Đang tải... (xem toàn văn)
37 Bài 3 THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 1 Đo điện trở một chiều của cuộn dây phần ứng và cuộn dây kích từ Sơ đồ thí nghiệm hình 3 1 Hình 3 1 Sơ đồ thí nghiệm Đo điện trở một chiều của cuộn dây phần ứng.
Bài 3: THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Đo điện trở chiều cuộn dây phần ứng cuộn dây kích từ Sơ đồ thí nghiệm hình 3.1 Hình 3.1 :Sơ đồ thí nghiệm Đo điện trở chiều cuộn dây phần ứng cuộn dây kích từ + Sử dụng nguồn cung cấp nguồn điện chiều (DC) điều chỉnh từ 0-220V + Trên mô đun đo mô men tốc độ Prime move đồng hồ đo dòng điện điện áp chiều DC + Dùng nguồn điện chiều đầu 7-N, Vônkế E Ampeké I1 đấu nối vổi cuộn dây dây quấn phần ứng hình để đo Rư sau cho dây quấn kich thích song song (Shunt) để đo Rf + Bật nguồn, xoay núm điều chỉnh tăng dần điện áp đặt vào hai đầu dây quấn dể diện áp (0.25; 0.50; 0.75; 1.0)Udm dây quấn kích từ dịng điện (0.1, 0.2, 0,3, 0.4)Idm quấn phần ứng + Ghi lại trị số đo E1 I1 vào bảng số liệu + Xoay núm điều chỉnh điện áp vị trí min, tắt nguồn, tháo gỡ dây nối Bảng Mạch kích từ E1 I1 Mạch phần ứng E1 I1 Thí nghiệm máy phát chiều * TÝnh chÊt thuËn nghÞch máy điện chiều 37 Giả sử máy điện làm việc chế độ máy phát, nối với mạng có điện áp U = const sản mô men ®iƯn tõ M cã tÝnh chÊt h·m ®èi víi ®éng sơ cấp kéo máy quay (hình 1a) Lúc dòng điện phần ứng : Iu + + U=const - - n M I n E E - Eu U Ru , nghÜa lµ: M I I + - I + It E = U + IR (E >U) Nếu ta giảm s.đ.đ E cách giảm từ thông tốc độ n đến lúc E < U dòng điện I đổi chiều Do điện áp U mạng không đổi chiều nên dòng điện kích từ từ thông không đổi chiều Nh mô men điện từ M = CM I đổi a) It b) Hình 3.2 Sự làm việc máy điện chiều a)) Trong chế độ động b) Trong chế độ máy phát dấu, nghĩa chiều với chiều tốc độ quay n (hình 1b) từ mô men hÃm đà trở thành mô men quay Máy đà chuyển từ chế độ máy phát sang chế độ động vµ tiÕp tơc quay theo chiỊu cị, víi cùc tÝnh cực từ giữ nguyên nh trớc Nếu tách động sơ cấp ra, ta có động điện nối theo sơ đồ bình thờng, có phơng trình cân ®iƯn ¸p: U = E + IR 2.1 Máy phát điện chiều kích từ độc lập * Đặc tớnh ngoi Khi dòng điện tăng, điện áp rơi dây quấn phần ứng tăng, mặt khác phản ứng phần ứng tăng theo dòng điện nên s.đ.đ E giảm, kết điện áp U đầu cực máy phát giảm xuống Đặc tính máy phát điện kích thích độc lập có dạng nh hình U E U0 Uđm IR U IR I I Hình3.3 Đặc tính máy phát điện kích thích độc lập 38 Hiệu số điện áp không tải (I = 0) tải định mức (I = Iđm) với (It = Itđm) đợc gọi độ biến đổi điện áp định mức: U dm % U U dm 100 U dm máy phát điện kÝch thÝch ®éc lËp U dm % 15% * Đặc tính điều chỉnh: U = const, n = const It It = f(I) It0 Đặc tính điều chỉnh cho ta biết cần điều chỉnh dòng kích thích để giữ cho điện áp đầu máy phát không đổi tải thay đổi Đặc tính điều chỉnh máy phát điện chiều kích thích độc lập đợc trình bày hình I Hình 3.4 Đặc tính máy phát điện kích thích độc lập Từ hình 3.4 ta thấy, tải tăng cần phải tăng It để bù đợc điện áp rơi R ảnh hởng phản ứng phần ứng, giữ cho U = const Ngợc lại, tải giảm cần phải giảm It Từ không tải (I=0) với U = Uđm đến tải định mức (I = Iđm) thờng phải tăng dòng điện kích thích lên 15 25% Đặc tính ngắn mạch trờng hợp đặc biệt đặc tính điều chỉnh U = * Đắc tính tải: U = f(It) I = const, n = const Khi có tải, điện áp cực máy phát điện nhỏ s.đ.đ có điện áp rơi dây quấn phần ứng I.R Vì đờng đặc tính tải (đờng1) biểu thị hình 3.5 nằm dới đờng đặc tính không tải (đờng 2) hình 3.5 Nếu từ điểm a ứng với U = Uđm đặc tính tải ta đặt lên phía đoạn ab thẳng đứng điện áp rơi I.R dây quấn phần ứng kẻ đoạn nằm ngang cắt đờng đặc tính không tải c Nối a với c ta đợc tam giác abc gọi tam giác đặc tính d U Uđm c/ c b b/ a a/ k It3 It2 e It It1 Hình 3.5: Đặc tính tải máy phát ®iƯn kÝch thÝch ®éc lËp 39 Tõ h×nh 3.5 ta thấy, ứng với dòng điện kích thích It1, không tải điện áp U0 = de, mang tải định mức điện áp giảm đến Uđm = ae Nh đoạn thẳng da biểu thị độ biến đổi điện áp định mức Uđm Nguyên nhân sụt áp điện áp rơi dây quấn phần ứng IR ảnh hởng phản ứng phần ứng khử từ Trên đồ thị hình 3.5 , đờng biểu thị đặc tính E = f(It) máy mang tải S.đ.đ bé điện áp U0 không tải ảnh hởng phản ứng phần ứng khử từ * Cần ý đặc tính không tải trờng hợp đặc biệt đặc tính tải với I=0 S thớ nghim nh hình vẽ: Hình 3.6 Sơ đồ thí nghiệm máy phát điện chiều kích từ độc lập + Đấu nối sơ đồ thí nghiệm hình 3.6 - Dùng Il, để đo dòng điện tải - Dùng El để đo điện áp mạch phần ứng - Dùng E2, để đo điện áp mạch kích từ - Nguồn chiều 220 VDC khơng điều chỉnh cấp cho mạch kích từ - Dùng động sơ cấp Prime Mover truyền động cho máy phát - Biến trở Rdc để vị trí lớn (1000 Ω) - Công tắc MODE để vị trí Prime Mover - Cơng tắc DISPLAY để vị trí Speed (n) 40 - Tải máy phát điện trở R (4400 Ω, 2200 Ω, 1100 Ω) Trình tự tiến hành: + Hở K, bật nguồn điều chỉnh để tăng dần điện áp U đặc vào động sơ cấp (Pime mover) đạt đến tóc dộ n = ndm máy phát điện chiều + Điều chỉnh Rdc để tăng dịng điện kích từ điện áp đầu cực máy phát 1.2Uđm trình tăng dịng kích từ It đọc số liệu mô dun đo mô men tốc độ đồng hồ đo để ghi vào bảng số liệu), * Thí nghiệm có tải: (hình 3.6) Trình tự tiến hành sau: + Làm giống thí nghiệm khơng tải để thành lập điện áp, Udm + Đấu nối sơ đồ thí nghiệm hình 3.6 Sơ đồ thí nghiệm máy phát điện chiều kích từ độc lập - Dùng Il, để đo dòng điện tải - Dùng El để đo điện áp mạch phần ứng - Dùng E2, để đo điện áp mạch kích từ - Nguồn chiều 220 VDC không điều chỉnh cấp cho mạch kích từ - Dùng động sơ cấp Prime Mover truyền động cho máy phát - Biến trở Rdc để vị trí lớn (1000 Ω) - Cơng tắc MODE để vị trí Prime Mover - Cơng tắc DISPLAY để vị trí Speed (n) - Tải máy phát điện trở R (4400 Ω, 2200 Ω, 1100 Ω) Trình tự tiến hành: + Hở K, bật nguồn điều chỉnh để tăng dần điện áp U đặc vào động sơ cấp (Pime mover) đạt đến tóc dộ n = ndm máy phát điện chiều + Điều chỉnh Rdc để tăng dịng điện kích từ điện áp đầu cực máy phát 1.2Uđm + Đóng K để tăng dần tải tải định mức, trình tăng tải điện áp sụt phải tăng dịng điện kích từ để U = Uđm Trong trình tăng tải tốc độ n giảm phải điều chỉnh để n = nđm Sau giảm dần tải, giảm tải đọc số liệu mô dun đo mô men tốc độ đồng hồ đo để ghi vào bảng số liệu), Sau mở bảng số liệu đo ghi vào bảng * Thành lập đặc tính điều chỉnh: (hình 3.6) - Trình tự tiến hành sau: + Làm giống thí nghiệm khơng tải để thành lập điện áp, Uđm 41 + Đóng K để tăng dần tải Mổi lần tăng tải, điện áp U tốc độ n giảm phải điều chỉnh dịng điện kích từ động sơ cấp để giữ U n định mức đọc số liệu mô dun đo mô men tốc độ đồng hồ đo để ghi vào bảng số liệu), Bảng 2: Khơng tải I1=0 (A) I2 (A) E 1(V) Có tải I1= (A) I2 (A) E 1(V) Thành lập đặc tính điều chỉnh I1 (A) I2 (A) 2.2 Máy fát điện chiều kích từ song song; M¸y ph¸t điện chiều kích thích song song loại máy phát điện chiều có ứng dụng rộng rÃi không đòi hỏi nguồn điện riêng để kích thích giữ đợc điện áp ổn định giới hạn phụ tải bình thờng Điều kiện để máy phát ®iƯn mét chiỊu kÝch thÝch song song tù kÝch thÝch thành lập điện áp là: Hệ thống từ máy phát điện phải có từ d; Dây quấn kích từ phải đợc nối cho từ thông sinh phải chiều với từ thông d; 42 Điện trở mạch kích thích phải nhỏ điện trở tới hạn; Tốc độ quay phần ứng phải lớn tốc độ quay tới hạn phải quay chiều Đặc tính khơng tải: U0 = E = f(It) với I = n = const Rpt A U0 CD V a) - I b) + I Ud A It I rt Hình 3.7 Sơ đồ thí nghiệm (a) đặc tính khụng tải(b) máy phát điện chiều kích thích song song Khi khơng tải, máy phát điện chiều kích thích song song có dịng điện I = It không vợt 3%Iđm nên không gây thay đổi đáng kể cho điện áp Do đặc tính khơng tải máy điện chiều kích thích song song khơng khác đặc tính khơng tải máy phát điện chiều kích thích độc lập Tuy nhiên, máy phát điện chiều kích thích song song tự kích thích đợc theo chiều nên đặc tính khơng tải đợc thành lập theo chiều (hình 5-9b) * Đặc tính tải: U =f(It) với I = const, n= cosnt Cũng giống nh máy phát điện chiều kích thích độc lập, đặc tính tải phát điện chiều kích thích song song nằm phía dới bên phải đờng đặc tính khơng tải Phần đờng thẳng đặc tính tải ứng với miền làm việc khơng ổn định máy xây dựng đợc giá trị điện áp thấp * Đặc tính ngồi: U =f (I) rt = cosnt , n = cosnt 43 Đặc tính ngồi máy phát điện chiều kích thích song song đợc trình bày hình 5-10 (đờng số 2) Để tiện so sánh, hình vẽ đặc tính ngồi máy phát điện kích thích độc lập (đờng 1) Ta thấy tải tăng, điện áp máy phát kích thích song song giảm nhiều so với điện áp máy phát kích thích độc lập, ngồi ảnh hởng phản ứng phần ứng điện áp rơi R, máy phát kích thích song song s.đ.đ E cịn giảm theo dịng điện kích từ It Vì độ thay đổi điện áp máy phát kích thích song song lớn độ thay đổi điện áp máy phát kích thích độc lập máy phát kích thích song song, thờng U dm 10 12%U dm Điểm đặc biệt máy phát kích thích song song dòng điện tải tăng đến giá trị định I = Ith, sau tiếp tục giảm điện trở Rpt mạch ngồi dịng điện I không tăng mà giảm nhanh đến trị số I0 xác định từ d máy (ứng với điểm P hình 5-10) Sở dĩ máy làm việc tình trạng khơng bão hồ ứng với đoạn thẳng đờng cong từ hố, dịng điện It giảm làm cho E, U giảm nhanh Điện áp U giảm nhanh Rpt dẫn đến kết dòng điện tải I giảm đến trị số I0 nh nói U Uđm Uđm K I P I0 Iđm Ith Hình 3.8 Đặc tính ngồi máy MFĐ chiều kích thích song song (2) máy MFĐ chiều kích thích độc lập (1) Nh ta thấy cố ngắn mạch đầu cực máy phát kích thích song song không gây nguy hiểm nh trờng hợp máy phát kích thích độc lập Nh đặc tính ngồi phát điện chiều kích thích song song chia làm hai phần: phần ứng với làm việc ổn định máy phát điện, phần dới (đoạn KP) ứng với tình trạng làm việc khơng ổn định Thơng thờng máy phát điện thờng đợc thiết kế cho dòng điện tới hạn Ith vào khoảng 2,5 Iđm * Đặc tính điều chỉnh Đặc tính điều chỉnh máy phát điện chiều kích thích song giống nh đặc tính điều chỉnh phát điện chiều kích thích độc lập Điều cần ý máy điện kích thích song song, tải tăng điện áp bị sụt nhiều nên mức độ tăng dịng điện kích thích phải nhiều hơn, đặc tính điều chỉnh dốc Đối với máy phát điện chiều kích thích song U = It = nên khơng xây dựng đợc đờng đặc tính ngắn mạch 44 Sơ đồ thí nghiệm hình 3.9: Hình 393: Sơ đồ thí nghiệm máy phát điện chiều kích từ song song Thí nghiệm khơng tảỉ:(hình 3.9) Trình tự tiến hành sau: + Để biến trở điều chỉnh Rdc, vị trí lớn (1000Ω) + Hở K, bật nguồn điều chỉnh để tăng dần điện áp U đặt vào động sơ cấp đến đạt tốc độ n = ndm MF + Giảm Rđc để tăng dịng điện kích thích điện áp đầu cực MF 1,2.Udm q trình tăng U, đọc số liệu mơ dun đo mô men tốc độ đồng hồ đo để ghi vào bảng số liệu), * Thí nghiệm có tải: (hình 3.9 ) - Trình tự tiến hành sau: + Làm giống thí nghiệm khơng tải để thành lập điện áp + Đóng K để tàng dần tải tải định mức Trong trình tăng tải, đưa trỏ chuột đến nút record data, nhắp chuột để ghi kết đo vào máy tính Trong q trình tâng tải tốc dộ n giảm phải điều chỉnh diện áp để n = nđm Sau mở bảng số liệu đo ghi vào bảng (hoặc dùng máy in để in bảng số liệu) * Thành lập đặc tính điều chỉnh: (hình 3.9 ) Trình tự tiên hành sau: + Làm giống thí nghiệm khơng tải để thành lập điện áp, Udm + Đóng K để tăng dần tải Mổi lần tăng tải, điện áp U tốc độ n giảm phải điều chỉnh để giữ U n định mức đọc số liệu mô dun đo mô men tốc độ đồng hồ đo để ghi vào bảng số liệu), 45 Bảng 3: Khơng tải I=0 (A) I=I1 U =E1 Có tải I= (A) It =I2 I=I1 U =E1 Thành lập đặc tính điều chỉnh Ikt=f(I) It =I2 I =I1 46 ... = const It It = f(I) It0 Đặc tính điều chỉnh cho ta biết cần điều chỉnh dòng kích thích để giữ cho điện áp đầu máy phát không đổi tải thay đổi Đặc tính điều chỉnh máy phát điện chiều kích thích... E2, để đo điện áp mạch kích từ - Nguồn chiều 220 VDC không điều chỉnh cấp cho mạch kích từ - Dùng động sơ cấp Prime Mover truyền động cho máy phát - Biến trở Rdc để vị trí lớn (1000 Ω) - Cơng... Trình tự tiến hành: + Hở K, bật nguồn điều chỉnh để tăng dần điện áp U đặc vào động sơ cấp (Pime mover) đạt đến tóc dộ n = ndm máy phát điện chiều + Điều chỉnh Rdc để tăng dòng điện kích từ điện
