kyÕ thuaÄt ÑieÄn 2ewem.dee.hcmut.edu.vn/image/data/tai-lieu/hdthinghiemktd... · 2016-05-11 ·...

ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP HOÀ CHÍ MINH TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA

Nguyeãn Kim Ñính (chuû bieân) - Nguyeãn Vaên Thöôïng Nguyeãn Höõu Troïng - Nguyeãn Theá Kieät - Leâ Duy Tuøng

HÖÔÙNG DAÃN THÍ NGHIEÄM

KYÕ THUAÄT ÑIEÄN 2

TP HOÀ CHÍ MINH – 2006

MUÏC LUÏC

GIÔÙI THIEÄU CHUNG 3 Baøi taäp 1 6 Baøi taäp 2 7 Baøi taäp 3 8 Baøi taäp 4 10

Phaàn I: MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU 17

Baøi 1: ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU A. Lyù thuyeát 11 B. Höôùng daãn thí nghieäm 15 C. Baùo caùo thí nghieäm 18

Baøi 2: MAÙY PHAÙT ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU A. Lyù thuyeát 22 B. Höôùng daãn thí nghieäm 25 C. Baùo caùo thí nghieäm 29

Phaàn II: MAÙY BIEÁN AÙP

Baøi 3: MAÙY BIEÁN AÙP MOÄT PHA A. Lyù thuyeát 32 B. Höôùng daãn thí nghieäm 36 C. Baùo caùo thí nghieäm 39

Phaàn III: MAÙY ÑIEÄN ÑOÀNG BOÄ Baøi 5: MAÙY PHAÙT ÑIEÄN ÑOÀNG BOÄ A. Lyù thuyeát 44 B. Höôùng daãn thí nghieäm 46 C. Baùo caùo thí nghieäm 49

Baøi 6: ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN ÑOÀNG BOÄ (ÑCÑB) A. Lyù thuyeát 52 B. Höôùng daãn thí nghieäm 55 C. Baùo caùo thí nghieäm 58

PHAÀN IV: ÑOÄNG CÔ KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ

Baøi 7: ÑOÄNG CÔ KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ ROTOR LOÀNG SOÙC A. Lyù thuyeát 61 B. Höôùng daãn thí nghieäm 64 C. Baùo caùo thí nghieäm 68

Baøi 8: ÑOÄNG CÔ KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ ROTOR DAÂY QUAÁN A. Lyù thuyeát 72 B. Höôùng daãn thí nghieäm 76 C. Baùo caùo thí nghieäm 79

GIỚI THIỆU 3

GIÔÙI THIEÄU CHUNG

Trong quaù trình tieán haønh thí nghieäm, sinh vieân seõ tieáp xuùc vôùi boán nhoùm maùy ñieän, bao goàm: - Maùy ñieän moät chieàu (MÑMC) goàm hai baøi thí nghieäm: ñoäng cô moät chieàu

(ÑCMC) vaø maùy phaùt ñieän moät chieàu (MPMC). - Maùy bieán aùp (MBA) moät pha. - Maùy ñieän ñoàng boä (MÑÑB) goàm hai baøi: ÑCÑB vaø MPÑB

- Maùy ñieän khoâng ñoàng boä: ÑCKÑB rotor loàng soùc vaø ÑCKÑB rotor daây quaán.

Trong taøi lieäu naøy seõ ñeà caäp ñeán noäi dung cuûa caùc baøi thí nghieäm vaø phaàn giaûi thích toång quaùt caùc ñöôøng ñaëc tuyeán cuûa caùc maùy ñieän. Ñeå tìm hieåu saâu hôn veà lyù thuyeát maùy ñieän, sinh vieân caàn tham khaûo theâm caùc taøi lieäu chuyeân veà maùy ñieän.

Ñeå phuïc vuï cho thí nghieäm, ngoaøi caùc maùy ñieän chính, chuùng ta coøn caàn caùc thieát bò ño löôøng khaùc: amper keá (A); volt keá (V); watt keá (W), toác ñoä keá (nv/p)....

Vôùi bieán doøng (BI) duøng bieán ñoåi doøng ñieän luoân ñi keøm vôùi caùc thieát bò ño löôøng amper keá (A) vaø watt keá (W).

Bieán trôû (VR) duøng thay ñoåi giaù trò ñieän trôû R. Tuøy theo phöông thöùc ñieàu chænh, chuùng ta coù theå chia thaønh hai loaïi bieán trôû: - Bieán trôû chænh tinh (chænh mòn), thay ñoåi giaù trò ñieän trôû lieân tuïc (thöôøng

kyù hieäu laø Rkñ hay Rkp). - Bieán trôû chænh nhaûy caáp (chænh thoâ), thay ñoåi giaù trò ñieän trôû khoâng lieân

tuïc (thöôøng ñöôïc kyù hieäu laø RT hay Rm).

Caùc thieát bò ño löôøng söû duïng trong phoøng thí nghieäm maùy ñieän laø caùc loaïi ñoàng hoà ño chæ thò duøng kim. Khi söû duïng caùc loaïi ñoàng hoà ño treân, sinh vieân caàn chuù yù ñeán hai thoâng soá sau: - Taàm ño (TÑ): giaù trò lôùn nhaát coù theå ño ñöôïc vaø ñöôïc ghi treân maët cuûa

ñoàng hoà ño (H.1). - Thang ño (ThÑ): giaù trò lôùn nhaát treân thang ño.

0

7

10

5A

H.1

GIỚI THIỆU 4

Ví duï: Trong hình 1, amper keá coù: TÑ - 5A vaø ThÑ: 10 vaïch.

Goïi K laø heä soá ño:

5,010

5===

vaïch

A

ThÑ

TÑK A/vaïch

vôùi K laø giaù trò ño cuûa moät vaïch chia.

Khi laøm thí nghieäm, sinh vieân ghi giaù trò α (chæ soá cuûa kim ñoàng hoà) vaø ghi giaù trò K. Sau quaù trình thí nghieäm, sinh vieân thöïc hieän tính toaùn quy ñoåi caùc giaù trò ño ñöôïc trong khi thí nghieäm luùc laøm baøi baùo caùo thöïc taäp (thöïc hieän ôû nhaø). Ví duï: Vôùi amper keá trong hình 0.1, ta coù K = 0,5 A/vaïch; α = 7 vaïch

Nhö vaäy, giaù trò doøng ñieän thöïc söï ño ñöôïc laø: I = K.α = 0,5 A/vaïch × 7 vaïch = 3,5A

Toùm laïi, ta coù quan heä: I = K.α; U = K.α; W = K.α

Chuù yù: Khi ño coâng suaát W caàn chuù yù: coâng suaát ño P = U.I.cosϕ Ñoàng hoà ño coâng suaát (W) ño ñuùng vôùi giaù trò cosϕ (0 ≤ cosϕ ≤ 1). Vôùi cosϕ = 1 ta coù P = U.I

Nhö vaäy, taàm ño (TÑ) cuûa watt keá coù hai giaù trò: TÑ (I); TÑ (U) vaø:

5,0)().(===

ThÑ

UTÑITÑ

ThÑ

TÑK

Trong tröôøng hôïp ño coâng suaát cuûa maïch 3 pha (coâng suaát ñieän tieâu thuï cuûa ÑCKÑB 3 pha), ta duøng phöông phaùp ño baèng hai watt keá theo hình 2.

Coâng suaát 3 pha: P3 pha = P1 ± P2 = PA ± PB

Caàn chuù yù daáu (+) vaø (–): khi kim cuûa watt keá chæ aâm (–), ta caàn ñoåi chieàu cuûa caàu dao ñeå ñoïc giaù trò α cuûa watt keá. Bieán doøng (BI): duøng ñeå taêng hay giaûm doøng ñieän qua A, W.

Do taàm ño doøng (I) cuûa A, W coù caùc giaù trò 5A, 10A (xem ví duï treân), nhöng doøng ñieän caàn ño coù giaù trò thay ñoåi trong khoaûng töø 0,01A ñeán 150A. Nhö vaäy, muoán ño ñöôïc nhöõng doøng ñieän treân, ñoái vôùi doøng ñieän nhoû ta taêng leân vaø ñoái vôùi doøng lôùn caàn phaûi giaûm tröôùc khi qua A, W.

W

W ÑC

A

B

CC

B

A

Hình 2

GIỚI THIỆU 5

Khi duøng BI ta coù: I = K.α.(BI); W = K.α.(BI) vôùi BI laø tæ soá ngöôïc cuûa bieán doøng.

Bieán trôû VR: bieán trôû thay ñoåi ñieän trôû lieân tuïc (Rkñ, Rkp) khi dòch chuyeån con chaïy.

Bieán trôû thay ñoåi ñieän trôû khoâng lieân tuïc (RT, RM) duøng nuùt ON – OFF. AÁn nuùt ON doøng taêng, aán nuùt OFF doøng giaûm. Khi aán heát caùc nuùt OFF: RT, RM = ∞ (hôû maïch).

Sô ñoà nguyeân lyù cuûa bieán doøng cho treân hình 0.3.

Hình 3 a) BI giaûm 5 laàn (BI/6,5) doøng vaøo 150A vaø doøng qua A 30A

b) BI giaûm 10 laàn (BI/10) doøng vaøo 0,5A vaø doøng qua A 5A

I

150A

5A 30AA

a)

5A

A

0

50

25

10

0

50

25

10

0,5A

I

b)

5A

BÀI TẬP 6

BAØI TAÄP I

Thöïc taäp noái daây trong hình I.2 sao cho ñuùng vôùi sô ñoà hình I.1 Ñieàn teân vaø heä soá duïng cuï ño vaøo baûng I.1.

Hình I.1

Hình I.2

Baûng I.1

STT Teân duïng cuï ño Heä soá ño STT Teân duïng cuï ño Heä soá ño

1 4 2 5 3 6

A

A Ñ R m

iñ KÑ RKÑ

5A

50A

V

UÑ

100V-DC+ _

A RKP

2 2Kp

P

V

E, Upp

A

ip

5A

1 1

50A

Ip RT1

CÑ A

Iñ

100 100V

0 250 100100

0

150

2500

CÑA

A A A V

250V-DC 5A-DC 50A-DC 50A-DC 5A-DC 250V-DC

RT1 RKP KP P KN

1 1

2 2

n

O I

Ñ KÑ RKÑ RM

A B C N

DC

220/110V AC

100V

0

150

A

BÀI TẬP 7

BAØI TAÄP II

Thöïc taäp noái daây trong hình II.2 sao cho ñuùng vôùi sô ñoà hình II.1

Ñieàn teân vaø heä soá duïng cuï ño vaøo baûng I.2.

Hình II.1

Hình II.2

Baûng II.2


1 4

2 5

3 6

A1

220VAC

B1

Variac

V

A2

B2

U1

A

5A 300V

WATT

I1

5A

V

w

mp

U2

W

MpB giaûm 5I1

MBA

RT1

A

B giaûm 10I2

I2

5A

V A A VV W0 15

0 0 0 0

0 ~ ~~~

~

300 500 500 150

150

15V 300V 5A 5A 150V

5A 0 300V

~

~ ~~~~

A2 B2 C2 N2

B1 C1 N1 A1

VARIAC

5A

0 10 25 50

BI-1

MP

W V U

PRI

mp

W V U

SEC

5A

0 10 25 50

BI-2 RT1

A B C N

220/110V 100V

DC AC

BÀI TẬP 8

BAØI TAÄP III

Thöïc taäp noái daây trong hình III.1 sao cho ñuùng vôùi sô ñoà hình III.2 Ñieàn teân vaø heä soá duïng cuï ño vaøo baûng III.1.

Hình III.1

A

DC

0

100 100

10A 5A

0 150

0

250

V

DC

250V

0 I

n 0

5A

A

AC

0

100 100

A

DC

50A~ ~

5A

0 10 25

BI

A B C

MPÑ ÑB Ñ KÑ RKÑ RM

A B C N

220/110V 100V

DC AC

ON

OFF

GL

RT3

A

DC

500

0

300

V

AC

300V

F

F

RKP

NN

A B C

BÀI TẬP 9

Hình III.2

Baûng III.1


1 4

2 5

3 6

Aip

10A

RKP

F F

V

AIp

5A

C B A

RT3

NEp, Up

GL(K)

AKÑ RKÑi Ñ

5A

A

Iñ 50A

Ñ

100V-DC

RM

P

B giaûm 2 laàn I

BÀI TẬP 10

BAØI TAÄP IV Thöïc taäp noái daây trong hình IV.1 sao cho ñuùng vôùi sô ñoà hình IV.2

Ñieàn teân vaø heä soá duïng cuï ño vaøo baûng IV.1.

Hình IV.1

Hình IV.2

Baûng IV.1


1 4 2 5 3 6

A

B giaûm 5

I

P1 P2

P1 P2

A B C

I 1

11

22

CÑA240V

Watt

5A

A B C

P a

Nguoàn 3 pha 220V/127V

V

U1

Ñ a b c P = P1 ∓ P2

5A

KP RKP

V

50A

I p

P

U 100V p

RT1

A

A

0

100 100

2A 250V

0250

V

DC 0

300

V

AC

300V

0 I

n 0

5A

500

A0

0

120W

100 100

A

DC

5A 0 240V 50A~~~

P1 I P2

P1 I P2

CÑ D

5A

0 10 25 150

BI

A B C

a b c

stator rotor

1 1

2 2CÑ A

P KP RKP RT1

A B C N

220/110V 100V

DC AC

Pa Pb

11 Baøi 1

ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU

A. LYÙ THUYEÁT

Trong baøi naøy, sinh vieân thöïc hieän ba thí nghieäm: - Thí nghieäm khoâng taûi - Thí nghieäm coù taûi vôùi kích töø song song - Thí nghieäm coù taûi vôùi kích töø hoãn hôïp.

Trong quaù trình thí nghieäm, chuùng ta duøng maùy phaùt ñieän moät chieàu laø taûi cho ñoäng cô. Sô ñoà nguyeân lyù cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu cho trong hình 1.1.

Hình 1.1

Hai phöông trình cô baûn cuûa ñoäng cô moät chieàu: Phöông trình söùc ñieän ñoäng:

E = KE.n.Φ (ikñ) (1.1) Phöông trình caân baèng ñieän aùp cuûa maïch ñieän phaàn öùng:

Ud = E + Iö.Rö (1.2) trong ñoù: KE - haèng soá khoâng ñoåi vaø phuï thuoäc vaøo keát caáu cuûa ñoäng cô n - toác ñoä quay cuûa rotor (voøng/phuùt) Rö - ñieän trôû phaàn öùng Φ(ikñ) - töø thoâng taïo bôûi phaàn caûm cuûa ñoäng cô moät chieàu.

Löôïng töø thoâng Φ phuï thuoäc vaøo doøng kích töø (Ikñ), vaø söï phuï thuoäc ñoù Φ = f(ikñ) coù daïng ñöôøng cong töø hoùa theo hình 1.2.

A

A ÑC

V+

Eñ, Uñ

U-DC

ikñ KÑ Rkñ

RmIñ

KÑ - cuoän daây kích töø cuûa ñoäng cô

R - bieán trôû kích töø cuûa ñoäng cô

R - bieán trôû môû maùy

- doøng kích töø

I - doøng ñieän cuûa phaàn öùng (I )

U - ñieän aùp cuûa ñoäng cô

kñ

m

kd

ñ ö

ñ

i

ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 12

Hình 1.2

Ñöôøng cong töø hoùa coù hai ñoaïn: - OM: maïch töø chöa baõo hoøa - MN: maïch töø ñaõ baõo hoøa. ÔÛ ñoaïn naøy Φ taêng raát chaäm khi Ikñ taêng nhanh. Ñaëc tính baõo hoøa töø cuûa maïch töø coù aûnh höôûng lôùn ñeán daïng ñaëc tuyeán cuûa maùy ñieän. Töø hai phöông trình treân, ta coù phöông trình ñaëc tính toác ñoä cuûa ñoäng cô moät chieàu kích töø song song nhö sau:

)(.

.

kñE

ööñ

iK

RIUn

Φ

−= (1.3)

vôùi: U - nguoàn DC khoâng ñoåi

Iö ≅ Iöo - doøng ñieän phaàn öùng khoâng taûi, nhoû vaø khoâng ñoåi neân RöIö khoâng ñoåi.

Töø quan heä (1.3), ruùt ra nhaän xeùt sau: Muoán giaûm nhoû doøng môû maùy (IM) vaø giaûm n (toác ñoä quay cuûa rotor) khi môû maùy, ta caàn ñieàu chænh bieán trôû môû maùy RM lôùn nhaát, vaø bieán trôû ñieàu chænh doøng kích thích Rkñ nhoû nhaát.

THÍ NGHIEÄM 1: Ñoäng cô moät chieàu laøm vieäc khoâng taûi Ño doøng ikñ, n (voøng/phuùt) vaø döïng ñöôøng ñaëc tuyeán n = f(ikñ). Ñöôøng ñaëc tuyeán cho ôû hình 1.3.

Hình 1.3 Hình 1.4

M

N

Oikñ

1500 voøng/phuùc

N

O

21

Iñ

n

nmax

nmin

Oikñ min

2

1

ikñ


Giaûi thích ñöôøng ñaëc tuyeán (H.1.3): Töø phöông trình (1.3), ta nhaän ñöôïc:

)( kñi

An

Φ= (A laø haèng soá khoâng ñoåi)

Töø ñaây ta nhaän thaáy n = f(ikñ) coù daïng hyperbol (2) khi maïch töø chöa baõo hoøa, khi maïch töø baõo hoøa coù daïng (1) treân hình 1.3.

THÍ NGHIEÄM 2: Ñoäng cô laøm vieäc coù taûi, kích töø song song - Ño n, Iñ(Iö) vaø döïng ñöôøng ñaëc tuyeán n = f(Id) - Söû duïng maùy phaùt ñieän moät chieàu laøm taûi cho ñoäng cô moät chieàu, khi thay

ñoåi Ip cuûa maùy phaùt ñieän moät chieàu, ta thay ñoåi taûi cuûa ñoäng cô moät chieàu. - Ñöôøng ñaëc tuyeán n = f(Id) cho treân hình 1.4. Ñieàu kieän thí nghieäm:

- Ñieàu chænh Rkñ ñeå n = 1500 voøng/phuùt, tieáp theo khoâng ñieàu chænh Rkñ, nhö vaäy ikñ xaùc ñònh vaø Φ(ikñ) khoâng ñoåi.

- Theo phöông trình (1.3), giai ñoaïn ñaàu khi Iö(Iñ) taêng, n = f(Id) coù daïng ñöôøng thaúng (2). Tieáp tuïc taêng Iö(Iñ), phaûn öùng phaàn öùng taêng (Φ = Φ(ikñ) – Φö). Nhö vaäy Iö(Iñ) caøng taêng Φö taêng, Φ giaûm vaø n taêng (1).

THÍ NGHIEÄM 3: Ñoäng cô moät chieàu laøm vieäc coù taûi, kích töø hoãn hôïp coäng - Ño Iñ, n vaø döïng ñöôøng ñaëc tuyeán n = f(Id); M1, M2 = f(n). - Sô ñoà nguyeân lyù cuûa ñoäng cô moät chieàu kích töø hoãn hôïp cho trong hình 1.5. Ñieåm khaùc bieät ôû ñaây laø coù theâm cuoän kích töø KN noái tieáp vôùi phaàn öùng cuûa ñoäng cô (goïi laø cuoän daây noái tieáp).

Ñieàu kieän thí nghieäm cuõng gioáng nhö tröôøng hôïp treân.

Do coù theâm cuoän daây KN neân töø thoâng chính trong maùy:

Φ = Φ(ikñ) + ΦN – Φö

Nhaän xeùt:

- Khi Iö(Iñ) taêng, ΦN taêng vaø Φö taêng.

ÔÛ giai ñoaïn ñaàu moät phaàn cuûa ΦN caân baèng vôùi Φö neân nhìn chung khi Iö(Iñ) taêng töø thoâng chính Φ taêng vaø n giaûm, ñaëc tuyeán n = f(Id) coù daïng ñöôøng thaúng nhö trong hình 1.6 (ñöôøng 2).

- Tieáp theo khi maïch töø ñaõ baõo hoøa, Iö(Iñ) taêng nhöng ΦN gaàn nhö khoâng taêng, Φ taêng chaäm vaø ñaëc tuyeán n = f(Id) coù daïng theo ñöôøng 1.

Chuù yù: neáu ñoäng cô moät chieàu kích töø hoãn hôïp tröø:

Φ = Φ(ikñ) + ΦN – Φö

Trong quaù trình vaän haønh coù theå xaûy ra tröôøng hôïp Φ = 0 (maát kích töø) vaø n coù giaù trò raát lôùn, raát nguy hieåm.


Hình 1.5 Hình 1.6

Ñöôøng ñaëc tính M1 = f(n); M2 = f(n); M2 = f(Iñ)

n

PM

.281,960 1

1π×

= (kG/m) P1 = Uñ.Iñ

n

PM

.281,960 2

2π×

= (kG/m) P2 = Up.Ip

(boû qua toån hao treân maùy phaùt moät chieàu)

Hai ñöôøng ñaëc tuyeán M1 = f(n); M2 = f(n) cho treân hình 1.7.

Nhaän xeùt:

1- Töø treân ñöôøng ñaëc tuyeán n = f(Id) treân hình 1.6 ta thaáy: - ÔÛ giai ñoaïn ñaàu n = f(Id) tuyeán tính, ñöôøng thaúng. Do ñoù ñöôøng ñaëc tuyeán M1 = f(n); M2 = f(n) cuõng coù daïng ñöôøng thaúng ôû ñoaïn ñaàu. - ÔÛ giai ñoaïn hai khi n ít giaûm, M1, M2 taêng nhanh hôn.

2- Cuõng vôùi nhöõng nhaän xeùt treân, ta thaáy ñöôøng ñaëc tuyeán M2 = f(Id), ôû giai ñoaïn ñaàu laø ñöôøng thaúng, veà sau Iñ taêng, n ít giaûm vaø M2 taêng nhanh hôn. Daïng ñaëc tuyeán M2 = f(Id) cho trong hình 1.8.

Hình 1.7 Hình 1.8

ÑC

V+

Uñ

U-DC

ikñKÑ Rkñ

RmIö

1

Iñ

O

n

1500 voøng/phuùt

2

M2

O Iñ

M

O

M1

M2

nmin n = 1500 voøng/phuùt

n [v/phuùt]


B. HÖÔÙNG DAÃN THÍ NGHIEÄM

THÍ NGHIEÄM 1: Ñoäng cô kích töø song song laøm vieäc khoâng taûi Muïc ñích: iñ, n ñeå veõ ñaëc tuyeán vaän toác khoâng taûi n = f(iñ)

Hình 1.9

Tieán haønh:

1- Noái maïch nhö hình 1.9 2- Chænh: Rkñ veà 0, RT hôû maïch, caàu dao CÑA ôû vò trí hôû maïch 3- Môû maùy ñoäng cô Ñ: ñoùng ñieän, ñoäng cô seõ quay ñeán toác ñoä oån ñònh (nhìn ñoàng hoà ño toác ñoä) 4- Ghi giaù trò ban ñaàu iñ vaø n vaøo baûng 1.1. Tieáp theo taêng daàn Rkñ (khoaûn 10 giaù trò) laàn löôït ghi iñ vaø n vaøo baûng 1.1 (khi giaûm iñ thì n taêng).

Chuù yù: n khoâng vöôït quaù 1550v/p. Baûng 1.1

iñ(A)

n(v/p) 1550

THÍ NGHIEÄM 2: Ñoäng cô kích töø song song laøm vieäc coù taûi Muïc ñích: Iñ, n ñeå veõ ñaëc tuyeán vaän toác coù taûi n = f(Iñ).

Tieán haønh:

1- Maïch nhö hình 1.9 vaø caùc thao taùc nhö thí nghieäm treân 2- Chænh: Rkñ veà 0, Rt hôû maïch, caàu dao CÑA ôû vò trí hôû maïch 3- Môû maùy ñoäng cô Ñ:

- Ñoùng ñieän, ñoäng cô seõ quay ñeán toác ñoä oån ñònh (nhìn ñoàng hoà ño toác ñoä) - Chænh Rkñ ñeå n = 1500v/p. Sau ñoù khoâng ñieàu chænh tieáp Rkñ.

4- Ñoùng CÑA veà ON1 hoaëc ON2 sao cho Ep taêng

A

A Ñ Rm

iñ KÑ RKÑ

5A

50A

V

E, Uññ

100V-DC+ _

A RKP

2 2Kp

P

V

E, Upp

A

ip

5A

1 1

50A

Ip RT1

CÑ A

Iñ


5- Chænh Rkp ñeå Up = 100V, vaø göûi Up = 100V khoâng ñoåi trong suoát quaù

trình thí nghieäm (vì khi mang taûi ñieän aùp Up seõ giaûm, neân caàn chænh Up = 100V)

6- Ghi caùc giaù trò ban ñaàu Iñ, Uñ, Ip (Ip = 0), Up, n (n = 1500v/p) vaøo baûng 1.2

Tieáp theo taêng taûi (baám laàn löôït caùc nuùt ON treân maët tuû RT), chænh Rkp ñeå coù Up = 100V, ghi tieáp Iñ, Uñ, Ip, Up vaø n vaøo baûng 1.2. Chuù yù: Iñ khoâng ñöôïc vöôït quaù 50A.

Baûng 1.2

Iñ(A)

Uñ(V)

IP(A)

Up(V)

n(vp)

THÍ NGHIEÄM 3: Ñoäng cô tích töø hoãn hôïp coâng Muïc ñích:

Ño n, Iñ, Uñ , Ip, Up ñeå veõ ñaëc tuyeán:

M1 = f(n); M2 = f(n); η = f(n); Iñ = f(n); Ip = f(n), )(nfI

I

ñ

p=

Hình 1.10

Tieán haønh:

1- Noái maïch nhö hình 1.10: maïch gioáng hình 1.9, chæ caàn ñaáu theâm cuoän KN

2- Chænh: Rkñ, veà 0, Rkp = max, RT hôû maïch, caàu dao CÑA ôû vò trí hôû maïch 3- Môû maùy ñoäng cô Ñ:

Ñoùng ñieän, ñoäng cô seõ quay ñeán toác ñoä oån ñònh (nhìn ñoàng hoà ño toác ñoä).

A

ÑRm

iñ KÑ RKÑ

5A

50A

V

E, Uññ

100V - DC+ _

ARKP

2 2Kp

P

V

E, Upp A

ip

5A

1 1

50A

Ip RT1

CÑ A

Iñ A

KN


Xaùc ñònh kích töø hoãn hôïp coäng hoaëc tröø: chænh Rkñ ñeå n ≈ 1200 voøng/phuùt, roài duøng moät ñoaïn daây ngoaøi chaám vaøo hai ñaàu cuoän kích töø noái tieáp KN cuûa ñoäng cô ñang quay ñoàng thôøi khaûo saùt ñoàng hoà ño toác ñoä: - Neáu toác ñoä ñoäng cô taêng thì ñoäng cô ñang ôû cheá ñoä kích töø hoãn hôïp coäng

- Neáu toác ñoä ñoäng cô giaûm thì ñoäng cô ñang ôû cheá ñoä kích töø hoãn hôïp tröø.

Neáu kích töø hoãn hôïp tröø, caét ñieän ñaûo hai ñaàu daây KN ñeå ñöôïc hoãn hôïp coäng, tieán haønh laïi thí nghieäm töø ñaàu. 4- Ñieàu chænh Rkñ, Rkp ñeå ñoàng thôøi coù n = 1500v/p, Up = 100V vaø giöõ Up =

100V khoâng ñoåi trong suoát quaù trình thí nghieäm. 5- Tieán haønh thí nghieäm nhö thí nghieäm 2: ghi caùc giaù trò Iñ, Uñ , Ip, Up vaø

n vaøo baûng 1.3.

Baûng 1.3

Iñ(A)

Uñ(V)

IP(A) 0

Up(V) 100

N(vp) 1500

Baùo caùo:

Laäp baûng soá lieäu, veõ caùc ñaëc tuyeán vaø tính caùc giaù trò nhö trong maãu baùo caùo thí nghieäm ñoäng cô ñieän moät chieàu. Döïng ñöôøng ñaëc tuyeán hieäu suaát cuûa toå maùy η = f(n).

Nhaän xeùt:

1- Moái quan heä giöõa η vaø ñ

p

I

IK =

2- YÙ nghóa cuûa dieän tích naèm giöõa hai ñöôøng M1 = f(n) vaø M2 = f(n). Coâng thöùc tính:

∆−=

∆−==

ω

ω==η

=π

=

=π

=

11

1

1

2

1

2

1

2

22

2

11

1

1

.);.(.2.81,9

.60

.);.(.2.81,9

.60

M

M

M

MM

M

M

M

M

P

P

IUPmKgn

PM

IUPmKgn

PM

pp

ññ

18

BAÙO CAÙO THÍ NGHIEÄM

Baøi 1

ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU

Hoï vaø teân: ...........................................................................................

Lôùp: .......................... Nhoùm: ....................... Toå: .............................

Thôøi gian thí nghieäm: ......................................................................


1- Ñaëc tuyeán vaän toác khoâng taûi ñoäng cô ñieän kích töø song song

Soá lieäu thí nghieäm:

iñ(A)

n(v/p)

Ñaëc tuyeán vaän toác khoâng taûi: n = f(iñ)

2- Ñaëc tuyeán vaän toác coù taûi ñoäng cô ñieän kích töø song song


Iñ(A)

Uñ(V)

IP(A) 0

Up(V) 100

n(v/p) 1500


Ñaëc tuyeán vaän toác coù taûi: n = f(Iñ)

3- Ñoäng cô kích töø hoãn hôïp coäng: Soá lieäu thí nghieäm

Iñ(A)

Uñ(V)

IP(A)

Up(V)

n(vp)

M1(kg.m)

M2(kg.m)

∆ M

η

ñ

p

I

IK =

Nhaän xeùt:


Ñaëc tuyeán Iñ = f(n); Ip = f(n); )(nfI

IK

ñ

p==

Ñaëc tuyeán: M2 = f(n); M1 = f(n); η = f(n)

22 Baøi 2

MAÙY PHAÙT ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU

A. LYÙ THUYEÁT

Trong baøi naøy, sinh vieân thöïc hieän boán thí nghieäm: - Thí nghieäm khoâng taûi - Thí nghieäm coù taûi vôùi kích töø ñoäc laäp - Thí nghieäm coù taûi vôùi kích töø song song - Thí nghieäm coù taûi vôùi kích töø hoãn hôïp.

Chuù yù: ÔÛ thí nghieäm naøy duøng ñoäng cô moät chieàu keùo maùy phaùt ñieän moät chieàu, vì vaäy caàn chuù yù ñeán ñieàu kieän môû maùy vaø ñieàu chænh toác ñoä. Giöõ n = 1500 voøng/phuùt khoâng ñoåi.

THÍ NGHIEÄM 1: Maùy phaùt ñieän moät chieàu laøm vieäc khoâng taûi Ño doøng ikp, Ep vaø döïng ñöôøng ñaëc tuyeán Ep = f(Ikp). Sô ñoà nguyeân lyù cuûa maùy phaùt ñieän moät chieàu cho trong hình 2.1.

Hình 2.1 Hình 2.2

Ñoäng cô moät chieàu keùo maùy phaùt ñieän moät chieàu quay vôùi toác ñoä n = nñm, n = 1500 voøng/phuùt vaø giöõ khoâng ñoåi. Nguoàn DC cung caáp Ikp vaø Ikp chaïy qua cuoän daây kích töø KP taïo neân Φ(Ikp) (töø tröôøng chính trong maùy) vaø Ep.

Ep = Ke.n.Φ(Ikp)

Vì Ke vaø n khoâng ñoåi, neân Ep = f(Ikp) coù daïng ñöôøng cong töø hoùa nhö hình 2.2. Ñöôøng Ep = f(Ikp) coù hai nhaùnh öùng vôùi Ikp taêng vaø giaûm. Khi Ikp = 0, do töø dö neân Epo =1 ÷ 3V.

Ep

Epo

O ikp

A

A P

V

+

Up, Ep

U-DC

ikp RkpKP

RTip

MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU 23

THÍ NGHIEÄM 2: Maùy phaùt ñieän moät chieàu laøm vieäc coù taûi vôùi kích töø ñoäc laäp

Ño Up, Ip vaø döïng ñöôøng ñaëc tuyeán Up = f(Ip). Sô ñoà nguyeân lyù cuûa maùy phaùt ñieän moät chieàu cho trong hình 2.1.

Ñieàu kieän thí nghieäm:

Ñoäng cô moät chieàu keùo rotor maùy phaùt moät chieàu quay vôùi n = 1500 voøng/phuùt vaø giöõ n khoâng ñoåi. Chænh Rkp ñeå Up = 100V vaø khoâng chænh tieáp Rkp. Vôùi nguoàn UDC khoâng ñoåi. Ikp xaùc ñònh vaø Φ(Ikp) khoâng ñoåi.

- Khi khoâng taûi Ep = Ke.n.Φ(Ikp) coù giaù trò lôùn nhaát. Ta coù: Up = Ep – Ru.Ip, phöông trình caân baèng ñieän aùp maïch phaàn öùng. - Khi khoâng taûi, Iö(Ip) = 0; Up = Ep: giaù trò lôùn nhaát. - Khi coù taûi Ip ≠ 0, ta thaáy Up giaûm.

Caùc nguyeân nhaân gaây ra giaûm Up:

Up giaûm moät löôïng (Rö, Ip): toån hao ñieän aùp treân daây quaán phaàn öùng.

Do taùc duïng cuûa phaûn öùng phaàn öùng, neân söùc ñieän ñoäng Ep khi coù taûi seõ nhoû hôn luùc khoâng taûi.

Hình 2.3 Ñöôøng ñaëc tuyeán Up = f(Ip)

Keát luaän: Khi maùy phaùt ñieän moät chieàu mang taûi (Ip ≠ 0), Up seõ giaûm do toån hao ñieän aùp treân cuoän daây phaàn öùng (Rö, Ip) vaø do phaûn öùng phaàn öùng.

Ip caøng taêng, phaûn öùng phaàn öùng caøng maïnh, Up giaûm caøng nhanh.

Ñöôøng ñaëc tính Up = f(Ip) cho treân hình 2.3 (ñöôøng 1).

3

1

2

Up

4

O Ip

1- kích töø ñoäc laäp

2- kích töø song song

3- kích töø hoãn hôïp coäng

4- kích töø hoãn hôïp tröø


THÍ NGHIEÄM 3: Maùy phaùt ñieän moät chieàu laøm vieäc coù taûi vôùi kích töø song song

Sô ñoà nguyeân lyù cuûa maùy phaùt ñieän moät chieàu cho trong hình 2.4. Ñieåm khaùc bieät giöõa maùy phaùt ñieän kích töø song song vôùi maùy phaùt moät chieàu kích töø ñoäc laäp laø Ikp cuûa maùy phaùt moät chieàu kích töø song song laø do Up (ñieän aùp cuûa maùy phaùt) taïo ra. Do ñoù noù phuï thuoäc vaøo ñieän aùp Up. Nhö vaäy khi mang taûi (Ip ≠ 0). Up seõ giaûm do hai nguyeân nhaân nhö ñaõ trình baøy ôû treân. Ngoaøi ra khi Up giaûm keùo theo Ikp giaûm vaø laøm giaûm töø thoâng chính Φ(Ikp), khieán Ep giaûm nhanh daãn ñeán Up caøng giaûm nhanh hôn. Daïng ñöôøng ñaëc tuyeán Up = f(Ip) cho treân hình 2.3.

THÍ NGHIEÄM 4: Maùy phaùt ñieän moät chieàu laøm vieäc coù taûi vôùi kích töø hoãn hôïp

Sô ñoà nguyeân lyù cuûa maùy phaùt ñieän moät chieàu cho trong hình 2.5. So vôùi maùy phaùt ñieän kích töø song song, maùy phaùt ñieän kích töø hoãn hôïp coù theâm cuoän daây KN (cuoän daây kích töø noái tieáp) noái tieáp vôùi phaàn öùng. Khi mang taûi Ip ≠ 0, töø thoâng chính trong maùy goàm caùc thaønh phaàn sau:

Φ = Φ(Ikp) ± Φ(N) – Φ(ö)

trong ñoù: Φ(Ikp) - töø thoâng do cuoän daây kích töø song song taïo neân

Φ(N) - töø thoâng do doøng ñieän Iö qua cuoän KN taïo neân Φ(ö) - töø thoâng ñaëc tröng cho phaûn öùng phaàn öùng.

Kích töø hoãn hôïp coäng: Φ = Φ(Ikp) + Φ(N) – Φ(ö) Khi mang taûi Ip ≠ 0, moät phaàn töø thoâng Φ(N) caân baèng vôùi Φ(ö) vaø Φ coù xu höôùng taêng khi Ip taêng. Do ñoù Up taêng khi Ip taêng, ñaëc tuyeán coù daïng nhö trong hình 2.3 (ñöôøng 3). Kích töø hoãn hôïp tröø: Φ = Φ(Ikp) – Φ(N) – Φ(ö) Khi mang taûi Ip ≠ 0, Ip taêng töø thoâng chính giaûm raát nhanh. Do ñoù Up giaûm nhanh Ip ñaït giaù trò cöïc ñaïi, tieáp theo Up giaûm vaø Ip giaûm. Ñaëc tuyeán coù daïng nhö trong hình 2.3 (ñöôøng 4).

P

VU , Ep p

ikp Kp

RT

Rkp

Ip

A

A

Hình 2.4

P

VU , Ep p

ikp Kp

RT

KN

Iö

Rkp

Ip

Hình 2.5



THÍ NGHIEÄM 1: Maùy phaùt kích töø ñoäc laäp laøm vieäc khoâng taûi

Muïc ñích: Ño Ep, ip ñeå veõ ñaëc tuyeán khoâng taûi Ep = f(ip)

Hình 2.6

Tieán haønh:

1- Maéc maïch nhö hình 2.6 2- Chænh Rkñ veà 0; Rkp veà max, RT hôû maïch, caàu dao CÑA ôû vò trí hôû maïch 3- Môû maùy ñoäng cô Ñ: ñoùng ñieän, ñoäng cô seõ quay ñeán toác ñoä oån ñònh (nhìn ñoàng hoà ño toác ñoä). Sau ñoù ñieàu chænh Rkd ñeå toác ñoä n = 1500v/p Giöõ n =1500 v/p khoâng ñoåi trong suoát quaù trình thí nghieäm.

4- Ghi giaù trò ban ñaàu EP öùng vôùi iP = 0 vaøo baûng 2.1a. Tieáp theo ñoùng CÑA veà ON1 hoaëc ON2 sao cho EP taêng

5- Giaûm daàn RkP vaø ghi tieáp EP, iP vaøo baûng 2.1a. Chuù yù: EP khoâng vöôït quaù 130 V. 6- Khi EP baèng 130V, tieán haønh taêng daàn RkP trôû laïi vaø ghi tieáp caùc caëp giaù

trò EP, iP vaøo baûng 2.1b.

Baûng 2.1a

iP [A] 0

UP [V] 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Baûng 2.1b

iP [A] 0

UP [V] 130 120 110 100 90 80 70 60 50

A

A Ñ Rm

iñ KÑ RKÑ

5A

50A

V

E, Uññ

100V DC+ _

IñP

V

E, Upp

RT1 A

Ip

50A

RKP

2 2Kp

1 1

CÑA

Aip

5A

UDC+ _


THÍ NGHIEÄM 2: Maùy phaùt kích töø ñoäc laäp laøm vieäc coù taûi Muïc ñích: Ño UP, IP ñeå veõ ñaëc tuyeán ngoaøi UP = f(IP ). Tieán haønh:

1- Maïch nhö hình 2.6 vaø caùc thao taùc, môû maùy ñoäng cô Ñ nhö thí nghieäm treân. 2- Giöõ n =1500 v/p khoâng ñoåi trong suoát quaù trình thí nghieäm.

3- Ñoùng CÑA veà ON1 hoaëc ON2 sao cho EP (hay UP) taêng. 4- Chænh RkP ñeå UP = 100V, vaø khoâng chænh tieáp RkP nöõa

5- Ghi caùc giaù trò ban ñaàu UP = 100V, IP = 0 A vaøo baûng 2.2.

Tieáp theo taêng taûi (baám laàn löôït caùc nuùt ON treân maët tuû RT ), chænh Rkñ ñeå coù n = 1500v/p, ghi tieáp IP, UP vaøo baûng 2.2.

Chuù yù: Iñ khoâng ñöôïc vöôït quaù 50 A. Baûng 2.2

IP [A] 0

UP [V] 100

THÍ NGHIEÄM 3: Maùy phaùt kích töø song song laøm vieäc coù taûi Muïc ñích: Ño UP, IP ñeå veõ ñaëc tuyeán ngoaøi UP = f(IP ).

Tieán haønh:

1- Noái maïch nhö hình 2.7, vaø caùc thao taùc, môû maùy ñoäng cô Ñ nhö thí nghieäm treân. 2- Giöõ n =1500 v/p khoâng ñoåi trong suoát quaù trình thí nghieäm.

3- Chænh RkP veà 0 (Min), ñoùng CÑA veà ON1 hoaëc ON2 sao cho EP (hay UP) taêng. 4- Chænh RkP ñeå UP = 100V,vaø khoâng chænh tieáp RkP nöõa

5- Ghi caùc giaù trò ban ñaàu UP = 100V, IP = 0A vaøo baûng 2.3.

Tieáp theo taêng taûi (baám laàn löôït caùc nuùt ON treân maët tuû RT ), chænh Rkñ ñeå coù n = 1500v/p, ghi tieáp IP, UP vaøo baûng 2.3.

Hình 2.7

A

A ÑRm

iñ K

RKÑ

5

50 V

E, U

ññ

100V-

+ _

Iñ P

V

E, U

pp

RT

1 A

Ip

50

RKP

2 2Kp

1 1CÑ

A ip

5


Baûng 2.3

IP [A] 0

UP [V] 100

THÍ NGHIEÄM 4: Maùy phaùt kích töø hoån hôïp laøm vieäc coù taûi

Muïc ñích: Ño UP, IP ñeå veõ ñaëc tuyeán ngoaøi UP = f(IP) cuûa maùy phaùt ñieän kích töø hoån hôïp coäng vaø tröø.

Tieán haønh:

1- Noái maïch nhö hình 2.8 (ñaáu theâm cuoän KN) vaø caùc thao taùc, môû maùy

ñoäng cô Ñ nhö thí nghieäm treân. 2- Giöõ n =1500 v/p khoâng ñoåi trong suoát quaù trình thí nghieäm. 3- Chænh RkP veà 0 (Min), ñoùng CÑA veà ON1 hoaëc ON2 sao cho EP (hay UP) taêng. 4- Chænh RkP ñeå UP = 100V,vaø khoâng chænh tieáp RkP nöõa

5- Ghi caùc giaù trò ban ñaàu UP =100V, IP = 0A vaøo baûng 2.4a.

Tieáp theo taêng taûi (baám laàn löôït caùc nuùt ON treân maët tuû RT ), chænh Rkñ ñeå coù n = 1500v/p, ghi tieáp IP, UP vaøo baûng 2.4a.

Chuù yù: Iñ khoâng ñöôïc vöôït quaù 50 A.

6- Sau khi thöïc hieän xong thí nghieäm naøy, ngaét nguoàn ñieän DC, tieán haønh hoaùn vò 2 ñaàu cuoän daây kích töø noái tieáp KN, thöïc hieän caùc thao taùc, môû maùy ñoäng cô Ñ nhö thí nghieäm treân vaø caùc böôùc töø 2 ñeán 4. 7- Ghi caùc giaù trò ban ñaàu UP =100V, IP = 0A vaøo baûng 2.4b.

Tieáp theo taêng taûi (baám laàn löôït caùc nuùt ON treân maët tuû RT ), chænh Rkñ ñeå coù n = 1500v/p, ghi tieáp IP, UP vaøo baûng 2.4b.

Chuù yù: Iñ khoâng ñöôïc vöôït quaù 50A.

A

A Ñ R m

iñ KÑ RKÑ

5A

50A

V

E, Uññ

100V-DC+ _

Iñ P

V

E, Upp

RT1

A Ip

50A

RKP

2 2 Kp

1 1CÑA

A ip

5A

KN

Hình 2.8


- Neáu IP vaø UP cuøng taêng: hoãn hôïp coäng.

- Neáu IP vaø UP khoâng cuøng taêng: hoãn hôïp tröø.

Baûng 2.4a

IP [A] 0

UP [V] 100

Baûng 2.4b

IP [A] 0

UP [V] 100

Baùo caùo:

Laäp baûng soá lieäu, veõ caùc ñaëc tuyeán vaø tính caùc giaù trò nhö trong maãu baùo caùo thí nghieäm maùy phaùt ñieän moät chieàu.

29


Baøi 2

MAÙY PHAÙT ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU Hoï vaø teân: .........................................................................................

Lôùp: .......................... Nhoùm: ........................ Toå: ..............................

Thôøi gian thí nghieäm: .......................................................................


1- Ñaëc tuyeán khoâng taûi maùy phaùt ñieän kích töø ñoäc laäp: Soá lieäu thí nghieäm:

Baûng 2.1a (Khi iP taêng daàn)

iP [A] 0

EP [V] 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Baûng 2.1b (Khi iP giaûm daàn)

iP [A] 0

EP [V] 130 120 110 100 90 80 70 60 50

Ñaëc tuyeán khoâng taûi: EP = f (iP)

2- Ñaëc tuyeán ngoaøi maùy phaùt ñieän moät chieàu Soá lieäu thí nghieäm: Maùy phaùt ñieän kích töø ñoäc laäp

Baûng 2.2

IP [A] 0

UP [V] 100

Soá lieäu thí nghieäm: Maùy phaùt ñieän kích töø song song

Baûng 2.3

IP [A] 0 0

UP [V] 100


Soá lieäu thí nghieäm: Maùy phaùt ñieän kích töø hoãn hôïp coäng

Baûng 2.4

IP [A] 0

UP [V] 100

Soá lieäu thí nghieäm: Maùy phaùt ñieän kích töø hoãn hôïp tröø

Baûng 2.5

IP [A] 0

UP [V] 100

Ñöôøng ñaëc tuyeán ngoaøi cuûa maùy phaùt ñieän moät chieàu UP = f(IP): 1- Kích töø ñoäc laäp; 2- Kích töø song song 3- Kích töø hoãn hôïp coäng; 4- Kích töø hoãn hôïp tröø

32 Baøi 3

MAÙY BIEÁN AÙP MOÄT PHA

A. LYÙ THUYEÁT Trong baøi naøy, sinh vieân thöïc hieän ba thí nghieäm:

- Thí nghieäm khoâng taûi - Thí nghieäm ngaén maïch - Thí nghieäm coù taûi.

1- Thí nghieäm khoâng taûi Ño I10, U10, Po, U20 döïng ñöôøng ñaëc tuyeán U10 = f(I10); Po = f(U10); tính tæ soá K.

Sô ñoà nguyeân lyù cho ôû hình 3.1.

Hình 3.1

Ta coù phöông trình cô baûn:

mNfE Φ= ...44,4 11 ; mNfE Φ= ...44,4 22

Khi khoâng taûi:

110 EU ≈ ; 220 EU ≈

Tæ soá maùy bieán aùp:

2

1

20

10

N

N

U

UK ==

Giaûi thích caùc ñaëc tuyeán:

a) )( 1010 IfU = :

mm KNfEU Φ=Φ=≈ ....44,4 111

Φm: laø bieân ñoä cuûa Φ; vaø Φ = f(I10) coù daïng ñöôøng cong töø hoùa. Vì vaäy U10 = f(I10) coù daïng ñöôøng cong töø hoùa nhö hình 3.2.

I I1khoâng taûi 10=

U1ñm

E2

U2

E1

I I1khoâng taûi 10= R1x1

ro

xo

U1ñm

Sô ñoà thay theá a) b)

U - ñieän aùp sô caáp

U - ñieän aùp thöù caáp

- doøng ñieän sô caáp

N - soá voøng daây cuoän sô caáp

N - soá voøng daây cuoän thöù caáp.

1

2

1

1

2

I

MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 33

Hình 3.2 Hình 3.3

b) )( 1010 UfP =

Töø sô ñoà thay theá maùy bieán aùp hình 3.1b ta thaáy toån hao khoâng taûi:

2101

210 .. IRUKPo +=

2101.IR : toån hao ñoàng treân cuoän daây N1. Do I10 nhoû neân 2

101.IR raát nhoû

vaø 2101

210 IRKU >> .

Ta coù theå khoâng tính giaù trò 2101.IR .

Neân: 210.UKPo ≈

Ñöôøng ñaëc tuyeán P10 = f(U10) coù daïng parabol nhö hình 3.3.

2- Thí nghieäm ngaén maïch Ño caùc giaù trò I1n, U1n, Pn, I2n döïng ñöôøng ñaëc tuyeán U1n = f(I2n); Pn = f(I2n); tính tæ soá maùy bieán aùp K. Sô ñoà nguyeân lyù cho ôû trong hình 3.4.

trong ñoù: - rnm: thaønh phaàn ñieän trôû ngaén maïch. 2

21 .rKrrnm +=

- xnm: thaønh phaàn ñieän khaùng ngaén maïch xnm = x1 + K2.x2

U10

O I10

PO

O U10

rnm

xnm

U1n

a) b) Sô ñoà thay theá

I2n

U1n

+

I1n

Hình 3.4


- r1, r2: laàn löôït laø ñieän trôû cuûa cuoän daây N1 naø N2. - Znm: toång trôû ngaén maïch Znm = rnm + j.xnm

Tæ soá maùy bieán aùp: n

n

I

IK

1

2=

Giaûi thích ñaëc tuyeán: a) U1n = f(I2n)

Töø sô ñoà thay theá hình 3.4 ta coù: U1n = I1n.Znm = K.I2n.Znm

Do ñoù ñöôøng U1n = f(I1n) trình baøy trong hình 3.5, ôû giai ñoaïn ñaàu coù daïng ñöôøng thaúng; ñoaïn sau do maïch töø baét ñaàu baûo hoøa neân coù daïng hôi cong.

Hình 3.5 Hình 3.6

b) Pn = f(I2n) Töø sô ñoà thay theá hình 3.4b, ta coù:

nmnnn RIKUP .21

21 +=

Do U1n nhoû, neân nmnn RIKU .21

21 << . Thaønh phaàn 2

1nKU ñöôïc boû ñi khoâng

tính ñeán, nhö vaäy coù theå xem:

nmnnmnn RIKRIP ... 22

221 =≈

Ñöôøng ñaëc tuyeán Pn = f(I2n) coù daïng parabol nhö hình 3.6

3- Thí nghieäm coù taûi: Ño caùc giaù trò I2, U2, P1, I1, giaù trò U1 = 200V khoâng ñoåi. Tính: P2, η vaø döïng ñöôøng ñaëc tuyeán U2 = f(P2), η = f(P2). Sô ñoà nguyeân lyù trình baøy trong hình 3.7.

a) Ñaëc tuyeán U2 = f(P2): ñöôøng ñaëc tuyeán ngoaøi cuûa maùy bieán aùp coù daïng nhö trong hình 3.8. Khi I2 = 0 (khoâng taûi) U2 = U20 coù giaù trò lôùn nhaát; khi I2 taêng U2 giaûm, ta goïi ∆U laø ñoä suït aùp.

Pn

OI2n

U1n

OI1n


∆U ñöôïc tính nhö sau:

220 UUU −=∆ , 100.%20

220

U

UUU

−=∆

Ta coù coâng thöùc: )sin.cos.(% 22 ϕ+ϕ=∆ ngXngRpt UUKU

Goùc ϕ2: goùc leäch pha thôøi gian giöõa U2 vaø I2 phuï thuoäc vaøo tính chaát taûi

ñmnmngR IRU 1= , ñmnmngR IXU 1.= , ñm

pt I

IK

2

2=

Nhö vaäy, ñoä suït aùp ∆U phuï thuoäc vaøo tính chaát taûi, phuï thuoäc vaøo Znm, phuï thuoäc vaøo I2(P2). Trong tröôøng hôïp taûi thuaàn trôû, ϕ2 = 0.

K

RIRI

I

IUKU nm

nmñmñm

ngRpt

..)cos(% 2

12

22 ==ϕ=∆

Töø chöùng minh treân ta thaáy ∆U vaø I2 tuyeán tính, quan heä U2 = f(I2) coù daïng ñöôøng thaúng. Tuy nhieân, do tính chaát baõo hoøa cuûa maïch töø (nhö ñaõ giaûi thích ôû ñöôøng ñaëc tuyeán U1n = f(I2n); ñöôøng bieåu dieãn quan heä U2 = f(I2) coù xu höôùng hôi cong xuoáng khi I2 coù giaù trò lôùn.

b) Ñaêc tuyeán η = f(P2): ñöôøng ñaëc tuyeán hieäu suaát

1

2

P

P=η vaø

no PPP

P

++=η

2

2

Theo coâng thöùc thöù nhaát ta tính:

222 .IUP = , 1

2

P

P=η , )( 2Pf=η

Daïng ñöôøng ñaëc tính cho ôû hình 3.9 (1).

Theo coângthöù thöù hai:

P2 = U2.I2

Po coù giaù trò gaàn nhö khoâng ñoåi, neân laáy giaù trò Po töông öùng vôùi U1 = 200V ôû thí nghieäm khoâng taûi.

∆U

U2

U20

OI2 I2

I2

U1

+

E1

E2

U2

I1

Hình 3.7 Hình 3.8



THÍ NGHIEÄM 1: Maùy bieán aùp laøm vieäc khoâng taûi Muïc ñích:

Ño U1o , U2o , I1o , Po ñeå: - Veõ ñaëc tuyeán khoâng taûi U10 = f (I10) (ñöôøng cong töø hoùa), U2o = f(I10). - Veõ ñaëc tuyeán toån hao khoâng taûi Po = f (U1o).

- Tính tyû soá bieán aùp 20

10

U

UK =

Tieán haønh:

1- Noái maïch nhö hình 3.9.

trong ñoù: - Bieán doøng BI taêng 10 laàn; khi I10 vöôït quaù 5A chuyeån BI taêng 2 laàn. - Ampe keá thang 5A; - Voân keá U1 thang 300V - Voân keá U2 thang 150V - Watt keá U = 300V, I = 5A

2- Chænh VARIAC veà vò trí 0

3- Ñoùng ñieän, chænh VARIAC ñeå taêng U10, ghi U10, U20, I10, Po vaøo baûng 3.1

Chuù yù: Thí nghieäm vôùi U10 khoâng vöôït quaù 220V. Baûng 3.1

U1o [V]

U2o [V]

I1o [A]

Po [W]

U1

VARIACA1

220V

B1

A2

B2

A1

5A

WATT

300V

W

MBA

U2

w

Mp mp

Hình 3.9

BI


THÍ NGHIEÄM 2: Maùy bieán aùp laøm vieäc ngaén maïch Muïc ñích: Ño U1n, I1n, I2n, Pn ñeå:

- Veõ ñaëc tính ngaén maïch U1n = f (I2n) - Veõ ñaëc tuyeán toån hao ngaén maïch Pn = f (I2n).

- Tính tyû soá bieán aùp n

n

I

IK

1

2' =

Tieán haønh:

1- Noái maïch nhö hình 3.10, trong ñoù:

- Bieán doøng BI1 giaûm 5 laàn, BI2 giaûm 10 laàn - Ampe keá I1 thang 5A - Ampe keá I2 thang 5A - Watt keá U = 30V, I = 5A. - Volt keá U1 thang 15V.

2- Chænh VARIAC veà vò trí 0.

3- Ñoùng ñieän, chænh VARIAC ñeå taêng töø töø I2n ñeán 27A (Ampe keá I2 chæ 2,7A) ghi U1n, I1n, I2n, Pn vaøo baûng 3.2.

Baûng 3.2

U1n[V]

I1n [A]

I2n [A]

Pn [W]

THÍ NGHIEÄM 3: Maùy bieán aùp laøm vieäc coù taûi

Muïc ñích:

Ño U1, I1, P1, U2, I2 ñeå:

- Veõ ñaëc tuyeán ngoaøi: U2 = f (I2) - Veõ ñaëc tuyeán hieäu suaát η = f(P2) baèng phöông phaùp tröïc tieáp - Veõ ñaëc tuyeán hieäu suaát η’= f(P2) baèng phöông phaùp toån hao töøng phaàn.

U1

VARIACA1

220V

B1

A2

B2

A1

5A

WATT

30V

W

MBA

w

Mp mp

Hình 3.10

BI1A2

BI2


Tieán haønh:

1- Noái maïch nhö hình 3.11 trong ñoù:

- Bieán doøng BI1 giaûm 5 laàn, BI2 giaûm 10 laàn - Ampe keá I1 thang 5A - Ampe keá I2 thang 5A - Voân keá U1 thang 300V - Voân keá U2 thang 150V. - Watt keá U = 300V, I = 5A.

2- Ngaét taûi: AÁn caùc nuùt OFF treân thuøng taûi RT 1

3- Chænh VARIAC ñeå taêng U1 ñeán 200V vaø giöõ khoâng ñoåi trong suoát thí

nghieäm.

4- Ñoùng taûi: AÁn laàn löôït caùc nuùt ON treân RT1, ghi U2, I2, U1, P1 vaøo baûng 3.3

Thí nghieäm khoâng vöôït quaù I2 = 27A.

Chuù yù: Ñeå veõ ñaëc tuyeán hieäu suaát, ta coù:

- Phöông phaùp tröïc tieáp: 1

2

P

P=η vôùi: P2 = U2.I2

- Phöông phaùp toån hao töøng phaàn: on PPP

P

++=η

2

2' vôùi: P2 = U2.I2

Pn ñöôïc xaùc ñònh theo ñöôøng Pn = f (In) trong thí nghieäm 2;

Po laáy moät giaù trò öùng vôùi U10 = 200V ôû thí nghieäm 1. Baûng 3.3

U2[V]

I2 [A]

I1 [A]

P1[W]

Baùo caùo:

- Laäp caùc baûng soá lieäu; veõ caùc ñaëc tuyeán vaø tính caùc giaù trò nhö trong maãu - Baùo caùo thí nghieäm maùy bieán aùp - Ñaëc tuyeán hieäu suaát η vaø η’ veõ treân cuøng moät ñoà thò.

U1

VARIACA1

220V

B1

A2

B2

A1

5A

WATT

300V

WMBA

w

Mp mp

Hình 3.11

BI1U2

BI2

A2

RT1

39


Baøi 3

MAÙY BIEÁN AÙP

Hoï vaø teân: .........................................................................................

Lôùp: .......................... Nhoùm: ........................ Toå: ..............................

Thôøi gian thí nghieäm: .......................................................................


1- Thí nghieäm khoâng taûi


U1o[V]

U2o[V]

I1o [A]

Po[W]

Ñöôøng ñaëc tuyeán U1o = f(I1o )

Ñöôøng ñaëc tuyeán Po = f(U1o)


Tính K:

U1o [V]

U2o [V]

K

2- Thí nghieäm ngaén maïch


U1n[V]

I1n [A]

I2n [A]

Pn [W]

Ñöôøng ñaëc tuyeán ngaén maïch U1n = f(I2n )


Ñöôøng ñaëc tuyeán toån hao ngaén maïch Pn = f(I2n )

Tính K:

I2n [A]

I1n [A]

K’

3- Thí nghieäm coù taûi

Soá lieäu thí nghieäm vaø tính P2, η:

U1[V]

I 1 [A]

U2 [V]

I 2 [A]

P1[W]

P2[W]

η[%]


Ñöôøng ñaëc tuyeán ngoaøi U2 = f(I2 )

Phöông phaùp toån hao töøng phaàn:

I 2 [A]

U2 [V]

P2[W]

Po[W]

Pn[W]

η’[%]

Ñöôøng ñaëc tuyeán hieäu suaát η = f(P2) vaø η’ = f(P2)

kyÕ thuaÄt ÑieÄn 2ewem.dee.hcmut.edu.vn/image/data/tai-lieu/hdthinghiemktd... · 2016-05-11 ·...

Documents