Sơ đồ mạch điện 3 pha
Nếu các dây quấn AX, BY, CZ của nguồn điện nối riêng rẽ với các tải có tổng trở ZA , ZB , ZC ta có mạch ba pha gồm ba mạch một pha không liên hệ. Mỗi mạch điện gọi là một pha của mạch điện ba pha.
Mạch 3 pha gồm 3 mạch điện 1 pha riêng lẻ
Sơ đồ mạch điện 3 pha hình sao
Trong cách nối điện 3 pha hình sao, 3 điểm cuối X, Y, Z nối với nhau tạo thành dây trung tính O
Sơ đồ mạch điện hình sao:
Sơ đồ mạch điện hình tam giác
Để nối sơ đồ mạch điện hình tam giác, điểm đầu pha này nối với cuối pha kia, A nối với Z, B nối với Y, C nối với X
Sơ đồ mạch điện hình tam giác:
Mời bạn cùng Top lời giải tìm hiểu thêm những thông tin xoay quanh mạch điện 3 pha nhé !
1. Điện 3 pha xoay chiều là gì?
1.1. Khái niệm điện xoay chiều 3 pha
Điện xoay chiều 3 pha là dòng điện xoay chiềuđược tạo ra bằng máy phát điện xoay chiều 3 pha dựa vàonguyên lý biến thiên của từ trườngtrong cuộn dây. Do trong quá trình sử dụng 1 cuộn dây thì gây lãng phí dung tích hữu dụng của nguồn phát, sử dụng 2 cuộn dây thì tạo ra điểm chết gây khó khởi động nguồn phát, chính vì vậy mà điện áp 3 pha ra đời.
Hệ thốngđiện 3 phagồm có 3 dây nóng và 1 dây lạnh. Có 2cách nối điện 3 phađó lànối hình saovànối hình tam giác. Đường điện 3 pha tương tự như 3 đường điện 1 pha chạy song song, chung 1 dây trung tính.
Điện năng sử dụng trong công nghiệp dưới dạng dòng điện sin ba pha vì những lý do sau:
- Động cơ điện ba phacó cấu tạo đơn giản và đặc tính tốt hơn động cơ một pha
- Truyền tảiđiện năngbằngmạch điện ba phatiết kiệm được dây dẫn hơn việc truyền tải điện năng bằng dòng điện một pha.
- Mạch điện ba phabao gồm nguồnđiện ba pha, đường dây truyền tải và cácphụ tải ba pha.
1.2. Cách tạo ra nguồn điện 3 pha
Để tạo ra nguồn điện ba pha, ta dùng máy phát điện đồng bộ ba pha có cấu tạo gồm:
+ ROTOlà 1nam châm điệnđược nuôi dưỡng bằng các dao động 1 chiều chúng có thể xoay quanh trục cố định. Việc xoay quanh trục như vậy nhằm tạo ra được một lượng từ trường biến thiên phù hợp.
+ STATObao gồm 3 cuộn dây có thiết kế giống hệt nhau từ kích thước cho đến số vòng. Chúng được bố trí ngay trên vòng tròn lệch với nhau 1 góc khoảng chừng 120 độ.
- Ngoài ra máy phátđiện 3 chiềucòn có bộ chỉnh lưu, bạc lót, giá đỡ, bộ điều chỉnh điện. Kết hợp với cánh quạt, puli và các nắp đậy.
- Phần tĩnh [Stato] gồm có lõi thép xẻ rãnh, trong các rãnh đặt ba dây quấn AX, BY, CZ có cùng số vòng dây và lệch nhau một góc 120otrong không gian.
Mỗi dây quấn được gọi là một pha. Dây quấn AX gọi là pha A, dây quấn BY gọi là pha B, dây quấn CZ gọi là pha C.
- Phần quay [Rôto] lànam châm điện N-S
Cấu tạo của máy phát điện 3 pha
2. Nguyên lý làm việc máy phát điện 3 pha
+ Khi quay rôto, từ trường sẽ lần lượt quét các dây cuốnstato, và cảm ứng vào trong dây cuốn stato cácsuấtđiện độngsin cùng biên độ, tần số và lệch nhau một góc 120o .Khi nam châm bắt đầu quay trong cuộn dây, thì điện áp sẽ sinh ra ở giữa 2 đầu cuộn dây.Điện ápnày đồng thời sẽ sinh ra một dòng điện xoay chiều.
+ Mối liên hệ giữadòng điệnđược sinh ra trong cuộn dây và vị trí của các nam châm được chỉ ra trong hình vẽ. Dòng điện lớn nhất sẽ được sinh ra khi 2 cực N và cực S của nam châm gần với cuộn dây nhất. Tuy nhiên, chiều dòng điện ở mỗi nửa vòng quay, của nam châm lại ngược nhau.
+ Mạch điện ba phagồm nguồn, tải và đường dây đối xứng gọi là mạch điện ba pha đối xứng. Nếu không thoả mãn điều kiện đã nêu gọi là mạch ba pha không đối xứng
+ Mạch ba pha không liên hệ ít dùng, vì cần tới 6 dây dẫn không kinh tế.
+ Trong thực tế các pha của nguồn được nối liền với nhau, các pha của tải cũng được nối với nhau và có đường dây ba pha nối giữa nguồn với tải,dẫn điệnnăng từ nguồnđiệnđến tải.
Sơ đồ hình Sin nguyên lý hoạt động của điện 3 pha
+ Dòng điệnchạy trên đường dây pha từ nguồn đến tải gọi làdòng điệndây Id, điện áp giữa các đường dây pha ấy gọi là điện áp dây Ud.
+ Thông thường dùng 2 cách nối:Nối hình sao [Y]vàNối hình tam giác [D]
Khoa KT Điện- Điện lạnh- Điện tửkỹ thuật -75hGiáo trình Ñieän+ Mạng điện 220v/127v [Ud=220v,Uf=127v]5.2. Cách nối tải ba pha vào mạng ba pha:Tải ba pha thường là các động cơ điện ba pha, gồm ba bộ dây giống nhau. Khi thiếtkế người ta quy định điện áp cho mỗi dây quấn, lúc làm việc yêu cầu điện áp phải đúngvới quy định.Ví dụ: Động cơ ba pha có điện áp định mức cho mỗi pha dây quấn là 220V [U p =220V], trên nhãn của động cơ ghi /Y - 220/380V.Nếu động cơ làm việc với Ud = 380V, thì động cơ phải đấu hình sao.Biên soạn: Trần Văn Đạt-66- Khoa KT Điện- Điện lạnh- Điện tửkỹ thuật -75hGiáo trình ÑieänNếu điện áp đặt lên mỗi dây quấn pha là U p 3803220V bằng đúng điện áp quyđịnh.Nếu động cơ ấy làm việc với mạng điện có U d = 220V, thì động cơ phải được nốitam giác, lúc đó điện áp đặt lên mỗi pha dây quấn của động cơ bằng điện áp dây U d =220V, bằng đúng điện áp định mứcUp Ud33803220VUd = Up = 220VCách nối tải 3 pha vào mạng điện 3 pha5.3. Cách nối tải một pha vào mạng ba pha:Khi chọn các thiết bị trong sinh hoạt [thiết bị một pha], ta cần chọn điện áp thiết bịbằng điện áp pha, như vậy ta đã sử dụng một dây pha và dây trung tính, điện áp đặt lêncác thiết bị là điện áp pha. Nhờ có dây trung tính điện áp đặt lên các thiết bị khơng vượtq điện áp pha.Biên soạn: Trần Văn Đạt-67- Khoa KT Điện- Điện lạnh- Điện tửkỹ thuật -75hGiáo trình ĐiệnC. Câu hỏi và bài tập:1/ Trình bày ngun lý làm việc của máy phát điện 3 pha?2/ Thế nào là cách nối dây máy điện hình sao và hình tam giác? Nêu quan hệ giữacác đại lượng điện ở từng cách nối?3/ Thế nào là công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến trongmạng điện ba pha?4/ Trình bày cách nối tải ba pha và một pha vào mạng điện 3 pha cân bằng?5/ Cho mạch điện đối xứng, tải nối tam giác, biết tổng trở pha tải R p = 4, Xp =3, Ud = 220V. Tính dòng điện pha, cơng suất P,Q,S.6/ Cho mạch điện đối xứng, tải nối tam giác, biết tổng trở pha tải R p = 15, Xp =6, Ud = 380V. Tính dòng điện pha, cơng suất P,Q,S.7/ Tải 3 pha đối xứng nối sao, có R = 100 , X = 20, nối vào lưới điện Ud =380V. Xác định điện áp, dòng điện và cơng suất của tải .8/ Một tải ba pha gồm ba cuộn dây đấu vào mạng điện ba pha có điện áp dây là380V. Cuộn dây được thiết kế cho làm việc với điện áp định mức 380V. Cuộn dây có điệntrở R = 10, điện kháng X = 15 .a. Xác định cách nối dây các cuộn dây thành tải ba phab. Tính dòng điện pha, dòng điện dây, cơng suất P, Q, S, hệ số công suất củatải 3 pha?9/ Một động cơ điện khơng đồng bộ ba pha có công suất định mức P đm = 14kW,hiệu suất định mức là 0,89, hệ số công suất = 0,88; Y/ - 380/220V. Người ta đấuđộng cơ vào mạng điện 220V/127V.a. Xác định cách nối dây động cơ điệnb. Tính cơng suất điện động cơ tiêu thu khi định mứcc. Tính dòng điện dây và dòng điện pha của động cơ điện.10/ Một tải ba pha gồm ba cuộn dây đấu vào mạng điện ba pha có điện áp dây là380V. Cuộn dây được thiết kế cho làm việc với điện áp định mức 220V. Cuộn dây có điệntrở R = 2, điện kháng X = 8 .a. Xác định cách nối dây các cuộn dây thành tải ba phab. Tính dòng điện pha, dòng điện dây, cơng suất P, Q, S, hệ số công suất của tải11/ Một mạch điện ba pha đối xứng Ud = 380V cung cấp cho 2 tải đối xứng: tải 1:P1= 6kW, Q1= 4kVAr. Tải 2: P2= 8kW, Q2= 2kVAr.a. Tính dòng điện dây của mỗi tảib. Tính dòng điện dây Id của nguồn cung cấp cho 2 tải trên12/ Một máy phát điện đối xứng U d = 1000V cung cấp cho 2 tải đối xứng : tải 1: P 1
= 70kW, cos = 0,866 [ tải và trên đường dây chính. Tính cơng suất cuả tải.Biên soạn: Trần Văn Đạt-68- Khoa KT Điện- Điện lạnh- Điện tửkỹ thuật -75hGiáo trình ÑieänChương 5GIẢI CÁC MẠCH ĐIỆN NÂNG CAOA. Mục tiêu của bàiHọc xong chương này học viên sẽ có khả năng:- Trình bày được các định luật cơ bản của mạch điện, các phép biến đổi tươngđương và nguyên lý xếp chồng.- Giải được các bài toán mạch điện phức tạp theo phương pháp dòng điện nhánh,dòng điện mạch vòng và điện thế nút.B. Nội dung chính1. Mạng ba pha bất đối xứng.1.1. Mạng ba pha bất đối xứng có trở kháng đường dây:Trong mạch ba pha có dây trung tính, trở kháng không đáng kể, điện áp U NN’ giữahai điểm trung tính N-N’ coi như bằng khơng, đảm bảo điện áp của tải bằng điện áp cácpha tương ứng của nguồn.Trường hợp trở kháng ZN của dây trung tính không thể bỏ qua [Z N 0] mà tải bapha khơng đối xứng, dòng điện IN chạy qua dây trung tính sẽ gây sụt áp.***U NN ' U N ' I N .Z N . Gọi là điện áp di điểm trung tính.Bỏ qua trở kháng pha của dây dẫn, điện áp pha của tải sẽ là tổng giữa điện áp nguồnvà điện áp di điểm trung tính.*'A***U U A U N'*****; U B' U B U N ; U C' U C U N''Sơ đồ mạch ba pha bốn dâyBiên soạn: Trần Văn Đạt-69- Khoa KT Điện- Điện lạnh- Điện tửkỹ thuật -75hGiáo trình ĐiệnĐồ thị vecto điện ápGiả sử điện áp 3 pha của nguồn là đối xứng, thì điện áp 3 pha của tải sẽ khơng đốixứng. Điện áp di điểm trung tính càng lớn thì điện áp tải càng mất đối xứng.**U N ' N U N 'Trong đó: YA ***U .Y U B .YB U C .YC A AYA YB YC YO1111; YB ; YC ; YN ZAZBZCZNNếu tổng trở pha của đường dây không thể bỏ qua thì sẽ cộng Z d vào các thành phầnZA, ZB, ZC.Như vậy việc tính mạch này quy về việc xác định điện áp giữa 2 điểm trung tính[điện áp di trung tính], sau đó tính điện áp pha của tải theo cơng thức đã nêu trên. Dòng điện các pha xác định thwo định luật Ôm***U A' ;U B' ;U C'IA IB IC ZAZBZC Dòng điện trong dây trung tính xác định theo định luật Kirchooff 1:I N I A I B I C1.2. Đồ thị tô pô:Điện áp trên các phần của mạch điện 3 pha có thể tìm bằng cách dựng đồ thị tơpơcủa mạch. Để thấy rõ cách thực hiện, ta tiến hành lập đồ thị tôpô của mạch 3 pha 4 dây.Điện áp 3 pha của nguồn là đối xứng. Điểm trung tính N của nguồn coi như có thếbằng khơng và đặt ở tọa độ là N 0 . Từ điểm N lần lượt dựng 3 vecto điện áp pha củanguồn UA, UB và UC. Ba điểm A, B, C biểu thị thế các điểm tương ứng của mạch điện.Biên soạn: Trần Văn Đạt-70-