giáo án điện tử công nghệ: cấu tạo động cơ ba pha pdf

Chơng I : mạch điện ba pha
I- dòng điện xoay chiều


Cho một khung dây quay trong từ trờng :
N
S

* Hai cạnh dài cuả khung dây cắt
qua đờng sức của từ trờng nên
cảm ứng SĐĐ E = 2BLVsin
* Nếu khung có n vòng dây , SĐĐ cảm
ứng là : e = n.2.B.L.V.sin
* Đặt Em = n .B.L.V.
e = Em . sin = Em . sin
t
Trong đó là vận tốc góc ; t là khoảng thời gian quay
Cách tạo ra dòng điện
xoay chiều 1 pha


Cho một nam châm quay đều để từ thông của nó biến
thiên qua một cuộn dây :
Trong cuộn dây suất hiện
một S Đ Đ xoay chiều hình
sin , Khi nối hai đầu cuộn
dây với phụ tải R , thì hai
đầu của tải sẽ có một điện
áp xoay chiều U= Um.sin
hay U= Um. sin t

U là
là
t là
Um là
Dòng điện qua tải cũng biến thiên tuần hoàn theo hàm số
hình sin và có trị số cực đại là Im
S
N
R


Từ biểu thức U= Um.sin , có thể vẽ đồ thị của điện áp U
nh sau :
T
U
t
O


= t = 2.t

T gọi là chu kỳ (tính
bằng giây )

là số chu kỳ thực hiện
đợc trong 1 giây gọi là
tần số (tính bằng Hz )
Các trị số hiệu dụng đợc đo bằng đồng hồ đo điện và chúng
đợc xấc định bằng các công thức :

2
m
I
I
=
2
m
U
U
=
2
m
E
E
=


!"#
~
u
i
R
u , i
t
O
Định luật ôm đợc viết :
R
U
I
=

Dòng điện i trong mạch trùng pha với điện áp u.

Điện năng biến đổi thành nhiệt năng , công suất của điện trở
tiêu thụ là: P = R I
2

* Tõ c«ng thøc P = U.I .V× U , I ®ång pha ⇒P > 0
$ %&'(&)*+,-
+
u , i
t
O
P
Π 2Π
3Π

. /!0#
~
u
l
i
t
U
O
I
P
2

2

Cuộn dây điện cảm (cuộn cảm) trong mạch xoay chiều có cảm
kháng X
L
. Cảm kháng tỉ lệ với tần số dòng điện và điện cảm của
cuộn dây
X
L
=2 L
L đo bằng H (hen ri )
X
L
đo bằng (ôm)
Đối với đoạn mạch thuần điện cảm định luật Ôm đợc viết:
L
X
U
I
=
;
Nêu nhận xét về pha của dòng điện và điện áp ?
Nêu nhận xét về công suất tiêu thụ P trong mạch?
U
I
O


. +!1#
Tụ điện trong mạch xoay chiều có dung kháng ký hiệu là X

c
.
Dung kháng tỉ lệ với tần số dòng điện và điện dung của tụ.

C đo bằng F(fa ra)
X
c
đo bằng (ôm)
Đối với đoạn mạch thuần điện cảm định luật Ôm đợc viết :
fc
C
X

=
2
1
;
Nêu nhận xét về pha của dòng điện và điện áp ?
~
u
c
i
C
X
U
I
=
Nêu nhận xét về công suất tiêu thụ P trong mạch?
U
O

I
P
2

2


t
U
I
O


Ví dụ2 : tìm dung kháng của điện có C =1àF khi tần số dòng điện
là 50Hz .
Giải Tính dung kháng theo công thức :
fc
C
X

=
2
1
C =1àF =10
6
F
==

3
6

10.18,3
10.50.14.3.2
1
C
X
Vídụ 1: tìm cảm kháng của cuộn dây có điện cảm L= 1mH.tần số
dòng điện là 50Hz .
Giải Tính cảm kháng theo công thức : X
L
=2 L
L =1mH=10
-3
H
X
L
= 2.3,14.50.10
-3
= 0.31

d, Đoạn mạch có R-L-C ghép nối tiếp (h. 1.6)
~
u
l
i
C
R
Tổng trở của mạch R,L,C nối tiếp đợc tính
bằng công thức:
2222
)( XRXXRZ

CL
+=+=
X=X
L
-X
C
gọi là cảm kháng
Z,X đo bằng
* Khi X
L
>X
C
mạch có tính điện cảm, I chậm
pha hơn u
* Khi X
L
<X
C
mạch có tính điện dung, I nhanh
pha hơn u
* Goc lệch pha giữa i và u đợc xác định
bởi công thức :
Z
R
=

cos
Z
R
X

~
u
l
i
C
R
Định luật ôm cho đoạn mạch R,L,C nối tiếp đợc viết :
Z
U
I
=
Ví dụ 3: mắc nối tiếp điện trở R=110 ,
cuộn dây có điện cảm L=0,318 H và tụ
C=31,8 àF vào nguồn điện U=220V và tần
số f= 50 Hz
Xác định tổng trở và dòng điện trong mạch .
2/ Sơ đò mạch điện vẽ trên hình 1.6
Cảm kháng : X
L
=2f L = 100
Dung kháng :
fc
C
X

=
2
1

= 100
Tổng trở đợc tính bằng công thức:
2222
)( XRXXRZ
CL
+=+=
= 110
Dòng điện trong mạch tính theo định luật ôm
A
Z
U
I 2
110
220
===

II .dòng điện ba pha

Để tạo ra dòng điện ba pha, ta dùng máy phát
điện ba pha gồm ba cuộn dây AX , BY, CZ . Mỗi
cuộn là một pha.
3-4'%56.6
* Khi nam châm quay đều, trong
mỗi cuộn dây xuất hiện một s.đ.đ
xoay chiều một pha. S.đ.đ trong
các cuộn dây. Bằng nhau về biên
độ và tần số, nhng lệch pha vơí
nhau 120
0
(1/3 chu kỳ).

* Mỗi S.đ.đ đó sinh ra trên mỗi
tải dòng điện một pha bằng nhau
về tần số , lệch nhau 120
0
gọi là
dòng điện ba pha .
* Mạch điện ba pha gồm : pha A,
pha B, pha C.
N
s
789
A
B
C

:;8)<=
a. Nối hình sao :
* Nối hình sao là cách nối chụm 3 điểm cuối của ba pha (X,Y,Z)
để tạo thành một điểm trung tính (O) ;
* Các đầu A,B,C của 3 pha nối với các dây dẫn điện đến nơi tiêu
thụ gọi là các dây pha (dây nóng ) , dây nôi từ điểm trung tính
đến nơi tiêu thụ gọi là dây trung tính (dây nguội)
U
d
U
p
I
d
I
o

I
p
A
B
C
O
Hộp đấu dây
78>3-4*8)
I
d
: .
?2/@
U
d
: .
U
p
: .
I
o
: .
I
p
: .

U
A
U
B
U

C
A" A"

U
t
O
O
U
A
U
B
U
C
1
2
0
0
1
2
0
0
120
0
?BCD<=4E6.6
F
G
HF

)
ω


)
3
2
sin(.
∏
−=
tUU
mB
ω
)
3
4
sin(.
∏
−=
tUU
mC
ω
2/4<I-
.4E8)

* Mối qua hệ giữa các đại lợng U
d
, U
p
, I
d
, I
p

:
U
d
O
U
A
U
B
U
C
1
2
0
0
1
2
0
0
120
0
U
C
Giải thích :
Kết luận :
J
+
HJ
6
pd
UU .3

=
K@+( : Một nhà máy phát điện ba pha nối
hình sao có diện áp pha 127V. Tải là bóng
đèn 127V và bàn là 220V . Hỏi phải dùng
điện áp của máy phát nh thế nào cho hợp lí
?
Trả lời : U
p
=127V ;
pd
UU .3
=
V220127.3
==
Vậy bóng đèn dùng U
p
(nối giữa dây trung tính và dây pha) ;
bàn là dùng U
d
( nối vào hai dây pha)

.:;
*Cách nối điểm đầu của pha này với điểm cuối của pha kia .
78L3-46(/;
* Giải Thích các đại lợng : U
d
, U
p
, I
d

, I
p
: .
O
I
A
I
B
I
C
1
2
0
0
1
2
0
0
120
0
I
C
I
d
* Mối quan hệ giữa các đại l
ợng U
d
, U
p
, I

d
, I
p
:
Kết luận :
I
d
B
U
d
U
p
I
p
A
C
X
Y
Z
U
d
= U
p
pd
II .3
=

Căn cứ vào điện áp tải và của nguồn để ngời ta nối tải thành
hình tam giác hoặc hình sao cho phù hợp :
U

d
U
p
I
d
I
o
I
p
A
B
C
O
O

U
d
U
p
I
d
I
o
I
p
A
B
C
O

III. công suất của mạch xoay chiều
1. Công suất của mạch xoay chiều một pha.

R
I
U
R
=
cl
cl
ZZ
I
UU
=

U
/

I

=

Z
( Tam giác tổng trở)

U
.

I

=

S
( Tam giác công suất)
U
R
. I = P
(U
l .
-

U
I
).I =
Q

Công suất biểu kiến : S = U . I ( giải thích đơn vị là V.A)

Công suất tác dụng P : P = U . I .cos ( giải thích đơn vị là w)

Công suất phản kháng Q : Q = U . I .sin ( giải thích đơn vị là VAR)
1. Công suất của mạch xoay chiều ba pha.
Khi tải 3 pha đối xứng :
S = 3 U
p
. I
p
=
3
Ud

.Id
P = 3 U
p
. I
p
cos =
3
Ud

.Id cos
Q = 3 U
p
. I
p
sin = Ud

.Id sin
3

Ví dụ : Ba cuộn dây giống nhau có R = 8 ; X
l
= 6 nối hình tam
giác đặt vào mạng ba pha đối xứng có Ud=220v . Tính công suất
tác dụng và công suất biểu kiến .
Giẩi : -Tải nối tam giác nên ta có : Up

= U
d
= 220v

Tổng trở của tải
2222
)( XRXXRZ
CL
+=+=
= 10
Cos = R/ Z = 8 / 10 = 0,8
Tính dòng điện : I
p
=U
p
/ Z = 220 / 10 = 22 A
A.I.I
pd
382233
===
Tính công suất :
- Công suất tác dụng :
P = U
d
. I
d
cos =
3
220 . 38. 0, 8=11550 w = 11,55 kw
3
- Công suất biểu kiến :
S = 3 U
p
. I

p
=
3
Ud

.Id = 220. 38 . = 14400 VA = 14,4 KVA
3

S
N
R
ω