may dien 2 p1 8614 Phương pháp chỉnh định, Chỉnh định bộ điều khiển PID, Điều khiển PID theo miền, Chỉ số dao động mềm, Dao động mềm cho trước

1 LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Máy điện 2 được biên soạn trên cơ sở chương trình khung của nghề điện CN, giáo trình giảng được viết cho đối tượng đào tạo hệ Cao đẳng nghề và trung cấp nghề ở sơ cấp nghề có.

LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình Máy điện biên soạn sở chương trình khung nghề điện CN, giáo trình giảng viết cho đối tượng đào tạo hệ Cao đẳng nghề trung cấp nghề sơ cấp nghề sử dụng Chương trình khung đào tào nghề ĐCN năm 2011 TCDN ban hành cho phép sử dụng giáo trình Máy điện giáo trình chun mơn nghề quan trọng chương trình đào tạo hệ Cao đẳng nghề trung cấp nghề.Vì giáo trình bám sát chương trình khung nghề nhằm đạt mục tiêu đào tạo nghề đồng thời tạo điều kiện cho người sử dụng tài liệu tốt hiệu Giáo trình Máy điện xây dựng với tham gia giáo viên khoa Điện- Trường CĐN Yên Bái Tập giảng dùng làm tài liệu giảng dạy học tập cho giáo viên sinh viên hệ cao đẳng nghề trung cấp nghề điện CN Đồng thời tài liệu tham khảo cho giaó viên học sinh ngành điện giảng dạy học tập hệ đào tạo ngắn hạn dài hạn khác trường Giáo trình thức áp dụng hệ thống đào tạo trường cao đẳng nghề Yên Bái Bài mở đầu: NỘI QUY PHÒNG THI NGHIỆM ĐIỀU I: NỘI QUY Tn thủ nội quy an tồn phịng thí nghiệm Nắm vững lý thuyết đọc kỹ tài liệu hướng dẫn thực nghiệm Làm chuẩn bị trước buổi thí nghiệm Sinh viên khơng làm chuẩn bị theo yêu cầu không vào làm thí nghiệm xem vắng buổi thí nghiệm Đến phịng thí nghiệm quy định giữ trật tự chung Trễ 15 phút không vào thí nghiệm xem vắng buổi thí nghiệm Mang theo thẻ sinh viên gắn bảng tên áo Tắt điện thoại di dộng trước vào phịng thí nghiệm ĐIỀU II VÀO PHỊNG THÍ NGHIỆM SINH VIÊN PHẢI: Cất cặp, túi xách vào nơi quy định, không mang đồ dùng cá nhân vào phịng thí nghiệm Khơng mang thức ăn, đồ uống vào phịng thí nghiệm Ngồi chỗ quy định nhóm mình, khơng lại lộn xộn Không hút thuốc lá, không khạc nhổ vứt rác bừa bãi Khơng thảo luận lớn tiếng nhóm Khơng tự ý di chuyển thiết bị thí nghiệm ĐIỀU III KHI TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM SINH VIÊN PHẢI: Nghiêm túc tuân theo hướng dẫn cán phụ trách Ký nhận thiết bị, dụng cụ tài liệu kèm theo để làm thí nghiệm Đọc kỹ nội dung, yêu cầu thí nghiệm trước thao tác Khi máy có cố phải báo cho cán phụ trách, không tự tiện sửa chữa Thận trọng, chu đáo thao tác, có ý thức trách nhiệm giữ gìn tốt thiết bị Sinh viên làm hư hỏng máy móc, dụng cụ thí nghiệm phải bồi thường cho Nhà trường bị trừ điểm thí nghiệm Sau hồn thành thí nghiệm phải tắt máy, cắt điện lau bàn máy, xếp thiết bị trở vị trí ban đầu bàn giao cho cán phụ trách ĐIỀU IV Mỗi sinh viên phải làm báo cáo thí nghiệm số liệu thu thập nộp cho cán hướng dẫn hạn định, chưa nộp báo cáo trước khơng làm 2 Sinh viên vắng 01 buổi thí nghiệm vắng không xin phép bị cấm thi Sinh viên chưa hồn thành mơn thí nghiệm phải học lại theo quy định phòng đào tạo Sinh viên hồn thành tồn thí nghiệm theo quy định thi để nhận điểm kết thúc mơn học ĐIỀU V Các sinh viên có trách nhiệm nghiêm chỉnh chấp hành nội quy Sinh viên vi phạm, cán phụ trách thí nghiệm quyền cảnh báo, trừ điểm thi Trường hợp vi phạm lặp lại phạm lỗi nghiệm trọng, sinh viên bị đình làm thí nghiệm bị đưa hội đồng kỷ luật nhà trường Bài 1: THÍ NGHIỆM MÁY BIẾN ÁP Tìm hiểu cấu tạo nguyên ly làm việc máy biến áp 1.1 Cấu tạo 1.1.1 Máy biến áp pha Máy biến áp pha đơn giản gồm có phần chính: a Lõi thép ( mạch từ ) Được ghép nhiều thép kỹ thuật điện, bề dày từ (0,35-:- 0,5) mm Giữa thép cách điện với sơn cách điện ghép lại thành mạch từ kín Đoạn mạch từ có quấn cuộn dây gọi trụ Mạch từ máy biến áp thường có hai dạng sau - Mạch từ không phân nhánh ( máy biến áp kiểu trụ ) - Mạch từ phân nhánh ( máy biến áp kiểu bọc ) b Dây quấn ( mạch điện) Gồm cuộn dây quấn quanh lõi thép Cuộn nối với nguồn điện gọi cuộn sơ cấp có số vịng w1, cuộn nối với phụ tải gọi cuộn thứ cấp có số vịng w2 Máy biến áp hạ áp có cuộn sơ cấp cuộn cao áp dây dẫn có tiết diện nhỏ số vịng nhiều, cuộn thứ cấp cuộn hạ áp dây dẫn có số vịng ít, tiết diện to Với máy biến áp tăng áp ngược lại Ngồi cuộn dây lõi thép máy biến áp pha có vỏ máy, phận điều chỉnh điện áp 1.1.2 Máy biến áp ba pha Máy biến áp pha lõi thép có trụ, trụ quấn cuộn sơ cấp thứ cấp pha Ký hiệu đầu dây cuộn dây cao áp ký hiệu chữ in hoa A, B, C với đầu đầu, X, Y, Z với đầu cuối Các cuộn dây điện áp thấp ký hiệu chữ in thường a, b, c với đầu đầu x, y, z với đầu cuối Ngoài cuộn dây lõi thép máy biến áp cịn có vỏ máy, phận điều chỉnh điện áp, dầu máy biến áp, van phòng nổ 1.2 Nguyên ly làm việc Nối cuộn dây sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều có điện áp U1 Dòng điện xoaychiều I1 cuộn dây sơ cấp sinh mạch từ từ thông xoay chiều m Do mạch từ khép kín nên từ thơng móc vịng qua cuộn dây máy biến áp Theo định luật cảm ứng điện từ cuộn dây xuất sđđ cảm ứng : - S.đ.đ cảm ứng cuộn sơ cấp e1: e1   w1 - S.đ.đ cảm ứng cuộn thứ cấp e2: d d ( m sin t )   w1 dt dt e2   w2 d d ( m sin t )  w dt dt lấy đạo hàm ta có: - Dây quấn máy biến áp nối Y/Y k 3U p1 W1 U d1   Ud 3U p W2 (2 - 4) - Dây quấn máy biến áp nối Y/  ( sơ cấp nối Y, thứ cấp nối  ) k 3U p1 U d1 W   Ud2 U p2 W2 (2 - 5) - Dây quấn nối  /  k U d U p1 W1   U d U p W2 (2 - 6) * Chú ý: Cùng máy biến áp sử dụng làm máy biến áp tăng áp hay máy biến áp giảm áp, tuỳ theo ta nối nguồn điện phù hợp vào cuộn dây vịng hay cuộn dây nhiều vịng Thí nghiệm đặc tính khơng tải máy biến áp pha 2.1 Chế độ khơng tải máy biến áp M¸y biến áp làm việc chế độ không tải máy biến áp trạng thái cuộn dây sơ cấp nối vào nguồn điện xoay chiều có điện áp U1, cuộn dây thứ cấp để hở mạch, dòng điện thứ cấp I2 = Dòng điện cuộn dây sơ cấp lúc gọi dòng điện không tải I0 Dòng điện I0 tạo từ trờng cuộn sơ, phần lớn từ thông m khép kín mạch lõi thép qua cuộn sơ cuộn thứ , phần từ thông m W1 U1 W2 t1 U 2o Hình 4- Một phần nhỏ từ trờng cuộn sơ t1( từ thông tản ) khép kín mạch qua cuộn sơ Từ thông m t1làm sinh cuộn sơ s.đ.đ tơng ứng E1 Et1 Khi máy biến áp làm việc không tải dòng I0 cuén s¬ chØ nhá b»ng ( 3- 10 ) % Iđm Khi máy biến áp vận hành không tải, công suất phía thứ cấp đa ( P2= ), nhng máy tiêu thụ công suất phần lợng tổn hao mạch từ gọi tổn hao sắt ( tợng từ trễ dòng điện xoáy ) Tổn hao điện trở dây quấn không đáng kể Mặt khác công suất tác dụng trờng hợp nhỏ so với công suất phản kháng, hệ số cos thấp Vì không nên cho máy biến áp vận hành không tải non t¶i Phương trình mạch điện thay MBA U1=I0 Z0 Trong Z0 tổng trở khơng tải MBA 2.2 Thí nghiệm khơng tải máy biến áp Thí nghiệm khơng tải để xác định hệ số không tải k, tổn hao sắt từ lõi thép thông số máy chế độ khơng tải Hình 1.1 Sơ đồ nối dây thí nghiệm khơng tải Sơ đồ nối dây thí nghiệm khơng tải (hình 1.1) Đặt điện áp U1 = U1đm vào dây quấn sơ cấp, thứ cấp hở mạch, dụng cụ đo cho ta số liệu sau: p cơng suất tổn hao khơng tải; I0 dịng điện khơng tải; cịn Ulđm U 20 điện áp sơ cấp thứ cấp Từ ta tính được: k a) Hệ sô biến áp k: U 1dm U 20 i0 0  b) Dịng điện khơng tải phần trăm : I0 I1dm 100 0  (1  10) 0 c) Tổn hao lõi thép : pFe  P0  r1I  P0 đ) Tổng trở không tải r0  r1  rm  + Điện trở không tải: P0 I 02 Do rm » r1 nên gần lấy bằng: rm = r0 – r1 Z0  + Tổng trở không tải: U1dm I0 2 + Điện kháng không tải x0  x1  xm  z0  r0 + Điện kháng từ hóa xm >> x1| nên lấy gần bằng: xm = x0 cos   e) Hệ số công suất không tải P0 U 1dmI Thí nghiệm chế độ ngắn mạch máy biến áp cảm ứng pha 3.1 Chế độ ngắn mạch máy biến áp cảm ứng pha Chế độ ngắn mạch máy biến áp chế độ mà phía thứ cấp bị nối tắt, sơ cấp đặt vào điện áp Trong vận hành, nhiều nguyên nhân làm máy biến áp bị ngắn mạch hai dây dẫn phía thứ cấp chập vào nhau, rơi xuống đất nối với tổng trở nhỏ Đấy tình trạng cố Phương trình mạch điện thay máy biến áp ngắn mạch Khi máy biến áp ngắn mạch U = 0, mạch điện thay máy biến áp vẽ hình 1.5 Dịng diện sơ cấp dịng điện ngắn mạch in Phương trình điện áp mba ngắn mạch: U  I n ( rn  jxn )  I n zn (1.6) 3.2 Thí nghiệm ngắn mạch Thí nghiệm ngắn mạch để xác định điện áp ngắn mạch phần trăm U n%, tổn hao đồng định mức Pđdm, hệ số công suất cosφ, điện trở ngắn mạch rn điện kháng ngắn mạch xn mạch điện thay mba Sơ đồ thí nghiệm ngắn mạch vẽ hình 1.5 Tiến hành thí nghiệm sau: Dây quấn thứ cấp nói ngắn mạch, dây quấn sơ cấp nối vổi nguồn qua điều chỉnh điện áp Ta diều chỉnh điện áp vào dây quấn sơ cấp Un cho dòng điện dây quấn định mức Điện áp Un gọi điện áp ngắn mạch Lúc dó dụng cụ đo cho ta số liệu sau: Un điện áp ngắn mạch; pn tổn hao ngắn mạch; I1dm I2dm dòng điện sơ cấp thứ cấp định mức Hình 1.2 Mạch điện thay m.b.a ngắn mạch Sơ đồ thí nghiệm ngắn mạch a) Tơn hao ngắn mạch Lúc thí nghiệm ngắn mạch, điện áp ngắn mạch U n nhỏ nên từ thơng Φ nhỏ, bỏ qua tổn hao sắt từ Công suất đo thí nghiệm ngắn mạch Pn tổn hao điện trở hai quấn mba làm việc ỏ chế độ định mức Ta có: Pn  r1I12dm  r2 I 22dm  rn I n2 (1.7) b) Tổng trở, điện trở điện kháng ngắn mạch zn  + Tổng trở ngắn mạch: Un I1dm Pn I12dm (1.9) xn  z n2  rn2 (1.10) rn  r1  r2,  + Điện trở ngắn mạch: + Điện kháng ngắn mạch: (1.8) , , Trong m.b.a thưòng r1  r2 x1  x2 Vậy điện trỏ điện kháng tản dây quấn sơ cấp: r1  r2,  rn x x1  x2,  n cos  n  c) Hệ sô công suât ngắn mạch : Pn U1I1dm d) Điện áp ngắn mạch - Điện áp ngắn mạch phần trăm: Un 00  z n I1dm 100 0 U1dm - Điện áp ngắn mạch tác dụng phần trăm : - Điện áp ngắn mạch phản kháng phần trăm : (1.11) U nr 0  rn I1dm 100 0 U1dm U nx 0  xn I1dm 100 0 U1dm 4.Thí nghiệm xác định cực tính máy biến áp cảm ứng Đấu nối tiếp cuộn dây biết cực tính vào cuộn dây muốn biết cực tính Cho điện AC vào cuộn ( 6-12V) Đo điện cuộn điện tổng đầu nút Nếu điện tổng lớn điện cuộn cuộn cực tính, nhỏ hiệu điện cuộn thí ngược cực tính Nếu cuộn dây có số vịng chênh lệch q nhiều ta nên xác định cuộn có số vịng cao điện vào Không nên cho điện AC vào cuộn có số vịng thấp Chỉnh lưới điện áp thứ cấp máy biến áp cảm ứng Điều chỉnh thứ cấp để đối phó với biến đổi chậm điện áp Điều chỉnh thứ cấp hiệu chỉnh lại giá trị điện áp chỉnh định thiết bị điều chỉnh sơ cấp miền phụ trách điều chỉnh tụ bù, kháng điện máy biến áp điều áp tải miền Quá trình tiến hành vịng phút Vì dịng điện qua cuộn dây sơ cấp nhỏ nên dòng điện qua tiếp điểm điều chỉnh điên áp nhỏ kích thước điều chỉnh điện áp giảm đi, dễ chế tạo giảm giá thành Vì ĐCĐA chế tạo theo kiểu phân nấc nên có khả điều chỉnh điện áp đầu máy biến áp gần định mức Các máy biến áp pha thơng dụng khơng có yêu cầu ổn định điện áp nên thường hay dung ĐCDA pha kiểu đơn giản có từ đến đầu phân nấc, không cho phép điều chỉnh điện áp máy biến áp vận hành mang tải, Mỗi thay đổi đầu phân nấc điều chỉnh điện áp phải cắt toàn điện máy biến áp Bộ ĐCĐA có cấu tạo đặc biệt có thê điều chỉnh điện áp mang tải Thí nghiệm máy biến áp tự ngẫu 6.1 Mô tả thiết bị: - Nguồn điện pha 220 VAC; Máy biến áp tự ngẫu INPUT: 220/380 V AC; OUTPUT: – 220 VAC; biển đổi điện áp thứ cấp nhờ vào núm vặn máy; Máy biến áp thường 110/ 220 VAC Tải thay đổi bóng đèn 220V - 60W điện trở đóng mở nhờ cơng tắc tụ điện (C=12 µF); Máy đo cosφ ; Vôn kế; Am-pe kế 6.2 Tiến hành thí nghiệm: 6.2.1 Thí nghiệm khơng tải: - Để cơng tắc nguồn trạng tắt (CB ỏ’ vị trí OFF) - Vặn núm điều chỉnh điện áp vị trí “0” - Nối mạch điện hình 1.4 Hình 1.4 : Sơ đồ ngun lý thí nghiệm khơng tải - Bật cơng tắc nguồn (CB vị trí ON) - Vặn từ từ núm điều chỉnh điện áp đồng thời theo dõi vôn kế U20=U2dm Ghi giá trị I10, U10, U20, trị số cosφ0 vào bảng 4.1 Bảng 4.1 Sổ liệu thí nghiệm máy biển áp chế độ không tải I0[A] U10[V] U20(V) P0[W] Cosφ0 * Hãy tính thơng số sau: - Tỷ số biến áp k = - Dịng điện khơng tải phần trăm i0% = - Điện trở không tải R0 = - Tổng trở không tải Z0 = - Điện kháng không tải X0 = - Hệ số công suất không tải Cosφ = - Vặn núm điều chinh điện áp vị trí “0” - Bậc cơng tắc nguồn vị trí OFF 6.2.2 Thí nghiệm có tải: 6.2.2.1 Tải trở R - Kết nối mạch điện theo sơ đồ hình 1.5 - Để cơng tắc nguồn trạng thái tắt (CB vị trí OFF) - Vặn núm điều chỉnh điện áp vị trí “0” 10