thi nghiem máy điện một chiều

.Máy điện một chiều 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 máy điện một chiều và các động cơ điện một chiều. Tổng quan về máy điện một chiều, cấu tạo nguyên lý làm việc, các thông số cơ bản của máy điện một chiều. Các thí nghiệm không tải, có tải, ngắn mạch, khởi động bằng tụ ngắt ly tâm. Các sơ đồ đều có mô phỏng kết nối sinh động dễ hiểu giúp bạn đọc khai thác hết được cách sử dụng cấu tạo cách thức hoạt động của máy điện một chiều. Chúc các bạn thành công !!

BÀI 2: THÍ NGHIỆM MÁY PHÁT ĐIỆN VA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Phần 1: Giới thiệu chung Máy điện chiều 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 máy điện chiều động điện chiều Phần 2: Nội dung thí nghiệm Mục tiêu: - Đấu dây sơ đồ - Sử dụng dụng cụ đo thành thạo - Xác định xác thơng số máy biến áp - Đảm bảo an tồn cho người thiết bị I Máy phát điện chiều 1.1 Cấu tạo máy phát điện chiều Máy phát điên chiều thiết bị tạo dòng điện chiều dựa tượng cảm ứng điện từ hay máy phát điện chiều thiết bị biến đổi thành điện Ngày nay, máy phát điện chiều dùng giao thơng vận tải, cơng nghiệp xác, hóa chất, hàn số đồ điện gia dụng để làm máy phát điện động điện máy bơm nước Máy điện chiều bao gồm stato với cực từ, rơto cổ góp với chổi than Stato gọi phần cảm gồm lõi thép thép đúc, vừa mạch từ vừa vỏ máy Gắn với stato cực từ có dây quấn kích từ Rơto máy điện chiều gọi phần ứng bao gồm lõi thép, dây quấn phần ứng, cổ góp chổi than • Lõi thép dây quấn Lõi thép hình trụ, làm thép kỹ thuật điện ghép lại với Các thép kỹ thuật điện có lỗ thơng gió rãnh để đặt dây quấn phần ứng Mỗi phần tử dây quấn phần ứng có nhiều vịng dây, hai đầu nối với hai phiến góp Các phiến góp đặt cổ góp • Cổ góp chổi than Cổ góp gổm phiến góp đồng ghép cách điện, có dạng hình trụ, gắn đầu trục rôto Các đầu dây phần tử dây quấn rơto nối với phiến góp Chổi than làm than graphit, chổi than tỳ chặt lên cổ góp nhờ lị xo 1.2 Ngun lý làm việc máy phát điện chiều Khi cho điện áp chiều U vào hai chổi than tiếp xúc với hai phiến góp 2, dây quấn phần ứng có dịng điện Hai dẫn có dòng điện nằm từ trường chịu lực tác dụng làm cho rôto quay, chiều lực xác định theo quy tắc bàn tay trái 1.3 Đo điện trở chiều cuộn dây phần ứng cuộn dây kích từ Mục tiêu: Xác định xác điện trở cuộn dây 1.3.1 Nguyên tắc: Đo điện trở cuộn dây ứng với dòng điện định mức I đm, nhiệt độ mơi trường dùng phương pháp vôn- ampe Rmt = U I đm Rmt: điện trở với nhiệt độ môi trường Xác định điện trở ứng với nhiệt độ làm việc định mức: Rđm = R00 (1 + a.t đm ) c a: hệ số nhiệt độ với đồng a = 0.004 t đm : nhiệt độ làm việc định mức phụ thuộc vào cấp cách điện máy (xem nhãn) 1.3.2 Sơ đồ nối dây Hình 2.1: Sơ đồ nối dây Ampe – vôn đo điện trở chiều cuộn dây phần ứng Hình 2.2: Sơ đồ nối dây vơn – ampe đo điện trơ chiều cuộn kích từ 1.3.3 Sơ đồ mô điện trở cuộn dây phần ứng cuộn dây kích từ Hình 2.3: Sơ đồ đo điện trở phần ứng Hình 2.4: Sơ đồ đo điện trở cuộn dây kích từ Có thể dùng sơ đồ ampe vôn vôn ampe phụ thuộc vào giá trị điện trở cần đo để giảm sai số phép đo Trong đó: R: điện trở phần kích từ r: điện trở phần ứng cực từ phụ Điều chỉnh dòng điện đến giá trị định mức lấy giá trị điện áp tương ứng hai đầu vôn mét Điện trở phần ứng nhỏ nên cấp nguồn điện áp thấp Bảng số liệu: 1.4 Thí nghiệm máy phát điện chiều 1.4.1 Mục tiêu: - Vẽ sơ đồ nguyên lý sơ đồ nối dây hệ thống động - máy phát chiều kích từ độc lập, kích từ song song kích từ hỗn hợp - Xây dựng đặc tính không tải E=f(i), E = f(n) 1.4.2 Máy phát chiều kích từ độc lập 1.4.2.1 Thí nghiệm khơng tải Điều kiện cần cho học: - Thiết bị + Động chiều, động ba pha xoay chiều + Máy phát chiều + dây nối, biến trở - Dụng cụ đo: + Ampe kế, Vôn kế Nội dung thực hiện: - Nguyên tắc: + Máy phát điện vận hành khơng tải máy hình thành điện áp hai cực chưa cấp cho phụ tải + Nghiên cứu đặc tính khơng tải nghiên cứu thay đổi sức điện động dòng kích từ thay đổi, tốc độ quay giữ khơng đổi - Sơ đồ nối dây Hình 2.4: Sơ đồ nối dây thí nghiệm máy phát chiều khơng tải Hình 2.5: Mơ hình thực tế thí nghiệm máy phát chiều khơng tải Trong đó: FT: Máy phát tốc Đ: Động sơ cấp kéo máy phát F: Máy phát chiều A: đồng hồ ampe kế MA602 để thang 5A V: đồng hồ vôn kế MX025A để thang 300V  Đăc tính khơng tải E = f(i) - Các bước thực hiện: + Quay máy phát đến tốc độ định mức cách cho động sơ cấp quay giữ khơng thay đổi + Thay đổi dịng kích từgiá trị đến giá trị lớn (= 1,5 i đm) Dịng điện kích từ định mức lý lịch máy iđm= 0.8A + Giảm dịng kích từ từ giá trị lớn giá trị 0, tương ứng với lần tăng giảm lấy giá trị sức điện động hai đầu phần ứng + Trước bắt đầu đo thực nhiều lần điều chỉnh phân áp để tăng giảm dịng, mục dích ổn định mạch từ máy + Chú ý: Khi đo không làm ngược lại (luôn tăng dịng đến cực đại sau giảm nhỏ nhất) - Bảng kết đo: + Khi tăng dòng điện i: N nđm=const= 1500vg/phút I → imax E + Khi giảm dòng điện i: N nđm=const= 1500vg/phút I imax E → - đường đặc tính khơng tải E = f(i) + tăng i: + giảm i: - Nhận xét: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………  Đặc tính khơng tải E=f(n) - Cách thực hiện: + Cấp nguồn cho cuộn kích từ điều chỉnh cho i= 0.5A + Thay đổi tốc độ quay máy phát cách thay đổi tốc độ động sơ cấp + Mỗi giá trị tốc độ lấy tương ứng giá trị sức điện động E hai cực đầu phần ứng Bảng kết đo i I = const = 0.5A n E - Đồ thị đường đặc tính khơng tải E(n) - Nhận xét: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… 1.4.2.2 Thí nghiệm có tải Điều kiện cần cho học: - Thiết bị + Động chiều, động ba pha xoay chiều + Máy phát chiều + dây nối, biến trở + Phụ tải R - Dụng cụ đo: + Ampe kế, Vơn kế  Đặc tính điều chỉnh U = f(i) Nguyên tắc: + Máy phát điện vận hành có tải máy hình thành điện áp hai cực cung cấp dòng điện cho phụ tải + Đặc tính tải nghiên cứu phụ thuộc điện áp đầu phần ứng vào dòng phụ tải tốc độ quay dịng kích từ giữ ngun không đổi - Sơ đồ nối dây I + ikt + A2 A1 + FT F Ð - 10 ukt R Rkt Hình 2.6: Sơ đồ nối dây thí nghiệm máy phát chiều có tải U = f(i) Hình 2.7: Mơ hình thực tế sơ đồ thí nghiệm máy phát chiều U = f(i) Trong đó: FT: Máy phát tốc 10 + V U - Từ công thức biến đổi ta có phương trình đặc tính điện động cơ: Nếu bỏ qua tổn thất tổn thất thép momen trục động với momen điện từ, nghĩa Mdt = Mco = M Thay Iư vào phương trình đặc tính điện động ta có phương trình đặc tính động điện chiều kích từ độc lập: Đồ thị đặc tính động điện chiều kích từ độc lập: 26 Đặc tính động điện chiều kích từ độc lập Đặc tính điện động điện chiều kích tư độc lập 2.1.2 Tiến hành thí nghiệm 2.1.2.1 Chuẩn bị thí nghiệm Bước 1: Tắt nguồn, xoay núm điều chỉnh điện áp nguồn vê vị tri MIN Bước 2: Dùng dây cuaroa nối trục máy đo momen với máy điện chiều Bước 3: Lắp nguồn điều khiển cho máy đo momen, xoay núm LOAD CONTROL vị trí MIN Bước 4: Lắp nguồn nuôi biến thiên cho phần ứng máy điện chiều Bước 5: Lắp mạch kích từ độc lập cho phần cảm máy điện chiều Đẻ hở mạch điểm A B hình vẽ 27 Động chiều kích từ độc lập nối với máy đo momen 2.1.2.1.1 Xác định điện trở phần ứng Bước 6: Bật cơng tắc nguồn vè vị trí ON, điều chỉnh điện áp phần ứng EA để dòng điện phần ứng IA đạt giá tị định mức (1,5A) (được thị đồng hồ đo E1, I1) Đọc giá trị E1 Tính giá tri điện trở phần ứng RƯ = ………………… Bước 7: Xoay núm điều chỉnh điện áp vị trí MIN tắt nguồn Nối điểm A B mạch với 2.1.2.1.2 Thí nghiệm xác định đặc tính n = f(M) IA = Udm, IE = ITdm Bước 8: Bật nguồn nuôi Trên máy đo momen, xoay núm LOAD CONTROL vị trí MIN Xoay biến trở cuộn dây kích từ FIELD RHEOSTART cho dịng điện kích từ 28 IF = ITdm = 0,3A (được thị đồng hồ đo I 2) Điều chỉnh điện áp phần ứng giá trị định mức máy điện EA = Udm = 220V Bước 9: Trên máy đo momen xoay núm LOAD CONTROL để tăng tải thêm 0.2Nm Chờ cho động chạy ổn định đọc giá trị: Độ lớn tải M, dòng điện phần ứng I A, tốc độ động n Momen tải M (Nm) Dòng phần ứng IA (A) Tốc độ n (v/p) 0.2 Bước 10: Lặp lại bước IA = Idm = 1,5A Số liệu ghi vào bảng: Momen tải M (Nm) Dòng phần ứng IA (A) Tốc độ n (v/p) 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.1.2.1.3 Thí nghiệm điều khiển tốc độ theo dịng kích từ Bước 11: Lần lượt thay giá trị dịng kich từ IF = 0,25A; IF = 0,2A Tương ứng với giá trị dịng kích từ IF, xoay núm LOAD CONTROL (trên máy đo momen) vị trí MIN làm lại thí nghiệm bước bước 10 Số liệu ghi nhận ghi vào bảng Khi dòng kich từ IF = 0,25A Momen tải M (Nm) Dòng phần ứng IA (A) 0.2 0.4 0.6 0.8 29 Tốc độ n (v/p) 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Khi dòng kich từ IF = 0,2A Momen tải M (Nm) Dòng phần ứng IA (A) Tốc độ n (v/p) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Vẽ đồ thị quan hệ momen M tốc độ n với dịng kích từ 0.3, 0.25, 0.2 vào hệ trục tọa độ Từ rút nhận xét: 30 …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 2.1.2.1.4 Thí nghiệm điều khiển tốc độ theo điện áp Bước 12: Lần lượt thay giá trị điện áp phần ứng E A = 200V, EA = 180V, EA = 150V Tương ứng với giá trị điện áp phần ứng EA, xoay núm LOAD CONTROL vị trí MIN lam lại thí nghiệm bước bước 10 Số liệu nhận ghi vào bảng đây: Khi giá trị điện áp phần ứng EA = 200V Momen tải M (Nm) Dòng phần ứng IA (A) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 31 Tốc độ n (v/p) 1.6 1.8 2.0 Khi giá trị điện áp phần ứng EA = 180V Momen tải M (Nm) Dòng phần ứng IA (A) Tốc độ n (v/p) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Khi giá trị điện áp phần ứng EA = 150V Momen tải M (Nm) Dòng phần ứng IA (A) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 32 Tốc độ n (v/p) 1.6 1.8 2.0 Vẽ đồ thị quan hệ momen M tốc độ n với điện áp EA lầ lượt 200V, 180V, 150V vào hệ tọa độ Từ rút nhận xét ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… 2.1.2.1.5 Kết thúc thí nghiệm Bước 13: Tắt nguồn, xoay núm điều chỉnh điện áp nguồn vị trí MIN Trên máy đo momen xoay núm LOAD CONTROL vị trí MIN Bước 14: Tháo mạch, kết thúc thí nghiệm 2.2 Động điện chiều kích từ song song 2.2.1 Khái quát động chiều kích từ song song Để máy thành lập điện áp, cần thiết phải có từ dư chiều từ trường dây quấn kích từ phải chiều từ dư Phương trình cân điện áp: Mạch phần ứng: U = Eư –RưIư Mạch kích từ: U=Ikt (Rkt +Rđc) Phương trình dịng điện: Iư =I+Ikt 33 Khi dòng điện tải tăng, dòng điện phần ứng tăng, hai nguyên nhân làm điện áp U giảm máy phát điện kích từ độc lập, máy kích từ song song u giảm, làm cho dịng điện kích từ giảm, từ thơng sức điện động giảm Đường đặc tính ngồi dốc so với máy kích từ độc lập Các đặc tính máy phát điện chiều kích từ song song 34 Ưu điểm động điện chiều kích từ song song cần nguồn điện chiều cho hai dây quấn phần ứng kích từ Ưu điểm tốc độ thay đổi tải động thay đổi Tuy nhiên, động kích từ song song có miền tốc độ khơng lớn tốc độ khơng thể thay đổi dễ dàng cách thay đổi điện áp phần ứng Hơn nữa, dòng điện phần ứng cần giới hạn để tránh hư hỏng cho động khởi động Cuối cùng, cuộn dây kích từ song song bị hở mạch bất ngờ dịng điện kích từ IF 0, tốc độ động tăng nhanh, động bị ổn định 2.2.2 Kết nối thiết bị chuẩn bị thí nghiệm Bước 1: Tắt nguồn, xoay núm điều chỉnh điện áp nguồn vị trí MIN Bước 2: Dùng dây cuaroa nối trục máy đo momen với máy điện chiều Bước 3: Lắp nguồn cho máy đo momen, xoay núm LOAD CONTROL vị trí MIN Bước 4: Lắp nguồn nuôi biến thiên cho máy điện chiều 35 Sơ đồ thí nghiệm động chiều kích từ song song 2.2.3 Thí nghiệm xác định đặc tính n = f(M) EA = Udm, IF = Itdm Bước 5: Bật nguồn nuôi Trên máy đo momen, xoay núm LOAD CONTROL vị trí MIN Xoay biến trở cuộn dây kích từ FIELD RHEOSTART cho dịng điện kích từ IF = Itđm = 0.3A (được thị đồng hồ đo I2) Điều chỉnh điện áp phần ứng giá trị định mức máy điện EA = Uđm = 220V Bước Trên máy đo moment xoay núm LOAD CONTROL để tăng tải thêm 0.2Nm Chờ cho động chạy ổn định; đọc giá trị: độ lớn tải M, dòng điện phần ứng IA, tốc độ động n Momen tải M (Nm) Dòng phần ứng IA (A) Tốc độ n (v/p) 0.2 Bước Lặp lại Bước IA = Iđm = 1.5A Số liệu ghi nhận ghi vào bảng đây: Momen tải M (Nm) Dòng phần ứng IA (A) 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 36 Tốc độ n (v/p) 1.8 2.0 2.2.4 Thí nghiệm điều khiển tốc độ theo dịng kích từ Bước Lần lượt thay giá trị dịng kích từ I F = 0.25A; IF = 0.2A Tương ứng với giá trị dịng kích từ IF, xoay núm LOAD CONTROL (trên máy đo moment) vị trí MIN làm lại thí nghiệm Bước Bước Số liệu ghi nhận ghi vào bảng Khi dịng kích từ IF = 0.25A Momen tải M (Nm) Dòng phần ứng IA (A) Tốc độ n (v/p) Dòng phần ứng IA (A) Tốc độ n (v/p) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Khi dịng kích từ IF = 0.2A Momen tải M (Nm) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 37 1.8 2.0 Vẽ đồ thị quan hệ moment M tốc độ n với dịng kích từ 0,3; 0,25; 0,2 vào hệ trục tọa độ Từ rút nhận xét …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 2.2.5 Thí nghiệm điều khiển tốc độ theo điện áp Bước Lần lượt thay giá trị điện áp phần ứng E A = 200V; EA = 180V; EA = 150V Tương ứng với giá trị điện áp phần ứng E A, xoay núm LOAD CONTROL (trên máy đo moment) vị trí MIN làm lại thí nghiệm Bước Bước Số liệu ghi nhận ghi vào bảng Khi điện áp phần ứng EA = 200V Momen tải M (Nm) Dòng phần ứng IA (A) 0.2 0.4 0.6 0.8 38 Tốc độ n (v/p) 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Khi điện áp phần ứng EA = 180V Momen tải M (Nm) Dòng phần ứng IA (A) Tốc độ n (v/p) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Khi điện áp phần ứng EA = 150V Momen tải M (Nm) Dòng phần ứng IA (A) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 39 Tốc độ n (v/p) 1.6 1.8 2.0 Vẽ đồ thị quan hệ moment M tốc độ n với điện áp E A 200; 180; 150 vào hệ trục tọa độ Từ rút nhận xét …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 2.2.6 Kết thúc thí nghiệm Bước 10 Tắt nguồn, xoay núm điều chỉnh điện áp nguồn vị trí MIN Trên máy đo moment xoay núm LOAD CONTROL vị trí MIN Bước 11 Tháo mạch, kết thúc thí nghiệm 40 ... chiều 1.1 Cấu tạo máy phát điện chiều Máy phát điên chiều thi? ??t bị tạo dòng điện chiều dựa tượng cảm ứng điện từ hay máy phát điện chiều thi? ??t bị biến đổi thành điện Ngày nay, máy phát điện chiều... E để bù trừ phần tăng lên sụt áp + Đường cong điều chỉnh đặc tính tải biểu diễn biến thi? ?n dịng kích từ cần thi? ??t để trì điện áp khơng đổi phụ thuộc vào dịng tải I, tốc độ giữ khơng đổi - Các... E để bù trừ phần tăng lên sụt áp + Đường cong điều chỉnh đặc tính tải biểu diễn biến thi? ?n dịng kích từ cần thi? ??t để trì điện áp khơng đổi phụ thuộc vào dịng tải I, tốc độ giữ không đổi - Các