. = = . ( + ) +( + )
4.3.2 Tải nối ∆ đối xứng
4.3.2.1 Khi không xét đến tổng trở đường dây pha
• Điện áp đặt lên mỗi pha của tải bằng điện áp dây: Up = Ud
• Tổng trở pha của tải: = +
• Dòng điện pha của tải: = =
• Góc lệch pha φ giữa UP và IP: = • Vì tải nối ∆ nên = .
4.3.2 Tải nối ∆ đối xứng (tt)
4.3.2.2 Khi xét đến tổng trở đường dây pha
• Biến đổi tương đương từ ∆⟶Y rồi giải.
• Tổng trở mỗi pha khi nối tam giác: △ = + . • Biến đổi sang Y: = ∆ = + .
• Dòng điện dây của tải: = . ( + ) +( + )
• Dòng điện pha của tải =
4.3.3 Công suất mạch ba pha đối xứng
Đối với mạch ba pha đối xứng, do trị số dòng điện hiệu dụng,
điện áp và góc lệch pha giữa dòng và áp ở ba pha là như
nhau nên công suất của các pha cũng bằng nhau.
• Công suất tác dụng ba pha:
P3 pha = 3.P1f = 3.UP.IP. cosφ = Ud. Id. cosφ = 3.Rp.I2
• Nếu mạch ba pha đấu Y thì: Ud = UP , Id = IP
• Nếu mạch đấu ∆ thì: Id = IP , Ud = Up
• Công suất phản kháng ba pha: Q 2 3P = 3.UP.IP.sin φ = .Ud.Id.sinφ = 3.Xp.Ip
• Công suất biểu kiến ba pha: = . . = . . = + 4.4 Bài tập
Bài 4.1: Cho mạch 3 pha bao gồm: nguồn 3 pha cân bằng, đấu Y;
.Tải 3 pha cân bằng, đấu Y, tổng trở phức:
. Tổng trở đường dây trên mỗi pha là
a. Tính dòng pha hiệu dụng qua mỗi pha tải.
b. Áp pha hiệu dụng trên tải.
c. Công suất tác dụng tiêu thụ trên tải 3 pha .
d. Công suất biểu kiến tổng cung cấp từ nguồn. 4.4 Bài tập (tt)
Bài 4.2: Cho mạch 3 pha với nguồn áp 3 pha cân bằng đấu Y,
. Tải 3 pha cân bằng đấu ∆:
Tổng trở đường dây cân bằng :
a. Tính dòng dây hiệu dụng từ nguồn cấp đến tải .
b. Dòng pha hiệu dụng qua mỗi nhánh pha tải ∆.
c. Công suất tác dụng tiêu thụ trên tải 3 pha.
d. Công suất biểu kiến tổng cung cấp từ nguồn. 4.4 Bài tập (tt)
Giải lại các bài tập 4.1 đến 4.9 / Giáo trình