Điện 3 pha hiện nay không chỉ phổ biến trong công nghiệp, mà được sử dụng rộng rãi trong các hoạt động kinh doanh sản xuất và cuộc sống sinh hoạt hàng ngày. Vậy điện 3 pha là gì và có ưu điểm như thế nào?
Mục Lục
1. Điện 3 pha là gì?
Theo kiến thức vật lý phổ thông được học, điện 3 pha là hệ thống điện gồm 3 dòng điện xoay chiều có cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch nhau về pha một góc phi Ø (phi).
Tuy nhiên có thể hiểu đơn giản điện 3 pha là điện gồm có 3 dây nóng và 1 dây lạnh.
Vì có cấu tạo khác với điện 1 pha nên quy tắc đấu nối điện 3 pha và điện 1 pha cũng hoàn toàn khác nhau. Hiện tại mạch điện xoay chiều 3 pha có 2 phương pháp đấu nối được áp dụng nhiều nhất đó là đấu nối hình sao và đấu nối hình tam giác.
Tùy thuộc vào cơ sở hạ tầng và điều kiện công nghệ phù hợp cho các thiết bị sử dụng điện ở các quốc gia mà hiện thống lưới điện 3 pha cũng có những giá trị khác nhau.
- Hệ thống lưới điện tại Mỹ: 220V/3F
- Hệ thống lưới điện tại Nhật Bản: 200V/3F
Việt Nam chúng ta đang sử dụng hệ thống lưới điện 3 pha 380V/3F
2. Những ưu điểm khi sử dụng điện 3 pha
Những nghiên cứu, sáng tạo mới đều đặt tiêu chí tiết kiệm và hiệu năng lên trên cùng.
- Khi sử dụng hệ thống điện 3 pha, việc truyền tải điện năng sẽ tiết kiệm được dây dẫn hơn so với điện 1 pha do tận dụng được tối ra dung tính hữu dụng trong máy phát điện.
- Không có điểm chết và các pha cân bằng nhau, giúp cho thiết bị điện làm việc hiệu quả, tránh tình trạng cháy nổ do lệch pha.
- Các động cơ được thiết kế để sử dụng dòng điện 3 pha cũng đơn giản và có đặc tính, hiệu năng tốt hơn so với động cơ điện một pha.
3. Lý thuyết cơ bản về mạch điện xoay chiều 3 pha
Có 3 thành phần chính trong mạch điện 3 pha bao gồm: Nguồn điện 3 pha, dây dẫn điện 3 pha và tải 3 pha.
Nguồn điện 3 pha
Muốn tạo ra dòng điện xoay chiều 3 pha, đầu tiên cần phải có máy phát điện 3 pha.
Cấu tạo của nguồn điện 3 pha bao gồm 2 bộ phận chính là Roto và Stato
Roto (phần động) là 1 nam châm điện có thể xoay quanh trục có định để tạo ra từ trường biến thiên
Stato (phần tĩnh) bao gồm 3 cuộn dây kí hiệu là AX, BY, CZ. Trong đó A, B, C là các điểm đầu cuộn dây, X, Y, Z là các điểm cuối cuộn dây. Các cuộn dây có kích thước và số vòng quấn bằng nhau, được đặt cố định trên vòng tròn bao quanh Roto và lệch nhau một góc 2π/3
Xem thêm: Tại sao nước ta sử dụng cường độ dòng điện 220V?
Nguyên lý hoạt động của máy phát điện 3 dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi hoạt động, nam châm quay với vận tốc không đổi sẽ sinh ra điện áp ở 2 đầu của cuộn dây. Điện áp này sẽ làm xuất hiện dòng điện xoay chiều.
Biểu đồ của dòng điện xoay chiều là một đường hình sin. 3 cuộn dây sẽ tạo nên 3 dòng điện xoay chiều có cùng cường độ và hiệu điện thế nhưng khác pha, vì vậy chúng sẽ bổ sung cho nhau trong các phiên làm việc của tải 3 pha. Vì thế được gọi là dòng điện xoay chiều 3 pha.
>>>>Xem thêm: Cường độ dòng điện là gì? có những ứng dụng quan trọng nào?
Dây dẫn 3 pha
Dây dẫn 3 pha được sử dụng để truyền tải điện từ nguồn điện 3 pha đến tải 3 pha. Nguồn điện 3 pha phát ra 3 dòng điện xoay chiều vì vậy cần phải có dây dẫn phù hợp. Hiện nay phổ biến loại dây dẫn 3 pha có từ 3 đến 4 dây.
Tải 3 pha
Trong mạch điện xoay chiều 3 pha, tải 3 pha thường sẽ là các động cơ điện 3 pha
Sơ đồ mạch điện 3 pha
Nếu các dây quấn AX, BY, CZ của nguồn điện nối riêng rẽ với các tải có tổng trở ZA , ZB , ZC ta có mạch ba pha gồm ba mạch một pha không liên hệ. Mỗi mạch điện gọi là một pha của mạch điện ba pha.
Mạch 3 pha gồm 3 mạch điện 1 pha riêng lẻ
Sơ đồ mạch điện 3 pha hình sao
Trong cách nối điện 3 pha hình sao, 3 điểm cuối X, Y, Z nối với nhau tạo thành dây trung tính O
Sơ đồ mạch điện hình sao:
Sơ đồ mạch điện hình tam giác
Để nối sơ đồ mạch điện hình tam giác, điểm đầu pha này nối với cuối pha kia, A nối với Z, B nối với Y, C nối với X
Sơ đồ mạch điện hình tam giác:
