Giáo trình máy điện 1 - Phần 1 - Chương 2

Chia sẻ: Le Quoc Hung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

1.397
lượt xem 580
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo Giáo trình máy điện 1 - Phần 1 : Máy biến áp - Chương 2 : Tổ nối dây và mạch từ máy biến áp

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình máy điện 1 - Phần 1 - Chương 2

1 Âaûi Hoüc Âaì Nàông - Træåìng Âaûi hoüc Baïch Khoa Khoa Âiãûn - Nhoïm Chuyãn män Âiãûn Cäng Nghiãûp Giaïo trçnh MAÏY ÂIÃÛN 1 Biãn soaûn: Buìi Táún Låüi Chæång 2 TÄØ NÄÏI DÁY VAÌ MAÛCH TÆÌ M.B.A 2.1. KHAÏI NIÃÛM CHUNG Âãø MBA ba pha coï thãø laìm viãûc âæåüc, caïc dáy quáún så cáúp vaì thæï cáúp phaíi näúi våïi nhau theo mäüt qui luáût nháút âënh. Ngoaìi ra, viãûc phäúi håüp kiãøu näúi dáy quáún så cáúp våïi kiãøu näúi dáy quáún thæï cáúp cuîng hçnh thaình caïc täø näúi dáy quáún khaïc nhau. Hån næîa, khi thiãút kãú MBA, viãûc quyãút âënh täø näúi dáy quáún cuîng phaíi thêch æïng våïi kiãúu kãút cáúu cuía maûch tæì âãø traïnh nhæîng hiãûn tæåüng khäng täút nhæ sââ khäng sin, täøn hao phuû tàng ... Trong chæång naìy ta seî láön læåüt xeït caïc loaûi täø näúi dáy vaì maûch tæì, âäöng thåìi xeït caïc hiãûn tæåüng xaíy ra khi tæì hoaï loîi theïp vaì nãu lãn caïch tênh toaïn maûch tæì cuía MBA. 2.2. TÄØ NÄÚI DÁY MAÏY BIÃÚN AÏP Âãø nghiãn cæïu täø näúi dáy MBA, træåïc hãút ta haîy xeït kyï hiãûu caïc âáöu dáy vaì caïch âáúu dáy quáún pha våïi nhau. 2.2.1. Caïch kyï hiãûu caïc âáöu dáy C A B C UCA A UCA A X Y Z UAB B (a) (b) Hçnh 2.1 Âaïnh dáúu âáöu dáy MBA
2 Mäüt cuäün dáy coï hai âáöu táûn cuìng: mäüt âáöu goüi laì âáöu âáöu; coìn âáöu kia goüi laì âáöu cuäúi. Âäúi våïi dáy quáún mba mäüt pha : âáöu âáöu hoàûc âáöu cuäúi choün tuìy yï. Âäúi våïi dáy quáún mba ba pha : caïc âáöu âáöu vaì âáöu cuäúi choün mäüt caïch thäúng nháút theo mäüt chiãöu nháút âënh (hçnh 2.1a), nãúu khäng âiãûn aïp ra cuía ba pha seî khäng âäúi xæïng (hçnh 2.1b). Âãø âån giaín vaì thuáûn tiãûn cho viãûc nghiãn cæïu, ngæåìi ta thæåìng âaïnh dáúu caïc âáöu táûn cuìng lãn så âäö dáy quáún cuía mba våïi qui æåïc sau dáy : Âaïnh dáúu caïc âáöu dáy táûn cuìng: Cao aïp Haû aïp Trung aïp Âáöu âáöu A,B,C A,b,c Am,Bm,Cm Âáöu cuäúi X,Y,Z x.y,z Xm,Ym,Zm Trung tênh 0 o Om 2.2.2. Caïc kiãøu âáúu dáy quáún 1. Âáúu hçnh sao (Y) : Âáúu ba âiãøm cuäúi X,Y,Z laûi våïi nhau. A B C A B C A C C A B X Y Z B X Y Z Hçnh 2.2 Âáúu sao Hçnh 2.3 Âáúu tam giaïc 2. Âáúu hçnh tam giaïc (Δ) : Âáúu âiãøm âáöu cuía pha naìy våïi âiãøm cuäúi cuía pha kia (hçnh 2.3) 3. Âáúu zêc-zàõc (Z) : Mäùi pha dáy quáún mba gäöm hai næía cuäün dáy trãn hai truû khaïc nhau màõc näúi tiãúp vaì âáúu ngæåüc chiãöu nhau (hçnh 2.4). Kiãøu dáy quáún naìy êt duìng vç täún âäöng nhiãöu hån, loaûi naìy chuí yãúu gàûp trong mba duìng cho thiãút chènh læu. C A B C c a X Y Z B -c b A Hçnh 2.4 Âáúu Zic- Zàõc
3 2.2.3. Täø näúi dáy cuía mba. Täø näúi dáy mba âæåüc hçnh thaình do sæû phäúi håüp kiãøu dáy quáún så cáúp so våïi kiãøu dáy quáún thæï cáúp. Noï biãøu thë goïc lãûch pha giæîa sââ dáy cuía dáy quáún så cáúp vaì sââ dáy cuía dáy quáún thæï cáúp vaì goïc lãûch pha naìy phuû thuäüc vaìo caïc yãúu täú sau : + Chiãöu quáún dáy, + Caïch kyï hiãûu caïc dáöu dáy ra, + Kiãøu dáúu dáy quáún så cáúp vaì thæï cáúp Xeït mba mäüt pha coï hai dáy quáún (hçnh 2-5) : så cáúp : AX ; thæï cáúp : ax. Caïc træåìng håüp xaíy ra nhæ sau : a) Hai dáy quáún cuìng chiãöu vaì kê hiãûu tæång æïng (hçnh 2-5a). b) Hai dáy quáún ngæåüc chiãöu (hçnh 2-5b). c) Âäøi chiãöu kê hiãûu mäüt trong hai dáy quáún (hçnh 2-5c). Täø näúi dáy cuía mba mäüt pha : kãø tæì vector sââ så cáúp âãún vector sââ thæï cáúp theo chiãöu kim âäöng häö : + Træåìng håüp a : lãûch pha 360o + Træåìng håüp b, c : lãûch pha 180o. A A A & E AX X & E AX & E AX X X a a x & E ax x x a 180o 180o (a) 360o (b) (c) & E ax & E ax Hçnh 2.5 Sæû lãûch pha cuía mba mäüt pha Täø näúi dáy cuía mba ba pha : ÅÍ mba ba pha, do näúi Y & Δ våïi nhæîng thæï tæû khaïc nhau maì goïc lãûch pha giæîa sââ dáy så cáúp vaì sââ dáy thæï cáúp laì 30o, 60o, 90o, .., 360o. Thæûc tãú khäng duìng âäü âãø chè goïc lãûch pha maì duìng kim âäöng häö (hçnh 2.6) âãø biãøu thë vaì goüi tãn täø näúi dáy mba, caïch biãøu thë nhæ sau:
4 + Kim daìi cäú âënh åí con säú 12, chè sââ så cáúp. + Kim ngàõn chè 1,2,.., 12 æïng 30o,60o,..,360o chè sââ thæï cáúp. Træåìng håüp mba mäüt pha : + Træåìng håüp a : I/I-12. + Træåìng håüp b,c : I/I-6. Træåìng håüp mba ba pha : Hçnh 2.6 Biãøu thë goïc lãûch pha + Mba ba pha näúi Y/Y: Vê duû mäüt mba ba pha coï dáy quáún så vaì dáy quáún thæï näúi hçnh sao, cuìng chiãöu quáún dáy vaì cuìng kyï hiãûu caïc âáöu dáy (hçnh 2.7) thç vector sââ pha giæîa hai dáy quáún hoaìn toaìn truìng nhau vaì goïc lãûch pha giæîa hai âiãûn aïp dáy seî bàòng 360o hay 0o. Ta noïi mba thuäüc täø näúi dáy 12 vaì kyï hiãûu laì Y/Y-12 hay Y/Y-0. Âãø nguyãn dáy quáún så, dëch kyï hiãûu dáy quáún thæï a→b, b→c, c→a ta coï täø âáúu dáy Y/Y-4, dëch tiãúp mäüt láön næîa ta coï täø âáúu dáy Y/Y-8. Nãúu âäøi chiãöu dáy quáún thæï ta coï täø âáúu dáy Y/Y-6,10,2. Nhæ váûy mba khi näúi Y/Y, ta coï täø näúi dáy laì säú chàôn. A B C B EAB EAB C Eab a b c Eab b A 360o c Y/Y -12 x y z a Hçnh 2.7 Tçm täø näúi dáy + Mba ba pha näúi Y/Δ : Vê duû cuîng mba ba pha coï dáy quáún så näúi hçnh sao vaì dáy quáún thæï näúi hçnh tam giaïc, cuìng chiãöu quáún dáy vaì cuìng kyï hiãûu caïc âáöu dáy (hçnh 2. 8) thç vector sââ pha giæîa hai dáy quáún hoaìn toaìn truìng nhau vaì goïc lãûch pha giæîa hai âiãûn aïp dáy seî bàòng 330o. Ta noïi mba thuäüc täø näúi dáy 11 vaì kyï hiãûu laì Y/Δ-11. Âãø nguyãn dáy quáún så, dëch kê hiãûu dáy quáún thæï a→ b, b→ c, c→ a thç ta coï täø âáúu dáy Y/Δ-3, dëch tiãúp mäüt láön næîa ta coï täø âáúu dáy Y/Δ-7. Nãúu âäøi chiãöu dáy quáún thæï ta coï täø âáúu dáy Y/Δ-5,9,1. Nhæ váûy mba khi näúi Y/Δ, ta coï täø näúi dáy laì säú leî.
5 A B C EAB B EAB C Eab a b c b 330o A Eab c Y/Y -11 x a y z Hçnh 2-8. Tçm täø näúi dáy mba näúi Y/Δ 2.3. MAÛCH TÆÌ MAÏY BIÃÚN AÏP 2.3.1. Caïc daûng maûch tæì maïy biãún aïp 1. Maïy biãún aïp mäüt pha A B C ΦA ΦA ΦA + Maûch tæì kiãøu loîi (hçnh 1.3a) + Maûch tæì kiãøu boüc X Y Z 2. Maïy biãún aïp ba pha + Hãû thäúng maûch tæì riãng : x y z a b c Tæì thäng ba pha âäüc láûp (hçnh 2.9). Hçnh 2.9 Täø mba ba Ta coï täø mba ba pha. + Hãû thäúng maûch tæì chung (hçnh 1.3b) : Tæì thäng ba pha liãn quan nhau. Ta coï mba ba pha ba truû. ΦC ΦC ΦC ΦA ΦA ΦA ΦB ΦB C ΦB C C B ∑ΦA A A A B B Hçnh 2.10 Gheïp ba truû mba mäüt pha Nãúu : & & & & & & UA + UB + UC = 0 → Φ A + ΦB + ΦC = 0 Nhæ váûy caïc truû gheïp chung coï tæì thäng täøng ∑ Φ = 0 , nãn ta boí truû gheïp & chung. Sau khi boí truû gheïp chung, ta tháúy loîi theïp khäng gian nãn chãú taûo khoï khàn. Vç váûy phaíi ruït ngàõn truû giæîa âãø ba truû mba cuìng nàòm trong màût phàóng, luïc
6 naìy ta tháúy kãút cáúu loîi theïp mba khäng âäúi xæïng, truû giæîa ngàõn hån hai truû hai bãn nãn doìng tæì hoïa cuía ba pha cuîng khäng âäúi xæïng : IoA = IoC ≈ (1,2 ÷ 1,45)IoB 2.3.2. Nhæîng hiãûn tæåüng xuáút hiãûn khi tæì hoïa loîi theïp MBA Xeït træåìng håüp : Φ + MBA khäng taíi (hçnh 2.11). io A + Så cáúp âàût vaìo âiãûn aïp u hçnh sin. a u 1. Mba mäüt pha X x Âiãûn aïp u coï daûng : u = U m sin ωt Hçnh 2.11 Så âäö nguyãn lyï cuía mba mäüt pha Boí qua âiãûn aïp råi trãn dáy quáún, ta coï : dΦ u = −e = W dt Tæì thäng trong loîi theïp coï daûng : Φ = Φ m sin(ωt − π / 2) • Khäng xeït täøn hao trong loîi theïp : Khi khäng xeït âãún täøn hao trong loîi theïp thç doìng io ≈ iox, nghéa laì doìng tæì hoïa gáön bàòng doìng âiãûn phaín khaïng. Ta coï quan hãû Φ = f(io) cuîng chênh laì quan hãû B = f(H). Tæì quan hãû Φ = f(io) vaì Φ = f(t) ta veî âæåüc io = f(t). Tæì hçnh 2.12, ta tháúy : + Tæì thäng Φ(t) coï daûng hçnh sin + Doìng âiãûn io(t) coï daûng nhoün dáöu (k0sin) + Φ(t) vaì io(t) truìng pha nhau Doìng io(t) khäng sin, ta phán têch thaình täøng soïng hçnh sin : io(t) = io1 + io3 + io5 + io7 + .. Φ io Φ(io) Φ(t) io(t) io t 0 Hçnh 2.12 Doìng tæì hoïa
7 + io1 laì soïng cå baín (soïng báûc 1) + io3,5,7.. laì caïc soïng báûc cao. Soïng báûc 5 tråí lãn coï biãn âäü nhoí, ta boí qua. Nhæ váûy chênh doìng âiãûn báûc ba io3 laìm doìng io coï daûng nhoün âáöu. Thæûc cháút doìng io coï daûng nhoün âáöu laì do hiãûn tæåüng baîo hoìa trong loîi theïp. • Coï kãø âãún täøn hao trong loîi theïp : Khi coï xeït âãún täøn hao trong loîi theïp, quan hãû Φ = f(io) cuîng chênh laì quan hãû âæåìng cong tæì trãù B = f(H). Tæì quan hãû Φ = f(io) vaì Φ = f(t) ta duìng phæång phaïp veî âãø tçm âæåüc quan hãû io = f(t) nhæ trãn hçnh 2.13. Tæì hçnh 2.13, ta tháúy : + Tæì thäng Φ(t) coï daûng hçnh sin + Doìng âiãûn io(t) coï daûng nhoün dáöu (k0sin) + io(t) væåüt træåïc Φ(t) mäüt goïc α. Goïc α nhoí hay låïn phuû thuäüc vaìo mæïc âäü trãù cuía B = f(H), nghéa laì phuû thuäüc vaìo âæåìng cong tæì trãù vç thãú goïc α goüi laì goïc täøn hao tæì trãù. Φ Φ io & U io(t) Φ & I & I or α & Φ io t & I ox α & E Hçnh 2.13 Doìng tæì hoïa khi coï täøn hao Hçnh 2.14 Âäö thë vectå doìng Io Hçnh 2.14 biãøu diãùn vectå doìng âiãûn & o vaì tæì thäng Φ m khi coï kãø âãún täøn hao I & trong loîi theïp. Vç doìng âiãûn io khäng sin nãn ta chè veî gáön âuïng våïi thaình pháön báûc 1. Ta tháúy doìng âiãûn khäng taíi Io gäöm hai thaình pháön : + Iox : thaình pháön doìng âiãûn phaín khaïng âãø tæì hoïa loîi theïp. + Ior : thaình pháön doìng âiãûn taïc duûng, vuäng goïc våïi Φ, nãn : I o = I or + I ox 2 2 (2.1) Thæûc tãú Ior < 10%Io , nghéa laì goïc α thæåìng ráút beï, nãn doìng âiãûn Ior khäng aính hæåíng máúy âãún doìng âiãûn tæì hoaï vaì ta coi nhæ Iox ≈ Io .
8 2. Mba ba pha Khi mba khäng taíi vaì xeït tæìng pha thç doìng âiãûn báûc ba trong caïc pha : i o3A = I o3m sin 3ωt (2.2a) i o3B = I o3m sin 3 (ωt − 120 o ) = I o3m sin 3ωt (2.2b) i o3C = I o3m sin 3 (ωt − 240 ) = I o3m sin 3ωt o (2.2c) Tæì caïc phæång trçnh trãn ta tháúy, ba pha truìng nhau vãö thåìi gian, nghéa laì åí moüi thåìi âiãøm chiãöu doìng âiãûn báûc ba trong caïc pha hoàûc hæåïng tæì âáöu âãún cuäúi hoàûc hæåïng tæì cuäúi âãún âáöu, tæïc laì luän luän täön taûi. α) Træåìng håüp mba näúi Y/Y Så cáúp âáúu Y nãn doìng io3 khäng täön taûi, doìng io seî coï daûng sin vaì tæì thäng Φ do noï sinh ra seî coï daûng vaût âáöu. Ta phán têch tæì thäng Φ trong loîi theïp thaình soïng cå baín vaì soïng báûc cao : Φ = Φ1 + Φ 3 + Φ 5 + Φ 7 + .. Caïc soïng Φ5,7.. nhoí, ta boí qua, chè xeït Φ1 vaì Φ3. Træåìng håüp täø mba ba pha : (Mba ba pha5 truû) Φ1 Loaûi naìy maûch tæì riãng, nãn Φ3 Φ3 Φ täön taûi vaì kheïp maûch qua loîi theïp, do váûy Φ3 tæång âäúi låïn, sââ e3 do noï sinh ra cuîng låïn theo (E3f = (45- 60)% E1f) laìm cho sââ pha tàng lãn. Coìn sââ Ud khäng coï thaình pháön e3. e=e1+e3 Φ3A Φ3B Φ3C e1 e3 Haûi: + Choüc thuíng caïch âiãûn dáy quáún Hçnh 2.15 Tæì thäng vaì sââ + Hæ thiãút bë âo læåìng. trong täø mba ba pha näúi Y/Y + Aính hæåíng âæåìng dáy thäng tin
9 Mba ba pha ba truû : Hçnh 2.16 Tæì thäng báûc ba trong loîi theïp mba näúi Y/Y Hãû thäúng maûch tæì chung, nãn Φ3 cuìng chiãöu (hçnh 2.16). ÅÍ moüi thåìi âiãøm tæì thäng Φ3 khäng kheïp maûch qua maûch tæì truû maì bë âáøy ra ngoaìi, vaì kheïp maûch qua mäi træåìng coï tæì tråí låïn, nãn Φ3 khäng låïn làõm, nhæ váûy xem tæì thäng trong maûch tæì laì sin, vaì sââ caím æïng ra Ef seî sin. Chuï yï : Φ3 kheïp maûch qua gäng vaì vaïch thuìng laìm tàng täøn hao nãn hiãûu suáút cuía maïy giaím. β) Træåìng håüp mba näúi Δ /Y Dáy quáún så cáúp näúi Δ nãn doìng io3 seî kheïp kên trong tam giaïc, vç váûy doìng io seî coï daûng nhoün âáöu. Giäúng mba mäüt pha. γ) Træåìng håüp mba näúi Y/Δ & Φ 3Y i03 i23 & Φ 3 nhoí i23 & E 23 i23 & I 23 & Φ 23Δ Hçnh 2.17 Mba näúi Y/Δ Dáy quáún så cáúp âáúu Y nãn doìng io3 khäng täön taûi, doìng io seî coï daûng sin vaì tæì thäng Φ do noï sinh ra seî coï daûng vaût âáöu. Kãút luáûn giäúng træåìng håüp α. Thaình pháön tæì thäng báûc ba Φ3 caím æïng trong dáy quáún thæï cáúp sââ e23, do dáy quáún thæï
10 näúi Δ nãn sinh ra doìng i23 chaûy trong dáy quáún, doìng âiãûn náöy sinh ra trong loîi theïp tæì thäng Φ23 vaì ta coï tæì thäng täøng báûc ba Φ 3Y + Φ 23Δ ≈ 0 , nãn aính hæåíng & & naìy khäng âaïng kãø (hçnh 2.17).