Tài liệu Báo cáo thí nghiệm - Truyền động điện phần lý thuyết pptx

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT - 1 - PhầnI : CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 1 XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP I.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Bằng tính toán lý thuyết và thực nghiệm vẽ các đặc tính cơ - điện (hoặc đặc tính cơ) của động cơ một chiều kích từ độc lập ở các chế độ làm việc khác nhau. Sơ đồ thí nghiệm vẽ trên hình 12, trong đó : -Động cơ thí nghiệm ĐTN, các máy phụ tải F1, F2 có các thông số hoàn toàn như nhau. Cụ thể là : Kiểu máy điện 45nTΠ − P đm =2,5 Kw; U đm =220 V ; I đm = 14,4 A; n đm = 1000 v/ph; Dòng kích từ định mức I ktđm =0,72 A ; 79% dm η = . điện trở phần ứng(kể cả điện trở tiếp xúc của chổi than) là : r ư =1,56Ω Nội dung tính toán thí nghiệm : 1.Vẽ đặc tính cơ tự nhiên của động cơ: U đm =220 V =const ; I ktđm =0,72 A=const; R f =0; 2.Vẽ đặc tính cơ biến trở ứng với hai trường hợp a,R f =4 Ω; U đm =220V=const; I ktđm =0,72A =const,r ư =1.56=const; b,R f =18Ω; U đm =220=const; I ktđm =0,72A=const, r ư =1.56=const; 3. vẽ đặc tính cơ giảm từ thông (với giả thiết mạch từ chưa bão hoà ) ứng với : a, I kt1 =0,65; U đm =220 V =const; R f =0; b, I kt2 =0,55;U đm =220V=const; R f =0; 4.Vẽ đặc tính cơ khí khi động cơ được hãm động năng kích từ độc lập trong 2 trượng hợp sau; a,R h1 =4Ω; I ktđm =const. b,R h2 =8Ω; BÀI 1: XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP I.VẼ ĐẶC TÍNH CƠ TỰ NHIÊN CỦA ĐỘNG CƠ Từ phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập: 2 () uf u RR U M KK ω φφ + =− ; khi R f =0 tức ta có đặc tính cơ tự nhiên. Đặc tính này đi qua 2 điểm cơ bản đó là: (M=0,I= ω o ) và ( M=M đm , ω=ω đm ) điểm thứ nhất là điểm không tải lí tưởng : ω 0 = dm dm U K φ với 220 14,4.1,56 220 1,88 116,7 1000 1, 88 2.3,14. 60 dm dm u dm o dm UIR K φω ω − − == =⇒== (rad/s) Điểm thứ hai là điểm định mức : BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT - 2 - 1000 104,7 9,55 9,55 dm dm n ω === (rad/s) và M đm ω == = 3 2,5.10 23,9 104,7 dm dm P (Nm ) II. ĐẶC TÍNH CƠ BIẾN TRỞ ỨNG VỚI 2 TRƯỜNG HỢP a.Vẽ đặc tính cơ với R f = 4Ω và U= U đm = 220 =const, I ktđm =0,72 A = const: Đặc tính sẽ đi qua hai điểm . • Điểm đầu là 7,116 0 == ωω khi M=0 ; • Điểm thứ hai là: tì m 1 ntdm ω ứng với M=M đm =23,9 Từ phương trình 17,74 56,1.4,14220 )456,1(4,14220 7,104 )( 1 = − +− = − +− = udmdm fudmdm dmnidm RIU RRIU ωω 1 ntdm ω =74,17 với M=M đm ; b.Vẽ đặc tính cơ với R f = 18Ω và U= U đm = 220 =const, I ktđm =0,72 A = const: 0 ω ω = khi M=0 ; Tương tự trên ta có 2 () 220 14,4(1,56 18) . 104,7 32,68 . 220 14,4.1,56 dm dm u f ntdm dm dm dm u UIRR UIR ωω −+ −+ == =− −− khi M=M dm ; Vậy đặc tính cơ biến trở là đường đi qua • Đường 1: ( 0 ω ω = , M=0) và ( 74,17 ω = , M=23,9) • Đường 2: ( 0 ω ω = , M=0) và ( 32,68 ω = − , M=23,9; III.VẼ ĐẶC TÍNH CƠ GIẢM TỪ THÔNG a.Vẽ đặc tính cơ giảm từ thông với I kt = 0,65A, R f =0, U=U đm ; Vì mạch từ chưa bão hoà nên ta có : 108,1 65,0 72,0 1 1 === φ φ dm x và 220 141, 03 1, 56 dm nm u U I R === (A) 3,239 108,1 03,141.88,1 11 1 ==== x IK x M M nmdmnmdm nm φ (Nm), và 01 0 1 . 1,108.116, 7 129,3 dm U x K ωω φ === = ; Vậy đặc tính cơ đi qua 2 điểm A(0;129,3);B(239,3;0); b.Vẽ đặc tính cơ giảm từ thông với I kt = 0,55A, R f =0, U=U đm ; Tương tự như trên ta có : 2 22 0, 72 1,309 0,55 dm ktdm kt I x I φ φ == = = , và 2 2 1,88.141,03 202,5 1,309 dm nm nm K MI x φ == = và 8,1527,116.309,1. 0202 === ωω x (rad/s) Vậy đặc tính cơ đi qua 2 điểm A(0;152,8);B(202,5;0); IV.VẼ ĐẶC TÍNH CƠ KHI ĐỘNG CƠ ĐƯỢC HÃM ĐỘNG NĂNG KÍCH TỪ ĐỘC LẬP TRONG HAI TRƯƠNG HỢP. BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT - 3 - a.Vẽ đặc tính cơ với R h1 =4Ω, I ktđm = const; Khi động cơ đang làm việc ở chế độ định mức ta thực hiện hãm dmhd ωω = Ta có M hđ1 = 22 11 () 1,88 .104,7 . 67,03 1, 56 4 hd dm hd hd uh uh KK KI K RR RR φω φ ω φφ −− = = =− =− ++ + (Nm) Đường đặc tính đi qua 2 điểm: (M= - 67,03 ; 104,07) ω = và (M=0;ω=0); b.Vẽ đặc tính cơ với R h1 =8Ω, I ktđm = const; Tương tự ta có:M hd2 = 22 () 1,88 .104,7 38,98 1, 56 8 dm hd uh K RR φω −=−=− ++ (Nm) Đường đặc tính qua 2 điểm: (M= - 38,98 ; 104,07) ω = và (M=0; 0) ω = Ta sẽ thể hiện các đường đặc tính đó trên cùng một đồ thị sau: (/)rad s ω M(Nm) M nm1 M nm2 M đm 2ntdm ω M h2 M h1 3b 1 2a 2b 4b 4a ω 01 ω 02 ω đm ω ntđm 3a 0 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT - 4 - 1: Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ 2a, 2b: Đặc tính cơ biến trở ứng với 2 trường hợp R f 1 = 4Ω, R f 2 =18Ω ; 3a,3b : Đặc tính cơ giảm từ thông khi I kt1 =0,65A, I kt2 =0,55A; 4a,4b : Đặc tính cơ khi động cơ được hãm động năng kích từ độc lập trong 2 trường hợp R h1 = 4Ω, R h2 = 8Ω ; BÀI 2: XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔTO DÂY QUẤN. I.MỤC ĐÍCH Bằng tính toán lí thuyết và thực nghiệm vẽ các đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ rôto dây quấn ở các chế độ làm việc khác nhau: 1 .Các số liệu kĩ thuật của động cơ: P đm =1,7 Kw, U đm =220/380 V ( Δ ϒ ) , I đm =7,45/4,3A; n đm = 1430v/ph, E 2đm =192, I 2đm =8A; r 1 =3,16Ω, r 2 =2,14 Ω , x 1 =4,03Ω, x 2 =6,7Ω, x 0 =103Ω. 2. Các điện trở biến trở: Các biến trở R 2 , R 4 có các thông số như đã cho ở bài 1. R f có trị số : 3 × 2,5Ω , R hc có trị số : 250Ω, I đm =2,4A mã hiệu PΠC 3. Các số liệu của máy phát phụ tải F 1 : P đm =2,5Kw; U đm =115V; I đm =22,6; n đm =1450 v/ph; I ktđm =1,9A; Hiệu suất định mức η đm =78,5%; Trong thí nghiệm stato động cơ đấu sao nên U đm =380V roto động cơ cũng đấu sao . II.NỘI DUNG TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT : 1.Vẽ đặc tính cơ tự nhiên với điện áp dây định mức U đm =380=const, điện trở trong mạch rôto R f =0; với U đm =380V và động cơ mắc kiểu Δ ϒ nên U fđm = 380 3 =220V; I đm =I fđm =4,3A. 1430 149,74( / ) 9,55 9,55 dm dm n rad s ω == = , a=r 1 /r 2 =3,16/2,14=1,477; BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT - 5 - ' 2 11 1 2 1500 ; 157( / ); 10,73 v ph nm f nradsxxx p π ω === =+=Ω , ' 2 22 2 2 1 2 2 1 22 2 2 11 1 2,14 0,1913; 3,16 10,73 3. 3.220 32,23( ) 2.157(3,16 3,16 10,73 ) 2. ( ) th nm f th nm r s rx U M Nm rrx ω == = + + == = ++ ++ 2. (1 . ) 2.32,23(1 1, 477.0,1913) 82,7 0,1913 0,1913 2.1, 477.0,1913 0,5652. 0.1913 0,1913 th th th th th Mas M ss ss as ss ss + + == = ++ ++++ Từ biểu thức trên ta có bảng giá trị sau: n(v/p) 1500 1400 1300 1213 1100 900 500 0 S 0 0,0667 0,133 0,1913 0,266 0,4 0,667 1 M(Nm) 0 21,86 30,62 32,23 31,02 26,3 19,02 13,82 2.Vẽ đặc tính cơ biển trở với U đm =380V=const , trong hai trường hợp a.R f1 =0,9Ω '2 ' 2 11 1 2 220 3 . ; 0,955. 0,955. 1,88; 1,88 .0,9 3,18 192 dm fefe f dm U RkRk R E ⎯⎯→= = = = = =Ω '' 21 1 11 '' 22 2 2 21 1 11 1 1 11 1 3,16 2,14 3,18 0, 6; 0, 476; 2,14 3,18 3,16 10,73 2(1 ) 82,87 786( / ); 32,23( ); 0,476 0,5712 2 0,476 f th f nm th th th th th th th rR r as rR rx Mas nvphM NmM sss as sss + + == == = = + + + + + === = ++ ++ Từ biểu thức này ta lập bảng: n(v/ph) 1500 1400 1000 786 400 0 -100 S 0 0,066 0,333 0,476 0,733 1 1,067 M(Nm) 0 10,55 30,6 32,23 29,62 26,32 25,43 b.R f2 =2,5 '' 22 1 22 '' 22 2 2 22 1 22 2 2 22 2 3,16 2,14 8,84 0, 29; 0,98; 2,14 8,84 3,16 10,73 2(1 ) 82,87 30( / ); 0,98 0,5684 2 0,98 f th f nm th th th th th th rR r as rR rx Mas nvphM sss as sss + + == == = = + + + + + == = ++ ++ ta có bảng giá trị: n(v/ph) 1500 1200 600 300 100 30 0 S 0 0,2 0,6 0,8 0,93 0,98 1 M(Nm) 0 14,8 29,9 31,7 32,01 32,12 32,2 3.Vẽ đặc tính cơ khi động cơ được hãm động năng ứng với ba trường hợp BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT - 6 - a.R f1 =2,2Ω;I mc =3A; '2 11 . f ef RkR= =1.88 2 .2,2=7,78 Ω ; 1 2 .3 2, 45 3 ==IA R 2 ’ =r 2 ’ +R f1 ’ =2,14+7,78=9,93 Ω 22 * 102 '' 02 102 3. R' 9,92 0, 09; 5,55( ) 103 6,7 2( ) th th Ix M Nm xx xx ω ω == = = = + ++ ; * ** * 11 * ** 0,09 211,1 ; 1500 0, 09 th th th Mnn M n ω ω ω ωω ω ω ωω == === + + ; ta có bảng gia trị sau: n(v/p) 1500 1200 900 600 300 135 60 0 ω * 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0,09 0,04 0 M(Nm) 0,99 1,23 1,628 2,38 4,15 5,55 4,12 0 b.R f2 =2,5Ω dòng điện một chiều khi hãm I mc =3A; '2 2 22 . 1,88 .2,5 8,84 fef RkR== =Ω ; 1 2 .3 2, 45 3 ==IA ; R 2 ’ =r 2 ’ +R f2 ’ =2,14+8,84=10,98 Ω ; 22 * 10 2 '' 02 102 3.R' 10,98 0,1; 5,55( ) 103 6,7 2( ) th th Ix M Nm xx xx ω ω == == = + ++ ; * ** * 11 * ** 211,1 ; 1500 0,1 0,1 th th th Mnn M n ω ω ω ωω ω ω ωω == === + + ; ta có bảng: n(v/p) 900 600 300 150 60 30 10 0 ω * 0,6 0,4 0,2 0,1 0,04 0,02 0,007 0 M(Nm) 1,8 2,61 4,44 5,55 3,83 2,13 0,76 0 c.R f3 =2,5Ω dòng điện một chiều khi hãm I mc =4A; '2 2 22 . 1,88 .2,5 8,84 fef RkR== =Ω ; 1 2 .4 3, 26 3 ==IA ; R 2 ’ =r 2 ’ +R f2 ’ =2,14+8,84=10,98 Ω 22 * 102 '' 02 102 3. R' 10,98 0,1; 9,82( ) 103 6,7 2( ) th th Ix M Nm xx xx ω ω == == = + ++ ; * ** * 11 * ** 219,64 ; 1500 0,1 0,1 th th th Mnn M n ω ω ω ωω ω ω ωω == === + + ; bảng giá trị: n(v/p) 900 600 300 150 60 30 10 0 ω * 0,6 0,4 0,2 0,1 0,04 0,02 0,007 0 M(Nm) 3,18 4,62 7,86 9,82 6,77 3,78 1,3 0 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT - 7 - Từ các mục đã tính được ta vẽ các đường đặc tính cơ với từng trường hợp (trên cùng đồ thị) Đồ thị hình bên: Với 1: là đặc tính cơ tự nhiên ở điện áp định mức và R f =0; 2a và 2b là hai đặc tính cơ biến trở tương ứng R f =0,9 và 2,5; 3a, 3b và 3c là những đặc tính cơ khi động cơ hãm động năng tương ứng với R f =2,2 Ω , R f =2,5 Ω khi I mc=3A và R f =2,5 Ω khi I mc=4A n s 1 M(Nm) M th M nm M nm2 M nm1 0;1 M th3 S th ’ ω th * S th2 S th1 ω 1 S đm 1 2a 2b 0 3c 3b 3a BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT - 8 - . BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT - 1 - PhầnI : CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 1 XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU. ĐẶC TÍNH CƠ KHI ĐỘNG CƠ ĐƯỢC HÃM ĐỘNG NĂNG KÍCH TỪ ĐỘC LẬP TRONG HAI TRƯƠNG HỢP. BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT - 3 - a.Vẽ đặc tính