BÀI 1 : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
4. Tính thuận nghịch của máy điện một chiều
4.2. Tính thuận nghịch của máy điện một chiều (xem tài liệu của mơ hình)
4.2.1. Vận hành máy điện một chiều ở chế độ máy phát điện a. Thí nghiệm máy phát điện một chiều kích từ độc lập a. Thí nghiệm máy phát điện một chiều kích từ độc lập
Dịng điện kích từ của máy điệnđược lấy từ nguồn điện khác (nguồn độc lập), khơng liên hệ gì về điện với phần ứng của máy.
Phương trình cân bằng dịng điện là: I = Iư
Phương trình cân bằng điện áp trong mạch phần ứng là: U = I.Rư
Phương trình cân bằng điện áp trong mạch kích từ là: U = Ikt(Rkt + Rđc) Trong đó:
U là điện áp kích từ I là dịng điện kích từ Rkt là điện trở kích từ Rđclà điện trở điều chỉnh
Khi dịng điện phụ tải tăng thì dịng điện phần ứng cũng tăng theo, do đó điện áp giảm bởi hai nguyên nhân:
- Tác dụng của từ trường phần ứng làm cho từ thông giảm - Thành phần điện áp trong mạch phần ứng tăng
Sơ đồ nguyên lý mạch điện của bàn thí nghiệm
Các bước vận hành:
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ Bước 2: Kiểm tra mạch điện Bước 3: Vận hành mạch điện
Điều chỉnh VR1 = 0 và VR2 = 0, và khởi động máy phát, sau đó điều chỉnh VR1 và VR2 tăng dần và quan sát máy phát, quan sát đồng hồ A1, A2, Ue, U0
M U0 A1 A2 UE VR1 VR2
E11 E12 E21 E22
A1 A2
+
+ -_
-_
Thay đổi tải và quan sát các thơng số A1, A2, Ue, U2 .
b. Thí nghiệm máy phát điện một chiềukích từ nối nối tiếp
Dây quấn kích từ được mắc nối tiếp với dịng điện phần ứng, lúc này dịng điện kích từ bằng dịng điện tải. Do đó khi phụ tải biến đổi thì điện áp biến đổi rất nhiều.
Khi tải tăng thì dịng điện phần ứng cũng tăng, điện áp U cũng tăng, nhưng khi I = (2 – 2,5)Iđm thì mạch từ bão hịa, nên I tăng thì U lại giảm, thực tế loại này ít dùng.
Sơ đồ nguyên lý mạch điện của bàn thí nghiệm
Các bước vận hành:
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ Bước 2: Kiểm tra mạch điện Bước 3: Vận hành mạch điện
Điều chỉnh VR = 0, và khởi động máy phát, sau đó điều chỉnh VR tăng dần và quan sát máy phát, quan sát đồng hồ A, U
Thay đổi tải và quan sát các thơng số A, U.
c. Thí nghiệm máy phát điệnmột chiềukích từ nối song song
Dây quấn kích từ được mắc song song với mạch phần ứng. Phương trình cân bằng điện áp mạch phần ứng là:
U = Eư - IRư
Phương trình cân bằng điện áp mạch kích từ là: U = Eư– Ikt (Rkt + Rđc)
Phương trình cân bằng dịng điện là: I = Ikt + Iư
Khi dịng điện phụ tải tăng thì dịng điện phần ứng cũng tăng theo. Điện áp giảm do các nguyên nhân sau:
- Tác dụng của từ trường phần ứng làm cho từ thơng giảm, do đó sức điện động phần ứng cũng giảm. - Thành phần điện áp mạch phần ứng tăng. M U A VR A1 A2 + -_ V
- Dịng kích từ giảm do đó từ thơng và sức điện động phần ứng giảm.
Sơ đồ nguyên lý mạch điện của bàn thí nghiệm
Các bước vận hành:
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ Bước 2: Kiểm tra mạch điện Bước 3: Vận hành mạch điện
Điều chỉnh VR = 0, và khởi động máy phát, sau đó điều chỉnh VR tăng dần và quan sát máy phát, quan sát đồng hồ A, U
Thay đổi tải và quan sát các thông số A, U.
4.2.2. Vận hành máy điện một chiều ở chế độ động cơ điện a. Thí nghiệm mở máyđộng cơ điện một chiềukích từ đốc lập a. Thí nghiệm mở máyđộng cơ điện một chiềukích từ đốc lập
Ta biết rằng, lúc đầu đóng điện cho động cơ, tốc độ động cơ bằng 0 do đó dịng điện mở máy động cơ rất lớn, tạo ra mô men ngắn mạch rất lớn cớ thể gây ra hậu quả không tốt cho động cơ.
Mơ men mở máy q lớn có thể gây ra các xung động làm hệ truyền động bị giật, lắc, không tốt về mặt cơ học, có thể gây hư hỏng kết cấu cơ khí.
Vây để đảm bảo an toàn cho động cơ và các cơ cấu truyền động cũng như tránh ảnh hưởng xấu tới lưới điện phải hạn trế dịng điện khi mở máy khơng cho vượt quá giá trị: Imm = (1,5 – 2,5)Iđm.
Tóm lại để hạn trế dịng điện quá lớn lúc mở máy phải thêm điện trở vào mạch phần ứng. Trong quá trình động cơ tăng tốc phải loại bỏ dần các điện trở mở máy ra khỏi mạch phần ứng.
Sơ đồ nguyên lý mạch điện của bàn thí nghiệm
M U A1 A2 VR1 VR2
E11 E12 E21 E22
A1 A2
+ -_
Các bước vận hành:
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ Bước 2: Kiểm tra mạch điện Bước 3: Vận hành mạch điện
Quan sát dòng điện mở máy, U1 và U2, tốc độ quay của động cơ Điều chỉnh dần Rmm = 0, và quan sát tốc độ động cơ, A1, A2, U1, U2.
b. Thí nghiệm mở máyđộng cơ điện một chiềukích từ nối tiếp
Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp có cuộn dây kích từ được mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng, lúc này dịng điện kích từ bằng dịng điện phần ứng. Do đó cuộn dây kích từ phải có cỡ dây quấn lớn và số vịng dây quấn ít. Từ thơng động cơ phụ thuộc vào dòng điện phần ứng (nghĩa là phụ thuộc vào tải) .
Vây để đảm bảo an toàn cho động cơ và các cơ cấu truyền động cũng như tránh ảnh hưởng xấu tới lưới điện phải hạn trế dịng điện khi mở máy khơng cho vượt quá giá trị: Imm = (1,5 – 2,5)Iđm.
Tóm lại để hạn trế dịng điện quá lớn lúc mở máy phải thêm điện trở vào mạch phần ứng. Trong quá trình động cơ tăng tốc phải loại bỏ dần các điện trở mở máy ra khỏi mạch phần ứng.
Sơ đồ nguyên lý mạch điện của bàn thí nghiệm
M A2 Rmm kt + -_ V1 A1 V2
Các bước vận hành:
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ Bước 2: Kiểm tra mạch điện Bước 3: Vận hành mạch điện
Quan sát dòng điện mở máyvà điện áp U, tốc độ quay của động cơ; Điều chỉnh dần Rmm = 0, và quan sát tốc độ động cơ, A, U.