›
›

Bài giảng Kỹ thuật điện - Ngô Duy Song

pdf 140 trang ngocly 2571
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Kỹ thuật điện - Ngô Duy Song", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_ky_thuat_dien_ngo_duy_song.pdf

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật điện - Ngô Duy Song

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI MÔN HỌC:KỸ THUẬT ĐIỆN GV:Ngô Duy Song Lớp :11COTO1
  2. ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC 1. Tên Môn Học: Kỹ Thuật Điện 2. Ngành Học: Không Chuyên Điện 3. Số Tiết: 30tiết. 4. Đánh Giá: *kiểm tra thường kỳ:20% * Kiểm Tra giữa Học Kỳ: 20% * Thi cuối Học Kỳ: 60% 5. Giáo Trình: [1] Nguyễn Kim Đính – Kỹ Thuật Điện – Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TPHCM - 2007 [2] Nguyễn Kim Đính – Bài Tập Kỹ Thuật Điện 2 Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TPHCM - 2007
  3. NỘI DUNG MÔN HỌC CHƯƠNG 1. Khái niệm chung về Mạch Điện CHƯƠNG 2. Mạch Điện hình sin CHƯƠNG 3. Các phương pháp giải Mạch Sin CHƯƠNG 4. Mạch Điện ba pha CHƯƠNG 5. Khái niệm chung về Máy Điện CHƯƠNG 6. Máy Biến Áp CHƯƠNG 7. Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha 8. Máy Phát Đồng Bộ Ba Pha CHƯƠNG 9. Máy Điện Một Chiều. CHƯƠNG 3
  4. 3/3 NỘI DUNG CHI TIẾT 1 *Khái Niệm Chung về Mạch Điện 1.1 Các Thành Phần của Mạch Điện 1.2 Cấu Trúc của Mạch Điện 1.3 Các Thông Số Chế Độ của 1 Phần Tử 1.4 Các loại Phần Tử Cơ Bản 1.5 Hai Định Luật Kirchhoff 2 * Mạch Điện Hình Sin 2.1 Khái Niệm Chung về Hàm Sin 2.2 Áp Hiệu Dụng và Dòng Hiệu Dụng 4
  5. 2.3 Biểu Diễn Áp Sin và Dòng Sin bằng Vectơ 2.4 Quan Hệ Áp - Dòng của Tải. 2.5 Tổng Trở Vectơ và Tam Giác Tổng Trở của Tải 2.6 Công Suất Tiêu Thụ bởi Tải. 2.7 Biểu Diễn Vectơ của Áp, Dòng, Tổng Trở, và Công Suất 2.8 Hệ Số Công Suất 2.9 Đo Công Suất Tác Dụng bằng Watlkế 2.10 Số Phức 2.11 Biểu Diễn Mạch Sin bằng Số Phức 5
  6. 3.* Các Phương Pháp Giải Mạch Sin 3.1 Khái Niệm Chung 3.2 Phương Pháp Ghép Nối Tiếp. Chia Áp 3.3 Phương Pháp Ghép Song Song. Chia Dòng 3.4 Phương Pháp Biến Đổi Y 3.5 Phương Pháp Dòng Mắt Lưới 3.6 Phương Pháp Áp Nút 3.7 Nguyên Lý Tỷ Lệ 6
  7. 4. * Mạch Điện Ba Pha 4.1 Nguồn và Tải 3 Pha Cân Bằng 4.2 Hệ Thống 3 Pha Y - Y Cân Bằng 4.3 Hệ Thống 3 Pha Y - Cân Bằng, Zd = 0 4.4 Hệ Thống 3 Pha Y - Cân Bằng, Zd ≠ 0 4.5 Hệ Thống 3 Pha Y - Không Cân Bằng, Zn = 0 4.6 Hệ Thống 3 Pha Y - Y Không Cân Bằng, Zd = 0 4.7 Hệ Thống 3 Pha Cân Bằng với Nhiều Tải //. 4.8 Hệ Thống 3 Pha Cân Bằng với Tải là Động Cơ 3 Pha 7
  8. 5. * Khái Niệm Chung về Máy Điện 5.1. Định Luật Faraday. 5.2. Định Luật Lực Từ 5.3. Định Luật Ampère 5.4. Bài Toán Thuận: Biết , Tìm F 8
  9. 6. * Máy Biến Áp (MBA) 6.1 Khái Niệm Chung 6.2 Cấu Tạo của MBA 6.3 MBA Lý Tưởng 6.4 Các MTĐ và PT của MBA Thực Tế 6.5 Chế Độ Không Tải của MBA 6.6 Chế Độ Ngắn Mạch của MBA 6.7 Chế Độ Có Tải của MBA 9
  10. 7. * Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha 7.1. Cấu Tạo của ĐCKĐB3 7.2. Từ Trường Trong ĐCKĐB3 7.3. Nguyên Lý Làm Việc của ĐCKĐB3 7.4. Các MTĐ1 Và PT của ĐCKĐB3 7.5. CS, TH, và HS của ĐCKĐB3 7.6. Mômen của ĐCKĐB3 10
  11. 8. * Máy Phát Đồng Bộ Ba Pha 8.1. Cấu Tạo của MPĐB3 8.2. Nguyên Lý Làm Việc của MPĐB3 8.3. MTĐ và PT của MPĐB3 8.4. Phần Trăm Thay Đổi Điện Áp của MPĐB3 8.5. CS, TH, và HS của MPĐB3 11
  12. 9. * Máy Điện Một Chiều 9.1. Cấu Tạo của MĐMC 9.2. Nguyên Lý Làm Việc của MPMC 9.3. Sđđ của MĐMC 9.4. MPMC Kích Từ Độc Lập 9.5. MPMC Kích Từ Song Song 9.6. Nguyên Lý Làm Việc của ĐCMC 9.7. Vận Tốc của ĐCMC 9.8. Mômen của ĐCMC 9.9. ĐCMC Kích Từ Song Song 12
  13. Chương 1 Khái Niệm Chung Về Mạch Điện 1.1. Các Thành Phần Của Mạch Điện (H1.1) H 1.1 1. Nguồn Điện: Phát (Cung Cấp) Điện Năng 2. Đường Dây: Dẫn (Truyền) Điện Năng. 3. Thiết Bị Biến Đổi: Biến Đổi Áp, Dòng, Tần Số 4. Tải Điện: Nhạân (Tiêu Thụ) Điện Năng. 13
  14. 1.2 Cấu Trúc Của Mạch Điện 1. Phần Tử Hai Đầu (PT) là Phần Tử nhỏ nhất của mạch điện. H 1.2  A và B là 2 Đầu Ra, để nối với các PT khác. 2. Mạch Điện là 1 tập hợp PT nối với nhau (H 1.3) ! NÚT là Điểm Nối của n Đầu Ra (n 2) ! VÒNG là Đường Kín gồm m PT (m 2) H 1.3 14
  15. 1.3 Các Thông Số Chế Độ Của 1 PT (H 1.4) 1. DÒNG (tức thời) xác định bởi: a. Chiều Quy Chiếu Dòng(CQCD)( ) H 1.4 b. Cường Độ Dòng Qua PT: i = i(t)  i > 0 Chiều Dòng Thực Tế Cùng CQCD.  i 0 Điện Thế Đầu + Lớn Hơn Điện Thế Đầu –.  u < 0 Điện Thế Đầu + Nhỏ Hơn Điện Thế Đầu –. 15
  16. 3. CÔNG SUẤT (tức thời) (CS). ! Nếu mũi tên ( ) hướng từ + sang – thì CS tức thời tiêu thụ bởi PT là p(t) = u(t)i(t) (1.1)  p > 0 PT thực tế tiêu thụ CS  p < 0 PT thực tế phát ra CS 4. ĐIỆN NĂNG Điện Năng tiêu thụ bởi PT từ t1 đến t2 là t t2 W2 = p() t dt (1.2) t1 òt1 16
  17. 1.4. Các Loại PT Cơ Bản 1. Nguồn Áp Độc Lập (NAĐL) (H1.5) ! Áp không phụ thuộc Dòng H 1.5 u = e, i (1.3) 2. Nguồn Dòng Độc Lập (NDĐL) (H1.6) ! Dòng không phụ thuộc Áp H 1.6 i = ig, u (1.4) 3. Phần Tử Điện Trở (Điện Trở) (H1.7) ! Áp và dòng Tỷ Lệ Thuận với nhau H 1.7 17
  18. ! (1.5) uRR= Ri  R = Điện Trở (ĐT) của PT Điện Trở () ! iRR= Gu (1.6)  G = Điện Dẫn (ĐD) của PT Điện Trở (S) 1 1 GR=; = (1.7) RG (1.5) và (1.6) gọi là Định luật Ôm (ĐLÔ) ! CS tức thời tiêu thụ bởi Điện Trở là 2 2 pRRRRR= u i = Ri = Gu (1.8) 18
  19. 4. PT Điện Cảm (Cuộn Cảm) (H1.8) di u= L L L dt (1.9) 1 t iLLL()()() t=ò u d  + i t (1.10) L t H 1.8  L = Điện Cảm của Cuộn Cảm (H) 5. PT Điện Dung (Tụ Điện) (H1.9) du i= C C (1.11) C dt 1 t (1.12) uCCC()()() t=ò i d  + u t C t H 1.9  C = Điện Dung của Tụ Điện (F) 19
  20. 1.5. Hai định luật Kirchhoff 1. Định Luật Kirchhoff Dòng (ĐKD) åi ñeánNuùt = 0 (1.13)  Tại nút A (H1.10): H 1.10 i1- i 2 + i 3 - i 4 = 0 2. Định Luật Kirchhoff Áp (ĐKA) åu doïctheo Voøng = 0 (1.14)  Trong vòng 1234 (ABCD) (H1.11): u1- u 2 + u 3 - u 4 = 0 H 1.11 20
  21. Chương 2. Mạch Điện Hình Sin 2.1 Khái Niệm Chung Về Hàm Sin Từ Chương 2, Áp và Dòng qua PT trên H 2.1 có Dạng Sin u= Usin( t +  ) m (2.1) i= Im sin( t + ) H 2.1 u«(,);; U U =BieânÑoäAÙp  = PhaAÙp ! m m (2.2) i«(,);; Im I m =BieânÑoäDoøng = PhaDoøng ! =  - =Pha AÙp - PhaDoøng (2.3)  φ là Góc Chạâm Pha Của Dòng So Với Áp 21
  22. 2.2 Áp Hiệu Dụng (AHD) Và Dòng Hiệu Dụng (DHD) 1. Trị HD của 1 hàm x(t) tuần hoàn chu kỳ T. 1 T X= x2 () t dt (2.4) T ò 2. AHD và DHD của Áp Sin và Dòng Sin (2.1) UI UI=m; = m (2.5) 2 2 Chế độ làm việc của 1 PT trong mạch sin được xác định bởi ! 2 cặp số (U, θ) và (I, ) (H2.2) u= U2 sin( t +  ) « ( U ,  ) (2.6) i= I2 sin( t + ) « ( I , ) 22 H 2.2
  23. 2.3. Biểu Diễn Áp Sin Và Dòng Sin Bằng Vectơ (H2.3) 1. Áp Vectơ là vectơ U có:  Độ lớn = U  Hướng: tạo với trục x 1 góc = θ 2. Dòng Vectơ là vectơ I có:  Độ lớn = I  Hướng: tạo với trục x 1góc = a H 2.3 ! Ta có Sự Tương Ứng 1 – gióng – 1: u««««(,)U(,)I U vaøi I (2.7) Neáui1«« I 1 vaøi 2 I 2 ! (2.8) thìi1± i 2 « I 1 ± I 2 23
  24. 2.4. Quan Hệ Áp – Dòng Của Tải TẢI là 1 tập hợp PT R, L, C nối với nhau và ! chỉ có 2 Đầu Ra. (1 Cửa) Chế Độ Hoạt Động của Tải xác định ! bởi 2 cặp số (U, q) và (I, a) H 2.4 U Tổng Trở (TT) của Tải = Z = (Z > 0) (2.9) I Góc Của Tải = =  - ( - 90 £ £ 90 ) (2.10) ! Mỗi Tải được đặc trưng bởi 1 CẶP SỐ (Z, j) 24
  25. 1. Mạch. a. Sơ đồ và đồ thị vectơ (H2.5) a) b) H 2.5 b. TT và góc R = Điện Trở của PT Điện Trở (2.11) U R (2.12) ZRRRRR= =; =  - = 0 I R (2.13) Mạch R  (R, 0o) 25
  26. 2. Mạch L a. Sơ đồ và đồ thị vectơ (H2.6) a) b) H 2.6 b. TT và góc XL = wL = Cảm Kháng của PT Điện Cảm (2.14) U L ZXLLLLL= =; =  - = + 90 (2.15) I L o Mạch L  (XL, 90 ) (2.16) 26
  27. 3. Mạch C a. Sơ đồ và đồ thị vectơ (H2.7) a) H 2.7 b) b. TT và góc 1 X = = Dung Khaùng cuûaPT ÑieänDung (2.17) C C U C (2.18) ZXCCCCC= =; =  - = - 90 I C (2.19) MaïchC«- (XC , 90) 27
  28. 4. Mạch RLC Nối Tiếp a. Sơ Đồ Và Đồ Thị Vectơ (H2.8) a) H 2.8 b) b. TT và Góc (2.20) XXX=LC - = ÑieänKhaùng (ÑK) cuûaMaïch RL CNT UX ZRX= =2 + 2; =  - = tan- 1 (2.21) IR Maïch RLC NoáiTieáp« (Z, ) (2.22) 28
  29. 5. Mạch RLC song song a. Sơ đồ (H2.9) và đồ thị vectơ (H 2.8b) b. TT và Góc  G = 1/R = Điện Dẫn của R (2.23)  BL = 1/XL = Cảm Nạp của L (2.24)  BC = 1/XC = Dung Nạp của C (2.25) H 2.9 B = BL – BC = Điện Nạp (ĐN) của Mạch RLCSS (2.26) UB1 Z = =; =  - = tan- 1 (2.27) IGGB2+ 2 Y = 1/Z = I/U = Tổng Dẫn (TD) của Mạch RLCSS (2.28) 29
  30. 2.5 TT Vectơ và Tam Giác TT(TGTT) của Tải  TT vectơ Z có độ lớn Z và hướng  TGTT có cạnh huyền S và 1 góc bằng R = Zcos = ĐT Tương Đương (ĐTTĐ) của Tải (2.29) X = Zsin = ĐK Tương Đương (ĐKTĐ) của Tải (2.30) 1. Tải Cảm (H 2.10a) 0 0 vaø X > 0 (2.31) ichaämpha so vôùiu H 2.10a 30
  31. 2. Tải dung (H 2.10b) - 90 0 vaøX 0 vaøX = 0 (2.33) icuøng pha vôùiu H 2.10c 31
  32. 4. Tải Thuần Cảm (H 2.10d) = + 90 R=0 vaøX > 0 (2.34) ichaämph a 90 so vôùi u H 2.10d 5. Tải thuần dung (H 2.10e) = - 90 R=0 vaøX < 0 (2.35) inhanh ph a 90 sovôùi u H 2.10e 32
  33. 2.6. CS Tiêu Thụ Bởi Tải (H 2.11) 1. Tải tiêu thụ 3 loại CS là Tác Dụng P(W); Phản Kháng Q(var) và Biểu Kiến S (VA). S = UI; P = Scos ; Q = Ssin (2.36) H 2.11 2. CS P và Q tiêu thụ bởi R, L, C là: 2 PRRLC= RI, P = 0, P = 0 (2.37) 2 2 QQXIQXIRLLLCCC=0, = , = - 3. Nếu tải gồm nhiều PT Rk, Lk, Ck thì: 2 (2.38) PUIPRI=cos = åRk = å k Rk 2 2 QUIQQXIXI=sin = åLk + å Ck = å LkLk - å CkCk (2.39) 33
  34. 4. CS Vectơ và Tam Giác CS (TGCS) của Tải (H 2.12)  CS vectơ S có độ lớn S và hướng  TGCS có cạnh huyền S và 1 góc bằng ! TGCS ñoàng daïng vôùi TGTT ! S=IPIRQIX2 Z; = 2 ; = 2 (2.40) a) H 2.12 b) Tải Cảm thực tế tiêu thụ P và tiêu thụ Q (H 2.12a) Tải Dung thực tế tiêu thụ P và phát ra Q (H 2.12b) 34
  35. 2.7 Biểu Diễn Vectơ của Áp Dòng, TT, và CS của Tải (H 2.13) a) b) c) H 2.13 d) 35
  36. 2.8 Hệ Số Công Suất (HSCS) 1. HSCS của Tải Trên H 2.11 là: PP HSCS = = = cos (2.41) SUI  = Góc HSCS của Tải (= Góc của Tải) ! Tải Cảm có HSCS trễ, Tải Dung có HSCS sớm. 2. Sự Quan Trọng của HSCS của Tải. a) H 2.14 b) 36
  37. Trên H 2.14a, Nguồn Áp có AHD Up cấp điện cho Tải có AHD U và TGCS trên H 2.14b, qua Đường Dây có ĐT Rd. Ta có:  Dòng dây I = Dòng tải I = d P (2.42)  Tổn Hao (TH) trên dây = Pth = U cos 2 RId (2.43)  CS phát = PP = P + Pth (2.44)  Hiệu Suất (HS) tải điện = P %= ´ 100 (2.45) ! Nếu cos PP+ th -thì I ¯,,% P ¯ P ¯ vaø  - Phải tìm cách nâng caothHSCS P của tải. 37
  38. 3. Nâng cao HSCS của tải bằng tụ bù a) H 2.15 b) Ta muốn nâng HSCS của tải trên H 2.15 từ cosj lên cos 1 bằng cách ghép 1 tụ điện C // tải để được tải mới (P1, Q1, cosj1).  PPPP1 = +c ¹ (2.46)  QQQQQQP1= +c Þ c = 1 - =(tan 1 - tan ) (2.47) P(tan - tan ) C = 1 (2.48) U 2 38
  39. 2.9 Đo CSTD Bằng Watthế (H 2.16)  M và N là hai MMC nối với nhau tại 2 nút A và B.  Cuộn dòng và cuộn áp của W có 2 đầu; 1 đầu đánh dấu (+). H 2.16 ! Nếu chọn CQCD ( ) đi vào đầu + của W và CQCA (+, – ) có đầu + là đầu + của W thì Số chỉ của W = P = UIcosj (2.49) = CSTD tiêu thụ bởi N = CSTD phát ra bởi M ! Tiêu Thụ CS âm Phát Ra CS dương 39
  40. 2.10 Số Phức (SP) 1. Định Nghĩa  Đơn vị ảo j: j2 = – 1 (2.50)  SP: A = a +jb (2.51) a = ReA = Phần thực của A B = ImA H 2.17 = Phần ảo của A A* = a – jb = SP liên hợp (SPLH) của A (2.52) 40
  41. 2. Biểu Diễn Hình Học của SP (H 2.17) Điểm A (a, b) là Điểm Biểu Diễn của SP A = a + jb ! Vectơ A = OA là Vectơ Biểu Diễn của SP A= a +jb Sự tương ứng 1 – 1: ! SP A = a + jb  Điểm A (a, b)  Vectơ A (2.53)  Số thực A = a  Điểm A (a, 0) Trục x Trục x là Trục Thực (Re).  Số ảo A = jb  Điểm A(0, b) Trục y Trục y là Trục ảo (Im). ! Điểm A*(a, –b) đối xứng với A (a, b) qua trục thực 41
  42. 3. Các Phép Tính SP Các phép tính (+, –, , ) của SP Dạng Vuông ! Góc A = a +jb được làm giống số thực, với điều kiện thay j2=–1 4. Biên Độ và Góc của SP ! Biên Độ của SP A là chiều dài của vectơ A: A =A =r = a2 + b 2 (2.54) ! Góc của SP A là góc chỉ hướng của vectơ A: b argA = = tan- 1 (2.55) a 42
  43. 5. Các Dạng Của SP a. Dạng Vuông Góc A= a + jb (2.56) b. Dạng Lượng Giác A = r (cosθ + jsinθ) (2.57) ! Công Thức Euler: ejθ = cosθ + jsinθ) (2.58) c. Dạng Mũ Phức A = rejθ (2.59) ! Ký Hiệu θ = cosθ + jsinθ (2.60) d. Dạng Cực A = r θ (2.61) r1 1 r 1 ! (r1 1 )( r 2  2 )= r 1 r 2  1 +  2 ; =  1 -  2 (2.62) r2 2 r 2 43
  44. 2.111. BiểuÁp PhứcDiễnvàMạchDòngSinPhứcBằng SP 1. Áp Phức là SP U =U Ð (2.63) U =U Þ BieânÑoäAÙpPhöùc = AHD ! arg U = ÞGoùcAÙpPhöùc = Pha AÙp (2.64) 2. Dòng Phức là SP I =I Ð (2.65) I =I Þ Bieânñoädoøng phöùc = DHD ! arg I =I Þ GoùcDoøng Phöùc = Pha Doøng ur r ! Trên H 2.13b: UI««UIvaø (2.66) 44
  45. 3. TT phức là SP Z =Z Ð (2.67) Z =Z Þ BieânñoäTT phöùc = TT cuûaTaûi ! (2.68) arg Z = ÞGoùcTT Phöùc = GoùccuûaTaûi ! Trên H 2.13c: Z « Z (2.69) 4. CS Phức là SP S =S Ð S =S Þ BieânñoäCS phöùc = CSBK cuûaTaûi ! (2.70) arg S = ÞGoùcCS Phöùc = GoùccuûaTaûi ! Trên H 2.13d: S « S 45
  46. 1 5. TD Phức là SP Y = =Y Ð- (2.71) Z ! Y =Y: BieânñoäTD phöùc = TD cuûaTaûi argY = - : GoùcTD phöùc = - GoùccuûaTaûi (2.72) 6. ĐLÔ Phức (2.9) và (2.10) UZIIYU= Û = (2.73) ! (2.66) gọi là ĐLÔ Phức của Tải. 7. Quan Hệ Giữa U,I , Z vaøScuûaTaûi ! SUIZ=* = I 2 (2.74) 46
  47. 8. So Sánh Biểu Diễn SP (H 2.18) Với Biểu Diễn Vectơ (H 2.13) a) b) c) H 2.18 d) 47
  48. 9. Ý nghĩa của ZYS= R +j X, = G + jB, = P + jQ (2.75) ReZZ =R =ÑTTÑ; Im =X =ÑKTÑïü ï CUÛA ReYY =G =ÑDTÑ; Im =B =ÑNTÑýï (2.76) ï TAÛI ReSS =P =CSTD; Im =Q =CSPK þï (2.77) R –X G –B G= ;B= ;R= ;X= R+X2 2 R+X 2 2 G+B 2 2 G+B 2 2 (2.78) 10. TT phức và TD phức của R, L, C (2.79) ZZZRLLCC=R; = jX; = –jX YYYRLLCC=G; =–jB; = jB (2.80) 48
  49. 11. ĐKD Phức åI ñeánnuùt = 0 (2.81) 12. ĐKA Phức åU doïctheovoøng = 0 (2.82) 13. Nguyên lý Bảo toàn CS phức (H 2.19) Nếu mạch gồm n MMC và đi từ + sang – của từng MMC thì * åSUIk = å k k = 0 (2.83) åPk =0 vaø å Q k = 0 (2.84) H 2.19 49
  50. Chương 3. Các Phương Pháp Giải Mạch Sin • 3.1. Khái Niệm Chung • 1. Nội Dung Giải Mạch Sin • Cho Mạch Thực gồm 5 loại PT: Nguồn Áp e(t), Nguồn Dòng ig(t), Điện Trở R, Điện Cảm L, Điện Dung C. Ta muốn tìm: • a. Áp Tức Thời u(t) và Dòng Tức Thời i(t) qua 1 MMC (PT cũng là 1 MMC). • b. CSTD P, CSPK Q, CSBK S do 1 MMC Tiêu Thụ hoặc Phát Ra. • 2. Hai Phương Pháp giải mạch sin là VECTƠ và SP. Việc chuyển qua lại giữa 2 Phương Pháp được thực hiện từ H2.13 và H2.18. 50
  51. 3. Quy trình giải mạch sin gồm 3 bước B1. Chuyển sang mạch phức theo quy tắc:  e(t) = E2 sin( t+  ) «E = E Ð  (3.1)  (3.2) ig (t) = Ig2 sin( t+ ) «I = I g Ð  R, L, C ZR, ZL, ZC; YR, YL, YC theo (2.72) và (3.3)  Ẩn thực u(t) = U2 sin( t+  ) ®AÅnPhöùcU = U Ð  (3.4)  Ẩn thực i(t) = I2 sin( t+ ) ®AÅnphöùcI = I Ð (3.5) B2. Giải mạch phức bằng ĐLÔ, ĐKD, ĐKA để tìm U, I. B3. Chuyển ngược về mạch thực để tìm u(t) và i(t) theo cùng quy tắc như Bước 1 51
  52. 4. Chú Thích Quan Trọng a. Trong B1 và B3, có thể dùng 1 trong 4 Dạng của Hàm Sin: HD- sin, HD-cos, CĐ-sin, và CĐ-cos; nhưng các công thức tính P,Q, S, S chỉ đúng khi dùng dạng HD! b. TẢI: U = Z I hoặc I = Y U (3.6) c. NGUỒN ÁP: U = E (3.7) d. NGUỒN DÒNG: I = Ig (3.8) e. MMC: Nếu CQCD Cùng (Ngược) CQCA thì CS Phức do MMC TIÊU THỤ (PHÁT RA) là: S = U I* (3.9) 52
  53. 3.2. Phương Pháp Ghép Nối tiếp. Chia Áp (H 3.1)  U = Áp Tổng; I = Dòng Chung  Uk = Áp qua Zk (k = 1,2)  Uk = ZkI (3.10)  U = U1 + U2 = (Z1 + Z2)I = ZtđI ! Ztđ = Z1 + Z2 (3.11) U (3.12) I = Ztñ H 3.1 ZZ1 2 ! Công Thức Chia Áp UUUU1=; 2 = (3.13) ZZtñ tñ (CTCA) 53
  54. 3.3. Phương Pháp Ghép Song Song. Chia Dòng (H 3.2)  I = Dòng Tổng; U = Áp Chung  Ik = Dòng qua Yk (k=1,2) IYUk= k (3.14)  IIIYYUYU=1 + 2 =() 1 + 2 = tñ ! YYYtñ =1 + 2 (3.15) I H 3.2 U = (3.16) Ytñ Y1Y 2 (3.17) ! Công Thức Chia Dòng IIII1=; 2 = YYtñ tñ (CTCD) 54
  55. 3.4 Phương Pháp Biến Đổi Y  (H 3.3) a) b) H 3.3 Y ® ® Y ZZ ZZ 1 2 Z 12 31 ZZZ12= 1 + 2 + (3.18) 1 = (3.19) Z3 ZZZ12+ 23 + 31 ! 3TT bằng nhau ZD = 3ZY hay ZY = ZD/3 (3.20) 55
  56. 3.5. Phương Pháp Dòng Mắt Lưới (DML) 1. Mạch 1 ML (H 3.4) B1. Chọn Ẩn Chính = DML IM1 B2. Phương trình DML có dạng ZIE11MM 1= 1 (3.21)  ZZ11 = å k trong ML1 (3.22)  EEM1 = å k trong ML1 (3.23) H 3.4 ! Ek mang dấu + (–) nếu CQCDML ra khỏi đầu + (–) của EM1 E M 1 B3. Giải (3.21) ÞI M 1 = (3.24) Z11 56
  57. B4. Tính Dòng PT theo dòng ML: IIII1=MM 1, 2 = - 1 B5. Tính Áp PT: UEUZIUEUZI1= 1,,, 2 = 2 2 3 = - 3 4 = - 4 4 B6. Tính P, Q, S, S do từng PT tiêu thụ hoặc phát ra: * a. Nguồn Áp E1 phát ra: SEI1= 1 1 =P 1 + jQ 1 (3.25) ÞE1phaùtra CSTD = P 1 vaøCSPK = Q 1 * b. Nguồn áp E3 tiêu thụ: SEI3= 3 3 =P 3 + jQ 3 ÞE1tieâuthuïCSTD = P 3 vaøCSPK = Q 3 (3.26) B7. Kiểm tra Nguyên Lý Bảo Toàn P và Q åPphaùt = å Pthu; å Qphaùt = å Qthu (3.27) 57
  58. 2. Mạch 2 ML (H 3.5) B1. Chọn 2 Ẩn Chính là 2 DML IM1 và IM2 (CQC là CKĐH). B2. Hệ phương trình DML có dạng: H 3.5 ZIZIE+ = 11MMM 1 12 2 1 (3.28) ZIZIE21MMM 1+ 22 2 = 2 ! Zii xác định như (3.22); EMi như (3.23) ! ZZZ12= 21 = - å k chung cuûaML1 vaøML 2 (3.29) B3. Giải (3.28) ÞÞIIIUSvaø , , M1 M 2 k k k 58
  59. 3.6 Phương Pháp Áp Nút. 1. Định Nghĩa (H 3.6) Xét 1 mạch có nhiều nút A, B,  Tự chọn 1 NÚT CHUẨN N.  Gọi ÁP NÚT = ÁP giữa nút đó và nút chuẩn N: UU= (3.30) ! A AN UUNNN= = 0 (3.31) UUEUEABG- =1; = 3 (3.32) IYUUIYU2= 2(CDH - ); 4 = 4 (3.33) H 3.6 59
  60. 2. Mạch 2 Nút (H 3.7) B1. Chọn N làm nút chuẩn B2. Chọn Ẩn Chính = UA B3. Ik = Yk(UA – Ek) (3.34) B4.  Ik = Yk(UA – Ek) = 0 (Yk)UA = YkEk (3.35) H 3.7 B5. Giải Phương Trình Áp Nút (3.35) å YEk k U A = (3.36) å Yk B6. Tính Ik từ (3.34) Uk, Sk 60
  61. 3.7 Nguyên Lý Tỷ Lệ Nếu nhân tất cả Nguồn Ek và Igk của 1 Mạch cho cùng 1 SP A = kb thì Áp Ukvà Dòng Ik qua từng PT cũng được nhân cho A ! AHD và DHD của từng PT được nhân cho k ! Pha Áp và Pha Dòng của từng PT được cộng cho b Nếu tập nguồn {Ek, Igk}  Đáp ứng {Uk, Ik} ! thì tập nguồn {AEk, AIgk}  Đáp ứng {AUk, AIk} 61
  62. Chương 4. Mạch Điện Ba Pha 4.1 Nguồn Và Tải Ba Pha Cân Bằng (3ÞCB) 1. Ký Hiệu Hai Chỉ Số (H 4.1) H 4.1 UUUUab= a - b = - ba (4.1) a. Uab = Áp qua ab UUUab= ac + cb (4.2) b. Iab = Dòng từ a đến b IIab= - ba (4.3) (4.4) c. Zab = TTTĐ nối a với b ZZab= ba ! Không cần CQC UZIab= ab ab (4.5) 62
  63. 2. Nguồn Áp 3ÞCB (NA3ÞCB) là 1 bộ ba NA sin có cùng AHD, cùng tần số, nhưng lệch pha 120o từng đôi một (H 4.2). Ta chỉ xét thứ tự thuận. a) H 4.2 b) UUax= p Ð a ! Chỉ cần biết Uax UU= Ð - 120 UU= Ð - 120 by p a (4.6) Þ by ax UUcz= p Ð a - 240 UUcz= ax Ð - 240 63
  64. 3. NA3ÞCB Đấu Sao (Y) (H 4.3) a) b) U= AHD pha ! p H 4.3 Ud = AHD daây a. Áp pha = (Uan, Ubn, Ucn); Áp dây = (Uab, Ubc, Uca) b. Quan hệ giữa Áp pha và Áp dây ïü UUd= 3 p ï ýï ÛUU =3 Ð 30 (4.7) ï ab an Uab nhanhpha30 sovôùi U an þï 64
  65. 4. NA3ÞCB Đấu Tam Giác (D)(H 4.4) Áp dây = Áp pha = (Uab, Ubc, Uca) H 4.4 UUd= p (4.8) 5. Tải 3ÞCB đấu Y (H 4.5a) hoặc (H 4.5b) Z p = TT pha Z p=R p + jX p ZZp= p Ð a) H 4.5 b) 65
  66. 4.2. Hệ Thống 3Þ Y-Y CB (H 4.6) 1. Định Nghĩa. H 4.6 Z p=R p + jX p a. (Uan, Ubn, Ucn) = Áp Pha Nguồn Z p=Z p Ð 66 b. (Uab, Ubc, Uca) = Áp Dây Nguồn Zd=R d + jX d
  67. c. (,,).UUUAN BN CN = AÙpPha Taûi d.(,,).UUUAB BC CA = AÙpDaâyTaûi e. (,,)UUUaA bB cC = Suït AÙpTreânÑöôøng Daây f. (,,)IIIna nb nc = Doøng Pha Nguoàn g. (,,)IIIAN BN CN = Doøng Pha Taûi h. (,,)IIIaA bB cC = Doøng Daây ! Tất cả áp và dòng trên đều có THỨ TỰ THUẬN, và chỉ cần biết 1 trong 3. Ví dụ: UUUUIIca= ab Ð -240; BN = CN Ð 120; bB = aA Ð - 120 67
  68. 2. Giải Mạch 3Þ (H 4.6) trên cơ sở Mạch 1Þ (H4.7) Z p=R p + jX p Z p=Z p Ð Zd=R d + jX d H 4.7 U III an a. Dòng na= aA = AN = (4.9) ZZp+ d b. Áp UZIUZIUUAN= pAN; aA = daA ; AB = AN 3 Ð 30 (4.10) Nếu đặt UUUUIIIIAB= d;;; AN = paA = dAN = p (4.11) thì Ud=3 U p ; I d = I p ( TaûiY ) 68
  69. 3. Công Suất, Tổn Hao, và Hiệu Suất (CS, TH, HS) a. CS do tải 3Þ tiêu thụ (4.12) PUIQUISUI=3p p cos; = 3 p p sin; = 3 p p (4.13) PUIQUISUI=3d d cos; = 3 d d sin; = 3 d d 2 2 2 (4.14) PIRQIXSIZ=3p p ; = 3 p p ; = 3 p p b. TH Trên Đường Dây 3Þ 2 2 (4.15) PIRQIXth=3 d d ; th = 3 d d c. CS do Nguồn 3Þ phát ra 2 2 (4.16) PPPQQQSPQP= + th;; P = + th P = P + P 69
  70. d. HS Tải Điện PP %= ´ 100 = ´ 100 (4.17) PPPP+ th Rp ! %= ´ 100 (4.18) RRp+ d 4. Tính CSTD, CSPK, CSBK bằng CS Phức * 2 (4.19) a. SUIZ=3AN AN = 3 pI p = P + jQ * 2 b. SUIZth=3 aAaA = 3 ddI = P th + jQ th (4.20) c. * SUIp=3 an na =P P + jQ P (4.21) 70
  71. 4.3 Hệ thống 3Þ Y- D CB, Zd = 0 (H 4.8) a) H 4.8 b) (4.22) 1. Áp: UUUUab= an3 Ð 30 ; AB = ab U 2. Dòng: AB I AB = ; IIaA= AB 3 Ð - 30 (4.23) Zp ! Nếu đặt UUUIIIIAB= d = p;; aA = d AB = p thì UUIId= p; d = 3 p (TAÛI D ) (4.24) 71
  72. 4.4. Hệ thống 3Þ Y- D CB, Zd 0 (H4.9a) a) H 4.9 b) B1. Biến Tải D (Zp) thành Tải Y (Zp/3) (H4.9b) UIan aA B2. IIIIna= aA = AN =; AB = Ð 30 (4.25) ZZp/3 + d 3 B3. UZIUZIUUAN=( p/3) AN ; aA = daA ; AB = AN 3 Ð 30 (4.26) 72
  73. 4.5. Hệ thống 3Þ Y-Y KCB, Zn = 0 (H 4.10a) a) H 4.10 b) B1. Tách mạch 3Þ thành 3 mạch 1Þ độc lập (H4.10b) U an B2 IIIna= aA = AN = (4.27) ZZd+ AN B3 IIIINn= AN + BN + CN (4.28) 73
  74. 4.6. Hệ Thống 3Þ Y- D KCB, Zd = 0 (H 4.11) B1. UUab= an 3 Ð 30 (4.29) B2. UUAB= ab (4.30) U AB B3. I AB = (4.31) ZAB (4.32) B4. IIIaA= AB - CA H 4.11 ! CS trong hệ thống 3Þ KCB được tính trên từng PT. Trên H 4.11, CS phức do nguồn 3Þ phát ra là: SSSSUIUIUIP= na + nb + nc = an na + bn nb + cn nc =()()()Pna + jQ na + P nb + jQ nb + P nc + jQ nc = PjQ P + P 74
  75. 4.7. Hệ Thống 3Þ CB Với Nhiều Tải Đấu //. (H4.12a) H 4.12  Có n tải đấu SS; mỗi tải đấu Y hoặc D  Tải k được xác định bởi  Hoặc TGTT (Rpk , X pk , Z pk ,Z p )(4.12) H b 75  Hoặc TGCS (,Pk Q k , S k ,S k ) (4.12) H c
  76. 1. Bài Toán 1. Biết UZZan,, dvaø pk B1. Biến đổi Y «Drồi tính củaZ ptñn tải B2. Tính I aArồi dùng Công Thức Chia Dòng 2. Bài toán 2. Biết Ud= U AB. Tính vaølầnS k lượt: B1. 2 2 PPQQSPQ= åk;; = å k = + (4.33) B2. IISUd= aA = / 3 d (4.34) B3. 2 2 PIRQIXd=3 d d ; d = 3 d d (4.35) 2 2 B4. PPPQQQSPQP= + d;; P = + d P = P + P (4.36) B5. UUSIPab= dP = P/3 d ; cos P = P /SP (4.37) 76
  77. 4.8. Hệ thống 3ÞCB với tải là động cơ 3Þ (H 4.13) H 4.13  ĐC3Þ là 1 Tải Điện 3Þ có HSCS = cosj và biến CS Điện Vào P1 thành CS Cơ Ra P2  HS của ĐC3Þ là  = P2 / P1 (4.38) P2 ! Id = (4.39) 3U  cos d 77
  78. Chương 5. Khái Niệm Chung Về Máy Điện 5.1. Định Luật Faraday 1. Định Luật Sđđ Biến Áp (H 5.1)  (t) = Töø Thoâng Töùc Thôøi xuyeân qua 1 voøng  v(t) = Sññ caûm öùng trong 1 voøng ! ev(t) = uab(t) khi i(t) = 0 d () t ! e() t = - (5.1) v dt H 5.1 d () t  Cuộn dây N vòng: e() t= - N (5.2) dt 78
  79. 2. Định Luật Sđđ Máy Phát (H 5.2)  ab: Dây Dẫn chiều dài l  B = Mật Độ Từ Thông  v = Vận Tốc của dây H 5.2 ! e = Bvl (5.3) 5.2. Định Luật Lực Từ (H 5.3)  I = Dòng qua dây dẫn ab  B = Mật Độ Từ Thông  l = Vectơ Dòng F = BIl (5.4) H 5.3 79
  80. 5.3. Định Luật Ampere (H 5.4)  I1, I2, là n dòng  C = Đường kín  H = Từ trường tại P C (5.5) Hdl. = å Ik baobôûiC òÑC H 5.4 5.4. Định Luật Ôm Từ (H 5.5) 1. Lỏi Thép có:  l = Chiều dài  S = Tiết diện  m = Độ Từ Thẩm Tuyệt Đối  R = l/mS = Từ Trở H 5.5 80
  81.  r = /=  Độ Từ Thẩm Tương Đối (5.6) - 7  =4 ´ 10 (H/m) = ÑoäTöøThaåmTuyeätÑoáicuûaCK 2. Cuộn Dây có N vòng, mang dòng I, Stđ F= NI 3. Các Thông Số Chế Độ trong Lỏi Thép  H = Cường Độ Trường Từ (Từ Trường) = NI/l (5.7)  B = Mật Độ Từ Thông (Vận Tốc Dòng Từ) = mH (5.8)  F = Từ Thông (Dòng Từ) = BS (5.9) 4. ĐLÔ TỪ F= NI =R  = Hl (5.10) 5. Mạch từ gồm m PT NỐI TIẾP và n cuộn dây. åHi l i = åR i = å N k I k = å F k = F (5.11) 81
  82. 5.5. Bài Toán Thuận: Biết F, Tìm F. B1. Tính Bi = /Si B2. a. Nếu PT là Vật Liệu Từ, dùng đường từ hóa để suy ra trong PT BBHi= i() i H i (5.12) b. Nếu PT là không khí thì HB= / (5.13) B3. Tính Stđ tổng để tạo ra F: F= å Hi l i ! Nếu biết mi hoặc mri ở giá trị F thì: (5.14) B1'. Tính R i=l i//i S i = l i  ri  S i B2'. FNI= å = å R  k k i (5.15) 82
  83. Chương 6. Máy Biến Áp (MBA) 6.1. Khái niệm chung 1. Sơ đồ mạch (H 6.1)  MBA là 1 Mạch Hai Cửa  Cửa Vào là Sơ Cấp (SC) (đấu với Nguồn Sin)  Cửa Ra là Thứ Cấp H 6.1 (TC) (đấu với Tải T) 2. Các Thông Số Chế Độ Định Mức (ĐM)  U1ñm= AÙpSCÑM; U 2 ñm = AÙpTCÑM  I1ñm= DoøngSCÑM; I 2 ñm = DoøngTCÑM  Sñm= U1 ñm I 1 ñm = U 2 ñm I 2 ñm = CSBKÑM 83
  84. 6.2. Cấu Tạo Của MBA (H 6.2) 1. Lỏi Thép tiết diện S để dẫn từ thông F. 2. Dây Quấn Sơ Cấp (DQSC) có N1 vòng. 3. Dây Quấn Thư Cấp H 6.2 (DQTC) có N2 vòng. 6.3. MBA Lý Tưởng. 1. Các Tính Chất Của MBALT. a. DQ Không ĐT, Không ĐK: R1= R2 =X1 =X2 = 0 b. Lỏi thép Không Từ Trở, Không TH: R = 0, Pt = 0 84
  85. 2. Các Phương Trình Của MBA Lý Tưởng. a. Sđđ cảm ứng (6.1) U1= E 1 =4, 44 fN 1m = 4,44 fN 1 B m S U2= E 2 =4, 44 fN 2m = 4, 44 fN 2 B m S (6.2) b. Tỷ Số Biến Áp UEN k =1 = 1 = 1 (6.3) UEN2 2 2 c. Tỷ Số Biến Dòng IU1 2 1 (6.4) ! SSUIUI1= 2 Þ 1 1 = 2 2 Þ = = I2 I 1 k 85
  86. 6.4. Các Mạch Tương Đương (MTĐ) và Phương Trình của MBA (thực tế). 1. MTĐ của DQSC (H 6.3)  R1, X1, và Z1 = R1+ jX1 là ĐT, ĐK Tản, và TTSC.  UEI1,,, 1và 1 f là Áp,Sđđ,Dòng và Tần Số SC. H 6.3 ! Sụt Áp trong DQSC do ĐT, ĐK Tản, và TTSC là: DUIUIUZI1RX =R 1 1,, D 1 = jX 1 1 D 1 = 1 1 (6.5) ! UEZI= + 1 1 1 1 (6.6) 86
  87. 2. MTĐ của DQTC (H 6.4) R2,, X 2 v aøZ 2= R 2 + j X 2 l aøÑT, ÑKTaûn v aø TTTC EUI2, 2 , 2 vaøflaøSññ, A Ùp, D oøng, v aøT aànSoáTC H 6.4 ! Sụt Áp trong DQTC do ĐT, ĐK Tản, và TTTC là: DUIUIUZI2RX =R 2 2,, D 2 = jX 2 2 D 2 = 2 2 (6.7) ! EUZI2= 2 + 2 2 (6.8) 87
  88. 3. MTĐ Của Lỏi Thép (LT) (H 6.6b) a. Trong LT có 2 hiện tượng  THLT Pt  Từ thông sin F b. Trong Chế Độ Không Tải (KT) (H 6.5), Dòng SCKT Io gồm 2 thành H 6.5 phần (H 6.6a)  Thành Phần THLT IC (cùng pha với E1) tạo ra Pt o  Thành Phần Từ Hóa Im( chậm pha 90 so với E1) tạo ra F MTĐ của LT (H 6.6b) 88
  89. a) b) H 6.6 E  RC = ĐTTHLT 1 IECC= = G 1 (6.9) RC  GC = ĐDTHLT E1 (6.10) IEm= = - jB m 1  Xm = ĐK từ hóa jX m III=C + m  Bm = ĐN từ hóa (6.11) 89
  90. 4. Phương Trình Dòng Điện (H 6.2) a. Đối với MBA Lý Tưởng, khi Tải yêu cầu Dòng I2 thì Dòng I1 cần có là I'I2= 2/k (6.12) ! I'2 gọi là Dòng TC Quy Về SC (TCQVSC) b. Đối với MBA Thực Tế, ở Chế Độ KT (I2 = 0) thì Dòng I1 cần có chính là Dòng SCKT (6.11) c. Theo Nguyên Lý Xếp Chồng, đối với MBA thực tế, khi Tải yêu cầu Dòng I2 thì II'I1= 2 + o (6.13) 90
  91. 5. MTĐ của MBA (H 6.7) H 6.7 6. MTĐQVSC của MBA (6.8) (H 6.7) U’2 = kU2 I’2 = I2/k 2 Z’2 = k Z2 2 Z’T = k ZT 91 H 6.8
  92. 7. MTĐ Gần Đúng QVSC của MBA (6.9)  RRRn =1 + 2¢, XXXn =1 + 2¢, vaøZn= R n + jX n H 6.9 là ĐTNM, ĐKNM, và TTNM QVSC của MBA ! Ưu điểm của MTĐ H 6.9 là gồm 3 mạch đấu//: 3 Dòng Ic, Im, và I’2 độc lập với nhau. U ! I' = 1 (6.14) 2 ZZ'+ n T 92
  93. 8. Đồ Thị Vectơ Từ MTĐQVSC của MBA (H 6.10) ! Biết ( U2, I2), Vẽ Đồ Thị Vectơ để tìm (U1, I1) H 6.10 93
  94. Ta lần lượt vẽ ur ur B1. U2¢= kU2 vaøI ¢2 = I 2/k. uur ur uur B2. DU¢2RX = R2 I ¢2 vaø D U ¢ 2 « jX 2 ¢I ¢2 ur uur uur uur B3. EUUU1 =¢2 + D ¢ 2RX + D ¢ 2 r ur r B4. IC= GC E1 vaøI m « - jB mE1 r r r B5. III =C + m rur r B6. III1=¢ 2 + ur r ur B7. DU1RX = R1 I1 vaø D U 1 « jX 1I 1 ur ur ur ur B8. UEUU1=1 + D 1RX + D 1 94
  95. 6.5. Chế Độ KT của MBA. 1. Sơ đồ và MTĐ (H 6.11) a) b) c) H 6.11 U 1  H 6.11b Þ IYUo= = o 1 (6.15) ()()R1+ jX 1 + RC// jX m  H 6.11c Þ IIIUo=c + m =()G c - jB m 1 (6.16) 95 ! THLT THKT PPt » (6.17)
  96. 2. Thí Nghiệm KT (TNKT) của MBA a. Sơ Đồ: H 6.11a, có gắn 2V, 1A, và 1W. b. Tiến Hành: Cấp U1đm cho SC rồi đo U1đm, U20, I0, P0 (6.18)  Tỷ Số Biến Áp: k= U1ñm/U20  (6.19) Dòng KT%: III0%= ( 0/ 1ñm ) ´ 100 2  THLT: PPRIPt =0 - 1 0 » 0 (6.20)  HSCSKT: cos 0= PI 0/U1dm 0 (6.21) 2  ĐT và ĐDTHLT: RUGc=1 ñm/P0; c = 1 /R c (6.22)  ĐK và ĐN từ hóa: I 0 2 2 1 YBYGX0=;;m = 0 - c m = (6.23) UB1ñm m 96
  97. 6.6. Chế Độ Ngắn Mạch (NM) của MBA 1. Sơ đồ và MTĐ (H 6.12) a) H 6.12 b)  H 6.12b Þ UIZI1 =()Rn + jX n n = n n (6.24)  Dòng NM >> Dòng ĐM: I1n >>I1đm; I2n>>I2đm 2 2 2 ! THNM TH đồng PPRIRIRIn» ñn =1 1 n + 2 2 n = n n (6.25) 97
  98. 2. Thí Nghiệm Ngắn Mạch (TNNM) của MBA a. Sơ Đồ: H 6.12a, có gắn 1 Bộ Điều Áp, 1V, 2A, 1W. b. Tiến Hành: Cấp U1n cho SC sao cho I1n = I1đm và I2n= I2đm; rồi đo U1n, I1đm, I2đm, và Pn. Þ  Áp NM% UUUn%= (1 n/ 1 ñm ) ´ 100 (6.26)  TH Đồng ĐM 2 (6.27) PRIPññm= n1 ñm » n  HSCSNM cos n= PUI n/ 1 n 1 ñm (6.28)  TT, ĐT, ĐKNM UP1n n 2 2 ZRXZRn=;; n =2 n = n - n (6.29) I 1ñm I 1ñm ! Thông thường: RRRXXX1= 2¢ =n/2; 1 = 2 ¢ = n /2 (6.30) 98
  99. 6.7. Chế Độ Có Tải của MBA 1. Sơ Đồ ( H 6.13a) và MTĐ (H 6.7, 6.8 và 6.9 b) c) a) H 6.13 ! TẢI xác định bởi TGTT (H 6.13b) hoặc TGCS (H6.13c) IIS2 1 2 Hệ Số Tải (HST) kt = » » (6.31) IIS2ñm 1 ñm ñm 99
  100. 2. CS, TH, Và HS của MBA. (H 6.13a)  P1 = CS Điện Vào  Pđ1 = TH Đồng SC (TH Điện SC)  Pt = THLT (TH Từ)  Pđt = P1– Pđ1 – Pt = CS ĐIỆN TỪ (CS Vào TC)  Pđ2 = TH Đồng TC (TH Điện TC)  P2 = Pđt – P2 = CS Điện Ra  Pth = P1 – P2 = TH Tổng P2 ! HS =% = ´ 100 (6.32) 100 P1
  101. 3. Biểu Thức Các Loại CS tính từ MTĐ H 6.7 và 6.8 *  P1 = Re (UI1 1 )= UI 1 1 cos 1 (6.33) với cos 1 = cos= HSCS của MBA (6.34)  2 Pđ1 = RI1 1  2 2 2 (6.35) PRIGEGUt= c c = c1» c 1  2 2 PRRIRRIñt = (2+ T ) 2 = ( 2¢ + T ¢ ) 2 ¢ ¢ (6.36) = Re(EIEI2 2 ) = Re( 1 2 ) (6.37)  2 2 PRIRIñ 2 = 2 2 = 2¢ 2 ¢  2 2* * PRIRI2=TT 2 = ¢ 2 ¢ = Re(UIUI2 2 ) = Re ( 2¢ 2¢ ) =UIUI2 2 cos 2 = 2¢ 2 ¢ cos 2 (6.38) 101
  102. 4. Biểu Thức Gần Đúng của CS, TH và HS của MBA ! Giả sử U1=U1đm và U2 = U2đm (6.39)  P2 = ktSđmcosj2  Pt = P0 = CS Điện Vào đo trong TNKT (6.40) 2 2  Pđ = Pđ1 + Pđ2 = Pkđđt m = Pn kt (6.41)  Pđđm = Pn = CS Điện Vào đo trong TNNM kt S ñm cos 2  = 2 (6.42) kt S ñmcos 2+ P 0 + k t P n ! h đạt cực đại khi kt = P0/Pn (6.43) 102
  103. Chương 7. Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha 7.1. Cấu Tạo Của ĐCKĐB3Þ 1. Stato (ST) a. Lỏi Thép ST b. Dây Quấn ST (DQST) gồm 3 cuộn (AX, BY, CZ) 2. Rôto (RT) a. Lỏi Thép RT b. Dây Quấn RT (DQRT) có 2 Dạng:  RT Lồng Sóc  RT DÂY QUẤN, gồm 3 cuộn (ax, by, cz) 103
  104. 7.2. Từ Trường Trong ĐCKĐB3Þ. Khi cho một hệ thống dòng sin 3Þ CB chạy vào 3 cuộn dây ! của ST, ta được một Từ Trường Quay có 2p cực (H 7.1)  Vận Tốc Từ Trường Quay (Vận Tốc Đồng Bộ) (VTĐB) 60f ! n= ( v/p) (7.1) 1 p  f = tần số dòng ST  p = số đôi cực của ST H 7.1 104
  105. 7.3 Nguyên Lý Làm Việc của ĐCKĐB3Þ (H 7.2) B1. Cấp dòng 3ÞCB cho ST, ta được 1 TTQ có 2p cực quay với VTĐB n1 B2. Dây dẫn RT chiều dài l và cắt từ thông có mật độ từ thông B với vận tốc v sẽ sinh ra sđđ cảm ứng H 7.2 e2 = Bvl. B3. Vì dây dẫn RT bị ngắn mạch, Dòng NM i2 chạy qua dây sẽ chịu lực từ F = Bi2 l làm quay RT theo cùng chiều với TTQST nhưng với vận tốc n < n . 1 105
  106. ! Trong ĐCKĐB3Þ có 3 loại vận tốc: n1 = Vận Tốc TTQST = Vận Tốc Đồng Bộ (VTĐB) n = Vận Tốc RT = Vận Tốc Động Cơ (VTĐC) ns = n1 – n = Vận Tốc Trượt (VTT) VTT n Hệ Số Trượt = = s VTÑB n1 n n n n ! s=1; s % = 1 ´ 100 (7.2) n1 n 1 106
  107. 7.4. Các MTĐ1Þ Và Phương Trình Của ĐCĐB3Þ 1. MTĐ1Þ của DQST (H 7.3) R1, X1 và Z1 = R1+ jX1 là ĐT, ĐK Tản, và TT1Þ của ST và f là Áp, Sđđ Dòng Pha UEI1,, 1 1 và Tần Số ST H 7.3 ! Sụt áp pha do ĐT, ĐK tản, và TT1Þ của ST là: DUIUIUZI1RX =R 1 1;; D 1 = jX 1 1 D 1 = 1 1 (7.3) ! UEZI1= 1 + 1 1 (7.4) 107
  108. 2. MTĐ1Þ Của Rôto Đứng Yên (RTĐY)  R2, X2, và Z2 = R2+jX2 là ĐT, ĐK tản, và TT1Þ của RTĐY  EUI2, 2= làS 0,đđ vaø,Áp,vàDòng 2 pha của RTĐY H 7.4a f = tần số RTĐY = tần số ST ! Sụt áp pha do ĐT, ĐK Tản, và TT1Þ của RTĐY là DUIUIUZI2RX =R 2 2;; D 2 = jX 2 2 D 2 = 2 2 (7.5) ! (7.6) EIIZI2=R 2 2 + jX 2 2 = 2 2 ! (7.7) E2= 4,44 fkdq 2 N 2 m 108
  109. 3. MTĐ1Þ của RT Quay (RTQ) (H 7.4b) H 7.4b  R2, X2s=sX2; và Z2 = R2+jsX2 là ĐT, ĐK tản, và TT1Þ của RTQ  là Sđđ, áp, và dòng pha của RTQ EEUI2s =s 2, 2 = 0 vaø 2  f2s = sf là Tần Số RTQ. ! Tần Số RTQ = s × tần Số RTĐY (7.8) ! sEIII2= R 2 2 + jsX 2 2 = Z 2s 2 (7.9) 109
  110. 4. MTĐ1Þ của RTQ, QVRTĐY (H 7.4c, d)  (7.11) R EII=2 + jX (7.10) 2s 2 2 2 H7.4c, suy từ H7.4a bằng cách thay R2 bởi R2/s H 7.4c R 1 - s ! 2 =RR + (7.11) s2 2 s H 7.4d, Giống MTĐ của TC của MBA Mang Tải Trở 1 - s (7.12) RR= T 2 s 110 H 7.4d
  111. 5. MTĐ1Þ của ĐCKĐB3Þ QVST (H 7.5) H 7.5 a. Các Thông Số Mạch Của ST  R1 và X1: ĐT và ĐK Tản 1Þ của ST  Rc và Xm: ĐT THLT và ĐK Từ Hóa 1Þ của ST  Gc và Bm: ĐD THLT và ĐN Từ Hóa 1Þ của ST 111
  112. b. Các Thông Số Mạch Của RTQVST 2  R2¢ = kR 2 = ÑT1 cuûaRTÑY QVST 2  X2¢ = k X 2 = ÑK Taûn1 cuûaRTÑY QVST 2  R2¢(1- s )/s = kR 2 (1 - ss ) / = ÑT 1 cuûaTaûiQVST c. Các Thông Số Chế Độ Của ST  UE1vaø= 1Áp pha và Sđđ pha của ST  I 1= Dòng pha của ST  I 0= Dòng Không Tải 1Þ của ST  IIcvaø= mThành Phần THLT và Từ Hóa của I 0 112
  113. d. Các Thông Số Chế Độ Của RTQVST = Áp pha của Tải QVST  U'U2= k 2 = Sđđ pha của RTQVST  E'E2= k 2  = E1= Sđđ pha của ST  I'I2= 2=/kDòng pha của RTQVST e. Các Phương Trình Của MTĐ1Þ của ĐCKĐB3Þ QVST (7.16) (7.13) II'I= + UEZI1= 1 + 1 1 1 2 0 III= + (7.17) EU'Z'I'1= 2 + 2 2 (7.14) 0 c m (7.18) 1 - s IEc= G c 1 U'R'I'2= 2 2 (7.15) s IEm= - jB m 1 (7.19) 113
  114. 6. MTĐ1Þ Gần Đúng Của ĐCKĐB3Þ QVST (H 7.6) H 7.6  Rn = R1+R'2; Xn = X1+X'2; và Zn = Rn+jXn là ĐT, ĐK, và TTNM1Þ của ĐC QVST. Các MTĐ1Þ H7.5 và H7.6 của ĐCKĐB3Þ hoàn toàn giống lần lượt các MTĐ H6.8 và H6.9 của MBA với tải trở QVSC 1 - s RRT¢= 2 ¢ (7.20) s 114
  115. 7.5. CS, TH và HS của ĐCKĐB3Þ. 1. Sơ Đồ Khối (H 7.7)  P1 = CS Điện Vào  P2 = CS Cơ Ra H 7.7 2. Sơ Đồ Mạch (H 7.8) H 7.8 115
  116. 3. Lưu Đồ CS Trong ĐCKĐB3Þ (H 7.8 và 7.9)  P1 = CS Điện Vào  Pđ1 = TH Đồng ST (TH Điện ST)  Pt = TH Lỏi Thép (TH Từ)  Pđt = P1 – Pđ1– Pt = CS Điện Từ (CS vào RT)  Pđ2 = TH Đồng RT (TH Điện RT)  Pc = Pđt – Pđ2 = CS Cơ Tổng  Pmq = TH Ma Sát và Quạt Gió (TH Cơ)  P2 = Pc – Pmq = CS Cơ Ra  Pth = P1 – P2 = TH Tổng P ! HS  % 2 100 P (7.21) 1 116
  117. H 7.9 4. Biểu Thức các loại CS tính từ MTĐ H 7.3, 7.4, 7.5  * PUIUI1=3 1 1 cos = 3d d cos = 3 Re(UI 1 1 ) (7.22) với cos = HSCS của ĐCKĐB3Þ 117
  118. 2  PRIñ1= 3 1 1 (7.23) 2 2  PRIGEt=3 c c = 3 c 1 (7.24) RR¢  PII=322 = 3 2 ¢ 2 (7.25) ñt s2 s 2 2 2  Pñ2=3 R 2 I 2 = 3 R 2¢ I 2 ¢ = sP ñt (7.26) 1 s 1 s  P=3 R I2 = 3 R¢ I ¢ 2 = (1 - s ) P (7.27) c2s 2 2 s 2 ñt n- n taànsoáRT f ! s =1 = = RT (7.28) n1 taànsoáST fST 118
  119. 7.6. Mômen Của ĐCKĐB3Þ 1. Mômen Ra (Mômen Có Ích Trên Trục) PPP9,55 ! M =2 = 2 = 2 (7.29) 2  2 n/60 n Với M2(N.m), P2(W), (rad/s) và n (v/p) 2. Mômen Tổng (Mômen Điện Từ) PPP 3RI¢ ¢2 ! M =c = ñt = ñt = 2 2 (7.30)  12 f/p  1 s 2 3RU2¢ 1 ! M = (7.31)  sé( R+ R¢/s)2 + X 2 ù 1ëê 1 2 n ûú 119
  120. Chương 8. Máy Phát Đồng Bộ Ba Pha 8.1. Cấu tạo của MPĐB3Þ 1. Stato (ST) a. Lỏi Thép ST b. Dây Quấn ST (DQST) gồm 3 cuộn (ax, by, cz) 2. Rôto (RT) a. Lỏi Thép RT b. Dây Quấn RT (DQRT) hay Dây Quấn Kích Từ (DQKT) gồm 2p cực từ, có 2 dạng:  RT cực lồi  RT cực ẩn hay RT hình trụ 3. Bộ Kích Từ: cung cấp Dòng Kích Từ Ik 120
  121. 8.2. Nguyên Lý Làm Việc Của MPĐB3Þ (H 8.1) B1. Bố trí 3 cuộn (ax, by, cz) của DQST cách nhau 120o điện B2. Cấp Dòng Kích Từ Ik cho DQKT, ta được Từ Thông Một Chiều F phụ thuộc Ik: = ()I k H 8.1 B3. Dùng 1 Nguồn Cơ Năng (Động Cơ Sơ Cấp – ĐCSC) quay RT với vận tốc n. Từ thông tức thời ja(t) xuyên qua 1 vòng dây của cuộn ax có dạng a(t )=  m cos  t (8.1) 121
  122. ! 3 sđđ cảm ứng (ea, eb, ec) sinh ra trong 3 cuộn (ax, by, cz) của DQST là 1 NA3ÞCB: ea( t )= E p 2 sin  t e() t= E 2sin( t - 120) b p (8.2) ec() t= E p 2sin( t - 240) np  Tần Số: f = (8.3) 60 với n = VTRT (v/p) và p = số đôi cực của RT  Sđđ HD Ep= 4,44 fk dq1 N 1 m (8.4) với kdq1 = Hệ Số Dây Quấn ST (kdq1<1) 122
  123. 8.3 MTĐ Và Phương Trình Của MPĐB3Þ 1. MTĐ của RT (Phần Cảm) hay Mạch Kích Từ (H 8.2) a. Các Thông Số Mạch  Rs = ĐT của DQKT  Rk = Biến Trở Kích Từ  Rf = Rs + Rk = ĐT của MKT b. Các Thông Số Chế Độ  Uk = Áp Kích Từ; Ik = Dòng Kích Từ c. Phương Trình. H 8.2 URRIRIk=() s + k k = f k (8.5) 123
  124. 2. MTĐ1Þ của ST (Phần Ứng) của MPĐB3Þ (H 8.3)  Rư, Xs, và Zs = Rư + jXs là ĐT, ĐK, và TTĐB1Þ của ST  ZT Là TT pha của Tải  là Sđđ, EUIIg,,, T ö T H 8.3 Áp Tải, Dòng Ứng và Dòng Tải ! Sụt áp pha do ĐT, ĐK, và TTĐB1Þ của ST là: DUIUIUZIöR =R öö;; D öX = jX sö D ö = sö (8.6) EUIIUZIg= T +R ö ö + jX s ö = T + s ö ! (8.7) IIö= T 124
  125. 8.4. Phần Trăm Thay Đổi Điện Áp (DU%) của MPĐB3Þ 1. Định Nghĩa Trên H 8.3, cho MPĐB3Þ làm việc với sđđ HD U p= U g không đổi. Xét Áp Tải HD U TT=ở 2Uchế độ sau:  Chế Độ Có Tải (I TU¹T có 0)tải : = UT.  Chế Độ Không Tải (IT = 0) : UT không tải = Ep. EU- ! DU % =p T ´ 100 (8.8) U T Theo (8.3), (8.4) và H 8.2, nếu máy làm việc với vận tốc n và ! dòng kích từ Ik không đổi thì Ep không đổi. 125
  126. 2. Tính DU% khi biết (UT, IT) Dùng (8.9), nếu chọn Iư = |IT|làm gốc pha, ta vẽ được Đồ Thị Vectơ H 8.4.  I ö=II ö Ð0 = ö  U =U Ð = Ucos + jU sin H 8.4 TTTT  E g=U Tcos + R ö I ö + j ( U T sin + X s I ö ) 2 2 ! EURIUXIp=E g =( T cos + ö ö ) + ( T sin + s ö ) (8.9) ! cos treåÛ sin > 0; cos sôùm Û sin < 0 126
  127. 8.5. CS, TH, HS của MPĐB3Þ 1. Sơ Đồ Khối (H 8.5)  P1 = CS Cơ vào  P2 = CS Điện ra H 8.5 2. Sơ Đồ Mạch (H 8.6) H 8.6 127
  128. 3. Lưu Đồ CS trong MPĐB3Þ (H 8.6)  P1 = CS Cơ Vào  Pt = TH Lỏi Thép (TH Từ)  Pđư = TH Đồng Ứng = Pđs = TH Đồng ST  Pkt = TH Kích Từ = Pđr = TH Đồng RT.  Pmq = TH Ma Sát & Quạt Gió (TH Cơ).  Pth = Pt + Pđư + Pkt + Pmq = TH Tổng  P2 = P1 – Pth = CS Điện Ra P2 ! HS =% = ´ 100 (8.10) P1 128
  129. 4. Biểu Thức Các Loại CS Tính Từ H 8.2, 8.3, & 8.6. (8.11)  PM1= 1  = 2 n/60 = 0,105n (8.12) ! P1(W); M1(N.m);  (rad/s); và n(v/p) (8.13)  PUI2 = 3d d cos (8.14)  2 PRIñö= 3 ö ö (8.15)  2 PRIkt= f k (8.16) 8.6. Mômen Vào Do ĐCSC Kéo MPĐB3Þ 9,55PW ( ) M(.) N m = 1 (8.17) 1 n() v/ p 129
  130. Chương 9. Máy Điện Một Chiều 9.1 Cấu Tạo Của MĐMC 1. Stato (ST) (Phần Cảm) a. Lỏi Thép ST b. Dây Quấn ST (DQST) hay Dây Quấn Kích Từ (DQKT) gồm 2p cực từ. 2. Rôto (RT) (Phần Ứng) a. Lỏi Thép RT b. Dây Quấn RT (DQRT) hay Dây Quấn Phần Ứng (DQPƯ) 3. Vành Góp (Vành Đổi Chiều) để Chỉnh Lưu sđđ xoay chiều thành một chiều. 130
  131. 9.2 Nguyên Lý Làm Việc Của Máy Phát Một Chiều (MPMC) B1. Cấp dòng kích từ Ik cho DQKT, ta được từ thông F = F (Ik) B2. Dùng 1 ĐCSC quay RT với vận tốc n. Dây dẫn RT có chiều dài l và cắt từ thông  có Mật Độ Từ Thông B (H9.1) với vận tốc v nên trong dây xuất hiện sđđ cảm ứng e (xem lại H5.2) H 9.1 e = Bvl (9.1) B3. Vành góp chỉnh lưu và nối lại thành sđđ E: 9.3. Sđđ của MĐMC ! B  vaøv n Þ E = KEnF (9.2) 131
  132. 9.4. MPMC Kích Từ Độc Lập 1. Mạch Kích Từ (H9.2a) giống mạch kích từ của MPĐB3Þ (H 8.3) 2. Mạch Ứng (H 9.2b) a) b)  Rư = ĐT Phần Ứng H 9.2  RT = ĐT Tải  E = SĐĐ  UT = Áp Tải URITTT= (9.3) DURI = (9.4)  DUư = Sụt Áp Qua Rư ö ö ö II= (9.5)  IƯ = Dòng Ứng ö T EURI=T + ö ö (9.6)  IT = Dòng Tải 132
  133. 9.5 MPMC Kích Từ Song Song 1. MTĐ (H 9.3) và các Phương Trình. H 9.3 (9.7) (9.9) DURIö = ö ö IIIö= T + k URIRIT= f k = T T (9.8) EURI=T + ö ö (9.10) 133
  134. 2. CS, TH và HS của MPMCKTSS. (H 9.3)  P1 = CS Cơ Vào  Pt = TH Lỏi Thép (TH Từ)  Pđư = TH Đồng Ứng = Pđr = TH Đồng RT  Pkt = TH Kích Từ = Pđs = TH Đồng ST  Pmq = TH Ma Sát và Quạt Gió (TH Cơ)  Pth = Pt + Pđư + Pkt + Pmq = TH Tổng. (9.11)  P2 = P1 – Pth = CS Điện Ra P ! HS =% =2 ´ 100 (9.12) P1 3. Mômen Vào do ĐCSC kéo MPMCKTSS ! Giống (8.21) của MPĐB3Þ. 134
  135. 9.6 Nguyên Lý Làm Việc của Động Cơ Một Chiều (ĐCMC) H 9.4 H 9.5 B1. Cấp dòng Ik cho DQKT, ta được Từ Thông F = F(Ik) và Mật Độ Từ Thông B (H 9.5). B2. Cấp dòng Iư cho Mạch Ứng, ta được dòng Iư/2a chạy qua dây dẫn phần ứng. Dây dẫn này chịu Lực Từ F làm phần ứng quay. ! F = B(Iư/2a)l (9.13) 135
  136. 9.7 Vận Tốc của ĐCMC  H 9.4 ÞUEUERI = + Dö = + ö ö (9.14) E URI- Þ n = = ö ö (9.15) KKEE  9.8 Mômen của ĐCMC Ta có BaF và MaF. Vậy từ (9.13), ta suy ra biểu thức của Mômen Tổng (tương ứng với CS Cơ Tổng) (9.16) MKI= M ö ! Đồ thị F = F(Ik) có dạng Đường Từ Hóa B = B(H) 136
  137. 9.9 ĐCMCKTSS (ĐC Shunt) 1. MTĐ (H 9.6) Và Các Phương Trình H 9.6 (9.17) (9.19) DURIö = ö ö III=ö + k URI= f k (9.18) UERI= + ö ö (9.20) 137
  138. 2. CS, TH, và HS của ĐCMCKTSS (H 9.6 & 9.7)  P1 = CS Điện Vào  Pkt = TH Kích Từ = Pđs = TH Đồng ST  Pư = P1 – Pkt = CS Vào RT (CS Vào Phần Ứng)  Pđư = TH Đồng Ứng = Pđr = TH Đồng RT  Pc = Pư – Pđư = CS Cơ Tổng  Pt = TH Lỏi Thép (TH Từ)  Pmq = TH Ma Sát Và Quạt Gió (TH Cơ) (9.21)  Po = Pt + Pmq = TH Không Tải (TH Quay)  P2 = Pc – Po = CS Cơ Ra  Pth = P1 – P2 = Pkt + Pđư +Pt + Pmq = TH Tổng (9.22) P ! HS =% =2 ´ 100 (9.23) P1 138
  139. H 9.7 3. Biểu thức các loại CS tính từ MTĐ H 9.6 (9.24) P1 = UI;; Pö = UI ö P c = EI ö 2 2 PRIPRIkt= f k; ñö = ö ö (9.25) 139
  140. 4. Mômen Của ĐCMCKTSS Pc (9.26) a. Mômen Tổng MKI= = M ö  P PP+ b. Mômen TH Quay M =0 = t mq (9.27) 0   P c. Mômen Ra MMM=2 = - (9.28) 2 0  Nếu (U1, Iư1, F1, n1, M1) và (U2, Iư2, F2, n2, M2) là các Thông Số ở hai Chế Độ 1 và 2; thì từ (9.15) và (9.16), ta có n E URI-  2= 2 1 = 2ö ö 2 1 (9.29) n1 E 1 2 U 1- Rö I ö 1  2 ! M  I 2= 2 . ö 2 (9.30) MI 1 1ö 1 140