Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm : MÁY ĐIỆN part 3 pot

7


67%
A
B
C
33%
33%
A
B
C
100%
100%
100%
100%
A
C
B
100%
100%
100%
a
b
c
100%
100%
A
C
o

B





















] R R ^
67%
A
B
C
T
33%
33%

67%
33%
33%
a
c
100%
100%
a
c
b
100%
o
a
100%
b
c
100%
100%
100%
100%
a
b
c
Hỗnh 5.5 Sổỷ phỏn bọỳ doỡng õióỷn giổợa caùc pha khi ngừn maỷch
1
Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa
Khoa Âiãûn - Nhọm Chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp
Giạo trçnh MẠY ÂIÃÛN 1
Biãn soản: Bi Táún Låüi

Chỉång 6 QUẠ TRÇNH QUẠ ÂÄÜ TRONG M.B.A

6.1. KHẠI NIÃÛM CHUNG
Quạ trçnh quạ âäü trong mba l quạ trçnh mba chuøn tỉì chãú âäü xạc láûp náưy
sang chãú âäü xạc láûp khạc khi cọ sỉû thay âäøi mäüt trong cạc âải lỉåüng xạc âënh chãú
âäü lm viãûc ca mba nhỉ : táưn säú, âiãûn ạp, phủ ti
Theo úu täú dng âiãûn ngỉåìi ta phán ra : quạ dng âiãûn v quạ âiãûn ạp.
6.2. QỤA DNG ÂIÃÛN
Xẹt quạ dng âiãûn xy ra trong hai trỉåìng håüp :
1. Âọng mba vo lỉåïi khi khäng ti.
2. Ngàõn mảch âäüt nhiãn.
6.2.1. Âọng mba vo lỉåïi khi khäng ti.
Ta tháúy :
• Lục lm viãûc bçnh thỉåìng dng âiãûn khäng ti : I
0
≤ 10 % I
âm
.
• Lục âọng mba vo lỉåïi âiãûn : I
0
>> I
âm
. Vç sao ?.
Gi thỉí âiãûn ạp âàût vo dáy qún så cáúp (hçnh 6.1) lục âọng K l:
u
1
= U
1m

sin(ωt + Ψ
0
).
Ψ
0
: l gọc pha ca âiãûn ạp lục âọng mba vo lỉåïi.
Phỉång trçnh cán bàòng âiãûn ạp ca dáy qún så l:
u
1
= U
1m
sin(ωt + Ψ
0
) =
d
t
d
Wir
101
φ
+
. (6.1)
Ta tháúy quan hãû φ = f(i
0
) l quan hãû phi
tuún. Âãø tênh toạn âån gin, ta gi thiãút φ tè
lãû våïi i
0
, nghéa l :
1

1
0
L
W
i
φ
=
.
Hçnh 6.1 Så âäư âọng mba
vo lỉåïi âiãûn lục khäng ti
K
u
1
φ

W
1
W
2
Våïi L
1
: hãû säú tỉû cm ca dáy qún så.
Viãút lải phỉång trçnh (6.1), ta cọ:

dt
d
L
r
)tsin(
W

U
m
φ
+φ=Ψ+ω
1
1
0
1
1
.
2
Giaới phổồng trỗnh trón, ta coù nghióỷm laỡ:
=

+

.
Thaỡnh phỏửn xaùc lỏỷp cuớa tổỡ thọng:


=
m
sin(t +
0
-
2

).
= -
m

cos(t +
0
).
Vồùi :
2
1
2
11
11
)L(rW
UL
m
m
+
=
.
Thaỡnh phỏửn tổỡ thọng tổỷ do:

t
L
r
''
Ce
1
1

= .
Xaùc õởnh hũng sọỳ C vồùi õióửu kióỷn t = 0 trong loợi theùp coù tổỡ thọng dổ
dổ
, nón:

t=0
= (

+ )
t=0
= -
m
cos
0
+ C =
dổ
.
C =
m
cos
0

dổ
.
Vỏỷy : = (
m
cos
0

dổ
)
t
L
r

e
1
1

.
Ta coù, sau khi giaới phổồng trỗnh :
= -
m
cos(t +
0
) + (
m
cos
0

dổ
)
t
L
r
e
1
1

.
Tổỡ phổồng trỗnh trón ta thỏỳy :
1.
ióửu kióỷn thuỏỷn lồỹi nhỏỳt khi õoùng mba vaỡo lổồùi õióỷn laỡ :

0

=
2

tổùc õióỷn aùp u
1
= U
1m
vaỡ tổỡ thọng
dổ
= 0, luùc õoù:
= -
m
cos(t +
0
) =
m
sint .
tổùc laỡ xaùc lỏỷp ngay khi õoùng mba vaỡo lổồùi, khọng xaớy ra quaù trỗnh quaù õọỹ.
2.
ióửu kióỷn bỏỳt lồỹi nhỏỳt khi õoùng mba vaỡo lổồùi õióỷn laỡ :

0
= 0 tổùc õióỷn aùp u
1
= 0 vaỡ tổỡ thọng
dổ
> 0, luùc õoù:
= -
m
cost + (

m
+
dổ
)
t
L
r
e
1
1

.

max


t



dổ



Hỗnh 6.2 Sổỷ bióỳn thión tổỡ thọng
(t) luùc doùng maỷch bỏỳt lồỹi nhỏỳt

0
Khi t = thỗ =
max

vỗ r << L
1
.
Nón :
t
L
r
e
1
1

= 1
1
1




L
r
e .
Tổỡ thọng luùc nỏửy :

max
2
m
+
dổ

Vỏỷy, tổỡ thọng

max
> 2
m
luùc laỡm
vióỷc bỗnh thổồỡng, nón luùc nỏửy loợi theùp
m.b.a rỏỳt baớo hoỡa vaỡ doỡng tổỡ hoùa I
0

trong quaù trỗnh quaù õọỹ seợ rỏỳt lồùn, cồợ
100 lỏửn doỡng I
0

3
VÊ DỦ 1 :
Lục bçnh thỉåìng : I
0
= 5%I
âm
.
Lục qtrçnh qụa âäü : I
0
= 5I
âm
. Mba bë càõt khi lỉåïi khi âọng khäng ti.
6.2.2. Quạ dng âiãûn khi ngàõn mảch
ÅÍ âáy chè xẹt qụa trçnh qụa âäü tỉì lục bàõt âáưu xy ra ngàõn mảch âãún khi thnh
láûp chãú âäü ngàõn mảch xạc láûp.
Tênh dng âiãûn I
n
åí qụa trçnh qụa âäü.

x
n
r
n
u
1
u
1
i
n
Hçnh 6.3 Så âäư lục mba bë n
g
àõn mảch

Våïi r
n
= r
1
+ r’
2
x
n
= x
1
+ x’
2
= ωL
n

Viãút phỉång trçnh cán bàòng âiãûn ạp :
u
1
= U
1m
sin(ωt + Ψ
n
) =
dt
di
Lir
n
nnn
+
.
Trong âọ Ψ
n
: l gọc pha ca âiãûn ạp lục mba xy ra ngàõn mảch.
Gii phỉång trçnh trãn våïi âiãưu kiãûn ban âáưu t = 0 thç i
n
= 0, ta âỉåüc :
i
n
= i’ + i’’
=
t
L

r
nnnn
n
n
ecosI)tcos(I
−
Ψ+Ψ+ω− 22
våïi :
22
1
)L(r
U
I
nn
n
ω+
=
.
Ngàõn mảch xy ra báút låüi nháút khi Ψ
n
= 0, våïi r
n
<< ωL
n
.

t
L
r
nnn

n
n
eItcosIi
−
+ω−= 22
Dng âảt giạ trë cỉûc âải khi ωt = π, lục âọ :

xgn
L
r
nxg
KI)e(Ii
n
n
212 =+=
ω
π
−

Trong âọ, K
xg
phủ thüc vo dung lỉåüng mba, mba cng låïn thç K
xg
cng låïn.
Thỉåìng K
xg
= 1.2 ÷ 1.8.
VÊ DỦ 2
:
Mba cäng sút 1000kVA, u

n
% = 6.5, u
nr
% = 1.5, u
nx
% = 6.32.
K
xg
= 1 +
nx
nr
n
n
u
u
L
r
ee
π
−
ω
π
−
+= 1 = 1.475
Dng âiãûn xung bàòng :

7224751
100
22
%u

KIi
n
xgnxg
===
nghéa l i
xg
= 22.7I
âm
.
4
• Hải mba :
1. Dáy qún nọng v bë chạy cạch âiãûn.
2. Gáy lỉûc cå hc phạ kãút cáúu dáy qún.
• Bo vãû :
1. Dng relais tạc âäüng nhanh càõt chäù sỉû cäú ra khi mba.
2. Mba bë nm cạc vng dáy bãn trong, ngỉåìi ta thỉåìng dng relais håi,
relais so lãûch âãø bo vãû càõt mba ra khi lỉåïi.
6.3. QUẠ ÂIÃÛN ẠP TRONG M.B.A
6.3.1. Ngun nhán gáy quạ âiãûn ạp :










MBA

U
m
U
m
U
m0
0.5U
m
1.2

50

t (μs)
U

Pâ
Khi mba lm viãûc trong lỉåïi âiãûn thỉåìng chëu nhỉỵng âiãûn ạp xung kêch, cn
goi l quạ âiãûn ạp, cọ trë säú gáúp nhiãưu láưn trë säú âiãûn ạp âënh mỉïc.
Ngun nhán gáy quạ âiãûn ạp :
1. Thao tạc âọng càõt âỉåìng dáy hồûc cạc mạy âiãûn.
2. Ngàõn mảch chảm âáút km theo häư quang.
3. Sẹt âạnh vo âỉåìng dáy ti âiãûn trãn khäng v sọng sẹt truưn âãún mba.
Âáy l sọng nguy hiãøm nháút âäúi våïi mba, vç cọ trë säú hng triãûu vän.Tỉì
sọng quạ âiãûn ạp, ta tháúy :
a. Tỉì nåi xút hiãûn lan truưn vãư hai phêa våïi täúc âäü gáưn bàòng C.
b. Dảng xung khäng chu k våïi âáưu sọng ráút däúc, cn âi bàòng phàóng
hån.
c. Thåìi gian tàng tỉì 0 ÷ U
m
khong μs (hçnh 6.1).

Âãø gim biãn âäü U
m0
ca sọng quạ âiãûn ạp ta dng bäü chäúng sẹt phọng âiãûn P
(hçnh 6.2), âãø dáùn âiãûn têch ca sọng xung kêch xúng âáút. Ta tháúy U
m0
l biãn âäü
trỉåïc chäúng sẹt ráút låïn. Sau tạc âäüng ca bäü chäúng sẹt, âiãûn ạp ca sọng xung kêch
gim âi nhiãưu U
m
. Biãn âäü sau bäü chäúng sẹt U
m
nh hån trë säú thỉí âäü bãưìn cạch âiãûn
ca mba.
Hçnh 6.4 Sọn
g
quạ âiãûn ạp Hçnh 6.5 Sọn
g
quạ âiãûn ạp trỉåïc v sau chäún
g
sẹt
5
6.3.2. Maỷch õióỷn thay thóỳ vaỡ phổồng trỗnh vi phỏn
Tỏửn sọỳ soùng quaù õióỷn aùp (xung kờch) laỡ :

Hz.,
.,.
tT
f
dx
x

x
5
6
10082
10214
1
4
11
2
====


=


Thaỡnh lỏỷp sồ õọử thay thóỳ :
Goỹi : C
d
laỡ õióỷn dung giổợa caùc phỏửn tổớ cuớa dỏy quỏỳn vồùi nhau.
C
q
laỡ õióỷn dung giổợa caùc phỏửn tổớ cuớa dỏy quỏỳn vồùi õỏỳt.
Khi quaù õióỷn aùp dung khaùng x
c
<< r, x
L
nón boớ qua r, x
L
vỗ f
x

rỏỳt lồùn.










Hỗnh 6.6 Sồ õọử thay thóỳ cuớa
dỏy quỏỳn mba khi coù quaù
õióỷn aùp

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
x
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
x
C
q

C
d
r
,
x
l
A

X

Ta thỏỳy õióỷn dung coù thọng sọỳ raợi gọửm n voỡng dỏy:
ióỷn dung doỹc toaỡn phỏửn :
n
C
C/
C
'
d
d
d
==

1
1
.
ióỷn dung ngang toaỡn phỏửn :
'
q
'
qq
nCCC ==


Khi lỏỳy õọỹ daỡi cuớa dq laỡ mọỹt õồn vở, õọỳi vồùi mọỹt nguyón tọỳ nhoớ cuớa dq coù õọỹ
daỡi dx coù thóứ tỗm õổồỹc õióỷn dung ngang C
q
dx vaỡ tham sọỳ vi phỏn ngang Kdx, trong
õoù K=1/C

d
.
ọỳi vồùi õióỷn tờch ngang ồớ nguyón tọỳ Kdx :
Kdx
du
Q
x
x
=
(6.1)
ióỷn aùp trón õióỷn dung :
dxC
dQ
u
q
x
x
= (6.2)
Thay (6.1) vaỡo (6.2), ta coù :
0
2
2
=
x
d
q
x
u
C
C

dx
ud

Giaới pt trón ta õổồỹc nghióỷm daỷng:
xx
x
eDeDu

+=
21
vồùi laỡ nghióỷm cuớa pt õỷc trổng :
d
q
d
q
C
C
C
C
== 0
2
.
Duỡng õióửu kióỷn bión vồùi dỏy quỏỳn nọỳi õỏỳt :
X
A

C
d
C
q

6
1. khi x =1
m
xx
x
UeDeDu =+=

21
2. khi x = 0 0
21
=+=
xx
x
eDeDu
Ta tỗm õổồỹc :


=
sh
xsh
Uu
mx
(6.3)
Trổồỡng hồỹp dỏy quỏỳn khọng nọỳi õỏỳt, ta cuợng coù :


=
ch
xch

Uu
mx
. (6.4)
6.3.3. Sổỷ phỏn bọỳ õióỷn aùp ban õỏửu doỹc dỏy quỏỳn:
Veợ caùc quan hóỷ (6.3) vaỡ (6.4), ta õổồỹc sổỷ phỏn bọỳ õióỷn aùp ban õỏửu :












Hỗnh 6.6 Sổỷ phỏn bọỳ õióỷn aùp ban õỏửu doỹc dỏy quỏỳn.

a/. Khi nọỳi õỏỳt. b/. Khi khọng nọỳi õỏỳt.

=5
=10
U
m
1

1

.4

.2

.2

.4

.6

.6

.8




Ta thỏỳy :
= 0 sổỷ phỏn bọỳ õióỷn aùp ban õỏửu doỹc theo dỏy quỏỳn õóửu : u
x
= xU
m
.
caỡng lồùn sổỷ phỏn bọỳ õióỷn aùp ban õỏửu doỹc theo dỏy quỏỳn khọng õóửu, maỡ
tỏỷp trung chuớ yóỳu vaỡo õỏửu dỏy quỏỳn.
> 5 sổỷ phỏn bọỳ õióỷn aùp khọng phuỷ thuọỹc vaỡo sổỷ nọỳi õỏỳt hay khọng.
Vỗ rũng giaớn õọử thay thóỳ mba gọửm r, L, C hỗnh thaỡnh, nón mọỹt loaỷt nhổợng
maỷch voỡng dao õọỹng vaỡ qtqõ tổỡ õióỷn aùp ban õỏửu õóỳn õióỷn aùp cuọỳi cuỡng ồớ mọựi õióứm
cuớa dỏy quỏỳn õóửu mang õỷc tờnh dao õọỹng. Do tọứn hao trón õióỷn trồớ caùc dao õọng
seợ từt dỏửn. Bión õọỹ dao õọỹng vaỡ quaù õióỷn aùp xuỏỳt hióỷn khi õoù tng lón vồùi sổỷ tng
vóử õọỹ khaùc nhau giổợa phỏn bọỳ õióỷn aùp õỏửu vaỡ cuọỳi.

óứ giaớm nguy hióứm do dao õọỹng õoù cỏửn giaớm õóỳn mổùc coù thóứ. Giaớm seợ
tng kờch thổồùc mba nhổ vỏỷy seợ tng giaù thaỡnh, nghộa laỡ khọng thổỷc hióỷn õổồỹc.
.8

0
A

X

(a)

=0
U
m
=1
=0
=5
=10
1
1

.2

.8

.6

.2

.4

.8

.6

.4

0

X
A


(b)

7
Baớo vóỷ mba khoới quaù õióỷn aùp :
1. Tng cổồỡng caùch õióỷn ồớ õỏửu vaỡ cuọỳi dỏy quỏỳn.
2. Taỷo ra õióỷn dung maỡn chừn tộnh õióỷn, dổồùi daỷng nhổợng voỡng kim loaỷi hồớ
coù boỹc caùch õióỷn.


] R R ^


1
Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa
Khoa Âiãûn - Nhọm Chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp
Giạo trçnh MẠY ÂIÃÛN 1
Biãn soản: Bi Táún Låüi

Chỉång 7
MẠY BIÃÚN ẠP ÂÀÛC BIÃÛT

7.1. MBA BA DÁY QÚN
Mba ba dáy qún l mba cọ mäüt dáy qún så v hai dáy qún thỉï, dng âãø cung
cáúp âiãûn cho cạc lỉåïi âiãûn cọ âiãûn ạp khạc nhau, ỉïng våïi cạc tè säú biãún âäøi :

2
1
2
1
12
W
W
U
U
k ==
;
3
1
3
1
13
W
W
U
U

k ==
(7.1)


3

1

2

2

1 3
2
U
&

1
U
&

3
U
&
2
I
&
1
I
&

3
I
&
Hçnh 7.1 Mba ba dá
y

q
ún
T






Ỉu âiãøm ca mba ba dáy qún so våïi mba hai dáy qún :
1. Giạ thnh sn xút r hån mba hai dáy qún.
2. Màût bàòng chiãúm chäù bẹ hån.
3. Liãn tủc truưn ti nàng lỉåüng tỉì dáy qún så sang hai dáy qún thỉï hồûc
truưn tỉì dáy qún thỉï náưy sang dáy qún thỉï khạc.
4. Täøn tháút nàng lỉåüng bẹ hån mba 2 dáy qún khong chỉìng hai láưn.
Khuút âiãøm ca mba ba dáy qún so våïi mba hai dáy qún :
1. Âäü tin cáûy ca mba 3 dáy qún bẹ hån mba 2 dáy qún vç
2. Viãûc bäú trê âáưu ra ca mba 3 dáy qún phỉïc tảp hån mba 2 dáy qún.
Cng nhỉ mạy biãún ạp hia dáy qún, ngỉåìi ta chãú tảo mạt biãún ạp ba dáy
qún theo kiãøu täø mạy biãún ạp ba pha hồûc mạy biãún ạp ba pha ba trủ, åí mäùi pha âàût

2
ba dỏy quỏỳn nhổ hỗnh 7.1. Tióu chuỏứn tọứ nọỳi dỏy mba 3 dỏy quỏỳn Y

0
/Y
0
/-12-11 vaỡ
tọứ mba 3pha hay mba 3pha ba truỷ Y
0
//-11-11.
Theo qui õởnh tióu chuỏứn vóử cọng suỏỳt chóỳ taỷo mba 3 dỏy quỏỳn:
S
1õm
/S
1õm
S
2õm
/S
1õm
S
3õm
/S
1õm
.
1 1 1
1 1 2/3
1 2/3 2/3
(1 2/3 1)
7.1.1. Phổồng trỗnh cồ baớn, sồ õọử thay thóỳ, õọử thở vectồ cuớa mba 3 dỏy quỏỳn.
Quaù trỗnh õióỷn tổỡ trong mba 3 dỏy quỏỳn õổồỹc mọ taớ mhổ mba 2 dỏy quỏỳn, tỏỳt caớ
caùc õaỷi lổồỹng cuớa hai dỏy quỏỳn thổù 2, 3 quy õọứi vóử sọỳ voỡng cuớa dỏy quỏỳn sồ:

1

2
22
W
W
II
'
=
;
1
3
33
W
W
II
'
=
;
2
1
22
W
W
UU
'
=
;
3
1
33
W

W
UU
'
=

Cuợng nhổ mba 2dỏy quỏỳn, doỡng tổỡ hoùa mba3dỏy quỏỳn rỏỳt nhoớ õổồỹc xaùc õởnh :
(7.2)
0
0321
=++ IIII
''
&&&&
Sõõ họứ caớm : vồùi Z
021
IZEE
m
'
&&&
==
m
= r
m
+ jx
m
.
Sõõ taớn trong mọựi dỏy quỏỳn: ; ; .
'
IjxE
111
&&

=

'''
IjxE
222
&&
=

'''
IjxE
333
&&
=

Vồùi doỡng cỏn bũng họứ caớm :
1011
IIII
'
&&&&
=
ióỷn khaùng : x
1
, x
2
, x
3
laỡ õióỷn khaùng taớn tổồng õổồng cuớa dỏy quỏỳn, õổồỹc tỗm
thỏỳy khi coù tờnh õóỳn aớnh hổồớng cuớa caùc dỏy quỏỳn khaùc. (Ngỏựu hồỹp tổỡ thọng taớn).
Phổồng trỗnh cỏn bũng õióỷn aùp cuớa mba ba dỏy quỏỳn :

11111111
IZEI
r
EEU
&&&&&&
+=+=


. (7.3)
''''''''
IZEIrEEU
22222222
&&&&&&
=+=

.
''''''''
IZEIrEEU
33333333
&&&&&&
=+=




Hỗnh 7.2 Sồ õọử thay thóỳ mba 3 dỏy quỏỳn

1
U
&

2
U
&
3
U
&
Z
1
Z
2

Z
m
Z
3

1
I
&

0
I
&
'
I
2
&
'
I

3
&








3
Täøng tråí nhạnh tỉì hoạ Z
m
tçm âỉåüc bàòng tênh toạn hồûc thê nghiãûm.
Cạc täøng tråí Z
1
,Z’
2
,Z’
3
, âỉåüc xạc âënh tỉì thê nghiãûm ngàõn mảch (hçnh 7.3) nhỉ:
Z
n12
= Z
1
+ Z’
2
= r
n12
+ jx

n12

Z
n13
= Z
1
+ Z’
3
= r
n13
+ jx
n13
(7.4)
Z
n23
= Z’
2
+ Z’
3
= r
n23
+ jx
n23
.
Gii hãû phỉång trçnh ta tçm âỉåüc :Z
1
, Z’
2
, Z’
3

.
Z
1
=
2
1
(Z
n12
+ Z
n13
- Z
n23
);
Z’
2
=
2
1
(Z
n12
+ Z
n23
- Z
n13
); (7.5)
Z’
3
=
2
1

(Z
n13
+ Z
n23
- Z
n12
).


U
n
Z
1
Z
3
’
Z
2
’
U
n
Z
1
Z
3
’
Z
2
’
U

n
Z
1
Z
3
’
Z
2
’
U
n
U
n
U
n
1
1

2
3

2
3
1

2

3

Hçnh 7.3 Så âäư v mảch âiãûn thay thãú khi thê nghiãûm


Tỉì âäư thë vectå ca mba ba dáy
qún (hçnh 7.4), ta tháúy U’
2
khäng
nhỉỵng phủ thüc vo I’
2
m cn phủ
thüc vo I’
3
. V U’
3
khäng nhỉỵng phủ
thüc vo I’
3
m cn phủ thüc vo I’
2

.
Âãø gim nh hỉåíng náưy ta cáưn
gim täøng tråí Z
1
bàòng cạch âàût cün
dáy 1 vo giỉỵa 2 dáy qún 2 v 3, lục
âọ x
1
cọ thãø cọ giạ trë ám.

ngàõn mảch mba ba dáy qún
Hçnh 7-4 Âäư thë vectå mba 3 dáy qún
j
x
1
I
1
jx’
2
I’
2
-E’
2
r’
2
I’
2
U’
2
-I’

3
-I’
2
I
1
I
0
U’
3
φ


4
7.1.2. ọỹ thay õọứi õióỷn aùp thổù cỏỳp mba ba dỏy quỏỳn.
Dỏy quỏỳn 1 vaỡ 2 :
dm
'
dm
*
U
UU
U
1
21
12

=
.
= u
nr*12

cos
2
+ u
nx*12
sin
2
+ u
nr*(3)
cos
3
+ u
nx*(3)
sin
3
(7.6)
Trong õoù:

dm
'
n
*nr
U
Ir
u
1
212
12
=
;
dm

'
n
*nx
U
Ix
u
1
212
12
=
;
dm
'
)(*nr
U
Ir
u
1
31
3
=
;
dm
'
)(*nx
U
Ix
u
1
31

3
=
;
Dỏy quỏỳn 2 vaỡ 3 :
dm
'
dm
*
U
UU
U
1
31
13

=
.
= u
nr*13
cos
3
+ u
nx*13
sin
3
+ u
nr*(2)
cos
2
+ u

nx*(2)
sin
2
.(7.7)
Trong õoù:

dm
'
n
*nr
U
Ir
u
1
313
13
=
;
dm
'
n
*nx
U
Ix
u
1
313
13
=
;

dm
'
)(*nr
U
Ir
u
1
21
2
=
;
dm
'
)(*nx
U
Ix
u
1
21
2
=
;
I
2
, I
3
: doỡng õióỷn taới.
cos
2
,cos

3
: hóỷ sọỳ cọng suỏỳt.
7.2. MAẽY BIN AẽP Tặ NGU.
Mba tổỷ ngỏựu laỡ loaỷi mba maỡ ồớ õoù ngoaỡi sổỷ lión hóỷ vóử tổỡ coỡn coù sổỷ lión hóỷ trổỷc
tióỳp vồùi nhau vóử õióỷn giổợa dỏy quỏỳn sồ cỏỳp vaỡ dỏy quỏỳn thổù cỏỳp .
Hỗnh 7.5 Sồ õọử cuớa mba tổỷ ngỏựu mọỹt pha

U
CA
E
2
I
2
E
1
I
1
U
HA
I
CA
U
CA
E
2
I
2
E
1
I

1
U
HA
I
CA
I
HA
A
X
a
x
I
HA
x

a


A

X



I
CA
N
ọỳi ngổồỹc (b)
U
CA

U
HA
I
HA
I
CA
x
a
A
X
E
1
I
1
E
2
I
2
U
1
U
2
a






N

ọỳi thuỏỷn (a)
U
CA
U
HA
E
2
I
2
U
2
I
HA
x

A

E
1
I
1
U
1
X


5
Hçnh 7.4 trçnh by hai kiãøu näúi dáy ca mba tỉû ngáùu : Näúi thûn hçnh 7.5a v
ngỉåüc 7.5b
Ta tháúy cäng sút truưn ti ca mba tỉû ngáùu gäưm hai thnh pháưn :

1. Truưn qua nhåì tỉì trỉåìng trong li thẹp.
2. Truưn dáùn trỉûc tiãúp.
Dung lỉåüng thiãút kãú mba tỉû ngáùu l dung lỉåüng truưn dáùn nhåì tỉì trỉåìng:
S
tkãú
= E
1
I
1
= E
2
I
2
(7.8)
Dung lỉåüng mba tỉû ngáùu truưn qua lục váûn hnh thỉûc tãú :
S
tti
= U
CA
I
CA
= U
HA
I
HA
(7.9)
Tè säú biãún âäøi âëãn ạp ca mba TN:

K
I

I
E
E
U
U
===
1
2
2
1
2
1
(7.10)
Tè säú biãún âäøi âëãn ạp ca lỉåïi âiãûn :

K
I
I
U
U
CA
HA
HA
CA
==
thỉåìng K< 2.5. (7.11)
Xẹt trỉåìng håüp näúi thûn (hçnh a):

KIU
I)UU(

IU
IE
S
S
CACA
CAHACA
CACA
itt
ãútk
1
1
22
−=
−
==
(7.12)
Xẹt trỉåìng håüp näúi ngỉåüc (hçnh b):

1
1
1
22
−=−=
−
== KK)
K
(
IU
I)UU(
IU

IE
S
S
CACA
HAHACA
CACA
itt
ãútk
(7.13)
Nhỉ váûy kiãøu näúi thûn cọ låüi hån nãn âỉåüc dng trong thỉûc tãú.
Cäng dủng ca mba TN :
1. Mba tỉû ngáùu dng âãø liãn lảc giỉỵa cạc hãû thäúng âiãûn cọ cạc cáúp âiãûn ạp
khạc nhau trong hãû thäúng âiãûn nhỉ : 110-220; 220-500; 330-750 kV.
2. Mba tỉû ngáùu dng âãø måí mạy cạc âäüng cå khäng âäưng bäü cäng sút låïn.
3. Mba tỉû ngáùu dng räüng ri lm ngưn cho cạc thiãút bë âiãûn sinh hoảt.
4. Mba tỉû ngáùu dng åí cạc phng thê nghiãûm âãø thay âäøi âiãûn ạp liãn tủc.
Ỉu nhỉåüc âiãøm ca mba tỉû ngáùu :
• Ỉu âiãøm :
1. Mba tỉû ngáùu chãú tảo r hån mba 2 dáy qún cng cäng sút.
2. Lục váûn hnh täøn hao trong mba tỉû ngáùu cng nh hån:

)
k
(
S
p
S
p
tkettai
1

1−=
∑
∑
nghéa l täøn hao chè cn (
k
1
1−
) so våïi mba 2 dáy
qún.

6
3. Âiãûn ạp u
n
ca mba tn nh cn (
k
1
1−
) so våïi mba 2 dáy qún cng
cäng sút.
4. Sủt ạp trong mba tỉû ngáùu nh vç u
n
nh.
• Nhỉåüc âiãøm :
1. Vç u
n
nh nãn dng âiãûn I
n
tỉång âäúi låïn.
2. Khi váûn hnh våïi lỉåïi âiãûn trung tênh mba tỉû ngáùu phi näúi âáút nãúu
khäng s khäng an ton.

3. Mba tỉû ngáùu u cáưu cạch âiãûn cao hån mba thỉåìng.
7.3. MẠY BIÃÚN ẠP ÂO LỈÅÌNG
7.3.1. Mạy biãún âiãûn ạp
Mạy biãún âiãûn ạp (hçnh 7.6a) dng âãø biãún âiãûn ạp cao thnh âiãûn ạp nh âãø âo
lỉåìng v âiãưu khiãøn. Cäng sút mạy biãún âiãûn ạp 25÷1000VA.
Mạy biãún âiãûn ạp cọ dáy qún så näúi våïi lỉåïi âiãûn v dáy qún thỉï näúi våïi Vän
mẹt, cün dáy ạp ca Watt kãú, cün dáy ca cạc råle bo vãû, hồûc cạc thiãúc bë âiãưu
khiãøn khạc (hçnh 7.6b). Cạc loải dủng củ náưy cọ täøng tråí Z ráút låïn nãn mạy biãún
âiãûn ạp xem nhỉ lm viãûc åí chãú âäü khäng ti, do âọ sai säú vãư trë säú nh v bàòng :

100
1
1
2
1
2
U
U
W
W
U
%U
−
=Δ
(7.14)
Gọc δ
u
giỉỵa U
1
v U’

2
(hçnh 7.6c) cng nh.



δ
u
U
1
U’
2
Hçnh 7.6 Mạy biãún âiãûn ạp

(a)
U
1
U
2
A
X
a
x
(b)
V
W
(c)

7
Cáúp chênh xạc v sai säú ca mbâa :
Cáúp chênh xạc 0.5 1 3
Sai säú ΔU ± 0.5% ± 1% ± 3%
Sai säú δ
u
± 20’ ± 40’ K
0
qui âënh
Chụ : Khi sỉí dủng mbâa khäng âỉåüc näúi tàõt mảch thỉï cáúp vç näúi tàõt mảch thỉï
cáúp tỉång âỉång näúi tàõt mảch så cáúp nghéa l gáy sỉû cọ ngàõn mảch åí lỉåïi âiãûn.
7.3.2. Mạy biãún dng âiãûn :
Mạy biãún dng âiãûn dng âãø biãún dng âiãûn låïn thnh dng âiãûn nh âãø âo
lỉåìng bàòng cạc dủng củ âo tiãu chøn v âiãưu khiãøn.
Cäng sút Mạy biãún dng âiãûn : 5÷100VA.
Mạy biãún dng âiãûn (hçnh 7.7a) cọ dáy qún så gäưm êt vng dáy màõc näúi tiãúp
våïi mảch cáưn âo dng v dáy qún thỉï gäưm nhiãưu vng dáy näúi våïi ampe mẹt, cün
dáy dng ca Watt mẹt, cün dáy ca cạc råle bo vãû, hồûc cạc thiãúc bë âiãưu khiãøn
khạc (hçnh 7.7b). Cạc loải dủng củ náưy cọ täøng tråí Z ráút bẹ nãn mạy biãún dng âiãûn
lm viãûc åí trảng thại ngàõn mảch, khi âọ li thẹp mạy biãún dng âiãûn khäng bo ha
v Φ = (0.8÷1)Wb, do âọ sai säú âo lỉåìng vãư trë säú nh v bàòng :

100
1
1
1
2
2
I
I
W
W
I
%i
−
=Δ
(7.15)
Gọc δ
i
giỉỵa I
1
v I’
2
(hçnh 7.7c) cng nh.

δ
i
I
1
I’
2
Hçnh 7.7 Mạy biãún dng âiãûn

(a)
I
1
I
2
A
W
(b) (c)

8
Cáúp chênh xạc v sai säú ca mạy biãún dng âiãûn :
Cc xạc 0.2 0.5 1 3 10
Ssäú ΔI ± 0.2% ± 0.5% ± 1% ± 3% ±10%
S.säú δ
i
± 10’ ± 40’ ± 80 K qui âënh

Chụ
: Khi sỉí dủng mạy biãún dng âiãûn khäng âỉåüc dãø dáy qún thỉï håí mảch
vç nhỉ váûy dng tỉì họa I
0
= I
1
ráút låïn v li thẹp bo ha nghiãm trng s nọng lãn
lm chạy dáy qún, hån nỉỵa tỉì thäng bàòng âáưu s sinh ra sââ nhn âáưu åí dáy qún
thỉï cọ thãø xút hiãûn âiãûn ạp cao hng nghçn vän lm cho dáy qún thỉï v ngỉåìi sỉí
dủng khäng an ton.
7.4. MẠY BIÃÚN ẠP HN HÄƯ QUANG
Khe håí khäng khê
Hçnh 7.8 Så âäư mạy biãún ạp hn häư quang
U
1
K
L loải mạy biãún ạp âàûc biãût dng âãø hn bàòng phỉång phạp häư quang âiãûn.
Mạy âỉåüc chãú tảo cọ âiãûn khạng tn låïn v cün dáy thỉï cáúp näúi våïi âiãûn khạng
ngoi K âãø hản chãú dng âiãûn hn. Vç thãú âỉåìng âàûc tênh hn ráút däúc, ph håüp våïi
u cáưu hn âiãûn (hçnh 7.8).
Cün dáy så cáúp näúi våïi ngưn âiãûn, cün dáy thỉï cáúp mäüt âáưu näúi våïi cün
âiãûn khạng K räưi näúi tåïi que hn, cn âáưu kia näúi våïi táúm kim loải cáưn hn.
Mạy biãún ạp lm viãûc åí
chãú âäü ngàõn mảch ngàõn hản
dáy qún thỉï cáúp. Âiãûn ạp
thỉï cáúp âënh mỉïc ca mạy
biãún ạp hn thỉåìng l 60
÷70V. Khi dê que hn vo
táúm kim loải, s cọ dng
âiãûn låïn chảy qua lm nọng

chäù tiãúp xục. Khi nháúc que
hn cạch táúm kim lai mäüt khong nh, vç cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng låïn lm ion họa
cháút khê, sinh häư quang v ta nhiãût lỉåüng låïn lm nọng chy chäù hn.
Âãø âiãưu chènh dng âiãûn hn, cọ thãø thay âäøi säú vng dáy ca dáy qún thỉï cáúp
mạy biãún ạp hn hồûc thay âäøi âiãûn khạng ngoi bàòng cạch thay âäøi khe håí khäng
khê ca li thẹp K.

]R  R^

1
Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa
Khoa Âiãûn - Nhọm Chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp
Giạo trçnh MẠY ÂIÃÛN 1
Biãn soản: Bi Táún Låüi


Pháưn II NHỈỴNG VÁÚN ÂÃƯ CHUNG
CA MẠY ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU





Chỉång 8
MẢCH TỈÌ LỤC KHÄNG TI

8.1. ÂẢI CỈÅNG.
Tỉì trỉåìng trong mạy âiãûn l âãø sinh ra sââ v mämen âiãûn tỉì. Trong háưu hãút
mạy âiãûn hiãûn nay, tỉì trỉåìng lục khäng ti âãưu do dng âiãûn mäüt chiãưu chảy qua
dáy qún kêch thêch âàût trãn cỉûc tỉì sinh ra.

Mủc âêch ca viãûc nghiãn cỉïu mảch tỉì lục khäng ti ca mạy âiãûn mäüt chiãưu
hay cạc mạy âiãûn khạc nhỉ mạy âiãûn khäng âäưng bäü, mạy âiãûn âäưng bäü l xạc
âënh stâ cáưn thiãút âãø tảo ra tỉì thäng åí khe håí â âãø sinh ra trong dáy qún pháưn
ỉïng mäüt sââ v mämen âiãûn tỉì theo u cáưu thiãút kãú. Trong chỉång náưy s trçnh
by cạch tênh toạn củ thãø mảch tỉì mạy âiãûn mäüt chiãưu. Phỉång phạp náưy cọ tênh
täøng quạt nãn cng cọ thãø ỉïng dủng âãø tênh toạn mảch tỉì ca cạc loải mạy âiãûn
quay khạc.
11.1.1. Tỉì trỉåìng chênh v tỉì trỉåìng tn.
Hçnh 8.1 Xạc â
ë
nh tỉì trỉåìn
g
mạ
y
âiã
û
n mä
ü
t chiãưu
Trong mạy âiãûn, cạc cỉûc tỉì cọ
cỉûc tênh khạc nhau âỉåüc bäú trê xen
k nhau. Tỉì thäng âi tỉì cỉûc bàõc N
qua khe håí v vo pháưn ỉïng räưi tråí
vãư hai cỉûc nam N nàòm kãư bãn. Tỉì
hçnh 8.1 ta tháúy, âải bäü pháûn tỉì
thäng dỉåïi mäùi cỉûc tỉì âi qua khe håí
vo pháưn ỉïng, cọ mäüt pháưn ráút nh

2
tổỡ thọng khọng qua phỏửn ổùng maỡ trổỷc tióỳp qua caùc cổỷc tổỡ bón caỷnh, gọng tổỡ, nừp

maùy Phỏửn tổỡ thọng õi vaỡo phỏửn ổùng goỹi laỡ tổỡ thọng chờnh hay tổỡ thọng khe hồớ

0
. Tổỡ thọng nỏửy caớm ổùng sõõ trong dỏy quỏỳn khi phỏửn ổùng quay vaỡ taùc duỷng vồùi
doỡng õióỷn trong dỏy quỏỳn õóứ sinh ra momen. ỏy laỡ phỏửn chuớ yóỳu cuớa tổỡ thọng cổỷc
tổỡ
C
.
Phỏửn tổỡ thọng khọng õi qua phỏửn ổùng goỹi laỡ tổỡ thọng taớn

. Noù khọng caớm
ổùng sõõ vaỡ sinh ra mọmen trong phỏửn ổùng song noù vỏựn tọửn taỷi laỡm cho õọỹ baớo hoỡa
tổỡ cuớa cổỷc tổỡ vaỡ gọng tổỡ tng lón.
Vỏỷy tổỡ thọng cuớa cổỷc tổỡ bũng:

0
0
00c
)1( =


+=+=


(8.1)
trong õoù
0
1

+=

hóỷ sọỳ taớn tổỡ cuớa cổỷc tổỡ chờnh. Thổồỡng = 1,15 ữ 1,28.
11.1.2. Stõ cỏửn thióỳt õóứ sinh ra tổỡ thọng.
Cỏửn phaới coù stõ F
0
õóứ sinh ra tổỡ thọng chờnh
0
. Stõ nỏửy do sọỳ ampe voỡng trón
õọi cổỷc tổỡ cuớa maùy õióỷn sinh ra. Theo õởnh luỏỷt toaỡn doỡng õióỷn, ta coù:



=
L
WiHdl

Aùp duỷng õởnh luỏỷt nỏửy vaỡo mọỹt õọi cổỷc tổỡ cuớa maùy (hỗnh 8.1), ta coù:


=
= l.HWiF
0

= 2H

+ 2H
r
.h
r

+ H
ổ
.l
ổ
+ 2H
c.
l
c
+ H
g
l
g
.
= F

+ F
r
+ F
ổ
+ F
c
+ F
g
(8.2)
trong õoù, caùc chổợ nhoớ , r, ổ, c, g chố khe hồớ, rng, phỏửn ổùng, cổỷc tổỡ vaỡ gọng tổỡ; h -
chố chióửu cao vaỡ l - chố chióửu daỡi.
Cổồỡng õọỹ tổỡ trổồỡng õổồỹc tờnh theo cọng thổùc:


=

B
H
(8.3)
trong õoù:
S
B

=
tổỡ caớm trón caùc õoaỷn
maỷch tổỡ. Coỡn , S vaỡ lỏửn lổồỹc laỡ
tổỡ thọng, tióỳt dióỷn vaỡ hóỷ sọỳ tổỡ thỏứm
cuớa caùc õoaỷn maỷch tổỡ. Trong khọng
khờ = 4.10
-7
H/m, coỡn trong loợi
theùp thỗ khọng phaới laỡ hũng sọỳ, vỗ
vỏỷy tỗm trổỷc tióỳp H theo õổồỡng cong tổỡ hoùa cuớa vỏỷt lióỷu B = f(H).
Hỗnh 8.2 Xaùc õởnh stõ trong maùy õióỷn mọỹt chióửu


3
8.2. TấNH ST KHE H F


Stõ ồớ khe hồớ bũng:



=

kB
2
F
0
(8.4)
trong õoù:

o
= 4.10
-7
H/m hóỷ sọỳ tổỡ thỏứm cuớa khọng khờ;
B

tổỡ caớm khe hồớ khọng khờ ổùng vồùi tổỡ thọng chờnh
0
naỡo õoù : (theo
baớng).





=
l
B
0
(8.5)
vồùi:

laỡ hóỷ sọỳ tờnh toaùn cuớa cunh cổỷc tổỡ;

= b
c
/ = 0,62-0,72.
laỡ bổồùc cổỷc tổỡ.
l

laỡ chióửu daỡi tờnh toaùn cuớa phỏửn ổùng.

)(, ll50l
t

=

(8.6)
l
t
- chióửu daỡi cổỷc tổỡ theo truỷc.
l - chióửu daỡi loợi sừt phỏửn ổùng khọng tờnh raợnh thọng gioù.
l = l
1
- n
g
.b
g
(8.7)
Coỡn l
1
chióửu daỡi thổỷc loợi sừt; n
g

,b
g
sọỳ raợnh vaỡ bóử rọỹng raợnh thọng gioù
k

hóỷ sọỳ khe hồớ lión quan õóỳn rng raợnh, coù thóứ tờnh theo cọng thổùc sau:

+
+
=

10b
10t
k
1r
1
(8.8)
vồùi t
1
vaỡ b
r1
laỡ bổồùc rng vaỡ bóử rọỹng cuớa õốnh rng.
8.3. TấNH ST RNG F
Z

Tờnh chờnh xaùc:
Tờnh gỏửn õuùng:
Tổỡ caớm tờnh toaùn cuớa rng B
rx
ồớ õọỹ cao x cuớa rng coù thóứ tờnh nhổ sau:

c1rx
1
rx
t
rx
klb
tlB
S
B

=

=
(8.9)
t
1
x
b
Zx
b
Z2
b
rx
b
r2
1

2

3

h
Z
Hỗnh 8.3 Xaùc õởnh stõ rng

trong õoù:

t
= B

l

t
1
tổỡ thọng õi qua mọỹt bổồùc rng t
1
.
l

, l
1
- chióửu daỡi tờnh toaùn vaỡ chióửu daỡi thổỷc
cuớa loợi sừt.
b
rx
- chióửu rọỹng cuớa rng ồớ õọỹ cao x.
k
c
- hóỷ sọỳ eùp chỷt.

t
1
- bổồùc rng cuớa phỏửn ổùng.
Trong thổỷc tóỳ tờnh toaùn stõ rng, chố cỏửn

4
tờnh H ồớ ba õióứm trón chióửu cao cuớa rng ồớ tióỳt dióỷn trón, giổợa vaỡ dổồùi cuớa noù laỡ
H
r1
, H
r.tb
, H
r2
.
Trở sọỳ tờnh toaùn cuớa cổồỡng õọỹ tổỡ trổồỡng trung bỗnh:

)HH4H(
6
1
H
2rtb.r1rr
++=
(8.10)
Stõ rng õọỳi vồùi mọỹt õọi cổỷc tổỡ bũng:
F
r
= 2H
r
h
r

(8.11)
Thổồỡng õóứ õồn giaớn hồn, ta chố xaùc õởnh tổỡ caớm B vaỡ cổồỡng õọỹ tổỡ trổồỡng H ồớ
tióỳt dióỷn caùch chỏn rng laỡ h
z
/3 laỡm trở sọỳ trung bỗnh õóứ tờnh toaùn, ta coù:

r
3
1
z
r
hH2F =
(8.12)
8.4. TấNH ST LặNG PHệN ặẽNG
Tổỡ caớm ồớ lổng phỏửn ổùng:

c1ổ
o
ổ
ổ
ổ
klh2S
B

=

=
(8.13)
trong õoù:

ổ
=
0
/2 tổỡ thọng phỏửn ổùng.
S
ổ
= h
ổ
l
1
k
c
tióỳt dióỷn lổng phỏửn ổùng.
h
ổ
chióửu cao phỏửn ổùng.
Tổỡ B ta tỗm õổồỹc H theo õổồỡng cong tổỡ hoùa B = f(H).
Stõ trón lổng phỏửn ổùng:
F
ổ
= H
ổ
l
ổ
(8.14)
8.5. TấNH ST TRN CặC Tặè VAè GNG Tặè
Tổỡ thọng dổồùi cổỷc tổỡ:

c
=

0

t
(8.15)
Tổỡ thọng trong gọng tổỡ:

g
=
2
1

c
=
2
1

0

t
(8.16)
Tổỡ caớm cổỷc tổỡ vaỡ gọng tổỡ:

c
c
c
S
B

=
vaỡ

g
c
g
S2
B

=
(8.17)
trong õoù: S
c
, S
g
laỡ tióỳt dióỷn cổỷc tổỡ vaỡ gọng tổỡ.
Tổỡ õổồỡng cong tổỡ hoùa cuớa vỏỷt lióỷu chóỳ taỷo cổỷc tổỡ vaỡ gọng tổỡ, ta tỗm õổồỹc cổồỡng
õọỹ tổỡ trổồỡng cổỷc tổỡ H
c
vaỡ gọng tổỡ H
g
.