Bài giảng Công nghệ Lớp 12 - Bài 23: Mạch điện xoay chiều ba pha - Nguyễn Thị Tường Vi

Tên chương và tên bài Chương 5: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHABài 23 : Mạch điện xoay chiều ba pha 1Gv : Nguyen Thi Tuong ViMục tiêu :- Hiểu được nguồn điện ba pha và các đại lượng đặc trưng của mạch điện ba pha - Biết được cách nối nguồn điện và tải thành hình sao , hình tam giác và các quan hệ giữa các đại lượng dây và pha 2Gv : Nguyen Thi Tuong ViTrong cuộc sống hôm nay,điện không thể thiếu , nếu một ngày không có điện, bạn sẽ thấy khó chịu như thế nào ? Sẽ không còn các tiện nghi phục vụ cho cuộc sống hàng ngày như đèn chiếu sáng, máy thu vô tuyến truyền hình, bếp điện . . . Không có điện , hoạt động sản xuất của nền kinh tế quốc dân sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng .Vậy điện là gì ? Làm sao có điện ?Trước hết chúng ta tìm hiểu trong dynamo xe đạp , không có pin hay ắc qui mà vẫn tạo ra được dòng điện ? Vậy cái gì đã tạo ra dòng điện ở đây ?Máy phát điện xoay chiều một pha :dynamodynamo3Gv : Nguyen Thi Tuong ViKhi quay núm của dynamo thì nam châm quay theo và đèn sáng (đèn nối với cuộn dây thành mạch kín), dòng điện làm đèn sáng đó là dòng điện cảm ứng xoay chiều , nó được phát sinh dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Thiết bị làm phát sinh dòng điện xoay chiều cảm ứng gọi là máy phát điện xoay chiều , dynamo chính là máy phát điện xoay chiều một pha , sau đây là 2 dạng hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha Ng.ly dynamo4Gv : Nguyen Thi Tuong ViDang 1: cuon day quayDạng 1: rôto là cuộn dây(phần ứng), stato là nam châm(phần cảm)Hai chổi than (hay thanh quét)đưa điện ra ngoàiPhần quay gọi là rôto phần đứng yên gọi là statoSo sánh với hình ở slide 8Vành khuyên và thanh quét để làm gì ?Phần cảm có nhiệm vụ gì ? Phần ứng có nhiệm vụ gì ? 5Gv : Nguyen Thi Tuong ViDạng 2: rôto là nam châm(phần cảm), stato là cuộn dây(phần ứng) thường sử dụng trong công nghiệp cho các máy phát điện có công suất lớn)Dang2:nam cham quay6Gv : Nguyen Thi Tuong ViMovie:mpd 1 phaMinh họa máy phát điện dạng 2:rôto là nam châm7Gv : Nguyen Thi Tuong ViNam châm điện quay,có bộ gópChú ý: trong các máy phát điện lớn dùng trong công nghiệp , người ta dùng nam châm điện thay cho nam châm vĩnh cửu để tạo ra từ trường mạnh. Để đưa dòng điện một chiều vào nam châm điện , người ta dùng một bộ góp điện. Bộ góp điện gồm 2 vành khuyên gắn với 2 đầu cuộn dây của nam châm điện và 2 thanh quét (hay chổi than) luôn tỳ sát vào 2 vành khuyên . Dây dẫn nối 2 chổi than với 2 cực nguồn điện ở ngoài . Nhờ thế mà khi nam châm quay dây dẫn nối không bị xoắn lại. MPĐ dạng 2 nam châm điện quaySo sánh với slide 5Vành khuyên và thanh quét để làm gì ?Hai chổi than (hay thanh quét)ở trường hợp này đưa điện vào nuôi nam châm điện8Gv : Nguyen Thi Tuong ViMáy phát điện xoay chiều ba pha :Dòng điện xoay chiều một pha có những hạn chế nhất định, trên đà phát triển của khoa học kỹ thuật , người ta tạo ra máy phát điện xoay chiều ba pha , với dòng điện xoay chiều ba pha có những ưu điểm rõ rệt so với dòng điện xoay chiều một pha, như tạo ra từ trường quay trong các động cơ không đồng bộ ba pha có công suất lớn phổ biến trong công nghiệp.Bằng cách mắc hình sao , tam giác , việc truyền tải dòng điện ba pha đi xa tiết kiệm được dây dẫn , giảm được điện năng hao phí một cách đáng kể . Vậy máy phát điện xoay chiều ba pha cấu tạo và hoạt động như thế nào ? 9Gv : Nguyen Thi Tuong ViMPĐXC trong kỹ thuậtMPĐXC trong kỹ thuậtĐường kính tiết diện ngang :4m, dài 20m, công suất 300MW ( các cuộn dây là stato, còn rôto là nam châm điện mạnh) 10Gv : Nguyen Thi Tuong ViMỗi dây quấn của máy phát điện là một pha Dây quấn pha A kí hiệu là AXDây quấn pha B kí hiệu là BYDây quấn pha C kí hiệu là CZNguon dien 3 phaMáy phát điện ba pha gồm 3 dây quấn AX, BY, CZh.23.1. Sơ đồ MPĐ xoay chiều 3 pha11Gv : Nguyen Thi Tuong ViNg.ly MPĐ x c 3 pha Khi quay nam châm điện với tốc độ không đổi , trong dây quấn mỗi pha xuất hiện suất điện động(sđđ) xoay chiều một pha . Các dây quấn của các pha có cùng số vòng dây và đặt lệch nhau một góc 2Π/3 điện trong không gian nên sđđ các pha bằng nhau về biên độ và tần số nhưng lệch nhau một góc 2Π/3 .12Gv : Nguyen Thi Tuong ViHinh anh dong sdd nhap nhay13Gv : Nguyen Thi Tuong ViMạch điện xoay chiều ba pha :Máy phát điện (MPĐ)xoay chiều ba pha tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha, mới chỉ là một phần của mạch điện xoay chiều ba pha , gồm 3 bộ phận :nguồn điện ba pha(MPĐ), đường dây ba pha và các tải ba pha14Gv : Nguyen Thi Tuong ViTải ba pha Tải ba pha thường là các động cơ điện ba pha , các lò điện ba pha, . Tổng trở của các pha A, B, C của tải là ZA, ZB, ZC .(h. 23.4 mạch điện 3 pha không liên hệ)15Gv : Nguyen Thi Tuong ViCách nối nguồn điện ba pha:Bạn hãy thử nghĩ có nên nối nguồn và tải như trên không ? Thông thường người ta nối ba pha của nguồn , ba pha của tải thành hình sao hoặc tam giác : 16Gv : Nguyen Thi Tuong ViH.23.5/78 các cách nối nguồn điện 3 phaa)b)c)a)Nối hình saob)Nối hình sao có dây trung tínhc)Nối hình tam giác17Gv : Nguyen Thi Tuong ViCách nối tải ba pha :H23.6/78 Đến lúc này ta hãy có một cái nhìn tổng quan về mạch điện ba pha Hết tiết 1, hồi sau sẽ rõ18Gv : Nguyen Thi Tuong ViSơ đồ mạch điện ba pha :Các điểm đầu ba pha A, B,C của nguồn điện được nối với các dây dẫn điện ba pha đến các tải . Các dây dẫn ấy gọi là các dây pha (dòng điện chạy trong đó gọi là dòng điện dây). Dây nối từ điểm trung tính O của nguồn điện đến điểm trung tính O’ của tải gọi là dây trung tính . Dưới đây đưa ra một số sơ đồ thường gặp :19Gv : Nguyen Thi Tuong Via)Nguồn điện nối sao, tải nối sao :h23.7/7920Gv : Nguyen Thi Tuong Vib)Nguồn điện và tải nối sao có dây trung tính(h.23.8/79) : mạch điện này còn gọi là mạch điện ba pha bốn dây _ có nhiều ưu điểm (xét ở phần sau)Mach 3 pha 4 dây21Gv : Nguyen Thi Tuong Vic) Nguồn điện nối sao, tải nối tam giác: (h23.9/80)22Gv : Nguyen Thi Tuong ViSơ đồ mạch điện ba pha tổng hợpQuan sát h.23.10/80, nguồn điện và các tải ba pha được nối hình gì ?23Gv : Nguyen Thi Tuong ViTrả lời câu trênTải 1 : nối sao Tải 2 : nối tam giácTải 3 : nối sao có dây trung tính24Gv : Nguyen Thi Tuong Via) Khi nối hình sao Id=Ip Ud= Upb) Khi nối hình tam giác: Id= Ip Ud=UpCác quan hệ giữa đại lượng dây và đại lượng pha :Return slide 20, 2125Gv : Nguyen Thi Tuong ViDinh nghia va vi du Trong đó : Ip : dòng điện pha, là dòng điện chạy trong mỗi dây quấn của một pha Id : dòng điện dây, là dòng điện chạy trong dây pha từ nguồn đến tải .Up: điện áp pha, là điện áp giữa dây pha và dây trung tính( hoặc điện áp giữa điểm đầu và điểm cuối của mỗi cuộn dây )Ud: điện áp dây, là điện áp giữa 2 dây pha (hoặc điện áp giữa điểm đầu của một cuộn dây và điểm đầu của một cuộn dây khác)26Gv : Nguyen Thi Tuong ViVí dụ1Một MPĐ ba pha có điện áp mỗi dây quấn pha là 220V, hãy tính điện áp dây và điện áp pha khi :a) Nguồân nối hình sao ?b) Nguồn nối hình tam giác ?Giải:a)Nếu nối hình sao ta có 2 trị số điện áp:Up= 220VUd= Up= . 220=380VTừ đó em hãy giải thích vì sao nguồn điện thường được nối hình sao ? b)Nếu nối hình tam giác ta chỉ có một trị số điện áp Ud=Up=220VPHIẾU HỌC TẬP 27Gv : Nguyen Thi Tuong ViMinh hoạ phần trên28Gv : Nguyen Thi Tuong ViVí dụ 2Một tải ba pha gồm 3 điện trở R=20 , nối hình tam giác, đấu vào nguồn điện 3 pha có Ud=380V. Tính dòng điện pha và dòng điện dây ?Giải: Vì tải nối tam giác ta có : Up=Ud=380VDòng điện pha của tải : Ip=Up/R= 380/20=19ADòng điện dây: Id= Ip= .38 = 32,9APHIẾU HỌC TẬP29Gv : Nguyen Thi Tuong ViƯu điểm của mạch điện ba pha bốn dây:Mạng điện 3 pha 4 dây được sử dụng trong mạng điện sinh hoạt , nhờ có dây trung tính nên có các ưu điểm sau :1)Tạo ra 2 trị số điện áp khác nhau : điện áp dây và điện áp pha, vì thế rất thuận tiện cho việc sử dụng đồ dùng điện. 2)Các tải điện sinh hoạt thường không đối xứng (tổng trở các pha khác nhau khi tải các pha thay đổi). Tuy nhiên do sử dụng mạng 3 pha 4 dây nhờ có dây trung tính, điện áp pha trên các tải vẫn giữ được bình thường không vượt quá điện áp định mức của đồ dùng điện . 30Gv : Nguyen Thi Tuong ViVận dụng :Các đèn được đấu hình gì ? Nếu điện áp dây của nguồn là Ud=380(V) thì điện áp pha đặt lên các đèn là bao nhiêu? Khi tắt các đèn pha C, hầu như đèn các pha B và pha A vẫn sáng bình thường.Tại sao ? h.23.11/8231Gv : Nguyen Thi Tuong ViTổng kết và đánh giá:1) Hãy nêu các phần tử của mạch điện 3 pha và chức năng của chúng ?Gợi ý: Nguồn điện ba pha(MPĐ), đường dây ba pha và các tải ba pha2) Giải thích vì sao khi nối hình sao ta có: Id=Ip, khi nối hình tam giác ta có Ud = Up ?Gợi ý: nhớ lại định nghĩa các đại lượng và sơ đồ nối sao, nối tam giácDặn dò: xem lại bài và làm bài tập 3,4/82 sgk32Gv : Nguyen Thi Tuong Vi