MÔ TẢ MÔN HỌC Thí nghiệm máy điện là môn học nhằm thực hành các phương pháp mở máy, khảo sát các đường đặc tuyến làm việc và vẽ các đặc tính làm việc khi không tải và có tải của máy điện không đồng bộ, máy điện một chiều và máy điện đồng bộ, xác định các thông số của máy biến áp... NỘI DUNG MÔN HỌC Bài 1. Máy điện không đồng bộ: giúp sinh viên thực hành các phương pháp mở máy của động cơ, khảo sát các đặc đính không tải và có tải của động cơ. Bài 2: Máy điện một chiều: giúp sinh viên khảo sát và vẽ các đặc tính không tải và có tải của động cơ và máy phát điện một chiều. Bài 3: Máy điện đồng bộ: giúp sinh viên khảo sát các chế độ làm việc của máy phát điện đồng bộ ba pha. Thực hiện hòa đồng bộ máy phát điện với hệ thống điện. Bài 4: Máy biến áp: giúp sinh viên thực hành nối dây máy biến áp, biến dòng, và các đồng hồ đo lường.Xác định các thông số của máy biến áp bằng thí nghiệm: • • Đo tỉ số máy biến áp, xác định cực tính máy biến áp. Thí nghiệm không tải. Thí nghiệm ngắn mạch. Vẽ đặc tuyến ngõ ra của máy biến áp khi có tải R, L, C thay đổi.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM THỰC HÀNH MÁY ĐIỆN Biên Soạn: Ths Hoàng Nguyên Phước www.hutech.edu.vn THỰC HÀNH MÁY ĐIỆN *1.2014.ELE341* Các ý kiến đóng góp tài liệu học tập này, xin gửi e-mail ban biên tập: tailieuhoctap@hutech.edu.vn MỤC LỤC HƯỚNG DẪN II BÀI 1: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 1.1 PHẦN CHUẨN BỊ Ở NHÀ 1.2 SƠ ĐỒ VÀ CÁC THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 1.3 NỘI DUNG VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 1.3.1 Mở máy động điện 1.3.2 Thí nghiệm động làm việc có tải 13 BÀI 2: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 17 2.1 PHẦN CHUẨN BỊ Ở NHÀ 17 2.2 SƠ ĐỒ VÀ CÁC THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 21 2.3 NỘI DUNG VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 23 2.3.1 Động điện chiều làm việc không tải 23 2.3.2 Động điện chiều làm việc có tải 25 2.3.3 Máy phát điện chiều làm việc không tải 26 2.3.4 Máy phát điện chiều làm việc có tải 27 BÀI 3: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 29 3.1 PHẦN CHUẨN BỊ Ở NHÀ 29 3.2 SƠ ĐỒ VÀ CÁC THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 34 3.3 NỘI DUNG VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 37 3.3.1 Máy phát điện đồng làm việc không tải 37 3.3.2 Máy phát điện đồng mang tải 39 3.3.3 Máy phát điện đồng mang tải có điện áp khơng đổi 44 BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP 47 4.1 PHẦN CHUẨN BỊ Ở NHÀ 47 4.2 SƠ ĐỒ VÀ CÁC THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 50 4.3 NỘI DUNG VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 52 4.3.1 Xác định tỉ số biến áp 52 4.3.2 Xác định cực tính cuộn dây máy biến áp 53 4.3.3 Thí nghiệm khơng tải máy biến áp 54 4.3.4 Thí nghiệm ngắn mạch máy biến áp 56 4.3.5 Thí nghiệm máy biến áp mang tải 58 HƯỚNG DẪN> I HƯỚNG DẪN MƠ TẢ MƠN HỌC Thí nghiệm máy điện mơn học nhằm thực hành phương pháp mở máy, khảo sát đường đặc tuyến làm việc vẽ đặc tính làm việc khơng tải có tải máy điện không đồng bộ, máy điện chiều máy điện đồng bộ, xác định thông số máy biến áp… NỘI DUNG MÔN HỌC Bài Máy điện không đồng bộ: giúp sinh viên thực hành phương pháp mở máy động cơ, khảo sát đặc đính khơng tải có tải động Bài 2: Máy điện chiều: giúp sinh viên khảo sát vẽ đặc tính khơng tải có tải động máy phát điện chiều Bài 3: Máy điện đồng bộ: giúp sinh viên khảo sát chế độ làm việc máy phát điện đồng ba pha Thực hòa đồng máy phát điện với hệ thống điện Bài 4: Máy biến áp: giúp sinh viên thực hành nối dây máy biến áp, biến dòng, đồng hồ đo lường.Xác định thông số máy biến áp thí nghiệm: Đo tỉ số máy biến áp, xác định cực tính máy biến áp Thí nghiệm khơng tải Thí nghiệm ngắn mạch Vẽ đặc tuyến ngõ máy biến áp có tải R, L, C thay đổi KIẾN THỨC TIỀN ĐỀ Sinh viên phải nắm vững lý thuyết máy điện YÊU CẦU MÔN HỌC II |HƯỚNG DẪN Người học phải dự học đầy đủ buổi thí nghiệm lớp, chuẩn bị phần lý thuyết hoàn thành báo cáo kết thí nghiệm CÁCH TIẾP NHẬN NỘI DUNG MƠN HỌC Để học tốt môn này, sinh viên cần chuẩn bị phần lý thuyết môn học Máy điện, Giải tích mạch điện, Kỹ thuật đo An tồn điện PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MƠN HỌC Mơn học đánh giá theo điểm trung bình buổi thí nghiệm tổng số buổi học theo quy định môn học BÀI 1: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA> BÀI 1: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Sau thí nghiệm này, học viên có thể: Thực hành phương pháp mở máy động không đồng bộ; Khảo sát trạng thái làm việc khơng tải có tải động không đồng bộ; Vẽ đặc tuyến làm việc động không đồng 1.1 PHẦN CHUẨN BỊ Ở NHÀ Câu 1: Các loại máy điện không đồng bộ? Đặc điểm loại? Câu 2: Các yêu cầu mở máy động không đồng ba pha? |BÀI 1: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Câu 3: Các phương pháp mở máy động không đồng So sánh ưu khuyết điểm chúng? Câu 4: Phân tích điểm giống khác nguyên lý làm việc máy điện không đồng máy biến áp? BÀI 1: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA> Câu 5: Moment phụ động không đồng moment gì? Ý nghĩa ảnh hưởng loại moment đó? Câu 6: Vẽ giải thích đường đặc tuyến làm việc động không đồng ba pha? BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP> Hình 4.1: panel thí nghiệm máy biến áp Nguồn điện ba pha 380/220V qua CB2 Máy biến áp pha ba cuộn dây có thông số: - U1đm = 220 V ; U2đm = 110V ; U3đm = 110V ; Sđm = 1,1kVA Biến áp điều chỉnh pha có: - U1 = 220 V ; U2 = (0 250)V ; Sđm = 1kVA Các đồng hồ đo lường - Vôn kế xoay chiều 500V - Am-pe kế xoay chiều - Watt kế pha - Cos kế pha Tải điện trở có giá trị thay đổi Tải điện cảm có giá trị thay đổi 51 52 |BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP Tải điện dung có giá trị thay đổi tương ứng theo tổ hợp khóa Tổ hợp khóa 1+3 1+4 2+3 2+4 Giá trị điện dung (F) 18 22 44 30 52 40 62 4.3 NỘI DUNG VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 4.3.1 Xác định tỉ số biến áp Lắp mạch điện theo sơ đồ hình 4.2 Hình 4.2: sơ đồ mạch điện xác định tỉ số biến áp Sau Giáo viên hướng dẫn kiểm tra cho phép, sinh viên thực tiếp thao tác sau: - Đóng CB1 - Đóng khóa k - Tăng dần điện áp từ biến áp điều chỉnh đặt vào cuộn dây A 1–X1 ứng với giá trị điện áp U1 cho bảng 4.1 - Dùng vôn kế V2 đo điện áp U2 cuộn dây a1–x1 U3 cuộn dây a2–x2 tương ứng với giá trị điện áp U1 - Xác định tỉ số biến áp tương ứng cuộn sơ cấp với cuộn thứ cấp k1 U U1 ; k2 ghi giá trị vào bảng 4.1 U2 U3 Bảng 4.1: tính tốn tỉ số biến áp Stt Điện áp cuộn dây (V) Tỉ số biến áp BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP> U1 50 100 150 180 200 220 Nhận xét: U2 U3 k1 53 k2 4.3.2 Xác định cực tính cuộn dây máy biến áp Giữ nguyên sơ đồ mạch điện hình 4.2; thực thí nghiệm sau với điện áp phía sơ cấp U1 = 220V - Nối a1 với x2; đo điện áp hai đầu a2 với x1: Ua2-x1 = ……… ……… V - Nối a2 với x1; đo điện áp hai đầu a1 với x2: Ua1-x2 = ……… ……… V - Nối a1 với a2; đo điện áp hai đầu x1 với x2: Ux1-x2 = ……… ……… V - Cắt khóa k CB1 Lưu ý: không nối a1 với x1 ; a2 với x2 ngắn mạch máy biến áp, làm cháy máy biến áp - Giải thích kết đo 54 |BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP 4.3.3 Thí nghiệm khơng tải máy biến áp Lắp mạch điện theo sơ đồ hình 4.3 Hình 4.3: sơ đồ mạch điện thí nghiệm khơng tải máy biến áp Sau Giáo viên hướng dẫn kiểm tra cho phép, sinh viên thực tiếp thao tác sau: - Đưa biến áp điều chỉnh vị trí có điện áp khơng - Đóng CB1, đóng khóa k - Tăng dần điện áp từ biến áp điều chỉnh đặt vào cuộn dây A 1–X1 ứng với điện áp U1 = 220V - Quan sát đồng hồ đo, đọc giá trị ghi vào bảng 4.2 Bảng 4.2: thông số không tải máy biến áp BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP> 55 Điện áp phía sơ cấp U10 Hệ số cơng suất khơng tải Cơng suất khơng tải P0 Dịng điện khơng tải I0 Điện áp phía thứ cấp U20 (V) Cos0 (W) (A) (V) 220 - Giảm dần điện áp từ biến áp điều chỉnh khơng - Cắt khóa k CB1 Tính đại lượng từ giá trị đo được: - Zo Zm U1 = I1 - Ro Rm Po = I12 - X o Xm Z2o R 2o = - ku U1 = U2 - Io % I1 100% = I1dm - Coso Ro = Zo - Po U10 I10 cos o = Nhận xét so sánh kết tính tốn với kết thí nghiệm 56 |BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP 4.3.4 Thí nghiệm ngắn mạch máy biến áp Lắp mạch điện theo sơ đồ hình 4.4 Hình 4.4: sơ đồ mạch điện thí nghiệm ngắn mạch máy biến áp Sau Giáo viên hướng dẫn kiểm tra cho phép, sinh viên thực tiếp thao tác sau: - Đưa biến áp điều chỉnh vị trí có điện áp khơng - Đóng CB1, đóng khóa k - Tăng dần điện áp từ biến áp điều chỉnh đặt vào cuộn dây A 1–X1 cho dòng điện am-pe kế A1, A2 có giá trị là: I1=2,5A I2=5A - Quan sát đồng hồ đo, đọc giá trị ghi vào bảng 4.3 Bảng 4.3: thông số ngắn mạch máy biến áp BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP> 57 Dịng điện phía sơ cấp I1 Hệ số công suất ngắn mạch Công suất ngắn mạch PN Điện áp ngắn mạch U1N Dòng điện phía thứ cấp I2 (A) CosN (W) (V) (A) 2,5 5,0 - Giảm dần điện áp từ biến áp điều chỉnh khơng - Cắt khóa k CB1 Tính đại lượng từ giá trị đo được: - ZN U1N = I1 - R N 2R 2R '2 PN = I12 - XN 2X1 2X'2 ZN2 R N2 = - CosN RN = ZN - PN U1N I1 cos N = Nhận xét so sánh kết tính tốn với kết thí nghiệm 58 |BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP 4.3.5 Thí nghiệm máy biến áp mang tải Lắp mạch điện theo sơ đồ hình 4.5, thí nghiệm trình tự với tải là: Z=R, Z=jXL, Z=jXC Hình 4.5: sơ đồ mạch điện thí nghiệm máy biến áp mang tải Tải điện trở Sau Giáo viên hướng dẫn kiểm tra cho phép, sinh viên thực tiếp thao tác sau: - Đưa biến áp điều chỉnh vị trí có điện áp khơng; - Đóng CB1, đóng khóa k; - Tăng dần điện áp từ biến áp điều chỉnh đặt vào cuộn dây A 1–X1 ứng với điện áp U1 = 220V; - Đặt khóa tải điện trở vị trí theo u cầu bảng; - Quan sát đồng hồ đo, đọc giá trị ghi vào bảng 4.4 Bảng 4.4: thông số máy biến áp mang tải điện trở Vị trí khóa tải Điện áp U1 (V) 220 220 220 220 220 220 Dịng điện I1 (A) Cơng suất Điện áp U2 (W) (V) Dòng điện I2 (A) Hệ số công suất BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP> 59 - Giảm dần điện áp từ biến áp điều chỉnh không - Cắt khóa k CB1 Tính giá trị điện trở R hiệu suất tương ứng với vị trí khóa tải: Tải điện cảm Lưu ý: sinh viên phải giảm điện áp khơng, cắt khóa k sau thay đổi dạng tải Giữ nguyên sơ đồ mạch điện trên, thay tải điện trở tải điện cảm Sau Giáo viên hướng dẫn kiểm tra cho phép thực tiếp thao tác sau: - Đưa biến áp điều chỉnh vị trí có điện áp khơng - Đóng CB1, đóng khóa k - Tăng dần điện áp từ biến áp điều chỉnh đặt vào cuộn dây A 1–X1 ứng với điện áp U1 = 220V - Đặt khóa tải điện cảm vị trí theo yêu cầu bảng - Quan sát đồng hồ đo, đọc giá trị ghi vào bảng 4.5 60 |BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP Bảng 4.5: thông số máy biến áp mang tải điện cảm Vị trí khóa tải Điện áp U1 (V) 220 220 220 220 220 Dịng điện I1 (A) Cơng suất (W) Điện áp U2 (V) Dịng điện I2 (A) Hệ số cơng suất - Giảm dần điện áp từ biến áp điều chỉnh khơng - Cắt khóa k CB1 Tính giá trị cảm kháng ZL hiệu suất tương ứng với vị trí khóa tải: Tải điện dung Giữ nguyên sơ đồ mạch điện trên, thay tải điện cảm tải điện dung Sau Giáo viên hướng dẫn kiểm tra cho phép thực tiếp thao tác sau: - Đưa biến áp điều chỉnh vị trí có điện áp khơng BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP> 61 - Đóng CB1, đóng khóa k - Tăng dần điện áp từ biến áp điều chỉnh đặt vào cuộn dây A 1–X1 ứng với điện áp U1 = 220V - Đặt khóa tải điện dung vị trí theo yêu cầu bảng - Quan sát đồng hồ đo, đọc giá trị ghi vào bảng 4.6 Bảng 4.6: thông số máy biến áp mang tải điện dung Vị trí khóa tải Điện áp U1 (V) 220 220 220 220 220 220 220 220 Dịng điện I1 (A) Cơng suất (W) Điện áp U2 (V) Dòng điện I2 (A) Hệ số công suất - Giảm dần điện áp từ biến áp điều chỉnh khơng - Cắt khóa k CB1 Tính giá trị dung kháng XC hiệu suất tương ứng với vị trí khóa tải: Từ giá trị đo bảng 4.4; 4.5; 4.6, vẽ đặc tuyến: 62 |BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP - Đặc tuyến tải U2=f(I2) máy biến áp mang tải điện trở Nhận xét: - Đặc tuyến tải U2=f(I2) máy biến áp mang tải điện cảm Nhận xét: BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP> 63 - Đặc tuyến tải U2=f(I2) máy biến áp mang tải điện dung Nhận xét: - Đặc tuyến hiệu suất =f(I2) máy biến áp mang tải trở Nhận xét: 64 |BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP - Nhận xét: Đặc tuyến hiệu suất =f(I2) máy biến áp mang tải điện cảm - Đặc tuyến hiệu suất =f(I2) máy biến áp mang tải điện dung Nhận xét: BÀI 4: MÁY BIẾN ÁP> 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh (2007) Kỹ thuật điện NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Đặng Văn Đào (chủ biên) (2008) Bài tập kỹ thuật điện NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà (2009) Máy điện NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà (2009) Máy điện NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Hữu Phúc (2003), Kỹ thuật điện NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Kim Đính (2008) Kỹ Thuật Điện Nhà xuất Đại học quốc gia TP.HCM Phan Ngọc Bích (2002) Điện kỹ thuật NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội