Bài giảng phần i mạch điện chương II

PHẦN I MẠCH ĐIỆN Chương Mạch pha Khái niệm chung MĐ xoay chiều pha Quan hệ đại lượng dây pha mạch pha đối xứng Công suất mạch pha Phương pháp tính toán mạch pha Ví dụ Chương §1 – Khái niệm chung MĐ xoay chiều pha Nguồn pha: ĐN: Nguồn pha tổ hợp nguồn pha có sđđ lệch thời gian Nguồn pha đối xứng: + Là nguồn pha có biên độ pha + Lệch pha liên tiếp góc 1200 Ký hiệu: Pha thứ A: eA  2.E.sint Pha thứ hai B: eB  2.E.sin(t  120o ) Pha thứ hai C: eC  2.E.sin(t  240o ) Chương §1 – Khái niệm chung MĐ xoay chiều pha Nguồn pha: Nguồn pha thường lấy từ máy phát pha - Biểu diễn phức:  E A  Ee j0  E B  Ee j120  E C  Ee  j240  Hoặc E C  Ee j120 e Với nguồn pha đối xứng có :    EA  EB  EC  eA eC eB 0.5 120o 240o 360o -0.5 -1 t Chương §1 – Khái niệm chung MĐ xoay chiều pha EC - Biểu diễn vector: 120o e A  e B  eC  E A  E B EC    EA  EA  EB  EC  EB - Biểu diễn vẽ nguồn pha: A  A   EA EA C B  EB EC X  X Y EC Z C  Z Y EB B Chương §1 – Khái niệm chung MĐ xoay chiều pha - Cách nối nguồn: + Nối Y: điểm cuối nối với thành điểm trung tính nguồn A   EA  C B EA  EB A EC O   EC Trung tính nguồn : O + Nối  (D): EB C O B Cuối pha nối với đầu pha C A B A  EA  EB  EC   EC C EA  EB B Chương §1 – Khái niệm chung MĐ xoay chiều pha Phụ tải - Gồm loại: - Phụ tải pha mắc mạch pha Vd: quạt, đèn, … - Phụ tải túy (chỉ hoạt động mạch pha)  Vậy phụ tải mắc nào? Y hay D - Phụ tải nối Y hay D phụ thuộc vào điện áp định mức cảu tải nguồn điện để làm việc bình thường a ZA x b ZB y c a ZA ZC z x c b ZB y ZC z Chương §2 – Quan hệ đại lượng dây pha mạch pha đối xứng Định nghĩa - Mạch pha đối xứng: + Nguồn pha đối xứng + Tải pha đối xứng (bao gồm đường dây đối xứng) Trong đó: tải ba pha đx tải có tổng trở pha - Đại lượng pha: + Điện áp pha: Uf , Up + Dòng điện pha: If , Ip - Đại lượng dây: + Điện áp dây: Ud + Dòng điện dây: Id Chương Mạch nối Y §2 – Quan hệ đại lượng dây pha mạch pha đối xứng a A    EC U O'O  ZA O' O EB  c B  E A YA  E B YB  E C YC  YA  YB  YC Tải đối xứng: ZA = ZB = ZC = Z  YA = YB = YC = Y Z    C  UA U AB EA IA   IC   IB ZC  ZB b  U O'O  Y(E A  E B  E C ) = 3Y     UAB  UB  UA    U AB  U A  U B UA  EA UB  EB UC  EC Chương Mạch nối Y §2 – Quan hệ đại lượng dây pha mạch pha đối xứng C U AB  U A  U B U BC  UB  UC UC UCA  UC  U A - Về trị hiệu dụng : 30O U BC Ud  3Uf Id  If - Về góc pha : UB vượt trước B UA góc 30o UA U AB Điện áp dây vượt trước điện áp pha góc 300 U AB U CA A Chương §2 – Quan hệ đại lượng dây pha mạch pha đối xứng Mạch nối D  IA A   E AB E CA    U AB I AB I CA Z Z  E BC C B Tại A : IA  IAB  ICA IB  IBC  IAB IC  ICA  IBC Z Chương §2 – Quan hệ đại lượng dây pha mạch pha đối xứng Mạch nối D  IA  IAB  ICA U CA IB  IBC  IAB  I CA IC  ICA  IBC  - Về giá trị hiệu dung: IC Ud  Uf  Id  3If I BC  - Về góc pha :  IA  U AB   IB U BC Dòng điện dây chậm sau dòng điện pha góc 300 I A Chậm sau I AB góc 30o I AB 300 Chương §3 – Công suất mạch pha Công suất tác dụng: P3f = PA + PB+ PC PA , PB, PC Tải đối xứng: Tải nối Y : Tải nối  (D): P = 3Pf = Uf If cosf = 3RIf2 Uf  Ud If  Id Uf  Ud I If  d P P 3UI cos  3Ud Id cos  Chương §3 – Công suất mạch pha Công suất phản kháng: Q3f = QA + QB+ QC QA , QB, QC Khi tải đối xứng : Q = 3Qf = 3UfIfsinf Tải nối Y hay : Q = 3XIf2 3UI sin  Công suất biểu kiến (CS toàn phần) S P  Q2 = 3UI Chương §4 – Phương pháp tính toán mạch pha o Mạch nối Y : Cho mạch điện: E1   o  + nguồn pha đối xứng : E A , E B , E C , O E2 o ZA , ZB , ZC , + tải pha : E3  Tính dòng điện pha - Tìm điện áp UO’O  E A  U O 'O IA  ZA      I B , IC    U O 'O I0   I A  I B  IC Z0 o IB o IC Io   IA o - Tính dòng điện:  o  U O 'O ZA ZB O' ZC Z0   EA  EB  EC ZA ZB ZC  1 1    Z A Z B ZC Z Chương §4 – Phương pháp tính toán mạch pha Mạch nối Y : o E1 - Đặc biệt: o  U O 'O  a/ Z0 =    EA IA  ZA  E IB  B ZB O   o E3 EC IC  ZC  If  Uf Z IA o IB o IC o Io  ZA ZB O' ZC Z0  b/ mạch đối xứng Z A  Z B  ZC  Uf nguồn = Uf tải E2 o  U O 'O    (E A  E B  EC ) Z  0  Z Z0 Tính toán tương tự cho pha lại cách suy từ góc lệch pha 1200 Chương §4 – Phương pháp tính toán mạch pha Mạch nối  (D) : o A Cho mạch điện: + Cho điện áp: U d Ud + tải pha : ZA , ZB , ZC , B I AB   I A  I AB  I CA       I B  I BC  I AB I C  I CA  I BC IAB o IB ZCA ZBC o IBC IC C - mạch pha nối  đối xứng:    Z AB  Z BC  ZCA  Z Uf Ud I AB   Z I A  Id  ICA ZAB o  U BC  U U AB  ; I BC  ; I CA  CA Z AB Z BC ZCA  o o o  Tính dòng điện các pha, dây    IA Z 3I f Chương §5– Ví dụ VD1: Trường hợp mạch pha không đối xứng A o Cho mạch điện nối Y: Cho : Ud = 380 V R = 10  Ud R B R a Tìm : If, Id, P C b Đứt dây pha A, xác định độ sáng đèn c Ngắn mạch pha A, xác định độ sáng đèn d Tắt ½ số đèn pha A, xác định độ sáng đèn O' R Chương §5– Ví dụ VD1: A a Tìm : If, Id, P - mạch pha đối xứng nối Y  o Ud B R U O 'O  Uf nguồn = Uf tải = 220 V I AB Uf R O' C 220    22( A)  I d R 10 P  3.R.I 2f  3.10.222  14520W b Khi đứt dây pha A - Để xác định độ sáng đèn  cần xác định điện áp pha R Chương / Chương §5– Ví dụ VD1: A b Khi đứt dây pha A R B - Pha A tắt - Mạch tương đương - Điện áp pha B C o Ud C Ud Uf   380  190(V )  U dm  220(V ) - Pha B,C đèn tối c Ngắn mạch pha A - Pha A tắt - Điện áp pha B C O' U fB  U fC  U d  380(V ) R Chương / Chương §5– Ví dụ VD1: d Tắt ½ đèn pha A - Tổng trở pha A: R ' A  20()  Mạch pha không đối xứng, dây trung tính   U O 'O   1 UA U B U C RA RB RC  1   RA RB RC   UA  1 U B U C UA U B U C 20 10 10   1   20 10 10  UC    - Dùng đồ thị véctor  U ' A  264(V ) UA U 'B  U 'C  220(V )   UB 220 U O 'O Chương / Chương VD2: Cho mạch điện: Cho : Up = 220 V Xc = 10  R = 10  Xác định độ sáng đèn §5– Ví dụ A B C Xc R O' R Chương / Chương §5– Ví dụ Nguồn điện ba pha đối xứng có điện áp pha Up Với: Y A   1  jb Y B  Y C   g  jX C R B Theo phương pháp điện áp hai nút: jb  ge  j120  ge j120  Up jb  g  g o  O'O U e    A Xc R o C   j120 o  cos  120o  jsin  120o  0,5  j0,866 j120 o  cos120o  j sin120o  0,5  j0,866 e O' jb  g 0,5  j0,866  g 0,5  j0,866   U O 'O  U p jb  g  g Nếu chọn g = b  O'O  U p  0,2  j0,6 U R Chương / Chương §5– Ví dụ A Điện áp đặt lên bóng đèn pha B pha C: B Xc R O' R C  'B  U  B U  O'O  U p  0,5  j0,866  U p  0,2  j0,6  U p  0,3  j1,466 U  U 'B  U p 0,32  1,466  1,5U p  'C  U  C U  O'O  U p  0,5  j0,866  U p  0,2  j0,6  U p  0,3  j0,266 U  U 'C  U p 0,32  0,266  0,4U p Ta thấy U’B > U’C nên bóng đèn pha B sáng bóng đèn pha C, điện áp pha tải khác điện áp pha nguồn [...].. .Chương 4 §2 – Quan hệ giữa các đ i lượng dây và pha trong mạch 3 pha đ i xứng 3 Mạch n i D  IA  IAB  ICA U CA IB  IBC  IAB  I CA IC  ICA  IBC  - Về giá trị hiệu dung: IC Ud  Uf  Id  3If I BC  - Về góc pha :  IA  U AB   IB U BC Dòng i n dây chậm sau dòng i n pha 1 góc 300 I A Chậm sau I AB góc 30o I AB 300 Chương 4 §3 – Công suất trong mạch 3 pha 1 Công suất... pháp tính toán mạch 3 pha 1 Mạch n i  (D) : o A Cho mạch i n: + Cho i n áp: U d Ud + t i 3 pha : ZA , ZB , ZC , B I AB   I A  I AB  I CA       I B  I BC  I AB I C  I CA  I BC IAB o IB ZCA ZBC o IBC IC C - mạch 3 pha n i  đ i xứng:    Z AB  Z BC  ZCA  Z Uf Ud I AB   Z I A  Id  ICA ZAB o  U BC  U U AB  ; I BC  ; I CA  CA Z AB Z BC ZCA  o o o  Tính dòng i n trong các... PB+ PC PA , PB, PC T i đ i xứng: T i n i Y : T i n i  (D): P = 3Pf = 3 Uf If cosf = 3RIf2 Uf  Ud 3 If  Id Uf  Ud I If  d 3 P P 3UI cos  3Ud Id cos  Chương 4 §3 – Công suất trong mạch 3 pha 2 Công suất phản kháng: Q3f = QA + QB+ QC QA , QB, QC Khi t i đ i xứng : Q = 3Qf = 3UfIfsinf T i n i Y hay : Q = 3XIf2 3UI sin  3 Công suất biểu kiến (CS toàn phần) S P 2  Q2 = 3UI Chương 4 §4 – Phương...  Q2 = 3UI Chương 4 §4 – Phương pháp tính toán mạch 3 pha o 1 Mạch n i Y : Cho mạch i n: E1   o  + nguồn 3 pha đ i xứng : E A , E B , E C , O E2 o ZA , ZB , ZC , + t i 3 pha : E3  Tính dòng i n trong các pha - Tìm được i n áp UO’O  E A  U O 'O IA  ZA      I B , IC    U O 'O I0   I A  I B  IC Z0 o IB o IC Io   IA o - Tính dòng i n:  o  U O 'O ZA ZB O' ZC Z0 1  1  1 EA ... 0 Chương 4 §4 – Phương pháp tính toán mạch 3 pha 1 Mạch n i Y : o E1 - Đặc biệt: o  U O 'O  0 a/ Z0 = 0    EA IA  ZA  E IB  B ZB O   o E3 EC IC  ZC  If  Uf Z IA o IB o IC o Io  ZA ZB O' ZC Z0  b/ khi mạch đ i xứng Z A  Z B  ZC  Uf nguồn = Uf t i E2 o  U O 'O   1  (E A  E B  EC ) Z  0 3 1  Z Z0 Tính toán tương tự cho các pha còn l i bằng cách suy ra từ góc lệch pha 1200 Chương. .. các pha, dây    IA Z 3I f Chương 4 §5– Ví dụ VD1: Trường hợp mạch 3 pha không đ i xứng A o Cho mạch i n n i Y: Cho : Ud = 380 V R = 10  Ud R B R a Tìm : If, Id, P C b Đứt dây pha A, xác định độ sáng của đèn c Ngắn mạch pha A, xác định độ sáng của đèn d Tắt ½ số đèn của pha A, xác định độ sáng của đèn O' R Chương 4 §5– Ví dụ VD1: A a Tìm : If, Id, P - mạch 3 pha đ i xứng n i Y  o Ud B R U O 'O... 220 U O 'O Chương 4 / Chương VD2: Cho mạch i n: Cho : Up = 220 V Xc = 10  R = 10  Xác định độ sáng của 2 đèn §5– Ví dụ A B C Xc R O' R Chương 4 / Chương §5– Ví dụ Nguồn i n ba pha đ i xứng có i n áp pha là Up V i: Y A   1 1  jb Y B  Y C   g  jX C R B Theo phương pháp i n áp hai nút: jb  ge  j120  ge j120  Up jb  g  g o  O'O U e    A Xc R o C   j120 o  cos  120o  jsin  120o... nguồn = Uf t i = 220 V I AB Uf R O' C 220    22( A)  I d R 10 P  3.R .I 2f  3.10.222  14520W b Khi đứt dây pha A - Để xác định độ sáng của các đèn  cần xác định i n áp trên các pha R Chương 4 / Chương §5– Ví dụ VD1: A b Khi đứt dây pha A R B - Pha A tắt - Mạch tương đương - i n áp trên 2 pha B và C o Ud C Ud Uf  2  380  190(V )  U dm  220(V ) 2 - Pha B,C đèn t i hơn c Ngắn mạch pha A -... pha B và C o Ud C Ud Uf  2  380  190(V )  U dm  220(V ) 2 - Pha B,C đèn t i hơn c Ngắn mạch pha A - Pha A tắt - i n áp trên 2 pha B và C O' U fB  U fC  U d  380(V ) R Chương 4 / Chương §5– Ví dụ VD1: d Tắt ½ đèn của pha A - Tổng trở pha A: R ' A  20()  Mạch 3 pha không đ i xứng, không có dây trung tính   U O 'O   1 1 1 UA U B U C RA RB RC  1 1 1   RA RB RC   UA  1 1 1 U B U...  g  g o  O'O U e    A Xc R o C   j120 o  cos  120o  jsin  120o  0,5  j0,866 j120 o  cos120o  j sin120o  0,5  j0,866 e O' jb  g 0,5  j0,866  g 0,5  j0,866   U O 'O  U p jb  g  g Nếu chọn g = b  O'O  U p  0,2  j0,6 U R Chương 4 / Chương §5– Ví dụ A i n áp đặt lên bóng đèn pha B và pha C: B Xc R O' R C  'B  U  B U  O'O  U p  0,5  j0,866  U p  0,2  ... IA  IAB  ICA IB  IBC  IAB IC  ICA  IBC Z Chương §2 – Quan hệ đ i lượng dây pha mạch pha đ i xứng Mạch n i D  IA  IAB  ICA U CA IB  IBC  IAB  I CA IC  ICA  IBC  - Về giá trị hiệu... Khi t i đ i xứng : Q = 3Qf = 3UfIfsinf T i n i Y hay : Q = 3XIf2 3UI sin  Công suất biểu kiến (CS toàn phần) S P  Q2 = 3UI Chương §4 – Phương pháp tính toán mạch pha o Mạch n i Y : Cho mạch. ..  I B  I BC  I AB I C  I CA  I BC IAB o IB ZCA ZBC o IBC IC C - mạch pha n i  đ i xứng:    Z AB  Z BC  ZCA  Z Uf Ud I AB   Z I A  Id  ICA ZAB o  U BC  U U AB  ; I BC  ; I CA