Bài giảng Cách mắc dòng điện ba pha

Khóa h ọ c LTĐHDB V ậ t Lí – Th ầ y Đoàn Công Th ạ o Cách mắc dòng điện 3 pha Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - I. CÁCH MẮC HÌNH SAO A. Lý thuyết *Sơ đồ (tham khảo video bài giảng ) *Giải thích - Ở nơi máy phát 3 điểm cuối của 3 cuộn dây của máy phát 3 pha được nối chung với nhau tại 1 điểm, giả sử là O và nối với dây trung hòa, đưa đến nơi tiêu thụ. 3 điểm đầu của 3 cuộn dây được nối với 3 dây pha đưa đến nơi tiêu thụ, 3 tải tiêu thụ được mắc dạng hình sao Dòng điện chạy trên 1 tải gọi là p I , dòng điện chạy trên dây gọi là d I . Dòng điện chạy trên đường dây không có hiện tượng phân nhánh nên p I = d I Người ta định nghĩa: Hiệu điện thế giữa đầu và cuối của 1 cuộn dây là p U . Hiệu điện thế giữa đầu và cuối của tải là p U . Hiệu điện thế giữa 2 đầu dây là d U * Đặc điểm 0 3 0 d p d p I I U U i =    =   =   *Ưu điểm, ứng dụng - Tiết kiệm chi phí xây dựng đường tải, tiết kiệm điện năng hao phí trên đường tải - Sử dụng trong điện dân dụng B. Bài tập áp dụng Ví dụ 1: Vẽ sơ đồ cách mắc hình sao và chứng minh 1. 3 d p U U = 2. Khi 3 tải đối xứng 0 0 i = 3. Nếu 1 trong 3dây pha bị đứt thì 2 dây pha còn lại bị ảnh hưởng như thế nào? 4. Dây trung hòa đứt thì hiện tượng xảy ra như thế nào? Hướng dẫn giải 1. CM: 3 d p U U = Gọi 1 2 0 , , V V V tương ứng là điện thế tức thời của dây pha 1, dây pha 2, dây trung hòa Theo định nghĩa: 1 2 1 2 1 2 0 1 2 1 2 ( ) ( ) ( ) ( ) d d u v v v v v v u u u u U U U = − = − − − = − = + − => = + −    CÁCH MẮC DÒNG ĐIỆN 3 PHA (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) Giáo viên: ĐOÀN CÔNG THẠO Khóa h ọ c LTĐHDB V ậ t Lí – Th ầ y Đoàn Công Th ạ o Cách mắc dòng điện 3 pha Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - Mà 1 1 2 2 1 2 2 os 2 2 os( ) 3 p u U c t u U c t U U U ω π ω  =   = −   = =   . Khi đó ta sẽ có giản đồ vecto như hình vẽ 2. CM: 0 0 i = 3 tải mắc đối xứng=> 1 0 2 0 3 0 os 2 os( ) 3 2 os( ) 3 i I c t i I c t i I c t ω π ω π ω   =   = −    = +   Xét tại thời điểm t: Giả sử dòng điện chạy ở tải 1 có chiều đi vào O thì dòng điện ở tải 2, tải 3 có cùng quy luật đó Do ở 1 mạch điện tổng dòng điện đi vào bằng tổng dòng điện đi ra Xét tại thời điểm t, ở nút O: 0 1 2 3 i i i i = + + 0 0 0 0 0 0 2 2 os os( ) os( ) os os 0 3 3 i I c t I c t I c t I c t I c t π π ω ω ω ω ω <=> = + − + + = − = 3. Nếu 1 dây pha bị đứt thì dòng điện trong dây trung hòa 0 i ≠ , dòng điện này gây ra độ giảm điện thế trên dây trung hòa. Kết quả hiệu điện thế ở đầu ra của 2 dây còn lại bị giảm rất lớn so với khi dây pha chưa bị đứt 4. Nếu dây trung hòa bị đứt thì cả 3 tải (giả sử mắc đèn đều tắt) Ví dụ 2: Cho 1 máy phát 3 pha, biết Up=220V , f=50Hz. Hệ thống mắc dưới dạng hình sao, các tải tương ứng là: tải 1: RL, tải 2: RC, tải 3: RLC. Biết R=100 Ω , L=0,318H, C=15,9 F µ . Tìm dòng điện cực đại chạy trên mỗi tải. Và công suất tiêu thụ của tải 3 pha? ( Gợi ý: Công suất tiêu thụ của tải 3 pha bằng tổng công suất tiêu thụ trên mỗi pha) II. CÁCH MẮC HÌNH TAM GIÁC 1 U  0 2 U  2 U −  d U  Theo giản đồ: 0 1 3 2.OO ' 2 . os30 2 . 2 3 d p d p U U c U U U = = = => = Khóa h ọ c LTĐHDB V ậ t Lí – Th ầ y Đoàn Công Th ạ o Cách mắc dòng điện 3 pha Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - A. Lý thuyết * Sơ đồ (tham khảo video bài giảng) * Giải thích : Ở nơi máy phát, điểm đầu cuộn này nối với điểm cuối cuộn kia, tạo ra 3 điểm nối chung, nối với 3 dây pha đưa đến nơi tiêu thụ. Ở nơi tiêu thụ, 3 tải tiêu thụ cũng được nối dạng hình sao * Đặc điểm : 3 d p d p U U I I =    =   * Ưu điểm, ứng dụng - Tiết kiệm chi phí xây dựng đường tải, tiết kiệm điện năng hao phí trên đường tải - Sử dụng trong điện công nghiệp B. Bài tập áp dụng Ví dụ : Với 1 máy phát 3 pha mắc dưới dạng hình sao. Nếu cả 3 dây pha bị đứt (chưa đóng cầu dao 3 pha )thì dòng điên chạy trong các cuộn dây máy phát là bao nhiêu? Từ kết quả của bài toán hãy chỉ ra các tác hại của của việc chế tạo máy phát 3 pha không chính xác Hướng dẫn giải Khi máy hoạt động, trên các cuộn 1, 2 ,3 xuất hiện suất điện động cảm ứng tương ứng là 1 2 3 , , e e e . Giả sử ở một thời điểm nào đó e thỏa mãn là nguồn điện có chiều như hình vẽ Ta có: 1 0 2 0 3 0 sin 2 sin( ) 3 2 sin ( ) 3 e E t e E t e E t t ω π ω π ω ω   =   = −    = +   +Khi 3 dây pah bị đứt, giả sử dòng điện trong cuộn dây là i, thì các I như nhau (vì mạch nối tiếp) +Theo mạch: 1 1 1 2 2 3 3 1 0 ( ) ( ) ( ) 0 A A A A A A A A V V V V V V V V − = ⇔ − − − − − = Mà: 1 2 2 3 3 1 1 1 1 2 3 2 2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 3 3 . . ( ) ( ) . A A A A A A V V i r e e e e V V i r e i r r r e e e i r r r V V i r e  − = −  + +  − = − ⇔ + + − + + ⇒ =  + +  − = −   Mặt khác: 1 2 3 0 0 0 1 2 3 0 0 2 2 sin sin( ) sin ( ) 3 3 sin sin 0 0 e e e E t E t E t t e e e E t E t i π π ω ω ω ω ω ω + + = + − + + ⇔ + + = − = ⇒ = Như vậy: Để có i=0 thì 0 E ở các cuộn dây phải như nhau, tức 3 cuộn dây có số vòng bằng nhau, độ lệch pha đúng 2 3 π thì 3 cuộn dây phải đặt lệch đúng 0 120 . Tuy nhiên, do công nghệ chế tạo, nên số vòng dây mỗi cuộn khác nhau, các cuộn dây không được đặt lệch đúng 0 120 .Do đó 0 i ≠ , gây hiện tượng tỏa nhiệt. III. CHUYỂN TỪ CÁCH MẮC SAO SANG TAM GIÁC VÀ NGƯỢC LẠI Khóa h ọ c LTĐHDB V ậ t Lí – Th ầ y Đoàn Công Th ạ o Cách mắc dòng điện 3 pha Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 - Bài toán: Cho một máy phát 3 pha, mà hiệu điện thế hiệu dụng giữa 2 đầu mỗi cuộn dây máy phát là 127V. Ở nơi máy phát, 3 cuộn dây mắc dưới dạng hình sao còn ở nơi tiêu thụ 3 tải được mắc dưới dạng tam giác. Tải 1: R, L; tải 2: R, C; Tải 3: R, L, C Với 4 1 1 R 100 , , .10 2 L H C F π π − = Ω = = ,f=50Hz 1. Vẽ sơ đồ cách mắc 2. Tính 1 2 3 , , I I I và công suất tiêu thụ của tải 3 pha? Hướng dẫn giải 1. Sơ đồ tham khảo video bài giảng Gọi 1 2 3 , , U U U tương ứng là hiệu điện thế ở các đầu tải 1, tải 2, tải 3. Do hiệu điện thế ở mỗi đầu dây là 127 V, nên hiệu điện thế 2 đầu dây là 127 3 U = V bằng hiệu điện thế 2 đầu mỗi tải. Hay 1 2 3 1 2 3 127 3 , , U U U U V I I I P = = = = ⇒ ⇒ Giáo viên : Đoàn Công Thạo Nguồn : Hocmai.vn . mạch: 1 1 1 2 2 3 3 1 0 ( ) ( ) ( ) 0 A A A A A A A A V V V V V V V V − = ⇔ − − − − − = Mà: 1 2 2 3 3 1 1 1 1 2 3 2 2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 3 3 . . ( ) ( ) . A. Bài tập áp dụng Ví dụ : Với 1 máy phát 3 pha mắc dưới dạng hình sao. Nếu cả 3 dây pha bị đứt (chưa đóng cầu dao 3 pha )thì dòng điên chạy trong các cuộn