Biến đổi năng lượng điện-Cơ - Bài 1

BIẾN ĐỔI 
NĂNG LƯỢNG ĐIỆN - CƠ
BÀI 1
Giới thiệu về hệ thống điện- hệ 
thống điện cơ
• Tổng quan về hệ thống điện
Giới thiệu về hệ thống điện- hệ 
thống điện cơ
• Quá trình phi tập trung hóa ngành Điện
Giới thiệu về hệ thống điện- hệ 
thống điện cơ
• Động học hệ thống điện và các phần tử 
PT điện – điện
PT từ -cơPT điện – từ
Giới thiệu về hệ thống điện- hệ 
thống điện cơ
• Hệ thống điện cơ 
Vectơ pha và mạch công suất 3 
pha
• Giới thiệu
Tải cảm: PF trễ, tải dung: PF sớm.
 Một đại lượng hình sin có thể biểu diễn dưới dạng pha
vrmsVV  irmsII 
Góc phaBiên độ
+
V
I
v
i
Hệ số công suất trễ 
(lagging PF)
V
I
v
i
Hệ số công suất sớm
(leading PF)
+
Vectơ pha và mạch công suất 3 
pha
• Quan hệ trong mạch 2 cửa
ZIV 
ZIIZIIVS
2** 
Do
  *
2
*
*
Z
V
Z
VVIVS 
Công suất phản kháng dương: tải cảm, góc công suất trễ 
Công suất phản kháng âm: tải dung, góc công suất sớm pha
Vectơ pha và mạch công suất 3 
pha
• Công suất phức
Với nguồn AC, Điện áp và dòng điện
v(t) = VM cos(t+v)
i(t) = IM cos(t+i)
Công suất tức thời (instantaneous power)
p(t) = v(t) i(t) = VM IM cos(t+v) cos(t+i)
= ½VM IM [cos(v- i) + cos(2t+v +i)]
Hằng số Gấp 2 lần
tần số nguồn
p(t) = v(t) i(t) = VM IM cos(t+v) cos(t+i)
Vectơ pha và mạch công suất 3 
pha
• Công suất thuần kháng trung bình P
• Dấu của P thể hiện đặc tính thiết bị:
P > 0, công suất được tiêu thụ
P < 0, công suất được phân phối
     
 ivMM
iMvM
Tt
t
Tt
t
- I V = 
dt + t I t V 
T
 = dt p(t)
T
 = P


cos
2
1
coscos
11 0
0
0
0


Thuần trở P = ½ VM IM Thuần kháng P = 0
Tụ điện và cuộn cảm là những thành 
phần không tổn hao và không tiêu thụ 
công suất
Vectơ pha và mạch công suất 3 pha
• Công suất trung bình- Định nghĩa P,Q,S
   ivrmsrmsivmm IV
IV
P   coscos
2
   ivrmsrmsivmm IV
IV
Q   sinsin
2
          tQtPtQtPPtp  2sin2cos12sin2cos 
Với vàvjrmseVV  ijrmseII 
   ivrmsrms IVIVP   cosRe *
   ivrmsrms IVIVQ   sinIm *
Công suất biểu kiến/công suất phức   jQPIVS  *
Một số dạng biểu diễn công suất
ZIIVS 2* 
IZV 
  jQPjXRIZIS  22
RIP 2 XIQ 2
P = 800 W
Q = 600
VAR
36.80
 Đơn vị của S, P, Q là hoàn toàn khác nhau; lần lượt là voltamperes
(VA), watts (W) và voltampere reactive (VAR).
Bảo toàn công suất phức
Với một mạch tuyến tính ở 
trạng thái xác lập, tổng công 
suất biểu kiến phát ra từ nguồn 
bằng tổng công suất hấp thụ 
bởi tất cả các phần tử trong 
mạch
Mạch nối tiếp
Mạch song song
  nn SSSIVVVIVS  ...... 21*21*
  nn SSSIIIVIVS  ...... 21*21*
Vectơ pha và mạch công suất 3 
pha
• Hệ thống điện 3 pha
• Nối Y và Δ trong hệ thống 3 pha:
 tVvaa  cos'   0' 120cos  tVvbb   0' 120cos  tVvcc 
ia
in
ib
ic
a
b
c
n
+

ia
ib
ic
a
b
c
c’
a’
b’
+
0
' 0
2
 
V
Vaa
0
' 1202
 
V
Vbb
0
' 120
2
 
V
Vcc
Điện áp dây trong nối Y:
bnanab VVV  cnbnbc VVV  ancnca VVV 
Biên độ và góc pha abV
   VVVab 330cos2 0 
anV
bnV
cnV
abV
bcV
caV
Suy ra
0303  VVab
0903  VVbc
01503  VVca
Ở điều kiện tải cân bằng in = 0 (no neutral current)
Mạch 3 pha nối Y-Y
Mạch 3 pha nối Y-Δ
00 Lab VV
0120 Lbc VV
0120 Lca VV
abV
bcV
caV
1I
3I
2I
aI
 
0303II a
 
01503IIb
 
0903IIc
 Nối sao: và 
 Nối tam giác và
VVL 3 II L 
VVL II L 3
VVL 3
Công suất trong mạch 3 pha cân bằng nối Y
 Xét 1 pha
  cosIVP 
Công suất thực tổng cộng     cos3cos33 LLT IVIVPP 
  IVIVS
*
Công suất biểu kiến tổng   LLT IVIVSS 333
Công suất trong mạch 3 pha cân bằng nối Δ
 Xét 1 pha
  cosIVP 
Công suất thực tổng cộng     cos3cos
3
33 LL
L
LT IV
I
VPP 
  IVIVS
*
Công suất biểu kiến tổng   LLT IVIVSS 333