Bài giảng Mạch điện 1 - Chương 4: Mạch xoay chiều 3 pha - Trần Thị Thu Thảo

CHƯƠNG IV
MẠCH XOAY CHIỀU 3 PHA
02 Jan 2011 1401001_ Mạch điện 1
CHƢƠNG IV:MẠCH XOAY CHIỀU 3 PHA
4.1. Mạch nhiều pha và ba pha-Ghép nối mạch 
4.2. Hệ thống nối sao ba dây cân bằng.
4.3. Hệ thống nguồn Y- tải tam giác, Zd=0
4.4. Hệ thống nguồn Y- tải tam giác, Zd#0
4.5. Mạch ba pha đối xứng 4 dây 
4.6 Hệ thống 3 pha Y-Y không cân bằng , Zn =0. 
4.6. Công suất tác dụng trong mạch ba pha – Đo công suất 
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 2
4.1 MẠCH XOAY CHIỀU 3 PHA-
GHÉP NỐI MẠCH
 Nếu n=3 → có máy phát điện 3 pha, 
phát ra dòng điện ba pha
 Góc lệch giữa các pha lúc này sẽ là 
2 /3 
 Điện áp tương ứng trên mỗi pha 
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 3
H4.1 Cấu tạo của 
máy phát đồng bộ
a.Nguồn xoay chiều 3 pha
)
3
4
sin(
)
3
2
sin(
)sin(
 
 
 
tEe
tEe
tEe
pmc
pmb
pma
4.1 MẠCH XOAY CHIỀU 3 PHA-
GHÉP NỐI MẠCH
Trong đó
 Epm là biên độ điện áp pha, 
 là góc pha ban đầu của pha A, thường người ta chọn 
 =0. 
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 4
H4.2a-Quá trình thời gian H4.2b-Đồ thị vectơ
4.1 MẠCH XOAY CHIỀU 3 PHA-
GHÉP NỐI MẠCH
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 5
 
  
 
120
120
0
CC
pB
pA
EE
EE
EE


  
 
 
120
120
0
CC
pB
pA
EE
EE
EE


Hệ thống nguồn đối 
xứng thứ tự thuận
Hệ thống nguồn đối 
xứng thứ tự nghịch
AE

BE

CE

AE

BE

CE

4.1 MẠCH XOAY CHIỀU 3 PHA-
GHÉP NỐI MẠCH
b. Cách nối dây mạch 3 pha
 Có thể nối mạch ba pha theo 2 cách: ghép nối sao(Y) và 
ghép nối tam giác (Δ). 
Ghép nối sao (Y)
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 6
H4.3a- Nối Y kiểu 3 pha 3 dây
uab=uan-ubn
ubc=ubn-ucn
uca=ucn-uan
H4.3b- Nối Y kiểu 3 pha 4 dây
4.1 MẠCH XOAY CHIỀU 3 PHA-
GHÉP NỐI MẠCH
 Nếu các pha được biểu diễn
 Ta sẽ chứng minh được
 Kết luận:
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 7
)240sin(
)120sin(
)sin(
0
0
 
 
 
tUu
tUu
tUu
pmcn
pmbn
pman
)210sin(3
)90sin(3
)30sin(3
0
0
0
 
 
 
tUu
tUu
tUu
pmca
pmbc
pmab
3
3 30
30
d p
ab an
ab an
U U
U nhanh pha sovôùi
  
U U
U
Hình 4.4- Đồ thị vectơ
4.1 MẠCH XOAY CHIỀU 3 PHA-
GHÉP NỐI MẠCH
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 8
 Gheùp noái tam giaùc (Δ)
Như vậy theo cách ghép nối trên một mạch điện có 4 cách nối
 Nguồn nối Y-Tải nối Δ
 Nguồn nối Y-Tải nối Y
 Nguồn nối Δ -Tải nối Y
 Nguồn nối Δ - Tải nối Δ 
H 4.5
4.2. HỆ THỐNG NỐI SAO 3 DÂY
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 9
1. Định nghĩa.
a. (Uan, Ubn, Ucn) = Áp Pha 
Nguồn
b. (Uab, Ubc, Uca) = Áp dây nguồn
p p p
p p
d d d
R jX
Z
R jX
 
Z
Z
Z
H 4.6
4.2. HỆ THỐNG NỐI SAO 3 DÂY CÂN BẰNG
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 10
c.
d.
e.
f.
g.
h.
! Tất cả áp và dòng trên đều đối xứng thứ tự thuận, và
chỉ cần biết 1 trong 3. Ví dụ
( , , ) .
AN BN CN
AÙpPhaTaûi U U U
( , , ) .
AB BC CA
AÙpDaâyTaûi U U U
( , , )
aA bB cC
Suït AÙp TreânÑöôøng Daây U U U
( , , )
na nb nc
Doøng PhaNguoàn I I I
( , , )
AN BN CN
Doøng PhaTaûi I I I
( , , )
aA bB cC
Doøng Daây I I I
240 ; 120 ; 120
ca ab BN CN bB aA
U U U U I I
    
4.2. HỆ THỐNG NỐI SAO 3 DÂY CÂN BẰNG
 Gỉai mạch 3 pha (H4.6) trên sơ đồ một pha (H4.7) 
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 11
(H4.7)
p p p
p p
d d d
R jX
Z
R jX
 
Z
Z
Z
a. Dòng an
na aA AN
p d
U
I I I
Z Z

  
b. Áp
; ; 3 30
AN p AN aA d aA AB AN
 U Z I U Z I U U     
Nếu biết ; ; ;AB d AN p aA d AN pU U U U I I I I 
thì 3 ; ( )d p d pU U I I TaûiY 
4.3 HỆ THỐNG NỐI NGUỒN Y, TẢI Δ, Zd=0
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 12
3 30 ;
;
ab an AB ab
AB
AB
p
  
U U U U
U
I
Z
   


1. Áp:
2. Dòng:
Nếu biết
; ;
AB d p aA d AB p
U U U I I I I 
thì ; 3 (TAÛI )
d p d p
U U I I 
H 4.8
4.4 HỆ THỐNG 3 PHA
NỐI NGUỒN Y, TẢI Δ, Zd#0
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 13
; 30
3
an aA
na aA AN AB
p
 
U I
I I I I
Z Z
 
   
d/3 +
H4.9b
B1. Biến tải D (Zp) thành tải Y (Zp/3) (H4.9b)
( ; ; 3 30
AN p AN aA d aA AB AN
 U Z I U Z I U U     /3)
B2.
B3.
H4.9a
4.5. MẠCH BA PHA ĐỐI XỨNG 4 DÂY
H 4.9
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 14
Trong đó nguồn, tải nối theo hình sao (Y), điểm trung tính 
của nguồn và tải chúng ta nối lại với nhau.
Cách phân tích mạch giống nhƣ mach 3 pha 3 dây nguồn 
Y-Tải Y . Nhƣng lúc này xuất hiện thêm dòng dây trong tính
4.5. MẠCH BA PHA ĐỐI XỨNG 4 DÂY
 Dòng điện chạy trên dây trung tính:
 Trong trường hợp tải đối xứng: ZAN= ZBN=ZCN
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 15
...
an
na aA AN
d AN
U
I I I
Z Z

  
Nn AN BN CN
 I I I I   
0
Nn AN BN CN
 I I I I   
4.6 HỆ THỐNG 3 PHA Y-Y KCB , Zn =0
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 16
...
an
na aA AN
d AN
U
I I I
Z Z

  
B1. Tách mạch 3 pha thành 3 mạch 1 pha độc lập (H4.10b)
B2
B3
H 4.10b
H 4.10a
Nn AN BN CN
 I I I I   
4.6. CÔNG SUẤT MẠCH 3 PHA–
ĐO CÔNG SUẤT 
 Công suất tức thời nhận được trên tải :
p(t) =uANiAN + uBNiBN + uCNiCN
 Công suất tác dụng được xác định bởi:
 Công suất tác dụng trên tải ba pha bằng tổng công suất 
tác dụng trên mỗi tải pha: P3pha=PA+PB+PC
 Tải đối xứng: P=3UpIpcos( u- i)
a. Công suất do tải 3 pha tiêu thụ
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 17
CCNCNBBNBNAANAN IUIUIUpdt
T
P coscoscos
1
2 2 2
3 cos ; 3 sin ; 3
3 cos ; 3 sin ; 3
3 ; 3 ; 3
p p p p p p
d d d d d d
p p p p p p
P U I Q U I S U I
P U I Q U I S U I
P I R Q I X S I Z
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1
18
4.6. CÔNG SUẤT MẠCH 3 PHA–
ĐO CÔNG SUẤT 
(H4.11)
P(t)=uaN.iaN+ubNibN+ucN.icN
P(t)= =uaN.iaN+ubNibN+ucN.(-iaN-ibN)
P(t)= =(uaN-ucN)iaN+(ubN-ucN)ibN
P(t)= =uaciaN+ubcibN
Nhƣ vậy, để đo công suất tác dụng trong hệ thống 4 
dây, ngƣời ta cần 3 watt kế gọi là phƣơng pháp 3 Watt 
kế (H4.11).
4.6. CÔNG SUẤT MẠCH 3 PHA–
ĐO CÔNG SUẤT 
02 Jan 2011 401001_ Mạch điện 1 19
 Để đo công suất trong hệ thống ba pha ba dây, ta chỉ cần
hai Watt kế gọi là phương pháp 2 Watt kế (H4.12)
 P=P1+P2=uaciaN cos( uac- iaN)+ubcibN cos( bc- ibN)
 Tải đối xứng
P1 =UIcos( -30)
P2 =UIcos( +30)
(H4.12)
 cos330coscos2)30()30(21 UIUIUICosUICosPP