Giáo trình môn học kỹ thuật điện

PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com BÀI 1: NGUYÊN LÝ CÕ BẢN CỦA MÁY ÐIỆN PHẦN I: MỤC ÐÍCH THÍ NGHIỆM Sau hồn tất thí nghiệm anh (chị) giải thích hoạt ðộng ðộng cõ máy phát dựa khái niệm cõ từ trýờng Anh (chị) giải thích phép ðo mơmen, tốc ðộ, cơng suất cõ khí với mơðun Ðộng cõ sõ cấp/ Lực kế PHẦN II: TĨM TẮT LÝ THUYẾT Mọi ngýời ðều trở nên quen thuộc với vài loại ðộng cõ, dù chúng ðộng cõ DC nhỏ xíu trang bị ðồ chõi trẻ em, ôtô ðộng cõ AC máy giặt máy sấy quần áo Ðộng cõ ðiện ðýợc sử dụng quạt, máy khoan ðiện, bõm thiết bị ðiện gia dụng khác Nhýng cách ðộng cõ ðó làm việc ðýợc, chúng quay? nhiên câu trả lời ðõn giản, ðó týõng tác hai từ trýờng Nếu Anh (chị) có hai nam châm ðặt nam châm lên trục ðể quay ðýợc, sau ðó di chuyển nam châm thứ hai vòng quanh nam châm Nam châm bị kéo theo nam châm thứ hai có lực týõng tác từ tồn hai nam châm, nhý hình 1-1a Kết nam châm thứ quay ðồng với nam châm thứ hai Hình: 1-1 GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình ảnh ðõn giản týõng tác hai nam châm ðýợc biểu diển hình 1-1b Trong hình vẽ này, nam châm A B quay tự trục Khi nam châm A quay, nam châm B quay theo ngýợc lại tồn týõng tác từ chúng Hình: 1-2 Hình 1-2a biểu thị cách tạo nam châm A việc cho dòng ðiện ði qua cuộn dây quấn quanh lõi thép, lúc nam châm A nam châm ðiện Hai ðầu cuộn dây ðýợc nối kết với nguồn ðiện DC ðể tạo dòng ðiện chạy cuộn dây sản sinh cực từ Nam Bắc Khi nam châm ðiện A quay, nam châm B quay theo Cách xếp xem nhý không thuận lợi ðối týợng thứ (nam châm ðiện) phải quay ðể kéo ðối týợng thứ hai Hõn ðể ngãn chặn dây nối từ nguồn DC khỏi bị xoắn, nguồn ðiện phải quay tốc ðộ với nam châm ðiện, ðiều gây nhiều bất lợi Tuy nhiên, cực tính nguồn DC thay ðổi nhý hình vẽ 1-2b, vị trí cực nam cực bắc nam châm ðiện A thay ðổi nam châm B quay ðýợc 1/2 vịng Do ðó cách xếp cho phép nam châm B quay nhýng không cần phải quay nam châm ðiện A Bằng cách nối ghép hai nam châm ðiện, hai nguồn ðiện DC thay ðổi cực tính nguồn ðiện, ðiều cho phép nam châm B quay nhýng quay phần tử khác GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình:1-3 Hình 1-3 biểu diển cách lắp ðặt lại nam châm ðiện hình 1-2 ðể ðạt ðýợc mục ðích Khi dòng ðiện ðýợc cung cấp vào hai nam châm ðiện theo thứ tự nhý hình 1-3, tạo nam châm ðiện quay A, kết nam châm B quay theo Ðó ngun lý cõ tất loại ðộng cõ ðiện quay Ðể thay ðổi chiều quay nam châm B ta phải cung cấp dòng ðiện vào cuộn dây nam châm nhý hình 1-4 GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình:1- Máy phát ðiện hoạt ðộng dựa nguyên lý cảm ứng ðiện từ Faraday ðýợc phát biểu nhý sau: - Một sức ðiện ðộng cảm ứng E xuất hai ðầu cuộn dây, từ thơng móc vịng qua cuộn dây hàm số thời gian - Giá trị sức ðiện ðộng cảm ứng tỉ lệ thuận với tốc ðộ biến thiên từ thông Sức ðiện ðộng cảm ứng ðýợc xác ðịnh theo cơng thức sau: GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com E  N  t Hình:1-5 Nếu nam châm quay hình 1-3 1-4 quay, ðýờng sức từ gây sức ðiện ðộng cảm ứng cuộn dây nam châm ðiện, ðýợc gọi cuộn dây stator khơng quay Ðiều gây dòng ðiện chạy cuộn dây stator hai ðầu cuộn dây ðýợc nối ngắn mạch, ðó sản sinh từ trýờng khác Sự týõng tác từ trýờng stator từ trýờng nam châm quay tạo lực cản chuyển ðộng quay nam châm Ðây nguyên lý cõ Dynamometer ðể tạo mômen cản Công cõ khí ðýợc tạo có lực F tác ðộng làm di chuyển vật qua khoảng cách d, công ðýợc ðịnh nghĩa công thức sau: W = F d (Nm) Týởng týợng vật thể di chuyển xung quanh trục có bán kính r lực F gây Lúc Mômen T tác ðộng lên vật ðýợc xác ðịnh theo công thức: M = F  r (Nm) Nếu vật thể quay với tốc ðộ n (vịng/phút), cơng cõ học ðýợc tính theo cơng thức: P = M  2n/60 = (M  n)/ 9,55 (W) GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com PHẦN III: NỘI DUNG THÍ NGHIỆM I NGUYÊN LÝ HOẠT ÐỘNG CỦA ÐỘNG CÕ SÕ CẤP Lắp mạch nhý hình 1.6 ES + E1 N T N + T N PRIME MOVER Hình 1.6: Mạch ðộng cõ sõ cấp Ðặt thông số ðiều khiển nhý sau: MODE Switch…………………………………….PRIME MOVER DISPLAY Switch…………………………………SPEED Mở nguồn cung cấp, ðiều chỉnh ðiện áp ðạt khoảng 10% ðiện áp ðịnh mức PRIME MOVER Ghi lại giá trị ðiện áp E1 số vòng quay n: E1 = V n = r/min Cực tính vơn kế E1? Polarity of E1 = Prime mover quay theo chiều nào? Direction of rotation = Tắt nguồn cung cấp giữ nguyên ðiện áp Hoán ðổi hai dây nối vào ðiểm N Mở nguồn cung cấp ghi lại chiều quay ðộng cõ: Direction of rotation = Khi hoán ðổi vị trí hai dây nối vào N có thay ðổi hiển thị ðồng hồ N: Tắt nguồn cung cấp vặn núm ðiều chỉnh ðiện áp zero Hốn ðổi vị trí hai dây nối vào N Mở nguồn cung cấp ðiều chỉnh ðiện áp từ từ ðể ðộng cõ sõ cấp tãng tốc ðộ từ ðến 2100 rpm, chia làm býớc býớc 300 rpm Ứng với býớc ghi lại giá trị ðiện áp, tốc ðộ mômen vào Data table Sau tất số liệu ðýợc ghi, tắt nguồn cung cấp vặn núm ðiều chỉnh ðiện áp zero GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN PRIME MOVER SPEED (rpm) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 10 Trong cửa sổ hình Graph, vẽ ðồ thị biểu diễn mối quan hệ tốc ðộ ðiện áp ðặt vào Prime Mover Trục X trục ðiện áp, trục Y trục tốc ðộ PRIME MOVER VOLTAGE (V) Cho biết mối quan hệ ðiện áp ðặt vào ðộng cõ tốc ðộ ðộng cõ? 11 Mở nguồn cung cấp ðặt giá trị ðiện áp khoảng 10% Trên Prime Mover ðặt cơng tắc MODE vị trí DYN quan sát ðộng cõ vài giây Có phải ðộng cõ ngừng quay khơng, ðiều ðó chứng tỏ nãng lýợng ðã bị cắt?  Phải  Không 12 Trên Prime mover ðặt cơng tắc MODE trở vị trí PRIME MOVER (P.M) Trên Power Supply, ðiều chỉnh ðiện áp ðể ðộng cõ ðạt tốc ðộ 1500 rpm 13 Trên Prime mover ðặt cơng tắc DISPLAY vị trí TORQUE (T) Ghi lại giá trị mômen ma sát TF ðýợc hình DISPLAY TF (P.M) = .Nm Tại giá trị mơmen có dấu âm ðộng cõ quay chiều kim ðồng hồ? 14 Tắt nguồn cung cấp ðiều chỉnh ðiện áp zero 15 Trên hình Graph vẽ ðồ thị biểu diễn mối quan hệ tốc ðộ mômen ma sát ðýợc ghi ðồng hồ T, dựa vào số liệu býớc Trục X trục tốc ðộ, trục Y trục mơmen ma sát GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN PRIME MOVER FRICTION TORQUE (Nm) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com PRIME MOVER SPEED (rpm) Mô tả thay ðổi mômen ma sát tốc ðộ ðộng cõ thay ðổi từ ðến 2100rpm: 16 Hoán ðổi vị trí hai dây nối vào ðộng cõ hai ðiểm N Mở nguồn cung cấp ðiều chỉnh ðiện áp ðể ðộng cõ ðạt tốc ðộ 1500 rpm Có phải mơmen hiển thị ðồng hồ T ngýợc dấu với mômen bảng Data Table býớc nhýng có giá trị tốc ðộ ðộng cõ 1500rpm?  Phải  Không 17 Tắt nguồn cung cấp vặn núm ðiều chỉnh ðiện áp zero 18 Hốn ðổi vị trí hai dây nối vào ðộng cõ hai ðiểm N Dùng dây curoa liên kết PRIME MOVER với ðộng cõ không ðồng ba pha 19 Mở nguồn cung cấp ðiều chỉnh ðiện áp ðể Prime Mover quay ðạt tốc ðộ 1500 rpm Ghi lại giá trị mômen cản TOPP ðýợc hiển thị ðồng hồ momen T TOPP = Nm So sánh mômen cản TOPP với mômen ma sát TF ðo ðýợc býớc 13 Giải thích ngắn gọn có khác hai giá trị mômen 20 Trên hình metering chọn ðồng hồ mômen chế ðộ correction (C) Ðồng hồ T lúc giá trị mômen cản gây ðộng cõ không ðồng ba pha Ghi lại giá trị mômen TOPP(MACHINE) = .Nm GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Sử dụng giá trị mômen ðo ðýợc býớc với giá trị mômen ðo ðýợc býớc 19, so sánh giá trị mômen cản gây ðộng cõ không ðồng (TOPP(MACHINE)) với giá trị tổng mômen cản (TOPP) II: NGUYÊN LÝ HOẠT ÐỘNG CỦA LỰC KẾ Lắp mạch nhý hình 1.7 IS ES + + I1 E1 T N N T N PRIME MOVER T DYNAMOMETER N T N Hình 1.7 Ðộng cõ sõ cấp liên kết với lực kế Trên Prime Mover/ Dynamometer ðýợc sử dụng nhý Prime Mover ðặt thông số ðiều khiển nhý sau: MODE Switch……………………………… PRIME MOVER DISPLAY Switch ……………………………SPEED Trên Prime Mover/ Dynamometer ðýợc sử dụng nhý Dynamometer ðặt thông số ðiều khiển nhý sau: MODE Switch……………………………… DYN LOAD CONTROL MODE Switch………… MAN LOAD CONTROL Knob…………………….MIN DISPLAY Switch…………………………….TORQUE Chọn file DCMOTOR 1.dai Mở nguồn cung cấp ðiều chỉnh ðiện áp ðể Prime Mover ðạt tốc ðộ 1500 rpm Quan sát giá trị mômen TD ðýợc hiển thị hình DISPLAY Dynamometer xấp xỉ zero Giải thích ngắn gọn sao? GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Trên Prime Mover ðặt công tắc DISPLAY Switch vị trí TORQUE Ghi lại giá trị mơmen cản TOPP hình DISPLAY Prime Mover: TOPP = .Nm Giải thích ngắn gọn giá trị mơmen hiển thị hình DISPLAY Prime Mover Dynamometer khác chúng ðýợc liên kết cõ khí với Ngun nhân tạo mơmen cản tác ðộng lên trục Prime Mover Trên Dynamometer, ðiều chỉnh từ từ núm LOAD CONTROL ðể tãng momen từ ðến Nm tãng tải quan sát tốc ðộ ðýợc hiển thị ðồng hồ N hình Metering Tốc ðộ ðộng cõ thay ðổi nhý mômen TD tãng từ ðến Nm Tại mômen TD tốc ðộ n Dynamometer dấu? Trên Power Supply, ðiều chỉnh lại ðiện áp ðể Prime Mover ðạt tốc ðộ 1500 rpm Ghi lại giá trị mơmen cản TOPP ðýợc hiển thị hình DISPLAY Prime Mover: TOPP = Nm Trên Dynamometer, vặn từ từ núm LOAD CONTROL ðể mômen TD ðýợc hình DISPLAY Dynamometer ðạt 2.0 Nm Trên Power Supply, ðiều chỉnh lại ðiện áp ðể Prime Mover quay ðạt tốc ðộ 15000rpm Ghi lại giá trị mơmen cản TOPP ðýợc hiển thị hình DISPLAY Prime Mover: TOPP = Nm Mômen TOPP thay ðổi nhý mômen TD tãng từ ðến 2.0 Nm ? Giải thích ngắn gọn sao? GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 10 PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com quay với vận tốc vịng/giây, tần số sức ðiện ðộng cảm ứng Hz Vì vận tốc quay thýờng có ðõn vị vịng/phút nên tần số ðýợc tính theo cơng thức: f = n/60 (for generators with a stator having a single pair of poles) Tuy nhiên, cuộn dây máy phát ðồng lớn thýờng có vài cực bắc cực nam thay có ðơi cực nhý hình 7-1 Kết là, tần số cao hõn ðýợc sinh ứng với tốc ðộ, ðó tần số ðýợc tính theo cơng thức sau: f np (for any types of synchronous generators) 60 Hình 7.2 trình bày sõ ðồ thay pha máy phát ðồng ba pha Ðể thay máy phát ðồng ba pha, ngýời ta thýờng dùng ba sõ ðồ mạch nhý hình 7-2 RA I0 E0 =E EMF - RA x I0 + E0 E EMF Hình 7-2 Giống nhý máy phát DC, Sức ðiện ðộng EEMF phụ thuộc vào vận tốc rotor nhý giá trị từ cảm từ trýờng nam châm ðiện Ngoài tồn trở kháng RS ðại diện cho ðiện trở cuộn dây stator, tồn ðiện kháng XS ðại diện cho tính cảm cuộn dây stator Ðiện kháng XS ðýợc xem nhý ðiện kháng ðồng giá trị thýờng lớn hõn giá trị RS nhiều lần RS E EMF XS I0 + E0 ~ Hình 7-3 Khi máy phát ðồng vận hành vận tốc cố ðịnh dịng ðiện kích từ không ðổi, sức ðiện ðộng EEMF số mạch týõng ðýõng pha máy phát giống với sõ ðồ týõng ðýõng máy biến áp pha Hình 7-3 biểu diễn ðặc tính ngồi máy phát ðồng ứng với tải trở, tải cảm tải dung GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 94 PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com CAPACITIVE LOAD E0( V) RESISTIVE LOAD INDUCTIVE LOAD OPERATION AT CONSTANT SPEED AND FIXED FILED CURRENT I0 ( A) Hình 7-4 Ðể máy phát ðồng hoạt ðộng nhý nguồn cung cấp giá trị ðiện áp hiệu dụng không ðổi tần số cố ðịnh, tốc ðộ giá trị từ cảm từ trýờng rotor phải ðýợc kiểm soát Nhý ðã biết, tải trở, tải cảm tải dung có ảnh hýởng lớn ðến ðiện áp phát máy phát Tải trở ảnh hýởng lớn ðến tốc ðộ máy phát, ðó tải cảm tải dung tác ðộng hõn ðến tốc ðộ máy phát Do ðó, ðể nhận ðýợc ðiện áp tần số gần nhý không thay ðổi từ máy phát vận hành có tải tốc ðộ dịng ðiện kích từ phải ðýợc kiểm soát Thực tế, hệ thống ðiều khiển tự ðộng ðể kiểm soát giá trị ðiện áp tần số ðýợc sử dụng hầu hết máy phát ðồng GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 95 PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com PHẦN III: TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM A CHẾ ÐỘ KHƠNG TẢI Cài ðặt nguồn cung cấp, ðộng cõ kéo/lực kế, ðộng cõ/máy phát ðồng bộ, tải ðiện trở, giao tiếp thu thập liệu vào bàn thí nghiệm Nối cõ khí ðộng cõ kéo/lực kế với ðộng cõ / máy phát ðồng Chắc chắn công tắc nguồn cung cấp ðýợc ðặt vị trí O (OFF), núm ðiều chỉnh ðiện áp vặn hết mức ngýợc chiều kim ðồng hồ Chắc chắn nguồn cung cấp ðýợc nối với nguồn ðiện pha týờng Chắc chắn dây cáp từ máy tính ðýợc nối với DAI Nối LOW POWER INPUT DAI ðộng cõ kéo tới nguồn 24 V - AC nguồn cung cấp Mở nguồn cung cấp, ðặt công tắc nguồn 24V - AC vị trí I (ON) Mở hình ứng dụng Metering Chọn file ACMOTOR1.dai Nối mạch nhý hình 7-3 + I3 N N T T N + PRIVE MOVER E1 E2 SYNCHRONOUS GENERATOR E2 N Hình 7-3 E3 Hình:7-5 Máy phát ðồng nối với ðộng cõ sõ cấp Trên ðộng cõ/máy phát ðồng bộ, ðặt cơng tắc kích từ (EXCITER switch) vị trí I (ON) chỉnh núm ðiều chỉnh kích từ vị trí 3/4 giá trị lớn Ðặt thông số ðiều khiển ðộng cõ kéo / máy phát nhý sau: MODE switch PRIME MOVER (P.M) DISLAY switch …………… SPEED (N) Mở nguồn cung cấp ðặt giá trị ðiện áp cho ðộng cõ kéo quay với tốc ðộ ðịnh mức ðộng cõ/máy phát ðồng Trong cửa sổ Oscilloscope, ðặt tỷ lệ thích hợp ðể quan sát dạng sóng ðiện áp E1, E2, E3 thu ðýợc từ cuộn dây máy phát Tất ðiện áp ðều có dạng sóng hình sin phải khơng?  Phải  Khơng Lệch pha  ðiện áp bao nhiêu?  = GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 96 PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Trong sổ Oscilloscope, chọn cách hình continuous-refresh Ở nguồn cung cấp, vặn núm ðiều chỉnh ðiện áp từ từ ðến tốc ðộ ðộng cõ kéo/máy phát gần 1000 r/min Trong làm việc này, quan sát dạng sóng ðiện áp E1, E2, E3 cửa sổ Oscilloscope Ðiện áp tần số sóng ðiện áp thay ðổi nhý tốc ðộ máy phát giảm? Giải thích ngắn gọn sao? Tốc ðộ rotor máy phát ảnh hýởng ðến lệch pha ðiện áp phải không? Tại sao? Trên ðộng cõ / máy phát ðồng bộ, từ từ vặn núm EXCITER ngýợc chiều kim ðồng hồ ðể giảm dịng ðiện kích từ (Field Current) IF Trong làm việc này, quan sát dạng sóng ðiện áp E1, E2, E3 cửa sổ Oscilloscope Ðiện áp dạng sóng ðiện áp thay ðổi nhý dịng ðiện kích từ IF máy phát giảm? Giải thích tóm tắt sao? Thay ðổi dịng ðiện kích từ máy phát ảnh hýởng ðến tần số dạng sóng ðiện áp ảnh hýởng ðến lệch pha ðiện áp phải khơng? Giải thích tóm tắt sao? Tắt nguồn cung cấp vặn núm ð iều chỉnh ð iện áp hết cỡ vế phía ngýợc chiều kim ð ồng hồ 10 Bổ sung ðiện trở R1 vào mạch kích từ nhý hình 7-5 Nối song song cụm ðiện trở module tải ðể tạo thành ðiện trở R1 11 Trong cửa sổ Metering, chắn ðồng hồ B ðýợc ðặt chế ðộ tần số Ðồng hồ B tần số ðiện áp phát máy phát Mở nguồn xoay núm ðiều chỉnh ðiện áp cho ðộng cõ sõ cấp quay tốc ðộ ðịnh mức máy phát ðồng 12 Trong cửa sổ Metering, chắn ðã hiển thị ðủ ðồng hồ ðo: ðiện áp máy phát E0, dòng ðiện kích từ IF, tốc ðộ n, tần số f (ðýợc ðo týõng ứng ðồng hồ E1, I3, N B) Thay ðổi giá trị ðiện trở R1 xoay núm ðiều chỉnh EXCITER ðể tãng dòng ðiện kích từ IF từ ðến 450 mA theo 10 khoảng Chú ý, nối ngắn mạch ðiện trở R1 ðể tãng dịng ðiện kích từ ðạt giá trị lớn bảng Với giá trị dòng ðiện vừa ðặt, ðiều chỉnh lại ðiện áp nguồn ðể tốc ðộ ðộng cõ kéo tốc ðộ ðịnh mức máy phát, ghi lại số liệu vào Data Table GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 97 PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Sau số liệu ð ghi xong Tắt nguồn xoay núm ð chỉnh ð áp ã iều iện hết cỡ ngýợc chiều kim ð ồng hồ R1 + I3 N 7 T N N E1 T N PRIVE MOVER + + SYNCHRONOUS GENERATOR Hình 7-6 Mạch dùng ðể quan sát máy phát ðồng vận hành không tải 13 Ghi lại tần số ðiện áp phát máy phát Tần số ðýợc cột B Data Table f = Hz Tính tần số cơng thức lý thuyết F = n x P / 60 = - / 60 = Hz So sánh tần số ðo ðýợc tần số tính tốn Chúng gần phải không? Phải Không   SYNCHRONOUS GENERATOR OUTPUT VOLTAGE (V) 14 Trong cửa sổ Graph, ðặt tỷ lệ thích hợp ðể có ðýợc ðồ thị liên hệ ðiện áp máy phát E0 (thu ðýợc từ ðồng hồ E1) hàm số dịng ðiện kích từ IF (thu ðýợc từ ðồng hồ I3) Tên trục X dịng ðiện kích từ, tên trục Y ðiện áp máy phát phát SYNCHRONOUS GENERATOR FIELD CURRENT (A) Quan sát ðồ thị Ðiện áp máy phát phát E0 zero dịng ðiện kích từ IF zero phải khơng? Giải thích tóm tắc sao? GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 98 PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Giải thích tóm tắt liên hệ ðiện áp máy phát phát E0 dịng ðiện kích từ IF khơng tuyến tính giá trị IF lớn? Trong cửa sổ Data Table, xóa số liệu ðã ghi 15 Mở nguồn.Vặn núm ðiều chỉnh EXCITER cho dịng ðiện kích từ IF ðo ðồng hồ I3 300 mA 16 Trong cửa sổ Metering hiển thị ðồng hồ E1, I3, N, B (ðo tần số f) Ðiều chỉnh ðiện áp nguồn cung cấp cho tốc ðộc quay ðộng cõ sõ cấp tãng từ ðến 2000 r/min với býớc tãng 200 r/min Ở tốc ðộ quay, ghi lại giá trị ðiện áp vào Data Table ã ýợc ghi, tắt nguồn cung cấp xoay núm ðiều 17 Khi tất giá trị ð ð chỉnh ð áp hết cỡ hýớng ngýợc chiều kim ð iện ồng hồ SYNCHRONOUS GENERATOR OUTPUT VOLTAGE (V) 18 Trong cửa sổ Graph, ðặt tỷ lệ thích hợp ðể có ðýợc ðồ thị liên hệ ðiện áp máy phát E0 (thu ðýợc từ ðồng hồ E1) hàm số tốc ðộ n (thu ðýợc từ ðồng hồ N) Trục X tốc ðộ rotor, trục Y ðiện áp máy phát phát SYNCHRONOUS GENERATOR SPEED (r/min) Mô tả ðiện áp phát thay ðổi theo tốc ðộ rotor nhý 19 Trong cửa sổ Graph, ðặt tỷ lệ thích hợp ðể có ðýợc ðồ thị liên hệ tần số ðiện áp máy phát f (thu ðýợc từ ðồng hồ B) hàm số tốc ðộ n (thu ðýợc từ ðồng hồ N) Trục X tốc ðộ rotor, trục Y tần số ðiện áp máy phát phát GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 99 SYNCHRONOUS GENERATOR FREQUENCY (Hz) PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com SYNCHRONOUS GENERATOR SPEED (r/min) Mô tả tần số ðiện áp phát thay ðổi theo tốc ðộ rotor nhý ã 20 Chắc chắn nguồn ð tắt B ÐẶC TÍNH NGỒI CỦA MÁY PHÁT ÐỒNG BỘ 21 Nối mạch nhý hình 7-7 R1 = R2 = R3 =R (với R gồm ba ðiện trở nối song song) Trên ðộng cõ / máy phát ðồng bộ, ðặt cơng tắc kích từ (EXCITER switch) vị trí I (ON) chỉnh núm ðiều chỉnh kích từ vị trí 22 Ðặt thơng số ðiều khiển ðộng cõ sõ cấp /lực kế: MODE switch .PRIME MOVER (P.M) LOAD CONTROL MODE switch .SPEED (N) + IF I3 N + 7 N T N E1 T N + R1 I1 PRIVE MOVER R2 SYNCHRONOUS GENERATOR R3 Hình 7-7 Máy phát ðồng có tải nối với ðộng cõ sõ cấp 23 Mở nguồn cung cấp ðặt giá trị ðiện áp cho ðộng cõ sõ cấp quay với tốc ðộ ðịnh mức máy phát ðồng GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 100 PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 24 Trên máy phát ðồng bộ, ðiều chỉnh ðiện trở kích từ cho ðiện áp phát với ðiện áp ðịnh mức máy phát 25 Trên hình Metering hiển thị ðồng hồ E1, I1, I3, N 26 Thay ðổi giá trị ðiện trở R1, R2, R3 từ - 4400 - 2200 - 1100 Với giá trị R1, R2, R3 ghi số liệu vào bảng Data Table iều 27 Sau tất số liệu ðã ðýợc ghi, tắt nguồn, vặn nút ð chỉnh ðiện hết cở phía ngýợc chiều kim ðồng hồ SYNCHRONOUS GENERATOR OUTPUT VOLTAGE (V) Trên hình Graph, ðặt trục thích hợp ðể thu ðýợc ðồ thị ðiện áp phát E0 (ðo ðýợc từ ðồng hồ E1) nhý hàm số dòng ðiện tải IO (ðo ðýợc từ ðồng hồ I1) Trục X I1, trục Y E1 Ðiện áp phát E1 thay ðổi nhý dòng ðiện tải I1 tãng? Giải thích ngắn gọn SYNCHRONOUS GENERATOR OUTPUT CURRENT (A) SYNCHRONOUS GENERATOR OUTPUT VOLTAGE (V) 29 Lặp lại từ býớc ðến býớc 8, nhýng thay ðiện trở cuộn dây có giá trị với ðiện trở SYNCHRONOUS GENERATOR OUTPUT CURRENT (A) GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 101 SYNCHRONOUS GENERATOR OUTPUT VOLTAGE (V) PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Ðiện áp phát E1 thay ðổi nhý dòng ðiện tải I1 tãng? Giải thích ngắn gọn Lặp lại từ býớc ðến býớc 8, nhýng thay ðiện trở tụ ðiện có giá trị với ðiện trở SYNCHRONOUS GENERATOR OUTPUT CURRENT (A) Ðiện áp phát E1 thay ðổi nhý dòng ðiện tải I1 tãng? Giải thích ngắn gọn 30 So sánh ðýờng ðặc tuyến trýờng hợp tải trở, tải dung, tải cảm Giống khác nhý nào? 31 Chắc chắn nguồn ð tắt, tháo hết dây dẫn ð nối ã ầu GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 102 PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com C: ỔN ÐỊNH TẦN SỐ VÀ ÐIỆN ÁP 32 Lắp mạch nhý hình 7-6: + L1 L2 IF I3 L3 N + 7 N T N + R1 I1 E1 T PRIVE MOVER N R2 SYNCHRONOUS GENERATOR R3 C1 C2 C3 Hình 7-8 Máy phát ðồng hoạt ðộng có tải 33 Ðặt thơng số ðiều khiển nhý sau: MODE switch …………………………PRIME MOVER (PM) DISPLAY switch …………………… SPEED (N) 34 Bật nguồn cung cấp, ðiều chỉnh ðiện áp cho Prime Mover ðạt ðến tốc ðộ ðịnh mức máy phát ðồng 35 Trên máy phát ðồng bộ, ðiều chỉnh dịng ðiện kích từ cho ðiện áp dây máy phát ðo ðýợc vôn kế E1 với ðiện áp ðịnh mức máy phát Ghi lại giá trị E1 tần số (f nhận ðýợc từ ðồng hồ B cửa sổ Metering) Eo (nominal) = ………… V f (nominal) = ………… Hz 36 Trên tải ðiện trở, ðặt giá trị R1 = R2 = R3 = 880 Ghi lại giá trị E1 tần số f: Eo = ………… V (resistive load) f =………… Hz (resistive load) GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 103 PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Ðiện áp tần số máy phát thay ðổi nhý tải ðiện trở ðýợc nối kết vào hai cực máy phát OFF tất công tắc ðiện trở Chờ cho ðến tần số ðiện áp ổn ðịnh Chúng có với giá trị ðịnh mức không?  Phải  Không 37 Trên tải ðiện cảm, ðặt giá trị XL1 = XL2 = XL3 = 880 Ghi lại giá trị ðiện áp phát E1 tần số f: Eo = V (inductive load) f = Hz (inductive load) Ðiện áp tần số thay ðổi nhý tải ðiện cảm ðýợc nối kết vào hai cực máy phát OFF tất công tắc tải ðiện cảm Chờ cho ðến tần số ðiện áp ổn ðịnh Chúng có với giá trị ðịnh mức không?  Phải  Không 38 Trên tải ðiện dung, ðặt giá trị XC1 = XC2 = XC3 = 880 Ghi lại giá trị ðiện áp phát E1 tần số f: Eo = V (capacitive load) f = Hz (capacitive load) Ðiện áp tần số thay ðổi nhý tải ðiện dung ðýợc nối kết vào hai cực máy phát OFF tất công tắc tải ðiện dung Chờ cho ðến tần số ðiện áp ổn ðịnh Chúng có với giá trị ðịnh mức khơng? Phải Không   39 So sánh ảnh hýởng tải ðiện trở, ðiện cảm ðiện dung ðến ðiện áp máy phát chúng ðýợc nối kết vào cực máy phát So sánh ảnh hýởng tải ðiện trở, ðiện cảm ðiện dung ðến tần số máy phát chúng ðýợc nối kết vào cực máy phát GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 104 PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 40 Trên tải ðiện cảm, ðặt XL1= XL2= XL3 =1467  Ðiều chỉnh lại ðiện áp nguồn dòng ðiện kích từ (bằng núm EXCITER) ðến ðiện áp tần số máy phát ðạt ðến giá trị ổn ðịnh 41 Trên tải ðiện dung ðặt XC1= XC2= XC3 =2200  Ðiều chỉnh lại ðiện áp nguồn dòng ðiện kích từ (bằng núm EXCITER) ðến ðiện áp tần số máy phát ðạt ðến giá trị ổn ðịnh 42 Trên tải ðiện trở, ðặt R1= R2= R3 =880 Ðiều chỉnh lại ðiện áp nguồn dòng ðiện kích từ (bằng núm EXCITER) ðến ðiện áp tần số máy phát ðạt ðến giá trị ổn ðịnh Có thể ðiều chỉnh cách dễ dàng nhanh chóng ðiện áp tần số máy phát tải thay ðổi không? Tại sao? iều iện 43 Tắt nguồn cung cấp vặn núm ð chỉnh ð áp hết cở phía ngýợc chiều kim ð ồng hồ D HÒA ÐỒNG BỘ MÁY PHÁT VÀO LÝỚI ÐIỆN 44 Lắp mạch ðiện nhý hình 7-7 SYNCHRONIZNG MODULE R1 + I3 + I1 N + + T N E1 N T N PRIVE MOVER N SYNCHRONOUS GENERATOR E2 + + I2 Hình 7.9: Hịa ðồng máy phát vào lýới ðiện GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 105 PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 45 Ðặt thông số ðiều khiển nhý sau: MODE switch ……………………………PRIME MOVER (PM) DISPLAY switch …………………………SPEED (N) 46 Trên máy phát ðồng hốn ðổi vị trí hai dây nối vào với Bật nguồn cung cấp ðiều chỉnh ðiện áp sau cho ðộng cõ kéo (Prime mover) quay ðạt 1425 rpm 47 Trên máy phát ðồng ðiều chỉnh dịng kích từ cho ðiện phát máy phát ðo vôn kế E1 với giá trị ðiện áp ðịnh mức máy phát Quan sát ðèn module ðồng Có phải thứ tự pha của máy phát ðồng giống với thứ tự pha lýới ðiện không? Tại sao? ể iều iện 48 Tắt nguồn cung cấp nhýng ð nguyên núm ð chỉnh ð áp Trên máy phát ðồng hoán ðổi vị trí hai dây nối vào với 49 Bật nguồn cung cấp Quan sát ðèn module ðồng Có phải thứ tự pha của máy phát ðồng giống với thứ tự pha lýới ðiện không? Tại sao? 50 Trên Power supply, ðiều chỉnh ðiện áp cho ðộ sáng ðèn module ðồng giảm dần ðến tối hồn tồn Có phải máy phát ðồng với nguồn ba pha thời ðiểm ðèn hoàn toàn tối?  Phải  Không 51 Trên module ðồng bộ, ðặt cơng tắc vị trí ON(I) thời ðiểm ðèn hồn tồn tối, có nghĩa máy phát ðýợc hịa ðồng vào lýới ðiện Trên cửa sổ Metering, quan sát công suất tác dụng tiêu thụ ðồng hồ C Có phải máy phát lýới ðiện trao ðổi công suất với không?  Phải  Không 52 Trên hình Metering, ðặt ðồng hồ T chế ðộ C (correction) Trên Power supply, ðiều chỉnh ðiện áp từ từ ðến giá trị ðồng hồ ðo mômen T 1.0Nm Trong thực ðiều này, quan sát giá trị công suất tác dụng tốc ðộ ð ộng cõ ðýợc hiển thị ðồng hồ C N Mơ tả ðiều xảy GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 106 PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Có phải máy phát cung cấp công suất tác dụng cho lýới ðiện?  Phải  Không 53 Trên Power supply, ðiều chỉnh ðiện áp từ từ cho công suất tác dụng ðýợc hiển thị ðồng hồ C giảm ðến giá trị zero Trong thao tác ðiều chỉnh quan sát giá trị mômen ðýợc hiển thị ðồng hồ T Lúc này, Máy phát trạng thái "floating"( tức không cung cấp công suất tác dụng lẫn công suất phản kháng cho lýới ðiện) Máy phát lấy nãng lýợng từ ðâu ðể thắng lực ma sát?  Phải  Không 54 Trên Power supply, ðiều chỉnh ðiện áp từ từ hết cở phía ngýợc chiều kim ðồng hồ Trong làm ðiều ðó, quan sát cơng suất tác dụng, mômen tốc ðộ máy phát ðýợc ðồng hồ C, T, N Mơ tả ðiều xảy Ðiều ðó có nghĩa gì? 55 Trên Power supply, vặn núm ðiều chỉnh ðiện áp chiều kim ðồng hồ ðến giá trị ðồng hồ T -1.0Nm Lúc này, máy phát cung cấp công suất tác dụng ðịnh mức cho lýới ðiện Trên máy phát, ðiều chỉnh từ từ núm EXCITER ðến vị trí MAX ðể gia tãng dịng kích từ, ðiều chỉnh quan sát công suất tác dụng, công suất phản kháng, mômen, tốc ðộ ðộng cõ ðýợc hiển thị ðồng hồ C, A, T N Mơ tả ðiều xảy Có phải máy phát cung cấp công suất phản kháng cho lýới ðiện không?  Phải  Không 56 Trên máy phát , ðiều chỉnh núm EXCITER ðến vị trí MIN ðể giảm dịng ðiện kích từ, ðiều chỉnh quan sát công suất phản kháng ðýợc hiển thị ðồng hồ A hình Metering Mơ tả ðiều xảy GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 107 PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Có thể ðiều chỉnh dịng kích từ cho hệ số công suất máy phát xấp xỉ không?  Có  Khơng iều iện 57 Tắt nguồn cung cấp vặn núm ð chỉnh ð áp hết cở phía ngýợc chiều kim ð ồng hồ Tháo hết dây dẫn PHẦN IV: KẾT LUẬN You observed that a three phase synchronous generator produces three sine wave voltages that are phase shift by 120o from each other You saw that decreasing the synchronous generator speed decreases the amplitude and frequency of the sine wave voltages You observed that decreasing the field current of the synchronous generator decreases the amplitude of the sine wave voltages You plotted a graph of the synchronous generator output voltage versus the field current This graph showed that the synchronous generator starts to saturate when the field current exceeds a certain value This graph also showed that the synchronous generator produces voltages even when the field current is zero because of the residual magnetism in the rotor You plotted graphs of the synchronous generator output voltage and frequency versus speed These graphs showed that the output voltage and frequency are proportional to the synchronous generator speed You obtained the voltage regulation characteristics of a three phase synchronous generator You observed that the output voltage decreases as the output current increases when the synchronous generator supplies power to either a resistive or inductive load You saw that the output voltage increases as the output current increases when the synchronous generator supplies power to a capacitive load You found that the voltage regulation characteristics of the synchronous generator are similar to those of a single phase transformer because the equipvalent circuit is almost the same for both You observed that the output voltage and frequency of a synchronous generator change whether a resistive, inductive or capacitive load is connected to the output You observed that resistive loads have a greater effect on frequency than inductive and capacitive loads You found that maintaining the frequency and output voltage to the nominal values, when the load changes, is rather difficult to achieve manually This is because both the speed of rotation and field current of the synchronous generator must be adjusted to correct the changes in frequency and voltage You synchronized a three phase synchronous generator with the ac power network You observed that varying the torque at the generator's shaft varies the amount of active power exchanged between the generator and the ac power network GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 108 ... với tốc ðộ n (vịng/phút), cơng cõ học ðýợc tính theo cơng thức: P = M  2n/60 = (M  n)/ 9,55 (W) GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split... theo mơmen Hình:2-11 GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 20 PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com PHẦN 3: TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM... kích từ hổn hợp cộng GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN Trang 34 PHỊNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com PHẦN III: TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM