Bài giảng Biến đổi năng lượng điện cơ: Bài giảng 2 - TS. Nguyễn Quang Nam

Bài giảng Biến đổi năng lượng điện cơ: Bài giảng 2 trình bày các hệ thống 3 pha như hệ thống 3 pha nối sao, hệ thống 3 pha nối tam giác, công suất trong mạch 3 pha cân bằng và một số nội dung khác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Biến đổi năng lượng điện cơ: Bài giảng 2 - TS. Nguyễn Quang Nam 408001 Biến đổi năng lượng điện cơ Giảng viên: TS. Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK2 http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Bài giảng 2 1Các hệ thống 3 pha Điện áp ở mỗi pha lệch pha so với các pha khác 1200.Với thứ tự thuận (a-b-c), các điện áp cho bởi v aa = Vm cos(ωt ) ( vbb = Vm cos ωt − 120 0 ) v cc = Vm cos (ωt + 120 ) 0 Có hai cách nối 3 pha: cấu hình sao (Y) và cấu hình tamgiác (∆) Bài giảng 2 2Hệ thống 3 pha nối sao (Y)Trong cấu hình sao, các đầu dây a’, b’, và c’ được nối vớinhau và được ký hiệu là cực trung tính n. aia, ib, và ic là các dòng điện dây, ia +cũng bằng với các dòng điện − n inpha. in là dòng điện trong dây − − + + c ibtrung tính. b ic Bài giảng 2 3 ∆Hệ thống 3 pha nối tam giác (∆)Trong cấu hình tam giác, đầu a’ được nối vào b, và b’ vào c.Vì vac’ = vaa’(t) + vbb’(t) + vcc’(t) = 0, như có thể chứng minh bằngtoán học, c’ được nối vào a. c’ a ia − + − + c a’ ib + − b’ b ic Bài giảng 2 4Các hệ thống 3 pha (tt) Các đại lượng dây và pha Vì cả nguồn lẫn tải đều có thể ở dạng sao hay tam giác, có thể có 4 tổ hợp: sao-sao, sao-tam giác, tam giác-sao, và tam giác-tam giác (quy ước nguồn-tải). Môn học chỉ xét đến điều kiện làm việc cân bằng của các mạch điện 3 pha. • Với cấu hình sao-sao, ở điều kiện cân bằng: Van = Vφ ∠0 0 Vbn = Vφ ∠ − 120 0 Vcn = Vφ ∠120 0 Bài giảng 2 5Các hệ thống 3 pha (tt) với Vφ là trị hiệu dụng của điện áp pha-trung tính. Các điện áp dây cho bởi Vab = Van − Vbn Vbc = Vbn − Vcn Vca = Vcn − Van Chẳng hạn, độ lớn của Vab có thể tính như sau ( ) Vab = 2Vφ cos 30 0 = 3Vφ Vca Vcn V ab Từ giản đồ vectơ, có thể thấy V an Vab = 3Vφ ∠30 0 Vbc = 3Vφ ∠ − 90 0 Vbn Vca = 3Vφ ∠150 0 Vbc Ở điều kiện cân bằng, in = 0 (không có dòng điện trung tính). Bài giảng 2 6Các hệ thống 3 pha (tt) • Cấu hình sao-tam giác, điều kiện cân bằng: Không làm mất tính tổng quát, giả thiết các điện áp dây là Vab = VL ∠00 Vbc = VL ∠ − 1200 Vca = VL ∠1200Các dòng điện pha I1, I2, và I3 trong 3 Vcanhánh tải nối tam giác trễ pha so với các I3điện áp tương ứng một góc θ, và có cùng V abđộ lớn Iφ. Có thể thấy từ giản đồ vectơ I2 I1 I a = 3I φ ∠ − 30 0 − θ I b = 3I φ ∠ − 150 0 − θ Ia I c = 3Iφ ∠900 − θ Vbc Cấu hình Y: VL = 3Vφ và I L = I φ , cấu hình ∆: V L = Vφ và I L = 3I φ Bài giảng 2 7Công suất trong mạch 3 pha cân bằng Tải nối sao cân bằngTrong một hệ cân bằng, độ lớn của tất cả điện áp pha làbằng nhau, và độ lớn của tất cả dòng điện cũng vậy. Gọichúng là Vφ và Iφ. Công suất mỗi pha khi đó sẽ là Pφ = Vφ I φ cos(θ )Công suất tổng là PT = 3Pφ = 3Vφ I φ cos(θ ) = 3VL I L cos(θ )Công suất phức mỗi pha là Sφ = Vφ I φ* = Vφ I φ ∠θVà tổng công suất phức là S T = 3Sφ = 3Vφ I φ ∠θ = 3VL I L ∠θChú ý rằng θ là góc pha giữa điện áp pha và dòng điện pha Bài giảng 2 8Công suất trong mạch 3 pha cân bằng (tt) Tải nối tam giác cân bằngTương tự như trường hợp tải nối sao cân bằng, công suấtmỗi pha và công suất tổng có thể được tính toán với cùngcông thức. Có thể thấy rằng với tải cân bằng, b ...