THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN - BÀI 4 doc

Taứi lieọu hửụựng daón thớ nghieọm Maựy ủieọn B mụn k thut in, Khoa in in t 51 BI 4 MY IN NG B I. MC CH TH NGHIM - Nm c phng phỏp m mỏy ng c ng b. - Nhn ra c s khỏc nhau khi khi ng ng c cú v khụng cú dũng in kớch t. - Nm c c tuyn E 0 =f(I t ) v E 0 =f(n) khi khụng ti. - Thy c s thay i in ỏp khỏc nhau ng vi cỏc loi ti khỏc nhau. - Nm c phng phỏp iu chnh dũng kớch t in ỏp ti khụng i khi ti thay i. II. TểM TT Lí THUYT 2.1. Kin thc c bn liờn quan n bi thớ nghim: 2.1.1 Nguyờn lý hot ng ca mỏy in ng b: Nguyờn lý hot ng ca mỏy in ng b cú nhiu im ging vi mỏy in khụng ng b. V cu to v chc nng b phn stato ca hai loi mỏy in ny u ging nhau vỡ chỳng cú tỏc dng to ra t trng quay. Tuy nhiờn tỏc dng rotor ca mỏy in ng b khỏ ging mt nam chõm vnh cu hoc mt nam chõm in nh hỡnh 4.1. Hỡnh 4 1: Rotor c a ng c ng b Hỡnh 4.1: Rotor ca ng c ng b Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện B mơn k thut đin, Khoa in – in t 52 2.1.2 Máy đin đng b hot đng  ch đ đng c và máy bù: Rotor đc kéo chuyn đng dc nh t trng quay.Tuy nhiên, lúc khi đng đng c đng b, t trng ngay lp tc quay vi tc đ đng b n s trong khi rotor vn còn  trng thái ngh, nó khơng bt kp vi t trng quay và kt qu là moment khi đng yu.  ci thin đc tính khi đng đng c đng b, ngi ta thêm mt lng sóc vào rotor. Trong q trình khi đng, khơng kích thích nam châm đin rotor, dòng đin cm ng xut hin trong lng sóc và đng c bt đu quay ging nh mt đng c khơng đng b lng sóc thơng thng. Khi tc đ ca đng c gn vi tc đ đng b n s thì mi cp dòng mt chiu đc cho nam châm đin, rotor bt kp t trng quay và tr v tc đ đng b n S . ng c đng b vi rotor bng nam châm đin vnh cu khơng th khi đng đc bng cách này bi vì nam châm đin vnh cu ln ln có t tính. Trong trng hp này, ngi ta dùng phng pháp thay đi tn s đ cung cp ngun cho cun dây stato ca đng c đng b bng nam châm vnh cu. Tn s ca ngun xoay chiu ban đu đc đt  giá tr  thp. iu này làm cho t trng ca stato quay vi tc đ chm, do đó nó cho phép rotor bt kp vi t trng quay. Tn s ca ngun xoay chiu sau đó đu đn tng lên và nó làm tng tc đ đng c đn tr s đã đc tính tốn. c đim quan trng nht ca đng c đng b 3 pha là kh nng vn hành  mt tc đ c đnh ging nh t trng quay và nó có kh nng hot đng vi h s cơng sut thay đi đc tùy ý nên có th tiêu th hoc cung cp cơng sut phn kháng cho ngun đin xoay chiu. Mt máy đin khơng đng b ln ln tiêu th cơng sut phn kháng mc dù nó có th vn hành  ch đ đng c hoc mt máy phát đin bi vì đng c khơng đng b cn cơng sut phn kháng đ to ra t trng quay. Trái li đi vi máy đin đng b t trng quay là tng các t trng đc to ra bi stato và rotor. Nu t trng ca rotor yu, stato phi cung cp thêm cơng sut phn kháng cho t trng quay. Vì vy đng c tiêu th cơng sut phn kháng nh mt cun cm hoc mt đng c khơng đng b. Tuy nhiên nu t trng ca rotor mnh, stato s làm gim bt t trng và đng c lúc này cung cp cơng sut phn kháng nh mt t đin. Taứi lieọu hửụựng daón thớ nghieọm Maựy ủieọn B mụn k thut in, Khoa in in t 53 th quan h gia cụng sut phn khỏng Q vi dũng kớch thớch I t (dũng in trong nam chõm in ca rotor) ca ng c ng b 3 pha vn hnh khụng ti c biu th hỡnh 4.2. Khi dũng kớch thớch I t giỏ tr nh, t trng cung cp bi rotor yu v ng c tiờu th mt cụng sut phn khỏng ln (Q l dng ). Cụng sut phn khỏng tiờu th gim khi tng dũng in I t . Khi dũng I t vt quỏ mt giỏ tr nht nh no ú l ph thuc vo c tớnh ca ng c, t trng ca rotor s mnh ng c bt u cung cp cụng sut phn khỏng cú ngha l Q õm nh mụ t hỡnh 4.2. Nh vy mt ng c ng b 3 pha khụng ti vn hnh nh mt ti 3 pha cú tớnh cht cm hay dung ph thuc vo dũng kớch thớch I t . Vỡ l ú ng c ng b 3 pha khụng ti cú th s dng nh l mt t in khi nú c s dng iu chnh h s cụng sut trờn li in 3 pha. 2.1.3 Mỏy in ng b hot ng ch mỏy phỏt: Cỏc mỏy phỏt in hin nay ch yu l mỏy phỏt in ng b ba pha, hay cũn gi l mỏy dao in. Nguyờn tc hot ng c bn ca mỏy phỏt in ng b rt n gin v cú th gii thớch qua hỡnh 4.3. Mt nam chõm in to ra t trng bờn trong rotor (phn quay). Nam chõm ny c kộo bi mt ng c s cp (chng hn nh turbine nc) to ra mt t trng quay liờn tc. Chớnh t trng quay to ra t thụng bin thiờn v to ra sc i n ng trong cun dõy stator. Hỡnh 4.2:Quan h gia cụng sut h kh id k h h h Hỡnh 4.3 Nguyờn lý hot ng ca mỏy phỏt in ng b Taứi lieọu hửụựng daón thớ nghieọm Maựy ủieọn B mụn k thut in, Khoa in in t 54 Theo hỡnh v chỳng ta thy rng i vi mỏy phỏt ng b, sc in ng phỏt ra cú dng hỡnh sin hi mộo. Cỏc yu t nh hỡnh dng cc t rotor, cỏch qun dõy stator, tớnh cht mch t quyt nh mộo dng súng in ỏp phỏt ra ca mỏy phỏt ng b. Trong k thut ngi ta phi cú nhng gii phỏp in ỏp phỏt ra cú dng cng gn ging hỡnh sin cng tt. 2.2. Gii thớch cỏc thớ nghim: Khi nghiờn cu mỏy in ng b chỳng ta thng nht cỏc ký hiu nh sau: E 0 ,U 0 [V] : in ỏp u cc mỏy phỏt lỳc khụng ti. I t [A] : dũng in kớch t. U [V] : in ỏp u cc mỏy phỏt lỳc mang ti. I [A] : Dũng in f [Hz] : Tn s I n0 [A] : l giỏ tr dũng in kớch t tng ng vi U 0 =U m trong thớ nghim khụng ti 2.3 Kho sỏt mỏy in ng b hot ng ch ng c: 2.3.1 c tớnh khi ng: Thớ nghim ny cho thy moment m mỏy ca ng c ng b khỏc nhau trong hai trng hp cú v khụng cú kớch t. T õy s hiu rừ hn cỏc phng phỏp m mỏy iờn ng b l phc tp, nht l i vi cỏc mỏy cú cụng sut ln. y l lý do chớnh ti sao ng c ng b ba pha trong thc t khụng s dng ph bin. 2.3.2 Kho sỏt quan h I = f(I t ): Quan h gia dũng in trong stator I v dũng kớch thớch I t ca ng c ng b 3 pha cú dng mt ng cong hỡnh ch V nh hỡnh 4.4. th ny ch ra rng dũng in I cú th t giỏ tr nh nht khi t cho dũng kớch thớch mt tr s tng ng vi im cụng sut phn khỏng gim xung 0. Khi ú h s cụng sut mch stator cos = 1. Khi thay i moment ti, ng cong vn gi dng ch V nh c nhng cú khuynh hng dch chuyn v phớa trờn (tng I) vỡ khi ú cụng sut tiờu th ca ng c tng lờn. Hỡnh 4.4: Quan h gia dũng in Dũng kớch thớch I t Dũng Stator Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện B mơn k thut đin, Khoa in – in t 55 2.4 Kho sát máy đin đng b hot đng  ch đ máy phát 2.4.1 c tính khơng ti: c tính khơng ti là quan h U 0 = f(I t ) khi I = 0 và f = f đm. c tính này cho bit cht lng mch t ca máy phát đin đng b. Dng đc tuyn này ging nh đng cong t hóa. 2.4.2 Các đc tuyn mang ti: − c tính ngồi là quan h U = f(I) khi I t = I tđm ; cosϕ = const và f = f đm. − c tính điu chnh là quan h I t = f(I) khi U = const; cosϕ = const và f = f đm. − c tính ti là quan h U = f(I t ) khi I = const; cosϕ = const và f = f đm. III. CÁC BC TIN HÀNH THÍ NGHIM: 3.1 Kho sát đng c đng b: 3.1.1 Kt ni thit b, chun b thí nghim: Bc 1. Tt ngun, xoay núm điu chnh đin áp ngun 3 pha v v trí khơng. Trên máy đo moment, xoay núm LOAD CONTROL sang v trí min. Bc 2. Lp đt thit b nh hình 4.5. Chú ý các volt k E1; E2 là loi xoay chiu thang đo 500V. Ampe k I1 ; I2 là loi xoay chiu thang đo 2A (có th khơng cn mc E2 và I2 cho đn gin). Ampe k I3 là loi mt chiu thang đo 500mA (DC). Hình 4.5 Taứi lieọu hửụựng daón thớ nghieọm Maựy ủieọn B mụn k thut in, Khoa in in t 56 3.1.2 Thớ nghim khi ng ng c ng b: Bc 3. Trờn ng c ng b bt cụng tc EXCITER vo v trớ 1 (úng kớch t) v vn nỳm EXCITER v v trớ MIN (mt vũng ngc chiu kim ng h). Bt ngun in v xoay nỳm iu chnh t t cho n khi in ỏp t c E 1 = 380V. Quan sỏt quỏ trỡnh khi ng ca ng c trong khi xoay nỳm iu khin in ỏp ny cho n khi in ỏp c tng n 380V. Sau ú tt ngun, xoay nỳm iu khin v v trớ ban u. Bc 4. Trờn ng c ng b bt cụng tc EXCITER vo v trớ 0 (ngt kớch t). Bt ngun in v xoay nỳm iu chnh in ỏp t t cho n khi in ỏp t c E 1 = 380V. Quan sỏt quỏ trỡnh khi ng ca ng c trong khi xoay nỳm iu khin in ỏp ny cho n khi in ỏp c tng n 380V. Sau ú tt ngun, xoay nỳm iu khin v v trớ ban u. So sỏnh moment khi ng ca ng c trong hai trng hp thc hin Bc 3 v bc 4. Bc 5. T kt qu nhn c, cú th rỳt ra kt lun khi khi ng ng c ng b cú nờn kớch t cho rotor nam trc hay khụng? Gii thớch ngn gn. 3.1.3 Thớ nghim kho sỏt ch mang ti ca ng c ng b: Bc 6. Bt ngun in. Trờn ng c ng b bt cụng tc EXCITER vo v trớ 1. Trờn mỏy o moment, ln lt xoay nỳm LOAD CONTROL thay i giỏ tr moment cn t 0 n 0.8Nm (mi bc tng 0.2Nm), o v quan sỏt xem tc ca ng ng b cú thay i khụng khi ti thay i? i cho n khi tc ca ng c ng b n nh ghi li tc n ca ng c, dũng stator I , dũng kớch t I t vo Bng 4.1.3a. Chỳ ý : Khi úng ti m in ỏp tng vt quỏ 380 V thỡ phi nhanh chúng ly s liu, khụng tỡnh trng in ỏp ln ny kộo di gõy chỏy cun dõy stato mỏy phỏt. M(N.m) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 n(v/p) I(A) I t (A) Bng 4.1.3a Taứi lieọu hửụựng daón thớ nghieọm Maựy ủieọn B mụn k thut in, Khoa in in t 57 Bc 7. Trờn mỏy o moment, xoay nỳm LOAD CONTROL thay i giỏ tr moment cn t giỏ tr t 0Nm. Xoay nỳm EXCITER tng dn kớch t. Kho sỏt mi quan h gia dũng kớch t I t v dũng in I ngun cung cp cho ng c. Kt qu ghi vo Bng 4.1.3b. I t (A) I(A) Bng 4.1.3b Bc 8. Ln lt lm li thớ nghim Bc 7 ng vi cỏc giỏ tr ti cn 0.25Nm; 0.50Nm; 0.75Nm v 1.00Nm. Kt qu ghi vo cỏc bng s Bng 4.1.3c, Bng 4.1.3d, Bng 4.1.3e v Bng 4.1.3f Bng 4.1.3c (M=0.25 Nm) I t (A) I(A) Taứi lieọu hửụựng daón thớ nghieọm Maựy ủieọn B mụn k thut in, Khoa in in t 58 I t (A) I(A) Bng 4.1.3d (M=0.5 Nm) Bng 4.1.3e (M=0.75 Nm) Bng 4.1.3f (M=1 Nm) Bc 9. Chnh ngun v khụng, tt ngun, thỏo mch, dng thớ nghim. Bc 10. V th quan h gia dũng kớch t I t v dũng in I ngun cung cp cho ng c tng ng vi cỏc mụ men ti khỏc nhau (M=0; 0,25; 0,5; 0,75; 1) vo cựng h trc ta . T ú rỳt ra nhn xột. I t (A) I(A) I t (A) I(A) Taứi lieọu hửụựng daón thớ nghieọm Maựy ủieọn B mụn k thut in, Khoa in in t 59 3.2 Kho sỏt mỏy phỏt in ng b: 3.2.1 Kho sỏt cỏc c tuyn khụng ti: Taứi lieọu hửụựng daón thớ nghieọm Maựy ủieọn B mụn k thut in, Khoa in in t 60 Bc 1. Ni thit b theo nh hỡnh 4.6 Bc 2. Bt ngun in v t nỳm iu khin in ỏp sao cho ng c s cp quay vi tc nh mc. Bc 3. Quan h E 0 = f(I t ) khi I = 0 v f = f m. : Trờn mỏy phỏt in ng b, vn nỳm iu chnh EXCITER lm thay cng dũng in kớch thớch I t , ng vi mi giỏ tr ca I t c ln ca E 1 , E 2 , v E 3 trờn cỏc ng h o ghi vo bng s liu. Biờn cỏc hiu in th thay i nh th no khi cng dũng in I t ca mỏy phỏt in ng b gim xung? Gii thớch ngn gn ti sao. Cú phi s thay i cng dũng in I t ca mỏy phỏt in ng b nh hng ti tn s ca cỏc dng súng hiu in th v s dch chuyn pha gia cỏc dng súng hiu in th? Ti sao. I t (A) E 0 (V) Bc 4. Quan h E 0 = f(n) khi I = 0 v I t = const: . Trờn ngun cung in, iu chnh nỳm iu ỏp t t lm gim tc ca ng c, ng vi mi giỏ tr ca n c ln ca E 1 , E 2 , v E 3 trờn cỏc ng h o ghi vo Bng 4.2.1. Biờn v tn s ca cỏc dng súng hiu in th thay i nh th no khi tc ca mỏy phỏt in ng b gim xung? Gii thớch ngn gn ti sao? I t = (A) n(v/p) E 0 (V) Bng 4.2.1 Bc 5. Tt ngun in v vn nỳm iu chnh in ỏp ngun v khụng. 3.2.2 Kho sỏt cỏc c tuyn mang ti: Bc 1. Ni thit b theo nh hỡnh 4.7. Cỏc cụng tc ti bt v v trớ OFF. [...]... trên Volt k E1) K t qu ghi nh n vào B ng 4. 2.2c T t h t các cơng t c cung c p dòng cho C B mơn k thu t i n, Khoa i n – i n t 63 Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện It = T i thu n dung C (µF) (A) Dòng t i I (A) i n áp U (V) 0,75 1,5 0,75//1,5 3 0,75//3 1,5//3 0,75//1,5//3 B ng 4. 2.2c B mơn k thu t i n, Khoa i n – i n t 64 Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện B c 6 Quan h It = f(I) khi U = const;... kích t It (A) 14 B mơn k thu t i n, Khoa i n – i n t 66 Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện 7 14/ /7 3,5 14/ /3,5 7//3,5 14/ /7//3,5 B ng 4. 2.2e B c 8 Quan h It = f(I) khi U = const; cos = 0 (t i thu n dung) và n=1500 vòng/phút L n l t thay i v trí các cơng t c trên 3 pha t i C thay i, ng v i m i giá tr c a C hãy i u ch nh núm EXCITER trên máy phát i n ng b làm thay c ng dòng i n kích thích It, sao... Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện nh n dòng I ( c trên Ampe k I1) và dòng i n kích thích It ( c trên Ampe k I3) K t qu ghi nh n vào B ng 4. 2.2f T t h t các cơng t c cung c p dòng cho C U= (V) Dòng t i I (A) T i thu n kháng C ( F) Dòng kích t It (A) 0,75 1,5 0,75//1,5 3 0,75//3 1,5//3 0,75//1,5//3 B ng 4. 2.2f B mơn k thu t i n, Khoa i n – i n t 68 Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện B c 9 T t ngu... n dòng I ( c trên Ampe k I1) và i n áp U ( c trên Volt k E1) K t qu ghi nh n vào B ng 4. 2.2b T t h t các cơng t c cung c p dòng cho L It = T i thu n kháng L (H) (A) Dòng t i I (A) i n áp U (V) 14 7 B mơn k thu t i n, Khoa i n – i n t 62 Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện 14/ /7 3,5 14/ /3,5 7//3,5 14/ /7//3,5 B ng 4. 2.2b B c 5 Quan h U = f(I) khi It = const; cos = 0 (t i thu n dung) và n=1500 vòng/phút... dẫn thí nghiệm Máy điện B c 7 Quan h It = f(I) khi U = const; cos = 0 (t i thu n kháng) và n=1500 vòng/phút L n l t thay i v trí các cơng t c trên 3 pha t i L thay i, ng v i m i giá tr c a L hãy i u ch nh núm EXCITER trên máy phát i n ng b làm thay c ng dòng i n kích thích It, sao cho U = const ghi nh n dòng I ( c trên Ampe k I1) và dòng i n kích thích It ( c trên Ampe k I3) K t qu ghi nh n vào B ng 4. 2.2e... trên Ampe k I1) và i n áp U ( c trên Volt k E1) K t qu ghi nh n vào B ng 4. 2.2a T t h t các cơng t c cung c p dòng cho R It = T i thu n tr R ( ) (A) Dòng t i I (A) i n áp U (V) 5100 2700 2700//5100 1500 1500//5100 2700//1500 2700//1500//5100 B ng 4. 2.2a B mơn k thu t i n, Khoa i n – i n t 61 Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện B c 4 Quan h U = f(I) khi It = const; cos = 0 (t i thu n kháng) và n=1500... ch nh núm EXCITER trên máy phát i n ng b làm thay c ng dòng i n kích thích It, sao cho U = const ghi nh n dòng I ( c trên Ampe k I1) và dòng i n kích thích It ( c trên Ampe k I3) K t qu ghi nh n vào B ng 4. 2.2d T t h t các cơng t c cung c p dòng cho R U= (V) Dòng t i I (A) T i thu n tr R ( ) Dòng kích t It (A) 5100 2700 2700//5100 1500 1500//5100 2700//1500 2700//1500//5100 B ng 4. 2.2d B mơn k thu t...Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện B c 2 B t ngu n i n và t núm i u khi n i n áp sao cho v it c nh m c (n=1500 vòng/phút) ng c s c p quay B c 3 Quan h U = f(I) khi It = const; cos = 1 (t i thu n tr ) và n=1500 vòng/phút ( c... C ( F) Dòng kích t It (A) 0,75 1,5 0,75//1,5 3 0,75//3 1,5//3 0,75//1,5//3 B ng 4. 2.2f B mơn k thu t i n, Khoa i n – i n t 68 Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện B c 9 T t ngu n, tháo m ch k t thúc thí nghi m B mơn k thu t i n, Khoa i n – i n t 69 . chõm in nh hỡnh 4. 1. Hỡnh 4 1: Rotor c a ng c ng b Hỡnh 4. 1: Rotor ca ng c ng b Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện B mơn k thut đin, Khoa in – in t 52 2.1.2 Máy đin đng b. tng lờn. Hỡnh 4. 4: Quan h gia dũng in Dũng kớch thớch I t Dũng Stator Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện B mơn k thut đin, Khoa in – in t 55 2 .4 Kho sát máy đin đng b. 1500//5100 2700//1500 2700//1500//5100 Bng 4. 2.2a Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Máy điện B mơn k thut đin, Khoa in – in t 62 Bc 4. Quan h U = f(I) khi I t = const; cosϕ