Nguyễn Công Phương
Mạch ba pha
Cơ sở lý thuyết mạch điện
Nội dung
I. Thông số mạch
II. Phần tử mạch
III. Mạch một chiều
IV. Mạch xoay chiều
V. Mạng hai cửa
VI. Mạch ba pha
VII.Quá trình q độ
VIII.Khuếch đại thuật tốn
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
2
Mạch ba pha
• Mạch một pha: một nguồn điện xoay chiều nối với tải
bằng một cặp dây dẫn
• Mạch nhiều pha: nhiều nguồn xoay chiều cùng tần số
nhưng khác pha
• Mạch ba pha: ba nguồn điện xoay chiều cùng tần số,
cùng biên độ, lệch pha với nhau 120o
• Trong số các mạch nhiều pha, mạch ba pha phổ biến &
kinh tế nhất
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
3
Mạch ba pha
•
Ưu điểm:
–
–
–
–
–
–
•
Máy phát rẻ hơn, kích thước gọn hơn
Giá thành truyền tải rẻ hơn
Động cơ ba pha
Điện áp ba pha
Hệ số công suất
Chỉnh lưu
Nội dung
–
–
–
–
–
–
Nguồn ba pha đối xứng
Mạch ba pha đối xứng
Mạch ba pha không đối xứng
Công suất trong mạch ba pha
Phương pháp thành phần đối xứng
Điều hoà bậc cao trong mạch ba pha
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
4
Nguồn ba pha đối xứng (1)
A
uAA’ uBB’ uCC’
C’
B’
t
B
S
C
Stator
A’
Uɺ CC '
uAA’ = Umsinωt
ω
uBB’ = Umsin(ωt – 120o)
120o
uCC’ = Umsin(ωt + 120o)
120o
Uɺ BB '
120o
Uɺ AA '
uAA’ + uBB’ + uCC’ = 0
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
5
Nguồn ba pha đối xứng (2)
A
C’
B’
B
N
S
S
C
Stator
A’
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
6
Nguồn ba pha đối xứng (3)
A
uCA
C’
uAN
uCN
C
B’
iC
A
B
S
uBC
Stator
iN
B’
C
C’
N
iA
A’
uBN
A’
uAB
iB
B
uAN, uBN, u’CN: điện áp pha
uAB, uBC, u’CA: điện áp dây
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
7
Nguồn ba pha đối xứng (4)
iC
C
eCN
eAN
A
iA
uCA
iN
uBC
C’
N
iA
iN
A’
uBN
uAB
iB
iB
B
A
B’
N
eBN
uAN
uCN
C
iC
B
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
8
Nguồn ba pha đối xứng (5)
A
C
B’
C’
B’
S
Stator
iCA
uBC
B
C
B
iBC
A’
A’
iC
uCA
iAB
uAB
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
C’
A
iA
iB
9
Nguồn ba pha đối xứng (6)
C
C
B’
iC
eBC
eCA
B
A
eAB
iA
iB
iCA
uBC
B
iC
iBC
A’
uCA
iAB
uAB
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
C’
A
iA
iB
10
Nguồn ba pha đối xứng (7)
iC
C
eCN
eAN
A
C
iA
iN
N
iC
eBC
eCA
B
A
iA
eBN
iB
eAB
iB
B
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
11
Mạch ba pha
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Nguồn ba pha đối xứng
Mạch ba pha đối xứng
Mạch ba pha không đối xứng
Công suất trong mạch ba pha
Phương pháp thành phần đối xứng
Điều hoà bậc cao trong mạch ba pha
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
12
Mạch ba pha đối xứng
• Đối xứng/cân bằng
• Có nguồn đối xứng & tải đối xứng
• Nguồn đối xứng: cùng tần số, cùng biên độ, lệch pha
120o (máy phát điện ba pha)
• Tải đối xứng: các tải bằng nhau
• Cách mắc nguồn & tải (đối xứng):
–
–
–
–
Y&Y
Y&∆
∆&∆
∆&Y
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
13
Y & Y đối xứng (1)
Uɺ AN = U 0o
Uɺ BN = U
eAN iC
eCN
− 120o
Uɺ CN = U 120
iA
A
C
N
o
c
B
iB
Uɺ AB = Uɺ AN + Uɺ NB = Uɺ AN − Uɺ BN
= U 0 −U
0
ZY
a
ZN
eBN
ZY
n
iN
ZY
b
1
3
o
=
3U
30
− 120 = U 1 + + j
2
2
o
Uɺ BC = 3U
− 90o
Uɺ CA = 3U
− 210
o
U dây = 3U pha
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
14
Y & Y đối xứng (2)
Uɺ AN = U 0o
eCN eAN
o
Uɺ BN = U − 120
Uɺ CN = U 120
iA
iC
C
o
N
Uɺ AB
Uɺ CN
c
A
B
ZY
a
ZN
eBN
ZY
n
iN
ZY
iB
b
Uɺ CA
Uɺ AN
Uɺ BN
Uɺ BC
Uɺ AB = 3U 30o
Uɺ BC = 3U
− 90o
Uɺ CA = 3U
− 210o
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
15
Y & Y đối xứng (3)
eAN iC
eCN
Đặt ϕɺ N = 0
iA
A
C
N
1
1
1
1
+
+
+
ϕɺn =
ZY ZY ZY Z N
Uɺ AN Uɺ BN Uɺ CN
=
+
+
ZY
ZY
ZY
Uɺ AN + Uɺ BN + Uɺ CN = 0
c
B
ZY
a
ZN
eBN
ZY
n
iN
iB
ZY
b
→ ϕɺn = 0 → Uɺ Nn = 0
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
16
Y & Y đối xứng (4)
ϕɺn = 0
iA
eAN iC
eCN
A
C
o
ɺ
U
0
U
→ IɺA = AN =
ZY
ZY
N
B
o
ZY
ZY
a
ZN
eBN
ɺ
ɺ
U
U
ɺI = BN = AN − 120 = Iɺ
B
A
ZY
ZY
c
iB
n
iN
ZY
b
− 120o
o
ɺ
ɺ
U
120
ɺI = U CN = AN
ɺ 120o
=
I
C
A
ZY
ZY
IɺA + IɺB + IɺC = 0
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
17
Y & Y đối xứng (5)
Các bước phân tích mạch
Y&Y đối xứng:
1. Tách riêng một pha (ví dụ
pha A)
2. Tính dịng điện của pha đó
(iA)
3. Suy ra dịng điện của các
pha khác bằng cách cộng
& trừ các góc 120o
iA
eAN iC
eCN
c
A
C
N
B
ZY
a
n
iN
ZN
eBN
ZY
ZY
iB
b
iA
eAN
N
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
ZY
n
18
Y & Y đối xứng (6)
VD
220 0o V
ZY = 30 + j40 Ω; Tính các dịng trong mạch.
C
o
o
220
0
220
0
IɺA =
=
ZY
30 + j 40
o
220 120 V
A
N
− 120o = 4, 4 − 53,130 − 120o
n
ZN
ZY
b
B
220 0o V
IɺA
= 4,4 − 173,13 A
+ 120 o = 4, 4 − 53,13o + 120o
= 4, 4 66,87 o A
ZY
a
o
IɺC = IɺA
ZY
220 − 120o V
= 4, 4 − 53,13o A
IɺB = IɺA
c
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
ZY
n
N
19
Mạch ba pha đối xứng
•
•
•
•
Cách mắc nguồn & tải (đối xứng):
Y&Y
Y&∆
∆&∆
∆&Y
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
20