Ngồi cơng suất tác dụng P và cơng suất phản kháng Q người ta đưa ra khái niệm cơng suất biểu kiến S được định nghĩa: (cơng suất biểu kiến là cơng suất cực đại của nguồn điện đưa vào đầu vào của mạng điện).
22 2
.I P Q
U
S= = +
Cơng suất biểu kiến cịn được gọi là cơng suất tồn phần. Từ biểu thức:
P=U.I.cosϕ
Q=U.I.sinϕ
Cơng suất P cực đại khi cosϕ=1
Cơng suất Q cực đại khi sinϕ=1
Suy ra : S nĩi lên khả năng cho cơng suất lớn nhất của thiết bị.
Trên biển máy: như máy phát điện, máy biến áp thì nĩ là cơng suất biểu kiến định mức.
Quan hệ giữa S, P, Q được mơ tả bằng một tam giác vuơng:
Trong đĩ: S là cạnh huyền
P, Q là 2 cạnh gĩc vuơng
→ Tam giác cơng suất :P[W], S[VA], Q[Var]
§2.1 HỆ SỐ CƠNG SUẤT COSϕ CỦA MẠCH ĐIỆN
S
H (1.35)
ϕ
P
LH (1.36) H (1.36) I1 u R I Ic C IC IL IL IR U 0 IC I
1)Ý nghĩa thực tế của hệ số cơng suất cosϕ:
Dựa vào biểu thức : P=UIcosϕ=Scosϕ. Khi nào gĩc lệch pha giữa dịng
điện và điện áp ϕ=0, thì cơng suất biểu kiến của nguồn phát mới hồn tồn biến thành cơng suất tác dụng. Như vậy hệ số cosϕ thể hiện khả năng của mạng điện
tiếp nhận và biến đổi cơng suất phản kháng → cơng suất tác dụng. Đặc điểm của điện năng là khơng dữ trữ được vì ứng với 1 lượng cơng suất phản kháng (biểu kiến ) được sản sinh ra phải tốn một lượng than để đốt và xả một lượng nước (thủy điện) nếu khơng biểu lượng cơng suất đĩ thành cơng suất tác dụng thì sẽ rất lãng phí. Lãng phí nhiều hay ít phụ thuộc vào hệ cơ số cơng suất cosϕ nhỏ hay lớn .
2)Nâng cao hệ số cosϕ :
Trong biểu thức cơng suất tác dụng P=UIcosϕ, cosϕ được gọi là hệ số
cống suất . Hệ số cosϕ là chỉ tiêu kỷ thuật quan trọng, nĩ cĩ ý nghĩa rất lớn về kinh
tế . Nâng cao hệ số cosϕ sẽ tăng khả năng sử dụng cơng suất nguồn .
VD : 1 máy phát điện S=10000KVA , cosϕ=0,7 . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cơng suất định mức phát ra là :
P=Sđm cosϕ=10000 .0,7 =7000 KW
Nếu nâng cosϕ= 0,9→P = 10000 . 0,9 = 9000 km
⇒rõ ràng khi cosϕ cao máy phát ra nhieu cơng suất hơn
- Khi cần truyền tại 1 cơng suất nhất định trên đường dây thì dịng điện chạy qua dây sẽ là I=UP cosϕ
Nếu cosϕ ↑→I↓ →tiết diện dây nhỏ (S↓) tổn hao điện năng trên đường dây bé, điện áp rơi trên đường dây giảm .
-Trong sinh hoạt và cơng nghiệp thì thường cĩ tính điện cảm nên cosϕ thấp.
Để nâng cao hêï số cosϕ ta dùng tụ nối song song với tải (H1-1.36)
•Khi chưa bù (chưa cĩ nhánh tụ điện ) dịng điện chạy trên đường dây sẽ là : I = I1, hệ số cosϕ của mạch là cosϕ1 của tải .
H (1.38)R = 6O R = 6O
XL = 8Ou = 220V u = 220V
Và hệ số cơng suất của mạch là cosϕ1 .
từ hình (1-37) dịng điện trên đường dây I↓→ cosϕ ↑
I < I1, ϕ<ϕ1 → cosϕ > cosϕ1
Vì cơng suất P của tải khơng đổi ⇒ cơng suất phản kháng của mạch là : Lúc chưa bù Q1= P tgϕ1
Lúc bù bằng tụ điện (tụ điện cung cấp QC) Q = Q1 + QC = P tgϕ1 + QC = P tgϕ → QC = P (tgϕ1−tgϕ) (1) Mặt khác : QC = -UCIC = -U.U.ωC = -U2 .ωC (1/) Từ (1) và (1/)⇒ -P(tgϕ tgϕ U2ωC 2 1 − )=− →C = 2 ( ω U P tgϕ1 −tgϕ2) Bài tập ứng dụng:
Một tải gồm R = 6Ω, X = 8Ω mắc nối tiếp đấu vào nguồn U = 220V (h.1- 38)
a) Tính dịng điện I1, cơng suất P, Q, S và cosϕ1 của tải b) Người ta nâng hệ số cơng suất của mạch điện đạt cosϕ=0,93
Tính điện dung C của bộ tụ điện đầu song song với tải
GIẢI: tổng trở tải Z = 2+ 2 =10Ω L X R Cos 0,6 10 6 1 = = = Z R ϕ Dịng điện tải : I1 = A Z U 22 10 220= = Cơng suất tác dụng tải :
P = I2R = 222. 6 = 2904W và P = U I1 cosϕ
Cơng suất phản kháng tải:
Q = UI1sinϕ = 220.22.0,8 = 3872Var
Stator Rotor c b a' c' a b' 90 0 e(t) t 180 270 360 cosϕ=0,93→tgϕ=0,395 Bộ tụ cần cĩ điện dung là: C = (1,333 0,395) 220 . 314 2904 ) ( 1 2 2 ϕ − ϕ = − ωu tg tg P =1,792.10-4F
CHƯƠNG III: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HÌNH SIN BA PHA§3.1 KHÁI NIỆM CHUNG: §3.1 KHÁI NIỆM CHUNG:
Ngày nay điện năng sử dụng trong cơng nghiệp dưới dạng dịng điện hình sin 3 pha. Vì động cơ 3 pha cĩ cấu tạo đơn giản, việc truyền tải điện năng bằng mạch điện 3 pha tiết kiệm được dây dẫn hơn dịng điện 1 pha.
1). Nguồn điện 3 pha:
Để tạo ra nguồn điện 3 pha ta dùng máy phát điện đồng bộ 3 pha, cấu tạo của máy phát điện đồng bộ gồm :
•Phần tĩnh : (Stato) gồm cĩ lõi thép xẻ rãnh, tuy các rãnh đặt 3 pha dây quấn ký hiệu AX (dq pha A), BY (dq pha B), CX (dq pha C), dây quấn cĩ cùng số vịng và đặt cách nhau 1200 điện trong khơng gian
•Phần quay: (Roto) là nam châm điện N-S (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
H 1.40a
Nguyên lý làm việc : khi roto quay, từ trường sẽ lần lượt quét qua các cuộn dây, tuy dịng sẽ sinh ra suất điện động cảm ứng : suất điện động này cĩ dạng hình sin cùng biên độ, cùng tần số ω và lệch nhau 1200 ( )
3
2π
điện.
Chọn pha đầu suất điện động eA dịng pha A = 0, ta cĩ biểu thức : eA = 2Esinωt
suất điện động pha B: eB = 2Esin(ωt−1200)
suất điện động pha C: