giải tích mạch chương 3

tài liệu uy tín được biên soạn bởi giảng viên đại học Bách Khoa TPHCM, thuận lợi cho qua trình tự học, nghiên cứu bộ tự động hóa, điện tử, cơ điện tử, cơ khí chế tạo máy, lập trình nhúng, Tài liệu được kiểm duyệt bởi giảng viên, phòng đào tạo trường đại học bách khoa, lưu hành nội bộ

3.7 Mạch pha  Máy phát pha Bài giảng Giải tích Mạch 2014 3.7 Mạch pha Mạch pha: Taûi e(t) = E m cos(ω t )  i(t) I m cos(ω t − ϕ ) p(t) E m I m cosϕ + E m I m cos(2ω t-ϕ )  Công suất phát có giá trị âm  Khơng dùng pha truyền xa Bài giảng Giải tích Mạch 2014 3.7 Mạch pha  Máy phát pha Bài giảng Giải tích Mạch 2014 3.7 Mạch pha Máy phát pha:  Sơ đồ tương đương nguồn áp  Tần số phát : p.n f= 60 (p: số cặp cực, n: vòng/phút) ea (t) U p cos(ω t + ϕ a ) =   Sức điện động= e b (t) U p cos(ω t + ϕ b )  góc lệch pha =  e c (t) U p cos(ω t + ϕ c ) 2π ϕa − ϕ b = ϕ b − ϕc = ϕc − ϕa = = 120o Bài giảng Giải tích Mạch 2014 3.7.1 Phân loại nguồn pha đối xứng Đối xứng thứ tự thuận (positive sequence) (ABC) • ea eb ec ea eb ec : E c t 120o • Ea 120o 120o • Eb ea (t) = U p cos(ωt )   o e (t) U ω t cos( 120 ) = −  b p  o e (t) U ω t cos( 120 ) = +  p  c Bài giảng Giải tích Mạch 2012  • a  E=   •  E= b  •  E= c   U p ∠0o U p ∠ − 120o U p ∠120o 3.7.1 Phân loại nguồn pha đối xứng Đối xứng thứ tự ngược (negative sequence) (CBA) • ea ec eb ea ec eb : E b t 120o • Ea 120o • 120o Ec ea (t) = U p cos(ωt )   o = e b (t) U p cos(ωt + 120 )  o e (t) U cos( ω t 120 ) = −  p  c Bài giảng Giải tích Mạch 2012  • a  E=   •  E= b  •  E= c   U p ∠0o U p ∠120o U p ∠ − 120o 3.7.1 Phân loại nguồn pha đối xứng Bộ thứ tự phase (phase sequence indicator) : Bài giảng Giải tích Mạch 2014 3.7.2 Ghép nối mạch pha  Nguồn pha ghép A Ea • E= U P ∠0 a EC • N Ec Eb B C Ea A Eb B Ec C N E= U P ∠ − 120 b • E= U P ∠120 c UCN 1200 0 UCA 300 120 1200 EB UAB = UAN - UBN EA UBN UAN UAB UCN • = U AB UAN UBN • U = BC • = U CA U P ∠300 U P ∠ − 900 U P ∠1500 UBC Bài giảng Giải tích Mạch 2014 3.7.2 Ghép nối mạch pha  Nguồn pha ghép tam giác Ea • 0 E= U ∠ a d • Eb= U d ∠ − 120 • E= U d ∠120 c • • Ec • Ea + Eb + Ec = Eb A A Ec Ea Ea Eb Ec B C Bài giảng Giải tích Mạch 2014 Eb B C 3.7.2 Ghép nối mạch pha  Tải pha dây A’ O B’  Tải pha dây A’ A’ Z1 Z3 Z2 C’ A’ Z1 B’ Z2 C’ Z3 Z1 Z1 Z3 B’ C’ Z2 B’ Z3 Z2 C’ A’ Z1 B’ Z2 C’ Z3 A’ B’ C’ Z1 Z3 Z2 O Bài giảng Giải tích Mạch 2014 10 Các khái niệm     Tải pha nối Y : Id=Ip Tải pha nối ∆ : Ud=Up Tải pha nối Y đối xứng : Id = Ip & Ud = Up Tải pha nối ∆ đối xứng : Ud= Up & Id = Ip  Các đại lượng Ud , Id đặc trưng cho hệ pha chúng độc lập với việc nối Y hay ∆ 3.7.3 Phân tích mạch pha đối xứng  Mạch pha Hệ nguồn pha Hệ tải pha  Định nghĩa  Mạch pha đối xứng hệ nguồn pha hệ tải pha đối xứng  Đặc điểm mạch pha đối xứng  Tính đối xứng định nguồn pha • ◦ Thứ tự thuận: E= U P ∠0 a E= U P ∠00 a • E= U P ∠ − 120 b • E= U P ∠120 c • ◦ Thứ tự nghịch: • E= U P ∠0 a • • • • Eb = Ea e − j1200 j1200 • 0 E= U ∠ a P • • • • Eb = Ea e E= U P ∠ − 120 c  • Ec = Ea e E= U P ∠120 b • 0 Ec = Ea e j1200 − j1200 Dòng áp nhánh đối xứng pha có mơ đun, argument quy định thứ tự nguồn → phương pháp sơ đồ pha 3.7.3 Phân tích mạch pha đối xứng  Xét sơ dồ Y-Y dây đối xứng, nguồn thứ tự thuận có áp pha hiệu dụng UP  Tìm dòng điện ? Giải • •  Với nút → ϕO = ϕ N • IA = • • • ϕ A − ϕO • EA = Z d + ZY Z d + ZY • • ϕ B − ϕO • EB IB = = Z d + ZY Z d + ZY • • • ϕC − ϕO • EC IC = = Z d + ZY Z d + ZY • I A= I P ∠ψ • • I B = I P ∠(ψ − 1200 ) • I C = I P ∠(ψ + 120 ) • • • ϕO = ϕ N → I N = I A= I P ∠ψ • • • • IB = I A e − j1200 I C = I A e j120  Phương pháp sơ đồ pha • • • EA IA = Z d + ZY I A= I P ∠ψ • • • • I B = I A e − j120 IC = I A e j1200  Phương pháp sơ đồ pha  Cho mạch pha đối xứng, nguồn thứ tự thuận Tính điện áp dây • hình vẽ biết dòng pha a : I A = I ∠ϕ Giải • • • Ua = (1 − e b ZY I A − ZY I B = = • j 300 3e • U bc = ZY I B − ZY I C = (e • 3e • ) ZY I A U P ∠ψ = U d ∠(ψ + 300 ) • = − j1200 − j 90 • − j1200 −e j1200 • ) ZY I A U P ∠ψ = U d ∠(ψ − 90 ) • • = 3e j1500 U ab = U d ∠(ψ + 300 ) • • • • U bc = U ab e U ca = ZY I C − ZY I A = (e j120 − 1) ZY I A • U P ∠ψ = U d ∠(ψ + 150 ) − j1200 U ca = U ab e j120   Phương pháp sơ đồ pha Cho mạch pha đối xứng, nguồn thứ tự thuận Tính dòng dây dòng pha hình ? Giải • • • U ab Ea − Eb U d ∠300 I ab= = = = I p ∠α Z∆ Z∆ Z∆ • • • • − j1200 I= ; I ca I ab e ab e I bc • • • I A =I ab − I ca =(1 − e = • IB • 3e • − j 300 − j1200 j1200 IC j1200 • Id = e • Ica ) I ab Iab I P ∠α = I d ∠(α − 30 ) • • I= ; IC I A e Ae j1200 IB − j 300 Ibc IA • Ip  Phương pháp sơ đồ pha  Mạch pha đối xứng, nguồn thứ tự thuận Tính dòng dây dòng pha hình ? Giải Z∆ ZY =  Đổi tải ∆ Y  Xác định dòng dây theo sơ đồ pha  Suy dòng pha tải ∆ • Ip = e j 300 • Id 3.7.4 Đo cơng suất mạch pha • Ea Zd ZY  PSource = PEA + PEB + PEC WZ WE • Eb Zd ZY  Zd ZY  ZN W= P= E p I p cos(ϕ E − ϕ I ) [W ] E E W= P= U p I p cos(ϕU − ϕ I ) [W ] Z Z Công suất tải PLoad = PZ A + PZ B + PZC • Ec Cơng suất nguồn Công suất tổn thất PLoss = PZd A + PZdB + PZdC + PZ N 3.7.4 Đo công suất mạch pha  Phương pháp watt kế • A ZA IA W1 • ZB IB B W2 • C O W3 IC ZC { } { } { } • ∗ • ∗ • ∗ W = P= U AO I A cos(ϕ Z A ) Re U AO I= ZA A = W P= U BO I B cos(ϕ Z B ) Re U BO I= ZB B = W P= U CO I C cos(ϕ ZC ) Re U CO I= ZC C PLoad = PZ A + PZ B + PZC = W1 + W2 + W3 Yêu cầu tải nối Y dây 3.7.4 Đo công suất mạch pha  Phương pháp watt kế • A ZA IA W1 • ZB IB B W2 • C O W3 IC ZC  Khi mạch pha đối xứng Z= Z= Z= Z ∠ϕ A B C PLoad = PZ A + PZ B + PZC = 3U p I p cos (ϕ ) = 3U d I d cos(ϕ ) 3.7.4 Đo công suất mạch pha A ZA  Phương pháp watt kế WAC ZB B WBC A ZC C ZA WAB B ZB C ZC ZA A ZB B WCB WBA ZC C WCA Yêu cầu tải nối dây 3.7.4 Đo công suất mạch pha  Phương pháp watt kế • A IA ZA WAC { } { } • IB ZB B WBC • IC ZC • ∗ • ∗ S AC + SBC= U AC I A + U BC I B • • ∗ • • ∗ = (U AO − U CO ) I A + (U BO − U CO ) I B • ∗ • ∗ • • ∗ • ∗ •  Yêu cầu tải dây Không xác định công suất pha Chỉ thị watt kế cho giá trị âm  * WBC = Re U BC I B • C PLoad = WAC + WBC * WAC = Re U AC I A •  ∗ ∗ {  } { Re S AC + SBC= Re SZ A + SZ B + SZC = U AO I A + U BO I B − U CO ( I A + I B ) ∗ = U AO I A + U BO I B + U CO I C = S + S + S ZA ZB ZC → WAC + WBC = PZ A + PZ B + PZC } 3.7.4 Đo công suất mạch pha  Đo cơng suất phản kháng • • Ea A W • Eb ∠ E= U a p • E= U p ∠ − 120 b B = (e = EA = I p∠ − ϕ I A= Z • U BC { } • ∗ • • −e j1200 • ∗ ) Ea I= A 3U p I P ∠(ϕ − 900 ) 3e − j 900 ∗ W = Re U BC I A ∗ U BC I A = (U BN − U CN ) I A =− ( Eb Ec ) I A − j1200 Eb • W = Re U BC I A • IA { } • ∗ • • Z= Z ∠ϕ W = 3QZ • • −9 C U BC Ea ϕ ϕ • ∗ E= U p ∠1200 c N • • • • Ec Ec • Z IA • 3U p I p cos(ϕ − 900 ) U p ∠0 I P= ∠ϕ = 3U p I p sin(ϕ ) 3.7.4 Đo công suất mạch pha  Đo• cơng suất phản kháng Ea A Eb • IB ZB B • Ec IA ZA W1 • • • C U BC W2 Yêu cầu : nguồn pha đối xứng • W3 IC ZC N  Mạch pha dây W1 + W2 + W=  3QZ A + 3QZ B + 3QZ= C 3QLoad = 3QSource 3QSource = 3QLoad Mạch pha dây W1 + W2 + W= 3QEa + 3QEb + 3Q= Ec ... cầu : nguồn pha đối xứng • W3 IC ZC N  Mạch pha dây W1 + W2 + W=  3QZ A + 3QZ B + 3QZ= C 3QLoad = 3QSource 3QSource = 3QLoad Mạch pha dây W1 + W2 + W= 3QEa + 3QEb + 3Q= Ec ... Mạch 2014 Eb B C 3. 7.2 Ghép nối mạch pha  Tải pha dây A’ O B’  Tải pha dây A’ A’ Z1 Z3 Z2 C’ A’ Z1 B’ Z2 C’ Z3 Z1 Z1 Z3 B’ C’ Z2 B’ Z3 Z2 C’ A’ Z1 B’ Z2 C’ Z3 A’ B’ C’ Z1 Z3 Z2 O Bài giảng... • j 30 0 3e • U bc = ZY I B − ZY I C = (e • 3e • ) ZY I A U P ∠ψ = U d ∠(ψ + 30 0 ) • = − j1200 − j 90 • − j1200 −e j1200 • ) ZY I A U P ∠ψ = U d ∠(ψ − 90 ) • • = 3e j1500 U ab = U d ∠(ψ + 30 0