1Bài giảng 2
408001
Biến đổi năng lượng điện cơ
Giảng viên: TS. Nguyễn Quang Nam
2013 – 2014, HK2
http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php
nqnam@hcmut.edu.vn
2Bài giảng 2
Điện áp ởmỗi pha lệch pha so với các pha khác 120
0
.
Với thứtựthuận (a-b-c), các điện áp cho bởi
Các hệthống 3 pha
Có hai cách nối 3 pha: cấu hình sao (Y) và cấu hình tam
giác (∆)
(
)
tVv
maa
ω
cos
'
=
(
)
0
'
120cos −= tVv
mbb
ω
(
)
0
'
120cos += tVv
mcc
ω
3Bài giảng 2
Hệthống 3 pha nối sao (Y)
Trong cấu hình sao, các đầu dây a’, b’, và c’ được nối với
nhau và được ký hiệu là cực trung tính n.
i
a
, i
b
, và i
c
là các dòng điện dây,
cũng bằng với các dòng điện
pha. i
n
là dòng điện trong dây
trung tính.
ia
in
ib
ic
a
b
c
n
+
−
+
−
+
−
4Bài giảng 2
Hệthống 3 pha nối tam giác (∆
∆∆
∆)
Trong cấu hình tam giác, đầu a’ được nối vào b, và b’ vào c.
Vì v
ac’
= v
aa’
(t) +
v
bb’
(t) + v
cc’
(t) = 0
, như có thểchứng minh bằng
toán học, c’ được nối vào a.
ia
ib
ic
a
b
c
c’
a’
b’
+
−
+
−
+
−
5Bài giảng 2
Các hệthống 3 pha (tt)
Các đại lượng dây và pha
Vì cảnguồn lẫn tải đều có thể ở dạng sao hay tam giác,
có thểcó 4 tổhợp: sao-sao, sao-tam giác, tam giác-sao,
và tam giác-tam giác (quy ước nguồn-tải).
Môn học chỉxét đến điều kiện làm việc cân bằng của các
mạch điện 3 pha.
•Với cấu hình sao-sao, ở điều kiện cân bằng:
0
0∠=
φ
VV
an 0
120−∠=
φ
VV
bn 0
120∠=
φ
VV
cn
6Bài giảng 2
Các hệthống 3 pha (tt)
với V
φ
là trịhiệu dụng của điện áp pha-trung tính.
Các điện áp dây cho bởi
bnanab
VVV −=
cnbnbc
VVV −=
ancnca
VVV −=
Chẳng hạn, độ lớn của có thểtính như sau
ab
V
(
)
φφ
VVV
ab
330cos2
0
==
an
V
bn
V
cn
V
ab
V
bc
V
ca
V
Từgiản đồ vectơ, có thểthấy
0
303 ∠=
φ
VVab 0
903 −∠=
φ
VV
bc
0
1503 ∠=
φ
VV
ca
Ở điều kiện cân bằng, i
n
= 0 (không có dòng điện trung tính).
7Bài giảng 2
Các hệthống 3 pha (tt)
Không làm mất tính tổng quát, giảthiết các điện áp dây là
•Cấu hình sao-tam giác, điều kiện cân bằng:
0
0∠=
Lab
VV
0
120−∠=
Lbc
VV
0
120∠=
Lca
VV
ab
V
bc
V
ca
V
1
I
3
I
2
I
a
I
Các dòng điện pha I
1
, I
2
, và I
3
trong 3
nhánh tải nối tam giác trễpha so với các
điện áp tương ứng một góc
θ
, và có cùng
độ lớn I
φ
. Có thểthấy từgiản đồ vectơ
θ
φ
−−∠=
0
303II
a
θ
φ
−−∠=
0
1503II
b
θ
φ
−∠=
0
903II
c
Cấu hình Y: và , cấu hình ∆: và
φ
VV
L
3=
φ
II
L
φ
VV
L
φ
IIL3=
8Bài giảng 2
Công suất trong mạch 3 pha cân bằng
Tải nối sao cân bằng
Trong một hệcân bằng, độ lớn của tất cả điện áp pha là
bằng nhau, và độ lớn của tất cả dòng điện cũng vậy. Gọi
chúng là V
φ
và I
φ
. Công suất mỗi pha khi đó sẽlà
(
)
θ
φφφ
cosIVP
Công suất tổng là
(
)
(
)
θθ
φφφ
cos3cos33
LLT
IVIVPP ===
Công suất phức mỗi pha là
θ
φφφφφ
∠== IVIVS *
Và tổng công suất phức là
θθ
φφφ
∠=∠==
LLT
IVIVSS 333
Chú ý rằng
θ
θθ
θ
là góc pha giữa điện áp pha và dòng điện pha
9Bài giảng 2
Công suất trong mạch 3 pha cân bằng (tt)
Tải nối tam giác cân bằng
Tương tự như trường hợp tải nối sao cân bằng, công suất
mỗi pha và công suất tổng có thể được tính toán với cùng
công thức. Có thểthấy rằng với tải cân bằng, biểu thức tổng
công suất phức là giống nhau cho cảcấu hình sao lẫn tam
giác, miễn là điện áp dây và dòng điện dây được dùng trong
biểu thức.
Do đó, các tính toán có thể được thực hiện trên nền tảng 3
pha hay 1 pha.
Vd. 2.12 và 2.13: xem giáo trình
10Bài giảng 2
Ví dụtại lớp
Vd. 2.12: Mạch 3 pha Y cân bằng có tải tiêu thụ24 kW ởPF
bằng 0,8 trễ. Điện áp dây là 480 V. Xác định vectơ pha dòng
điện dây và điện áp pha. Chọn điện áp pha của pha a làm
gốc, , hãy biểu diễn các vectơ pha dòng điện dây
và điện áp dây. Xác định công suất phức của tải 3 pha.
V 277,1
3
480 ==
φ
V
Giá trị điện áp pha
°∠= 0
φ
VVan
Công suất tác dụng trên mỗi pha
kW 83/24
=
=
φ
P