Báo cáo thực hành kĩ thuật điện

THÍ NGHIỆM PLC Bài Bài Bài 3: Đảo chiều động pha không đồng II CÁC MẠCH CHUYỂN ĐỔI CÔNG SUẤT Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ 1.1 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ với Diode 1.2 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ với Thyristor 1.3 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ với tải R-L .8 Mạch chỉnh lưu cầu hai nửa chu kỳ 10 2.1 Mạch chỉnh lưu cầu hai nửa chu kỳ sử dụng Diode 10 2.2 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ sử dụng Thyristor .12 2.3 Mạch chỉnh lưu cầu hai nửa chu kỳ sử dụng tải R-L 16 2.4 Mạch chỉnh lưu cầu hai nửa chu kỳ kết hợp Thyristor Diode 19 2.5 Mạch chỉnh lưu cầu hai nửa chu kỳ kết hợp Thyristor Diode sử dụng tải R-L .23 Mạch chỉnh lưu xung 26 3.1 Mạch chỉnh lưu xung sử dụng Diode .26 3.2 Mạch chỉnh lưu xung sử dụng Thyristor .28 3.3 Mạch chỉnh lưu xung sử dụng tải R-L

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Khoa Năng Lượng – Bộ môn Kĩ thuật Điện  Báo cáo thực hành Giáo viên hướng dẫn: TS Phạm Đức Đại Sinh viên thực hiện: Lê Thanh Quý MSV: 165112 Trần Tuấn Hùng MSV: 1651122400 Ngơ Đình Nhiên MSV: 165112 Ngọc Thanh Hưng MSV: 165112 Trần Thị Thu Phương MSV: 1651122482 Lý Đình Tuấn MSV: 165112 Bùi Văn Sĩ MSV: 165112 Lê Quyết Thắng MSV: 165112 Phạm Quang Minh MSV: 165112 10 Đỗ Như Quân MSV: HÀ NỘI, tháng năm 2019 MỤC LỤC I THÍ NGHIỆM PLC Bài Bài Bài 3: Đảo chiều động pha không đồng II CÁC MẠCH CHUYỂN ĐỔI CÔNG SUẤT Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ 1.1 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ với Diode 1.2 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ với Thyristor 1.3 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ với tải R-L .8 Mạch chỉnh lưu cầu hai nửa chu kỳ 10 2.1 Mạch chỉnh lưu cầu hai nửa chu kỳ sử dụng Diode 10 2.2 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ sử dụng Thyristor .12 2.3 Mạch chỉnh lưu cầu hai nửa chu kỳ sử dụng tải R-L 16 2.4 Mạch chỉnh lưu cầu hai nửa chu kỳ kết hợp Thyristor Diode 19 2.5 Mạch chỉnh lưu cầu hai nửa chu kỳ kết hợp Thyristor Diode sử dụng tải R-L .23 Mạch chỉnh lưu xung 26 3.1 Mạch chỉnh lưu xung sử dụng Diode .26 3.2 Mạch chỉnh lưu xung sử dụng Thyristor .28 3.3 Mạch chỉnh lưu xung sử dụng tải R-L 31 III THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 34 Điều khiển truyền động điện chiều .34 Biến tần 39 2.1 Bộ cấp nguồn pha 39 2.2 So sánh tần số xung nhịp khác 40 I THÍ NGHIỆM PLC Bài 1 Bài Nhận xét - Khi Nhấn I0.0 Q0.2 Q0.0 sáng đồng thời timer khởi động, mạch hoạt động hình - Sau 5s khóa liên động Q0.1 ngắt Q0.1 sáng, mạch chuyển sang hoạt động hình tam giác - Khi nhấn I0.2 hệ thống ngắt - Khi khởi động phương pháp Star-Delta Connection dịng khởi động giảm lần, momen giảm lần so với khởi động hình tam giác - Chú ý: Do momen giảm lần nên momen khởi động nhỏ momen cản khơng khởi động hệ thống Bài 3: Đảo chiều động pha không đồng Ký Hiệu: Đầu vào I0.0 : KT Đầu Q0.0 : Động thuận (T) I0.1 : Stop I0.2 : KN I0.3 : RN II Q0.1 : Động ngịch (N) CÁC MẠCH CHUYỂN ĐỔI CÔNG SUẤT Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ 1.1 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ với Diode U 2= U1 π với U 1là biên độ nguồn xoay chiều 250 2.00 1.75 U /V 300 I/A P /W Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ sử dụng Diode 300 250 1.50 200 150 100 1.25 1.00 0.75 200 150 100 0.50 50 -50 0.25 0.00 -0.25 50 -50 -0.50 -100 -150 -200 -0.75 -1.00 -1.25 -100 -150 -200 -1.50 -250 -300 -1.75 -2.00 -250 -300 90 180 270 360 450 540 630 720 t/° U /V 300 250 200 150 100 50 -50 -100 -150 -200 -250 -300 90 180 270 360 I/A Điện áp vào 90V 450 540 630 720 t/° Điện áp 41V 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 -0.25 -0.50 -0.75 -1.00 -1.25 -1.50 -1.75 -2.00 90 180 270 360 Dòng vào 0.37A 450 Dòng 0.21 A 540 630 720 t/° P /W 300 250 200 150 100 50 -50 -100 -150 -200 -250 -300 90 180 270 360 Công suất vào 21W 450 540 Công suất 22W 1.2 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ với Thyristor U2 = U1 (1+cos α) 2π với U 1là biên độ nguồn xoay chiều Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ sử dụng Thyristor 630 720 t/° 2.00 U /V I/A Phase angle =30 1.75 300 250 1.50 200 1.25 1.00 150 0.75 100 0.50 50 0.25 0.00 -0.25 -50 -0.50 -100 -0.75 -1.00 -150 -1.25 -200 -1.50 -250 -1.75 -2.00 -300 90 180 270 360 Điện áp vào 90V Điên áp 38V 450 540 630 720 t/° 630 720 t/° Dòng điện vào 0.38A Dòng điện 0.19A 2.00 1.75 U /V I/A Phase angle =70 300 250 1.50 1.25 1.00 0.75 200 150 100 0.50 0.25 0.00 -0.25 50 -50 -0.50 -0.75 -1.00 -1.25 -100 -150 -200 -1.50 -1.75 -2.00 -250 -300 90 180 270 360 Điện áp vào 90V Điện áp 28V 450 540 Dòng điện vào 0.32A Dòng điện 0.13A 2.00 U /V I/A Phase angle =130 1.75 300 250 1.50 1.25 1.00 0.75 200 150 100 0.50 0.25 0.00 -0.25 50 -50 -0.50 -0.75 -1.00 -1.25 -100 -150 -200 -1.50 -1.75 -2.00 -250 -300 90 180 270 Điện áp vào 91V Điện áp 7V 360 450 540 Dòng điện vào 0.14A Dòng điện 0.02A Nhận xét - Với Phase angle lớn dịng điện, điện áp đầu giảm 1.3 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ với tải R-L U2 = U cos ∝+ cos θ ( ) 2π −1 Trong θ = tan ( Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ sử dụng tải R-L ωL ) R 630 720 t/° I/A 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 -0.25 -0.50 -0.75 -1.00 -1.25 -1.50 -1.75 -2.00 90 180 Dòng điện : 0.79A 270 360 450 Dòng điện vào : 0.96A 540 630 720 t/° 630 720 t/° 630 720 t/° IL1 : IL2 : IL3 : U /V Phase Angle: 90 300 250 200 150 100 50 -50 I/A -100 -150 2.00 1.75 -200 1.50 -250 1.25 -300 1.00 90 180 270 360 450 540 0.75 Điện áp vào : 92V 0.50 0.25 0.00 UL1N : UL2N : UL3N : Điện áp : 27V -0.25 3√2 V dα -0.50 = V ¿ cos α =1.35V ¿ cos α =V cos α (6−40) π -0.75 -1.00 -1.25 29 -1.50 -1.75 -2.00 90 180 270 360 450 540 Dòng điện : 0.15A Dòng điện vào : 0.2A IL1 : IL2 : IL3 : U /V Phase Angle : 110 300 250 200 150 100 50 I/A -50 -100 2.00 1.75 -150 1.50 -200 1.25 -250 1.00 -300 0.75 90 180 270 360 450 540 630 720 t/° 630 720 t/° 0.50 0.25 Điện áp vào : 92V 0.00 -0.25 UL1N : UL2N : UL3N : Điện áp : 2V 3√2 V dα -0.50 = V ¿ cos α =1.35V ¿ cos α =V cos α (6−40) π -0.75 -1.00 -1.25 30 -1.50 -1.75 -2.00 90 180 270 360 450 540 Dòng điện : 0.01A Dòng điện vào : 0.06A IL1 : IL2 : IL3 : 3.3 Mạch chỉnh lưu xung sử dụng tải R-L U /V Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu xung sử dụng tải R-L 300 250 200 150 100 50 -50 -100 Phase Angle : 30 -150 -200 31 -250 -300 90 180 270 360 450 540 630 720 t/° I/A Điện áp vào : 89V UL1N : UL2N : UL3N : Điện áp : 184V 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 U /V -0.25 -0.50 300 -0.75 250 -1.00 -1.25 200 -1.50 150 -1.75 100 -2.00 90 180 270 360 450 540 630 720 t/° 630 720 t/° 50 Dòng điện : 0.94A Dòng điện vào : 0.77A -50 IL1 : IL2 : IL3 : Phase Angle : 100 -100 -150 -200 32 -250 -300 90 180 270 360 450 540 I/A Điện áp vào : 93V UL1N : UL2N : UL3N : Điện áp : 10V 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 -0.25 -0.50 -0.75 -1.00 -1.25 -1.50 -1.75 -2.00 90 Dòng điện : 0.04A 180 270 360 450 Dòng điện vào : 0.09A 33 540 IL1 : IL2 : IL3 : 630 720 t/° III THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Điều khiển truyền động điện chiều Thiết kế điều khiển vòng điều khiển Rated armature voltage 220 Rated current (Shunt-wound/compound wound/series wound winding) V 1 / 1.2 / 1.2 A Rated speed 2000 / 1800 / 20000 rpm Rated power 0.2 kW Rated exciter field voltage 220 V Maximum exciter field current 0.1 A Armature resistance 18 Ω Armature inductance 280 mH 34 Circuit diagram:   TT Góc 30 60 90 Điện áp 185 109 19 Tốc độ 1940 1129 180 2.00 1.75 U /V I/A Phase Angle : 30 300 250 1.50 1.25 1.00 0.75 200 150 100 0.50 0.25 0.00 -0.25 50 -50 -0.50 -0.75 -1.00 -1.25 -100 -150 -200 -1.50 -1.75 -2.00 -250 -300 90 180 270 Phase Angle : 60 35 360 450 540 630 720 t/° U /V I/A 2.00 1.75 300 250 1.50 200 1.25 1.00 150 0.75 100 0.50 50 0.25 0.00 -0.25 -50 -0.50 -100 -0.75 -1.00 -150 -1.25 -200 -1.50 -250 -1.75 -2.00 -300 90 180 270 360 450 540 630 720 t/° 90 180 270 360 450 540 630 720 t/° 2.00 1.75 U /V I/A Phase Angle : 90 300 250 1.50 1.25 1.00 0.75 200 150 100 0.50 0.25 0.00 -0.25 50 -50 -0.50 -0.75 -1.00 -1.25 -100 -150 -200 -1.50 -1.75 -2.00 -250 -300 Điện áp dây 1: Điện áp dây 2: Điện áp dây 3: Nhận xét: Nhận thấy tăng góc anpha, điện áp giảm dẫn đến tốc độ động giảm Bộ điều khiển dòng điện Bộ điều khiển tốc độ 36 Ti=16 Kp=0.287 T=68.0 Kp=2.3 Sơ đồ nối dây: Trường hợp điện áp đặt = 20% tốc độ tối đa (= 2000), điện áp đặt = 400rpm: 37 w , x, y, e/% 100 80 60 Tốc độ đặt: 40 Tốc độ thực tế: 20 Sai lệch: -20 -40 -60 -80 -100 Nhận xét: 10 t/s Khi tốc độ đặt 20% tốc độ tối đa, tốc độ thực tế 454rpm Điện áp đầu ra: 45.4V Sai lệch = đặt – thực tế w, x, y, e/% Trường hợp điện áp đặt = 50% tốc độ tối đa: 100 80 60 40 Tốc độ đặt: 20 Tốc độ thực tế: Sai lệch: -20 -40 -60 -80 -100 Nhận xét: 10 t/s Khi tốc độ đặt 50% tốc độ tối đa, tốc độ thực tế 1069rpm Điện áp đầu ra: 103V 38 Biến tần 2.1 Bộ cấp nguồn pha Sơ đồ mạch điện: ` Sơ đồ nối dây: 39 3.5 U/V I/A 4.0 600 500 3.0 2.5 2.0 1.5 400 Chú thích : 300 DC link : 200 Uuv : 1.0 0.5 0.0 -0.5 Iu : 0.61 A 100 Sóng hài bậc Uu : Sóng hài bậc Uuv : -100 Sóng hài bậc Iu : -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 -200 Điện áp đầu vào UL1L2 = 394 V -300 Điện áp xoay chiều UUV = 411 V -400 Điện áp chiều UDC = 558 V -3.0 -3.5 -4.0 -500 -600 90 180 270 360 450 540 630 720 t/° 2.2 So sánh tần số xung nhịp khác Mục tiêu thí nghiệm: Nhận biết mối quan hệ dòng điện động tần số xung nhịp Sơ đồ mạch điện: 40 Sơ đồ nối dây: 41 4.0 U/V I/A Với Tần số xung nhịp 1000 hz 3.5 600 500 3.0 2.5 2.0 1.5 400 Chú thích : 300 DC link : 200 Uuv : 100 Iu : 0.61 A 1.0 0.5 0.0 Sóng hài bậc Uu : -0.5 Sóng hài bậc Uuv : -100 Sóng hài bậc Iu : -1.0 -200 -1.5 -2.0 Điện áp đầu vào UL1L2 = 394 V -300 -2.5 Điện áp xoay chiều UUV = 411 V -400 Điện áp chiều UDC = 558 V -3.0 -500 -3.5 -4.0 -600 90 180 270 360 450 540 630 720 t/° 4.0 3.5 U/V I/A Với Tần số xung nhịp 4000 Hz 600 500 3.0 2.5 2.0 1.5 400 Chú thích : 300 DC link : 200 Uuv : 100 Iu : 0.61 A 1.0 0.5 0.0 -0.5 Sóng hài bậc Uu : Sóng hài bậc Uuv : -100 Sóng hài bậc Iu : -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 -200 Điện áp đầu vào UL1L2 = 394 V -300 Điện áp xoay chiều UUV = 411 V -400 Điện áp chiều UDC = 558 V -3.0 -3.5 -4.0 -500 -600 90 180 270 360 450 540 42 630 720 t/° 4.0 3.5 U/V I/A Với Tần số xung nhịp 8000 Hz 600 500 3.0 2.5 2.0 1.5 Chú thích : 400 DC link : 300 Uuv : 200 Iu : 0.61 A 1.0 0.5 0.0 -0.5 100 Sóng hài bậc Uu : Sóng hài bậc Uuv : -100 Sóng hài bậc Iu : -200 Điện áp đầu vào UL1L2 = 394 V -300 Điện áp xoay chiều UUV = 411 V -400 Điện áp chiều UDC = 558 V -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 -3.0 -3.5 -4.0 -500 -600 90 180 270 360 450 540 43 630 720 t/° ... -1.50 -1.75 -2.00 -250 -300 90 180 270 Điện áp vào 91V Điện áp 7V 360 450 540 Dòng điện vào 0.14A Dòng điện 0.02A Nhận xét - Với Phase angle lớn dịng điện, điện áp đầu giảm 1.3 Mạch chỉnh lưu nửa... -1.75 -2.00 -250 -300 90 180 270 360 450 540 Điện áp vào 91V Dòng điện vào 0.26A Điện áp 28V Dòng điện 0.13A Nhận xét - Với Phase angle lớn dịng điện, điện áp đầu giảm Mạch chỉnh lưu cầu hai nửa... -1.50 -1.75 -2.00 -250 -300 Điện áp dây 1: Điện áp dây 2: Điện áp dây 3: Nhận xét: Nhận thấy tăng góc anpha, điện áp giảm dẫn đến tốc độ động giảm Bộ điều khiển dòng điện Bộ điều khiển tốc độ 36