Bài giảng môn Kỹ thuật điện

70 trang hapham 30

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng môn Kỹ thuật điện", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_mon_ky_thuat_dien.pdf

Nội dung text: Bài giảng môn Kỹ thuật điện

Bài giảng môn kỹ thuật điện
NOÄI DUNG MOÂN HOÏC CHÖÔNG 1. Khaùi nieäm chung veà Maïch Ñieän CHÖÔNG 2. Maïch Ñieän hình sin CHÖÔNG 3. Caùc phöông phaùp giaûi Maïch Sin CHÖÔNG 4. Maïch Ñieän ba pha CHÖÔNG 5. Khaùi nieäm chung veà Maùy Ñieän CHÖÔNG 6. Maùy Bieán AÙp CHÖÔNG 7. Ñoäng Cô Khoâng Ñoàng Boä Ba Pha CHÖÔNG 8. Maùy Phaùt Ñoàng Boä Ba Pha CHÖÔNG 9. Maùy Ñieän Moät Chieàu. 1 3/3 NOÄI DUNG CHI TIEÁT 1 Khaùi Nieäm Chung veà Maïch Ñieän 1.1 Caùc Thaønh Phaàn cuûa Maïch Ñieän 1.2 Caáu Truùc cuûa Maïch Ñieän 1.3 Caùc Thoâng Soá Cheá Ñoä cuûa 1 Phaàn Töû 1.4 Caùc loaïi Phaàn Töû Cô Baûn 1.5 Hai Ñònh Luaät Kirchhoff 2 Maïch Ñieän Hình Sin 2.1 Khaùi Nieäm Chung veà Haøm Sin 2.2 AÙp Hieäu Duïng vaø Doøng Hieäu Duïng 2 1
2.3 Bieåu Dieãn AÙp Sin vaø Doøng Sin baèng Vectô 2.4 Quan Heä AÙp - Doøng cuûa Taûi. 2.5 Toång Trôû Vectô vaø Tam Giaùc Toång Trôû cuûa Taûi 2.6 Coâng Suaát Tieâu Thuï bôûi Taûi. 2.7 Bieåu Dieãn Vectô cuûa AÙp, Doøng, Toång Trôû, vaø Coâng Suaát 2.8 Heä Soá Coâng Suaát 2.9 Ño Coâng Suaát Taùc Duïng baèng Watlkeá 2.10 Soá Phöùc 2.11 Bieåu Dieãn Maïch Sin baèng Soá Phöùc 3 3. Caùc Phöông Phaùp Giaûi Maïch Sin 3.1 Khaùi Nieäm Chung 3.2 Phöông Phaùp Gheùp Noái Tieáp. Chia AÙp 3.3 Phöông Phaùp Gheùp Song Song. Chia Doøng 3.4 Phöông Phaùp Bieán Ñoåi Y ↔ ∆ 3.5 Phöông Phaùp Doøng Maét Löôùi 3.6 Phöông Phaùp AÙp Nuùt 3.7 Nguyeân Lyù Tyû Leä 4 2
4. Maïch Ñieän Ba Pha 4.1 Nguoàn vaø Taûi 3 Pha Caân Baèng 4.2 Heä Thoáng 3 Pha Y - Y Caân Baèng 4.3 Heä Thoáng 3 Pha Y - ∆ Caân Baèng, Zd = 0 4.4 Heä Thoáng 3 Pha Y - ∆ Caân Baèng, Zd ≠ 0 4.5 Heä Thoáng 3 Pha Y - ∆ Khoâng Caân Baèng, Zn = 0 4.6 Heä Thoáng 3 Pha Y - Y Khoâng Caân Baèng, Zd = 0 4.7 Heä Thoáng 3 Pha Caân Baèng vôùi Nhieàu Taûi //. 4.8 Heä Thoáng 3 Pha Caân Baèng vôùi Taûi laø Ñoäng Cô 3 Pha 5 5. Khaùi Nieäm Chung veà Maùy Ñieän 5.1. Ñònh Luaät Faraday. 5.2. Ñònh Luaät Löïc Töø 5.3. Ñònh Luaät Ampère 5.4. Baøi Toaùn Thuaän: Bieát Φ, Tìm F 6 3
6. Maùy Bieán AÙp (MBA) 6.1 Khaùi Nieäm Chung 6.2 Caáu Taïo cuûa MBA 6.3 MBA Lyù Töôûng 6.4 Caùc MTÑ vaø PT cuûa MBA Thöïc Teá 6.5 Cheá Ñoä Khoâng Taûi cuûa MBA 6.6 Cheá Ñoä Ngaén Maïch cuûa MBA 6.7 Cheá Ñoä Coù Taûi cuûa MBA 7 7. Ñoäng Cô Khoâng Ñoàng Boä Ba Pha 7.1. Caáu Taïo cuûa ÑCKÑB3 φ 7.2. Töø Tröôøng Trong ÑCKÑB3 φ 7.3. Nguyeân Lyù Laøm Vieäc cuûa ÑCKÑB3 φ 7.4. Caùc MTÑ1 Vaø PT cuûa ÑCKÑB3 φ 7.5. CS, TH, vaø HS cuûa ÑCKÑB3 φ 7.6. Moâmen cuûa ÑCKÑB3 φ 8 4
8. Maùy Phaùt Ñoàng Boä Ba Pha 8.1. Caáu Taïo cuûa MPÑB3 φ 8.2. Nguyeân Lyù Laøm Vieäc cuûa MPÑB3 φ 8.3. MTÑ vaø PT cuûa MPÑB3 φ 8.4. Phaàn Traêm Thay Ñoåi Ñieän AÙp cuûa MPÑB3 φ 8.5. CS, TH, vaø HS cuûa MPÑB3 φ 9 9. Maùy Ñieän Moät Chieàu 9.1. Caáu Taïo cuûa MÑMC 9.2. Nguyeân Lyù Laøm Vieäc cuûa MPMC 9.3. Sññ cuûa MÑMC 9.4. MPMC Kích Töø Ñoäc Laäp 9.5. MPMC Kích Töø Song Song 9.6. Nguyeân Lyù Laøm Vieäc cuûa ÑCMC 9.7. Vaän Toác cuûa ÑCMC 9.8. Moâmen cuûa ÑCMC 9.9. ÑCMC Kích Töø Song Song 10 5
Chöông 1 Khaùi Nieäm Chung Veà Maïch Ñieän 1.1. Caùc Thaønh Phaàn Cuûa Maïch Ñieän (H1.1) H 1.1 1. Nguoàn Ñieän: Phaùt (Cung Caáp) Ñieän Naêng 2. Ñöôøng Daây: Daãn (Truyeàn) Ñieän Naêng. 3. Thieát Bò Bieán Ñoåi: Bieán Ñoåi AÙp, Doøng, Taàn Soá 4. Taûi Ñieän: Nhaïân (Tieâu Thuï) Ñieän Naêng. 11 1.2 Caáu Truùc Cuûa Maïch Ñieän 1. Phaàn Töû Hai Ñaàu (PT) laø Phaàn Töû nhoû nhaát cuûa maïch ñieän. H 1.2 A vaø B laø 2 Ñaàu Ra , ñeå noái vôùi caùc PT khaùc. 2. Maïch Ñieän laø 1 taäp hôïp PT noái vôùi nhau (H 1.3) ! NUÙT laø Ñieåm Noái cuûa n Ñaàu Ra (n ≥ 2) ! VOØNG laø Ñöôøng Kín goàm m PT (m ≥ 2) H 1.3 12 6
1.3 Caùc Thoâng Soá Cheá Ñoä Cuûa 1 PT (H 1.4) 1. DOØNG (töùc thôøi) xaùc ñònh bôûi: a. Chieàu Quy Chieáu Doøng(CQCD)( ) H 1.4 b. Cöôøng Ñoä Doøng Qua PT: i = i(t) i > 0 ⇔ Chieàu Doøng Thöïc Teá Cuøng CQCD. i 0 ⇔ Ñieän Theá Ñaàu + Lôùn Hôn Ñieän Theá Ñaàu –. u 0 ⇔ PT thöïc teá tieâu thuï CS p < 0 ⇔ PT thöïc teá phaùt ra CS 4. ÑIEÄN NAÊNG Ñieän Naêng tieâu thuï bôûi PT töø t1 ñeán t2 laø t2 Wt2 = ptdt( ) t1 (1.2) òt1 14 7
1.4. Caùc Loaïi PT Cô Baûn 1. Nguoàn AÙp Ñoäc Laäp (NAÑL) (H1.5) ! AÙp khoâng phuï thuoäc Doøng H 1.5 u = -e, ∀i (1.3) 2. Nguoàn Doøng Ñoäc Laäp (NDÑL) (H1.6) ! Doøng khoâng phuï thuoäc AÙp H 1.6 i = ig, ∀u (1.4) 3. Phaàn Töû Ñieän Trôû (Ñieän Trôû) (H1.7) ! AÙp vaø doøng Tyû Leä Thuaän vôùi nhau H 1.7 15 ! (1.5) uR= Ri R R = Ñieän Trôû (ÑT) cuûa PT Ñieän Trôû (Ω) ! iR= Gu R (1.6) G = Ñieän Daãn (ÑD) cuûa PT Ñieän Trôû (S) 1 1 G=; R = (1.7) R G (1.5) vaø (1.6) goïi laø Ñònh luaät OÂm (ÑLOÂ) ! CS töùc thôøi tieâu thuï bôûi Ñieän Trôû laø 2 2 pR= ui RR = Ri R = Gu R (1.8) 16 8
4. PT Ñieän Caûm (Cuoän Caûm) (H1.8) di u= L L L dt (1.9) 1 t itL()=ò udit L ()τ τ + L ()ο (1.10) L tο H 1.8 L = Ñieän Caûm cuûa Cuoän Caûm (H) 5. PT Ñieän Dung (Tuï Ñieän) (H1.9) du i= C C (1.11) C dt 1 t (1.12) utC()=ò idut C ()τ τ + C ()ο C tο H 1.9 C = Ñieän Dung cuûa Tuï Ñieän (F) 17 1.5. Hai ñònh luaät Kirchhoff 1. Ñònh Luaät Kirchhoff Doøng (ÑKD) åi ñeánNuùt = 0 (1.13) Taïi nuùt A (H1.10): H 1.10 i1- i 2 + i 3 - i 4 = 0 2. Ñònh Luaät Kirchhoff AÙp (ÑKA) åu doïctheo Voøng = 0 (1.14) Trong voøng 1234 (ABCD) (H1.11): u1- u 2 + u 3 - u 4 = 0 H 1.11 18 9
Chöông 2. Maïch Ñieän Hình Sin 2.1 Khaùi Nieäm Chung Veà Haøm Sin Töø Chöông 2, AÙp vaø Doøng qua PT treân H 2.1 coù Daïng Sin u= Usin(ω t + θ ) m (2.1) i= Im sin(ω t + α ) H 2.1 u«(,); Uθ U =BieânÑoäAÙpBiªn ®é ¸p ; θ = PhaAÙppha ¸p ! m m (2.2) i«(,); Imα I m =BieânÑoäDoøngBiªn ®é dßng ; α = PhaDoøngPha dßng ! ϕ=-= θ α Pha AÙp - Pha Doøng (2.3) φ laø Goùc Chaïâm Pha Cuûa Doøng So Vôùi AÙp 19 2.2 AÙp Hieäu Duïng (AHD) Vaø Doøng Hieäu Duïng (DHD) 1. Trò HD cuûa 1 haøm x(t) tuaàn hoaøn chu kyø T. 1 T X= xtdt2 ( ) (2.4) T òο 2. AHD vaø DHD cuûa AÙp Sin vaø Doøng Sin (2.1) Um I m U=; I = (2.5) 2 2 Cheá ñoä laøm vieäc cuûa 1 PT trong maïch sin ñöôïc xaùc ñònh ! bôûi 2 caëp soá (U, θ) vaø (I, α) (H2.2) uU=2sin(ω t + θ ) « (,) U θ (2.6) iI=2sin(ω t + α ) « (,) I α 20 H 2.2 10
2.3. Bieåu Dieãn AÙp Sin Vaø Doøng Sin Baèng Vectô (H2.3) 1. AÙp Vectô laø vectô U coù: Ñoä lôùn = U Höôùng: taïo vôùi truïc x 1 goùc = θ 2. Doøng Vectô laø vectô I coù: Ñoä lôùn = I Höôùng: taïo vôùi truïc x 1goùc = a H 2.3 ! Ta coù Söï Töông ÖÙng 1 – gioùng – 1: u«(,) Uθ « U vaøi « (,) I α « I (2.7) Neáui1« I 1 vaøi 2 « I 2 ! (2.8) thìi1± i 2 « I 1 ± I 2 21 2.4. Quan Heä AÙp – Doøng Cuûa Taûi TAÛI laø 1 taäp hôïp PT R, L, C noái vôùi nhau ! vaø chæ coù 2 Ñaàu Ra . ( 1 Cöûa) Cheá Ñoä Hoaït Ñoäng cuûa Taûi xaùc ñònh ! bôûi 2 caëp soá (U, theta) vaø (I, anpha) H 2.4 U Toång Trôû (TT) cuûa Taûi = Z = (Z > 0) (2.9) I Goùc Cuûa Taûi = ϕθα=-(90 -ο ££ ϕ 90) ο (2.10) ! Moãi Taûi ñöôïc ñaëc tröng bôûi 1 CAËP SOÁ (Z, phi) 22 11
1. Maïch. a. Sô ñoà vaø ñoà thò vectô (H2.5) a) b) H 2.5 b. TT vaø goùc R = Ñieän Trôû cuûa PT Ñieän Trôû (2.11) U R ο (2.12) ZR= = R ;ϕ RRR =-= θ α 0 I R (2.13) Maïch R ↔ (R, 0 o) 23 2. Maïch L a. Sô ñoà vaø ñoà thò vectô (H2.6) a) b) H 2.6 b. TT vaø goùc XL = wL = Caûm Khaùng cuûa PT Ñieän Caûm (2.14) U L ο ZL= = X LLLL;ϕ =- θ α =+ 90 (2.15) I L o Maïch L ↔ (X L, 90 ) (2.16) 24 12
3. Maïch C a. Sô ñoà vaø ñoà thò vectô (H2.7) a) H 2.7 b) b. TT vaø goùc 1 X = = Dung Khaùng cuûaPT ÑieänDung (2.17) C ωC U C ο ZC= = X CCCC;ϕ =- θ α =- 90 (2.18) I C ο (2.19) Maïch C« (XC , - 90 ) 25 4. Maïch RLC Noái Tieáp a. Sô Ñoà Vaø Ñoà Thò Vectô (H2.8) a)H 2.8 b) b. TT vaø Goùc X= XL - X C = ÑieänKhaùngĐiện Kháng (ÑK) cuûaMaïch RL CNT (2.20) U X Z== R2 + X 2;ϕ =-= θ α tan - 1 (2.21) I R MaïchMạch RLC RLC n NoáiTieápối ti ếp « (Z,ϕ ) (2.22) 26 13
5. Maïch RLC song song a. Sô ñoà (H2.9) vaø ñoà thò vectô (H 2.8b) b. TT vaø Goùc G = 1/R = Ñieän Daãn cuûa R (2.23) BL = 1/X L = Caûm Naïp cuûa L (2.24) BC = 1/X C = Dung Naïp cuûa C (2.25) H 2.9 B = B L –BC = Ñieän Naïp (ÑN) cuûa Maïch RLCSS (2.26) U1 - 1 B Z ==;ϕ =-= θ α tan (2.27) IG2+ B 2 G Y = 1/Z = I/U = Toång Daãn (TD) cuûa Maïch RLCSS (2.28) 27 2.5 TT Vectô vaø Tam Giaùc TT(TGTT) cuûa Taûi TT vectô Z coù ñoä lôùn Z vaø höôùng ϕ TGTT coù caïnh huyeàn S vaø 1 goùc baèng ϕ R = Zcos ϕ = ÑT Töông Ñöông (ÑTTÑ) cuûa Taûi (2.29) X = Zsin ϕ = ÑK Töông Ñöông (ÑKTÑ) cuûa Taûi (2.30) 1. Taûi Caûm (H 2.10a) 0 0 vaø X > 0 (2.31) ichaämp ha ϕ so vôùiu H 2.10a 28 14
2. Taûi dung (H 2.10b) - 90ο 0 vaø X 0 vaøX = 0 (2.33) icuøng pha vôùiu H 2.10c 29 4. Taûi Thuaàn Caûm (H 2.10d) ϕ = + 90 ο R=0 vaø X > 0 (2.34) ich aämph a 90 ο so vôùi u H 2.10d 5. Taûi thuaàn dung (H 2.10e) ϕ = - 90 ο R=0 vaø X < 0 (2.35) inh anh ph a 90 ο sovôùi u H 2.10e 30 15
2.6. CS Tieâu Thuï Bôûi Taûi (H 2.11) 1. Taûi tieâu thuï 3 loaïi CS laø Taùc Duïng P(W); Phaûn Khaùng Q(var) vaø Bieåu Kieán S (VA). S = UI; P = Scos ϕ; Q = Ssin ϕ (2.36) H 2.11 2. CS P vaø Q tieâu thuï bôûi R, L, C laø: 2 PRIPRRL=, = 0, P C = 0 (2.37) 2 2 QR=0, QXIQ L = LLC , =- XI CC 3. Neáu taûi goàm nhieàu PT Rk, Lk, C k thì: 2 PUI=cos ϕ =å PRk =å RI kRk (2.38) 2 2 QUI=sin ϕ =å QL k +å Q Ck =å XI L k L k -å XI Ck Ck (2.39) 31 4. CS Vectô vaø Tam Giaùc CS (TGCS) cuûa Taûi (H 2.12) CS vectô S coù ñoä lôùn S vaø höôùng ϕ TGCS coù caïnh huyeàn S vaø 1 goùc baèng ϕ ! TGCS ñoàng daïng vôùi TGTT ! S=I2 Z; P = IRQ 2 ; = IX 2 (2.40) a)H 2.12 b) Taûi Caûm thöïc teá tieâu thuï P vaø tieâu thuï Q (H 2.12a) Taûi Dung thöïc teá tieâu thuï P vaø phaùt ra Q (H 2.12b) 32 16
2.7 Bieåu Dieãn Vectô cuûa AÙp Doøng, TT, vaø CS cuûa Taûi (H 2.13) a) b) c)H 2.13 d) 33 2.8 Heä Soá Coâng Suaát (HSCS) 1. HSCS cuûa Taûi Treân H 2.11 laø: P P HSCS = = = cos ϕ (2.41) S UI ϕ = Goùc HSCS cuûa Taûi (= Goùc cuûa Taûi) ! Taûi Caûm coù HSCS treã, Taûi Dung coù HSCS sôùm. 2. Söï Quan Troïng cuûa HSCS cuûa Taûi. a)H 2.14 b) 34 17
Treân H 2.14a, Nguoàn AÙp coù AHD U p caáp ñieän cho Taûi coù AHD U vaø TGCS treân H 2.14b, qua Ñöôøng Daây coù ÑT R d. Ta coù: P Doøng daây I = Doøng taûi I = (2.42) d U cos ϕ 2 Toån Hao (TH) treân daây = Pth = R d I (2.43) CS phaùt = P P = P + Pth (2.44) P Hieäu Suaát (HS) taûi ñieän = η%= ´ 100 (2.45) P+ P th ! Neáu cos ϕ-thìI ¯¯¯, Pth , P P vaø η % - ⇒ Phaûi tìm caùch naâng cao HSCS cuûa taûi. 35 3. Naâng cao HSCS cuûa taûi baèng tuï buø a) H 2.15 b) Ta muoán naâng HSCS cuûa taûi treân H 2.15 töø cosj leân cos ϕ1 baèng caùch gheùp 1 tuï ñieän C // taûi ñeå ñöôïc taûi môùi (P 1, Q 1, cosj 1). P1 = P + Pc ¹ P (2.46) Q1=+Þ=-= QQc Q c QQP 1(tanϕ 1 - tan ϕ ) (2.47) P(tanϕ- tan ϕ ) C = 1 (2.48) ωU 2 36 18
2.9 Ño CSTD Baèng Wattheá (H 2.16) M vaø N laø hai MMC noái vôùi nhau taïi 2 nuùt A vaø B. Cuoän doøng vaø cuoän aùp cuûa W coù 2 ñaàu; 1 ñaàu ñaùnh daáu (+). H 2.16 ! Neáu choïn CQCD ( →) ñi vaøo ñaàu + cuûa W vaø CQCA (+, –) coù ñaàu + laø ñaàu + cuûa W thì Soá chæ cuûa W = P = UIcosj (2.49) = CSTD tieâu thuï bôûi N = CSTD phaùt ra bôûi M ! Tieâu Thuï CS aâm ⇔ Phaùt Ra CS döông 37 2.10 Soá Phöùc (SP) 1. Ñònh Nghóa Ñôn vò aûo j: j2 = – 1 (2.50) SP: A = a +jb (2.51) a = Re A = Phaàn thöïc cuûa A B = Im A H 2.17 = Phaàn aûo cuûa A A* = a – jb = SP lieân hôïp (SPLH) cuûa A (2.52) 38 19
2. Bieåu Dieãn Hình Hoïc cuûa SP (H 2.17) Ñieåm A (a, b) laø Ñieåm Bieåu Dieãn cuûa SP A = a + jb ! Vectô A = OA laø Vectô Bieåu Dieãn cuûa SP A= a +jb ⇒⇒⇒ Söï töông öùng 1 – 1: ! SP A = a + jb ↔ Ñieåm A (a, b) ↔ Vectô A (2.53) Soá thöïc A = a ↔ Ñieåm A (a, 0) ∈ Truïc x ⇒ Truïc x laø Truïc Thöïc (Re). Soá aûo A = jb ↔ Ñieåm A(0, b) ∈ Truïc y ⇒ Truïc y laø Truïc aûo (Im). ! Ñieåm A*(a, –b) ñoái xöùng vôùi A (a, b) qua truïc thöïc 39 3. Caùc Pheùp Tính SP Caùc pheùp tính (+, –, ×, ÷) cuûa SP Daïng Vuoâng ! Goùc A = a +jb ñöôïc laøm gioáng soá thöïc, vôùi ñieàu kieän thay j2=–1 4. Bieân Ñoä vaø Goùc cuûa SP ! Bieân Ñoä cuûa SP A laø chieàu daøi cuûa vectô A: A =A ==r a2 + b 2 (2.54) ! Goùc cuûa SP A laø goùc chæ höôùng cuûa vectô A: - 1 b argA =θ = tan (2.55) a 40 20
5. Caùc Daïng Cuûa SP a. Daïng Vuoâng Goùc A= a + jb (2.56) b. Daïng Löôïng Giaùc A = r (cos θ + jsin θ) (2.57) ! Coâng Thöùc Euler: ejθ = cos θ + jsin θ) (2.58) c. Daïng Muõ Phöùc A = re jθ (2.59) ! Kyù Hieäu θ = cos θ + jsin θ (2.60) d. Daïng Cöïc A = r θ (2.61) r1θ 1 r 1 ! ()()r1122θθ r= rr 1212 θθ + ; =- θθ 12 (2.62) r2θ 2 r 2 41 2.111. Bieåu AÙp Phöùc Dieãn vaø Maïch Doøng Sin Phöùc Baèng SP 1. AÙp Phöùc laø SP U =U Ð θ (2.63) U =U Þ BieânÑoäAÙpPhöùc = AHD ! arg U =θ ÞGoùcAÙpPhöùc = Pha AÙp (2.64) 2. Doøng Phöùc laø SP I =I Ð α (2.65) I =I Þ Bieânñoädoøng phöùc = DHD ! arg I =I Þ GoùcDoøng Phöùc = Pha Doøng ur r ! Treân H 2.13b: U«Uvaø I « I (2.66) 42 21
3. TT phöùc laø SP Z =Z Ð ϕ (2.67) Z =Z Þ BieânñoäTT phöùc = TT cuûaTaûi ! arg Z =ϕ ÞGoùcTT Phöùc = GoùccuûaTaûi (2.68) ! Treân H 2.13c: Z « Z (2.69) 4. CS Phöùc laø SP S =S Ð ϕ S =S Þ BieânñoäCS phöùc = CSBK cuûaTaûi ! (2.70) arg S =ϕ ÞGoùcCS Phöùc = GoùccuûaTaûi ! Treân H 2.13d: S « S 43 1 5. TD Phöùc laø SP Y = =Y Ð- ϕ (2.71) Z Y =Y: BieânñoäTD phöùc = TD cuûaTaûi ! argY =-ϕ : GoùcTD phöùc =- GoùccuûaTaûi (2.72) 6. ÑLOÂ Phöùc (2.9) vaø (2.10) ⇔ U= ZI Û I = YU (2.73) ! (2.66) goïi laø ÑLOÂ Phöùc cuûa Taûi. 7. Quan Heä Giöõa U, I , Z vaøScuûaTaûi ! S= UI* = I 2 Z (2.74) 44 22
8. So Saùnh Bieåu Dieãn SP (H 2.18) Vôùi Bieåu Dieãn Vectô (H 2.13) a) b) c)H 2.18 d) 45 9. YÙ nghóa cuûa Z=R+j X, Y =G+jB, S =P+jQ (2.75) ReZ =R =ÑTTÑ; Im Z =X =ÑKTÑ ïü ï CUÛA ReY =G =ÑDTÑ; Im Y =B =ÑNTÑ ýï (2.76) ï TAÛI ReS =P =CSTD; Im S =Q =CSPK þï (2.77) R –X G –B G= ;B= ;R= ;X= R+X22 R+X 22 G+B 22 G+B 22 (2.78) 10. TT phöùc vaø TD phöùc cuûa R, L, C (2.79) ZR=R; Z L = jX; LC Z = –jX C YR=G; Y L =–jB; LC Y = jB C (2.80) 46 23
11. ÑKD Phöùc åI ñeánnuùt = 0 (2.81) 12. ÑKA Phöùc åU doïctheovoøng = 0 (2.82) 13. Nguyeân lyù Baûo toaøn CS phöùc (H 2.19) Neáu maïch goàm n MMC vaø → ñi töø + sang – cuûa töøng MMC thì * åSk =å U k I k = 0 (2.83) ⇔ åPk =0 vaø å Q k = 0 (2.84) H 2.19 47 Chöông 3. Caùc Phöông Phaùp Giaûi Maïch Sin • 3.1. Khaùi Nieäm Chung • 1. Noäi Dung Giaûi Maïch Sin • Cho Maïch Thöïc goàm 5 loaïi PT: Nguoàn AÙp e(t), Nguoàn Doøng ig(t), Ñieän Trôû R, Ñieän Caûm L, Ñieän Dung C. Ta muoán tìm: • a. AÙp Töùc Thôøi u(t) vaø Doøng Töùc Thôøi i(t) qua 1 MMC (PT cuõng laø 1 MMC). • b. CSTD P, CSPK Q, CSBK S do 1 MMC Tieâu Thuï hoaëc Phaùt Ra . • 2. Hai Phöông Phaùp giaûi maïch sin laø VECTÔ vaø SP . Vieäc chuyeån qua laïi giöõa 2 Phöông Phaùp ñöôïc thöïc hieän töø H2.13 vaø H2.18. 48 24
3. Quy trình giaûi maïch sin goàm 3 böôùc B1. Chuyeån sang maïch phöùc theo quy taéc: e(t) = E2 sin(ω t+ θ ) «E = E Ð θ (3.1) (3.2) ig (t) = Ig2 sin(ω t+ α ) «I = I g Ð α R, L, C → ZR, ZL, ZC; YR, YL, YC theo (2.72) vaø (3.3) AÅn thöïc u(t) = U2 sin(ω t+® θ ) AÅnPhöùc U =Ð U θ (3.4) AÅn thöïc i(t) = I2 sin(ω t+® α ) AÅnphöùc I =Ð I α (3.5) B2. Giaûi maïch phöùc baèng ÑLOÂ, ÑKD, ÑKA ñeå tìm U, I. B3. Chuyeån ngöôïc veà maïch thöïc ñeå tìm u(t) vaø i(t) theo cuøng quy taéc nhö Böôùc 1 49 4. Chuù Thích Quan Troïng a. Trong B1 vaø B3 , coù theå duøng 1 trong 4 Daïng cuûa Haøm Sin: HD-sin , HD-cos , CÑ-sin , vaø CÑ-cos ; nhöng caùc coâng thöùc tính P,Q, S, S chæ ñuùng khi duøng daïng HD! b. TAÛI: U = ZI hoaëc I = YU (3.6) c. NGUOÀN AÙP: U = ± E (3.7) d. NGUOÀN DOØNG: I = ± Ig (3.8) e. MMC: Neáu CQCD Cuøng (Ngöôïc) CQCA thì CS Phöùc do MMC TIEÂU THUÏ (PHAÙT RA ) laø: S = UI* (3.9) 50 25
3.2. Phöông Phaùp Gheùp Noái tieáp. Chia AÙp (H 3.1) U = AÙp Toång ; I = Doøng Chung Uk = AÙp qua Zk (k = 1,2) Uk = ZkI (3.10) U = U1 + U2 = ( Z1 + Z2)I = ZtñI ! Ztñ = Z1 + Z2 (3.11) U ⇒ I = (3.12) Ztñ H 3.1 Z1 Z 2 ! Coâng Thöùc Chia AÙp U1= UU; 2 = U (3.13) Ztñ Z tñ (CTCA) 51 3.3. Phöông Phaùp Gheùp Song Song. Chia Doøng (H 3.2) I = Doøng Toång ; U = AÙp Chung Ik = Doøng qua Yk (k=1,2) Ik= Y k U (3.14) II=+=1 I 2( Y 1 + YUYU 2 ) = tñ ! Ytñ = Y1 + Y 2 (3.15) I H 3.2 ⇒⇒⇒ U = (3.16) Ytñ Y1Y 2 ! Coâng Thöùc Chia Doøng I1= II; 2 = I (3.17) Ytñ Y tñ (CTCD) 52 26
3.4 Phöông Phaùp Bieán Ñoåi Y ↔ ∆∆∆ (H 3.3) a) b) H 3.3 Y ® ∆ ∆ ® Y Z Z Z Z 1 2 Z = 12 31 Z12= Z 1 + Z 2 + (3.18) 1 (3.19) Z3 Z12+ Z 23 + Z 31 ⇒ ! 3TT baèng nhau ZD = 3 ZY hay ZY = ZD/3 (3.20) 53 3.5. Phöông Phaùp Doøng Maét Löôùi (DML) 1. Maïch 1 ML (H 3.4) B1. Choïn AÅn Chính = DML IM1 B2. Phöông trình DML coù daïng Z11 IM 1= E M 1 (3.21) Z11 = å Z k trong ML 1 (3.22) EM1 = å E k trong ML 1 (3.23) H 3.4 ! Ek mang daáu + (–) neáu CQCDML ra khoûi ñaàu + (–) cuûa EM1 E M 1 B3. Giaûi (3.21) ÞI M 1 = (3.24) Z11 54 27
B4. Tính Doøng PT theo doøng ML: II1=M 12, I = - I M 1 B5. Tính AÙp PT : U1= EU 12, = ZIU 223 , =- EU 34 , =- ZI 44 B6. Tính P, Q, S, S do töøng PT tieâu thuï hoaëc phaùt ra : * a. Nguoàn AÙp E1 phaùt ra: S1= E 11 I =P 1 + jQ 1 (3.25) ÞE1phaùtra CSTD = P 1 va øCSPK = Q 1 * b. Nguoàn aùp E3 tieâu thuï: S3= E 33 I =P 3 + jQ 3 ÞE1tieâuthuïCSTD = P 3 vaøCSPK = Q 3 (3.26) B7. Kieåm tra Nguyeân Lyù Baûo Toaøn P vaø Q åPphaùt =å Pthu; å Qphaùt =å Qthu (3.27) 55 2. Maïch 2 ML (H 3.5) B1. Choïn 2 AÅn Chính laø 2 DML IM1 vaø IM2 (CQC laø CKÑH). B2. Heä phöông trình DML coù daïng: H 3.5 ZI+ ZI = E 111M 12 M 2 M 1 (3.28) ZI211M+ ZI 22 M 2 = E M 2 !Zii xaùc ñònh nhö (3.22); EMi nhö (3.23) ! Z12= Z 21 =-å Z k chung cuûaM L1 vaøML 2 (3.29) ÞIvaø I Þ IUS, , B3. Giaûi (3.28) M1 M 2 kkk 56 28
3.6 Phöông Phaùp AÙp Nuùt. 1. Ñònh Nghóa (H 3.6) Xeùt 1 maïch coù nhieàu nuùt A, B, Töï choïn 1 NUÙT CHUAÅN N. Goïi AÙP NUÙT = AÙP giöõa nuùt ñoù vaø nuùt chuaån N: U= U (3.30) ! A AN UN= U NN = 0 (3.31) UA- U B = E1; U G = E 3 (3.32) I22= YU(C - U D ); I 44 = YU H (3.33) H 3.6 57 2. Maïch 2 Nuùt (H 3.7) B1. Choïn N laøm nuùt chuaån B2. Choïn AÅn Chính = UA B3. Ik = Yk(UA – Ek) (3.34) B4. Σ Ik = Yk(UA – Ek) = 0 ⇒ (ΣYk)UA = ΣYkEk (3.35) H 3.7 B5. Giaûi Phöông Trình AÙp Nuùt (3.35) å Yk E k U A = (3.36) å Yk ⇒ B6. Tính Ik töø (3.34) Uk, Sk 58 29
3.7 Nguyeân Lyù Tyû Leä Neáu nhaân taát caû Nguoàn Ek vaø Igk cuûa 1 Maïch cho cuøng 1 SP A = k∠b thì AÙp Ukvaø Doøng Ik qua töøng PT cuõng ñöôïc nhaân cho A ! AHD vaø DHD cuûa töøng PT ñöôïc nhaân cho k ! Pha AÙp vaø Pha Doøng cuûa töøng PT ñöôïc coäng cho b Neáu taäp nguoàn {Ek, Igk } ↔ Ñaùp öùng {Uk, Ik} ! thì taäp nguoàn {AE k, AI gk } ↔ Ñaùp öùng {AU k, AI k} 59 Chöông 4. Maïch Ñieän Ba Pha 4.1 Nguoàn Vaø Taûi Ba Pha Caân Baèng (3ÞCB) 1. Kyù Hieäu Hai Chæ Soá (H 4.1) H 4.1 Uab= UU a - b =- U ba (4.1) a. Uab = AÙp qua ab Uab= U ac + U cb (4.2) b. Iab = Doøng töø a ñeán b Iab= - I ba (4.3) (4.4) c. Zab = TTTÑ noái a vôùi b Zab= Z ba ! Khoâng caàn CQC Uab= Z ab I ab (4.5) 60 30
2. Nguoàn AÙp 3ÞCB (NA3ÞCB) laø 1 boä ba NA sin coù cuøng AHD , cuøng taàn soá, nhöng leäch pha 120 o töøng ñoâi moät (H 4.2). Ta chæ xeùt thöù töï thuaän. a)H 4.2 b) U= U Ð θ ax p a ! Chæ caàn bieát Uax U= U Ðθ - 120 ο U= U Ð - 120 ο by p a (4.6) Þ by ax ο ο Ucz= U p Ðθ a - 240 Ucz= U ax Ð - 240 61 3. NA3ÞCB Ñaáu Sao (Y) (H 4.3) a) b) U= AHDpha ! p H 4.3 Ud = AHD daây a. AÙp pha = ( Uan , Ubn , Ucn ); AÙp daây = ( Uab , Ubc , Uca ) b. Quan heä giöõa AÙp pha vaø AÙp daây ïü Ud= 3 U p ï ο ýï ÛU = U 3 Ð 30 (4.7) ο ï ab an Uab nhanh pha30 sovôùi U an þï 62 31
4. NA3ÞCB Ñaáu Tam Giaùc (D)(H 4.4) AÙp daây = AÙp pha = ( Uab , Ubc , Uca ) H 4.4 Ud= U p (4.8) 5. Taûi 3ÞCB ñaáu Y (H 4.5a) hoaëc ∆∆∆ (H 4.5b) Z p = TT pha Z p=R p + jX p Zp= Z p Ð ϕ a)H 4.5 b) 63 4.2. Heä Thoáng 3Þ Y-Y CB (H 4.6) 1. Ñònh Nghóa. H 4.6 Z p=R p + jX p a. (U , U , U ) = AÙp Pha Nguoàn an bn cn Z p=Z p Ð ϕ Z =R + jX 64 b. (Uab , Ubc , Uca ) = AÙp Daây Nguoàn d d d 32
c. (,,)UAN U BN U CN = AÙpPha T aûi . d. (,,)UAB U BC U CA = AÙpDaâyT aûi . e. (UaA , U bB , U cC ) = Suït AÙpTreânÑöôøng Daây f. (Ina , I nb , I nc ) = Doøng Pha Nguoàn g. (IAN , I BN , I CN ) = Doøng Pha Taûi h. (IaA , I bB , I cC ) = Doøng Daây ! Taát caû aùp vaø doøng treân ñeàu coù THÖÙ TÖÏ THUAÄN, vaø chæ caàn bieát 1 trong 3. Ví duï: ο ο ο UUca=Ð- ab240; UU BN =Ð CN 120; II bB =Ð- aA 120 65 2. Giaûi Maïch 3Þ (H 4.6) treân cô sôû Maïch 1Þ (H4.7) Z p=R p + jX p Z p=Z p Ð ϕ Z d=R d + jX d H 4.7 U I= I = I = an a. Doøng na aA AN (4.9) Zp+ Z d ο b. AÙp UAN= ZIU pAN; aA = ZIU daA ; AB =Ð U AN 330 (4.10) Neáu ñaët UAB= UU d; AN = UI paA ; = II dAN ; = I p (4.11) thì Ud=3; U pd I = I p ( TaûiY ) 66 33
3. Coâng Suaát, Toån Hao, vaø Hieäu Suaát (CS, TH, HS) a. CS do taûi 3Þ tieâu thuï (4.12) PUI=3pp cosϕ ; QUI = 3 pp sin ϕ ; SUI = 3 pp (4.13) P=3 UIdd cosϕ ; Q = 3 UI dd sin ϕ ; S = 3 UI dd 2 2 2 PIR=3;pp QIX = 3; pp SIZ = 3 pp (4.14) b. TH Treân Ñöôøng Daây 3Þ 2 2 (4.15) Pth=3 IRQ dd ; th = 3 IX dd c. CS do Nguoàn 3Þ phaùt ra 2 2 PP=+ PPQ thP; =+ QQS thP ; = P P + Q P (4.16) 67 d. HS Taûi Ñieän P P η%=´= 100 ´ 100 (4.17) PP P+ P th Rp ! η%= ´ 100 (4.18) Rp+ R d 4. Tính CSTD, CSPK, CSBK baèng CS Phöùc * 2 (4.19) a. S=3 UIANAN = 3 Z ppI =+ P jQ * 2 b. Sth=3 UI aAaA = 3 Z ddI =+ P th jQ th (4.20) * c. Sp=3 U anna I =P P + jQ P (4.21) 68 34
4.3 Heä thoáng 3Þ Y- D CB, Zd = 0 (H 4.8) a)H 4.8 b) ο 1. AÙp: UUab= an3 Ð 30; UU AB = ab (4.22) U AB ο 2. Doøng: I AB = ; IaA= I AB 3 Ð - 30 (4.23) Zp ! Neáu ñaët UAB== UUI d paA; = II dAB ; = I p thì Ud= UI pd; = 3 I p (TAÛI) D (4.24) 69 4.4. Heä thoáng 3Þ Y- D CB, Zd ≠≠≠ 0 (H4.9a) a)H 4.9 b) ⇒ B1. Bieán Taûi D ( Zp) thaønh Taûi Y ( Zp/3) (H4.9b) Uan I aA ο B2. IIIna=== aA AN; I AB =Ð 30 (4.25) Zp/3 + Z d 3 ο B3. UAN=( ZIU p/3) AN ; aA = ZI daA ; U AB =Ð U AN 330 (4.26) 70 35
4.5. Heä thoáng 3Þ Y-Y KCB, Z n = 0 (H 4.10a) a)H 4.10 b) B1. Taùch maïch 3Þ thaønh 3 maïch 1Þ ñoäc laäp (H4.10b) U an B2 Ina= I aA = I AN = (4.27) Zd+ Z AN B3 INn= I AN + I BN + I CN (4.28) 71 4.6. Heä Thoáng 3Þ Y- D KCB, Zd = 0 (H 4.11) ο B1. Uab= U an 3 Ð 30 (4.29) B2. UAB= U ab (4.30) U AB B3. I AB = (4.31) ZAB B4. IaA= I AB - I CA (4.32) H 4.11 ! CS trong heä thoáng 3Þ KCB ñöôïc tính treân töøng PT. Treân H 4.11, CS phöùc do nguoàn 3Þ phaùt ra laø: * * * SSP=++= na S nb S nc UI anna + UI bnnb + UI cnnc =+(Pna jQ na )( ++ P nb jQ nb )( ++ P nc jQ nc ) =+ P P jQ P 72 36
4.7. Heä Thoáng 3Þ CB Vôùi Nhieàu Taûi Ñaáu //. (H4.12a) H 4.12 Coù n taûi ñaáu SS; moãi taûi ñaáu Y hoaëc D Taûi k ñöôïc xaùc ñònh bôûi Hoaëc TGTT (RXZpk , pk , pk ,Z p )( H 4.12) b 73 Hoaëc TGCS (PQSk , k , k ,S k ) ( H 4.12) c 1. Baøi Toaùn 1. Bieát Uan, Z d , vaø Z pk B1. Bieán ñoåi Y « Droài tính cuûaZ ptñ n taûi B2. TínhI aA roài duøng Coâng Thöùc Chia Doøng 2. Baøi toaùn 2. BieátUd= U AB . Tính vaø S laàn k löôït: 2 2 B1. P=å PQk; =å QS k ; = P + Q (4.33) B2. Id= I aA = SU/ 3 d (4.34) B3. 2 2 Pd=3 IRQ ddd ; = 3 IX dd (4.35) 2 2 B4. PP=+ PPQ dP; =+ QQS dP ; = P PP + Q (4.36) B5. UUSIab= dP = P/3 d ; cos ϕ P = P P /S P (4.37) 74 37
4.8. Heä thoáng 3ÞCB vôùi taûi laø ñoäng cô 3Þ (H 4.13) H 4.13 ÑC3Þ laø 1 Taûi Ñieän 3Þ coù HSCS = cosj vaø bieán CS Ñieän Vaøo P1 thaønh CS Cô Ra P2 HS cuûa ÑC3Þ laø η = P2 / P1 (4.38) P2 Id = (4.39) ! 3U η cos ϕ d 75 Chöông 5. Khaùi Nieäm Chung Veà Maùy Ñieän 5.1. Ñònh Luaät Faraday 1. Ñònh Luaät Sññ Bieán AÙp (H 5.1) j(t) = Töø Thoâng Töùc Thôøi xuyeân qua 1 voøng jv(t) = Sññ caûm öùng trong 1 voøng ! ev(t) = uab (t) khi i(t) = 0 dϕ( t ) ! e( t ) = - (5.1) v dt H 5.1 dϕ( t ) Cuoän daây N voøng: e( t ) = - N (5.2) dt 76 38
2. Ñònh Luaät Sññ Maùy Phaùt (H 5.2) ab: Daây Daãn chieàu daøi l B = Maät Ñoä Töø Thoâng v = Vaän Toác cuûa daây H 5.2 ! e = Bv l (5.3) 5.2. Ñònh Luaät Löïc Töø (H 5.3) I = Doøng qua daây daãn ab B = Maät Ñoä Töø Thoâng l = Vectô Doøng F = BI l (5.4) 77 H 5.3 5.3. Ñònh Luaät Ampere (H 5.4) I1, I 2, laø n doøng C = Ñöôøng kín H = Töø tröôøng taïi P ∈ C H. dl= å Ik bao bôûiC (5.5) òÑC H 5.4 5.4. Ñònh Luaät OÂm Töø (H 5.5) 1. Loûi Theùp coù: l = Chieàu daøi S = Tieát dieän m = Ñoä Töø Thaåm Tuyeät Ñoái R = l/mS = Töø Trôû H 5.5 78 39
µr = µ/= µ οÑoä Töø Thaåm Töông Ñoái (5.6) - 7 µο =4 π ´ 10 ( H/m) = ÑoäTöøThaåmTuyeätÑoáicuûaCK 2. Cuoän Daây coù N voøng, mang doøng I, Stñ F= NI 3. Caùc Thoâng Soá Cheá Ñoä trong Loûi Theùp H = Cöôøng Ñoä Tröôøng Töø (Töø Tröôøng ) = NI/ l (5.7) B = Maät Ñoä Töø Thoâng (Vaän Toác Doøng Töø) = mH (5.8) F = Töø Thoâng (Doøng Töø) = BS (5.9) 4. ÑLO Â TÖØ FNI= =R Φ = Hl (5.10) 5. Maïch töø goàm m PT NOÁI TIEÁP vaø n cuoän daây. åHlii =åR iΦ =å NI kk =å FF k = (5.11) 79 5.5. Baøi Toaùn Thuaän: Bieát F, Tìm F. B1. Tính Bi = Φ/S i B2. a. Neáu PT laø Vaät Lieäu Töø, duøng ñöôøng töø hoùa Bi= B i(ñeå H i suy ) ra trongH PTi (5.12) b. Neáu PT laø khoâng khí thì H= B /µ ο ο ο (5.13) B3. Tính Stñ toång ñeå taïo ra F: F= å Hi l i ! Neáu bieát mi hoaëc mri ôû giaù trò F thì: (5.14) B1' . Tính R iiii=lSl/µi = / µ ri µ ο S i B2' . F=å N I =å R Φ k k i (5.15) 80 40
Chöông 6. Maùy Bieán AÙp (MBA) 6.1. Khaùi nieäm chung 1. Sô ñoà maïch (H 6.1) MBA laø 1 Maïch Hai Cöûa Cöûa Vaøo laø Sô Caáp (SC) (ñaáu vôùi Nguoàn Sin) Cöûa Ra laø Thöù Caáp H 6.1 (TC) (ñaáu vôùi Taûi T) 2. Caùc Thoâng Soá Cheá Ñoä Ñònh Möùc (ÑM) U1ñm= AÙpSCÑM; U 2 ñm = AÙpTCÑM I1ñm= DoøngSCÑM; I 2 ñm = DoøngTCÑM Sñm= U11 ñmñm I = U 22 ñm I ñm = CSBKÑM 81 6.2. Caáu Taïo Cuûa MBA (H 6.2) 1. Loûi Theùp tieát dieän S ñeå daãn töø thoâng F. 2. Daây Quaán Sô Caáp (DQSC) coù N1 voøng. 3. Daây Quaán Thö Caáp H 6.2 (DQTC) coù N2 voøng. 6.3. MBA Lyù Töôûng. 1. Caùc Tính Chaát Cuûa MBALT. a. DQ Khoâng ÑT, Khoâng ÑK: R 1= R 2 =X 1 =X 2 = 0 b. Loûi theùp Khoâng Töø Trôû, Khoâng TH: R = 0, P t = 0 82 41
2. Caùc Phöông Trình Cuûa MBA Lyù Töôûng. a. Sññ caûm öùng (6.1) U11= E =4, 44 fN 1Φm = 4,44 fNBS 1 m U22= E =4, 44 fN 2Φm = 4, 44 fNBS 2 m (6.2) b. Tyû Soá Bieán AÙp U E N k =1 = 1 = 1 (6.3) U2 E 2 N 2 c. Tyû Soá Bieán Doøng I1 U 2 1 ! S1=Þ S 2 UI 11 = UI 22 Þ == (6.4) I2 I 1 k 83 6.4. Caùc Maïch Töông Ñöông (MTÑ) vaø Phöông Trình cuûa MBA (thöïc teá). 1. MTÑ cuûa DQSC (H 6.3) R1, X 1, vaø Z1 = R 1+ jX 1 laø ÑT, ÑK Taûn, vaø TTSC . U1, E 1 ,vaø I 1 , f laø AÙp,Sññ,Doøng vaø Taàn Soá SC. H 6.3 ! Suït AÙp trong DQSC do ÑT, ÑK Taûn, vaø TTSC laø: D=U1RR 11 IU, D= 1 X jX 11 IUZI , D= 1 11 (6.5) ! U1= E 1 + ZI 11 (6.6) 84 42
2. MTÑ cuûa DQTC (H 6.4) RX22, , vaøZ 2= R 2 + jX 2 laøÑT, ÑKTaûn vaø TTTC E2, U 2 , I 2 vaøflaøSññ, A Ùp, D oøng, v aøT aànSoáTC H 6.4 ! Suït AÙp trong DQTC do ÑT, ÑK Taûn, vaø TTTC laø: D=U2RR 22 IU, D= 2 X jX 22 IUZI , D= 2 22 (6.7) ! E2= U 2 + ZI 22 (6.8) 85 3. MTÑ Cuûa Loûi Theùp (LT) (H 6.6b) a. Trong LT coù 2 hieän töôïng THLT Pt Töø thoâng sin F b. Trong Cheá Ñoä Khoâng Taûi (KT) (H 6.5), Doøng SCKT Io goàm 2 thaønh phaàn (H 6.6a) H 6.5 Thaønh Phaàn THLT IC (cuøng pha vôùi E1) taïo ra Pt o Thaønh Phaàn Töø Hoùa Im( chaäm pha 90 so vôùi E1) taïo ra F ⇒ MTÑ cuûa LT (H 6.6b) 86 43
a) b) H 6.6 R = ÑTTHLT E1 C IC= = G C E 1 (6.9) RC GC = ÑDTHLT E1 Im= = - jB m E 1 (6.10) Xm = ÑK töø hoùa jX m Iο = IC + I m Bm = ÑN töø hoùa (6.11) 87 4. Phöông Trình Doøng Ñieän (H 6.2) a. Ñoái vôùi MBA Lyù Töôûng , khi Taûi yeâu caàu Doøng I2 thì Doøng I1 caàn co ù laø I '2= I 2 /k (6.12) ! I'2 goïi laø Doøng TC Quy Veà SC (TCQVSC) b. Ñoái vôùi MBA Thöïc Teá, ôû Cheá Ñoä KT ( I2 = 0) thì Doøng I1 caàn coù chính laø Doøng SCKT (6.11) c. Theo Nguyeân Lyù Xeáp Choàng , ñoái vôùi MBA thöïc teá, khi Taûi yeâu caàu Doøng I2 thì I1= I' 2 + I o (6.13) 88 44
5. MTÑ cuûa MBA (H 6.7) H 6.7 6. MTÑQVSC cuûa MBA (6.8) (H 6.7) U’2 = k U2 I’2 = I2/k 2 Z’2 = k Z2 2 Z’T = k ZT 89 H 6.8 7. MTÑ Gaàn Ñuùng QVSC cuûa MBA (6.9) Rn = R1 + R 2¢, Xn = X1 + X 2¢, vaøZn= R n + jX n H 6.9 laø ÑTNM , ÑKNM , vaø TTNM QVSC cuûa MBA ! Öu ñieåm cuûa MTÑ H 6.9 laø goàm 3 maïch ñaáu//: 3 Doøng Ic, Im, vaø I’2 ñoäc laäp vôùi nhau . U ! I ' = 1 (6.14) 2 Z+ Z' n T 90 45
8. Ñoà Thò Vectô Töø MTÑQVSC cuûa MBA (H 6.10) ! Bieát ( U 2, I 2), Veõ Ñoà Thò Vectô ñeå tìm (U 1, I 1) H 6.10 91 Ta laàn löôït veõ ur ur B1. U2¢= kU2 vaøI ¢ 2 = I 2 /k. uur ur uur B2. D=U¢2R RI2 ¢2 vaøU D« ¢ 2 X jX 2¢¢I 2 ur uur uur uur B3. EU1 =¢2 +D U ¢ 2R +D U ¢ 2 X r ur r B4. IC= GEvaøIC1 m « - jB m E1 r r r B5. Iο = IC + I m rur r B6. I1= I¢ 2 + I ο ur r ur B7. D=U1R RI11 vaøU D« 1 X jX 1I 1 ur ur ur ur B8. UE1=1 +D U 1R +D U 1 X 92 46
6.5. Che á Ñoä KT cu ûa MBA. 1. Sô ñoà vaø MTÑ (H 6.11) a) b) c) H 6.11 U 1 H 6.11b Þ Io = = Yo U 1 (6.15) (R1+ jX 1 )( + RC// jX m ) H 6.11c Þ IIIo =+cm =(G c - jB m ) U 1 (6.16) 93 ! THLT ≈ THKT Pt » P ο (6.17) 2. Thí Nghieäm KT (TNKT) cuûa MBA a. Sô Ñoà: H 6.11a, coù gaén 2V, 1A, vaø 1W. b. Tieán Haønh: Caáp U1ñm cho SC roài ño U1ñm, U 20 , I 0, P 0 (6.18) Tyû Soá Bieán AÙp: k= U 1ñm /U 20 (6.19) Doøng KT%: I0%= ( I 0/ I 1 ñm )100 ´ 2 THLT: Pt = P0 - RI 10 » P 0 (6.20) cos ϕ = P/U I HSCSKT: 0 01dm 0 (6.21) 2 ÑT vaø ÑDTHLT: Rc= U1 ñm/P0; G c = 1 /R c (6.22) ÑK vaø ÑN töø hoùa: I 0 2 2 1 Y0=; Bm =- YGX 0 c ; m = (6.23) U1ñm B m 94 47
6.6. Cheá Ñoä Ngaén Maïch (NM) cuûa MBA 1. Sô ñoà vaø MTÑ (H 6.12) a) H 6.12 b) H 6.12b Þ U1 =(Rn + jX nn ) IZI = nn (6.24) Doøng NM >> Doøng ÑM: I 1n >>I 1ñm; I 2n >>I 2ñm 2 2 2 ! THNM ≈ TH ñoàng Pn»= P ñn RI11 n + RI 22 n = RI nn (6.25) 95 2. Thí Nghieäm Ngaén Maïch (TNNM) cuûa MBA a. Sô Ñoà: H 6.12a, coù gaén 1 Boä Ñieàu AÙp, 1V, 2A, 1W. b. Tieán Haønh: Caáp U1n cho SC sao cho I1n = I 1ñm vaø I2n = I 2ñm; roài ño U1n , I 1ñm, I 2ñm, vaø Pn. Þ AÙp NM% Un%= ( U1 nñm/ U 1 )100 ´ (6.26) 2 TH Ñoàng ÑM Pññm= RI nñm1 » P n (6.27) HSCSNM cos ϕn= P n/ U1 nñm I 1 (6.28) TT, ÑT, ÑKNM U1n P n 2 2 Zn=; R n =2 ; XZR nnn =- (6.29) I 1ñm I 1ñm ! Thoâng thöôøng: RRR12==¢n/2; X 12 == X ¢ X n /2 (6.30) 96 48
6.7. Cheá Ñoä Coù Taûi cuûa MBA 1. Sô Ñoà ( H 6.13a) vaø MTÑ (H 6.7, 6.8 vaø 6.9 b) c) a) H 6.13 ! TAÛI xaùc ñònh bôûi TGTT (H 6.13b) hoaëc TGCS (H6.13c) I2 I 1 S 2 Heä Soá Taûi (HST) kt = » » (6.31) I2ñm I 1 ñm S ñm 97 2. CS, TH, Vaø HS cuûa MBA. (H 6.13a) P1 = CS Ñieän Vaøo Pñ1 = TH Ñoàng SC (TH Ñieän SC) Pt = THLT ( TH Töø) Pñt = P 1–Pñ1 –Pt = CS ÑIEÄN TÖØ (CS Vaøo TC) Pñ2 = TH Ñoàng TC (TH Ñieän TC) P2 = Pñt –P2 = CS Ñieän Ra Pth = P 1 –P2 = TH Toång P HS =η% =2 ´ 100 ! (6.32) 98 P1 49
3. Bieåu Thöùc Caùc Loaïi CS tính töø MTÑ H 6.7 vaø 6.8 * P1 = Re (U11 I )= U 11 I cos ϕ 1 (6.33) vôùi cosϕ1 = cos = ϕ HSCS cuûa MBA (6.34) 2 Pñ1 = R1 I 1 2 2 2 (6.35) Pt= RI cc = GE c1» GU c 1 2 2 Pñt = ( RRI2+ T ) 22 = ( RRI¢ + T¢ ) 2 ¢ * * ¢ (6.36) = Re(EI22 ) = Re( EI 12 ) (6.37) 2 2 Pñ 2 = RI 22 = RI 22¢ ¢ 2 2* * P222= RIT = RI T¢¢ = Re(UI2 2 ) = Re ( UI ¢¢22 ) =UI22 cosϕ 2 = UI 22¢ ¢ cos ϕ 2 (6.38) 99 4. Bieåu Thöùc Gaàn Ñuùng cuûa CS, TH vaø HS cuûa MBA ! Giaû söû U1=U 1ñm vaø U2 = U 2ñm (6.39) P2 = k tSñmcosj 2 Pt = P 0 = CS Ñieän Vaøo ño trong TNKT (6.40) 2 2 Pñ = P ñ1 + P ñ2 = Pkññmt = Pn kt (6.41) Pññm = Pn = CS Ñieän Vaøo ño trong TNNM k S cos ϕ η = t ñm 2 2 (6.42) kStñmcos ϕ2+ PkP 0 + tn ! h ñaït cöïc ñaïi khi kt = P 0/Pn (6.43) 100 50
Ch öông 7. Ñoäng Cô Khoâng Ñoàng Bo ä Ba Pha 7.1. Caáu Taïo Cuûa ÑCKÑB3Þ 1. Stato (ST) a. Loûi Theùp ST b. Daây Quaán ST (DQST) goàm 3 cuoän (AX, BY, CZ) 2. Roâto (RT) a. Loûi Theùp RT b. Daây Quaán RT (DQRT) coù 2 Daïng: RT Loàng Soùc RT DAÂY QUAÁN, goàm 3 cuoän (ax, by, cz) 101 7.2. Töø Tröôøng Trong ÑCKÑB3Þ. Khi cho moät heä thoáng doøng sin 3Þ CB chaïy vaøo 3 cuoän ! daây cuûa ST, ta ñöôïc moät Töø Tröôøng Quay coù 2p cöïc (H 7.1) Vaän Toác Töø Tröôøng Quay (Vaän Toác Ñoàng Boä) (VTÑB) 60 f ! n= ( v /p) (7.1) 1 p f = taàn soá doøng ST p = soá ñoâi cöïc cuûa ST H 7.1 102 51
7.3 Nguyeân Lyù Laøm Vieäc cuûa ÑCKÑB3Þ (H 7.2) B1. Caáp doøng 3ÞCB cho ST, ta ñöôïc 1 TTQ coù 2p cöïc quay vôùi VTÑB n 1 B2. Daây daãn RT chieàu daøi l vaø caét töø thoâng coù maät ñoä töø thoâng B vôùi vaän toác v seõ sinh ra sññ caûm H 7.2 öùng e2 = Bv l. B3. Vì daây daãn RT bò ngaén maïch , Doøng NM i2 chaïy qua daây seõ chòu löïc töø F = Bi 2 l laøm quay RT theo cuøng chieàu vôùi TTQST nhöng vôùi vaän toác n < n 1. 103 ! Trong ÑCKÑB3Þ coù 3 loaïi vaän toác: n1 = Vaän Toác TTQST = Vaän Toác Ñoàng Boä (VTÑB) n = Vaän Toác RT = Vaän Toác Ñoäng Cô (VTÑC) ns = n 1 – n = Vaän Toác Tröôït (VTT) VTT n Heä Soá Tröôït = = s VTÑB n 1 nn- nn - ! s=1;% s = 1 ´ 100 (7.2) n1 n 1 104 52
7.4. Caùc MTÑ1Þ Vaø Phöông Trình Cuûa ÑCÑB3Þ 1. MTÑ1Þ cuûa DQST (H 7.3) R1, X 1 vaø Z1 = R 1+ jX 1 laø ÑT, ÑK Taûn, vaø TT1Þ cuûa ST U1, E 1 , vaø I 1 f laø AÙp, Sññ Doøng Pha vaø Taàn Soá ST H 7.3 ! Suït aùp pha do ÑT, ÑK taûn, vaø TT1Þ cuûa ST laø: D=U1RR 11 IU; D= 1 X jX 11 IUZI ; D= 1 11 (7.3) ! U1= E 1 + ZI 11 (7.4) 105 2. MTÑ1Þ Cuûa Roâto Ñöùng Yeân (RTÑY) R2, X 2, vaø Z2 = R 2+jX 2 laø ÑT, ÑK taûn, vaø TT1Þ cuûa RTÑY E2, U 2= laøSññ,AÙp,vaøDoøng 0, vaø I 2 pha cuûa RTÑY H 7.4a f = taàn soá RTÑY = taàn soá ST ! Suït aùp pha do ÑT, ÑK Taûn, vaø TT1Þ cuûa RTÑY laø D=U2RR 22 IU; D= 2 X jX 22 IUZI ; D= 2 22 (7.5) ! E2=R 22 I + jX 22 IZI = 22 (7.6) ! (7.7) E2= 4, 44 fkNdq 2 2 Φ m 106 53
3. MT Ñ1Þ cu ûa RT Quay (RTQ) (H 7.4b) H 7.4b R2, X 2s =sX 2; vaø Z2 = R 2+jsX 2 laø ÑT, ÑK taûn, vaø TT1Þ cuûa RTQ laø Sññ, aùp, vaø doøng pha cuûa RTQ E2s =s EU 22, = 0 vaø I 2 f2s = sf laø Taàn Soá RTQ. ! Taàn Soá RTQ = s × taàn Soá RTÑY (7.8) ! sEI2= R 22 + jsX 22 I = Z 22s I (7.9) 107 4. MTÑ1Þ cuûa RTQ, QVRTÑY (H 7.4c, d) (7.11) ⇒ R2 E2= I 2 + jX 22 I (7.10) s ⇒ H7.4c, suy töø H7.4a baèng caùch thay R2 bôûi R2/s H 7.4c R 1 - s ! 2 =R + R (7.11) s2 2 s ⇒ H 7.4d, Gioáng MTÑ cuûa TC cuûa MBA Mang Taûi Trôû 1 - s R= R (7.12) T 2 s 108 H 7.4d 54
5. MTÑ1Þ cuûa ÑCKÑB3Þ QVST (H 7.5) H 7.5 a. Caùc Thoâng Soá Maïch Cuûa ST R1 vaø X1: ÑT vaø ÑK Taûn 1Þ cuûa ST Rc vaø Xm: ÑT THLT vaø ÑK Töø Hoùa 1Þ cuûa ST Gc vaø Bm: ÑD THLT vaø ÑN Töø Hoùa 1Þ cuûa ST 109 b. Caùc Thoâng Soá Maïch Cuûa RTQVST 2 R2¢ = kR 2 = ÑT1φ cuûaRTÑY QVST 2 X2¢ = k X 2 = ÑK Taûn1φ cuûaRTÑY QVST 2 R2¢(1- s )/s = kR 2 (1 - ss ) / = ÑT 1 φ cuûaTaûiQVST c. Caùc Thoâng Soá Cheá Ñoä Cuûa ST U1vaø E = 1 AÙp pha vaø Sññ pha cuûa ST I 1= Doøng pha cuûa ST I 0= Doøng Khoâng Taûi 1Þ cuûa ST Icvaø I = m Thaønh Phaàn THLT vaø Töø Hoùa cuûa I 0 110 55
d. Caùc Thoâng Soá Cheá Ñoä Cuûa RTQVST U'2= k U= 2AÙp pha cuûa Taûi QVST E'2= k E = 2 Sññ pha cuûa RTQVST = E1= Sññ pha cuûa ST I '2= I 2 =/k Doøng pha cuûa RTQVST e. Caùc Phöông Trình Cuûa MTÑ1Þ cuûa ÑCKÑB3Þ QVST (7.13) I= I' + I (7.16) U1= E 1 + ZI 11 1 2 0 I= I + I (7.17) E1= U' 2 + Z'I' 22 (7.14) 0 c m 1 - s Ic= G c E 1 (7.18) U'2= R' 2 I' 2 (7.15) s Im= - jB m E 1 (7.19) 111 6. MTÑ1Þ Gaàn Ñuùng Cuûa ÑCKÑB3Þ QVST (H 7.6) H 7.6 Rn = R 1+R '2; Xn = X 1+X '2; vaø Zn = Rn+jX n laø ÑT, ÑK, vaø TTNM1Þ cuûa ÑC QVST. Caùc MTÑ1Þ H7.5 vaø H7.6 cuûa ÑCKÑB3Þ hoaøn toaøn gioáng laàn löôït caùc MTÑ H6.8 vaø H6.9 cuûa MBA vôùi taûi trôû QVSC 1 - s RT¢= R 2 ¢ (7.20) s 112 56
7.5. CS, TH vaø HS cuûa ÑCKÑB3Þ. 1. Sô Ñoà Khoái (H 7.7) P1 = CS Ñieän Vaøo P2 = CS Cô Ra H 7.7 2. Sô Ñoà Maïch (H 7.8) H 7.8 113 3. Löu Ñoà CS Trong ÑCKÑB3Þ (H 7.8 vaø 7.9) P1 = CS Ñieän Vaøo Pñ1 = TH Ñoàng ST (TH Ñieän ST) Pt = TH Loûi Theùp (TH Töø) Pñt = P 1 –Pñ1–Pt = CS Ñieän Töø (CS vaøo RT) Pñ2 = TH Ñoàng RT (TH Ñieän RT) Pc = Pñt –Pñ2 = CS Cô Toång Pmq = TH Ma Saùt vaø Quaït Gioù (TH Cô) P2 = P c –Pmq = CS Cô Ra Pth = P 1 –P2 = TH Toång P ! HS=η % =2 × 100 P (7.21) 1 114 57
H 7.9 4. Bieåu Thöùc caùc loaïi CS tính töø MTÑ H 7.3, 7.4, 7.5 * P1=3 UI 1 1 cosϕ = 3 UId d cos ϕ = 3 Re(U1 I 1 ) (7.22) vôùicos ϕ = HSCS cuûa ÑCKÑB3Þ 115 2 Pñ1= 3 R 1 I 1 (7.23) 2 2 Pt=3 RI cc = 3 GE c 1 (7.24) R2 R ¢ 2 P=32 I = 3 2 I ¢ (7.25) ñt s2 s 2 2 2 Pñ2=3 RI 22 = 3 RI 22¢ ¢ = sP ñt (7.26) 1-s2 1 - s 2 PR=3 I = 3 R¢ I ¢ =- (1 sP ) (7.27) c 2s 2 2 s 2 ñt n- n taànsoáRT f ! s =1 = = RT (7.28) n1 taànsoáST f ST 116 58
7.6. Moâmen Cuûa ÑCKÑB3Þ 1. Moâmen Ra (Moâmen Coù Ích Treân Truïc) P2 P 29,55 P 2 ! M 2 = = = (7.29) Ω 2π n/60 n Vôùi M2(N.m), P 2(W), Ω(rad/s) vaø n (v/p) 2. Moâmen Toång (Moâmen Ñieän Töø) P P P 3R¢ I ¢ 2 ! M ==c ñt = ñt = 2 2 (7.30) Ω Ω12π f/p Ω 1 s 2 3R2¢ U 1 ! M = (7.31) Ω sRé( + R¢/s) 2 + X 2 ù 1ëê 1 2 n ûú 117 Chöông 8. Maùy Phaùt Ñoàng Boä Ba Pha 8.1. Caáu taïo cuûa MPÑB3Þ 1. Stato (ST) a. Loûi Theùp ST b. Daây Quaán ST (DQST) goàm 3 cuoän (ax, by, cz) 2. Roâto (RT) a. Loûi Theùp RT b. Daây Quaán RT (DQRT) hay Daây Quaán Kích Töø (DQKT) goàm 2p cöïc töø, coù 2 daïng: RT cöïc loài RT cöïc aån hay RT hình truï 3. Boä Kích Töø: cung caáp Doøng Kích Töø Ik 118 59
8.2. Nguyeân Lyù Laøm Vieäc Cuûa MPÑB3Þ (H 8.1) B1. Boá trí 3 cuoän (ax, by, cz) cuûa DQST caùch nhau 120 o ñieän B2. Caáp Doøng Kích Töø Ik cho DQKT, ta ñöôïc Töø Thoâng Moät Chieàu F phuï thuoäc Ik: Φ= Φ (I k ) H 8.1 B3. Duøng 1 Nguoàn Cô Naêng (Ñoäng Cô Sô Caáp – ÑCSC) quay RT vôùi vaän toác n. Töø thoâng töùc thôøi ja(t) xuyeân qua 1 voøng daây cuûa cuoän ax coù daïng ϕa(t )= Φ m cos ω t (8.1) 119 ! 3 sññ caûm öùng (e a, eb, ec) sinh ra trong 3 cuoän (ax, by, cz) cuûa DQST laø 1 NA3ÞCB: etEa( )= p 2 sin ω t etE()= 2sin(ω t - 120)ο b p (8.2) ο etEc()= p 2sin(ω t - 240) np Taàn Soá: f = (8.3) 60 vôùi n = VTRT (v/p) vaø p = soá ñoâi cöïc cuûa RT Sññ HD Ep= 4, 44 fkN dq1 1 Φ m (8.4) vôùi kdq1 = Heä Soá Daây Quaán ST (k dq1 <1) 120 60
8.3 MTÑ Vaø Phöông Trình Cuûa MPÑB3Þ 1. MTÑ cuûa RT (Phaàn Caûm) hay Maïch Kích Töø (H 8.2) a. Caùc Thoâng Soá Maïch Rs = ÑT cuûa DQKT Rk = Bieán Trôû Kích Töø Rf = Rs + Rk = ÑT cuûa MKT b. Caùc Thoâng Soá Cheá Ñoä Uk = AÙp Kích Töø; Ik = Doøng Kích Töø c. Phöông Trình. H 8.2 Uk=( R s + RI kk ) = RI fk (8.5) 121 2. MTÑ1Þ cuûa ST (Phaàn ÖÙng) cuûa MPÑB3Þ (H 8.3) Rö, X s, vaø Zs = Rö + jX s laø ÑT, ÑK, vaø TTÑB1Þ cuûa ST ZT Laø TT pha cuûa Taûi Eg, U T , I öT , laø I Sññ, H 8.3 AÙp Taûi, Doøng ÖÙng vaø Doøng Taûi ! Suït aùp pha do ÑT, ÑK, vaø TTÑB1Þ cuûa ST laø: D=UöRR öö IU; D= öX jX sö IUZI ; D= ö sö (8.6) EUg=+ TR öö I + jX sö IUZI =+ T sö ! (8.7) Iö= I T 122 61
8.4. Phaàn Traêm Thay Ñoåi Ñieän AÙp (DU%) cuûa MPÑB3Þ 1. Ñònh Nghóa Treân H 8.3, cho MPÑB3Þ laøm vieäc vôùi sññ HD U p= U g khoâng ñoåi. Xeùt AÙp Taûi HD U T = ôûU 2 Tcheá ñoä sau: Cheá Ñoä Coù Taûi (I T U¹ T 0)coù : taûi = U T. Cheá Ñoä Khoâng Taûi (I T = 0) : U T khoâng taûi = Ep. E- U ! DU % =p T ´ 100 (8.8) U T Theo (8.3), (8.4) vaø H 8.2, neáu maùy laøm vieäc vôùi vaän toác n vaø ! doøng kích töø Ik khoâng ñoåi thì Ep khoâng ñoåi. 123 2. Tính DU% khi bieát (U T, IT) Duøng (8.9), neáu choïn Iö = | IT|laøm goác pha , ta veõ ñöôïc Ñoà Thò Vectô H 8.4. ο I ö=I ö Ð0 = I ö U TT=Ð=Uϕ U Tcos ϕ + jU T sin ϕ H 8.4 E gT=Ucosϕ ++ RI öö jU ( T sin ϕ + XI sö ) 2 2 ! Epg==E ( U T cosϕ ++ RIU öö ) ( T sin ϕ + XI sö ) (8.9) ! cosϕ treåÛ> sin ϕϕ 0; cos sôùm Û< sin ϕ 0 124 62
8.5. CS, TH, HS cuûa MPÑB3Þ 1. Sô Ñoà Khoái (H 8.5) P1 = CS Cô vaøo P2 = CS Ñieän ra H 8.5 2. Sô Ñoà Maïch (H 8.6) 125 H 8.6 3. Löu Ñoà CS trong MPÑB3Þ (H 8.6) P1 = CS Cô Vaøo Pt = TH Loûi Theùp (TH Töø) Pñö = TH Ñoàng ÖÙng = Pñs = TH Ñoàng ST Pkt = TH Kích Töø = Pñr = TH Ñoàng RT. Pmq = TH Ma Saùt & Quaït Gioù (TH Cô). Pth = P t + Pñö + Pkt + Pmq = TH Toång P2 = P 1 –Pth = CS Ñieän Ra P2 ! HS =η% = ´ 100 (8.10) P1 126 63
4. Bieåu Thöùc Caùc Loaïi CS Tính Töø H 8.2, 8.3, & 8.6. (8.11) P1= M 1 Ω Ω = 2π n/60 = 0,105n (8.12) ! P1(W); M 1(N.m); Ω (rad/s); vaø n(v/p) (8.13) P2 = 3 Ud I d cos ϕ (8.14) 2 Pñö= 3 R öö I (8.15) 2 Pkt= R fk I (8.16) 8.6. Moâmen Vaøo Do ÑCSC Keùo MPÑB3Þ 9,55P ( W ) M( N . m ) = 1 (8.17) 1 n( v/ p ) 127 Chöông 9. Maùy Ñieän Moät Chieàu 9.1 Caáu Taïo Cuûa MÑMC 1. Stato (ST) (Phaàn Caûm) a. Loûi Theùp ST b. Daây Quaán ST (DQST) hay Daây Quaán Kích Töø (DQKT) goàm 2p cöïc töø. 2. Roâto (RT) ( Phaàn ÖÙng ) a. Loûi Theùp RT b. Daây Quaán RT (DQRT) hay Daây Quaán Phaàn ÖÙng (DQPÖ) 3. Vaønh Goùp (Vaønh Ñoåi Chieàu) ñeå Chænh Löu sññ xoay chieàu thaønh moät chieàu. 128 64
9.2 Nguyeân Lyù Laøm Vieäc Cuûa Maùy Phaùt Moät Chieàu (MPMC) B1. Caáp doøng kích töø Ik cho DQKT, ta ñöôïc töø thoâng F = F (Ik) B2. Duøng 1 ÑCSC quay RT vôùi vaän toác n. Daây daãn RT coù chieàu daøi l vaø caét töø thoâng Φ coù Maät Ñoä Töø Thoâng B (H9.1) vôùi vaän toác v neân trong daây xuaát hieän sññ caûm öùng e (xem laïi H5.2) H 9.1 e = Bv l (9.1) B3. Vaønh goùp chænh löu vaø noái laïi thaønh sññ E: 9.3. Sññ cuûa MÑMC ! BαΦ vaøv α n Þ E = KEnF (9.2) 129 9.4. MPMC Kích Töø Ñoäc Laäp 1. Maïch Kích Töø (H9.2a) gioáng maïch kích töø cuûa MPÑB3Þ (H 8.3) 2. Maïch ÖÙng (H 9.2b) a) b) Rö = ÑT Phaàn ÖÙng H 9.2 RT = ÑT Taûi E = SÑÑ UT = AÙp Taûi UT= R T I T (9.3) DU = R I (9.4) DU ö = Suït AÙp Qua Rö ö ö ö Iö= I T (9.5) IÖ = Doøng ÖÙng E= UT + RI ö ö (9.6) IT = Doøng Taûi 130 65
9.5 MPMC Kích Töø Song Song 1. MTÑ (H 9.3) vaø caùc Phöông Trình. H 9.3 DUö = R ö I ö (9.7) Iö= I T + I k (9.9) UT= RI fk = RI TT (9.8) E= UT + RI ö ö (9.10) 131 2. CS, TH vaø HS cuûa MPMCKTSS. (H 9.3) P1 = CS Cô Vaøo Pt = TH Loûi Theùp (TH Töø) Pñö = TH Ñoàng ÖÙng = Pñr = TH Ñoàng RT Pkt = TH Kích Töø = Pñs = TH Ñoàng ST Pmq = TH Ma Saùt vaø Quaït Gioù (TH Cô) Pth = P t + Pñö + Pkt + Pmq = TH Toång. (9.11) P2 = P 1 –Pth = CS Ñieän Ra P ! HS =η% =2 ´ 100 (9.12) P1 3. Moâmen Vaøo do ÑCSC keùo MPMCKTSS ! Gioáng (8.21) cuûa MPÑB3Þ. 132 66
9.6 Nguyeân Lyù Laøm Vieäc cuûa Ñoäng Cô Moät Chieàu (ÑCMC) H 9.4 H 9.5 B1. Caáp doøng Ik cho DQKT, ta ñöôïc Töø Thoâng F = F(I k) vaø Maät Ñoä Töø Thoâng B (H 9.5). B2. Caáp doøng Iö cho Maïch ÖÙng, ta ñöôïc doøng Iö/2a chaïy qua daây daãn phaàn öùng. Daây daãn naøy chòu Löïc Töø F laøm phaàn öùng quay. ! F = B(I ö/2a) l (9.13) 133 9.7 Vaän Toác cuûa ÑCMC H 9.4 ÞU = E +D Uö = ERI + ö ö (9.14) E U- Rö I ö Þ n = = (9.15) KEΦ K E Φ 9.8 Moâmen cuûa ÑCMC Ta coù BaF vaø MaF. Vaäy töø (9.13), ta suy ra bieåu thöùc cuûa Moâmen Toång (töông öùng vôùi CS Cô Toång ) (9.16) M= KMΦ I ö ! Ñoà thò F = F(I k) coù daïng Ñöôøng Töø Hoùa B = B(H) 134 67
9.9 ÑCMCKTSS (ÑC Shunt) 1. MTÑ (H 9.6) Vaø Caùc Phöông Trình H 9.6 DUö = R ö I ö (9.17) I= Iö + I k (9.19) U= Rf I k (9.18) U= E + RIö ö (9.20) 135 2. CS, TH, vaø HS cuûa ÑCMCKTSS (H 9.6 & 9.7) P1 = CS Ñieän Vaøo Pkt = TH Kích Töø = Pñs = TH Ñoàng ST Pö = P 1 –Pkt = CS Vaøo RT (CS Vaøo Phaàn ÖÙng) Pñö = TH Ñoàng ÖÙng = Pñr = TH Ñoàng RT Pc = Pö –Pñö = CS Cô Toång Pt = TH Loûi Theùp (TH Töø) Pmq = TH Ma Saùt Vaø Quaït Gioù (TH Cô) Po = P t + Pmq = TH Khoâng Taûi (TH Quay ) (9.21) P2 = P c –Po = CS Cô Ra Pth = P 1 –P2 = Pkt + Pñö +P t + Pmq = TH Toång (9.22) P ! HS =η% =2 ´ 100 (9.23) P1 136 68
H 9.7 3. Bieåu thöùc caùc loaïi CS tính töø MTÑ H 9.6 P1 = UIP;ö = UI öc ; P = EI ö (9.24) 2 2 Pkt= RI fk; P ñö = RI öö (9.25) 137 4. Moâmen Cuûa ÑCMCKTSS P M=c = KΦ I (9.26) a. Moâmen Toång Ω M ö P Pt+ P mq b. Moâmen TH Quay M =0 = (9.27) 0 Ω Ω P2 c. Moâmen Ra M2= = M - M 0 (9.28) Ω Neáu (U 1, I ö1, F 1, n 1, M 1) vaø (U 2, I ö2, F 2, n 2, M 2) laø caùc Thoâng Soá ôû hai Cheá Ñoä 1 vaø 2; thì töø (9.15) vaø (9.16), ta coù n E ΦU- R I Φ 221=. = 2ö ö 2 . 1 (9.29) n1 E 12Φ URI 1- ö ö 12 Φ ! M Φ I 2= 2 . ö 2 (9.30) MΦ I 1 1ö 1 138 69