Máy điện I phần 3
Tổ nối dây và mạch từ M.B.A
Để MBA ba pha có thể làm việc được , các dây quấn sơ cấp và thứ cấp phải nối với nhau theo một qui luật nhất định
1
Âaûi Hoüc Âaì Nàông - Træåìng Âaûi hoüc Baïch Khoa
Khoa Âiãûn - Nhoïm Chuyãn män Âiãûn Cäng Nghiãûp
Giaïo trçnh MAÏY ÂIÃÛN 1
Biãn soaûn: Buìi Táún Låüi
Chæång 2
TÄØ NÄÏI DÁY VAÌ MAÛCH TÆÌ M.B.A
2.1. KHAÏI NIÃÛM CHUNG
Âãø MBA ba pha coï thãø laìm viãûc âæåüc, caïc dáy quáún så cáúp vaì thæï cáúp phaíi näúi
våïi nhau theo mäüt qui luáût nháút âënh. Ngoaìi ra, viãûc phäúi håüp kiãøu näúi dáy quáún så
cáúp våïi kiãøu näúi dáy quáún thæï cáúp cuîng hçnh thaình caïc täø näúi dáy quáún khaïc nhau.
Hån næîa, khi thiãút kãú MBA, viãûc quyãút âënh täø näúi dáy quáún cuîng phaíi thêch æïng
våïi kiãúu kãút cáúu cuía maûch tæì âãø traïnh nhæîng hiãûn tæåüng khäng täút nhæ sââ khäng
sin, täøn hao phuû tàng ...
Trong chæång naìy ta seî láön læåüt xeït caïc loaûi täø näúi dáy vaì maûch tæì, âäöng thåìi
xeït caïc hiãûn tæåüng xaíy ra khi tæì hoaï loîi theïp vaì nãu lãn caïch tênh toaïn maûch tæì cuía
MBA.
2.2. TÄØ NÄÚI DÁY MAÏY BIÃÚN AÏP
Âãø nghiãn cæïu täø näúi dáy MBA, træåïc hãút ta haîy xeït kyï hiãûu caïc âáöu dáy vaì
caïch âáúu dáy quáún pha våïi nhau.
2.2.1. Caïch kyï hiãûu caïc âáöu dáy
C
A B C UCA
A UCA A
X Y Z
UAB
B
(a) (b)
Hçnh 2.1 Âaïnh dáúu âáöu dáy MBA
2
Mäüt cuäün dáy coï hai âáöu táûn cuìng: mäüt âáöu goüi laì âáöu âáöu; coìn âáöu kia goüi
laì âáöu cuäúi. Âäúi våïi dáy quáún mba mäüt pha : âáöu âáöu hoàûc âáöu cuäúi choün tuìy yï.
Âäúi våïi dáy quáún mba ba pha : caïc âáöu âáöu vaì âáöu cuäúi choün mäüt caïch thäúng nháút
theo mäüt chiãöu nháút âënh (hçnh 2.1a), nãúu khäng âiãûn aïp ra cuía ba pha seî khäng
âäúi xæïng (hçnh 2.1b).
Âãø âån giaín vaì thuáûn tiãûn cho viãûc nghiãn cæïu, ngæåìi ta thæåìng âaïnh dáúu caïc
âáöu táûn cuìng lãn så âäö dáy quáún cuía mba våïi qui æåïc sau dáy :
Âaïnh dáúu caïc âáöu dáy táûn cuìng:
Cao aïp Haû aïp Trung aïp
Âáöu âáöu A,B,C A,b,c Am,Bm,Cm
Âáöu cuäúi X,Y,Z x.y,z Xm,Ym,Zm
Trung tênh 0 o Om
2.2.2. Caïc kiãøu âáúu dáy quáún
1. Âáúu hçnh sao (Y) : Âáúu ba âiãøm cuäúi X,Y,Z laûi våïi nhau.
A B C A B C A
C C
A
B
X Y Z B X Y Z
Hçnh 2.2 Âáúu sao Hçnh 2.3 Âáúu tam giaïc
2. Âáúu hçnh tam giaïc (Δ) :
Âáúu âiãøm âáöu cuía pha naìy våïi âiãøm cuäúi cuía pha kia (hçnh 2.3)
3. Âáúu zêc-zàõc (Z) : Mäùi pha dáy quáún mba gäöm hai næía cuäün dáy trãn hai truû
khaïc nhau màõc näúi tiãúp vaì âáúu ngæåüc chiãöu nhau (hçnh 2.4). Kiãøu dáy quáún naìy êt
duìng vç täún âäöng nhiãöu hån, loaûi naìy chuí yãúu gàûp trong mba duìng cho thiãút chènh
læu.
C
A B C
c
a
X Y Z
B -c
b
A
Hçnh 2.4 Âáúu Zic- Zàõc
3
2.2.3. Täø näúi dáy cuía mba.
Täø näúi dáy mba âæåüc hçnh thaình do sæû phäúi håüp kiãøu dáy quáún så cáúp so våïi
kiãøu dáy quáún thæï cáúp. Noï biãøu thë goïc lãûch pha giæîa sââ dáy cuía dáy quáún så
cáúp vaì sââ dáy cuía dáy quáún thæï cáúp vaì goïc lãûch pha naìy phuû thuäüc vaìo caïc yãúu
täú sau :
+ Chiãöu quáún dáy,
+ Caïch kyï hiãûu caïc dáöu dáy ra,
+ Kiãøu dáúu dáy quáún så cáúp vaì thæï cáúp
Xeït mba mäüt pha coï hai dáy quáún (hçnh 2-5) : så cáúp : AX ; thæï cáúp : ax.
Caïc træåìng håüp xaíy ra nhæ sau :
a) Hai dáy quáún cuìng chiãöu vaì kê hiãûu tæång æïng (hçnh 2-5a).
b) Hai dáy quáún ngæåüc chiãöu (hçnh 2-5b).
c) Âäøi chiãöu kê hiãûu mäüt trong hai dáy quáún (hçnh 2-5c).
Täø näúi dáy cuía mba mäüt pha : kãø tæì vector sââ så cáúp âãún vector sââ thæï cáúp
theo chiãöu kim âäöng häö :
+ Træåìng håüp a : lãûch pha 360o
+ Træåìng håüp b, c : lãûch pha 180o.
A A A
&
E AX X &
E AX &
E AX
X X
a a x
&
E ax
x x a
180o 180o
(a) 360o (b) (c)
&
E ax &
E ax
Hçnh 2.5 Sæû lãûch pha cuía mba mäüt pha
Täø näúi dáy cuía mba ba pha : ÅÍ mba ba pha, do näúi Y & Δ våïi nhæîng thæï
tæû khaïc nhau maì goïc lãûch pha giæîa sââ dáy så cáúp vaì sââ dáy thæï cáúp laì 30o, 60o,
90o, .., 360o.
Thæûc tãú khäng duìng âäü âãø chè goïc lãûch pha maì duìng kim âäöng häö (hçnh 2.6)
âãø biãøu thë vaì goüi tãn täø näúi dáy mba, caïch biãøu thë nhæ sau:
4
+ Kim daìi cäú âënh åí con säú 12, chè sââ så cáúp.
+ Kim ngàõn chè 1,2,.., 12 æïng 30o,60o,..,360o
chè sââ thæï cáúp.
Træåìng håüp mba mäüt pha :
+ Træåìng håüp a : I/I-12.
+ Træåìng håüp b,c : I/I-6.
Træåìng håüp mba ba pha :
Hçnh 2.6 Biãøu thë goïc lãûch pha
+ Mba ba pha näúi Y/Y:
Vê duû mäüt mba ba pha coï dáy quáún så vaì dáy quáún thæï näúi hçnh sao, cuìng
chiãöu quáún dáy vaì cuìng kyï hiãûu caïc âáöu dáy (hçnh 2.7) thç vector sââ pha giæîa hai
dáy quáún hoaìn toaìn truìng nhau vaì goïc lãûch pha giæîa hai âiãûn aïp dáy seî bàòng 360o
hay 0o. Ta noïi mba thuäüc täø näúi dáy 12 vaì kyï hiãûu laì Y/Y-12 hay Y/Y-0. Âãø
nguyãn dáy quáún så, dëch kyï hiãûu dáy quáún thæï a→b, b→c, c→a ta coï täø âáúu dáy
Y/Y-4, dëch tiãúp mäüt láön næîa ta coï täø âáúu dáy Y/Y-8. Nãúu âäøi chiãöu dáy quáún thæï
ta coï täø âáúu dáy Y/Y-6,10,2. Nhæ váûy mba khi näúi Y/Y, ta coï täø näúi dáy laì säú chàôn.
A B C B EAB
EAB
C Eab
a b c
Eab b
A 360o
c Y/Y -12
x y z a
Hçnh 2.7 Tçm täø näúi dáy
+ Mba ba pha näúi Y/Δ :
Vê duû cuîng mba ba pha coï dáy quáún så näúi hçnh sao vaì dáy quáún thæï näúi
hçnh tam giaïc, cuìng chiãöu quáún dáy vaì cuìng kyï hiãûu caïc âáöu dáy (hçnh 2. 8) thç
vector sââ pha giæîa hai dáy quáún hoaìn toaìn truìng nhau vaì goïc lãûch pha giæîa hai
âiãûn aïp dáy seî bàòng 330o. Ta noïi mba thuäüc täø näúi dáy 11 vaì kyï hiãûu laì Y/Δ-11. Âãø
nguyãn dáy quáún så, dëch kê hiãûu dáy quáún thæï a→ b, b→ c, c→ a thç ta coï täø âáúu
dáy Y/Δ-3, dëch tiãúp mäüt láön næîa ta coï täø âáúu dáy Y/Δ-7. Nãúu âäøi chiãöu dáy quáún
thæï ta coï täø âáúu dáy Y/Δ-5,9,1. Nhæ váûy mba khi näúi Y/Δ, ta coï täø näúi dáy laì säú leî.
5
A B C
EAB B
EAB
C
Eab
a b c
b 330o
A Eab c
Y/Y -11
x a
y z
Hçnh 2-8. Tçm täø näúi dáy mba näúi Y/Δ
2.3. MAÛCH TÆÌ MAÏY BIÃÚN AÏP
2.3.1. Caïc daûng maûch tæì maïy biãún aïp
1. Maïy biãún aïp mäüt pha A B C
ΦA ΦA ΦA
+ Maûch tæì kiãøu loîi (hçnh 1.3a)
+ Maûch tæì kiãøu boüc
X Y Z
2. Maïy biãún aïp ba pha
+ Hãû thäúng maûch tæì riãng : x y z
a b c
Tæì thäng ba pha âäüc láûp (hçnh 2.9).
Hçnh 2.9 Täø mba ba
Ta coï täø mba ba pha.
+ Hãû thäúng maûch tæì chung (hçnh 1.3b) : Tæì thäng ba pha liãn quan nhau. Ta
coï mba ba pha ba truû.
ΦC ΦC
ΦC ΦA ΦA
ΦA
ΦB ΦB C ΦB C
C B
∑ΦA A A
A
B
B
Hçnh 2.10 Gheïp ba truû mba mäüt pha
Nãúu :
& & & & & &
UA + UB + UC = 0 → Φ A + ΦB + ΦC = 0
Nhæ váûy caïc truû gheïp chung coï tæì thäng täøng ∑ Φ = 0 , nãn ta boí truû gheïp
&
chung. Sau khi boí truû gheïp chung, ta tháúy loîi theïp khäng gian nãn chãú taûo khoï
khàn. Vç váûy phaíi ruït ngàõn truû giæîa âãø ba truû mba cuìng nàòm trong màût phàóng, luïc
6
naìy ta tháúy kãút cáúu loîi theïp mba khäng âäúi xæïng, truû giæîa ngàõn hån hai truû hai bãn
nãn doìng tæì hoïa cuía ba pha cuîng khäng âäúi xæïng :
IoA = IoC ≈ (1,2 ÷ 1,45)IoB
2.3.2. Nhæîng hiãûn tæåüng xuáút hiãûn khi tæì hoïa loîi theïp MBA
Xeït træåìng håüp :
Φ
+ MBA khäng taíi (hçnh 2.11). io
A
+ Så cáúp âàût vaìo âiãûn aïp u hçnh sin. a
u
1. Mba mäüt pha X x
Âiãûn aïp u coï daûng :
u = U m sin ωt Hçnh 2.11 Så âäö nguyãn lyï
cuía mba mäüt pha
Boí qua âiãûn aïp råi trãn dáy quáún, ta coï :
dΦ
u = −e = W
dt
Tæì thäng trong loîi theïp coï daûng :
Φ = Φ m sin(ωt − π / 2)
• Khäng xeït täøn hao trong loîi theïp :
Khi khäng xeït âãún täøn hao trong loîi theïp thç doìng io ≈ iox, nghéa laì doìng tæì hoïa
gáön bàòng doìng âiãûn phaín khaïng. Ta coï quan hãû Φ = f(io) cuîng chênh laì quan hãû B
= f(H). Tæì quan hãû Φ = f(io) vaì Φ = f(t) ta veî âæåüc io = f(t).
Tæì hçnh 2.12, ta tháúy :
+ Tæì thäng Φ(t) coï daûng hçnh sin
+ Doìng âiãûn io(t) coï daûng nhoün dáöu (k0sin)
+ Φ(t) vaì io(t) truìng pha nhau
Doìng io(t) khäng sin, ta phán têch thaình täøng soïng hçnh sin :
io(t) = io1 + io3 + io5 + io7 + ..
Φ io
Φ(io)
Φ(t)
io(t)
io t
0
Hçnh 2.12 Doìng tæì hoïa
7
+ io1 laì soïng cå baín (soïng báûc 1)
+ io3,5,7.. laì caïc soïng báûc cao. Soïng báûc 5 tråí lãn coï biãn âäü nhoí, ta boí qua.
Nhæ váûy chênh doìng âiãûn báûc ba io3 laìm doìng io coï daûng nhoün âáöu. Thæûc cháút doìng
io coï daûng nhoün âáöu laì do hiãûn tæåüng baîo hoìa trong loîi theïp.
• Coï kãø âãún täøn hao trong loîi theïp :
Khi coï xeït âãún täøn hao trong loîi theïp, quan hãû Φ = f(io) cuîng chênh laì quan hãû
âæåìng cong tæì trãù B = f(H). Tæì quan hãû Φ = f(io) vaì Φ = f(t) ta duìng phæång phaïp
veî âãø tçm âæåüc quan hãû io = f(t) nhæ trãn hçnh 2.13.
Tæì hçnh 2.13, ta tháúy :
+ Tæì thäng Φ(t) coï daûng hçnh sin
+ Doìng âiãûn io(t) coï daûng nhoün dáöu (k0sin)
+ io(t) væåüt træåïc Φ(t) mäüt goïc α.
Goïc α nhoí hay låïn phuû thuäüc vaìo mæïc âäü trãù cuía B = f(H), nghéa laì phuû thuäüc
vaìo âæåìng cong tæì trãù vç thãú goïc α goüi laì goïc täøn hao tæì trãù.
Φ Φ io &
U
io(t)
Φ &
I &
I or
α &
Φ
io t
&
I ox
α
&
E
Hçnh 2.13 Doìng tæì hoïa khi coï täøn hao Hçnh 2.14 Âäö thë vectå doìng Io
Hçnh 2.14 biãøu diãùn vectå doìng âiãûn & o vaì tæì thäng Φ m khi coï kãø âãún täøn hao
I &
trong loîi theïp. Vç doìng âiãûn io khäng sin nãn ta chè veî gáön âuïng våïi thaình pháön báûc
1. Ta tháúy doìng âiãûn khäng taíi Io gäöm hai thaình pháön :
+ Iox : thaình pháön doìng âiãûn phaín khaïng âãø tæì hoïa loîi theïp.
+ Ior : thaình pháön doìng âiãûn taïc duûng, vuäng goïc våïi Φ, nãn :
I o = I or + I ox
2 2
(2.1)
Thæûc tãú Ior < 10%Io , nghéa laì goïc α thæåìng ráút beï, nãn doìng âiãûn Ior khäng
aính hæåíng máúy âãún doìng âiãûn tæì hoaï vaì ta coi nhæ Iox ≈ Io .
8
2. Mba ba pha
Khi mba khäng taíi vaì xeït tæìng pha thç doìng âiãûn báûc ba trong caïc pha :
i o3A = I o3m sin 3ωt (2.2a)
i o3B = I o3m sin 3 (ωt − 120 o ) = I o3m sin 3ωt (2.2b)
i o3C = I o3m sin 3 (ωt − 240 ) = I o3m sin 3ωt
o
(2.2c)
Tæì caïc phæång trçnh trãn ta tháúy, ba pha truìng nhau vãö thåìi gian, nghéa laì åí
moüi thåìi âiãøm chiãöu doìng âiãûn báûc ba trong caïc pha hoàûc hæåïng tæì âáöu âãún cuäúi
hoàûc hæåïng tæì cuäúi âãún âáöu, tæïc laì luän luän täön taûi.
α) Træåìng håüp mba näúi Y/Y
Så cáúp âáúu Y nãn doìng io3 khäng täön taûi, doìng io seî coï daûng sin vaì tæì thäng Φ
do noï sinh ra seî coï daûng vaût âáöu. Ta phán têch tæì thäng Φ trong loîi theïp thaình soïng
cå baín vaì soïng báûc cao :
Φ = Φ1 + Φ 3 + Φ 5 + Φ 7 + ..
Caïc soïng Φ5,7.. nhoí, ta boí qua, chè xeït Φ1 vaì Φ3.
Træåìng håüp täø mba ba pha :
(Mba ba pha5 truû)
Φ1 Loaûi naìy maûch tæì riãng, nãn Φ3
Φ3 Φ täön taûi vaì kheïp maûch qua loîi theïp,
do váûy Φ3 tæång âäúi låïn, sââ e3 do
noï sinh ra cuîng låïn theo (E3f = (45-
60)% E1f) laìm cho sââ pha tàng
lãn. Coìn sââ Ud khäng coï thaình
pháön e3.
e=e1+e3 Φ3A Φ3B Φ3C
e1 e3
Haûi:
+ Choüc thuíng caïch âiãûn dáy quáún
Hçnh 2.15 Tæì thäng vaì sââ + Hæ thiãút bë âo læåìng.
trong täø mba ba pha näúi Y/Y
+ Aính hæåíng âæåìng dáy thäng tin
9
Mba ba pha ba truû :
Hçnh 2.16 Tæì thäng báûc ba trong loîi theïp mba näúi Y/Y
Hãû thäúng maûch tæì chung, nãn Φ3 cuìng chiãöu (hçnh 2.16). ÅÍ moüi thåìi âiãøm tæì
thäng Φ3 khäng kheïp maûch qua maûch tæì truû maì bë âáøy ra ngoaìi, vaì kheïp maûch qua
mäi træåìng coï tæì tråí låïn, nãn Φ3 khäng låïn làõm, nhæ váûy xem tæì thäng trong maûch
tæì laì sin, vaì sââ caím æïng ra Ef seî sin.
Chuï yï : Φ3 kheïp maûch qua gäng vaì vaïch thuìng laìm tàng täøn hao nãn hiãûu
suáút cuía maïy giaím.
β) Træåìng håüp mba näúi Δ /Y
Dáy quáún så cáúp näúi Δ nãn doìng io3 seî kheïp kên trong tam giaïc, vç váûy doìng io
seî coï daûng nhoün âáöu. Giäúng mba mäüt pha.
γ) Træåìng håüp mba näúi Y/Δ
&
Φ 3Y
i03
i23 &
Φ 3 nhoí
i23 &
E 23
i23 &
I 23
&
Φ 23Δ
Hçnh 2.17 Mba näúi Y/Δ
Dáy quáún så cáúp âáúu Y nãn doìng io3 khäng täön taûi, doìng io seî coï daûng sin vaì tæì
thäng Φ do noï sinh ra seî coï daûng vaût âáöu. Kãút luáûn giäúng træåìng håüp α. Thaình
pháön tæì thäng báûc ba Φ3 caím æïng trong dáy quáún thæï cáúp sââ e23, do dáy quáún thæï
10
näúi Δ nãn sinh ra doìng i23 chaûy trong dáy quáún, doìng âiãûn náöy sinh ra trong loîi
theïp tæì thäng Φ23 vaì ta coï tæì thäng täøng báûc ba Φ 3Y + Φ 23Δ ≈ 0 , nãn aính hæåíng
& &
naìy khäng âaïng kãø (hçnh 2.17).
