Mạch ba pha

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 quá độ
VIII.Khuếch đại thuật toán

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 dòng điện của pha đó
(iA)
3. Suy ra dòng 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 dòng 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


Y & ∆ đối xứng (1)
Uɺ AN = U 0o
Uɺ BN = U

− 120

eAN iC

eCN
o

C

B

iB

a

Z∆

Z∆
eBN

KA cho vòng AabBNA:

ica
c

N

Uɺ CN = U 120o

iA

A

iab

Z∆

ibc
b

ɺ − Uɺ
ɺ
U
U
AN
BN
−Uɺ AN + Z ∆ Iɺab + Uɺ BN = 0 → Iɺab =
= AB
Z∆
Z∆
ɺ
ɺ
U
U
Iɺbc = BC = AB − 120o = Iɺab − 120o
Các dòng điện
Z∆
Z∆
ɺ
ɺ
cùng biên độ &
U
U
o
o
CA
AB
ɺ
ɺ
0

I
=
=
120
=
I
120
lệch pha 120
ca
ab
Z∆
Z∆
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

21


Y & ∆ đối xứng (2)

Iɺab

Uɺ AB ɺ
=
= I ab 0o
Z∆
= Iɺab − 120o

Iɺbc
ɺI = Iɺ 120o
ca

ab
KD cho đỉnh a: IɺA = Iɺab − Iɺca

eAN iC

eCN
C

ica
c

N

eBN
B

ab

3

iB

a

Z∆

Z∆

→ IɺA = Iɺab (1 0o − 1 120o )
= Iɺ (1 + 0,5 − j 0,866) = Iɺ

ab

iA

A

iab

Z∆

ibc
b

− 30o

IɺB = Iɺab 3 − 150o
IɺC = Iɺab 3 90o
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

22


Y & ∆ đối xứng (3)

Iɺab

Iɺbc

Uɺ AB ɺ
=

= I ab 0o
Z∆
= Iɺab − 120o

B

IɺA = Iɺab 3

Iɺbc

iB

a

Z∆

Z∆
eBN

Iɺca

ica
c

N

IɺC

iA

A

C

Iɺca = Iɺab 120o

IɺB

eAN iC

eCN

Z∆

ibc
b

− 30o

Iɺab

IɺB = Iɺab 3

IɺA

IɺC = Iɺab 3 90o

Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

iab

− 150o

23


Y & ∆ đối xứng (4)

VD

Z∆ = 30 + j40 Ω; Uɺ AN = 220 15o V
Tính các dòng trong mạch.

Uɺ AB = 3Uɺ AN 30

o

C

iA

A

ica
c

N

= 3220 15 + 30
o

eAN iC

eCN

Z∆

Z∆
eBN

o

B

iB

a

iab

Z∆

ibc
b

= 381 15o + 30o = 381 45o V
ɺ ab Uɺ AB 381 45o
U
Iɺab =
=

=
= 7,62 − 8,1o A
Z∆
Z∆
30 + j 40
Iɺbc = 7,62 − 8,1o − 120o = 7,62 − 128,1o A

ɺI = 7,62 − 8,1o + 120o = 7,62 111,9o A
ca
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

24


Y & ∆ đối xứng (5)

VD

Z∆ = 30 + j40 Ω; Uɺ AN = 220 15o V
Tính các dòng trong mạch.

Iɺab = 7,62 − 8,1 A
o

Iɺbc = 7,62 − 128,1 A
o

eAN iC

eCN

C

iA

A

ica
c

N

Z∆

Z∆
eBN

B

iB

a

iab

Z∆

ibc
b

ɺI = 7,62 111, 9o A

ca
IɺA = Iɺab 3
IɺB = IɺA

− 30o = 7,62 − 8,1o . 3

− 30o = 13, 20 − 38,1o A

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

IɺC = IɺA 120o = 13, 20 − 38,1o + 120o = 13, 20 81, 9o A
Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

25