Đang tải... (xem toàn văn)
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG ĐIỆN CƠ BÀI 1 ĐO LƯỜNG TẢI 3 PHA I MỤC TIÊU Tìm hiểu,làm quan với các thiết bị đo và phương pháp đo lường công suất tác dụng (W), công suất biểu kiến (VA), công[.]
BÀI 1:ĐO LƯỜNG TẢI PHA I.MỤC TIÊU: - Tìm hiểu,làm quan với thiết bị đo phương pháp đo lường công suất tác dụng (W), công suất biểu kiến (VA), công suất phản kháng (VAR) hệ số cơng suất PF mạch pha II.THÍ NGHIỆM: A.Lắp đặt: - Nguồn pha nối với động KĐP 1Hp 380V nối Y Sơ đồ nguyên lý động AC KĐB gắn với tải học B.Đo công suất trường hợp tải cân bằng-không bù: - pha động nối với pha nguồn điện.Dây trung tính động nối với dây trung tính nguồn - Khởi động động không đồng cách cấp nguồn từ nguồn pha giá trị điện áp không đổi (U< 200V) - Kết quả: Varms = 161,1 V Vbrms = 172,2 V Vcrms = 163,2 V Iarms = 0,81 A Ibrms = 0,8 A Icrms = 0,79 A Cosφa = 0,166 Cosφb = 0,066 Cosφc = 0,09 Ia =0,81.cos(ωt+800) Ib =0,8.cos(ωt+860) Ic = 0,79.cos(ωt+850) - Vẽ biểu đồ pha: Giản đồ pha - Nhận xét: Theo lý thuyết, trường hợp tải cân không bù nên giá trị điện áp, dịng điện hệ số cơng suất pha xấp xỉ nhau.Giản đồ pha cho thấy góc pha lệch góc gần 1200 - Cơng suất biểu kiến,tác dụng hệ số công suất pha: Sa = 261 VA Sb = 262 VA Sc = 274 VA ∑ S = 797 VA Pa = 33 W Pb = 11 W Pc = 38 W Qa = 257 VAR Qb = 260 VAR Qc = 268 VAR PFa = 0,115 PFb = 0,038 PFc = 0,111 ∑ P = 82 W ∑ Q = 785 VAR - Mối quan hệ S,P,Q,PF pha a theo công thức lý thuyết: Pa 33 PFa = = =0,126 S a 621 S a = Pa2 + Qa2 = 332 + 2572 = 259VAR - Nhận xét: Giữa lý thuyết thực nghiệm có sai số khơng đáng kể sai số trình đo Nhìn chung kết thực nghiệm gần với lý thuyết C.Đo cơng suất trường hợp tải cân bằng, có bù: - Lấy tụ bù nối ∆ gắn song song với động không đồng - Đo P,Q,S,PF pha nguồn Sa = 280 VA Sb = 279 VA Sc = 260 VA Pa = 44,8 W Pb = 22,32 W Pc = 33,8 W Qa = 279 VAR Qb = 276VAR Qc = 259 VAR PFa = 0,16 PFb = 0,08 PFc = 0,13 - Xác định giá trị tụ bù theo kết PF nhận theo công thức: Pha a: ∆Qa ∆Qa (257 − 279) Ca = − =− =− = 0, 64µ F 2 ω.Va 2π f Va 2π 50.( 3.191,5) Ca ≈ Cb ≈ Cc ≈ 0, 64µ F D.Đo cơng suất trường hợp không tải cân bằng: - Bảng số liệu: Sa = 281 VA Sb = 299 VA Sc = 241 VA Pa = 64 W Pb = 20 W Pc = W Qa = 273 VAR Qb = 299 VAR Qc = 800 VAR PFa = -0,214 PFb = -0,066 PFc = -0,041 - Nhận xét: Công suất tác dụng chênh lệch nhiều, hệ số công suất cao pha a thấp pha c.Đo dó trường hợp tải cân ảnh hưởng đến động BÀI 2: MÁY BIẾN ÁP PHA I.MỤC TIÊU: - Hiểu kiểm tra lại đặc tính máy biến áp, đặc tính khơng tải,đặc tính ngắn mạch, đặc tính có tải máy biến áp - Từ thí nghiệm, xác định vẽ sơ đồ mạch tương đương máy biến áp II.THÍ NGHIỆM: A.Thí nghiệm khơng tải: Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ đấu dây - Bảng số liệu: U10(V) 40 60 80 U20(V) 20 30 41 I10(mA) 43 53 63 P10(W) 0,59 1,53 2,83 cosφ 0,088 0,268 0,405 - Đặc tính khơng tải: U10=f(I10) 100 53 74 4,46 0,503 120 60 84 6,79 0,553 140 71 107 9,5 0,597 250 200 150 100 50 0 50 100 150 200 250 300 160 82 123 13,4 0,603 180 91 158 20,76 0,607 200 102 215 32,04 0,594 220 111 285 43,96 0,61 - Nhận xét: Nguyên lý làm việc máy biến áp: Khi đặc U1 vào dây quấn sơ cấp có dịng sơ cấp I1 tạo sức từ động I1.ω1, tạo từ thơng Ф móc vịng qua cuộn sơ cấp thứ cấp Khi máy biến áp khơng tải Ф dịng khơng tải I10 chạy dây quấn sơ cấp sinh Giá trị P10 công suất tổn hao không tải máy biến áp, tức công suất nguồn điện cung cấp cho máy biến áp chế độ không tải Trong dãy cơng suất đo giá trị P10 áp định mức có ý nghĩa Vì giá trị quy đổi tổn hao không tải thường lớn nên sai số lớn - Các thông số cho sơ đồ tương đương: Sơ đồ tương đương U 220 k = 1đm = = 1,99 ≈ U 20 111 U102 2202 = = 1,1K Ω P10 43,96 - Tổng trở không tải: U 220 Z = 1đm = = 772Ω I10 285mA RC = Xm = Z 02 − RC2 = 784Ω B.Thí nghiệm tải ngắn mạch: Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ đấu dây - Bảng số liệu: I2n(A) U1n(V) 1,8 4,1 5,9 I1n(A) 0,494 1,08 1,56 P1n(W) 0,85 4,2 cosφ1 0,995 0,993 0,992 - Đặc tính ngắn mạch: U1n= f(I1n) 7,9 15,5 0,992 10 2,5 24,5 0,991 11,7 2,99 34,6 0,992 13,7 3,53 48 0,991 15,8 3,87 60 0,991 17,3 4,41 75 0,991 10 19,3 4,92 94 0,991 25 20 15 10 0 -Nhận xét: Ở thí nghiệm ngắn mạch,có thể bỏ qua tổn hao sắt từ - Tổng trở ngắn mạch: U 19, Z n = 1n = = 3, 92Ω I1đm 4,92 Req = X eq = P1n 94 = = 3,88Ω I1đm 4,922 Z n2 − Req2 = 3, 922 − 3,882 = 0,56Ω C.Thí nghiệm có tải: Sơ đồ đấu dây - Bảng số liệu: I1(A) 0,674 U1(V) 220 I2(A) U2(V) 110 cosφ1 0,99 cosφ2 0,886 P1(W) 146,5 P2(W) 97 1,071 220 110 0,99 0,934 233 205,5 1,511 220 108 0,99 0,960 330 311 1,95 220 106,8 0,99 0,971 424,7 414,5 2,35 220 106,1 0,99 0,981 512 520 2,8 220 105,3 0,99 0,986 610 623 3,27 220 104,2 0,99 0,990 712 722 3,72 220 103,1 0,99 0,992 810 818 4,53 220 10 101,1 0,99 0,994 987 1004,9 - Đặc tính tải: U2=f(I2) 112 110 108 106 104 102 100 10 - Độ sụt áp dòng sơ cấp giá trị định mức: 101, − 110 ∆U % = 100% = 8% 110 - Tính vẽ đặc tính hiệu suất theo hệ số tải: Sđm=U2đm.I2đm=110.10=1100 VA P η= 0,662 0,882 0,942 0,976 P1 S β= 0,1 0,2 0,295 0,388 S đm 12 1,016 1,021 1,014 1,01 1,018 0,482 0,574 0,663 0,749 0,919 - Đặc tính hiệu suất theo hệ số tải: η = f ( β ) 1,2 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 BÀI 3: MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA CÓ NHÁNH PHÂN TỪ I.MỤC TIÊU: - Hiểu ảnh hưởng cấu tạo mạch từ đến đặc tính làm việc máy biến áp Sự ảnh hưởng tử thơng rị lên giá trị điện kháng máy biến áp II.THÍ NGHIỆM: A.Thí nghiệm khơng tải: Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ đấu dây - Bảng giá trị: U10(V) 40 60 80 100 U20(V) 19,14 29,3 40,1 50,6 I10(A) 0,144 0,19 0,233 0,274 cosφ1 0,203 0,29 0,33 0,34 P10(W) 1,17 3,3 6,15 9,3 U = f ( I ) - Đặc tính khơng tải: 10 10 120 60,9 0,314 0,33 12,4 140 71,1 0,357 0,32 16 160 81,6 0,402 0,3 19,3 180 93,4 0,449 0,28 22,63 250 200 150 100 50 0 0,1 0,2 0,3 0,4 - Tính tốn thơng số mạch tương đương máy biến áp: 0,5 0,6 200 102,9 0,497 0,27 26,84 220 112,2 0,555 0,26 31,75 k= U1đm 220 = = 1,96 ≈ U 20 112, Rc = P10 31, 75 = = 103,1Ω I102 0,5552 Z0 = Xm = U1đm 220 = = 396, 4Ω I10 0,555 Zo2 − Rc2 = 396, 42 − 103,12 = 382,8Ω Sơ đồ tương đương B.Thí nghiệm ngắn mạch: Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ nối dây - Bảng giá trị: U1n(V) 40 60 80 100 120 140 I2n(V) 0,25 0,5 1,5 2,5 I1n(V) 0,476 0,695 0,916 1,135 1,35 1,575 cosφ1 0,07 0,08 0,09 0,09 0,09 0,09 P1n(W) 1,33 3,34 6,6 10,22 14,58 19,8 - Các thông số cho sơ đồ tương đương máy biến áp: U 220 Z n = 1n = = 91,3Ω I1n 2, 41 Req = X eq = 160 1,795 0,09 25,85 180 3,6 1,96 0,09 31,75 200 2,19 0,09 39,42 220 4,4 2,41 0,09 47,72 P1n 47, 72 = = 8, 22Ω I12đm 2, 412 Z n − Req = 9,132 − 8, 222 = 3,97Ω - Đặc tính ngắn mạch: U1n= f(I1n) 250 200 150 100 50 0 0,5 1,5 2,5 - Nhận xét: Đường đặc tính khơng tả ngắn mạch có dạng giống nhau, gần tuyến tính theo I C.Thí nghiệm có tải: Sơ đồ đấu dây - Bảng số liệu: U1(V) 220 220 I1(A) 0,957 1,39 U2(V) 106,3 94,9 I2(A) 1,002 1,83 cosφ1 0,68 0,68 cosφ2 0,998 0,998 P1(W) 143,2 208 P2(W) 106,3 173,3 - Đặc tính tải: U2= f(I2) 220 1,691 84,1 2,31 0,64 0,999 238,1 194,1 220 1,987 74,6 2,67 0,57 0,999 249,2 199 220 65,4 2,96 0,53 0,989 233,2 191,5 220 2,11 57,9 3,16 0,48 0,998 222,8 182,6 220 2,19 52 3,3 0,44 0,997 212 171,1 220 2,25 47,2 3,41 0,40 0,999 198 160,8 220 2,32 39,8 3,55 0,35 0,998 178,6 141 120 100 80 60 40 20 0 0,5 1,5 2,5 3,5 BÀI 4: KHUẾCH ĐẠI TỪ I.MỤC TIÊU: - Hiểu bão hòa mạch từ, tác dụng từ thông chiều từ thông xoay chiều lên sức điện động cảm ứng tự cảm cuộn dây II.THÍ NGHIỆM: A.Sơ đồ mạch B.Thí nghiệm: - Điều chỉnh thay đổi dịng DC, đo vẽ dạng sóng tín hiệu áp hai đầu cuộn dây, tín hiệu áp dòng tải (đèn Đ) - Điều chỉnh thay đổi IDC từ 0→250mA - Bảng kết đo: IDC(mA) 50 100 150 200 250 UC1 H H H H H H Volt/div 2 1 Ud H H H H H H Volt/div 0,2 5 Iđèn(A) 0,061 0,166 0,23 0,263 0,281 0,29 - Nguyên lý hoạt động: Mạch khuếch đại từ thực chất cuộn dây hoạt động vùng bão hòa Mạch khuếch đại từ ứng dụng tính chất bão hịa lõi từ Một dịng điện DC nhỏ, với trở kháng nguồn thấp đưa vào hai đầu cuộn dây điều khiển Điện áp xoay chiều đặt vào đầu cuôn dây xoay chiều Giá trị dòng điện chiều đưa vào cuộn dây làm thay đổi đặc điểm làm việc đường cong từ hóa, hai cuộn dây tiến dần đến vùng bão hịa Khi cuộn dây chuyển từ trạng thái trở kháng cao sang trạng thái trở kháng thấp Vậy dòng điện chiều thay đổi trở kháng cuộn xoay chiều Vì cuộn chiều nối để triệt tiêu điện áp cảm ứng nên mạch chiều không bị ảnh hưởng mạch xoay chiều Vậy đáp ứng theo điện trở cuộn dây Suy lượng đưa vào cuộn điều khiển lớn so với cuộn xoay chiều Sự thay đổi dòng điện chiều điều khiển dẫn đến thay đổi trở kháng cuộn dây, dịng điện tải bị thay đổi Từ suy mạch có đặt tính khuếch đại dịng điện