Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện 2

67 trang hapham 3090

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện 2", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

tai_lieu_huong_dan_thi_nghiem_may_dien_2.pdf

Nội dung text: Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện 2

TRƯỜNG ÐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ÐIỆN - ÐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN # " ® TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN 2 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 4 - 2010
TRƯỜNG ĐH TÔN ĐỨC THẮNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NỘI QUY PHÒNG THÍ NGHIỆM ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐIỀU I. TRƯỚC KHI ĐẾN PHÒNG THÍ NGHIỆM SINH VIÊN PHẢI: 1. Nắm vững quy định an toàn của phòng thí nghiệm. 2. Nắm vững lý thuyết và đọc kỹ tài liệu hướng dẫn bài thực nghiệm. 3. Làm bài chuẩn bị trước mỗi buổi thí nghiệm. Sinh viên không làm bài chuẩn bị theo đúng yêu cầu sẽ không được vào làm thí nghiệm và xem như vắng buổi thí nghiệm đó. 4. Đến phòng thí nghiệm đúng giờ quy định và giữ trật tự chung. Trễ 15 phút không được vào thí nghiệm và xem như vắng buổi thí nghiệm đó. 5. Mang theo thẻ sinh viên và gắn bảng tên trên áo. 6. Tắt điện thoại di dộng trước khi vào phòng thí nghiệm. ĐIỀU II. VÀO PHÒNG THÍ NGHIỆM SINH VIÊN PHẢI: 1. Cất cặp, túi xách vào nơi quy định, không mang đồ dùng cá nhân vào phòng thí nghiệm. 2. Không mang thức ăn, đồ uống vào phòng thí nghiệm. 3. Ngồi đúng chỗ quy định của nhóm mình, không đi lại lộn xộn. 4. Không hút thuốc lá, không khạc nhổ và vứt rác bừa bãi. 5. Không thảo luận lớn tiếng trong nhóm. 6. Không tự ý di chuyển các thiết bị thí nghiệm ĐIỀU III. KHI TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM SINH VIÊN PHẢI: 1. Nghiêm túc tuân theo sự hướng dẫn của cán bộ phụ trách. 2. Ký nhận thiết bị, dụng cụ và tài liệu kèm theo để làm bài thí nghiệm. 3. Đọc kỹ nội dung, yêu cầu của thí nghiệm trước khi thao tác. 4. Khi máy có sự cố phải báo ngay cho cán bộ phụ trách, không tự tiện sửa chữa. 5. Thận trọng, chu đáo trong mọi thao tác, có ý thức trách nhiệm giữ gìn tốt thiết bị. 6. Sinh viên làm hư hỏng máy móc, dụng cụ thí nghiệm thì phải bồi thường cho Nhà trường và sẽ bị trừ điểm thí nghiệm. 7. Sau khi hoàn thành bài thí nghiệm phải tắt máy, cắt điện và lau sạch bàn máy, sắp xếp thiết bị trở về vị trí ban đầu và bàn giao cho cán bộ phụ trách. ĐIỀU IV. 1. Mỗi sinh viên phải làm báo cáo thí nghiệm bằng chính số liệu của mình thu thập được và nộp cho cán bộ hướng dẫn đúng hạn định, chưa nộp báo cáo bài trước thì không được làm bài kế tiếp. 2. Sinh viên vắng quá 01 buổi thí nghiệm hoặc vắng không xin phép sẽ bị cấm thi. 3. Sinh viên chưa hoàn thành môn thí nghiệm thì phải học lại theo quy định của phòng đào tạo. 4. Sinh viên hoàn thành toàn bộ các bài thí nghiệm theo quy định sẽ được thi để nhận điểm kết thúc môn học. ĐIỀU V. 1. Các sinh viên có trách nhiệm nghiêm chỉnh chấp hành bản nội quy này. 2. Sinh viên nào vi phạm, cán bộ phụ trách thí nghiệm được quyền cảnh báo, trừ điểm thi. Trường hợp vi phạm lặp lại hoặc phạm lỗi nghiệm trọng, sinh viên sẽ bị đình chỉ làm thí nghiệm và sẽ bị đưa ra hội đồng kỷ luật nhà trường. Tp.HCM, Ngày 20 tháng 09 năm 2009 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ (Đã ký) PGS TS. PHẠM HỒNG LIÊN
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 1 Bài 1: MÁY BIẾN ÁP 1 PHA Mục đích : Sau khi hoàn thành, sinh viên có thể giải thích và chứng minh các đặc tính làm việc quan trọng của máy biến áp 1 pha, đấu các cuộn dây của máy biến áp thuận cực tính hay ngược cực tính , nghiên cứu hoạt động và đặc tính làm việc của máy biến áp 1 pha. Bài 1-1 : TỶ SỐ ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN Mục đích thí nghiệm : Sau khi hoàn thành, sinh viên làm quen với các đơn vị tính của điện áp và dòng điện trong máy biến áp 1 pha và sử dụng tỷ số vòng của máy biến áp để xác định điện áp và dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp. Tóm tắt lý thuyết : EN PRI = 1 ENSEC 2 ENPRI × 2 Suy ra ESEC = N1 I N PRI = 2 ISEC N1 IPRI × N1 Suy ra ISEC = N2 Đường cong bảo hòa từ của MBA 1
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 1 Dòng điện kích thích ( liên quan trực tiếp đến từ thông xoay chiều ) tăng tỷ lệ với điện áp cung cấp cho đến khi lõi sắt bắt đầu bão hòa. Điều này xảy ra khi điện áp cung cấp vượt quá giá trị định mức của cuộn dây sơ cấp, do dó mối quan hệ tuyến tính giữa điện áp sơ cấp và dòng điện kích thích bị phá vỡ. Điện áp tăng càng ít thì dòng điện kích thích tăng càng nhiều như hình trên. Dòng điện kích thích thường chỉ nhỏ bằng một vài mA trong module máy biến áp 1 pha EMS, và nói chung giá trị của nó chỉ bằng vài phần trăm dòng điện định mức của máy biến áp. Tiến hành thí nghiệm : 1. Lắp mạch máy biến áp như Hình 1-1, nối E1 và I1 như hình vẽ và sử dụng E2 để đo các điện áp thứ cấp khác nhau. Hình 7-3 Đo lường máy biến áp 1 pha Line ES voltage (V) 120 120 220 220 240 240 2. Bật nguồn và điều chỉnh điện áp để được giá trị ES đã cho ở Hình 7-3. Đo dòng điện sơ cấp và các điện áp ở đầu cực khác nhau của máy biến áp. Sau 2
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 1 khi ghi lại kết quả đo được, vặn núm điều chỉnh điện áp hết về bên trái và sau đó tắt nguồn. IPRI = ; E1-2 = ; E3-4 = E5-6 = ; E3-7 = ; E7-8 = E8-4 = ; E5-9 = ; E9-6 = 3. Các điện áp thứ cấp có tương ứng với giá trị định mức ghi trên bảng phía trước không ? YES NO 4. Các cuộn dây ở đầu cực 1-2 và giữa đầu cực 5-6 của máy biến áp đều có 500 vòng. Số vòng trong cuộn dây giữa đầu cực 3-4 là 865 vòng. Tính tỷ số vòng giữa các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp trong mỗi trường hợp. N N 12− = ; 12− = N56− N34− 5. Sử dụng các giá trị đo ở bước 2 so sánh với tỷ số vòng của máy biến áp này với các tỷ số điện áp tương ứng. Chúng có xấp xỉ bằng nhau không ? YES NO 6. Nối I2 như Hình 1-2 và chú ý ngắn mạch ở cuộn thứ cấp 5-6. Bật nguồn và điều chỉnh điện áp để được giá trị dòng điện IS như đã cho trong Hình 1-2 Hình 1-2 Xác định tỷ số của dòng điện sơ cấp và dòng điện thứ cấp 3
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 1 Line IS voltage A 120 0.4 220 0.2 240 0.2 7. Ghi lại giá trị điện áp và dòng điện sơ cấp đo được và giá trị dòng điện ngắn mạch ở cuộn dây thứ cấp 5-6. EPRI = ; IPRI = ; ISEC = 8. Điều chỉnh điện áp về 0 và tằt nguồn. Tính tỷ số giữa dòng điện sơ cấp và thứ cấp. I PRI = ISEC 9. Tỷ số có xấp xỉ bằng N2/N1 không ? YES NO 10. Nối I2 và nối ngắn mạch các đầu cực thứ cấp 3-4. Bật nguồn và điều chỉnh điện áp để được giá trị dòng điện ở bước 6. Một lần nữa ghi lại các giá trị điện áp và dòng điện sơ cấp, dòng điện của cuộn dây thứ cấp. EPRI = ; IPRI = ; ISEC = 11. Vặn điện áp về 0, tắt nguồn. Tính tỷ số giữa dòng điện sơ cấp và dòng điện thứ cấp, có bằng N2/N1 không ? YES NO 12. Lắp mạch máy biến áp như Hình 1-3. Mạch này sẽ cho thấy dòng điện kích thích sẽ bị ảnh hưởng như thế nào khi lõi của máy biến áp bão hòa. Do 4
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 1 dòng điện kích thích là nhỏ nên điện áp tương ứng trên 1 điện trở nhạy R được sử dụng để chứng tỏ sự thay đổi của dòng điện. Nối các đầu cực sơ cấp của máy biến áp thông qua điện trở nhạy R. Nối E1,E2,E3 để đo các điện áp của máy biến áp. Hình 1-3 Ảnh hưởng của lõi thép dấn dòng kích từ Line R voltage Ω 120 100 220 367 240 400 13. Chọn file ES17-3.dai. Bật nguồn và điều chỉnh điện áp ra để được các giá trị E2 bằng 10% giá trị trong toàn bộ dãy giá trị. Tại mỗi giá trị điện áp thay đổi, ghi lại giá trị đo được bằng Data table 5
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 1 14. Chọn E1 là thông số trục X và E2 là thông số trục Y. Khảo sát đường cong điện áp sơ cấp ngược lại với dòng điện kích thích. Dòng điện kích thích có tăng lên nhanh chóng sau khi điện áp vượt qúa định mức không ? YES NO 15. Đường cong bão hòa có minh họa sự bão hòa của máy biến áp không ? YES NO 16. Xem lại các số liệu đã đo để xác định tỷ số giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp bị ảnh hưởng như thế nào khi lõi máy biến áp bị bão hòa ? 6
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 1 Bài 1-2 : CỰC TÍNH MÁY BIẾN ÁP Mục đích thí nghiệm : Khi bạn hoàn thành bài tập này, bạn sẽ xác định và sử dụng cực tính của máy biến áp để kết nối 1 cách chính xác các cuộn dây khác nhau cũng như là cộng điện áp ( nối tiếp cùng dấu) hoặc trừ điện áp ( nối tiếp ngược dấu). Tóm tắt lý thuyết : Hình 1-4 các dấu chấm được sử dụng trên sơ đồ được vẽ của máy biến áp và cuộn dây của chúng. Hình 1-4 : Cực tính MBA Điện áp giữa 2 đầu dây nối tiếp sẽ nhỏ hơn điện áp cung cấp nếu đầu cực của 2 cuộn dây được nối có cực tính giống nhau. Nếu điện áp lớn hơn thì các đầu cực đấu chung sẽ có cực tính trái dấu. Hình 1-5 thể hiện cả 2 phương pháp xác định cực tính của máy biến áp. Hình 1-5 : Xác định cực tính MBA 7
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 1 Trình tự thí nghiệm 1. Đấu dây máy biến áp như hình 1-6 , nối đầu cực 1 và 5 với nhau , nguồn vào AC trong mạch nối với cuộn dây 3-4. Hình 1-6 : Đấu nối tiếp các đầu dây MBA 2. Mở nguồn và điều chỉnh điện áp để được ES bằng 50% bằng ước lượng điện áp trên cuộn dây 3-4. Chú ý rằng ước lượng điện áp là tổng điện áp của các cuộn dây ở đầu cực 3-4. Đo và ghi lại điện áp trong cuộn 1-2 ; 5-6 và 2-6. E1-2 = ; E5-6 = ; E2-6 = 3. Các cuộn dây được kết nối nối tiếp cùng cực tính hay trái cực tính ? cùng cực tính trái cực tính 4. Điều chỉnh điện áp về 0 tắt nguồn. tháo kết nối đầu cực 1 và 5, và kết nối đầu cực 1 và 6 với nhau. Đảo ngược kết nối đồng hồ E3. Nếu đây là sự kết nối cùng cực tính, giá trị của E2-5 sẽ ra sao khi điện áp giống ở bước 2 được áp dụng cho cuộn 3-4 ? 8
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 1 5. Chọn file ES17-5.dai. Mở nguồn và cài đặt 1 lần nữa để ES có giá trị chính xác 50% của ước lượng điện áp cho cuộn dây 3-4. Đo và ghi điện áp của cuộn máy biến áp 1-2; 5-6; 2-5. E1-2 = ; E5-6 = ; E2-5 = 6. Giá trị của E2-5 có giống như đã xác định trước ở bước 4 không ? YES NO 7. Điều chỉnh điện áp về 0, tắt nguồn và xóa kết nối giữa 2 cực tính 1và 6. Haiđiện áp sẽ như thế nào khi chúng có thể đạt được ở 2 đầu sự kết hợp nối tiếp của cuộn 3-4 và cuộn 1-2 khi điện áp giống với điện áp ở bước 6 được cung cấp cho cuộn 3-4 ? - Khi nối 1 với 4 thì E2-3= - Khi nối 1 với 3 thì E2-4 = 8. Nối đầu cực 1và 4 lại với nhau, mở nguồn và cài đặt ES chính xác bằng 50%. Chọn file ES17-6.dai. Đo và ghi lại giá trị điện áp của các cuộn dây máy biến áp 1-2; 2-3 sử dụng E2 và E3 . E1-2 = ; E2-3 = 9. Tắt nguồn , tháo kết nối các đầu cực 1-4, và nối kết các đầu cực 1và 3 lại với nhau. Thay đổi sự nối kết ở ngõ vào E2 của DAI 10. Mở nguồn và cài đặt ES bằng 50% cho cuộn 3-4. Chọn file ES17-7.dai. Đo và ghi lại điện áp của cuộn dây 2-4. E2-4 = 11. Kết quả ở bước 8 và bước 10 so sánh với bước 7 thì như thế nào? bằng nhau. khác nhau. 12. Những cực tính nào giống nhau ? 9
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 1 Bài 1-3 : MÁY BI ẾN ÁP ĐI ỀU CH ỈNH Mục đích : Sau khi hoàn thành, sinh viên có thể xác định được việc điều khiển điện áp của 1 máy biến áp với các tải khác nhau. Các số liệu dòng điện và điện áp đo được sử dụng để vẽ các đường cong điều chỉnh điện áp theo tải. Tóm tắt lý thuyết : Điện áp điều chỉnh của máy biến áp (đơn vị %) được xác định theo công thức sau: EE− Điện áp điều chỉnh (%) =100× NL FL ENL Trong đó ENL là điện áp thứ cấp không tải EFL là diện áp thứ cấp cho tải Hình 1-7. Các đầu cực của máy biến áp thường là P1, P2 ở phía sơ cấp và S1,S2 ở phía thứ cấp. Hình 1-7 :Mạch điện thay thế của MBA Trình tự thí nghiệm : 1. Lắp mạch máy biến áp như bên dưới. Đảm bảo rằng tất cả các công tắc trên module tải trở, dung kháng và cảm kháng là mở, nối E1, E2 và I1, I2 như hình vẽ. Các giá trị tải khác nhau sẽ sử dụng để kiểm tra xem điện áp thứ cấp (phía tải) thay đổi như thế nào khi độ lớn tải của máy biến áp thay đổi. 10
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 1 Line voltage ES R 120 120 ∞ 220 220 ∞ 240 240 ∞ 2. Bật nguồn và điều chỉnh điện áp để được giá trị ES cho ở bảng trên trong trường hợp không tải ( tất cả công tắc trên module đều mở ). Sử dụng Record Data để đưa giá trị đo EPRI ,IPRI và ESEC , ISEC vào Data table. 3. Điều chỉnh các công tắc của module tải trở kháng để được giá trị điện trở đã cho ở bảng dưới. Với mỗi giá trị điện trở, ghi lại các giá trị đo được như bước 2. Khi tất cả các giá trị dữ liệu đã được ghi lại, điều chỉnh điện áp về 0 và tắt nguồn. Line R,X X voltage L, C 120 1200 600 400 300 240 220 4400 2200 1467 1100 880 240 4800 2400 1600 1200 960 4. Chọn E2 là thông số trục Y và I2 là thông số trục X. Hãy nhận xét đặc tuyến, điều gì sẽ xảy ra với điện áp thứ cấp khi tải trở kháng tăng và giảm xuống ? 11
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 1 5. Sử dụng điện áp ra không tải để tính điện áp điều chỉnh ( R= ∞ ) và điện áp có tải ( R= giá trị nhỏ nhất ). EE− 100×=NL FL 10 % ENL 6. Thay module tải trở kháng trong hình trên bằng module tải cảm kháng. 7. Bật nguồn và điều chỉnh điện áp để được giá trị ES cho ở hình trên với trường hợp không tải ( tất cả các công tắc trên module đều mở ). Sử dụng Record Data để đưa các giá trị EPRI, IPRI và ESEC, ISEC vào bảng Data table. 8. Điều chỉnh công tắc của các module tải cảm kháng để được các giá trị điện kháng đã cho trong bảng trên với mỗi giá trị điện kháng, ghi lại các giá trị đo được như ở bước 7, khi tất cả các dữ liệu đã được ghi thì điều chỉnh điện áp về 0 và tắt nguồn. 9. Chọn E2 là thông số trục Y và I2 là thông số trục X. Hãy nhận xét đặc tuyến, điều gì sẽ xảy ra với điện áp thứ cấp khi tải cảm kháng tăng và giảm xuống ? 10. Thay module tải cảm kháng trong hình trên bằng module tải dung kháng. 11. Bật nguồn và điều chỉnh điện áp để được giá trị ES cho ở hình trên với trường hợp không tải ( tất cả các công tắc trên module đều mở ). Sử dụng Record Data để đưa các giá trị EPRI, IPRI và ESEC, ISEC vào bảng Data table. 12. Điều chỉnh công tắc của các module tải dung kháng để được các giá trị điện kháng đã cho trong bảng trên với mỗi giá trị điện kháng, ghi lại các giá trị đo được như ở bước 7, khi tất cả các dữ liệu đã được ghi thì điều chỉnh điện áp về 0 và tắt nguồn 13. Chọn E2 là thông số trục Y và I2 là thông số trục X. Hãy nhận xét đặc tuyến, điều gì sẽ xảy ra với điện áp thứ cấp khi tải dung kháng tăng và giảm xuống ? 14. Nhận xét có gì khác nhau giữa 3 đặc tuyến trên. 12
áThí Nghiệm Maùy Ñieän Baøi 2 Bài 2 : MÁY BIẾN ÁP BA PHA Bài 2-1: ĐẤU DÂY MÁY BIẾN ÁP 3 PHA Mục đích : Đấu dây máy biến áp 3 pha theo sơ đồ ∆ - ∆ , Y-Y , ∆ -Y và Y- ∆ . Tóm tắt lý thuyết : Có 4 cách nối các cuộn dây máy biến áp từ máy biến áp 3 pha là : ∆ - ∆ , Y-Y, ∆ -Y và Y- ∆ như trình bày trong Hình9-2 và 9-3. MBA đấu ∆ - ∆ và Y-Y MBA đấu ∆ -Y và Y- ∆ Trình tự thí nghiệm : 1. Kết nối máy biến áp 3 pha theo sơ đồ ∆ - ∆ như trình bày ở hình 2-1. Không được đóng tam giác ở cuộn thứ cấp của máy biến áp cho đến khi điện áp được thực hiện . 1
áThí Nghiệm Maùy Ñieän Baøi 2 Hình 2-1 : MBA đấu ∆ - ∆ 2. Mở nguồn và điều chỉnh điện áp để được giá trị ES cho ở hình 2-1. Dùng E1 để đo điện áp cuộn dây và ghi lại kết quả. Sau khi ghi lại kết quả đo được, xoay điện áp về 0 và tắt nguồn. 3. Các điện áp đo được chứng minh rằng các cuộn dây thứ cấp được kết nối với mối quan hệ về pha đúng không ? YES NO 4. Điện áp ở trong cái tam giác thứ cấp có bằng 0 không ? điều đó chứng minh rằng nó an toàn khi đóng cái tam giác lại ? YES NO Chú ý : Giá trị của E3-15 sẽ không được chính xác bằng 0 volt bởi vì nó có sự không cân bằng nhỏ trong điện áp 3 pha. Nếu nó nhỏ hơn 5V, kết nối các cuộn dây đã được kiểm tra cẩn thận. 2
áThí Nghiệm Maùy Ñieän Baøi 2 5. Khi sự kết nối các cuộn dây chứng minh rằng nó chính xác, đóng cái tam giác ở bên thứ cấp của máy biến áp. Kết nối E1, E2, E3 để đo điện áp dây ở bên phía thứ cấp. Chọn File ES19-2.dai. Mở nguồn và điều chỉnh điện áp để được giá trị ES giống như ở bước 2. Chú ý rằng máy biến áp được kết nối với tỷ lệ 1:1, như thế là điện áp sơ cấp và điện áp thứ cấp có thể bằng nhau. 6. Giá trị được chỉ định bởi chương trình meterA là tổng của 3 điện áp dây xấp xỉ bằng 0 phải không ? YES NO 7. Nhận xét pha điện áp trên Phasor Analyzer. Sự hiển thị chứng minh rằng chúng bằng nhau và lệch pha nhau góc 120o phải không ? YES NO 8. Tắt nguồn. Nối E2 để đo điện áp dây E1-2 ở cuộn sơ cấp. Mở nguồn và điều chỉnh để được giá trị ES cho ở bước 2. So sánh góc pha giữa E1-2 trên cuộn sơ với E3-5 trên cuộn thứ. Màn hình Phasor analyzer trình bày rằng các điện áp đó bằng nhau và cùng pha phải không ? YES NO 9. Tắt máy biến áp và kết nối module máy biến áp 3 pha theo sơ đồ Y-Y như trình bày ở Hình 2-2. 3
áThí Nghiệm Maùy Ñieän Baøi 2 Hình 2-2 : MBA đấu Y-Y 10. Mở nguồn và điều chỉnh điện áp để có ES như ở bước 2. Sử dụng E1 để đo điện áp cuộn dây và ghi lại kết quả. Sau khi ghi lại kết quả đo được xoay điện áp về 0 và tắt nguồn. 11. Các giá trị đo được chứng minh rằng các cuộn dây ở cuộn thứ cấp được kết nối với quan hệ pha chính xác phải không ? YES NO 12. Điện áp dây-dây trên cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp lớn hơn 3 lần so với giá trị dây-dây trung tính phải không ? YES NO 4
áThí Nghiệm Maùy Ñieän Baøi 2 13. Kết nối E1, E2, E3 để đo điện áp pha E3-5, E8-10 và E13-15 ở thứ cấp. Mở nguồn và điều chỉnh ES như giá trị đã sử dụng ở bước trước. 14. Giá trị được chỉ định bởi chương trình meterA là tổng của 3 điện áp dây xấp xỉ bằng 0 phải không ? YES NO 15. Nhận xét pha điện áp trên Phasor Analyzer. Sự hiển thị chứng minh rằng chúng bằng nhau và lệch pha nhau góc 120o phải không ? YES NO 16. Tắt nguồn, kết nối E2 để đo điện áp pha E1-2 ở bên sơ. Mở nguồn và so sánh E1-2 ở sớ cấp với E3-5 ở phía thứ cấp. Màn hình Phasor analyzer trình bày rằng các điện áp đó bằng nhau và cùng pha phải không ? YES NO 5
áThí Nghiệm Maùy Ñieän Baøi 2 Bài 2-2 : QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN Mục đích : Khi bạn hoàn thành bài tập này bạn sẽ biết được tỷ số giữa điện áp và dòng điện của máy biến áp 3 pha nối tam giác – sao và sao – tam giác. Giá trị đo lường của điện áp cuộn sơ và cuộn thứ sẽ chứng minh rằng các sơ đồ đó sẽ tạo ra 1 góc lệch pha giữa điện áp ngõ vào và điện áp ngõ ra . Tóm tắt lý thuyết : Hình bên dưới trình bày máy biến áp 3 pha với tỷ số vòng là 1:1, kết nối theo sơ đồ tam giác – sao và đấu vào tải 3 pha. Điện áp giữa 2 đầu mỗi cuộn sơ bằng với điện áp dây đầu vào, nhưng điện áp dây ra thì nhân với 3 lần điện áp đó MBA đấu ∆ -Y cung cấp tải 3 pha 6
áThí Nghiệm Maùy Ñieän Baøi 2 Trình tự thí nghiệm : 1. Tắt nguồn, chọn công tắc điện áp ở vị trí 4-5. 2. Nối module máy biến áp pha theo sơ đồ sao – tam giác như hình 2-3 ; lưu ý điện áp trong cuộn tam giác bằng 0 trước khi cuộn tam giác đóng lại. Hình 2-3 : MBA 3 pha đấu Y- ∆ 3. Mở nguồn và điều chỉng điện áp để được điện áp dây – dây ES cho ở hình 9-9. Nối E1, E2, E3 để đo điện áp dây sơ cấp và ghi lại kết quả. Ghi lại kết quả giá trị trung bình của điện áp dây được cho bởi Meter A. 4. Chương trìng Meter D trình bày rằng tổng của 3 điện áp dây xấp xỉ bằng 0 phải không ? YES NO 5. Nhận xét góc pha điện áp trên Phasor analyzer. Góc lệch pha của chúng xấp xỉ bằng 120o phải không ? YES NO 6. Tắt nguồn và kết nối E1, E2, E3 ở cuộn thứ. Mở nguồn và ghi lại điện áp dây 7
áThí Nghiệm Maùy Ñieän Baøi 2 7. Có phải chương trình Meter A trình bày rằng tổng 3 điện áp dây xấp xỉ bằng không ? YES NO 8. Nhận xét pha điện áp trên Pharsor analyzer. Góc lệch pha của chúng xấp xỉ bằng 120o phải không ? YES NO 9. Tắt nguồn. Nối E2 để đo điện áp dây E1-6 trên cuộn sơ cấp. Mở nguồn và so sánh pha điện áp giữa E1-6 bên cuộn sơ cấp và E3-5 bên cuộn thứ cấp. Có phải màn hình Phasor analyzer hiển thị chứng minh rằng có 1 góc lệch pha 30o giữa chúng ? YES NO 10. Tính tỷ số AVG ESEC/ AVG EPRI sử dụng giá trị ghi lại được ở bước 3 và bước 6. Nó có xấp xỉ bằng 1/ 3 không ? YES NO 11. Tắt nguồn và kết nối máy biến áp 3 pha theo sơ đồ tam giác – sao hình 2-4. Cài đặt tải trở như các giá trị đã cho và nối I1,I2và I3 để đo 3 dòng điện dây đến tải 12. Nối E1,E2,E3 để đo điện áp dây ở cuộn sơ cấp và mở nguồn, và điều chỉnh điện áp để được điện áp dây tới dây của ES cho ở hình 2-4. Ghi các giá trị của điện áp dây. 8
áThí Nghiệm Maùy Ñieän Baøi 2 Hình 2-4 : MBA 3 pha đấu ∆ -Y 13. Nhận xét góc pha điện áp và dòng điện trên Phasor analyzer. Có phải sự hiển thị chứng minh rằng điện áp và dòng điện cùng pha ? YES NO 14. Tắt nguồn nối E1, E2, E3 để đo điện áp dây E3-8, E8-13 và E13-3 bên cuộn thứ cấp. Có phải góc pha điện áp sớm hơn góc pha dòng điện 30o phải không ? YES NO 15. Mở cửa sổ Metering và ghi lại các giá trị đo được là điện áp ở cuộn thứ, và cả giá trị trung bình ? 16. Tính tỷ số AVG ESEC/ AVG EPRI sử dụng giá trị ghi lại được ở bước 12 và 15 chúng có xấp xỉ bằng 3 không ? YES NO 9
áThí Nghiệm Maùy Ñieän Baøi 2 17. Tắt nguồn, nối I1 và I2 để đo dòng điện dây và pha ở cuộn sơ của sơ đồ tam giác – sao và mở mạch ở điểm X và Y như đã trình bày ở hình 2-4. Nhớ kết nối tải trở ở cuộn thứ khi I1 và I2 chưa được kết nối. 18. Mở nguồn và tính tỷ số ILINE/IPHAcho mạch cuộn sơ cấp sử dụng giá trị dòng đo được. Tỷ số đó có xấp xỉ bằng 3 không ? YES NO 19. Có phải dòng điện dây bên phía sơ cấp xấp xỉ dòng điện dây bên phía thứ cấp phải không ? YES NO 10
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 3 Bài 3 : ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ BA PHA TÓM TẮT LÝ THUYẾT : 9 Nguyên tắc hoạt động của động cơ đồng bộ ba pha giống như động cơ ba pha rotor lồng sóc. Tuy nhiên, rotor của động cơ đồng bộ không giống như động cơ lồng sóc là một nam châm vĩnh cửu, mà là nam châm điện, như Hình 3-1. Rotor quay theo từ trường quay. Hình 3-1. Rotor của động cơ đồng bộ 9 Tuy nhiên có một hạn chế khi khởi động động cơ đồng bộ. Khi nguồn ba pha AC cấp vào các cuộn Stator, từ trường quay ở tốc độ đồng bộ được tạo ra quá đột ngột khiến rotor đang đứng yên không thể bắt kịp và kết quả là mômen tác động lên rotor yếu. 1
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 3 9 Một cách hổ trợ cho viêc khởi động động cơ đồng bộ là loại cần có nam châm điện quay được thêm vào rotor lồng sóc hay gọi là rotor dây quấn. Trong suốt quá trình khởi động, không cấp nguồn cho rotor chỉ cấp nguồn ba pha AC cho cuộn stator. Một từ trường quay được tạo ra, động cơ bắt đầu quay bình thường như một động cơ ba pha lồng sóc. Khi tốc độ ổn định, nguồn dc được cấp vào rotor để rotor bắt từ trường quay và đạt đến tốc độ đồng bộ ns. 9 Một động cơ đồng bộ với rotor là nam châm vĩnh cửu không thể khởi động như cách trên vì nam châm vĩnh cửu không ngắt được từ trường của nó. Trong trường hợp này, một nguồn có tần số thay đổi được sử dụng để cấp nguồn cho cuộn stator của động cơ đồng bộ. Đầu tiên tần số nguồn được cài ở mức thấp. Điều này tạo từ trường quay tốc độ thấp, và vì vậy cho phép rotor bắt kịp với trường này. Kế đến tần số nguồn được tăng dần lên để tăng tốc độ đến một giá trị mong muốn. 2
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 3 BÀI 3 – 1 : KHỞI ĐỘNG VÀ CÁC ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ 3 PHA MỤC ĐÍCH : Nghiên cứu phương pháp khởi động động cơ đồng bộ và các đặc điểm của động cơ đông bộ 3 pha. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 9 Đặc điểm chú ý nhất của động cơ ba pha đồng bộ là sự vận hành của nó ở tốc độ ổn định là tốc độ đồng bộ và có thể phát công suất kháng cho nguồn. Động cơ không đồng bộ luôn tiêu thụ một lượng công suất kháng. Điều này là do động cơ lồng sóc yêu cầu công suất kháng để tạo ra từ trường quay. Với động cơ đồng bộ ba pha, từ trường quay là tổng từ trường của stator và của rotor. Nếu từ trường của rotor yếu, thì stator phải cấp hầu như tất cả công suất kháng để tạo từ trường quay. Vì vậy động cơ tiêu thụ một lượng công suất kháng như một cuộn kháng hay động cơ không đồng bộ. Tuy nhiên, từ trường của rotor mạnh, stator tác động giảm từ trường, và vì vậy động cơ có thể phát công suất kháng giống như một tụ điện. 9 Đồ thị về sự thay đổi công suất phản kháng theo dòng kích từ (dòng cuộn rotor) của động cơ đồng bộ ba pha vận hành không tải được cho trên hình 3-2. Khi dòng kích từ nhỏ nhất, từ trường trong rotor yếu và động cơ tiêu thụ công suất kháng là lớn nhất (Q là tỉ lệ nghịch ). Công suất kháng tiêu thụ sẽ dần tiến về zero khi tăng dòng kích từ, do cường độ của từ trường được tạo từ việc tăng từ trường của rotor. Khi dòng kích từ vượt qua một giá trị nào đó tùy thuộc vào đặc tính của động cơ, từ trường quay là quá mạnh khi đó động cơ bắt đầu phát công suất kháng về nguồn, nghĩa là công suất kháng trở thành giá trị âm như minh họa hình 3-2 9 Đặc tuyến về sự thay đổi của công suất phản kháng theo dòng kích từ nói lên rằng một động cơ đồng bộ ba pha không tải vận hành giống như một tải phản kháng ba pha (cuộn dây hoặc tụ điện) và giá trị của nó phụ thuộc vào dòng kích từ. Vì vậy, động cơ đồng bộ ba pha không tải được xem như là máy bù đồng bộ khi dùng để điều chỉnh công suất tác dụng trong hệ thống điện 3
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 3 Hình 3-2. Công suất phản kháng thay đổi theo dòng kích từ khi động cơ đồng bộ ba pha vận hành không tải 9 Đặc tuyến dòng điện dây thay đổi theo dòng kích từ của động cơ đồng bộ ba pha có dạng chữ V như Hình 3-3. Đặc tuyến này nói lên rằng dòng điện dây có thể đạt đến giá trị cực tiểu bằng cách thay đổi dòng kích từ đến một trị thích hợp. Dòng kích từ cần thiết để đưa dòng dây về giá trị cực tiểu giống như yêu cầu giảm công suất phản kháng về giá trị 0. Vì vậy, công suất kháng của động cơ về 0 khi dòng điện dây là cực tiểu. Hình 3-3. Dòng dây IL thay đổi theo dòng kích từ IF của động cơ đồng bộ ba pha vận hành không tải 4
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 3 9 Mặt hạn chế nhất của động cơ đồng bộ ba pha là khởi động khó, điều này sẽ được giải thích rõ hơn trong bài này. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN : Bước 1 : lắp đặt các thiết bị trong phòng thí nghiệm, kết nối thiết bị như Hình 5-4, và thao tác cài đặt liên quan trên động cơ sơ cấp/máy đo mô men. Bước 2 : tìm hiểu làm cách nào để khởi động động cơ đồng bộ ba pha loại rotor dây quấn. Tiến hành điều chỉnh dòng kích từ để xem sự thay đổi tốc độ và dòng điện của động cơ. Bước 3 : thay đổi dòng kích từ từng bước, mỗi bước ghi lại giá trị đo được vào trong bảng, dựa vào số liệu vẽ các đặc tuyến của động cơ đồng bộ ba pha. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM : 1. Mắc thiết bị như Hình 1-1. Đấu song song ba tải trở trong mô đun tải trở để được biến trở R1. 5
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 3 Hình 1-1: Động cơ đồng bộ kết nối với mômen kế 2. Thiết lập động cơ sơ cấp và mômen kế điều khiển như sau : I. Khởi động động cơ đồng bộ : 3. Trong cửa sổ đo lường, hiệu chỉnh mômen T. Trên máy điện đồng bộ, bật EXCITER sang vị trí I (close) và vặn núm EXCITER theo chiều kim đồng hồ hết mức. Bật nguồn và chỉnh điện áp bằng với điện áp dây định mức trên động cơ. Mô men khởi động TSTART ( hiển thị bởi mômen kế T ). TSTART = 4. Trên môđun máy điện đồng bộ, bật EXCITER sang vị trí O mô men khởi động TSTART = ¾ Nhận xét : . ¾ Giải thích : 6
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 3 5. Trên Prime Mover/Dynamometer,vặn từ từ núm LOAD CONTROL về min (fully CCW), đợi đến khi tốc độ động cơ ổn định, ghi lại tốc độ. n = Trên mô đun SynchoroNous Motor/Generater, vặn núm EXCITER tới vị trí giữa kế đến về vị trí I (close) Tốc độ động cơ sẽ không thay đổi n = 6. Trên mô đun SynchoroNous Motor/Generater, vặn từ từ núm EXCITER từ vị trí giữa về MIN và MAX để thay đổi dòng kích từ IF. Trong quá trình thực hiện quan sát tốc độ động cơ n và dòng điện ILINE hiển thị trên I1 ¾ Nhận xét : Trên mô đun SynchoroNous Motor/Generater, vặn núm EXCITER về MIN II. CÁC ĐẶC TUYẾN CỦA ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ BA PHA 7. Thay đổi giá trị của R1 và thay đổi vị trí của EXCITER trên mô đun SynchoroNous Motor/Generater để dòng kích từ đi từ giá trị nhỏ nhất đến giá trị lớn nhất, lặp lại mười lần cho đến khi không thể. Lưu ý là có thể ngắn mạch R1 để tăng dòng kích từ lên giá trị cực đại. Mỗi một lần thiết lập dòng, ghi lại điện áp dây ELINE, dòng điện dây ILINE, công suất tác dụng P, và công suất phản kháng Q (hiển thị ở E1, I1, I3, C, và A ) trong bảng dự liệu. E1 ( V ) I1 ( A ) IF ( A ) P1 ( W ) Q1 ( Var ) 380.7 380.7 380.7 380.7 380.7 380.7 380.7 380.7 380.7 Bảng dữ liệu DT511 7
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 3 Khi tất cả các dự liệu đã được ghi lại, điều chỉnh nút điện áp theo chiều kim đồng hồ hết mức, và tắt nguồn. 8. Trong cửa sổ Graph, tiến hành các cài đặt liên quan để xây dựng đặc tuyến dòng điện của động cơ ILINE (có được từ đồng hồ I1) theo dòng kích từ (có được từ đồng hồ I3). Đặt tên đặc tuyến cho G511, trục x là dòng kích từ, trục y là dòng điện động cơ. ¾ Nhận xét : 9. Trong cửa sổ Graph, xây dựng đặc tuyến công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q (có được từ các đồng hồ C và A) theo dòng kích từ IF (có được từ đồng hồ I3). Đặt tên cho đặc tuyến là G511-1, trục x là dòng kích từ, trục y là công suất tác dụng và công suất phản kháng. ¾ Nhận xét : 10. Dòng kích từ để công suất Q = 0 dùng Graph G511-1. IF = So sánh dòng kích từ cài đặt ứng với Q = 0 với dòng kích tứ ứng với ILINE min ¾ Nhận xét : 11. Bật công tắc nguồn 24V- AC sang vị trí O (off ), tháo tất cả các đầu dây và cáp ra. 8
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 3 Bài 3-2: MÔ MEN MẤT ĐỒNG BỘ MỤC ĐÍCH : Đo mô men kéo của động cơ đồng bộ. TÓM TẮT LÝ THUYẾT : 9 Một trong những đặc tính quan trọng của động cơ đồng bộ ba pha là tốc độ của nó ổn định như từ trường quay (tốc độ đồng bộ ). Khi động cơ đồng bộ vận hành không tải, rotor dây quấn được định vị ở vị trí mà cực tính của nó thẳng hàng với từ trường quay thể hiện trên Hình 3-5(a). Tuy nhiên, khi mang tải thì rotor xê dịch khỏi từ trường quay một khoảng, ví dụ như rotor dịch về phía sau từ trường quay như Hình 3-5(b). Hình 3-5. Ảnh hưởng của mômen tải đến vị trí của rotor trong động cơ đồng bộ 9 Mức độ xê dịch của rotor so với từ trường quay của stator tỉ lệ nghịch với mô men tải. Vì vậy khi mô men tải tăng cao thì sự xê dịch này càng lớn, khi chúng lệch nhau 90o, ngay lập tức rotor sẽ mất đồng bộ với từ trường quay và tốc độ rotor giảm đi rất nhiều. Xa hơn nữa là dòng điện của đông cơ tăng vọt và động cơ gầm rú lên. Các thiết bị bảo vệ thường được cài đặt trên động cơ đồng bộ để đảm bảo động cơ không bị hư hại xảy ra khi mất đồng bộ. Mô men tải khi mất đồng bộ gọi mômen mất đồng bộ 9
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 3 9 Điều này có lẽ được minh họa, dòng kích từ cao cho phép mô men mất đồng bộ lớn. Đồ thị về sự thay đổi mô men mất đồng bộ theo dòng kích từ thể hiện trên Hình 3-6 nói lên rằng mô men mất đồng bộ tăng tuyên tính theo dòng kích từ Hình 3-6. Mô men mất đồng bộ tăng tuyến tính theo dòng kích từ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM : 1.Kết nối thiết bị như Hình 3-7. Trên khối SynchroNous Motor/Generator thiết lập EXCITER ở vị trí O (open) và vặn núm ngược chiều kim đồng hồ hết mức. 2. Thiết lập bộ điều khiển khối Prime Mover/Dynamometer như sau: Công tắc MODE DYN Công tắc LOAD CONTROL MODE MAN Núm LOAD CONTROL MIN ( ngược kim đồng hồ hết mức ) Công tắc DISPLAY TORQUE ( T ) 10
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 3 Hình 3-7. Kết nối động cơ đồng bộ với máy đo mô men I. Mô men mất đồng bộ của động cơ đồng bộ 3. Bật nguồn và xoay núm điều chỉnh điện áp để điện áp dây hiển thị trên E1 bằng với điện áp dây định mức của động cơ đồng bộ. Đợi cho tốc độ động cơ ổn định. 4. Giá trị dòng IF của động cơ động cơ đồng bộ chỉ thị trên I3 IF = Trên khối Prime Mover/Dynamometer, vặn từ từ núm LOAD CONTROL cùng chiều kim đồng hồ cho tới khi mất đồng bộ. Quan sát mô men cũng như là dòng điện của động cơ hiển thị trên T và I1 của cửa sổ đo lường. Ghi lại kết quả 11
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 3 TPULL OUT = ILINE = Kết quả dòng điện và tốc độ động cơ hiển thị trên I1 và N trên cửa sổ đo lường. ILINE = ¾ Nhận xét : Tắt nguồn, vặn EXCITER về vị trí O (close). 5. Trên khối Prime Mover/Dynamometer, vặn từ từ núm LOAD CONTROL về MIN (CCW hết cỡ) ¾ Nhận xét : 6. Kích từ ở các vị trí 1/4, 1/2, 3/4 và vị trí cực đại, ứng với mỗi vị trí ghi lại giá trị IF, TPULL OUT Kích từ ở vị trí 1/4 IF = TPULL OUT = Kích từ ở vị trí 1/2 IF = TPULL OUT = Kích từ ở vị trí 3/4 IF = TPULL OUT = Kích từ ở vị trí cực đại IF = TPULL OUT = 7. Ghi lại các giá trị IF và TPULL OUT có được trong cột I3 và T của bảng số liệu. Tên bảng là DT521. IF ( A ) T pull out ( N.m ) Bảng dữ liệu DT521 8. Trong cửa sổ Graph, xây dựng đặc tuyến TPULL OUT (được thiết lập bởi T) theo IF (được thiết lập bởi I3). Tên đặc tuyến là G521, trục X là dòng kích từ, trục Y là mô men mất đồng bộ. ¾ Nhận xét : 9. Bật nguồn 24V-AC về vị trí O (off), tháo đầu cắm và dây nối 12
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 4 Bài 4 : M ÁY PH ÁT ĐỒNG BỘ BA PHA BÀI 4 – 1 : CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ BA PHA MỤC ĐÍCH : Nghiên cứu và giải thích các đặc tính hoạt động của máy phát đồng bộ ba pha. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 9 Trong các máy phát điện đồng bộ ba pha, nam châm điện của rotor mạnh hơn, từ trường kết với các cuộn dây stator lớn hơn. Hơn nữa, khi điện áp được tạo ra thì tương ứng với sự thay đổi trị số của từ thông biến thiên qua cuộn stator, điều này có thể dễ dàng suy ra rằng tốc độ của rotor nhanh hơn và biên độ điện áp được tạo ra cao hơn. Tóm lại, biên độ của điện áp được tạo ra bởi máy phát điện đồng bộ ba pha thì tương quan với cường độ từ trường của rotor và tốc độ của rotor. 9 Có một mối liên hệ trực tiếp giữa tốc độ rotor và tần số điện áp hình thành trên mỗi cuộn dây stator của máy phát điện đồng bộ. Khi rotor của máy phát điện đồng bộ như Hình 6-1 quay ở tốc độ 1vòng/s thì tần số của điện áp sẽ là 1Hz. Phương trình quan hệ giữa tốc độ quay của rotor với tần số điện áp tạo ra của máy phát điện đồng bộ như sau : f = n/60 ( cho máy phát mà stator chỉ có một cặp cực) Trong đó : f tần số tính bằng Hz n tốc độ quay rotor v/p 9 Tuy nhiên, cuộn dây stator trong các máy phát lớn thường có nhiều cực từ thay vì chỉ một cặp cực như hình 6-1. Kết quả là, tần số cao hơn được tạo ra ứng với tốc độ quay. Tần số của các máy phát điện đồng bộ, bất kể số cặp cực, được xác định bằng cách nhân tốc độ trong phương trình trên với P là số cặp cực. Phương trình xác định tần số điện áp được tạo ra bởi máy phát điện đồng bộ f = n*P /60 ( cho bất kỳ loại máy phát điện đồng bộ nào) Trong đó : f tần số tính bằng Hz n tốc độ quay rotor v/p 9 Chú ý: SynchroNous Motor/Generator của Lab-Volt có hai cực bắc và hai cực nam trên mỗi cuộn dây stator, như vậy là có hai cặp cực. Do đó P = 2 9 Mặc dù có sự khác biệt nhỏ một vài chi tiết kỹ thuật giữa máy điện đồng bộ được thiết kế để vận hành ở chế độ máy phát và chế độ động cơ song cả hai chế độ vận hành đều có thể được chứng minh trên cùng một máy điện đồng bộ. 1
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 4 CÁC BƯỚC THỰC HIỆN : Bước 1 : thiết lập các thiết bị trong làm việc như Hình 3-2, và cài đặt liên quan trên Prime Mover/Dynamo meter. Bước 2 : thay đổi tốc độ và dòng kích từ và quan sát những thay đổi này có tác động đến sự vận hành không tải của máy phát. Bước 3 : thay đổi dòng kích từ của máy phát từng bước, mỗi bước bạn ghi lại số liệu vào bảng với mỗi lần đo. Thay đổi tốc độ của máy phát từng bước và mỗi bước ghi lại số liệu liên quan tới máy phát. Sử dụng những số liệu này để vẽ các đặc tuyến của máy phát điện đồng bộ ba pha. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM : 1. Kết nối thiết bị như Hình 4-2. Trên khối SynchroNous Motor/Generator thiết lập EXCITER vị trí I (close) và vặn núm này 3/4 giá trị cực đại. Hình 4-2. Máy phát đồng bộ kết với động cơ sơ cấp 2. Thiết lập điều khiển Prime Mover/Dynamometer như sau: MODE swicth PRIME MOVER(P.M.) DISPLAY switch SPEED(N) 2
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 4 I.VẬN HÀNH KHÔNG TẢI MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3. Bật nguồn và điều chỉnh điện áp để động cơ sơ cấp quay ở tốc độ định mức của máy phát. Trong cửa sổ Oscilloscope, tiến hành cài đặt liên quan để quan sát sóng điện áp E1, E2, E3 trên mỗi cuộn stator. ¾ Nhận xét : Góc pha xấp xỉ Φ giữa các điện áp là: 4. Trong cửa sổ Oscilloscope, chọn chức năng hiển thị cập nhật liên tục Bật nguồn, vặn từ từ núm điều chỉnh điện áp ngược kim đồng hồ cho tới khi tốc độ của động cơ sơ cấp xấp xỉ với 1000v/p. Quan sát sóng điện áp E1, E2, E3 trong cửa sổ Oscilloscope. ¾ Nhận xét : 5. Trên khối SynchroNous Motor/Generator, vặn EXCITER ngược kim đồng hồ để giảm dòng kích từ IF. Trong khi tiến hành, quan sát sóng điện áp E1, E2, E3 trong cửa sổ Oscilloscope. ¾ Nhận xét : Tắt nguồn, vặn núm điều chỉnh áp CCW hết mức. 3
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 4 II. ĐẶC TÍNH CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ 6. Kết nối như Hình 4-3. Mắc song song 3 điện trở trên Resistive Load để được R1. Hình 4-3. Mạch dùng quan sát sự vận hành không tải của máy phát đồng bộ 7. Trong cửa sổ Metering, thiết lập để đo tần số. B sẽ hiển thị tần số của điện áp phát ra bởi máy phát. Bật nguồn và điều chỉnh áp để động cơ sơ cấp quay với tốc độ định mức của máy phát. 4
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 4 8. Trong cửa sổ Metering, ghi lại điện áp Eo ngõ ra của máy phát, dòng kích từ IF, tốc độ n, và tần số f (hiển thị bởi E1, I3, N, và B) trong bảng số liệu. Thay đổi trị số của R1 và vặn EXCITER để tăng dòng kích từ IF, thực hiện 10 bước với các khoảng chia cho tới mức có thể. Chú ý có thể ngắn mạch R1 để tăng dòng kích từ lên cực đại chỉ thị trong bảng. Mỗi lần thiết lập, điều chỉnh lại điện áp để giữ tốc độ định mức máy phát, ghi số liệu vào bảng 9. Ngắn mạch R1Trên khối SynchroNous Motor/Generator, vặn EXCITER cùng kim đồng hồ hết mức để thiết lập dòng kích từ IF cực đại. Bật nguồn, điều chỉnh lại điện áp để tốc độ động cơ sơ cấp bằng tốc độ định mức của máy phát. Ghi số liệu vào bảng DT611. Tắt nguồn và vặn núm chỉnh áp CCW hết mức . 10. Trong cửa sổ ghi lại số liệu và đặt tên bảng dữ liệu là DT611. E1 ( V ) IF ( A ) f ( Hz ) n ( V/P ) Bảng dữ liệu DT611 11. Tần số điện áp máy phát hiển thị trên cột B của bảng số liệu f = Tính toán theo lý thuyết tấn số điện áp được tạo ra bởi máy phát bằng phương trình sau: f = ¾ Nhận xét : 5
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 4 12. Trong cửa sổ Graph, vẽ đồ thị sự biến đổi của điện áp ngõ ra Eo của máy phát theo dòng kích từ IF. Đặt tên đồ thị G611, trục x là dòng kích từ, trục y là điện áp ngõ ra. ¾ Nhận xét : 13. Bật nguồn và vặn EXCITER để thiết lập dòng kích từ IF trên đồng hồ I3 có giá trị được trong bảng DT612. 14. Trong cửa sổ Metering, ghi lại điện áp Eo ngõ ra của máy phát, dòng kích từ IF, tốc độ n, và tần số f (hiển thị bởi E1, I3, N, và B) trong bảng số liệu. Bật Power Supply chỉnh điện áp để tốc độ động cơ sơ cấp tăng với lượng gia tăng là 200v/p cho mỗi lần thực hiện. Ghi lại số liệu vào bảng DT612. 15. Khi tất cả số liệu đã được ghi và tắt nguồn. 16. Trong cửa sổ Graph, vẽ đồ thị sự biến thiên của điện áp ngõ ra Eo của máy phát theo tốc độ n, đặt tên đồ thị G612, trục x là tốc độ n, trục y là điện áp ngõ ra. E1 ( V ) IF ( A ) f ( Hz ) n ( V/P ) 0.186 0.186 0.186 0.186 0.186 0.186 0.186 0.186 0.186 0.186 0.186 0.186 Bảng dữ liệu DT612 ¾ Nhận xét : 17. Trong cửa sổ Graph, vẽ đồ thị sự biến đổi của tần số f của máy phát theo tốc độ n, đặt tên đồ thị G612, trục x là tốc độ n, trục y là tần số. ¾ Nhận xét : 18. Bật nguồn 24V-AC về vị trí O (off ), tháo các module và dây nối. 6
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 4 Bài 4-2: CÁC ĐẶC TÍNH ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP MỤC ĐÍCH : Tìm hiểu các đặc tuyến điều chỉnh điện áp của máy phát điện đồng bộ. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM : 1. Kết nối thiết bị như Hình 4-4. Trên khối SynchroNous Motor/Generator, thiết lập bộ kích từ ở vị trí I (close) và vặn núm EXCITER ở vị trí giữa. 2. Thiết lập điều khiển Prime Mover/Dynamometer như sau: MODE swicth PRIME MOVER(P.M.) DISPLAY switch SPEED(N) Hình 4-4. Máy phát có tải và kết nối với động cơ sơ cấp 7
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 4 I. CÁC ĐẶC TÍNH THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP 3. Bật nguồn và điều chỉnh điện áp để động cơ sơ cấp quay ở tốc độ định mức của máy phát. 4. Trên khối SynchroNous Motor/Generator, thiết lập EXCITER để mà áp dây ngõ ra Eo(chỉ thị bởi E1 trong cửa sổ Metering) bằng giá trị định mức . 5. Trong cửa sổ Metering, ghi lại Eo, Io, IF, và n (chỉ thị bởi E1, I1, I3, và N) ghi vào bảng số liệu. 6. Thiết lập trên mô đun Resistive Load để được R1, R2, và R3 giảm theo từng bước như trong trong bảng dữ liệu DT621. Mỗi giá trị của điện trở, điều chỉnh lại điện áp nguồn để tốc độ của động cơ sơ cấp bằng với tốc độ định mức của máy phát đồng bộ, ghi số liệu vào bảng Rtd ( Ω ) E0 ( V ) I0 ( A ) IF ( A ) n ( V/P ) R1 0.305 R2 0.305 R1//R2 0.305 R3 0.305 R1//R3 0.305 R2//R3 0.305 R1//R2//R3 0.305 Bảng dữ liệu DT621 7. Khi tất cả các số liệu đã được ghi lại, vặn núm điều chỉnh điện áp CCW hết mức và tắt nguồn 8. Trong cửa sổ Graph, vẽ đồ thị về sự biến đổi của điện áp ngõ ra Eo của máy phát theo dòng theo dòng điện ngõ ra Io, đặt tên đồ thị G621, trục x là dòng ngõ ra, trục y là điện áp ngõ ra. ¾ Nhận xét : 9. Thay thế tải trở ba pha kết nối với ngõ ra của máy phát (điểm A, B, C trên Hình 4-4) bằng tải cảm ba pha Hình 4-5a. Các công tắc của mô đun tải cảm được hở ra 8
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 4 Hình 4-5. Tải cảm và tải dung ba pha 10. Bật nguồn và thiết lập núm điều chỉnh điện áp để tốc độ động cơ sơ cấp bằng với tốc độ định mức của máy phát đồng bộ. Điều chỉnh kích từ để điện áp dây ngõ ra Eo bằng giá trị định mức. Trong cửa sổ Metering, ghi lại Eo, Io, IF, và n ghi vào bảng số liệu 11. Thiết lập trên mô đun tải để được X1, X2, và X3 giảm theo từng bước. Mỗi giá trị của điện kháng, điều chỉnh lại điện áp nguồn để tốc độ của động cơ sơ cấp bằng với tốc độ định mức của SynchroNous Motor/Generator, ghi số liệu vào bảng DT622. Xtd ( Ω ) E0 ( V ) I0 ( A ) IF ( A ) n ( V/P ) X1 0.305 X2 0.305 X1//X2 0.305 X3 0.305 X1//X3 0.305 X2//X3 0.305 X1//X2//X3 0.305 Bảng dữ liệu DT622 12.Khi tất cả các số liệu đã được ghi lại, vặn núm điều chỉnh điện áp CCW hết mức và tắt nguồn 13. Trong cửa sổ đồ hoạ, vẽ đồ thị sự biến đổi của điện áp ngõ ra Eo của máy phát theo dòng theo dòng điện ngõ ra Io, đặt tên đồ thị G622, trục x là dòng ngõ ra, trục y là điện áp ngõ ra. 9
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 4 ¾ 14. Nhận xét : 15. Thay thế tải cảm ba pha kết nối với ngõ ra của máy phát (điểm A, B, C trên Hình 4-3) bằng tải dung ba pha Hình 4-4b. Chắc rằng các công tắc của mô đun tải dung được hở ra. Lặp lại bước trên để xây dựng đồ thị điện áp ngõ ra biến đổi theo dòng ngõ ra cho máy phát đồng bộ cấp nguồn cho tải dung. Đặt tên bảng số liệu và đồ thị là DT623. Ctd ( Ω ) E0 ( V ) I0 ( A ) IF ( A ) n ( V/P ) C1 0.305 C2 0.305 C1//C2 0.305 C3 0.305 C1//C3 0.305 C2//C3 0.305 C1//C2//C3 0.305 Bảng dữ liệu DT623 ¾ Nhận xét : 16. Bật nguồn 24V-AC về vị trí O (off), tháo đầu cắm và dây nối 10
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 4 Bài 4-3: ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP VÀ TẦN SỐ MỤC ĐÍCH : Tìm hiểu sự thay đổi điện áp và tần số của máy phát đồng bộ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM : 1. Kết nối thiết bị như Hình 4-6. Mở tất cả các công tắc trên mô đun tải trở, tải cảm, và dung. Thiết lập kích từ ở vị trí I (close) và vặn kích từ ở vị trí giữa. 2. Thiết lập điều khiển Prime Mover/Dynamometer như sau: MODE swicth .PRIME MOVER(P.M.) DISPLAY switch SPEED(N) Hình 4-6. Máy phát có tải và kết nối với động cơ sơ cấp 11
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 4 I.ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI ĐẾN ĐIỆN ÁP VÀ TẦN SỐ NGÕ RA 3. Bật nguồn và điều chỉnh điện áp để động cơ sơ cấp quay ở tốc độ định mức của máy phát. 4. Thiết lập kích từ để điện áp dây ngõ ra Eo bằng giá trị định mức.Ghi lại giá trị điện áp ngõ ra Eo và và tấn số f (chỉ thị trên B). Eo(định mức) = f(định mức) = 5. Trên mô đun Resistive Load, thiết lập các điện trở R1, R2, R3 sau: Chọn tải R1//R2 = 880Ω Giá trị Eo và tấn số: Eo= f= ¾ Nhận xét : 6. Trên mô đun Inductive Load, thiết lập các L1, L2, L3 có giá trị như sau: Chọn tải L1//L2 = 880Ω Điện áp ngõ ra và tần số: Eo= f = ¾ Nhận xét : 7. Trên mô đun Capacitive Load, thiết lập các C1, C2, C3 có giá trị như sau: Chọn tải C1//C2 = 880Ω Điện áp ngõ ra và tần số: 12
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 4 Eo= F = ¾ Nhận xét : 8. So sánh ảnh hưởng của tải trở, tải cảm, và tải dung lên điện áp ngõ ra của máy phát II. ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP VÀ TẦN SỐ 9. Trên mô đun Inductive Load, thiết lập các L1, L2, L3 có giá trị như sau : Điều chỉnh lại điện áp nguồn và kích từ để điện áp ngõ ra và tấn số đạt giá trị định mức. f = , E0 = 10. Trên mô đun Capacitive Load, thiết lập các C1, C2, C3 có giá trị như bảng sau : Điều chỉnh lại điện áp nguồn và kích từ để điện áp ngõ ra và tấn số đạt giá trị định mức. E0 = , f = 11. Trên mô đun Resistive Load, thiết lập các R1, R2, R3 có giá trị như bảng sau : Điều chỉnh lại điện áp nguồn và kích để điện áp ngõ ra và tấn số đạt giá trị định mức. E0 = , f= ¾ Nhận xét : 12. Tắt nguồn và vặn núm điều chỉnh điện áp CCW hết cỡ. Bật nguồn 24V-AC về vị trí O (off), tháo đầu cắm và dây nối. 13
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 Bài 5 : ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU BÀI 5 – 1 : ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP MỤC ĐÍCH : Nghiên cứu và giải thích được đường đặc tính của động cơ DC kích từ độc lập. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 9 Động cơ DC được hình thành theo nguyên lý cơ bản là nam châm không đổi ( stator ) và nam châm thay đổi (rotor ). Hình 5-1: Động cơ DC đơn giản với stator là một nam châm điện 9 Khi nguồn cung cấp cho nam châm điện stator là nguồn DC riêng thì động cơ xem là động cơ DC kích từ độc lập. Dòng qua stator gọi là dòng kích từ vì nó tạo ra từ trường cố định. Tính chất điện và cơ của động cơ DC được hiểu như sơ đồ mạch điện tương đương hình 5-2.Trong mạch, EA là điện áp cấp nguồn đến chổi than, IA là dòng đi qua chổi than. Chú ý: Khi motor quay điện áp cảm ứng ECEMF tỉ lệ với tốc độ, điện áp được tạo ra khi cấp nguồn DC như sơ đồ mạch tương đương hình 5-2. Từ thông tỉ lệ với dòng điện cảm ứng IA. Động cơ có 2 tính chất cơ bản . Quan hệ giữa tốc độ n và điện áp cảm ứng ECEMF, quan hệ giữa mô men T và dòng điện cảm ứng. n= K1x ECEMF và T= K2 x IA K1 và K2 là hằng số là đơn vị r/min/v và N.m/A. 9 Động cơ DC khi không tải thì dòng điện cảm ứng IA có giá trị rất thấp như sơ đồ mạch hình 2-8. Điện áp ERA được xem như là điện áp phần ứng EA. Vì vậy quan hệ gữa tốc độ n và điện áp phần ứng là một đường thẳng bởi vì ECEMF tỉ 1
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 lệ với tốc độ n, đường thẳng quan hệ được minh hoạ như hình 5-3 có độ dốc nghiêng K1. Hìmh 5-2: Sơ đồ mạch tương đương của động cơ DC. Hình 5-3: Đường thẳng quan hệ giữa tốc độ và điện áp cảm ứng. Quan hệ giữa điện áp EA và tốc độ n là một đường thẳng, động cơ DC chuyển đổi điện áp như hình 5-4. 2
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 Hình 5-4: quan hệ giữa tốc độ và điện áp của động cơ DC Hình 5-5: Đường thẳng quan hệ giữa mô men và dòng điện phần ứng của động cơ. Hình 5-6: Sự chuyển đổi dòng sang mô men của động cơ DC 3
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 9 Khi dòng phần ứng IA tăng, điện áp rơi trên điện trở phần ứng ERA tăng . Điện áp phần ứng EA xem tương đương như ECEMF, nhưng thật ra nó là tổng của ERA và ECEMF như phương trình sau: EA= ECEMF + ERA 9 Vì vậy khi kết nối điện áp phần ứng EA với động cơ DC, điện áp rơi trên điện trở phần ứng ERA tăng, dòng điện phần ứng do điện áp ECEMF giảm xuống nên tốc độ n giảm xuống và tỷ lệ với ECEMF. Hình 2-13 minh hoạ biểu đồ tốc độ tỷ lệ nghịch với dòng điện phần ứng và điện áp phần ứng EA. Hình 5-6: Tốc độ động cơ giảm dòng điện phần ứng tăng ( điện áp phần ứng không thay đổi ). 9 Để thay đổi đặc tính của động cơ DC kích từ độc lập bằng cách thay đổi lực từ của nam châm cố định bằng nam châm điện stator. Dòng kích từ IF tạo ra từ trường cố định trong động cơ DC. Một biến trở mắc nối tiếp với cuộn dây nam châm điện sử dụng để thay đổi dòng kích từ. 9 Hình 5-7 minh hoạ quan hệ giữa tốc độ với điện áp phần ứng và quan hệ giữa mô men với dòng điện phần ứng. Tác dụng kích từ độc lập của động cơ DC là khi dòng kích từ giảm xuống giá trị nhỏ nhất hằng số k1 trở nên rất lớn và hằng số k2 trở nên nhỏ. Cách này làm cho động cơ quay nhanh hơn nhưng không vượt quá giá trị danh định của điện áp phần ứng. Tuy nhiên mô men tăng lên nhưng không vượt qua giá trị danh định của dòng điện phần ứng. 9 Có thể thiết lập dòng kích từ của động cơ DC kích từ độc lập lớn hơn giá trị danh định trong khoảng thời gian ngắn. Tác dụng của quan hệ giữa tốc độ – điện áp phần ứng và quan hệ mô men – dòng điện phần ứng Hằng số k1 nhỏ hơn và k2 lớn hơn . Kết quả mô men tăng trong suốt khoảng thời gian động cơ hoạt động nhưng không được quá điện áp phần ứng. Tăng dòng kích từ trong quá trình đang tăng mô men của động cơ đạt được gia tốc nhanh hơn. 9 Lực từ của nam châm vĩnh cửu trong động cơ điện DC thay đổi bằng cách thay đổi vật liệu làm bằng nam châm điện stator. Nam châm điện phần ứng hoặc vùng từ trường của nam châm điện có thể là cuộn dây mắc rẽ mắc trực tiếp với nguồn DC như là động cơ DC kích từ độc lập. Cuộn dây mắc rẽ này cũng có 4
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 thể kết nối song song với phần ứng của động cơ DC. Từ trường của nam châm điện là cuộn dây nối tiếp, cuộn cảm gồm vài cuộn dây nối tiếp với phần ứng. Kết hợp cuộn dây mắc rẽ, mắc nối tiếp để tạo nên nam châm điện. 9 Vật liệu làm nam châm điện khác nhau hình thành nên các loại đặc tính khác nhau của động cơ DC khi nguồn DC không đổi. Hình 5-7: Tác dụng của hằng số K1 và K2 làm giảm dòng kích từ xuống giá trị danh định CÁC BƯỚC THỰC HIỆN : Bước 1 : Thiết lập dụng cụ trong trạm làm việc. Kết nối thiết bị như hình 5-8. Bước 2: Đo trở kháng phần ứng RA trong động cơ / Máy phát DC. Không thể đo trở kháng phần ứng RA trực tiếp bằng Ohmmeter bởi vì không có đường đặc tính nào cho kết quả chính xác khi IA quá thấp. Sử dụng điện trở phần ứng RA nối với nguồn DC và đo điện áp tạo ra dòng điện định mức trong cuộn dây phần ứng. Khi không kết nối nguồn với nam châm điện stator máy điện sẽ không quay. Vì vậy ECEMF bằng 0 và tỷ lệ với điện áp phần ứng EA và dòng điện phần ứng IA tác động trực tiếp đến điện trở phần ứng RA. Bước 3: Đo dữ liệu và vẽ đồ thị về tốc độ n của động cơ thay đổi theo điện áp phần ứng để chứng minh rằng tốc độ của động cơ kích từ độc lập tỷ lệ với điện áp phần ứng trong điều kiện không tải. 5
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 Bước 4: Đo dữ liệu và vẽ biểu đồ về mô men động cơ T thay đổi theo dòng điện phần ứng IA để chứng minh rằng mô men của động cơ kích từ độc lập tỷ lệ với dòng điện phần ứng. Bước 5: Chứng minh rằng điện áp phần ứng EA sẽ được cài đặt với giá trị cố định, tốc độ của động cơ DC kích từ độc lập giảm xuống, mô men hoặc dòng phần ứng tăng lên vì điện áp rơi trên điện trở phần ứng tăng lên. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM : 1. Thiết lập mạch động cơ kích từ độc lập như hình 5-8. Hở mạch tại 2 điểm A, B. 2. Thiết lập động cơ kéo, lực kế như sau: Công tắc DYN Công tắc điều khiển tải MAN Nút điều khiển tải .MAX (fully CW) Công tắc hiển thị tốc độ ( N) 6
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 Hình 5-8: Động cơ DC kích từ độc lập kết nối với moment kế. I. Xác định điện trở phần ứng 3. Mở nguồn và điều chỉnh để điện áp và dòng điện phần ứng đạt được giá trị định mức là EA và IA. Chỉ định ở E1 và I1 trong cửa sổ đo lường. E1 RA = = I1 7
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 4. Vặn nút điều khiển điện áp theo chiều ngược kim đồng hồ và tắt nguồn ( OFF ). II. TỐC ĐỘ THAY ĐỔI THEO ĐIỆN ÁP PHẦN ỨNG 5. Mở nguồn. Trên động cơ sơ cấp / lực kế cài đặt nút điều chỉnh tải về vị trí MIN ( fully CCW ) 6. Trên cửa sổ đo lường, chọn chức năng đo mô men T. Đo T ở đầu ra của động cơ DC. Ghi lại giá trị tốc độ, điện áp phần ứng EA, dòng phần ứng, dòng kích từ IF, và mô men T của động cơ DC. Trên nguồn áp, thiết lập nút điều khiển điện áp 10%, 20%, 30% tới 100%. Mục đích tăng điện áp phần ứng EA theo từng cấp. Mỗi lần thay đổi chờ đến khi tốc độ đạt đến trạng thái ổn định và ghi lại giá trị đó. Giữ nguyên IF= 0.3A, T = 0N.m. Phần trăm điện áp Line voltage Tốc độ %EA ( % ) EA ( V ) N ( v/p ) 10 22 20 44 30 66 8
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 40 88 50 110 60 132 70 154 80 176 90 198 100 220 Bảng dữ liệu DT211 7. Xoay nút điều khiển điện áp theo hướng ngược chiều kim đồng hồ và tắt nguồn. 8. Trong cửa sổ đồ hoạ vẽ đồ thị quan hệ giữa tốc độ n và điện áp phần ứng. Tên của đồ thị là G211, tên trục x là điện áp phần ứng, tên của trục y là tốc độ của động cơ DC. ¾ Nhận xét : 9. Sử dụng 2 điểm cuối trong biểu đồ G211 để tính độ dốc K1. Giá trị của những điểm này nằm trong bảng DT211. n2 − n1 K1= E2 − E1 III.MÔMEN CỦA ĐỘNG CƠ THAY ĐỔI THEO DÒNG ĐIỆN PHẦN ỨNG 10. Mở nguồn. Trên động cơ / Máy phát DC, điều chỉnh lại biến trở để dòng chỉ định trên I2 . Trên bộ nguồn cài đặt nút điều khiển điện áp để cho tốc độ động cơ DC đạt được 1072 Vòng/ phút. EA = , IA= 13. Trong cửa sổ đồ hoạ vẽ đồ thị mô men và dòng điện phần ứng IA của động cơ DC kích từ độc lập. Tên của đồ thị là G212, tên trục x là dòng phần ứng, tên của trục y là mô men của động cơ DC. 9
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 Line Field Dòng điện phần Mô men Tốc độ voltage current ứng tải EA ( V ) IF ( A ) IA( A ) T ( N.m ) N ( v/p ) 220 0.3 0 220 0.3 0.2 220 0.3 0.4 220 0.3 0.6 220 0.3 0.8 220 0.3 1 220 0.3 1.2 220 0.3 1.4 220 0.3 1.6 220 0.3 1.8 220 0.3 2 Bảng dữ liệu DT212 ¾ Nhận xét : 14. Sử dụng 2 điểm cuối của đường đặc tính trong đồ thi G212 để tính độ dốc K2. Giá trị của những điểm này nằm trong bảng DT212. T 2 −T1 K2= I 2 − I1 IV. TỐC ĐỘ GIẢM THEO SỰ THAY ĐỔI DÒNG ĐIỆN PHẦN ỨNG 15. Sử dụng điện trở phần ứng và hằng số K1 đo điện áp phần ứng EA, xác định tốc độ n cho mỗi giá trị dòng điện phần ứng. ERA = IA xRA ECEMF = EA – ERA n = ECEMF x K1 Khi IA = 0.5A ERA = 10
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 ECEMF = n = Khi IA = 1A ERA = ECEMF = n = Khi IA = 1.5A ERA = ECEMF = n = Khi dòng điện phần ứng tăng lên thì tốc độ của động cơ DC giảm xuống. 16. Trong cửa sổ đồ hoạ vẽ đồ thị tốc độ của động cơ n thay đổi theo dòng điện phần ứng IA của động cơ DC kích từ độc lập. Tên của đồ thị là G212-1, tên của trục x là dòng điện phần ứng, tên của trục y là tốc độ. ¾ Nhận xét : 17. Trong cửa sổ đồ hoạ vẽ đồ thị mô men – tốc độ của động cơ DC kích từ độc lập. Tên của đồ thị là G212-2, tên của trục x là mô men, tên của trục y là tốc độ kích từ độc lập, in đồ thị. ¾ Nhận xét : 18. Bật công tắc nguồn 24 VAC sang vị trí Off và tháo gỡ bỏ tất cả các dây. 11
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 Bài 5-2: ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ NỐI TIẾP, SONG SONG VÀ HỖN HỢP MỤC ĐÍCH : Xác định tác dụng của dòng kích từ, xác định được đường đặc tính kích từ nối tiếp, song song và hỗn hợp của động cơ DC. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM : I. ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ – MÔ MEN CỦA ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ NỐI TIẾP. 1. Kết nối và khảo sát mạch điện động cơ DC kích từ nối tiếp như hình 5-9. Hình 5-9: động cơ kích từ nối tiếp kết nối với moment kế 2. Mở nguồn và điều chỉnh điện áp để điện áp phần ứng EA chỉ định bởi E1. Động cơ DC kích từ nối tiếp sẽ khởi động quay. 3. Trong cửa sổ đo lường, đo T được chọn. Ghi lại tốc độ động cơ n, mô men phát ra, điện áp phần ứng EA, và dòng điện phần ứng IA ( chỉ định bởi N, T, E1, và I1 ) trong bảng dữ liệu. 12
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 Điều chỉnh nút LOAD CONTROL để mô men tăng mỗi lần 0.2N.m. Mỗi lần thiết lập mô men phải điều chỉnh lại điện áp của nguồn cấp để duy trì điện áp phần ứng EA đợi cho tới khi tốc độ ổn định và ghi dữ liệu vào bảng. Điện áp phần Dòng điện phần Mô men T ( Nm ) Tốc độ động cơ ứng EA ( V ) ứng IA ( A ) DC n ( V/P ) 220 0 220 0.2 220 0.4 220 0.6 220 0.8 220 1 220 1.2 220 1.4 220 1.6 220 1.8 220 2 Bảng dữ liêu DT223 4. Khi tất cả dữ liệu đã ghi, điều chỉnh LOAD CONTROL đến vị trí MIN ( fully CCW ) điều chỉnh điện áp theo hướng ngược chiều kim đồng hồ và tắt nguồn . 13
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 5. Trong cửa sổ đồ hoạ, khảo sát biểu đồ về tốc độ - mô men của động cơ DC kích từ nối tiếp. Tên của biểu đồ là G223, tên của trục x là mô men , tên của trục y là tốc độ. ¾ Nhận xét : 6. Tắt nguồn ( OFF ), tháo gỡ tất cả các dây nối và tải. II. ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ - MÔ MEN CỦA ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ SONG SONG 9 Quan sát đặc tính tốc độ – mômen của động cơ kích từ song song và so sánh động cơ DC có kích từ độc lập với động cơ kích từ song song. Để làm được điều đó phải lắp ráp mạch điện như hình 5-10. Thực hiện tương tự. 9 Tên của bảng dữ liệu và của biểu đồ là DT224 và G224. So sánh đặc tính tốc độ – mô men của động cơ kích từ song song ( đồ thị G224 ) với đặc tính tốc độ – mô men của động cơ có kích từ độc lập ( đồ thị G212-2 ) và đặc tính tốc độ – mô men của động cơ mắc nối tiếp (biểu đồ G223). Hình 5-10: Mạch động cơ kích từ song song 14
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 Line Field Dòng điện phần Mô men tảiTốc độ voltage current ứng EA ( V ) IF ( A ) IA( A ) T ( N.m ) N ( v/p ) 220 0.3 0 220 0.3 0.2 220 0.3 0.4 220 0.3 0.6 220 0.3 0.8 220 0.3 1 220 0.3 1.2 220 0.3 1.4 220 0.3 1.6 220 0.3 1.8 220 0.3 2 Bảng dữ liệu DT224 ¾ Nhận xét : 15
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 III. ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ - MÔ MEN CỦA ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỨ HỖN HỢP. 9 Quan sát đặc tính tốc độ thay đổi theo mô men của một động cơ kích từ hỗn hợp và so sánh đặc tính đó với đặc tính của những động cơ khác. Để làm được điều đó phải tắt nguồn và lắp ráp động cơ DC kích từ hỗn hợp như hình 5-11. 9 Tên của bảng dữ liệu và của biểu đồ là DT225 và G225. So sánh đặc tính tốc độ thay đổi theo mô men của động cơ kích từ hỗn hợp ( biểu đồ G225 ) với những đặc tính tốc độ – mô men của động cơ DC khác ( biểu đồ G212-2, G223 và G224 ). Hình 5-11: Mạch động cơ kích từ hỗn hợp 16
Thí Nghiệm Máy Điện Bài 5 Line Field Dòng điện phần Mô men Tốc độ voltage current ứng tải EA ( V ) IF ( A ) IA( A ) T ( N.m ) N ( v/p ) 220 0.3 0 220 0.3 0.2 220 0.3 0.4 220 0.3 0.6 220 0.3 0.8 220 0.3 1 220 0.3 1.2 220 0.3 1.4 220 0.3 1.6 220 0.3 1.8 220 0.3 2 Bảng dữ liệu DT225 ¾ Nhận xét 17
Baûng giaù trò ñieän trôû, ñieän khaùng, ñieän dung öùng vôùi vò trí cuûa caùc naác ñieàu chænh 4400 Ω 2200 Ω 1100 Ω Toång trôû (Ω) 0 0 0 ∞ 1 0 0 4400 0 1 0 2200 1 1 0 1467 0 0 1 1100 1 0 1 880 0 1 1 733 1 1 1 629