giáo trình thí nghiệm điện - nhiều tác giả

TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Trang 1 BÀI 1: THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1. Mục đích : Khảo sát đặc tính không tải, có tải của động cơ một chiều. 2. Các thiết bò sử dụng khi thí nghiệm : - Động cơ điện DC kích từ độc lập, kích từ song song. - Máy phát điện DC kích từ hỗn hợp. - Đồng hồ đo điện áp , dòng điện , tốc độ. - Bộ biến trở mở máy , bộ điện trở kích từ. - Bộï tải điện trở. 3. Thời gian: Hướng dẫn: 60 phút. Thực hành: 240 phút. 4. Tóm tắt lý thuyết:  Hai phương trình cơ bản của động cơ một chiều: E = K E . n . φ (i kt ) (1) Phương trình sức điện động. U = E + R Ư . I Ư (2) Phương trình cân bằng điện áp của mạch điện phần ứng.  Ghi chú: K E : Hằng số không đổi và phụ thuộc vào kết cấu của động cơ N : Tốc độ quay của rotor (vòng /phút). φ(i kt ) : Từ thông tạo bởi phần cảm của động cơ một chiều. R ư : Điện trở phần ứng. Lượng từ thông φ phụ thuộc vào dòng kích từ (I kt ) : và sự phụ thuọâc đó φ = f (i kt ) có dạng đường cong từ hóa theo hình 1. TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Trang 2 Đường cong từ hoá cóù hai đoạn:  OM : Mạch từ chưa bảo hoà.  MN : Mạch từ đã bảo hoà. Ở đoạn này φ tăng rất chậm khi I kt tăng nhanh. Đặc tính bảo hoà từ của mạch từ có ảnh hưởng lớn đến dạng đặc tuyến của máy điện. Từ hai phương trình trên ta có phương trình đặc tính tốc độ của động cơ một chiều kích từ song song như sau: )i(.K R I U n ktE uu d ,, φ φφ φ − −− − = == = (3) Từ quan hệ (3) ta rút ra nhận xét sau: Muốn giảm nhỏ dòng mở máy (I m ) và giảm n (tốc độ quay của rotor) khi mở máy ta cần điều chỉnh biến trở mở máy R m lớn nhất, và biến trở điều chỉnh dòng kích từ R kt nhỏ nhất. 4.1. Động cơ kích từ độc lập: 4.1.1. Thí nghiệm không tải:  Chú ý khi mở máy nhớ điều chỉnh biến trở mở máy R m lớn nhất và biến trở điều chỉnh dòng kích từ R m nhỏ nhất. M N i kt φ Hình 1. TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Trang 3 Hình 2. Đo dòng I kt ,n (vòng/phút) và dựng đường đặc tuyến n = f(I kt ). Đường đặc tuyến cho bởi hình 3. Giải thích đường đặc tuyến: Từ phương trình (3): )i(.K R I U n ktE uu d ,, φ φφ φ − −− − = == = Với : U nguồn DC không đổi. I ư ≈ I uo dòng điện phần ứng không tải, nhỏ và không đổi nên R ư I ư không đổi. Do đó: )i( A n kt φ φφ φ = == = A: là hằng số không đổi. Từ đây ta nhận thấy n =f(i kt ) có dạng hyperbol (2) khi mạch từ chưa bão hoà. Khi mạch từ bão hoà có dạng (1); xem hình 3. + - A I Kt R Kt F 1 F 2 U DC - A • R m 1 A U DC • • • + 2 A I ư ĐC TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Trang 4 4.1.2. Thí nghiệm có tải: Đo n, i ư và dựng đường đặc tuyến n =f(i kt ). Sử dụng máy phát điện một chiều làm tải cho động cơ một chiều, khi thay đổi I p của máy phát điện một chiều nghóa là thay đổi tải của động cơ một chiều. Đường đặc tuyến n =f(I u ) cho trên hình 4. n(v/p) n max n min I kt min I kt max I kt (A) (1) (2) Hình 3. 1800 V/P n(V/P) O I ư (A) Hình 4. TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Trang 5 Sơ đồ nguyên lý máy phát điện DC kích từ hỗn hợp. 4.2. Động cơ kích từ song song: 4.2.1. Thí nghiệm không tải: Động cơ DC kích từ song song. R kt : biến trở kích từ của DC. R m : biến trở mở máy. I kt : dòng kích từ. I ư : dòng điện phần ứng. Đo dòng I kt ,n (vòng/phút) và dựng đường đặc tuyến n = f(I kt ). Đường đặc tuyến cho bởi hình 3. Giải thích đường đặc tuyến: (ở hình 3). Từ phương trình (3): )i(.K R I U n ktE uu d ,, φ − = Với : U nguồn DC không đổi. A I Kt R Kt E 1 E 2 - A • R m 1 A • 2 A I ư ĐC V • • + • • MF I kt E 1 E 2 A V D 2 D 1 A 2 A 1 I ư I p U p . E p R 1 . . TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Trang 6 I ư ≈ I uo dòng điện phần ứng không tải, nhỏ và không đổi nên R ư I ư không đổi. Do đó: )i( A n kt φ φφ φ = == = A: là hằng số không đổi. Từ đây ta nhận thấy n =f(i kt ) có dạng hyperbol (2) khi mạch từ chưa bão hoà. Khi mạch từ bão hoà có dạng (1); xem hình 3. 4.2.2. Thí nghiệm có tải: Đo n, i ư và dựng đường đặc tuyến n =f(i kt ). Sử dụng máy phát điện một chiều làm tải cho động cơ một chiều, khi thay đổi I p của máy phát điện một chiều nghóa là thay đổi tải của động cơ một chiều. Đường đặc tuyến n =f(I u ) cho trên hình 4. 5. Tiến hành thí nghiệm: - Các bước tiến hành thí nghiệm: 5.1. Động cơ điện DC kích từ độc lập: 5.1.1.Thí nghiệm không tải:  Nối dây như hình 5.  Chỉnh điện áp cấp cho động cơ về không.  Chỉnh điện trở mở máy về max.  Chỉnh điện trở kích từ về min.  Tăng điện áp cấp cho động cơ đến khi động cơ quay đạt 1200 v/p. sau đó giảm điện trở mở máy về min.  Điều chỉnh tốc độ của động cơ đạt 1200 v/p bằng cách điều chỉnh điện áp.  Thay đổi điện trở kích từ, ghi nhận các giá trò vào bảng sau: Lần đo 1 2 3 4 5 6 7 n(V/P) I kt (A) TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Trang 7 + _ Biến Trơ ûR kt 2 00 VDC _ + _ Biến Trở R m 0… 2 00 VDC + _ A 1 A 2 V 1 Động cơ DC A 1 A 2 E 1 E 2 G/M A 2 A 1 E 1 E 2 + + + _ _ _ Hình 5. TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Trang 8 Dựng đường đặc tuyến n=f(I kt ): 5.1.2. Thí nghiệm có tải:  Nối dây như hình 6.  Chỉnh điện áp cấp cho động cơ về 0.  Chỉnh điện trở tải về min.  Chỉnh điện trở mở máy về max.  Chỉnh điện trơ kích từ về min.  Tăng điện áp cấp cho động cơ đến khi động cơ quay đạt 1200 v/p. Sau đó giảm điện trở mở máy về min.  Điều chỉnh tốc độ của động cơ đạt 1200 v/p bằng cách điều chỉnh điện áp(giữ tốc độ động cơ không đổi trong suốt quá trình thí nghiệm).  Tăng điện trở tải, ghi nhận các giá trò vào bảng sau: Lần đo 1 2 3 4 5 n(v/p) I ư (A) I kt (A) n (V/P) TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Trang 9 hình 6. + + _ Biến Trơ ûR kt 2 00 VDC _ + _ Biến Trở R m 0…2 00 VDC + _ A 1 A 2 V 1 Động cơ DC A 1 A 2 E 1 E 2 G/M A 2 A 1 E 1 E 2 + + + _ _ G/M A 2 A 1 E 2 + _ Biến Trở tải + E 1 E 2 D 2 D 1 A 2 A 1 E 1 D 1 D 2 A 3 + - V 2 _ _ TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Trang 10 Dựng đường đặc tuyến n=f(I ư ): 5.2. Động cơ kích từ song song: 5.2.1. Thí nghiệm không tải:  Nối dây như sơ đồ hình 7.  Tiến hành tương tự như trường hợp động cơ kích từ độc lập, ghi nhận kết quả vào bảng: Lần đo 1 2 3 4 5 n(V/P) I kt (A) I ư (A) n (V/P) [...]... Phòng Thí Nghiệm Máy Điện - Hình 5 Ip Trang 17 TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện 5 Tiến hành thí nghiệm: 5.1 Cacù bước thực hiện: 5.1.1 Thí nghiệm không tải: Biến Trơ ûRkt 0…200 VDC + + _ _ + A1 _ + V1 _ + E2 D1 D2 D1 A1 D2 Động cơ DC A2 V2 + - A2 E1 D1 D2 A1 A1 + A1 G/M A2 G/M E1 E2 D1 D2 A2 A2 Hình 6 Phòng Thí Nghiệm Máy Điện - Trang 18 TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện TRÌNH TỰ THÍ... trình thí nghiệm (chỉnh Variac) Chỉnh biến trở Rkt để Up =150V (đồng hồ V2) Tăng biến trở tải Rt , ghi nhận các thông số Up, Ip (đồng hồ V2, A3) vào bảng 2 Để kết thúc bài thí nghiệm, tắt bộ cung cấp nguồn cho động cơ sơ cấp Bảng 2: Up(V) Ip(A) Phòng Thí Nghiệm Máy Điện - Trang 21 TTTH-TN Điện Phòng Thí Nghiệm Máy Điện - Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Trang 22 TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện. .. về sơ ấp Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Rm Điện trở từ hoá Xm Điện kháng từ hoá U1 Điện áp của sơ cấp U2 Điện áp của thứ cấp E1 Sức điện động sơ cấp E2 Sức điện động thứ cấp Trang 1 TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện n1 Số vòng sơ cấp n2 Số vòng thứ cấp I1 Dòng điện sơ cấp I2 Dòng điện thứ cấp Trong thí nghiệm không tải thì : U10; U20 Điện áp sơ cấp và thứ cấp lúc không tải I10 Dòng điện sơ cấp lúc... Phòng Thí Nghiệm Máy Điện - Trang 24 TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện BÀI 3 : THÍ NGHIỆM MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA THÍ NGHIỆM 1 : THÍ NGHIỆM KHÔNG TẢI MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 1 Mục đích : Xác đònh tỷ số máy biến áp, tiến hành thí nhiệm không tải đo các thông số không tải, xác đònh công suất tổn hao không tải ( Tổn hao thép ) 2 Các thiết bò sử dụng khi thí nghiệm + Máy biến áp 1 pha + Đồng hồ đo điện. .. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Trang 10 TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện THÍ NGHIỆM 3: THÍ NGHIỆM CÓ TẢI MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 1 Mục đích : Tiến hành thí nghiệmcó tải : thứ cấp MBA nối với tải điện trở đo các thông số I1; I2; U1; U2; Cosϕ; xác đònh công suất biểu kiến S1; S2; hiệu suất η% 2 Các thiết bò sử dụng khi thí nghiệm: + Máy biến áp 1 pha + Đồng hồ đo điện áp + Bộ cung cấp... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Trang 14 TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện BÀI 2 THÍ NGHIỆM MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU 1 Mục đích : Khảo sát đặc tính của máy phát điện một chiều kích từ hỗn hợp ở chế độ làm không tải, có tải 2 Các thiết bò sử dụng khi thí nghiệm: - Động cơ DC kích từ nối tiếp Máy phát DC kích từ hỗn hợp Đồng hồ đo điện áp Bộ cung cấp nguồn Đồng hồ đo dòng điện Đồng hồ đo... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Trang 4 TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện THÍ NGHIỆM 2: THÍ NGHIỆM NGẮN MẠCH MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 1 Mục đích : Tiến hành thí nghiệmngắn mạch đo các thông số I1n; U1n; Pnm; I2n, xác đònh công suất tổn hao ngắn mạch ( Tổn hao đồng ) 2 Các thiết bò sử dụng khi thí nghiệm: + Máy biến áp 1 pha + Đồng hồ đo điện áp + Bộ cung cấp nguồn + Đồng... Phòng Thí Nghiệm Máy Điện I2n(A) Trang 7 TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện 5 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 5.1 CÁC BƯỚC THỰC HIỆN a Sơ Đồ Thí Nghiệm MBA COSϕ VARIAC L1 220V V1 N A2 A1 Hình 8 b Trình Tự Thí Nghiệm + Nối dây theo hình 8 + Chỉnh Variac về 0(V) + Cấp nguồn Variac + Điều chỉnh Variac để tăng U1n (chú ý khi tăng Variac, U1n không được vượt quá 9V dùng đồng hồ VOM đo ở cấp điện áp 50V; dòng điện. .. Phòng Thí Nghiệm Máy Điện - Trang 20 TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện 5.1.2 Thí nghiệm có tải: 0…200 VDC + Biến Trơ ûRkt + _ _ + A1 _ V + 1 _ + E2 D1 D2 A1 D1 D2 A2 + A2 E1 A1 - A3 + V2 + D1 D2 A2 A1 A1 G/M Động cơ DC Biến Trơ ûRt _ G/M E1 A2 A2 E2 D1 D2 Máy phát DC Hình 7 TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM Nối dây theo hình 7 Chỉnh variac cấp điện cho động cơ DC về 0 Chỉnh biến trở Rkt về giá trò max Tăng điện. .. max Chỉnh điện trơ kích từ về min Tăng điện áp cấp cho động cơ đến khi động cơ quay đạt 1200 V/P Sau đó giảm điện trở mở máy về min Điều chỉnh tốc độ của động cơ đạt 1200 V/P bằng cách điều chỉnh điện áp (giữ tốc độ động cơ không đổi trong suốt quá trình thí nghiệm) Tăng điện trở tải, ghi nhận các giá trò vào bảng sau: Lần đo n (v/p) Iư(A) 1 Phòng Thí Nghiệm Máy Điện 2 3 4 5 Trang 12 TTTH-TN Điện Tổ . dụng khi thí nghiệm : - Động cơ điện DC kích từ độc lập, kích từ song song. - Máy phát điện DC kích từ hỗn hợp. - Đồng hồ đo điện áp , dòng điện , tốc độ. - Bộ biến trở mở máy , bộ điện trở. (V/P) TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Trang 15 - BÀI 2. THÍ NGHIỆM MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU 1. Mục đích : Khảo sát đặc tính của máy phát điện một. 0 Hình 5. TTTH-TN Điện Tổ Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Phòng Thí Nghiệm Máy Điện Trang 18 - 5. Tiến hành thí nghiệm: 5.1 . Cacù bước thực hiện: 5.1.1. Thí nghiệm không tải: