Dòng điện xoay chiều ba pha do máy phát điện xoay chiều ba pha tạo ra, so
với dòng điện xoay chiều một pha có hai ưu điểm:
- Tạo ra được từ trường quay cho động cơ điện xoay chiều ba pha hoạt động.
- Tiết kiệm đường dây tải điện
Dòng điện xoay chiều ba pha là một hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều
Hình 4.3
a- Phần cảm
nhưng lệch pha nhau 1200. Về mặt cấu tạo, máy phát điện xoay chiều ba pha tương
tự như máy phát điện xoay chiều một pha, chỉ khác là ở phần ứng (stato) có ba cuộn dây đặt lệch nhau 1200. Do vậy, sức điện động của mỗi pha (mỗi cuộn dây) ở một
thời điểm nào đó cũng lệch pha nhau 1200, nghĩa là: eA = Em sin t
eB = Em sin (t - 1200) eC = Em sin (t - 2400)
Trong đó eA, eB, eC là sức điện động tức thời sinh ra trong các cuộn dây, Em
là sức điện động cực đại , là vận tốc góc của rôto, t là thời điểm đang xét.
Sơ đồ cấu tạo máy phát điện xoay chiều ba pha được trình bày trên hình 4.4a
và đồ thị sức điện động sinh ra ở ba pha được trình bày trên hình 4.4 b.
Hình 4.4
a. Sơ đồ cấu tạo máy phát điện xoay chiều ba pha b. Đồ thị sức điện động sinh ra ở 3 cuộn dây
Trên hộp đầu cực của máy phát điện xoay chiều ba pha có 6 đầu: 3 đầu đầu A, B, C và 3 đầu cuối X, Y, Z của 3 cuộn dây stato. Để tiết kiệm dây dẫn, có hai cách đấu phổ biến, đó là đấu hình sao và đấu tam giác.
Đấu hình sao (ký hiệu là Y) nghĩa là 3 đầu đầu A, B, C của ba cuộn dây được đưa lên mạng điện bằng ba dây khác nhau gọi là ba dây pha, còn 3 đầu cuối X, Y, Z được nối chung với nhau và đưa lên mạng điện bằng một dây chung, gọi là dây trung hòa. Ta được mạng điện ba pha, bốn dây. Ở phụ tải tiêu thụ điện phần lớn
cũng được đấu theo hình sao (hình 4. 5).
Với cách đấu hình sao, ta có: Ud = 3 Up và Id = Ip
Trong đó Ud, Up là điện áp giữa hai pha (giữa hai cuộn dây) và điện áp một
t ea e ea e
b ec e e
P = 3 Up Ip cos = 3 Ud Id cos (trong đó là góc lệch pha giữa
dòng điện và điện áp, cos là hệ số sử dụng công suất).
Hình 4.5 Sơ đồ đấu hình sao
1- Các cuộn dây của máy phát, 2- Phụ tải tiêu thụ
Giá trị của cường độ dòng điện trong dây trung hòa I0 bằng tổng các gía trị
của cường độ dòng điện trong ba dây pha:
I0 = IPA + IPB + IPC (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nếu phụ tải tiêu thụ ở ba pha hoàn toàn như nhau (tải đối xứng) thì trên dây trung hòa không có dòng điện đi qua, nghĩa là I0 = 0. Nếu phụ tải tiêu thụ ở ba pha không như nhau (tải không đối xứng) thì trên dây trung hòa có dòng điện lệch tải
nhỏ đi qua (gọi là dòng bù) để điều hòa sự chênh lệch dòng điện tải giữa các pha. Vì vậy dây trung hòa thường có tiết diện nhỏ hơn các dây pha.
Cách đấu hình sao có ưu điểm là tiết kiệm được đường dây tải, đồng thời cho
ta hai cấp điện áp khác nhau Ud và Up , do đó được ứng dụng rộng rãi trong mạng điện vừa phục vụ sản xuất vừa phục vụ đời sống.
Đấu tam giác (ký hiệu là ) nghĩa là ta nối đầu đầu của cuộn dây này với đầu cuối của cuộn dây tiếp theo, cả 3 cuộn dây nối thành một khung kín hình tam
giác. Các điểm nối đó được đưa lên mạng điện bằng 3 dây pha, ta được mạng điện
ba pha, ba dây (hình 4.6 a).
Với cách đấu tam giác, ta có: Ud = Up , Id = 3 Ip và P = 3 Up Ip cos = 3 Ud Id cos
Cách đấu tam giác chỉ dùng cho trạm phát điện lưu động công suất nhỏ với
chiều dài mạng dây điện hạn chế.
Trên hộp đầu cực của máy phát điện có các tấm nối cực bằng đồng (đã lắp
dự trữ trong hộp) để đấu nguồn theo sơ đồ hình sao hay tam giác. (hình 4.4b).
Dđy Dđy trung ha R R R UP U A C B X Y Z 1 2
Hình 4.6
a - Sơ đồ đấu tam giác, b- Sơ đồ đấu dây ở hộp đầu cực