khảo sát đặc tuyến máy điện một chiều kích từ song song

Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN Nhận xét giảng viên hướng dẫn LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.1 Hoàn cảnh thực tế 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Các giả thiết đề tài CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC TIỆN ĐỀ TÀI CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ MÁY ĐIỆN 1.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY ĐIỆN 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Phân loại 1.2 CÁC ĐỊNH LUẬT ĐIỆN TỪ CƠ BẢN DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN 1.2.1 Định luật cảm ứng điện từ 1.2.2 Định luật lực điện từ 1.3 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA MÁY ĐIỆN 1.3.1 Nguyên lý làm việc máy phát điện 1.3.2 Nguyên lý làm việc động điện 1.4 ĐỊNH LUẬT MẠCH TỪ 1.5 CÁC VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN 10 1.5.1 Vật liệu dẫn điện 11 1.5.2 Vật liệu dẫn từ 11 1.5.3 Vật liệu cách điện 11 1.5.4 Vật liệu kết cấu 12 1.6 PHÁT NÓNG VÀ LÀM MÁT MÁY ĐIỆN 12 1.7 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN 13 CHƯƠNG 2: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 14 2.1 CẤU TẠO CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 14 2.1.1 Stator (phần cảm) 15 2.1.2 Rotor (phần ứng) 15 2.2 CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐỊNH MỨC 20 GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý i Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song 2.3 PHÂN LOẠI MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU THEO CÁC PHƯƠNG PHÁP KÍCH TỪ 20 2.3.1 Máy điện chiều kích từ riêng 20 2.3.2 Máy điện chiều kích từ nối tiếp 21 2.3.3 Máy điện chiều kích từ song song 21 2.3.4 Máy điện chiều kích từ hỗn hợp 21 2.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 22 2.4.1 Suất điện động vòng dây quay từ trường 22 2.4.2 Nguyên lý hoạt động máy điện chiều 23 2.5 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 26 2.6 MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU NHIỀU CỰC 27 2.7 TỪ TRƯỜNG CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỔI 27 2.8 SUẤT ĐIỆN ĐỘNG PHẦN ỨNG 30 2.9 MOMEN ĐIỆN TỪ VÀ SỰ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG TRONG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 32 2.9.1 Momen điện từ 32 2.9.2 Sự biến đổi lượng máy điện chiều 34 2.10 HIỆN TƯỢNG ĐỔI CHIỀU 34 2.10.1 Nguyên nhân học 34 2.10.2 Nguyên nhân điện từ 35 CHƯƠNG 3: MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG 39 3.1 PHÂN LOẠI MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU 39 3.1.1 Máy phát điện chiều kích từ độc lập 39 3.1.2 Máy phát điện chiều kích từ song song 40 3.1.3 Máy phát điện chiều kích từ nối tiếp 40 3.1.4 Máy phát điện chiều kích từ hỗn hợp 40 3.2 CÁC ĐẶC TUYẾN CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU 41 3.2.1 Đặc tuyến không tải 41 3.2.2 Đặc tuyến .41 3.2.3 Đặc tuyến điều chỉnh 41 3.3 MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG [6] 41 3.3.1 Đặc tuyến không tải 42 3.3.2 Đặc tuyến 43 3.3.3 Đặc tuyến điều chỉnh 44 CHƯƠNG 4: THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT MỘT SỐ ĐẶC TUYẾN CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG 46 4.1 THÍ NGHIỆM VỚI MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG (PHÒNG THÍ NGHIỆM CƠ NHIỆT - BỘ MÔN VẬT LÝ) 46 4.1.1 Mục đích thí nghiệm 46 4.1.2 Mô tả dụng cụ thí nghiệm 46 4.1.3 Phương án bước tiến hành thí nghiệm 48 GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý ii Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song 4.2 THÍ NGHIỆM VỚI MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG (PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ĐIỆN - BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN) 52 4.2.1 Mục đích thí nghiệm 52 4.2.2 Mô tả dụng cụ thí nghiệm 52 4.2.3 Tiến hành thí nghiệm 52 4.3 NHẬN XÉT CHUNG 56 4.3.1 So sánh ưu điểm nhược điểm hai máy phát điện chiều kích từ song song 56 4.3.2 So sánh lý thuyết thực nghiệm 57 PHẦN KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý iii Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song PHẦN MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.1 Hoàn cảnh thực tế Ngày với phát triển vũ bão khoa học kỹ thuật, người làm nhiều điều mà trước điều nằm trí tưởng tượng Thật vậy, người ta phải hàng tháng, để di chuyển từ vùng sang vùng khác, để di chuyển từ Quốc gia sang Quốc gia khác, ngày không nhiều thời gian để thực điều nhờ loại phương tiện giao thông đại như: ô tô, máy bay, tàu thủy, xe điện ngầm… Những loại máy móc thiết bị ngày ứng dụng rộng rãi, phổ biến gắn liền với sống Hơn 90% lượng điện sử dụng đời sống sinh hoạt hàng ngày lượng điện xoay chiều, nhiên số lĩnh vực sử dụng điện chiều Trong nhà máy điện trạm biến áp nguồn điện chiều đóng vai trò quan trọng Nó đảm bảo cung cấp dòng điện chiều cho phụ tải quan trọng yêu cầu có độ tin cậy điện cao như: Kích từ máy phát điện động chiều, bảo rơle tự động, điều khiển từ xa, đảm bảo cho phụ tải hoạt động bình thường Nếu dựa vào phương pháp cấp điện chiều cho trạm nhà máy ta phải kể đến nguồn điện: máy phát điện chiều, máy chỉnh lưu, ắc quy Chính ứng dụng quan trọng mà lượng điện chiều đóng vai trò thiếu đời sống kỹ thuật Đây lí chọn đề tài: “Khảo sát đặc tuyến máy phát điện chiều kích từ song song” 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Đề tài thực với mong muốn trình bày kiến thức cấu tạo nguyên lý hoạt động, đặc tuyến ứng dụng máy điện chiều kích từ song song 1.3 Các giả thiết đề tài Nội dung đề tài tìm hiểu máy phát điện chiều kích từ song song, tìm hiểu điều trước tiên phải nghiên cứu tổng quan máy điện máy điện chiều CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC TIỆN ĐỀ TÀI  Thu thập tài liệu thư viện trường, thư viện khoa, nhà sách  Tham khảo ý kiến thầy hướng dẫn, thầy cô môn  Tham khảo tài liệu có liên quan, chọn lọc ý hay, sát với nội dung đề tài  Máy phát điện chiều kích từ song song (phòng thí nghiệm nhiệt - môn vật lý) máy phát điện chiều kích từ song song (phòng thí nghiệm kỹ thuật điện - môn kỹ thuật điện) CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH  Nhận đề tài  Sưu tầm tài liệu, tham khảo ý kiến thầy hướng dẫn GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý Luận văn tốt nghiệp         Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song Tiến hành nghiên cứu chọn lọc, xếp nội dung đề tài Lập đề cương cụ thể Trao đổi nội dung với giáo viên hướng dẫn Tập hợp ý kiến giáo viên hướng dẫn, tài liệu tham khảo, viết đề tài, đánh máy, nộp thảo, chỉnh sửa Nộp đề tài cho giáo viên phản biện, tham khảo ý kiến, chỉnh sửa Viết báo cáo, tóm tắt đề tài, tập báo cáo thử Nộp đề tài cho hội đồng bảo vệ Bảo vệ đề tài GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ MÁY ĐIỆN 1.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY ĐIỆN 1.1.1 Định nghĩa Máy điện thiết bị điện từ, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ tương tác từ trường dòng điện, dùng để biến đổi dạng lượng thành điện (máy phát điện) ngược lại, biến đổi điện thành (động điện) Ngoài dùng để biến đổi điện áp, dòng điện, tần số, số pha…[1] 1.1.2 Phân loại Có nhiều cách phân loại máy điện (theo công suất, cấu tạo, chức năng, dòng điện, nguyên lý làm việc…) Nhưng tổng quát dựa vào nguyên lý biến đổi lượng máy điện chia thành loại sau:  Máy điện tĩnh  Máy điện có phần động [1] a Máy điện tĩnh Đặc trưng cho máy điện tĩnh máy biến áp Máy điện tĩnh làm việc dựa tượng cảm ứng điện từ biến thiên từ thông cuộn dây chuyển động tương Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi thông số điện Do tính chất thuận nghịch quy luật cảm ứng điện từ, trình biến đổi máy điện có tính chất thuận nghịch Ví dụ, máy biến áp biến đổi hệ thống điện có thông số U1 I1, f thành hệ thống điện có thông số U2, I2, f, ngược lại [1] B A U1, I1, f U2, I2, f Hình 1.1: Sơ đồ biểu diễn tính thuận nghịch máy biến áp ký hiệu sơ đồ điện [1] GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song b Máy điện có phần động Thường gọi máy điện quay chuyển động thẳng Nguyên lý làm việc dựa tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ từ trường dòng điện cuộn dây có chuyển động tương gây Thường gặp thực tế động điện máy phát điện U, f ω Máy điện Pđiện Pcơ Hình 1.2: Sơ đồ trình biến đổi thuận nghịch máy điện [1] Máy điện Máy điện tĩnh Máy điện có phần quay Máy điện xoay chiều Máy điện không đồng Máy biến áp Động không đồng Máy phát không đồng Máy điện chiều chiềuchiều Máy điện đồng Động đồng Máy phát đồng Động chiều Máy phát chiều Hình 1.3: Sơ đồ phân loại máy điện thường gặp [1] GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song 1.2 CÁC ĐỊNH LUẬT ĐIỆN TỪ CƠ BẢN DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN Nguyên lý làm việc hầu hết máy điện dựa sở hai định luật cảm ứng điện từ lực điện từ Khi tính toán mạch từ người ta sử dụng định luật dòng điện toàn phần 1.2.1 Định luật cảm ứng điện từ a Trường hợp từ thông biến thiên xuyên qua vòng dây Khi từ thông Φ = Φ(t) xuyên qua vòng dây biến thiên vòng dây cảm ứng sức điện động e(t) Suất điện động có chiều cho dòng điện sinh tạo từ thông chống lại biến thiên từ thông sinh (hình 1.4) Hình 1.4: Chiều suất điện động cảm ứng phù hợp với từ thông theo qui tắc vặn nút chai [8] Suất điện động cảm ứng vòng dây viết theo công thức Măcxoen sau: Φ với cuộn dây có N vòng, suất điện động cảm ứng là: Φ  (1.1) (1.2) Trong đó:  = NΦ gọi từ thông móc vòng cuộn dây Đơn vị từ thông Webe (Wb), đơn vị suất điện động Vôn (V) [8] b Trường hợp dẫn chuyển động từ trường Khi dẫn chuyển động vuông góc với đường sức từ trường (đó trường hợp thường gặp máy phát điện) dẫn cảm ứng suất điện động e, có trị số là: (1.3) e = Blv Trong đó: B: độ lớn vectơ cảm ứng từ đo Tesla (T) l: chiều dài tác dụng dẫn (m) v: vận tốc dài dẫn (m/s) [8] GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song Chiều suất điện động cảm ứng xác định theo quy tắc bàn tay phải Hình 1.5: Sơ đồ biểu diễn chiều suất điện động [8] 1.2.2 Định luật lực điện từ Khi dẫn có dòng điện chạy qua đặt thẳng góc với đường sức từ trường (hình 1.6), dẫn chịu tác dụng lực điện từ có trị số: (1.4) Fđt = B.l.i Trong đó: B: độ lớn vectơ cảm ứng từ đo Tesla (T) l: chiều dài hiệu dụng dẫn đo mét (m) i: dòng điện chạy dẫn đo Ampe (A) Fđt: lực điện từ đo Newton (N) [8] Chiều lực điện từ xác định theo quy tắc bàn tay trái Hình 1.6: Sơ đồ biểu diễn chiều lực điện từ [8] GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song 1.3 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA MÁY ĐIỆN Máy điện có tính thuận nghịch, tức làm việc chế độ máy phát điện động điện 1.3.1 Nguyên lý làm việc máy phát điện Dùng động sơ cấp tác dụng vào dẫn lực học Fcơ, dẫn chuyển động với tốc độ v từ trường nam châm N - S (hình 1.7), dẫn cảm ứng suất điện động cảm ứng e Nếu hai đầu dẫn nói với tải (R), có dòng điện i chạy qua dẫn tải Nếu bỏ qua điện trở dẫn dây nối, điện áp đặt vào tải là: u=e Công suất máy phát cung cấp cho tải là: p = ui = ei (1.5) Dòng điện i nằm từ trường nam châm N - S lại chịu tác dụng lực điện (Fđt): (1.6) Fđt = Bli Và có chiều hình vẽ: Hình 1.7: Sơ đồ biểu diễn chiều dòng điện từ trường nam châm N - S [3] Khi lực điện cân với lực động sơ cấp, tức Fcơ = Fđt , máy quay Nhân hai vế biểu thức với tốc độ v ta có: Fcơv = Fđtv = B.l.i.v = ei (1.7) Điều có nghĩa công suất động sơ cấp Pcơ = Fcơv biến đổi thành công suất điện Pđiện = e.i, tức biến đổi thành điện máy phát điện [3] GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song  Nhận xét:  Độ biến thiên điện áp hai cực máy phát điện chiều kích từ song song lớn so với máy phát điện chiều kích từ độc lập đạt tới 30%  So với máy điện chiều kích từ độc lập, máy điện chiều kích từ song song có tiện lợi không cần nguồn cung cấp riêng cho mạch kích từ Vì vậy, máy sử dụng rộng rãi thiết bị có phụ tải thay đổi GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 45 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song CHƯƠNG 4: THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT MỘT SỐ ĐẶC TUYẾN CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG 4.1 THÍ NGHIỆM VỚI MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG (PHÒNG THÍ NGHIỆM CƠ NHIỆT - BỘ MÔN VẬT LÝ) 4.1.1 Mục đích thí nghiệm Khảo sát số đặc tuyến máy phát điện chiều kích từ song song 4.1.2 Mô tả dụng cụ thí nghiệm a Máy phát điện chiều kích từ song song Hình 4.1: Máy phát điện chiều kích từ song song nhìn từ phía sau Các thông số máy phát điện chiều kích từ song song: Thông số động sơ cấp: Thông số máy phát: Tốc độ định mức: 1475 vòng/phút Tốc độ định mức: 1475 vòng/phút công suất định mức: 250 (W) Công suất định mức: 100(W) Điện áp định mức: 115(V) Điện áp định mức: 18 (V) Dòng điện định mức: 6.4 (A) Dòng điện định mức: 5.5 (A) Hình 4.2: Máy phát điện chiều kích từ song song nhìn từ phía trước GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 46 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song Trong đó: (1): Đồng hồ hiển thị điện áp hai cực máy (2): Hai đầu máy phát (3): Núm điều chỉnh dòng điện kích từ b Biến trở chạy Biến trở chạy dùng để thay đổi dòng điện tải Hình 4.3: Biến trở chạy c Đồng hồ vạn số Đồng hồ vạn số dùng để đo dòng điện kích từ dòng điện tải Hình 4.4: Đồng hồ vạn số d Dây điện Dây điện dùng để mắc mạch Hình 4.5: Dây điện GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 47 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song e Đồng hồ đo tốc độ số Đồng hồ đo tốc độ số dùng để đo tốc độ quay động Hình 4.6: Đồng hồ đo tốc độ số 4.1.3 Phương án bước tiến hành thí nghiệm Thiết kế thí nghiệm hình 4.7 Trong đó: (1): Mắc nối tiếp đồng hồ vạn với cuộn kích từ (2): Mắc nối tiếp đồng hồ vạn với tải a Đặc tuyến không tải  Phương án tiến hành thí nghiệm Khảo sát phụ thuộc điện áp hai cực máy (U) vào dòng điện kích từ (J) tốc độ quay máy (n) không đổi máy hoạt động chế độ không tải GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 48 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song J(A) U(V)  Tiến hành thí nghiệm Bảng số liệu: Với n = 1493 vòng/phút 0.04 0.098 0.118 1.4 3.1 5.4 6.1 0.14 6.9 0.17 0.19 8.8 0.22 9.9 0.242 10.8 J(A) U(V) 0.263 11.7 0.411 16.5 0.442 17.4 0.491 18.6 0.516 19.2 0.559 20.2 0.274 12.2 0.356 14.8 0.384 15.7 Đồ thị: Ô sai số: Hình 4.8: Sơ đồ đặc tuyến không tải máy phát điện chiều kích từ song song Nhận xét: Khi tăng dòng điện kích từ, điện áp hai cực máy tăng theo Đặc tuyến không tải có dạng đường cong từ hóa b Đặc tuyến  Phương án tiến hành thí nghiệm Khảo sát phụ thuộc điện áp hai cực máy (U) vào dòng điện tải (I) dòng điện kích từ (J) tốc độ quay máy (n) không đổi GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 49 Luận văn tốt nghiệp U(V) I(A) U(V) I(A) U(V) I(A) Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song  Tiến hành thí nghiệm Bảng số liệu: Với n = 1494 vòng/phút; J1 = 0.215(A) 11 10.6 10.4 10.2 0.225 0.385 0.506 Với n = 1483vòng/phút; J2 = 0.310(A) 13.5 13.2 13.1 13 0.278 0.368 0.509 Với n = 1477 vòng/phút; J3 = 0.432(A) 17.6 17.2 17.1 17 0.370 0.649 0.576 10 0.645 9.8 0.826 12.9 0.615 12.8 0.810 16.9 0.665 16.8 0.802 Đồ thị: Ô sai số: J3 = 0.4329(A) J2 = 0.310(A) J1 = 0.214(A) Hình 4.9: Sơ đồ đặc tuyến máy phát điện chiều kích từ song song Nhận xét: Khi tăng dòng điện tải, điện áp hai cực máy giảm c Đặc tuyến điều chỉnh  Phương án tiến hành thí nghiệm Khảo sát phụ thuộc dòng điện kích từ (J) vào dòng điện tải (I) điện áp hai cực máy (U) tốc độ quay máy (n) không đổi GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 50 Luận văn tốt nghiệp I(A) J(A) I(A) J(A) I(A) J(A) Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song  Tiến hành thí nghiệm Bảng số liệu: Với U = 13(V); n = 1482 vòng/phút 0.278 0.475 0.285 0.297 0.304 Với U = 15(V); n = 1489 vòng/phút 0.325 0.528 0.355 0.376 0.385 Với U = 17(V); n = 1475 vòng/phút 0.366 0.571 0.427 0.455 0.646 Đồ thị: 0.691 0.311 0.826 0.313 1.156 0.320 0.722 0.393 0.963 0.402 1.224 0.414 0.785 0.475 0.972 0.482 1.278 0.504 Ô sai số: U = 17(V) U = 15(V) U = 13(V) Hình 4.10: Sơ đồ đặc tuyến điều chỉnh máy phát điện chiều kích từ song song Nhận xét: Khi tăng dòng điện tải, dòng điện kích từ tăng GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 51 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song 4.2 THÍ NGHIỆM VỚI MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG (PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ĐIỆN - BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN) 4.2.1 Mục đích thí nghiệm Khảo sát số đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song 4.2.2 Mô tả dụng cụ thí nghiệm Hình 4.11: Máy phát điện chiều kích từ song song Trong đó: (1): Động điện chiều 24V kích từ song song để kéo máy phát (2): Biến trở mở máy cho động RM (3): Máy điện chiều kích từ độc lập nguồn 12V (4): Biến trở kích từ máy phát RKT (5): Các bóng đèn làm phụ tải (6): Am-pe kế chiều (7): Vôn kế chiều (8): Đồng hồ đo tốc độ quay rotor 4.2.3 Tiến hành thí nghiệm Thiết kế thí nghiệm sơ đồ sau: Hình 4.12: Sơ đồ nguyên lý động máy phát điện chiều GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 52 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song Bộ thí nghiệm sau ráp mạch: Hình 4.13: Hình ảnh thí nghiệm sau ráp mạch a Đặc tuyến không tải  Phương án tiến hành thí nghiệm Khảo sát phụ thuộc điện áp hai cực máy (U) vào dòng kích từ (J) tốc độ quay máy (n) không đổi máy hoạt động chế độ không tải  Tiến hành thí nghiệm Bảng số liệu Với n = 2500 vòng/phút J(A) 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 U(V) 1.5 10 GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 53 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song  Đồ thị Ô sai số: Hình 4.14: Sơ đồ đặc tuyến không tải máy phát điện chiều kích từ song song Nhận xét: Khi tăng dòng điện kích từ, điện áp hai cực máy tăng theo Đặc tuyến không tải có dạng đương cong từ hóa b Đặc tuyến  Phương án tiến hành thí nghiệm Khảo sát phụ thuộc điện áp hai cực máy (U) vào dòng điện tải (I) dòng điện kích từ (J) tốc độ quay máy (n) không đổi  Tiến hành thí nghiệm Bảng số liệu Với n = 2500 vòng/phút; J = 0.5(A) Số lượng bóng đèn Không mở Mở bóng mở bóng đèn đèn Mở bóng đèn Mở bóng đèn I (A) 0.025 0.1 0.18 0.5 U (V) 6.5 5.5 GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 54 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song Đồ thị Ô sai số: Hình 4.15: Sơ đồ đặc tuyến máy phát điện chiều kích từ song song Nhận xét: Khi tăng dòng điện tải, điện áp hai cực máy giảm c Đặc tuyến điều chỉnh  Phương án tiến hành thí nghiệm Khảo sát phụ thuộc dòng điện kích từ (J) vào dòng điện tải (I) điện áp hai cực máy (U) tốc độ máy (n) không đổi  Tiến hành thí nghiệm Bảng số liệu Với n = 2500 vòng/phút; U = 20(V) Số lượng bóng đèn mở I (A) 0.25 0.5 0.75 J (A) 1.1 3.2 GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 55 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song Đồ thị Ô sai số: Hình 4.16: Sơ đồ đặc tuyến điều chỉnh máy phát điện chiều kích từ song song Nhận xét: Khi tăng dòng điện tải, dòng điện kích từ tăng 4.3 NHẬN XÉT CHUNG 4.3.1 So sánh ưu điểm nhược điểm hai máy phát điện chiều kích từ song song  Với máy phát điện chiều kích từ song song (phòng thí nghiệm nhiệt - môn vật lý)  Ưu điểm:  Số liệu thực nghiệm có điều kiện lấy nhiều số liệu  Thiết kế thí nghiệm đơn giản  Giá trị dòng điện tải lớn nên trình khảo sát đặc tuyến dễ đo dễ đọc  Nhược điểm:  Bộ thí nghiệm mau nóng  Phải kèm theo giải nhiệt quạt GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 56 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song  Với máy phát điện chiều kích từ song song (phòng thí nghiệm kỹ thuật điện môn kỹ thuật điện)  Ưu điểm:  Tốc độ động sơ cấp điều chỉnh  Bộ thí nghiệm gần gũi với công nghệ điều khiển tự động  Nhược điểm:  PTN cho lấy số liệu ít, nên đưa kết luận chưa thuyết phục  Phụ tải không liên tục 4.3.2 So sánh lý thuyết thực nghiệm Sau trình khảo sát ba đặc tuyến (Đặc tuyến không tải, đặc tuyến ngoài, đặc tuyến điều chỉnh) hai máy phát điện chiều kích từ song song, số nhận xét rút sau:  Mặc dù, hai máy phát điện chiều kích từ song song có thông số kỹ thuật (tốc độ định mức, công suất định mức, ) khác nhau, kết khảo sát giống  Kết thí nghiệm thực tiễn phù hợp với lý thuyết trình bày GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 57 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song PHẦN KẾT LUẬN Đề tài nghiên cứu trình đầy đủ vấn đề liên quan đặc tuyến kĩ thuật máy phát điện chiều kích từ song song Để hoàn thành đề tài nghiên cứu em giúp đỡ nhiều quý thầy cô lý thuyết thực nghiệm, em có điều kiện tiếp cận với thí nghiệm tự động đại Mặc dù, kết nghiên cứu khoa học ban đầu đem đến cho em hiểu biết sâu sắc cấu tạo, nguyên tắc hoặt động nhiều vấn đề có liên quan đến máy phát điện chiều cụ thể máy điện chiều kích từ song song "Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song" đề tài thú vị hấp dẫn Song, thời gian thực đề tài có hạn hiểu biết thân hạn chế nên đề tài không tránh khỏi thiếu sót định Kính mong bảo đóng góp chân thành quý thầy, Cô bạn sinh viên để đề tài hoàn chỉnh Bên cạnh đó, đề tài giúp em tích lũy thêm số kiến thức máy điện chiều kích từ song song , từ phục vụ việc giảng dạy bậc trung học phổ thông sau tốt GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 58 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đặng Văn Đào - Lê Văn Doanh, Kỹ thuật điện, NXB khoa học kỹ thuật, năm 2007 [2] Ngô Thị Tuyết Nhung, Luận văn tốt nghiệp, Máy phát điện chiều kích từ song song, năm 2008 [3] Trần Minh Sơ, Giáo trình kỹ thuật điện, NXB Đại học Sư phạm, năm 2003 [4] Đổ Quang Đạt - Hồ Hữu Thận, Kỹ thuật điện đại cương, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp Hà Nội, năm 1976 [5] Nguyễn Hữu Phúc, Kỹ thuật điện 2, NXB Đại học Bách Khoa TPHCM, năm 2003 [6] Lê Văn Nhạn, Giáo trình kỹ thuật điện, Bộ môn vật lý, Khoa sư phạm, Trường ĐHCT, năm 2000 [7] https://voer.edu.vn/c/ki-thuat-dien-2/39b17774 [8] http://tai-lieu.com/tai-lieu/bai-giang-may-dien-1-2377 [9] https://www.google.com.vn/?gws_rd=ssl#q=dc+motor [10] https://voer.edu.vn/c/may-dien-mot-chieu/bcf310d1/1a5c2db5 [11] http://tailieu.vn/doc/may-dien-mot-chieu-133577.html GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 59 [...]... tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện một chiều kích từ song song 2.3.2 Máy điện một chiều kích từ nối tiếp Mạch phần cảm nối tiếp mạch phần ứng, tất cả dòng điện phần ứng chạy qua dây quấn phần cảm nên dây quấn phần cảm lớn, điện trở nhỏ Từ trường của máy phụ thuộc nhiều vào phụ tải [6] Hình 2.15: Sơ đồ cấu tạo máy điện một chiều kích từ nối tiếp [6] 2.3.3 Máy điện một chiều kích từ song song Mạch... SVTH: Phạm Hửu Lý 13 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện một chiều kích từ song song CHƯƠNG 2: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Ngày nay mặc dù dòng điện xoay chiều được sử dụng rất rộng rãi, song máy điện một chiều vẫn tồn tại và đóng vai trò rất quan trọng đặc biệt là động cơ điện một chiều Động cơ điện một chiều thường được sử dụng ở những nơi yêu cầu mômen mở máy lớn hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ... máy khuếch đại, các động cơ chấp hành đều là máy điện một chiều Ngoài ra, trong đời sống các máy điện một chiều còn thấy trong các thiết bị điện ôtô, tàu thủy, máy bay Các máy phát điện một chiều điện áp thấp dùng trong các thiết bị điện hóa, thiết bị hàn điện có chất lượng cao Máy phát điện một chiều còn dùng làm máy kích từ cho máy phát điện đồng bộ công suất lớn Thiếu sót chủ yếu của máy điện một. .. dây Một cuộn nối song song và một cuộn nối nối tiếp sao cho từ trường của chúng cùng chiều Một trong hai cuộn sẽ là cuộn kích từ chính, có từ trường lớn hơn cuộn kia Tùy theo cuộn chính là kích từ nối tiếp hay song song, máy sẽ thiên về tính chất của cuộn kích từ chính [6] GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 21 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện một chiều kích từ song song Hình 2.17... Rư Hình 2.32: Sơ đồ biểu diễn máy thu [6] GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 31 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện một chiều kích từ song song 2.9 MOMEN ĐIỆN TỪ VÀ SỰ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG TRONG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2.9.1 Momen điện từ Khi máy điện một chiều có dòng điện chạy trong dây quấn phần ứng và dây quấn quấn phần cảm thì giữa dòng điện phần ứng và từ trường phần cảm tác dụng tương... của máy điện một chiều [9, 7] GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 14 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện một chiều kích từ song song 2.1.1 Stator (phần cảm) Vỏ máy Hình 2.2: Vỏ máy [11] Stator là phần tĩnh của máy bao gồm:  Vỏ máy: Thường làm bằng thép đúc, vừa là mạch từ, vừa là vỏ máy, mặt trong có gắn các cực từ chính và cực từ phụ  Cực từ chính: Là nguồn sinh ra từ thông, dòng kích. .. Đối với động cơ điện thì đó là công suất cơ đưa ra ở đầu trục [11] 2.3 PHÂN LOẠI MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU THEO CÁC PHƯƠNG PHÁP KÍCH TỪ 2.3.1 Máy điện một chiều kích từ riêng Dây quấn phần cảm nối với một nguồn điện riêng Do đó ,từ trường chính của máy không phụ thuộc phụ tải, trong mạch phần cảm có biến trở để điều chỉnh dòng điện kích từ [6] Hình 2.14: Sơ đồ cấu tạo máy điện một chiều kích từ riêng [6] GVHD:...Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện một chiều kích từ song song 1.3.2 Nguyên lý làm việc của động cơ điện Nếu đặt một điện áp U từ nguồn điện bên ngoài vào một thanh dẫn trong từ trường của nam châm N - S (hình 1.8) Trong thanh dẫn sẽ có dòng điện i chạy qua theo định luật điện từ, thanh dẫn sẽ chịu tác dụng của lực điện từ: Fđt = Bli Và chuyển động với vận tốc v có chiều như hình vẽ: Hình... Một máy điện không đổi có 2p cực từ sẽ có 2p chổi than thu điện và 2p nhánh Nếu I là dòng điện cung cấp cho mạch ngoài thì dòng điện trong mỗi nhánh là [6] 2.7 TỪ TRƯỜNG CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỔI Khi máy điện một chiều không tải, từ trường trong máy chỉ do dòng điện kích từ gây ra gọi là từ trường phần cảm như hình vẽ: GVHD: ThS Lê Văn Nhạn SVTH: Phạm Hửu Lý 27 Luận văn tốt nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy. .. cảm nối song song với mạch phần ứng Dòng điện kích từ 1 - 5% dòng điện định mức của phần ứng Điện trở dây quấn phần cảm tương đối lớn [6] Điện áp U hầu như không đổi nên từ trường chính xem như không đổi và không phụ thuộc vào phụ tải.[6] Hình 2.16 : Sơ đồ cấu tạo máy điện một chiều kích từ song song [6] 2.3.4 Máy điện một chiều kích từ hỗn hợp Trên mỗi lõi cực từ phần cảm có quấn hai cuộn dây Một cuộn ... nghiệp Khảo sát đặc tuyến máy điện chiều kích từ song song Hình 3.5: Sơ đồ máy điện chiều kích từ song song [6] 3.3.1 Đặc tuyến không tải Đặc tuyến không tải máy phát điện chiều kích từ song song... máy điện chiều thành loại sau:  Máy điện chiều kích từ độc lập  Máy điện chiều kích từ song song  Máy điện chiều kích từ nối tiếp  Máy điện chiều kích từ hỗn hợp 3.1.1 Máy phát điện chiều kích. .. nghiệm Khảo sát số đặc tuyến máy phát điện chiều kích từ song song 4.1.2 Mô tả dụng cụ thí nghiệm a Máy phát điện chiều kích từ song song Hình 4.1: Máy phát điện chiều kích từ song song nhìn từ phía