Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 4: Mạch điện xoay chiều ba pha - Hà Duy Hưng

12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng112/08/20211KỸ THUẬT ĐIỆNMẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHACHƯƠNG 412/08/2021ThS. Hà Duy Hưng212/08/20212Chương 4 :MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA 1. Định nghĩa:4.1. Khái niệm chung :* Biểu thức :- i1 = Imax. sinwt- i2 = Imax. Sin(wt - 1200)- i3 = Imax. Sin(wt - 2400)Mạch điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều một pha, có cùng biên độ, tần số, nhưng lệch pha nhau một góc 1200 điện.                            I1I2I3ImaxImaxitĐồ thị biểu diễnĐồ thị véc tơI1I2I312001200120012/08/2021ThS. Hà Duy Hưng312/08/202132.Các thông số đặc trưng :a. Đầu dây :Mỗi pha có 2 đầuĐầu đầuĐầu cuốiPha 1APha 2BPha 3Cb. Điện áp :*Điện áp pha :Là điện áp giữa điểm đầu và điểm cuối của một pha (UA, UB, UC)*Điện áp dây :Là điện áp giữa hai điểm đầu của hai pha khác nhau (UAB, UBC, UCA)XYZABCc. Dòng điện :*Dòng điện pha :Là dòng điện đi từ điểm cuối và điểm đầu của một pha (IA, IB, IC)*Dòng điện dây :Là dòng điện đi giữa hai pha khác nhau (IAB, IBC, ICA)XYZIAIBICUBUCUAUABUCAUBC12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng412/08/20214d. Tải :*Mạch ba pha đối xứng :*Mạch ba pha không đối xứng : ZA = ZB = ZC ZA = ZB = ZC12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng512/08/202151. Cách nối hình sao : 4.2. Cách nối mạch ba pha :a. Định nghĩa :b. Quan hệ giữa đại lượng dây và pha :Nối ba điểm cuối của nguồn và ba điểm cuối của tải ba pha lại với nhau.Ud = UpId = IpMạch ba pha 4 dâyAA/, BB/, CC/ : dây pha OO/ : dây trung tínhABCA/B/C/OO/ZCZBZACOUpUd*Điện áp pha :*Điện áp dây :c. Công suất :P = 3.I2p.Rp = .Ud.Id.Cosj Q = 3.I2p.Xp = .Ud.Id.Sinj S = Ud.IdIpId= P2 + Q2 Là điện áp giữa dây một pha và dây trung tính (Up)Là điện áp giữa hai dây pha (Ud)12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng612/08/202162. Cách nối tam giác : 4.2. Cách nối mạch ba pha :a. Định nghĩa :b. Quan hệ giữa đại lượng dây và pha :Nối điểm đầu của pha này với điểm cuối của pha kia.Id = .IpUd = UpMạch ba pha 3 dâyAA/, BB/, CC/ : dây phaUpUd*Điện áp pha :*Điện áp dây :c. Công suất :AZBXA/B/C/ZBZCZACCCYIpIdP = 3.I2p.Rp = Ud.Id.Cosj Q = 3.I2p.Xp = Ud.Id.Sinj S = Ud.Id= P2 + Q2 Là điện áp giữa hai dây pha (Up)Là điện áp giữa hai dây pha (Ud)12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng712/08/202174.3. Cách giải mạch ba pha đối xứng :Khi mạch ba pha đối xứng, dòng điện các pha có trị hiệu dụng bằng nhau và lệch pha nhau một góc với điện áp. Vì vậy ta chỉ cần tách một pha ra để tính rồi suy ra các dòng điện các pha còn lại.Các bước tính toán thực hiện như sau :Bước 1:Xác định cách nối dây của tải (Y hay D)Bước 2:Xác định điện áp pha của tải (Y hay D)- Tải nối Y : Up = Ud /- Tải nối D : Up = Ud Bước 3:Xác định tổng trở pha Zp và hệ số Cosj của tảiZp = R2p + X2p j = arccos Rp / R2p + X2p 12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng812/08/20218Biến đổi tải nối D sang Y, ZY = ZD / 3*Tải nối Y :Zp = (Rd + Rp)2 + (Xd + Xp)2 Khi xét có tổng trở đường dây :*Tải nối D :Zp = (Rd + Rp/3)2 + (Xd + Xp/3)2 Bước 4:- Tải nối Y : Id = Ip - Tải nối D : Id = Ip Tính dòng điện pha của tảiIp = Up / ZpTính dòng điện dây của tảiBước 5:Tính công suất của tảiP = 3.I2p.Rp = Ud.Id.Cosj Q = 3.I2p.Xp = Ud.Id.Sinj S = Ud.Id= P2 + Q2 12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng9Câu 1:Một mạch điện 3 pha, nguồn điện nối sao, tải nối hình tam giác. Biết điện áp pha của nguồn Upn = 2kV, biết dòng pha của nguồn Ipn = 20A.a/. Hãy vẽ sơ đồ nối dây mạch 3 pha và trên sơ đồ ghi rõ các đại lượng pha và dây.b/. Hãy xác định dòng điện pha và điện áp pha của tải Ipt, Upt.Lời giải:a/. 12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng10  12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng11Câu 2: Một mạch điện 3 pha, tải nối hình sao, nguồn nối hình tam giác. Nguồn và tải đều đối xứng. Biết dòng điện pha của tải Ipt = 50A. Điện áp pha của tải Upt = 220V.a/. Hãy vẽ sơ đồ nối dây mạch 3 pha. Trên sơ đồ chỉ rõ đại lượng pha và dây.b/. Xác định dòng điện pha và điện áp pha của nguồn (Ipn, Upn)Lời giảia/. 12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng12b/.   12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng13Câu 3:Một tải 3 pha có điện trở pha RP = 20Ω, điện kháng pha XP = 15Ω, nối hình tam giác, đấu vào mạng điện có điện áp dây Ud = 220V. Tính dòng điện Ip Tính dòng điện Id Tính công suất tiêu thụ và vẽ đồ thị vectơ điện áp dây và dòng điện pha tải12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng1412/08/2021ThS. Hà Duy Hưng15 12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng16  12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng17 12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng18Câu 4: Một tải 3 pha gồm 3 cuộn dây đấu vào mạng điện 3 pha có điện áp dây là 380V. Cuộn dây được thiết kế làm việc với điện áp định mức 220V. Cuộn dây có điện trở R = 2Ω, điện kháng X= 8Ω. a/. Xác định cách nối các cuộn dây thành tải 3 pha.b/. Tính công suất P, Q, S, cosφ của tải.12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng19Lời giải: 12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng20  12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng21  - Dòng điện dây : Id = Ip = 26,7 A   12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng22Câu 5: Một nguồn điện 3 pha đối xứng nối hình sao, điện áp pha nguồn Upn = 220V. Nguồn cung cấp điện cho tải R ba pha đối xứng như hình vẽ. Biết rằng dòng điện dây Id = 10A.Tính điện áp Ud, điện áp pha của tải, dòng điện pha của tải và nguồn. Vẽ đồ thị vectơ.12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng23Giải: Nguồn nối sao, tải nối sao, nên ta có:+ Dòng điện pha nguồn: Ipn = Id = 10A+ Dòng điện pha của tải: Ipt = Id = 10A- Vì tải thuần trở R, điện áp pha của tải trùng pha với dòng điện pha của tải Ipt 12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng2412/08/2021ThS. Hà Duy Hưng25Câu 6: Một tải 3 pha đối xứng đấu hình tam giác, biết Rp = 15Ω; Xp = 6Ω, đấu vào mạng điện 3 pha Ud = 380V. Tính Ip, Id, P, Q của tải.Đáp số: Ip = 23,52A; Id = 40,74A; P = 24893,5W; Q= 9957,4 VAr12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng26Câu 7:Một động cơ điện 3 pha, có công suất định mức Pđm = 14 kW, hiệu suất định mức ηđm = 0,89, hệ số công suất định mức cosφđm = 0,88. Dây quấn động cơ điện nối hình sao, điện áp dây mạng điện Ud = 380V. Tính điện áp đặt lên mỗi pha dây quấn. Tính dòng điện dây và dòng điện pha của động cơ điện.12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng2712/08/2021ThS. Hà Duy Hưng2812/08/2021ThS. Hà Duy Hưng29Câu 8:Một mạch điện 3 pha đối xứng Ud = 380 V, cung cấp điện cho 2 tải đối xứng: tải 1 tiêu thụ P1 = 6kW, Q1 = 4kVAr. Tải 2 tiêu thụ P2 = 8kW, Q2 = 2kVAr.a/. Tính dòng điện dây của mỗi tải.b/. Tính dòng điện dây Id của nguồn cung cấp cho 2 tải trên.12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng3012/08/2021ThS. Hà Duy Hưng3112/08/2021ThS. Hà Duy Hưng32b/. 12/08/2021ThS. Hà Duy Hưng3312/08/2021ThS. Hà Duy Hưng34