bg ly thuyet mach 1 04 ba pha2020mk 4164

NGUYỄN CÔNG PHƯƠNG

LÝ THUYẾT MẠCH I
MẠCH BA PHA


Lý thuyết mạch I
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.

Thông số mạch
Phần tử mạch
Mạch một chiều
Mạch xoay chiều
Mạng hai cửa
Mạch ba pha
1.
2.
3.
4.

Giới thiệu
Mạch ba pha đối xứng
Mạch ba pha không đối xứng
Công suất trong mạch ba pha

VII. Khuếch đại thuật toán

https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

2


Giới thiệu (1)
• 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.

https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

3


Giới thiệu (2)
Ưu điểm:
• Máy phát rẻ hơn, gọn hơn,
• Giá thành truyền tải rẻ hơn,
• Động cơ ba pha,
• Điện áp ba pha,
• Hệ số cơng suất,
• Chỉnh lưu,

• ...

https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

4


Giới thiệu (3)
A

uAA’ uBB’ uCC’

C’
B’

t

B

S

C

Stator
A’

Uɺ CC '
120o

Uɺ BB '

uAA’ = Umsinωt

ω

uBB’ = Umsin(ωt – 120o)

120o

Uɺ AA '
120o

uCC’ = Umsin(ωt + 120o)
uAA’ + uBB’ + uCC’ = 0

https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

5


Giới thiệu (4)
A
C’
B’
B

S

N

S

C

Stator
A’

https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

6


Giới thiệu (5)
Eɺ C

A
C’

Eɺ A

N
B’

B

S

C

Eɺ B

Stator

Eɺ A

A’

Eɺ A

Eɺ C

N

Eɺ B
Eɺ C

Eɺ B
https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

7


Lý thuyết mạch I
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.

Thông số mạch
Phần tử mạch
Mạch một chiều
Mạch xoay chiều
Mạng hai cửa
Mạch ba pha
1.
2.
3.
4.

Giới thiệu
Mạch ba pha đối xứng
Mạch ba pha không đối xứng
Công suất trong mạch ba pha

VII. Khuếch đại thuật toán
https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

8


Mạch ba pha đối xứng (1)
• Cịn gọi là mạch ba pha
cân bằng.
• Định nghĩa: mạch ba pha
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.
• Có 4 cách mắc (nguồn/tải):
Y/Y, Y/Δ, Δ/Δ, Δ/Y.
https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

9


Mạch ba pha đối xứng (2)
Eɺ A

Zd

Z1

Eɺ B

Zd

Z2

Eɺ C

Zd

Z3

Zn

Y–Y Y–Δ
Δ–Δ Δ–Y

https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

10


Mạch ba pha đối xứng (3), Y/Y
 Eɺ A = E 0 o

o
 Eɺ B = E − 120
ɺ
o
E
=
E
120
 C

Uɺ ab = E 3 30o

→ Uɺbc = E 3 − 90o
ɺ
o
U
=

E
3
−
210
 ca

Uɺ ab = Eɺ A − Eɺ B = E 3 30

Uɺ bc

o

120

30 o

Eɺ B

Uɺ ab

Eɺ A

Z

Eɺ B

Z n

EɺC

Z

IɺA

Eɺ A a

Z

IɺB

Eɺ B b

Z

IɺC

Eɺ C

Z

N

o

Eɺ C

Uɺ ca

Eɺ A

U dây = 3U pha

N

IɺN

https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

c

Zn

11

n


Mạch ba pha đối xứng (4), Y/Y
ϕɺ N = 0
1 1 1
1 
Eɺ A
→ + + +
+
 ϕɺn =
Z
 Z Z Z ZN 
Eɺ + Eɺ

N

ɺ
B + EC = 0

A

→ ϕɺ n = 0

Eɺ B Eɺ C
+
Z
Z

IɺA

Eɺ A a

Z

IɺB

Eɺ B b

Z

IɺC

EɺC c

Z

IɺN

Eɺ A

Uɺ Nn = 0

Z
ɺ
 Iɺ = E A = E 0o
 A Z
Z

→
ɺ
E
E
B
ɺ
I
=
=
− 120o = IɺA.1 −120o
 B
Z
Z

ɺ
Eɺ C E
=

120o = IɺA .1 120o
 IC =

Z
Z

IɺA

n

Zn

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.

https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

12


Mạch ba pha đối xứng (3), Y/Y
VD1
Eɺ A = 220 V; Eɺ B = 220 − 120o V;
EɺC = 220 120o V; Z = 30 + j 40 Ω.
o
o
220
0
220
0
IɺA =
=
Z
30 + j 40

= 4, 4 − 53,13o A

N

IɺA

Eɺ A a

Z

IɺB

Eɺ B b

Z

IɺC

EɺC c

Z

IɺN

IɺB = IɺA .1 − 120o = 4, 4 − 53,130 − 120 o
= 4, 4 − 173,13 A
o

Zn
IɺA

Eɺ A

Z

IɺC = IɺA .1 + 120o = 4, 4 − 53,13o + 120 o = 4, 4 66,87 o A
IɺN = −( IɺA + IɺB + IɺC ) = 0
https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

13

n

Lý thuyết mạch I
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.

Thông số mạch
Phần tử mạch
Mạch một chiều
Mạch xoay chiều
Mạng hai cửa
Mạch ba pha
1.
2.
3.
4.

Giới thiệu
Mạch ba pha đối xứng Y/Y, Y/Δ, Δ/Δ, Δ/Y
Mạch ba pha không đối xứng
Công suất trong mạch ba pha

VII. Khuếch đại thuật toán
https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

14

Mạch ba pha đối xứng (4), Y/Δ
 Eɺ A = E 0o
 ZIɺab = Eɺ A − Eɺ B

 ɺ
o
ɺ
 EB = E − 120 →  ZIbc = Eɺ B − EɺC
 ɺ
ɺ
ɺ − Eɺ
o
ZI
=
E
E
=
E
120
ca
C
A

 C
 Iɺab = ( Eɺ A − Eɺ B ) / Z

→  Iɺbc = ( Eɺ B − EɺC ) / Z = Iɺab .1 − 120 o
ɺ

o
ɺ
ɺ
ɺ
I
=
(
E
−
E
)
/
Z
=
I
.1
120
 ca
C
A
ab
a : Iɺ = Iɺ − Iɺ = Iɺ 3 − 30o
A

ab

ca

Eɺ A

IɺA
N

Iɺab

IɺB

 IɺA = Iɺab 3 − 30 o

→  IɺB = Iɺab 3.1 − 150o
ɺ
o
ɺ
I
=
I
3.1
90
 C
ab

Z
Z
Z Iɺ
ca

Eɺ B b

EɺC

IɺC

ab

a

Iɺbc

c

Iɺca

IɺA
IɺC

120

Iɺab

o

30 o

IɺB

Iɺbc
https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

15

Mạch ba pha đối xứng (5), Y/Δ
VD2

IɺA

Eɺ A = 220 15o V; Eɺ B = 220 − 105o V;
EɺC = 220 135o V; Z = 30 + j 40 Ω.

ɺ − Eɺ
E
B
Iɺab = A
= 7,62 − 8,1o A
Z

N

IɺB
IɺC

Eɺ A

a

Iɺab

Eɺ B b

EɺC

Iɺbc

Z
Z
Z Iɺ
ca
c

Iɺbc = 7, 62 − 8,1o − 120o = 7,62 − 128,1o A
Iɺca = 7, 62 − 8,1o + 120o = 7, 62 111, 9o A
Iɺ A = Iɺab 3
IɺB = IɺA

− 30o = 7,62 − 8,1o . 3

− 30o = 13,20 − 38,1o A

− 120 o = 13, 20 − 38,1o − 120o = 13,20 − 158,1o A

IɺC = IɺA 120o = 13,20 − 38,1o + 120o = 13, 20 81,9o A
https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

16


Lý thuyết mạch I
I.
II.
III.

IV.
V.
VI.

Thông số mạch
Phần tử mạch
Mạch một chiều
Mạch xoay chiều
Mạng hai cửa
Mạch ba pha
1.
2.
3.
4.

Giới thiệu
Mạch ba pha đối xứng Y/Y, Y/Δ, Δ/Δ, Δ/Y
Mạch ba pha không đối xứng
Công suất trong mạch ba pha

VII. Khuếch đại thuật toán
https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

17


Mạch ba pha đối xứng (6), Δ/Δ
ɺ
Eɺ A
 I ab =

Z

Eɺ B
ɺ
 I bc =
Z

ɺ
EɺC
 I ca =
Z

 IɺA = Iɺab .

 IɺB = Iɺab .
ɺ
ɺ
 I C = I ab .

Eɺ A

IɺA

a

Iɺab

Z
Z
Z Iɺ

ca

IɺB b

= Iɺab .1 − 120o

Iɺbc
ɺ
EB

Eɺ C

c

IɺC
o
ɺ
= I ab .1 120

3

− 30

3

− 150

3 90

Iɺca

IɺA

o

IɺC
o

o

https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

120

Iɺab

o

30 o

IɺB

Iɺbc
18


Lý thuyết mạch I
I.
II.
III.

IV.
V.
VI.

Thông số mạch
Phần tử mạch
Mạch một chiều
Mạch xoay chiều
Mạng hai cửa
Mạch ba pha
1.
2.
3.
4.

Giới thiệu
Mạch ba pha đối xứng Y/Y, Y/Δ, Δ/Δ, Δ/Y
Mạch ba pha không đối xứng
Công suất trong mạch ba pha

VII. Khuếch đại thuật toán
https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

19


Mạch ba pha đối xứng (6), Δ/Y
 IɺA + IɺB + IɺC = 0
 ɺ
 ZI A − ZIɺB = Eɺ A

 ɺ
ɺ = Eɺ
ZI
−
ZI
C
B
 B
E
ɺ
I A =
Z 3

E
ɺ
→ IB =
Z 3

ɺ
E
 IC =
Z 3


IɺA

Z
Eɺ A

Eɺ C

Eɺ B

IɺB

Z
Z

IɺC

− 30o
− 150o
90o
https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

20


Mạch ba pha đối xứng
• Là mạch có nguồn đối xứng và tải đối
xứng.
• Có 4 cách mắc: Y/Y, Y/Δ, Δ/Δ, Δ/Y.
• Có hai cách giải mạch ba pha đối xứng:
1. Tính thơng số của một pha, suy ra các
thơng số của 2 pha còn lại bằng cách
cộng thêm các góc ±120o, hoặc
2. Coi như một mạch điện bình thường &
tính tốn bằng các phương pháp đã học.
https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

21


Lý thuyết mạch I
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.

Thông số mạch
Phần tử mạch
Mạch một chiều
Mạch xoay chiều
Mạng hai cửa
Mạch ba pha
1.
2.
3.
4.

Giới thiệu
Mạch ba pha đối xứng
Mạch ba pha không đối xứng
Công suất trong mạch ba pha

VII. Khuếch đại thuật toán
https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

22


Mạch ba pha khơng đối xứng (1)
• Mạch ba pha đối xứng: mạch có nguồn
đối xứng và tải đối xứng.
• Mạch ba pha khơng đối xứng: mạch có
nguồn khơng đối xứng và/hoặc tải
khơng đối xứng.
• Có 4 cách mắc: Y/Y, Y/Δ, Δ/Δ, Δ/Y.
• Cách giải mạch ba pha khơng đối xứng:
coi như một mạch điện thơng thường có
nhiều nguồn xoay chiều cùng tần số.
https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

23


Mạch ba pha không đối xứng (2)
VD1
Z A = 20 Ω; Z B = j10 Ω; Z C = − j10 Ω; Eɺ A = 220 V;
Eɺ B = 220 − 120o V; EɺC = 220 120o V; Z n = 1 + j 2 Ω.

IɺA

Eɺ A a

ZA

IɺB

Eɺ B b

ZB

EɺC c

ZC

Eɺ A / Z A + Eɺ B / Z B + Eɺ C / ZC N
ϕɺ N = 0 → ϕɺ n =
ɺ
I
C
1 / Z A + 1/ Z B + 1 / Z C + 1 / Z n
= 57, 46 − 122o V

IɺN

Zn

o
o
ɺ − ϕɺ
220
0
−
57,
46
−

122
E
n
→ IɺA = A
=
= 12, 76 11o A
ZA
20
o
o
ɺ − ϕɺ
220
−
120
−
57,46
−
122
E
n
=
= 16, 26 150, 7 o A
IɺB = B
ZB
j10
o
o
ɺ − ϕɺ
220
120

−
57,
46
−
122
E
n
IɺC = C
=
= 25, 21 − 161, 6o A
ZC
− j10
IɺN = IɺA + IɺB + IɺC = 25, 70 174, 6o A
https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

24

n


Mạch ba pha không đối xứng (3)
VD2
Z A = 20 Ω; Z B = j10 Ω; Z C = − j5 Ω; Eɺ A = 220 V;
Eɺ B = 220 − 120o V; Eɺ C = 220 120o V.

Z A Iɺx + Z B ( Iɺx − Iɺv ) = Eɺ A − Eɺ B
Z B ( Iɺv − Iɺx ) + ZC Iɺv = Eɺ B − Eɺ C

N

IɺA

Eɺ A a

ZA

IɺB

Eɺ B b

ZB

IɺC

EɺC c

ZC

 Iɺx = 24, 63 − j16, 26 A
→
 Iɺv = −26, 95 − j 32,53 A

 IɺA = Iɺx = 24, 63 − j16, 26 A
ɺ
→  I B = Iɺv − Iɺx = −51,58 − j16, 26 A
ɺ
ɺ = 26,95 + j 32,53 A
I
=
−

I
v
 C
https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home

25

n