Tài liệu hướng dẫn Thí nghiệm Máy Điện T©B THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN BÀI 4: MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU I Giới thiệu Bài thí nghiệm mô động chiều nhằm mục đích trang bị cho sinh viên khả thiết kế tiến hành thí nghiệm động chiều thông qua công cụ mô máy tính phần mềm Matlab/Simulink Sinh viên có điều kiện phân tích giải thích liệu từ kết mô Từ đó, giúp sinh viên khả áp dụng kiến thức môn máy điện để nhận diện, diễn đạt giải thích vấn động chiều Mỗi nhóm tự xây dựng mô hình mô máy tính phòng thí nghiệm Tuyệt đối không sử dụng file có sẵn tự làm nhà hay tham khảo từ nguồn khác Mỗi sinh viên nộp lại báo cáo theo mẫu 01 tuần sau thí nghiệm xong Các báo cáo giống SV nhóm không chấm điểm Đánh giá: • Điểm danh, đánh giá lớp: 25% • Báo cáo: 25% • Thi vấn đáp cuối kỳ: 50% II III Công cụ thí nghiệm • Bản in tài liệu hướng dẫn thí nghiệm, có kèm mẫu báo cáo thí nghiệm • Phần mềm Matlab/Simulink • Tài liệu động chiều (bài giảng môn Máy Điện) Nội dung thí nghiệm Nội dung: Mô phỏng, khảo sát đáp ứng vẽ đặc tuyến động chiều kích từ độc lập theo thông số cho sẵn Trình tự thí nghiệm • Mô mô hình động chiều Matlab/Simulink • Vẽ khảo sát đáp ứng theo điều kiện làm việc khác • Vẽ đặc tuyến làm việc • Nhận xét các đặc tính động chiều • Báo cáo thí nghiệm Mô hình toán động chiều kích từ độc lập ω Rư Lư Iư Ikt Rkt Ukt Φkt E = kE.Φ kt.ω ≈ k.Ikt.ω U Hình 1: Mạch tương đương động chiều kích từ độc lập Bài 4: Thí nghiệm mô động chiều Tài liệu hướng dẫn Thí nghiệm Máy Điện • T©B Mô hình tĩnh: Các đại lượng Từ thông kích từ Các phương trình Sức điện động E = kΦ ktω U−E Iu = Ru P EI M dt = dt = u = kΦ kt I u Φ kt = k kt I kt Dòng điện phần ứng Moment điện từ ω Tốc độ động n ( RPM ) ( rad / s ) ω = 2π 60 • ω= ω Ru U Ru E M co − I u = ωolt − = kΦ kt kΦ kt kΦ kt (kΦ kt ) Mô hình động: Các đại lượng Từ thông kích từ Các phương trình Biến đổi Laplace Φ kt (s ) = k kt I kt (s ) φkt = k kt i kt e = kφktω Sức điện động Dòng điện phần ứng u = e + R uiu + Lu di u dt M dt = k.Φ kt (s ).I u (s ) M (s ) − M T (s ) ω (s ) = dt J.s m dt = k.φkt i u Moment điện từ Tốc độ động m dt − m T = J E(s ) = k.Φ kt (s ).ω (s ) U (s ) − E(s ) I u (s ) = L u s + R u dω dt M T (s ) U (s ) E (s) Iu(s) Lus + R u Mđt (s) kΦ kt Js ω(s ) kΦ kt Hình 2: Mô hình động động chiều kích từ độc lập với từ thông kích từ không đổi Bài 4: Thí nghiệm mô động chiều Tài liệu hướng dẫn Thí nghiệm Máy Điện • T©B Các đặc tính làm việc • Làm việc với nguồn điện áp không đổi, từ thông thay đổi ω ωmax Pmax Φkt giảm ωolt Iu Rư VR Ikt Rkt E ωđm U Ukt Mmax Φkt ω Mđm Mđt Hình 3: Đặc tính từ thông thay đổi • Làm việc với nguồn điện áp thay đổi, từ thông không đổi ω ω ωolt ωo ωđm ωolt ωđm U giảm I, Mđt I0 Iđm Mđm Mđt Hình 4: Đặc tính điện áp thay đổi • Các chế độ làm việc Hình 5: Bốn miền làm việc Bài 4: Thí nghiệm mô động chiều Tài liệu hướng dẫn Thí nghiệm Máy Điện T©B ω II I Φ giảm ωolt ωđm U giảm Mđm Mđt III IV Hình 6: Đặc tính bốn miền làm việc ω ωolt ωo ωđm I, Mđt I0 Iđm, Mđm Ikđ, Mkđ ,I Hình 7: Moment dòng điện khởi động động chiều kích từ độc lập Xây dựng mô hình mô động chiều Matlab/Simulink Mô theo mô hình động động chiều kích từ độc lập: Hình 8: Mô hình mô động chiều kích từ độc lập Matlab/Simulink Bài 4: Thí nghiệm mô động chiều Tài liệu hướng dẫn Thí nghiệm Máy Điện T©B Hình 9: Mô hình khảo sát động chiều kích từ độc lập Matlab/Simulink Khảo sát đáp ứng động chiều kích từ độc lập a Thông số động (tạo file m Matlab) Thông số Pđm 10 1,5 100 nđm 1180 500 2650 3000 Uđm 500 230 160 500 Iưđm 17 8,5 200 Rư 3 1,4 0,15 Lư 30 12 3,3 10 J 2,XX 1, XX 0,1XX 5,XX Với XX số cuối MSSV Sinh viên tự tính thông số mô phỏng: (k.Φ ) moment thông số Đơn vị HP RPM V A Ω mH kg.m2 tải MT định mức từ b Vẽ đáp ứng tốc độ, dòng điện, moment theo thời gian (20s): động khởi động không tải, mang tải định mức thời điểm 10s, khi: • Điện áp từ thông định mức • Điện áp định mức, từ thông 50% định mức • Điện áp 50% định mức, từ thông định mức • Điện áp -50% định mức, từ thông định mức • Điện áp từ thông định mức, moment theo chiều ngược • Điện áp -50% định mức, từ thông định mức, moment theo chiều ngược c Vẽ đặc tuyến động • Đặc tính làm việc với nguồn điện áp không đổi, từ thông thay đổi • Đặc tính làm việc với nguồn điện áp thay đổi, từ thông không đổi • Giải thích so sánh với đặc tuyến lý thuyết d Nhận xét • Nhận xét điểm mạnh, điểm yếu động chiều kích từ độc lập • Nếu khuyến cáo sử dụng động chiều kích từ độc lập Bài 4: Thí nghiệm mô động chiều Tài liệu hướng dẫn Thí nghiệm Máy Điện T©B BÀI 4: MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU IV Báo cáo thí nghiệm: Mô động chiều kích từ độc lập MSSV Họ tên Nhóm Thông số động nđm Thông số Pđm Bộ thông số: …… HP RPM Tổ Ngày thí nghiệm Ghi Uđm Rư Lư J V Ω mH kg.m2 Các đáp ứng tốc độ, dòng điện, moment động chiều kích từ độc lập theo thời gian (20s), với moment tải 0s-0%, 10s-100%, khi: • Điện áp từ thông định mức Nhận xét: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 4: Thí nghiệm mô động chiều Tài liệu hướng dẫn Thí nghiệm Máy Điện • T©B Điện áp định mức, từ thông 50% định mức Nhận xét: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… • Điện áp 50% định mức, từ thông định mức Nhận xét: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 4: Thí nghiệm mô động chiều Tài liệu hướng dẫn Thí nghiệm Máy Điện • T©B Điện áp -50% định mức, từ thông định mức Nhận xét: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… • Điện áp từ thông định mức, moment theo chiều ngược Nhận xét: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 4: Thí nghiệm mô động chiều Tài liệu hướng dẫn Thí nghiệm Máy Điện • T©B Điện áp -50% định mức, từ thông định mức, moment theo chiều ngược Nhận xét: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Vẽ, giải thích nhận xét đặc tuyến động chiều kích từ độc lập ω=f(Mđt) với Mđt = [-Mđm, Mđm] • Đặc tính làm việc với nguồn điện áp không đổi, từ thông thay đổi (100%, 75%, 50%) Bài 4: Thí nghiệm mô động chiều Tài liệu hướng dẫn Thí nghiệm Máy Điện T©B Giải thích nhận xét: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… • Đặc tính làm việc với từ thông không đổi, nguồn điện áp thay đổi (100%, 75%, 50%, 25%, 0%, -25%, -50%, -75%, -100%) Giải thích nhận xét: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 4: Thí nghiệm mô động chiều 10 Tài liệu hướng dẫn Thí nghiệm Máy Điện T©B …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài học nhận qua thí nghiệm • Điểm mạnh động chiều kích từ độc lập …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… • Điểm yếu động chiều kích từ độc lập …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… • Các khuyến cáo sử dụng động chiều kích từ độc lập …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 4: Thí nghiệm mô động chiều 11