Bài giảng Biến đổi năng lượng điện cơ - Chương 2: Mạch xoay chiều 1 pha, 3 pha - Trịnh Hoàng Hơn

Presenter: Trịnh Hoàng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903767041 trinhhoanghon09@gmail.com www.icalabhcmut.edu.vn CHƯƠNG 2 MẠCH XOAY CHIỀU 1 PHA, 3 PHA 28/06/2015 9:00 CH Khái niệm về mạch điện sine * Áp, dòng ở hai đầu của phần tử có dạng sine 28/06/2015 9:00 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 2 Trị hiệu dụng 28/06/2015 9:00 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 3 Biểu diễn dạng vector 28/06/2015 9:00 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 4 Biểu diễn dạng số phức 28/06/2015 9:00 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 5 Biểu diễn dạng số phức 28/06/2015 9:00 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 6 Biểu diễn dạng số phức 28/06/2015 9:00 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 7 Hệ số công suất 28/06/2015 9:00 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab - www.icalabhcmut.edu.vn 8 Tam giác công suất Nậng cao hệ số công suất Công suất phức 28/06/2015 9:00 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab - www.icalabhcmut.edu.vn 9 Định luật bảo toàn công suất phức 28/06/2015 9:00 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab - www.icalabhcmut.edu.vn 10 ; ;k k kS S P P Q Q     Trường hợp mạch là hệ kín 11 Maïch Ñieän Ba Pha 4.1 Nguoàn Vaø Taûi Ba Pha Caân Baèng (3ÞCB) 1. Kyù Hieäu Hai Chæ Soá (H 4.1) a. U ab = AÙp qua ab b. I ab = Doøng töø a ñeán b c. Z ab = TTTÑ noái a vôùi b ! Khoâng caàn CQC ab a b ba ab ac cb U U U U U U U (4.1) (4.2) ab ba I I (4.3) ab ba Z Z (4.4) ab ab ab U Z I (4.5) H 4.1 12 2. Nguoàn AÙp 3ÞCB (NA3ÞCB) laø 1 boä ba NA sin coù cuøng AHD, cuøng taàn soá, nhöng leäch pha 120 o töøng ñoâi moät (H 4.2). Ta chæ xeùt thöù töï thuaän. 120 240 ax p a by p a cz p a U U U U U U      ! Chæ caàn bieát U ax 120 240 by ax cz ax U U U U   (4.6) H 4.2 a) b) 13 3. NA3ÞCB Ñaáu Sao (Y) (H 4.3) p d U AHD pha U AHDdaây a. AÙp pha = (U an , U bn , U cn ); AÙp daây = (U ab , U bc , U ca ) b. Quan heä giöõa AÙp pha vaø AÙp daây 3 3 30 30 d p ab an ab an U U U nhanh pha sovôùi   U U U (4.7) H 4.3 ! a) b) 14 4. NA3ÞCB Ñaáu Tam Giaùc (D)(H 4.4) AÙp daây = AÙp pha = (U ab , U bc , U ca ) d p U U (4.8) 5. Taûi 3ÞCB ñaáu Y (H 4.5a) hoaëc D (H 4.5b) p p p p p p TT pha R jX  Z Z Z Z H 4.5 a) b) H 4.4 15 1. Ñònh Nghóa. a. (U an , U bn , U cn ) = AÙp Pha Nguoàn b. (U ab , U bc , U ca ) = AÙp Daây Nguoàn 4.2. Heä Thoáng 3Þ Y-Y CB (H 4.6) p p p p p d d d R jX Z R jX  Z Z Z H 4.6 16 c. d. e. f. g. h. ! Taát caû aùp vaø doøng treân ñeàu coù THÖÙ TÖÏ THUAÄN, vaø chæ caàn bieát 1 trong 3. Ví duï: ( , , ) . AN BN CN AÙpPhaTaûiU U U ( , , ) . AB BC CA AÙpDaâyTaûiU U U ( , , ) aA bB cC Suït AÙp TreânÑöôøng DaâyU U U ( , , ) na nb nc Doøng PhaNguoànI I I ( , , ) AN BN CN Doøng PhaTaûiI I I ( , , ) aA bB cC Doøng DaâyI I I 240 ; 120 ; 120 ca ab BN CN bB aA U U U U I I    17 2. Giaûi Maïch 3Þ (H 4.6) treân cô sôû Maïch 1Þ (H4.7) p p p p p d d d R jX Z R jX  Z Z Z a. Doøng an na aA AN p d U I I I Z Z (4.9) b. AÙp ; ; 3 30AN p AN aA d aA AB ANU Z I U Z I U U  (4.10) Neáu ñaët ; ; ; AB d AN p aA d AN p U U U U I I I I thì 3 ; ( ) d p d p U U I I TaûiY (4.11) H 4.7 18 3. Coâng Suaát, Toån Hao, vaø Hieäu Suaát (CS, TH, HS) a. CS do taûi 3Þ tieâu thuï 2 2 2 3 cos ; 3 sin ; 3 3 cos ; 3 sin ; 3 3 ; 3 ; 3 p p p p p p d d d d d d p p p p p p P U I Q U I S U I P U I Q U I S U I P I R Q I X S I Z     (4.12) (4.13) (4.14) b. TH Treân Ñöôøng Daây 3Þ 2 2 3 ; 3 th d d th d d P I R Q I X (4.15) c. CS do Nguoàn 3Þ phaùt ra 2 2 ; ; P th P th P P P P P P Q Q Q S P Q (4.16) 19 d. HS Taûi Ñieän % 100 100 P th P P P P P  (4.17) % 100 p p d R R R  (4.18) 4. Tính CSTD, CSPK, CSBK baèng CS Phöùc 2 2 3 3 3 3 3 AN AN p p th aA aA d d th th p an na P P I P jQ I P jQ P jQ S U I Z S U I Z S U I (4.19) (4.20) (4.21) a. b. c. ! 20 4.3 Heä thoáng 3Þ Y- D CB, Z d = 0 (H 4.8) 3 30 ; ; ab an AB ab AB AB p U U U U U I Z  (4.22) (4.23) 1. AÙp: 2. Doøng: Neáu ñaët ; ; AB d p aA d AB p U U U I I I I thì ; 3 (TAÛI )d p d pU U I I (4.24) ! H 4.8 a) b) 3 30 aA AB I I  21 ; 30 3 an aA na aA AN AB p U I I I I I Z Zd/3 + 4.4. Heä thoáng 3Þ Y- D CB, Z d  0 (H4.9a) B1. Bieán Taûi D (Z p ) thaønh Taûi Y (Z p /3)  (H4.9b) ( ; ; 3 30 AN p AN aA d aA AB AN  U Z I U Z I U U/3) (4.25) (4.26) H 4.9 a) b) B2. B3. 22 4.5. Heä thoáng 3Þ Y-Y KCB, Z n = 0 (H 4.10a) ... an na aA AN d AN U I I I Z Z (4.27) Nn AN BN CN I I I I (4.28) H 4.10 a) b) B1. Taùch maïch 3Þ thaønh 3 maïch 1Þ ñoäc laäp (H4.10b) B2 B3 23 4.6. Heä Thoáng 3Þ Y- D KCB, Z d = 0 (H 4.11) B1. B2. B3. B4. 3 30 ab an  U U AB ab U U AB AB AB U I Z aA AB CA I I I (4.29) (4.30) (4.31) (4.32) ! CS trong heä thoáng 3Þ KCB ñöôïc tính treân töøng PT. Treân H 4.11, CS phöùc do nguoàn 3Þ phaùt ra laø: ( ) ( ) ( ) P na nb nc an na bn nb cn nc na na nb nb nc nc P P P jQ P jQ P jQ P jQ S S S S U I U I U I H 4.11 24 4.7. Heä Thoáng 3Þ CB Vôùi Nhieàu Taûi Ñaáu //. (H4.12a)  Coù n taûi ñaáu SS; moãi taûi ñaáu Y hoaëc  Taûi k ñöôïc xaùc ñònh bôûi  Hoaëc TGTT  Hoaëc TGCS ( , , , ) ( 4.12 ) pk pk pk p R X Z H bZ ( , , , ) ( 4.12 ) k k k k P Q S H cS H 4.12 25 1. Baøi Toaùn 1. Bieát , , an d pk vaøU Z Z B1. Bieán ñoåi Y roài tính cuûa n taûi B2. Tính roài duøng Coâng Thöùc Chia Doøng ptñZ aA I 2. Baøi toaùn 2. Bieát . Tính laàn löôït: d AB k U U vaø S 2 2 ; ; k k P P Q Q S P Q 3/ d aA d I I S U 2 2 3 ; 3 d d d d d d P I R Q I X 2 2 ; ; P d P d P P P P P P Q Q Q S P Q 3 ; cos P/ /Sab dP P d P PU U S I P (4.33) (4.34) (4.35) (4.36) (4.37) B5. B4. B3. B2. B1. 26 4.8. Heä thoáng 3ÞCB vôùi taûi laø ñoäng cô 3Þ (H 4.13)  ÑC3Þ laø 1 Taûi Ñieän 3Þ coù HSCS = cos vaø bieán CS Ñieän Vaøo P 1 thaønh CS Cô Ra P 2  HS cuûa ÑC3Þ laø 2 / 1PP (4.38) 2 3 cos d d P I U   (4.39) H 4.13 ! Số phức (ôn tập) 28/06/2015 9:00 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 27 Số phức (ôn tập) 28/06/2015 9:00 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 28