10/23/2014

Chương IV: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 3 PHA

4.1 Khái niệm chung về mạch điện xoay chiều 3 pha

4. 2 Quan hệ giữa các đại lượng dây và pha trong mạch 3 pha đối xứng

4.3 Công suất mạch xoay chiều 3 pha

4.4. Cách giải mạch 3 pha

Chương IV: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 3 PHA

4.1 Khái niệm chung về mạch xoay chiều 3 pha

1. Phương pháp tạo nguồn 3 pha : Máy phát điện

2. Biểu diễn nguồn 3 pha:

e

1

2 Esin t 

0.5

120o

240o

360o

t

0

o 2Esin( t 120 )  

Ae Be

-0.5

o 2Esin( t 240 )  

Ce

-1

0

1

2

3

4

5

6

a. Dạng tức thời : eA eB eC

1

 CE

10/23/2014

j0

120o

 AE

j120

E e E e

 

j 2 4 0

j1 2 0

 AE  BE  CE

E e

 CE

E e

b. Dạng số phức : c. Dạng véc tơ :

hoặc

 BE

A

B

C

0

Với nguồn 3 pha đối xứng :

A

C

B

e C  E  E

nguồn Y tải Y

e B  E  E  Sao (Y) và tam giác ( - D)

e A  E  E 3. Cách nối:

Y 

 

Y  4. Mạch 3 pha đối xứng

Nguồn đ/x Tải đ/x Đường dây đ/x

IA

5. Các đại lượng dây và pha

IB

Tải Nguồn UAB UCA ( NM, XN,…) (NMĐ)

IC

nối Y -  nối Y -  UBC

• Dòng điện dây Id (IA, IB, IC)

• Điện áp dây Ud (UAB, UBC, UCA)

phụ thuộc cách nối • Dòng điện pha If , Ip

4

• Điện áp pha Uf , Up

2

10/23/2014

IA

UAB

ZA

UA

4. 2 Quan hệ giữa các đại lượng dây và pha trong mạch 3 pha đối xứng

EA

UCA

O’

O

UB

ZC

1. M¹ch nèi sao

UAB

ZB

UC

EB

IB

EC

UBC

IC

A

B

A

C

 Y(E

 E ) C

 O'OU

 ?

Uo’o

B 

 E  3Y

 E Y E Y E Y  B A C Y Y Y C

A

B

= 0

A

B

AB

B

 ABU  U

Vì ZA = ZB = ZC = Z

?   U U  A 5

C

 AU  BU  CU

 E  E  E

1 Z

AB

 CAU

30O

 CU

 

BC

C

 AU

 U  U  U

CA

  U U  A B   U U  B   U U  C

A

 BCU

 BU

 ABU

YA = YB = YC = Y

3U

f

d

Trong mạch nối Y:

 j0

U I

 I

d

f

 BU

Ue

U

+ Trị hiệu dụng :

j120e j120 

U e

 j150

vượt trước góc 30o

3 U e

 

 j30

 AU  BU  CU

3 U e

vượt trước góc 30o

 j90

Ví dụ:  AU  CU  ABU  BCU  CAU

3 U e

6

vượt trước góc 30o + Góc pha :  ABU  BCU  CAU

3

10/23/2014

IA

ICA

IAB

E AB

ZCA

ECA

ZAB

UCA

A 2. M¹ch nèi tam gi¸c A

UAB

UAB

ZBC

C

IB

IBC

EBC

IC

UBC

AB

A

AB

BC

BC

B B

CA

Tại A, B, C :

 E  E  E

BC

 I  I B  I C

 I  I BC  I CA

 I  CA  I AB  I

7

AB

CA

 CAU

B

BC

Vòng AABB  ABU  U  CAU

 CAI

C

CA

BC

 I A  I  I

 I  I  I

 I  I AB  I

 AI

 CI

 ABU

 BCI

 ABI

U

U

d

f

 BI

 BCU

I

3I

d

f

VÒ trÞ hiÖu dông :

chËm sau góc 30o

chËm sau góc 30o Về góc pha :

 ABI  BCI  CAI

 AI  BI  CI

8

chËm sau góc 30o

4

 j90

 j0

e

17,3e

10

10/23/2014

j120

j150

17,3

e

10e

j120

 j30

 CI  AI  BI

17, 3e

 ABI  BCI  CAI

10e

Ví dụ:

 4.3 C«ng suÊt trong m¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha

P3f = PA + PB+ PC 1. C«ng suÊt t¸c dông : PA, PB, PC

P

U

Khi t¶i ®èi xøng : P = 3Pf = 3Uf If cosf = 3RIf 2

3 U I co s d d

p

f

T¶i nèi Y : If = Id

U

f

d

U d 3 U I

I

f

P

3 U I c o s d

d

f

d 3

9

Khi t¶i nèi  :

Pf Đo công suất mạch 3 pha :

 W

a. 1 Oát kế :

ĐX: P3f = 3 Pf

KĐX: P3f = PA + PB + PC

 W1

Tải 3 pha

P

P P  1

2

ĐX hoặc KĐX

nối Y hoặc 

b. 2 Oát kế :

2

1

W2 

10

W W

ngược chiều cùng chiều

5

10/23/2014

2. C«ng suÊt ph¶n kh¸ng:

Q3f = QA + QB+ QC QA , QB, QC

2 = 3XIf

Khi tải đối xứng : Q = 3Qf = 3UfIfsinf

Q

3 U I

s in

d

d

p

T¶i nèi Y hay :

2

S

P

2 Q =

3 U I

d

d

11

3. C«ng suÊt biÓu kiÕn (toµn phÇn):

ZA Zd Zt EA 4.4. C¸ch gi¶i m¹ch 3 pha IA

O’

O

EB IB 1. T¶i nèi Y a. Đối xứng:

A

B

C

IC

0

Nguồn ĐX :    E E E EC k

Uo’o Tải ĐX: ZA = ZB = ZC = Zt

ZdA = ZdB = ZdC = Zd Đường dây ĐX :

 120 )

 j0

A

I

j  

A

 I

Ie

Thay Zd n/t Zt

j

j(

1 2 0 )

 

A

 BI  CI

j( e  Ie

12

UO’O = 0 ZA, ZB , ZC  Ue U e Z Z

6

 AU

10/23/2014

ZA

A

B

C

 E

 E

 E

0

ZB

O’

O

ZC

b. Kh«ng ®èi xøng: EA IA Nguån ĐX : EB IB

IC T¶i kh«ng ĐX : ZA  ZB  ZC * Khi k ®ãng : UO’O = 0

 j0

EC k IN Tính I trong tõng pha riªng biÖt

A

C

j(

 120 )

C

A

 I

Aj AI e 

C

 I

A

CI e  

 U Z

C

A

j e 

Ue Z A

 U Z

j e 

C

Ue Z C

 j120

B

N

A

C

 I

 I

 I   B

j(

120 )

0

B

B

 I

j

BI e  

B

 U Z

B

Ue e Z B

Nj 

N

 I  I

I e N

13

Uo’o  j120

 E Y A

 E Y C

C

 U

0

O ' O

A Y

 Y

 E Y B Y 

B 

B

A

C

 U

o 'o

OJ U e  o

 AU

ZA

* Khi k më :

A

O 'O

B

O 'O

EA IA

ZB

O’

C

O'O

 U  U  U

  E U  A   E U  B   E U  C

O

ZC

EB IB Kh«ng §X

 CU

EC IC

 CE

O’

k

 AU

 O 'OU

o

O

 AE

 BU

Uo’o

 BE

14

Kết luận: Điện áp pha không đối xứng

7

j  

j

uB

uA

B

A

j

j

B

A

B

A

 I

 I

I e A

I e B

j

j

A

B

 U Z

 U Z

U e B e Z

A

U e A e Z A

B

B

EA

ZA

j

uC

IA

C

UA

j

C

C

 I

I e C

j

C

 U Z

C

U e C e Z C

EB

ZB

IB

UB

O’

O

10/23/2014

ZC

IC

UC

EC

k

Ví dụ : Cho mạch hình bên Ud

IN

Nguån §X : Ud = 220 V

Tải KĐX có : ZA = 20 ; Z B = j 20  ; ZC = -j 20 

15

EA

ZA

IA

T×m dßng ®iÖn IA, IB, IC , IN khi k ®ãng vµ më

UA

 j0

EB

ZB

A

IB

 j0

UB

A

 I

6,35e A

O’

127e  j0

O

20e

ZC

Khi k đóng : UO’O = 0

IC

UC

 j120

B

B

 I

6,35e

 j210 A

EC

 U Z A  U Z

127e j20

B

k

IN

 j120

127e

j210

C

6,35e A

C

 I

-j20

N

A

B

C

 U Z

 I

 I

?

 I

 I

C

 BI

Ud

j180e

4, 64 A

 

 AI

 NI

4, 64

Đồ thị véc tơ  1500 IN = 0,73.6,35 = 4,64 A

B

C

 I

 I

300  NI  CI

16

Số phức : 1500

8

EA

ZA

IA

UA

U

0

10/23/2014

'OO

EB

ZB

IB

UB

j180e

4, 64 A

 

 NI

O’

O

ZC

IC

UC

A

C

O 'O

 U

B 

4, 64  E Y E Y E Y  B A C Y Y Y C

A

B

EC

k

0, 05S

Y A

1 Z

1 20

b. Khi k mở :

Y Y Y Y  C

A

B

j0, 05S

 

Y B

j0, 05S

 U

92,8 V

 

Y C

O ' O

1 j20 1 j20

A 1 Z B 1 Z

4, 64  0, 05

C

17

 O ' OU

J 0

220 V

O 'O

A

 AU

220e V

J120

O 'O

B

 U  U

 

92,8 V     E U  A   E U  B

127e

92,8

127 92,8   

 J 75 5 '

63,5 j110 92,8  BU

113, 8e

V

J120

127e

92,8



63,5 j110 92,8

 

C

O 'O

 U

29, 3 j110 V   E U  C

2 9 , 3

j1 1 0 V

 J 75 5 '

 CU

113, 8e

V

 CE

 CU

 AU

= 0,05 S

O’

O

 O 'OU

 AE

 BE

 BU

18

 dòng điện trong các nhánh

9

10/23/2014

A

2. T¶i nèi  Zd IA

ZCA

ZAB

B

a. Đối xứng: ICA IAB Ud Zd IB Nguồn đ/x:

C

Zd IC

ZBC IBC

 30 )

j(  

A

 I

3I e f

Tải đ/x: Đường dây đ/x : ZAB = ZBC = ZCA = Zt ZdA = ZdB = ZdC = Zd

 150 )

j(  

j(

 120 )

B

 I

 j0

3I e f

 BCI

fI e 

AB

 I

 90 )

j(  

j(

 120 )

C

U e d j e  Z t

 I

3I e f

 CAI

fI e 

19

 Zd = 0

* Không kể Zd  U AB Z t j fI e 

Z tY Zd IA * Khi kể Zd IAB ICA Ud Zd IB Zt Zt Zd  0

Zd IC

 AI

j dI e 

Zt IBC

j(

30 )

 ABI

thay Zd + ZtY = Z

e  

 120 )

j(  

B

I e d

j(

90 )

 120 )

j(  

 BCI

e  

C

 I  I

I e d

 150 )

 CAI

j( e 

20

dI 3 dI 3 dI 3

10

10/23/2014

ZdA IA IA b. Không đối xứng : A

ZCA

ZAB

B

* Không kể Zd IAB ICA Ud Ud ZdB IB IB Nguồn ĐX:

C

ZdC IC IC

AB

j

AB

AB

C A

A

AB

 I

ABI e 

AB

BC

AB

B

ZBC IBC Tải KĐX: ZAB  ZBC  ZCA

BC

j(

 120 )

BC

BC

 I

KĐX

BCI e  

C

C A

BC

 I  I  I

BC

CA

 120 )

C

A

CA

 I  I  I  I

  I

KĐX

CA

 I

j( e  

CAI

 U Z  U Z  U Z

CA

21

AB

BC

C A

= 0

 I  I  I  I  I

B  I

 I

 0

Z tYA Zd IA * Khi kể Zd IAB ICA Ud Zd IB ZCA ZAB Zd  0

Zd IC

thay : Zd + ZtYA = ZA ZBC IBC

Zd + ZtYB = ZB

A

AB

C A

 AI

 BI

 CI

B

BC

AB

C

C A

BC

 I  I  I

 I  I  I

 I  I  I

22

Zd + ZtYC = ZC

11

10/23/2014

Zd I2 I3 I Ví dụ 2: Ud

Cho mạch 3 pha đ/x như hình bên

Z2 I1

Z1 Biết:

Z1 = 12 + j16 Tìm: - Dòng điện : I1, I2 , I3, I 

A

C

B

 I

 , I

Z2 = 18 – j24 Zd = 2 + j2 - P, Q, S và cos toàn mạch  , I

A

B

C

23

Zd

I2

Ud = 380 V - Vẽ đồ thị véc tơ của    U , U , U từ

Z 2Y I3

I

Ud

Z2

I1

Z1 = 12 + j16 Z2 = 18 – j24 Zd = 2 + j2 Ud = 380 V

Z1

Giải

f

f

1.Tìm dòng điện : I1, I2 , I3, I

I  2

I  1

2

2

220 2 8 +6

U Z d2Y

U Z 1

220 2 12 +16

= 11 A

I

I2 = 22 A Tải 2:

I

3

2 3

Chuyển Z2 về Y : Z2Y = 6 – j8 = 12,7 A

24

Thay : Zd2Y = Zd + Z2Y = 8 – j6

12

Zd

10/23/2014

Z 2Y

I2

I3

I

Ud

Z2

I1

Z1

Z1 = 12 + j16 Z2 = 18 – j24 Zd = 2 + j2 Ud = 380 V

I1 = 11 A; I2 = 22 A

2

2

2. Tìm P, Q, S và cos toàn mạch

2 3(12.11

2 8.22 )

)

P 3(R .I 1 1

R .I d 2Y 2

2

= 15972 W

2 3(16.11

2 6.22 )

)

2 Q 3(X .I 1 1

X .I d 2Y 2

2

2

2

2

= - 2904 VAr

15972

2904

S

25

I=

=

=

cos = 

= 16233 VA

S 3U

16233 3.380

d

15972 16233

P Q  P S

A

B

C

A

B

C

 I

 , I

 , I

= 24,66 A = 0,98

   U , U , U

3. Vẽ đồ thị véc tơ của dựa vào

VÌ Q = - 2904 VAr < 0

 CU

 CI

 AI

mang t/c điện dung

 AU

 BI

dòng vượt trước áp 1 góc ? - 11O 28 ’

cos = 0,98

 BU

26

 = -11o 28’

13