4.1 Khái niệm chung:
4.1.1 Hệ thống ba pha cân bằng:
Hệ thống mạch điện ba pha cân bằng là tập hợp ba mạch điện một pha nối với nhau tạo thành một hệ thống năng lượng chung, trong đó sức điện động ở mỗi pha đều có dạng hình sin có biên độ bằng nhau, cùng tần số, lệch pha nhau một phần ba chu kỳ.
4.1.2 Đồ thị sóng dạng và đồ thị vectơ:
Nguồn điện xoay chiều ba pha thường là máy phát điện xoay chiều đồng bộ ba pha đối xứng. Nó gồm roto là một nam châm điện được từ hoá bằng dòng lấy từ nguồn kích thích bên ngoài. Roto được quay bởi động cơ sơ cấp (động cơ Điezen, tuabin hơi, tuabin nước…) và stato có ba cuộn dây AX, BY, CZ giống hệt nhau nhưng đặt lệch nhau một góc 1200điện trong không gian. Khi roto quay thì trong mỗi dây quấn stato sẽ phát sinh một sức điện động cảm ứng xoay chiều hình sin, cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch pha nhau một góc 1200 hay 2Π/3 rad ứng với thời gian 1/3 chu kỳ (T/3).
Ta có biểu thức sức điện động ba pha: eA(t) = E 2sinωt
eB(t) = E 2sin(ωt – 1200) eC(t) = E 2sin(ωt – 2400)
Biễu diễn đồ thị thời gian và đồ thị vectơ như hình vẽ.
Hình 4.1
4.1.3 Đặc điểm và ý nghĩa:
1. Đặc điểm:
Mạch ba pha đối xứng thường làm việc ở trạng thái đối xứng: tức là đảm bảo nguồn đối xứng, sức điện động bằng nhau về modul nhưng lần lượt lệch nhau một góc 1200, tổng trở dây dẫn ba pha như nhau và tải ba pha đối xứng.
Với mạch ba pha đối xứng thì các hệ thống dòng, áp ở mọi bộ phận của mạch đều đối xứng, tất cả các điểm trung tính của nguồn và tải đều đẳng thế.
2. Ý nghĩa:
Hệ ba pha so với một pha thì tiện lợi và kinh tế hơn. Như vậy để truyền dẫn năng lượng điện đến phụ tải, ta chỉ cần dùng ba dây hoặc bốn dây. Do đó, tiết kiệm được năng lượng và vật liệu. Ngoài ra, hệ ba pha dễ dàng tạo ra từ trường quay nên làm cho việc chế tạo động cơ điện đơn giản và kinh tế hơn.
4.2 Sơ đồ đấu dây trong mạng cân bằng: 4.2.1 Các định nghĩa: 4.2.1 Các định nghĩa:
- Điện áp pha: là điện áp giữa một dây pha và một dây trung tính, có trị hiệu dụng là Up.
- Điện áp dây: là điện áp giữa hai dây pha, có trị hiệu dụng là Ud
- Dòng điện pha: là dòng điện đi qua mỗi pha của tải, có trị hiệu dụng là Ip - Dòng điện dây: là dòng điện đi trên mỗi dây pha, có trị hiệu dụng là Id
- Dòng điện trung tính: là dòng điện đi trên dây trung tính, có trị hiệu dụng là I0.
Hình 4.2
4.2.2 Đấu dây hình sao (Y):
1. Cách nối:
Nối ba điểm cuối X, Y, Z của các cuộn dây máy phát với nhau tạo thành điểm trung tính O, nối ba điểm cuối X’, Y’, Z’ của phụ tải với nhau tạo thành điểm trung tính O’.
Hình 4.3