Bài giảng Mạch điện - Chương 6: Mạch điện áp (MBA)

1Chöông 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
(TC) (ñaáu vôùi Taûi T)
2. Caùc Thoâng Soá Cheá Ñoä Ñònh Möùc (ÑM)
1 2;ñm ñmU AÙp SCÑM U AÙp TCÑM 
1 2;ñm ñmI Doøng SCÑM I Doøng TCÑM 
1 1 2 2ñm ñm ñm ñm ñmS U I U I CSBKÑM  
H 6.1



26.2. Caáu Taïo Cuûa MBA (H 6.2)
1. Loûi Theùp tieát dieän S
ñeå daãn töø thoâng .
2. Daây Quaán Sô Caáp
(DQSC) coù N1 voøng.
3. Daây Quaán Thö Caáp
(DQTC) coù N2 voøng.
6.3. MBA Lyù Töôûng.
1. Caùc Tính Chaát Cuûa MBALT.
a. DQ Khoâng ÑT, Khoâng ÑK: R1= R2 =X1 =X2 = 0
b. Loûi theùp Khoâng Töø Trôû, Khoâng TH: R = 0, Pt = 0
H 6.2
32. Caùc Phöông Trình Cuûa MBA Lyù Töôûng.
a. Sññ caûm öùng
1 1 1 1
2 2 2 2
4,44 4,44
4,44 4,44
m m
m m
U E fN fN B S
U E fN fN B S


  
  
b. Tyû Soá Bieán AÙp
1 1 1
2 2 2
U E N
k
U E N
  
c. Tyû Soá Bieán Doøng
1 2
1 2 1 1 2 2
2 1
1I U
S S U I U I
I I k
      (6.4)!
(6.1)
(6.2)
(6.3)
46.4. Caùc Maïch Töông Ñöông (MTÑ) vaø Phöông
Trình cuûa MBA (thöïc teá).
1. MTÑ cuûa DQSC (H 6.3)
 R1, X1, vaø Z1 = R1+ jX1
laø ÑT, ÑK Taûn, vaø TTSC.
 vaø f laø
AÙp,Sññ,Doøng vaø Taàn Soá SC.
1 1 1, , ,U E I
! Suït AÙp trong DQSC do ÑT, ÑK Taûn, vaø TTSC laø:
1 1 1 1 1 1 1 1 1, ,R XR jX     U I U I U Z I (6.5)
1 1 1 1 U E Z I (6.6)
!
H 6.3
52. MTÑ cuûa DQTC (H 6.4)
2 2 2 2 2
2 2 2
, ,
,
, , va ø f la ø Sññ,
A Ùp , Do øng, va ø Ta àn So á TC
R X va ø R jX
la ø va øÑ T Ñ K Ta ûn TTTC
Z
E U I
 
Suït AÙp trong DQTC do ÑT, ÑK Taûn, vaø TTTC laø:
2 2 2 2 2 2 2 2 2, ,R XR jX     U I U I U Z I (6.7)
2 2 2 2 E U Z I (6.8)
H 6.4
!
!
63. MTÑ Cuûa Loûi Theùp (LT) (H 6.6b)
a. Trong LT coù 2 hieän töôïng
 THLT Pt
 Töø thoâng sin 
b. Trong Cheá Ñoä Khoâng Taûi
(KT) (H 6.5), Doøng SCKT Io
goàm 2 thaønh phaàn (H 6.6a)
 Thaønh Phaàn THLT IC (cuøng pha vôùi E1) taïo ra Pt
 Thaønh Phaàn Töø Hoùa Im( chaäm pha 90
o so vôùi E1)
taïo ra   MTÑ cuûa LT (H 6.6b)
H 6.5
7 RC = ÑTTHLT
 GC = ÑDTHLT
 Xm = ÑK töø hoùa
 Bm = ÑN töø hoùa
a)
b)
1
1C C
C
G
R
 
E
I E (6.9)
(6.10)
(6.11)
1
1m m
m
jB
jX
  
E
I E
 C m I I I
H 6.6
84. Phöông Trình Doøng Ñieän (H 6.2)
a. Ñoái vôùi MBA Lyù Töôûng, khi Taûi yeâu caàu Doøng
I2 thì Doøng I1 caàn coù laø
2 2I' I /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
(6.13)
!
1 2 oI I' I 
95. MTÑ cuûa MBA (H 6.7)
6. MTÑQVSC cuûa MBA (6.8) (H 6.7)
H 6.7
U’2 = kU2
I’2 = I2/k
Z’2 = k
2Z2
Z’T = k
2ZT
H 6.8
10
7. MTÑ Gaàn Ñuùng QVSC cuûa MBA (6.9)
1 2
1 2
,
,
n
n
n n n
R R R
X X X
vaø R jX
 
 
 Z
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.
1
2
n T


U
I'
Z Z'
(6.14)
H 6.9
!

11
8. Ñoà Thò Vectô Töø MTÑQVSC cuûa MBA (H 6.10)
Bieát ( U2, I2), Veõ Ñoà Thò Vectô ñeå tìm (U1, I1)!
H 6.10
12
B1.
B2.
B3.
B4.
B5.
B6.
B7.
B8.
222 2/k.U kU vaø I I  

22 22 2 2R XU R I vaø U jX I       
  
1 2 2 2R XE U U U    
  
1 1C mC mI G E vaø I jB E 
  
C mI I I  
  
1 2I I I 
 
11 11 1 1R XU R I vaø U jX I   
  
11 1 1R XU E U U   
   
Ta laàn löôït veõ
13
6.5. Cheá Ñoä KT cuûa MBA.
1. Sô ñoà vaø MTÑ (H 6.11)
 H 6.11b 
 H 6.11c 
1
o o 1
1 1( ) ( )//C mR jX R jX
U
I Y U 
 
(6.15)
o 1( )c m c mG jB   I I I U (6.16)
THLT  THKT tP P (6.17)!
H 6.11
a) b) c)
14
2. Thí Nghieäm KT (TNKT) cuûa MBA
 Tyû Soá Bieán AÙp:
 Doøng KT%:
 THLT:
 HSCSKT:
 ÑT vaø ÑDTHLT:
 ÑK vaø ÑN töø hoùa:
1 20/Uñmk U
0 0 1% ( ) 100/ ñmI I I 
2
0 1 0 0tP P R I P  
0 0 0cos 1dm/UP Ij 
2
1 ; 10 c/P /Rc ñm cR U G 
2 20
0 0
1
1
; ;m c m
ñm m
I
Y B Y G X
U B
   
(6.18)
(6.19)
(6.20)
(6.21)
(6.22)
(6.23)
a. Sô Ñoà: H 6.11a, coù gaén 2V, 1A, vaø 1W.
b. Tieán Haønh: Caáp U1ñm cho SC roài ño U1ñm, U20, I0, P0
15
6.6. Cheá Ñoä Ngaén Maïch (NM) cuûa MBA
1. Sô ñoà vaø MTÑ (H 6.12)
a) b)
 H 6.12b  1 ( )n n n n nR jX  U I Z I
 Doøng NM >> Doøng ÑM: I1n >>I1ñm; I2n>>I2ñm
! THNM  TH ñoàng
2 2 2
1 1 2 2n ñn n n n nP P R I R I R I   
(6.24)
(6.25)
H 6.12
16
2 21
2
1 1
; ;n nn n n n n
ñm ñm
U P
Z R X Z R
I I
   
2. Thí Nghieäm Ngaén Maïch (TNNM) cuûa MBA
  AÙp NM%
 TH Ñoàng ÑM
 HSCSNM
 TT, ÑT, ÑKNM
1 1
2
1
1 1
% ( ) 100
cos
n n ñm
ññm n ñm n
n n n ñm
U U U
P R I P
P U Ij
 
 

/
/
(6.26)
(6.27)
(6.28)
(6.29)
Thoâng thöôøng: 1 2 1 2n nR R R X X X    /2; /2 (6.30)!
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 = I1ñm vaø I2n=
I2ñm; roài ño U1n, I1ñm, I2ñm, vaø Pn.
17
6.7. Cheá Ñoä Coù Taûi cuûa MBA
1. Sô Ñoà ( H 6.13a) vaø MTÑ (H 6.7, 6.8 vaø 6.9
TAÛI xaùc ñònh bôûi TGTT (H 6.13b) hoaëc TGCS (H6.13c)
Heä Soá Taûi (HST) 2 1 2
2 1
t
ñm ñm ñm
I I S
k
I I S
   (6.31)
!
a)
b)
H 6.13
c)
18
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 = P1– Pñ1 – Pt = CS ÑIEÄN TÖØ (CS Vaøo TC)
 Pñ2 = TH Ñoàng TC (TH Ñieän TC)
 P2 = Pñt – P2 = CS Ñieän Ra
 Pth = P1 – P2 = TH Toång
2
1
% 100
P
HS
P
h   (6.32)!
19
3. Bieåu Thöùc Caùc Loaïi CS tính töø MTÑ H 6.7 vaø 6.8
P1 = Re
= HSCS cuûa MBA
Pñ1 =
1 1 1 1 1( ) cosU IU I j
  (6.33)
1cos =cosj j
2
1 1R I
(6.34)
2 2 2
1 1= =t c c c cP R I G E G U
2 2
2 2 2 2
2 2 1 2
 = ( ) = ( )
= Re( ) = Re( )
ñt T TP R R I R R I
E I E I 
   

2 2
2 2 2 2 2 = = ñP R I R I 
2 2 *
2 2 2 2 2
2 2 2 2 2 2
= = = Re = Re
= cos = cos
T TP R I R I
U I U I
U I U I
j j
   
 
*
2 2( ) ( )
(6.35)
(6.36)
(6.37)
(6.38)






vôùi
20
4. Bieåu Thöùc Gaàn Ñuùng cuûa CS, TH vaø HS cuûa MBA
! Giaû söû U1=U1ñm vaø U2 = U2ñm
 P2 = ktSñmcosj2
 Pt = P0 = CS Ñieän Vaøo ño trong TNKT
 Pñ = Pñ1 + Pñ2 = Pññm = Pn
 Pññm = Pn = CS Ñieän Vaøo ño trong TNNM
2
tk
2
tk
(6.39)
(6.40)
(6.41)
2
2
2 0
cos
cos
t ñm
t ñm t n
k S
k S P k P
j
h
j

 
(6.42)
! h ñaït cöïc ñaïi khi 0/tk P nP (6.43)