Bài giảng Giải tích mạch: Chương 3.3 - Đỗ Quốc Tuấn

3.7 Mạch 3 pha
 Máy phát 1 pha

Bài giảng Giải tích Mạch 2014
CuuDuongThanCong.com

1
/>

3.7 Mạch 3 pha
Mạch một pha:
Taûi

e(t) = E m cos(ω t )

i(t) I m cos(ω t − ϕ )

p(t)

1
2

E m I m cosϕ + E m I m cos(2ω t-ϕ )
1
2

 Công suất phát có giá trị âm
 Không dùng 1 pha truyền đi xa
Bài giảng Giải tích Mạch 2014
CuuDuongThanCong.com

2
/>

3.7 Mạch 3 pha
 Máy phát 3 pha

Bài giảng Giải tích Mạch 2014
CuuDuongThanCong.com

3
/>

3.7 Mch 3 pha
Mỏy phỏt 3 pha:
S
tng ng
l 3 ngun ỏp
Tn s phỏt :
p.n
f=
60

(p: soỏ caởp cửùc,
n: voứng/phuựt)

ea (t) U p 2 cos( t + a )
=

Sc in ng=
v e b (t) U p 2 cos( t + b )

gúc lch pha =

e c (t) U p 2 cos( t + c )
2
a b = b c = c a =
= 120o
3

Bi ging Gii tớch Mch 2014
CuuDuongThanCong.com

4
/>

3.7.1 Phân loại nguồn 3 pha đối xứng
Đối xứng thứ tự thuận (positive sequence) (ABC)
•
ea eb ec ea eb ec
:
E
c

t

120o

•

Ea

120o
120o

•

Eb
ea (t) = U p 2 cos(ωt )


o
e
(t)
U
ω
t
2
cos(
120
)
=
−
 b
p

o
e
(t)
U
ω

t
2
cos(
120
)
=
+

p
 c

 •
a
 E=

 •
 E=
b
 •
 E=
c



U p ∠0o
U p ∠ − 120o
U p ∠120o

Bài giảng Giải tích Mạch 2012
CuuDuongThanCong.com

5
/>

3.7.1 Phân loại nguồn 3 pha đối xứng
Đối xứng thứ tự ngược (negative sequence) (CBA)
•
ea ec eb ea ec eb
:
E
b

t

120o

•

Ea

120o

•

120o

Ec
ea (t) = U p 2 cos(ωt )



o
=
e b (t) U p 2 cos(ωt + 120 )

o
e
(t)
U
2
cos(
ω
t
120
)
=
−

p
 c

 •
a
 E=

 •
 E=
b
 •
 E=
c




U p ∠0o
U p ∠120o
U p ∠ − 120o

Bài giảng Giải tích Mạch 2012
CuuDuongThanCong.com

6
/>

3.7.1 Phân loại nguồn 3 pha đối xứng
Bộ chỉ thứ tự phase (phase sequence indicator) :

Bài giảng Giải tích Mạch 2014
CuuDuongThanCong.com

7
/>

3.7.2 Ghép nối mạch 3 pha
 Nguồn 3 pha ghép sao
A
Ea

•

E=

U P ∠0
a

EC

0

•

N

Ec
Eb

B
C

Ea

A

Eb

B

Ec

C
N

E=
U P ∠ − 120
b
•

E=
U P ∠120
c

UCN
1200

0

0

UCA

300

0

120

1200

EB

EA

UBN

UAN

UAB

UCN

•

=
U AB
UAN

UBN

•

U
=
BC
•

=
U CA

3 U P ∠300
3 U P ∠ − 900
3 U P ∠1500

UBC
Bài giảng Giải tích Mạch 2014

CuuDuongThanCong.com

UAB = UAN - UBN

8
/>

3.7.2 Ghép nối mạch 3 pha
 Nguồn 3 pha ghép tam giác

Ea

•

0
0
E=
U
∠
a
d
•

Eb= U d ∠ − 120
•

E=

U d ∠120
c

•

•

Ec

•

0
Ea + Eb + Ec =

0

Eb

0

A

A

Ec

Ea

Ea
Eb

Ec

B
C

Eb

B
C

Bài giảng Giải tích Mạch 2014
CuuDuongThanCong.com

9
/>

3.7.2 Ghép nối mạch 3 pha
 Tải 3 pha 4 dây
A’

O
B’

 Tải 3 pha 3 dây
A’

A’
Z1
Z3

Z2

C’

A’

Z1

B’

Z2

C’

Z3

Z1

Z1
Z3
B’
C’

Z2

B’

Z3
Z2

C’

A’

Z1

B’

Z2

C’

Z3

A’
B’
C’

Z1
Z3
Z2

O
Bài giảng Giải tích Mạch 2014
CuuDuongThanCong.com

10
/>

3.7.2 Ghép nối mạch 3 pha

 Các kiểu ghép nguồn – tải 3 pha






Ghép Y-Y 4 dây
Ghép Y-Y 3 dây
Ghép Y-∆
Ghép ∆-Y
Ghép ∆- ∆

 Trong phạm vi giáo trình chỉ khảo sát mạch 3 pha với
nguồn đối xứng
Bài giảng Giải tích Mạch 2014
CuuDuongThanCong.com

11
/>

Các khái niệm cơ bản
Xét sơ đồ Y-Y 4 dây
 3 dây pha , 1 dây trung tính.
 Điện áp pha: áp trên mỗi cuộn
dây (đối với nguồn); hay trên mỗi
trở kháng (đối với tải).
•

•

•

Áp pha tải: { U aO ; U bO ; U cO }
 Ví dụ đo áp pha của tải .

220.7
ACV

 UP: trị hiệu dụng của áp pha
nguồn trong hệ nguồn đối xứng

I COM
V

Bài giảng Giải tích Mạch 2014
CuuDuongThanCong.com

12
/>

Các khái niệm cơ bản
 Điện áp dây: áp giữa 2 dây pha
trên nguồn hay trên tải
Áp dây nguồn:
•

•

•

{ U AB ; U BC ; U CA }
Áp dây tải:
•

•

•

{ U ab ; U bc ; U ca }
 Ví dụ đo áp dây nguồn
 Ud: trị hiệu dụng của áp dây
nguồn trong hệ nguồn đối xứng
CuuDuongThanCong.com

380.4
ACV

I COM V
/>

Các khái niệm cơ bản
 Dòng dây: là dòng trên các dây pha (nóng)

•

•

{ I A ; I B ; IC }

1.52

 Ví dụ đo dòng điện dây

 Trị hiệu dụng của dòng điện
dây trong hệ 3 pha đối xứng : Id
CuuDuongThanCong.com

•

/>

Các khái niệm cơ bản
 Dòng pha: là dòng qua các trở kháng pha

•

•

{ I ab ; I bc ; I ca }
2.68

 Ví dụ đo dòng điện pha tải ∆

 Trị hiệu dụng của dòng điện pha
trong hệ 3 pha đối xứng : Ip
CuuDuongThanCong.com

•

/>

Các khái niệm cơ bản





Tải 3 pha nối Y : Id=Ip
Tải 3 pha nối ∆ : Ud=Up
Tải 3 pha nối Y đối xứng : Id = Ip & Ud = 3 Up
Tải 3 pha nối ∆ đối xứng : Ud= Up & Id = 3 Ip

 Các đại lượng Ud , Id là đặc trưng cho hệ 3 pha
vì chúng độc lập với việc nối Y hay ∆

CuuDuongThanCong.com

/>

3.7.3 Phân tích mạch 3 pha đối xứng
 Mạch 3 pha
Hệ
nguồn
3 pha

Hệ tải
3 pha

 Định nghĩa



Mạch 3 pha đối xứng khi hệ nguồn 3 pha và hệ
tải 3 pha đều đối xứng

CuuDuongThanCong.com

/>

 Đặc điểm mạch 3 pha đối xứng


Tính đối xứng được quyết định bởi nguồn 3 pha
•

◦ Thứ tự thuận:

E=
U P ∠0
a

E=
U P ∠00
a

•

E=
U P ∠ − 120
b

•

E=
U P ∠120
c
•

◦ Thứ tự nghịch:

•

0

E=
U P ∠0
a
•

•

•

•

Eb = Ea e

− j1200
j1200

•

0
0
E=
U
∠
a
P

0

•

•

•

•

Eb = Ea e

0

E=
U P ∠ − 120
c



•

Ec = Ea e

0

E=
U P ∠120
b
•

0

0

Ec = Ea e

j1200
− j1200

Dòng áp trong các nhánh đối xứng ở các pha sẽ có cùng
mô đun, argument được quy định bởi thứ tự nguồn →
phương pháp sơ đồ 1 pha
CuuDuongThanCong.com

/>

3.7.3 Phân tích mạch 3 pha đối xứng
 Xét sơ dồ Y-Y 4 dây đối
xứng, nguồn thứ tự thuận có
áp pha hiệu dụng là UP.

 Tìm các dòng điện ?
Giải
•
•
 Với thế nút → ϕO = ϕ N
•

IA
=
•

•

•

ϕ A − ϕO

•

EA
=
Z d + ZY Z d + ZY
•

•

ϕ B − ϕO

•

EB
IB =
=
Z d + ZY Z d + ZY
•

•

•

ϕC − ϕO

•

EC
IC =
=
Z d + ZY Z d + ZY
CuuDuongThanCong.com

•

I A= I P ∠ψ

•

•

I B = I P ∠(ψ − 1200 )
•

I C = I P ∠(ψ + 120 )
•

0

•

•

ϕO = ϕ N → I N = 0

I A= I P ∠ψ
•

•

•

•

IB = I A e

− j1200

I C = I A e j120

/>
0

 Phương pháp sơ đồ 1 pha

•

•

•

EA
IA =
Z d + ZY

I A= I P ∠ψ
•

•

•

•

I B = I A e − j120
IC = I A e

CuuDuongThanCong.com

0

j1200

/>

 Phương pháp sơ đồ 1 pha
 Cho mạch 3 pha đối xứng, nguồn thứ
tự thuận. Tính các điện áp dây trong
•
hình vẽ khi biết dòng pha a : I A = I ∠ϕ
Giải
•

•

•

Ua =
(1 − e
b ZY I A − ZY I B =
=
•

j 300

3e

•

U bc = ZY I B − ZY I C = (e
•

3e

•

) ZY I A

U P ∠ψ = U d ∠(ψ + 300 )

•

=

− j1200

− j 90

0

− j1200

−e

j1200

•

) ZY I A

U P ∠ψ = U d ∠(ψ − 90 )

•

0

•

•

=

3e

j1500

U P ∠ψ = U d ∠(ψ + 150 )

CuuDuongThanCong.com

U ab = U d ∠(ψ + 300 )
•

•

•

•

U bc = U ab e

U ca = ZY I C − ZY I A = (e j120 − 1) ZY I A
0

•

0

− j1200

U ca = U ab e j120
/>
0




 Phương pháp sơ đồ 1 pha
Cho mạch 3 pha đối xứng, nguồn
thứ tự thuận. Tính các dòng dây
và dòng pha trong hình ?
Giải
•

•

•

U ab Ea − Eb U d ∠300
I ab=
=
=
= I p ∠α

Z∆
Z∆
Z∆
•

•

•

•

− j1200

I=
; I ca I ab e
ab e

I bc
•

•

•

I A =I ab − I ca =(1 − e
=
•

IB

•

3e
•

− j 300

j1200

IC

j1200

•

Id = 3 e

•

Ica

) I ab

Iab

I P ∠α = I d ∠(α − 30 )

− j1200

0

•

•

I=
; IC I A e
Ae
CuuDuongThanCong.com

j1200

IB

− j 300

Ibc
/>
IA

•

Ip


 Phương pháp sơ đồ 1 pha
 Mạch 3 pha đối xứng, nguồn thứ tự thuận. Tính các dòng
dây và dòng pha trong hình ?
Giải

Z∆
ZY =
3



Đổi tải ∆ về Y



Xác định dòng dây theo sơ đồ 1 pha



Suy ra dòng pha trong tải ∆
CuuDuongThanCong.com

•

Ip =

e

j 300

3

•

Id

/>

3.7.4 Đo công suất mạch 3 pha
•

Ea

Zd

ZY



PSource = PEA + PEB + PEC

WZ

WE
•

Eb

Zd

ZY



Zd

ZY


ZN

Công suất tải
PLoad = PZ A + PZ B + PZC

•

Ec

Công suất nguồn

Công suất tổn thất
PLoss = PZd A + PZdB + PZdC + PZ N

W=
P=
E p I p cos(ϕ E − ϕ I ) [W ]
E
E
W=
P=
U p I p cos(ϕU − ϕ I ) [W ]
Z
Z
CuuDuongThanCong.com

/>

3.7.4 Đo công suất mạch 3 pha
 Phương pháp
3 watt kế
•
A

ZA

IA

W1

•

ZB

IB

B
W2

•

C

W3

IC ZC

{ }
{ }
{ }
•

∗

•

∗

•

∗

W
=
P=
U AO I A cos(ϕ Z A )
Re U AO I=
ZA
A
1
=
W
P=
U BO I B cos(ϕ Z B )
Re U BO I=
ZB

B
2
=
W
P=
U CO I C cos(ϕ ZC )
Re U CO I=
ZC
C
3

O

PLoad = PZ A + PZ B + PZC = W1 + W2 + W3
Yêu cầu tải nối Y 4 dây
CuuDuongThanCong.com

/>