Giáo trình cơ sở kỹ thuật điện (nghề kỹ thuật máy lạnh và điều hoà không khí trung cấp)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHƠNG KHÍ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: / QĐ-CĐCG-KT&KĐCL ngày … tháng… năm Hiệu trưởng trường Cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi, năm (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI MỞ ĐẦU Cùng với cơng đổi cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, kỹ thuật lạnh phát triển mạnh mẽ Việt Nam Tủ lạnh, máy lạnh thương nghiệp, cơng nghiệp, điều hịa nhiệt độ trở nên quen thuộc đời sống sản xuất Các hệ thống máy lạnh điều hịa khơng khí phục vụ đời sống sản xuất như: chế biến, bảo quản thực phẩm, bia, rượu, in ấn, điện tử, thông tin, y tế, thể dục thể thao, du lịch phát huy tác dụng thúc đẩy mạnh mẽ kinh tế, đời sống lên Cùng với phát triển kỹ thuật lạnh, việc đào tạo phát triển đội ngũ kỹ thuật viên lành nghề Đảng, Nhà trường cơng dân quan tâm sâu sắc để làm chủ máy móc, trang thiết bị nghề Nghề Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí chuyên ngành ngành điện Cơ sở kỹ thuật điện môn học sở chương trình đào tạo trình độ Trung cấp nghề Cao đẳng nghề Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Việc học tập tốt mơn học giúp học sinh, sinh viên có điều kiện để tiếp thu nội dung kiến thức, kỹ chuyên môn phần điện nghề Giáo trình thiết kế theo môn học thuộc hệ thống môn học MH08 chương trình đào tạo nghề Kỹ tthuật máy lạnh điều hịa khơng khí cấp trình độ trung cấp nghề dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo, sau học tập xong mơn học này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp môn học, mô đun khác nghề Quảng Ngãi, ngày …… tháng…… năm Tham gia biên soạn 1.Ngơ Thị Bích Tần Chủ biên MỤC LỤC NỘI DUNG Lời mở đầu Mục lục Giáo trình mơn học Chương 1: Mạch điện chiều Khái niệm dòng chiều Các phần tử mạch điện Các định luật mạch điện Công công suất Phương pháp biến đổi tương đương Chương 2: Từ trường Khái niệm từ trường Các đại lượng từ Lực điện từ Vật liệu sắt từ TRANG 11 12 14 18 20 22 26 27 29 31 35 Chương 3: Cảm ứng điện từ Hiện tượng cảm ứng điện từ Nguyên tắc biến thành điện Nguyên tắc biến điện thành Hiện tượng tự cảm Hiện tượng hỗ cảm Dịng điện Phu (xốy) 36 37 40 40 41 43 45 Chương 4:Mạch điện xoay chiều hình sin pha Khái niệm dịng điện hình sin Các thông số đặc trưng cho Biểu thị lượng hình sin đồ thị véc tơ Mạch hình sin trở Mạch hình sin điện cảm Mạch hình sin điện dung Mạch điện R- L- C nối tiếp 47 48 48 50 54 55 57 59 Chương 5:Mạch điện xoay chiều hình sin pha Khái quát mạch điện hình sin pha Cách nối dây MFĐ pha hình (Y) Cách nối dây MFĐ 3pha hình tam giác (∆) Từ trường đập mạch - Từ trường quay Bài tập ứng dụng TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 68 70 73 75 81 88 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN Mã môn học: MĐ08 Thời gian môn học: 45 (Lý thuyết: 33 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: giờ; Kiểm tra: giờ) Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Là mơn học sở cung cấp cho học sinh kiến thức điện để tiếp thu nội dung kiến thức chuyên môn phần điện môn học chuyên môn chuyên ngành Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí - Tính chất: Mơn học giảng dạy học kỳ I khóa học với môn Vẽ kỹ thuật, kỹ thuật Là mơn học bắt buộc - Ý nghĩa vai trị ôn học: Cơ sở kỹ thuật điện môn học sở chương trình đào tạo trình độ Trung cấp nghề Cao đẳng nghề Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Việc học tập tốt mơn học giúp học sinh, sinh viên có điều kiện để tiếp thu nội dung kiến thức, kỹ chuyên môn phần điện nghề Mục tiêu môn học: - Kiến thức: A1 Vẽ nêu nguyên lý hoạt động mạch xoay chiều A2 Giải thích đại lượng đặc trưng mạch điện A3 Tính tốn tốn mạch điện - Kỹ năng: B1 Vận dụng kiến thức cấu tạo nguyên lý hoạt động mạch xoay chiều B2 Vận dụng phương pháp vào giải toán mạch điện - Năng lực tự chủ trách nhiệm: C1 Chủ đô ̣ng, nghiêm túc ho ̣c tâ ̣p và công viê ̣c C2 Giữ gìn vệ sinh cơng nghiệp, đảm bảo an tồn cho người thiết bị Chương trình khung nghề điện công nghiệp Mã MH/MĐ I MH 01 MH 02 MH 03 MH 04 MH 05 MH 06 II II.1 MH 07 Thời gian học tập (giờ) Số Trong tín Tổng Thực Lý Kiểm số hành/ thuyết tra tập Tên môn học, mô đun Các môn học chung/đại 12 cương Chính trị Pháp luật Giáo dục thể chất Giáo dục quốc phòng - An ninh Tin học Ngoại ngữ (Anh văn) Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề 68 255 94 148 13 30 15 30 45 15 21 13 24 21 2 45 90 15 30 29 56 1103 92 1645 450 Môn học, mô đun sở 30 18 Vẽ kỹ thuật 10 45 33 75 56 16 30 24 2 30 23 MĐ 12 MĐ 13 Cơ sở kỹ thuật điện Cơ sở kỹ thuật nhiệt - lạnh điều hồ khơng khí Vật liệu điện lạnh An tồn lao động vệ sinh cơng nghiệp Máy điện Trang bị điện hệ thống lạnh 90 120 24 30 60 82 MĐ 14 Thực tập gò – hàn 70 12 52 MĐ 15 Kỹ thuật điện tử 45 11 31 MH 08 MH 09 MH 10 MH 11 Môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề II.2 MĐ 16 Đo lường điện - lạnh 45 17 26 MĐ 17 Lạnh 120 30 84 MĐ 18 Hệ thống máy lạnh dân dụng 120 13 103 MĐ 19 Hệ thống điều hoà khơng khí cục 120 28 84 MĐ20 MĐ 23 PLC Hệ thống máy lạnh công nghiệp Hệ thống điều hồ khơng khí trung tâm Sửa chữa board mạch MĐ 24 Chun đề điều hịa khơng khí 60 MĐ 25 Thực tập tốt nghiệp 300 80 1900 MĐ 21 MĐ 22 Tổng cộng 60 19 35 90 38 48 75 15 57 120 44 69 15 43 285 15 1251 105 544 Chương trình chi tiết mô đun TT Thời gian (giờ) Tên chương mục Mạch điện chiều Khái niệm dòng chiều Các phần tử mạch điện Các định luật mạch điện Công công suất Phương pháp biến đổi tương đương II Từ trường Khái niệm từ trường Các đại lượng từ Lực điện từ Vật liệu sắt từ III Cảm ứng điện từ Hiện tượng cảm ứng điện từ Nguyên tắc biến thành điện Nguyên tắc biến điện thành Hiện tượng tự cảm Hiện tượng hỗ cảm Dịng điện Phu (xốy) IV Mạch điện xoay chiều hình sin pha Khái niệm dịng điện hình sin Các thơng số đặc trưng cho Biểu thị lượng hình sin I Tổng Lý Thực hành/ Kiểm số thuyết tập tra* 9 12 V đồ thị véc tơ Mạch hình sin trở Mạch hình sin điện cảm Mạch hình sin điện dung Mạch điện R- L- C nối tiếp Mạch điện xoay chiều hình sin pha Khái quát mạch điện hình sin pha Cách nối dây MFĐ pha hình (Y) Cách nối dây MFĐ 3pha hình tam giác (∆) Từ trường đập mạch - Từ trường quay Bài tập ứng dụng Cộng 45 33 3 Điều kiện thực mơ đun: 3.1 Phịng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 3.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ 3.3 Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình thực hành, dụng cụ nghề điện,… 3.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế mạch điện nhà máy, xí nghiệp cơng nghiệp Nội dung phương pháp đánh giá: 4.1 Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kỹ - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập 4.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy mơn học sau: 4.2.1 Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp ̣ chiń h quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh Xã hội - Hướng dẫn thực hiê ̣n quy chế đào tạo áp du ̣ng ta ̣i Trường Cao đẳ ng Cơ giới sau: Điể m đánh giá Tro ̣ng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 60% 4.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp đánh giá tổ chức Hình thức kiểm tra Thường xuyên Chuẩn đầu đánh giá Viết/ Tự luận/ A1, C1 Thuyết trình Trắc nghiệm/ Báo cáo Định kỳ Viết Tự luận/ A2, B1,B2, thực hành Trắc nghiệm/ C1,C2 thực hành Kết thúc môn Vấn đáp Vấn đáp A1, A2, A3, B1, học thực hành thực hành B2,C1, C2 mơ hình 4.2.3 Cách tính điểm Số cột Thời điểm kiểm tra Sau Sau 35giờ Sau 45 - Điểm đánh giá thành phần điểm thi kết thúc môn học chấm theo thang điểm 10 (từ đến 10), làm tròn đến chữ số thập phân - Điểm môn học tổng điểm tất điểm đánh giá thành phần mô đun nhân với trọng số tương ứng Điểm mơ đun theo thang điểm 10 làm trịn đến chữ số thập phân Hướng dẫn thực mô đun 5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Trung cấp KT Máy lạnh điều hịa khơng khí 5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập mơ đun 5.2.1 Đối với người dạy * Lý thuyế t: Áp du ̣ng phương pháp da ̣y ho ̣c tić h cực bao gờ m: Trình chiếu, thuyết trình ngắ n, nêu vấn đề, hướng dẫn đo ̣c tài liê ̣u, tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm… * Thực hành: - Phân chia nhó m nhỏ thực tập thực hành theo nô ̣i dung đề - Khi giải tập, làm Thực hành, thí nghiệm, tập: Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu sửa sai chỗ cho nguời học - Sử dụng mơ hình, học cụ mơ để minh họa tập ứng dụng mạch điện máy lạnh, loại thiết bị điều khiển * Thảo luâ ̣n: Phân chia nhóm nhỏ thảo luâ ̣n theo nô ̣i dung đề * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng thành viên nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo u cầu nội dung học, nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép viết báo cáo nhóm 5.2.2 Đối với người học: Người học phải thực nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu kỹ học nhà trước đến lớp Các tài liệu tham khảo cung cấp nguồn trước người học vào học môn học (trang web, thư viện, tài liệu ) - Sinh viên trao đổi với nhau, thực thực hành báo cáo kết - Tham dự tối thiểu 70% giảng tích hợp Nếu người học vắng >30% số tích hợp phải học lại mơn học tham dự kì thi lần sau - Tự học thảo luận nhóm: Là phương pháp học tập kết hợp làm việc theo nhóm làm việc cá nhân Một nhóm gồm 2-3 người học cung cấp chủ đề thảo luận trước học lý thuyết, thực hành Mỗi người học chịu trách nhiệm số nội dung chủ đề mà nhóm Hình 5.9 Mạch điện ví dụ 4.3 b Vì tải nối hình nên Id = Ipt = 50A Ud = Upt = 220 = 380V Biết dòng điện dây điện áp dây, ta tính dòng điện pha điện áp pha nguồn Vì nguồn đối xứng nối hình tam giác, nên ta có điện áp pha Upn nguồn là: Upn = Ud = 380V Dòng điện pha nguồn là: Ipn = I d 30   28,868 A 3 Từ trường đập mạch - Từ trường quay 4.1 Từ trường đập mạch Từ trường dây quấn pha từ trường có phương khơng đổi, song trị số chiều biến đổi theo thời gian, gọi từ trường đập mạch Gọi p số đôi cực, ta cấu tạo dây quấn để tạo từ trường một, hai p đôi cực Để đơn giản ta xét dây quấn pha đặt rãnh stato Dòng điện dây quấn dịng điện pha i = Imaxsinωt (hình 5.10 5.11) Trên hình vẽ, chiều dịng điện từ đến 1’ kí hiệu  rãnh (hình 5.10b) từ 2’ đến kí hiệu  rãnh Cũng ký hiệu tương tự lại Căn vào chiều dòng điện ta vẽ chiều từ trường theo quy tắc vặn nút chai Dây quấn hình 5.11a tạo thành từ trường đơi cực: p = (hình 5.10b) Dây quấn hình 5.11a tạo nên từ trường hai đơi cực p = (hình 5.11b) 77 3 + + A X a b Hình 5.10 2 3 + + A A X X a b Hình 5.11 4.2 Từ trường quay dây quấn ba pha Dòng điện xoay chiều ba pha có ưu điểm lớn tạo từ trường quay máy điện 4.2.1 Sự tạo thành từ trường quay Trên hình 5.12 a, b, c vẽ mặt cắt ngang máy điện ba pha đơn giản, dây quấn ba pha đối xứng stato AX, BY, CZ đặt rãnh Trục dây quấn lệch khơng gian góc 120 o điện Giả thiết dây quấn có dịng điện ba pha đối xúng chạy qua (hình 5.12) IA = Imaxsinωt IB = Imaxsin(ωt – 120o) IC = Imaxsin(ωt – 240o) Để thấy rõ hình thành từ trường, vẽ từ trường ta qui ước chiều dòng điện sau: 78 - Dịng điện pha dương có chiều từ đầu đến cuối pha, đầu ký hiệu vịng trịn có dấu nhân  , cịn cuối ký hiệu vịng trịn có dấu chấm  Dịng điện pha âm có chiều ký hiệu ngược lại, đầu ký hiệu  cuối ký hiệu  Bây ta xét từ trường thời điểm khác nhau: - Thời điểm pha ωt = 90o: Ở thời điểm này, dòng điện pha A cực đại dương (xem hình 5.12a), dịng điện pha B C âm Theo quy định trên, dòng điện pha A dương, nên đầu A ký hiệu  , cuối x ký hiệu  ; dòng điện pha B C âm nên đầu B C ký hiệu  cuối Y Z ký hiệu  (xem hình 5.12a) Dùng quy tắc vặn nút chai ta xác định chiều đường sức từ trường dịng điện sinh (hình 5.12 a); ta thấy từ trường tổng có cực S cực N, ta gọi từ trường đôi cực (p = 1) Trục từ trường tổng trùng với trục dây quấn pha A pha có dòng điện cực đại iA i iC iB t      t=  t=90+120 t 90+240 A Y Y Z + + A A Z C + Z Y + + + C X B + B X 79 B + + C X Btæng BB BC BC BC 60 60 Btæng BA 60 BB BB Btỉng Hình 5.12 Sự ta ̣o thành từ trường quay - Thời điểm pha ωt = 90o + 120o: Là thời điểm sau thời điểm xét phần ba chu kỳ Ở thời điểm này, dòng điện pha B cực đại dương, dịng điện pha A C âm (hình 5.12b) Dùng quy tắc vặn nút chai ta xác định chiều đương sức từ trường Ta thấy từ trường tổng quay góc 120o so với thời điểm trước Trục từ trường tổng trùng với trục dây quấn pha B pha có dịng điện cực đại - Thời điểm pha ωt = 90o + 240o: Là thời điểm chậm sau thời điểm đầu 2/3 chu kỳ; lúc dòng điện pha C cực đại dương, dịng điện pha A pha B âm (hình 5.12c) Ta thấy từ trường tổng thời điểm quay góc 240o so với thời điểm đầu Trục từ trường tổng trùng với trục dây quấn pha C, pha có dịng điện cực đại Qua phân tích trên, ta thấy từ trường tổng dòng điện ba pha từ trường quay Từ trường quay móc vịng với hai dây quấn stato rơto, từ trường máy điện, tham gia vào trình biến đổi lượng Với cách cấu tạo dây quấn trên, ta từ trường quay đôi cực Nếu thay đổi cấu tạo dây quấn, ta từ trường 2, 3, v.v… đôi cực 4.2.2 Đặc điểm từ trường quay Từ trường quay hệ thống dòng điện ba pha có đặc điểm quan trọng: - Tốc độ từ trường quay 80 Tốc độ từ trường quay phụ thuộc vào tần số dịng điện stato f số đơi cực p Thật vậy, hình 17-03-7 ta thấy dòng điện biến thiên chu kỳ, từ trường quay vịng, phút dịng điện biến thiên 60f chu kỳ, từ trường quay 60f vịng Vậy từ trường có đơi cực, tốc độ cử từ trường quay n1  60 f vịng Khi từ trường có hai đơi cực, dòng điện phút biến thiên chu kỳ, từ trường quay ½ vịng (từ cực N qua S đến N ½ vịng), tốc độ từ trường quay n1  60 f Một cách tổng qt, từ trường quay có p đơi cực, tốc độ từ trường quay (còn gọi tốc độ đồng bộ) là: n1  60 f (vòng / phút ) p - Chiều quay từ trường Chiều quay từ trường phụ thuộc vào thứ tự pha dòng điện Muốn đổi chiều quay từ trường ta thay đổi thứ tự hai pha với Thật vậy, hình 17-03-8 ta thấy rằng, thứ tự dịng điện pha cực đại pha A, pha B, đến pha C cách chu kỳ từ trường quay từ trục dây quấn pha A đến trục dây quấn pha B đến trục dây quấn pha C cách tương ứng Như thay đổi thứ tự hai pha cho nhau, ví dụ dòng điện iB cho vào dây quấn CZ, dòng điện iC cho vào dây quấn BY, từ trường quay theo chiều từ trục dây quấn AX đến trục dây quấn CZ (có dịng điện iB) đến trục dây quấn BY (có dịng điện iC), nghĩa từ trường quay theo chiều ngược lại (hình 5.13) 81 C B A C B A Z Y X Hình 5.13 Từ trường quay - Biên độ từ trường quay Từ trường quay sinh từ thông Ф xuyên qua dây quấn Ví dụ ta xét từ thơng từ trường quay xuyên qua dây quấn AX Dây quấn pha lệch không gian với pha A góc 120 0, 2400, từ thơng xun qua dây quấn AX dây quấn ba pha là: Ф = ФA + ФBcos(-1200) + ФCcos(-2400) =  A  ( B   C ) Hệ thống dòng điện ba pha đối xứng nên Φ A + ΦB + ΦC = hay ΦB + ΦC = - ΦA ta có: Φ = ΦA + A = ΦA 2 Dòng điện іA = Imaxsin  t nên: Từ thơng dịng điện pha A là: ΦA = ΦAmax sin  t Cuối ta có: Φ= ΦAmaxsin  t Vậy từ thông từ trường quay xuyên qua dây quấn biến thiên hình sin có biên độ 3/2 từ thông cực đại pha 82 Φmax = Φpmax Φpmax từ thơng cực đại pha Đối với dây quấn m pha thì: Φmax = m Φpmax Bài tập ứng dụng Đối với mạch điện ba pha cân (ba pha đối xứng), dịng điện (điện áp) pha có hiệu số hiệu dụng nhau, lệch pha góc Vì mạch đối xứng, ta tách pha để tính, biết dịng điện pha, ta suy dịng điện pha lại Khi tải nối vào nguồn có điện áp dây Ud, Bỏ qua tổng trở đường dây, biết tổng trở tải, bước tính tốn thực sau: Bước 1: Xác định cách nối dây tải (hình hay hình tam giác) Bước 2: Xác định điện áp pha Up tải Nếu tải nối hình sao: Ud = U d Nếu tải nối hình tam giác: Up=Ud Bước 3: Xác định tổng trở pha Zp hệ số công suất tải Tổng trở pha tải: Hệ số công suất cos = zp = R p2  X p2 Rp zp  Rp R p2  X p2 Trong Rp, Xp tương ứng điện trở pha, điện kháng pha pha tải Bước 4: Tính dịng điện pha Ip tải: Ip = Up zp Từ dịng điện pha Ip, tính dịng điện dây Id tải Nếu tải nối hình sao: Id = Ip Nếu tải nối hình tam giác: Id = 3I p Bước 5: Tính cơng suất tải tiêu thụ P = R p I p2 3UpIp cos UdId cos Q = X p I p2 3UpIp sin UdId sin S = z p I p2 3UpIp UdId 5.1 Mạch ba pha có phụ tải nối hình a Khi không xét tổng trở đường dây pha 83 Điện áp đặt lên pha tải: Tổng trở pha tải: zp = R p2  X p2 Tính dịng điện pha Ip tải: Ip = Up zp Dòng điện dây: Id = Ip Góc lệch pha điện áp pha dịng điện pha:  b Khi có xét tổng trở đường dây pha Cách giải tương tự tính dịng điện pha dây phải cộng tổng trở đường dây với tổng trở tải: Ví dụ 4.6: Một tải ba pha gồm cuộn dây đấu vào mạng điện ba pha có điện áp dây 380V Cuộn dây thiết kế cho làm việc với điện áp định mức 220V Cuộn dây có điện trở R = 2, điện kháng X =  a Xác định tính cách nối cuộn dây thành tải ba pha b Tính cơng suất P, Q, cos tải Giải: a Các cuộn dây nối hình đấu vào mạng điện, nối hình sao, điện áp pha đặt lên cuộn dây là: Up = U d 380  220V = điện áp định mức cuộn dây = 3 Nếu tải nối tam giác điện áp pha đặt lên cuộn dây Up=Ud= 380V> điệnáp định mức cuộn dây, cuộn dây bị hỏng Hình 5.14 Mạch điện ví dụ 4.6 b Tổng trở pha tải zp = R p2  X p2 = 22  82 = 8,24 84 Hệ số công suất cos tải cos = Rp sin = Xp zp zp   0,242 8,24   0,97 8,42 Dòng điện pha Ip tải: Ip = Up zp = 220  26,7 A 8,24 Dòng điện dây Id tải: Id = Ip = 26,7A Công suất tác dụng P tải P = UdId cos = 380 26,7 0,242 = 4252,6W Công suất phản kháng Q tải Q = UdId sin = 380 26,7 0,97 = 17045,7VAr Công suất biểu kiến S S = UdId = 380 26,7 = 17572,8VA 4.2 Mạch ba pha có phụ tải nối tam giác a Khi không xét tổng trở đường dây Điện áp pha tải điện áp dây: Up = Ud Dịng điện pha tải: Dịng điện dây: Góc lệch pha điện áp pha dòng điện pha:  b Khi có xét tổng trở đường dây pha Ta biến đổi tương đương tam giác thành hình sao: Tổng trở pha nối tam giác: Khi biến đổi sang hình sao: Dịng điện dây: Dịng điện pha tải nối tam giác: Ví dụ 4.7: Một tải ba pha có điện trở pha Rp = 20, điện kháng pha Xp = 15 nối hình tam giác, đấu vào mạng điện có điện áp dây Ud = 220V Tính dịng điện pha Ip, dịng điện dây Id, công suất tải tiêu thụ vẽ đồ thị vectơ điện áp dây dòng điện pha tải Giải: Theo sơ đồ nối dây mạch điện, tải nối tam giác 85 Điện áp pha tải: Up = Ud = 200V Tổng trở pha tải: zp = R p2  X p2 = 202  152 = 25 Dòng điện pha tải: Ip = Up zp = 220  8,8 A 25 Vì tải nối tam giác dịng điện dây tải: Id = 3I p = 8,8 = 15,24A Công suất tải tiêu thụ: P = R p I p2 = 20 8,82 = 4646,4W Q = X p I p2 = 15 8,82 = 3484,8VAr S = UdId = 380 15,24 = 10030,35VA Hệ số công suất tải: cos = Rp zp  20  0,8 25   = 36,870 Dòng điện pha chậm sau điện áp pha góc  = 36,870 Đồ thị vectơ dịng điện điện áp pha Hình 5.15 Mạch điện ví dụ 4.7 4.3 Mạch ba pha có nhiều phụ tải mắc nối tiếp song song Ví dụ 4.8: Một mạch điện pha có dây trung tính 380V/220V cung cấp điện cho 90 bóng đèn sợi đốt, số hiệu định mức đèn U đm = 220V; Pđm = 60W Số bóng đèn phân cho pha a Vẽ sơ đồ mạch ba pha b Tính IA, IB, IC, I0, P tất bóng đèn bật sáng 86 Hình 5.16 Mạch điện ví dụ 4.8 Giải: a Mạch điện pha 380V/220V mạch ba pha dây, pha dây trung tính 380V điện áp dây (giữa dây pha) 220V điện áp pha (giữa dây pha dây trung tính) Bóng đèn 220V mắc song song với dây pha dây trung tính Điện áp đặt lên đèn 220V = Uđm đèn, đèn làm việc định mức b Vì điện áp đặt lên bóng đèn định mức cơng suất bóng đèn tiêu thụ định mức 60W Tất bóng đèn bật sáng mạch ba pha đối xứng công suất điện pha PA = PB = PC = Pp = 30 60 = 1800W Công suất ba pha P = 3Pp  = 1800 = 5400W Hình 5.17 Đồ thị vectơ ví dụ 4.8 Tải bóng đèn, điện trở R, góc lệch pha  = 0; cos = 1, nên dòng điện pha là: IA = IB = IC = Ip = Pp U p cos  = 1800  8,18 A 220.1 Vì nguồn tải đối xứng nên: 87 I0  I A  I B  I C =  Đồ thị vectơ vẽ hình vẽ, dịng điện trùng pha điện áp, I A ,   I B , I C tạo thành hệ thống vectơ đối xứng 88 Câu hỏi ôn tập tập Nêu ưu điểm mạch điện ba pha Các đặc điểm mạch điện ba pha đối xứng Định nghĩa điện áp pha, điện áp dây; dòng điện pha, dòng điện dây quan hệ chúng nối nối tam giác Trình bày bước giải mạch điện ba pha Các biểu thức công suất P, Q, S mạch ba pha đối xứng Vai trị dây trung tính mạch điện ba pha tải đối xứng Một nguồn điện ba pha nối sao, Upn = 120V cung cấp điện cho tải nối có dây trung tính Tải có điện trở pha Rp = 180 Tính Ud, Id, Ip, I0, P mạch pha Đáp số: Ud = 207,84V; Id = Ip = 667mA; I0 = 0; P = 240W Một nguồn điện ba pha đối xứng đấu cung cấp cho tải ba pha đối xứng đấu tam giác Biết dòng điện pha nguồn Ipn = 17,32A, điện trở pha tải Rp = 38 Tính điện áp pha nguồn cơng suất P nguồn cung cấp cho tải pha Đáp số: Upn = 220V; Pn = Pt = 11400W Một tải ba pha đối xứng đấu hình tam giác, biết Rp = 15; Xp = 6, đấu vào mạng điện pha Ud = 380V Tính Ip, Id, P, Q tải Đáp số: Ip = 23,5A; Id = 40,7A; P = 24893,5W; Q = 9957,4A 10 Một động điện pha đấu vào mạng pha Ud = 380V, biết dòng điện dây Id = 26,81A; hệ số cơng suất cos = 0,85 Tính dịng điện pha động cơ, công suất điện động tiêu thụ Đáp số: Ip = Id = 26,81A; Pđiện = 15kW 11 Một động khơng đồng có số liệu định mức sau: công suất định mức Pđm = 14kW Hiệu suất đm = 0,88; hệ số công suất cosđm = 0,89; Y/380V/220V Người ta đấu động vào mạng 220V/127V a Xác định cách đấu dây động b Tính cơng suất điện động tiêu thụ định mức 89 c Tính dịng điện dây Id dịng điện pha Ip động Đáp số: a Động nối hình tam giác  b Pđiện = Pco  dm = 15,9kW c Id = 46,9A; Ip = 27A 12 Một động điện đấu hình sao, làm việc với mạng điện có U d = 380V; động tiêu thụ công suất điện 20kW; cos = 0,885 Tính cơng suất phản kháng động tiêu thụ, dòng điện Id dòng điện pha động Đáp số: Q = 10,52kVAr; Ip = Id = 34,33A 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Thị Cư (chủ biên), Mạch điện 1, NXB Giáo dục, năm 2000 [2] Hoàng Hữu Thận, Cơ sở Kỹ thuật điện , NXB Giao thông vận tải ,năm 2000 [3] Đặng Văn Đào, Kỹ Thuật Điện, NXB Giáo Dục, năm 2004 [4] Hoàng Hữu Thận, Kỹ thuật điện đại cương, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội ,năm 2000 [5] Hoàng Hữu Thận, Bài tập Kỹ thuật điện đại cương , NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội , 2004 91