thí nghiệm máy điện không đồng bộ

Máy điện không đồng bộ được ứng dụng phổ biến trong đời sống sinh hoạt hàng ngày. Vì vậy người thợ điện phải biết rõ về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, nắm được các hiện tượng nguyên nhân gây hư hỏng và cách sửa chữa chúng. Nội dung bài học này cung cấp cho học viên những kiến thức, kỹ năng cơ bản để sử dụng và sửa chữa động máy điện không đồng bộ. Giới thiệu chung về máy điện không đồng bộ, các thí nghiệm chế độ không tải, có tải, mở máy, ngắn mạch của máy điện không đồng bộ. Các sơ đồ mô phỏng thí nghiệm thực tế giúp bạn đọc hiểu rõ các thiết bị từ đó bạn đọc có thể hiểu hơn về động cơ không đồng bộ

BÀI 3: THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ Giới thiệu: Máy điện không đồng ứng dụng phổ biến đời sống sinh hoạt hàng ngày Vì người thợ điện phải biết rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động, nắm tượng nguyên nhân gây hư hỏng cách sửa chữa chúng Nội dung học cung cấp cho học viên kiến thức, kỹ để sử dụng sửa chữa động máy điện không đồng Mục tiêu: - Đấu dây sơ đồ - Sử dụng dụng cụ đo thành thạo - Xác định xác thơng số kỹ thuật - Đảm bảo an toàn cho người thiết bị PHẦN I MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA 1.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc 1.1.1 Cấu tạo a Phần tĩnh (stator) Hình 1.1: Stator máy điện khơng đồng Vỏ máy: để cố định lõi thép dây quấn, không dùng làm mạch dẫn từ Thường làm gang hay thép hàn lại Lõi thép: phần dẫn từ, làm thép kỹ thuật điện dày 0,35 ÷ 0,5mm ép lại Dây quấn: đặt rãnh lõi thép cách điện tốt với rãnh b Phần quay (rotor) Hình 1.2: Rotor dây quấn rotor lồng sóc máy điện khơng đồng pha - Lõi thép: dẫn từ, làm thép kỹ thuật điện, phía ngồi có xẻ rãnh - Dây quấn rotor lồng sóc: rãnh đặt vào dẫn đồng nhôm dài khỏi lõi thép nối tắt lại hai đầu hai vành ngắn mạch 1.1.2 Nguyên lý làm việc Hình 1.3: Nguyên lý làm việc động không đồng pha Khi nối dây quấn pha stato vào lưới điện có điện áp u dây quấn có dịng điện xoay chiều hình sin chạy qua: Dịng điện sinh từ trường stato có phương khơng đổi có độ lớn thay đổi hình sin theo thời gian, gọi từ trương đập mạch: 1.2 Thí nghiệm mở máy máy điện không đồng pha 1.2.1 Mở máy dung dây quấn phụ Như biết, có dây quấn nối vào lưới điện từ trường dây quấn pha từ trường đập mạch, nên động điện không đồng pha khơng thể tự mở máy s = M = Muốn động tự mở máy (khởi động) từ trường máy phải từ trường quay từ trường quay ngược phải yếu so với từ trường quay thuận ΦA , để tạo từ trường quay dùng vòng ngắn mạch dây quấn phụ phần tử mở máy Dây quấn phụ đặt lệch pha so với dây quấn góc 90 khơng gian mạch từ stator; phần tử mở máy dùng để tạo lệch pha thời gian dòng điện dây quấn dây quấn phụ điện trở, cuộn dây tụ điện, tụ điện dùng phổ biến dùng tụ động có mô men mở máy lớn, hệ số công suất cosϕ cao dịng điện mở máy tương đối nhỏ Hình 1.4: Động pha dùng dây quấn phụ a Sơ đồ kết cấu; b Đồ thị vecto lúc mở máy Khi tốc độ đạt 70 – 75% tốc độ đồng bộ, cuộn dây phụ cắt nhờ công tắc ly tâm K động tiếp tục làm việc với cuộn dây Các bước đấu nối thực hành: Chuẩn bị: STT Thiết bị Số lượng 1 1 Nguồn pha điều chỉnh Aptomat cực Công tắc IO Động pha với cuộn khởi động vng góc Mạch đấu nối: - Đấu nối thiết bị theo mạch Quay núm điều chỉnh điện áp vị trí Tiến hành cấp nguồn đóng MCB Điều chỉnh điện áp đến giá trị 110V 220V, đọc giá trị đồng hồ Bảng báo cáo thí nghiệm: Điện áp U (V) Dòng điện I (A) Tốc độ n (v/p) Tổn hao P0 (W) 110 220 Nhận xét: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 1.2.2 Mở máy dùng tụ điện Các động khơng đồng pha có cuộn dây phụ mắc nối tiếp với tụ điện gọi động tụ điện Loại động có cuộn dây phụ bố trí lệch so với cuộn dây góc 900 điện khơng gian, để tạo góc lệch thời gian ta mắc nối tiếp với cuộn dây phụ tụ điện Nếu tụ điện mắc nối tiếp với cuộn phụ chọn giá trị thích hợp góc lệch pha I C IP gần 900 Tùy theo yêu cầu momen mở máy momen lúc làm việc, ta có loại động tụ điện sau: a Mở máy dùng tụ điện thường Hình 1.5: Mở máy dùng tụ điện Khi mở máy tốc độ động đạt 75 – 85% tốc độ đông bộ, công tắc K mở động đạt đến tốc độ ỏn định Các bước đấu nối thực hành: Chuẩn bị: STT Thiết bị Số lượng 1 1 Nguồn pha điều chỉnh Aptomat cực Công tắc IO Động pha Sơ đồ đấu nối: - Đấu nối thiết bị theo mạch Quay núm điều chỉnh điện áp vị trí Tiến hành cấp nguồn đóng MCB Điều chỉnh điện áp đến giá trị 110V 220V, đọc giá trị đồng hồ Bảng báo cáo thí nghiệm: Điện áp U (V) Dịng điện I (A) Tốc độ n (v/p) Tổn hao P0 (W) 110 220 - Nhận xét: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… b Máy điện có vịng ngắn mạch cực từ Hình 1.7: Máy điện KĐB pha có vịng ngắn mạch cực từ Sơ đồ đấu nối: Người ta chẻ cực từ ra, cho vào vịng ngắn mạch Vòng ngắn mạch coi dây quấn phụ, có dịng điện cảm ứng Vịng ngắn mạch ôm lấy 1/3 cực từ Khi đặt điện áp vào cuộn dây để mở máy, dây quấn sinh từ trường đập mạch Một phần từ trường qua vòng ngắn mạch Trong vòng ngắn mạch sinh dòng điện ngắn mạch dòng điện sinh tù thông ngắn Từ thông tác dụng với để sinh từ thơng phụ qua vịng ngắn mạch Kết phần cực từ khơng có vịng ngắn mạch có tư thơng qua, cịn vịng ngắn mạch có qua Giữa chúng có góc pha định thời gian góc lệch không gian tạo nên từ trường quay máy có momen ban đầu làm momen quay 1.2.3 Mở máy dùng điện trở Hình 1.8: Mở máy điện trở Các bước đấu nối thực hành: Chuẩn bị: STT Thiết bị Nguồn pha điều chỉnh Aptomat cực Công tắc IO Động pha Sơ đồ đấu nối: Số lượng 1 1 - Đấu nối thiết bị theo mạch Quay núm điều chỉnh điện áp vị trí Tiến hành cấp nguồn đóng MCB Điều chỉnh điện áp đến giá trị 110V 220V, đọc giá trị đồng hồ Bảng báo cáo thí nghiệm: Điện áp U (V) Dòng điện I (A) Tốc độ n (v/p) Tổn hao P0 (W) 110 220 - Nhận xét: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Để làm cho Imm lệch pha so với Ilv người ta nối thêm điện trở hay điện cảm vào cuộn dây mở máy Mmm loại động tương đối nhỏ Trong thực tế cần tính tốn cho thân dây quấn phụ có điện trở tương đối lớn (dùng bối dây chập ngược) khơng cần nối thêm điện trở ngồi 10 Bước 3: Bật nguồn pha cấp điện áp cho máy điện Kiểm tra động quay ngược chiều kim đồng hồ tắt nguồn, tráo dây pha (đảo vị thứ tự pha) nhằm làm cho động quay theo chiều kim đồng hồ trình làm thí nghiệm Bước 4: Điều chỉnh điện áp đặt lên cuộn stator 220V Cho động không đông khởi động chờ cho động chạy ổn định, đọc điện áp pha U (đồng hồ E1), dòng điện I1 pha (đồng hồ I1), tốc độ không tải n, tổn thất khơng tải P0 Điện áp U (V) Dịng điện I (A) Tốc độ n (v/p) Tổn hao P0 (W) Bước 5: Khảo sát chế độ không tải điện áp từ 50%-100% giá trị định mức (220V), Mỗi lần tăng điện áp lên 20V, đọc thông số bước điện áp đặt lên cuộn stator Uđm Các số liệu đọc ghi vào bảng Điện áp U (V) Dòng điện I (A) Tốc độ n (v/p) Tổn hao P0 (W) 110 130 150 170 190 210 Bước Khảo sát chế độ không tải điện áp giá trị định mức: Mỗi lần tăng điện áp lên 20V, đọc thông số bước dòng điện cuộn stator nhỏ giá trị định mức Các số liệu đọc ghi vào Bảng Lưu ý bước phải tiến hành nhanh vòng phút Điện áp U (V) Dòng điện I (A) Tốc độ n (v/p) Tổn hao P0 (W) 230 250 Bước 7: Khảo sát chế độ không tải điện áp 0.5U dm: Lặp lại bước 4, sau lần giảm điện áp xuống 10V, đọc thông số bước động chạy với tốc độ chậm dòng cuộn stator nhỏ giá trị định mức Các số liệu đọc ghi vào bảng Lưu ý bước phải tiến hành nhanh vòng phút 15 Điện áp U (V) Dòng điện I (A) Tốc độ n (v/p) Tổn hao P0 (W) 90 80 Bước Chỉnh điện áp nguồn khơng, tắt nguồn, tháo mạch, kết thúc thí nghiệm khơng tải Bước Vẽ đồ thị đặc tính không tải động lên đồ thị Từ rút nhận xét Nhận xét: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 2.3.3 Thí nghiệm có tải Sơ đồ nối dây: 16 Hình 2.3: Sơ đồ nối dây động khơng đồng mang tải 17 Hình 2.4: Sơ đồ thí nghiệm động khơng đồng mang tải 2.3.3.1 Thí nghiệm có tải chế độ điện áp định mức Bước Kiểm tra bảo đảm núm điều chỉnh LOAD CONTROL máy đo momen vị trí MIN Kiểm tra bảo đảm chốt chặn khơng cho máy đo momen quay tháo Bật nguồn pha cấp điện áp cho máy điện Bước Điều chỉnh tăng điện áp đặt lên cuộn stator Uđm = 380V Đọc điện áp dây U (đồng hồ E1), dòng điện pha I1 (đồng hồ I1), momen (máy đo momen), công suất điện cấp cho động không đồng P1, tốc độ quay rotor n Điện áp U (V) Dịng điện I (A) Momen M (Nm) Cơng suất P1 Tốc độ n (v/p) Bước Khảo sát đặc tuyến tải (đoạn chưa tải): Mỗi lần điều chỉnh núm LOAD CONTROL cho máy đo momen tăng tải lên 0.2Nm, chờ cho máy chạy ổn định, đọc thông số Bước dòng điện pha I1 đặt lên cuộn stator giá trị định mức Các số liệu đọc ghi vào bảng Điện áp U (V) Dòng điện I (A) Momen M (Nm) 380 0.2 380 0.4 380 0.6 380 0.8 18 Công suất P1 Tốc độ n (v/p) 380 1.0 380 1.2 380 1.4 380 1.6 Bước Khảo sát đặc tuyến tải (đoạn tải): Mỗi lần điều chỉnh núm LOAD CONTROL cho máy đo moment tăng tải lên 0.2Nm, chờ cho máy chạy ổn định, đọc điện áp dây U (đồng hồ E1), dòng điện pha I1 (đồng hồ I1), momen (máy đo momen), công suất điện cấp cho động không đồng P1 Lặp lại động tác lúc tăng tải tốc độ động suy giảm Các số liệu đọc ghi vào bảng Lưu ý bước phải tiến hành nhanh vòng phút 19 Điện áp U (V) Dòng điện I (A) Momen M (Nm) 380 1.8 380 380 2.0 2.2 Công suất P1 Tốc độ n (v/p) Bước Chỉnh điện áp nguồn khơng, tắt nguồn, kết thúc thí nghiệm Lưu ý không tháo mạch, mà giữ kết nối cho thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng điện áp lên đặc tuyến tải Bước Vẽ đồ thị đặc tính mang tải động lên đồ thị Từ rút nhận xét Nhận xét: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 20 2.3.3.2 Thí nghiệm mang tải chế đô điện áp khác định mức Bước Làm lại thí nghiệm 3.3.2 thay cung cấp điện áp định mức cho động thí nghiệm cấp điện áp cho động 150V Số liệu thí nghiệm ghi vào bảng Điện áp U (V) Dòng điện I (A) Momen M (Nm) 150 0.2 150 0.4 Công suất P1 Tốc độ n (v/p) Bước Chỉnh điện áp nguồn không, tắt nguồn, kết thúc thí nghiệm mang tải Lưu ý khơng tháo mạch, mà giữ kết nối cho thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng pha vai trò dây trung tính Bước Vẽ đồ thị đặc tính mang tải động lên đồ thị Từ rút nhận xét Nhận xét: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 21 2.3.4 Thí nghiệm mở máy với máy điện rotor dây quấn Chuẩn bị thí nghiệm: - Động không đồng rotor dây quấn Nguồn AC pha Thiết bị đo công suất pha Ampe kế DC Sơ đồ dây: Hình 2.5: Sơ đồ thí nghiệm mở máy trực tiếp động KĐB pha rotor dây quấn Hình 2.7: Sơ đồ mơ thí nghiệm mở máy trực tiếp động KĐB pha rotor dây quấn Bước 1: Đấu mạch theo sơ đồ nguyên lý, nhờ GVHD tới kiểm tra trước cấp nguồn Bước 2: Chỉnh điện trở mở máy mức Chỉnh nguồn ba pha lên mức 230V (áp pha) Đóng nguồn điện Bước 3: Ghi nhận giá trị Ampe kế (ghi nhận giá trị lớn nhất) 22 Bước 4: Tắt nguồn, chỉnh điện trở mở máy qua mức 2, chờ động đứng yên lặp lại thí nghiệm Tiếp tục làm thí nghiệm cho vị trí cịn lại Vị trí Rmm (Ω) I1 (A) I2 (A) Vẽ đường đặc tuyến I1 = f(Rmm) Nhận xét: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 23 Vẽ đường đặc tuyến I2 = f(Rmm) Nhận xét: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 24 2.3.5 Thí nghiệm ngắn mạch Chuẩn bị thí nghiệm: - Động khơng đồng Nguồn AC pha Thiết bị đo công suất pha Ampe kế DC Sơ đồ nối dây: Sơ đồ mô phỏng: Thực hiện: Bước 1: Đấu mạch theo sơ đồ nguyên lý, nhờ GVHD tới kiểm tra trước cấp nguồn Bước 2: Chỉnh nguồn ba pha mức thấp Đóng nguồn điện Giữ chặt rotor động Bước 3: Tăng nguồn cấp vào động cơ, quan sát dịng điện (dịng pha), giới hạn dịng điện khơng vượt 0.6A, ghi nhận thông số theo bảng: 25 Va (V) Vb (V) Vc (V) Vn = (V) Ia (A) 0.25 Ib (A) Ic (A) In = (A) Pa (W) Pb (W) Pc (W) Pn= (W) I2n (A) Cos Vẽ đặc tuyến nhận xét 0.30 0.35 0.40 26 0.45 0.50 0.55 Xây dựng đặc tuyến Pn = f(Un) Nhận xét: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 27 Xây dựng đặc tuyến I1n = f(Un) Nhận xét: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 28 Xây dựng đặc tuyến I2n = f(Un) Nhận xét: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 29 ... (stator) giống với máy điện không đồng pha b Phần quay (rotor) Hình 2.1: Cấu tạo rotor máy điện không đồng pha Rotor máy điện không đồng bô pha gồm: Lõi thép, dây quấn trục máy Dây quấn: Rơto... mạch: 1.2 Thí nghiệm mở máy máy điện không đồng pha 1.2.1 Mở máy dung dây quấn phụ Như biết, có dây quấn nối vào lưới điện từ trường dây quấn pha từ trường đập mạch, nên động điện không đồng pha... 2.3.3.2 Thí nghiệm mang tải chế điện áp khác định mức Bước Làm lại thí nghiệm 3.3.2 thay cung cấp điện áp định mức cho động thí nghiệm cấp điện áp cho động 150V Số liệu thí nghiệm ghi vào bảng Điện