Tìm hiểu khái niệm và cách đấu mạch điện 3 pha.

1. Điện 3 pha xoay chiều là gì?

1.1. Khái niệm điện xoay chiều 3 pha

Điện xoay chiều 3 pha là dòng điện xoay chiều được tạo ra bằng máy phát điện xoay chiều 3 pha dựa vào nguyên lý biến thiên của từ trường trong cuộn dây. Do trong quá trình sử dụng 1 cuộn dây thì gây lãng phí dung tích hữu dụng của nguồn phát, sử dụng 2 cuộn dây thì tạo ra điểm chết gây khó khởi động nguồn phát, chính vì vậy mà điện áp 3 pha ra đời.

Hệ thống điện 3 pha gồm có 3 dây nóng và 1 dây lạnh. Có 2 cách nối điện 3 pha đó là nối hình sao và nối hình tam giác. Đường điện 3 pha tương tự như 3 đường điện 1 pha chạy song song, chung 1 dây trung tính.

Điện năng sử dụng trong công nghiệp dưới dạng dòng điện sin ba pha vì những lý do sau:

• Động cơ điện ba pha có cấu tạo đơn giản và đặc tính tốt hơn động cơ một pha

• Truyền tải điện năng bằng mạch điện ba pha tiết kiệm được dây dẫn hơn việc truyền tải điện năng bằng dòng điện một pha.

• Mạch điện ba pha bao gồm nguồn điện ba pha, đường dây truyền tải và các phụ tải ba pha.

1.2. Cách tạo ra nguồn điện 3 pha

Để tạo ra nguồn điện ba pha, ta dùng máy phát điện đồng bộ ba pha có cấu tạo gồm:

• ROTO là 1 nam châm điện được nuôi dưỡng bằng các dao động 1 chiều chúng có thể xoay quanh trục cố định. Việc xoay quanh trục như vậy nhằm tạo ra được một lượng từ trường biến thiên phù hợp.
• STATO bao gồm 3 cuộn dây có thiết kế giống hệt nhau từ kích thước cho đến số vòng. Chúng được bố trí ngay trên vòng tròn lệch với nhau 1 góc khoảng chừng 120 độ.

Ngoài ra máy phát điện 3 chiều còn có bộ chỉnh lưu, bạc lót, giá đỡ, bộ điều chỉnh điện. Kết hợp với cánh quạt, puli và các nắp đậy.

Phần tĩnh (Stato) gồm có lõi thép xẻ rãnh, trong các rãnh đặt ba dây quấn AX, BY, CZ có cùng số vòng dây và lệch nhau một góc 120o trong không gian.

Mỗi dây quấn được gọi là một pha. Dây quấn AX gọi là pha A, dây quấn BY gọi là pha B, dây quấn CZ gọi là pha C.

Phần quay (Rôto) là nam châm điện N-S

Cấu tạo của máy phát điện 3 pha

2. Nguyên lý làm việc máy phát điện 3 pha

• Khi quay rôto, từ trường sẽ lần lượt quét các dây cuốn stato, và cảm ứng vào trong dây cuốn stato các suất điện động sin cùng biên độ, tần số và lệch nhau một góc 120o.Khi nam châm bắt đầu quay trong cuộn dây, thì điện áp sẽ sinh ra ở giữa 2 đầu cuộn dây. Điện áp này đồng thời sẽ sinh ra một dòng điện xoay chiều.
• Mối liên hệ giữa dòng điện được sinh ra trong cuộn dây và vị trí của các nam châm được chỉ ra trong hình vẽ. Dòng điện lớn nhất sẽ được sinh ra khi 2 cực N và cực S của nam châm gần với cuộn dây nhất. Tuy nhiên, chiều dòng điện ở mỗi nửa vòng quay, của nam châm lại ngược nhau.
• Mạch điện ba pha gồm nguồn, tải và đường dây đối xứng gọi là mạch điện ba pha đối xứng. Nếu không thoả mãn điều kiện đã nêu gọi là mạch ba pha không đối xứng
• Mạch ba pha không liên hệ ít dùng, vì cần tới 6 dây dẫn không kinh tế.
• Trong thực tế các pha của nguồn được nối liền với nhau, các pha của tải cũng được nối với nhau và có đường dây ba pha nối giữa nguồn với tải, dẫn điện năng từ nguồn điện đến tải.

Sơ đồ hình Sin nguyên lý hoạt động của điện 3 pha

• Dòng điện chạy trên đường dây pha từ nguồn đến tải gọi là dòng điện dây Id, điện áp giữa các đường dây pha ấy gọi là điện áp dây Ud.
• Thông thường dùng 2 cách nối: Nối hình sao (Y) và Nối hình tam giác (D)

3. Hai cách đấu nối mạch điện 3 pha

3.1 Cách nối hình sao (Y)

Muốn nối hình sao ta nối ba điểm cuối của pha với nhau tạo thành điểm trung tính.

Đối với nguồn, ba điểm cuối X, Y, Z nối với nhau thành điểm trung tính O của nguồn.

Đối với tải, ba điểm cuối X’, Y’, Z’ nối với nhau tạo thành trung tính của tải O’.

Cách đấu dây hình sao (Y) trong mạch điện 3 pha

3.2 Cách nối dây hình tam giác (D)

Cách nối: Muốn nối hình tam giác ta lấy đầu pha này nối với cuối pha kia. Ví dụ: A nối với Z; B nối với X; C nối với Y

Cách đấu dây hình tam giác (D) trong mạch điện 3 pha