BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT
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 Πn − 45T
Pđm =2,5 Kw; Uđm=220 V ; Iđm= 14,4 A; n đm= 1000 v/ph;
Dòng kích từ định mức Iktđm=0,72 A ; ηdm = 79% . điện trở phần ứng(kể cả điện
trở tiếp xúc của chổi than) là : rư=1,56Ω
Nội dung tính toán thí nghiệm :
1.Vẽ đặc tính cơ tự nhiên của động cơ:
Uđm=220 V =const ; Iktđm=0,72 A=const; Rf=0;
2.Vẽ đặc tính cơ biến trở ứng với hai trường hợp
a,Rf=4 Ω; Uđm=220V=const; Iktđm=0,72A =const,rư=1.56=const;
b,Rf=18Ω; Uđm=220=const; Iktđm=0,72A=const, rư=1.56=const;
3. vẽ đặc tính cơ giảm từ thông (với giả thiết mạch từ chưa bão hoà ) ứng với :
a, Ikt1=0,65; Uđm=220 V =const; Rf=0;
b, Ikt2=0,55;Uđm=220V=const; Rf=0;
4.Vẽ đặc tính cơ khí khi động cơ được hãm động năng kích từ độc lập trong 2
trượng hợp sau;
a,Rh1=4Ω; Iktđm=const.
b,Rh2=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:
ω=
U u Ru + R f
−
M ;
Kφ ( K φ ) 2
khi Rf=0 tức ta có đặc tính cơ tự nhiên. Đặc tính này đi qua 2 điểm cơ bản đó là:
(M=0,I= ωo) và ( M=Mđm , ω=ωđm )
điểm thứ nhất là điểm không tải lí tưởng :
ω0=
U dm
U −I R
220 − 14, 4.1,56
220
với Kφdm = dm dm u =
= 1,88 ⇒ ω o =
= 116, 7 (rad/s)
1000
Kφdm
1,88
ω dm
2.3,14.
60
Điểm thứ hai là điểm định mức :
-1-
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT
ω dm =
ndm 1000
P
2,5.103
=
= 104, 7 (rad/s) và Mđm = dm =
= 23, 9 (Nm )
9,55 9,55
ω dm 104, 7
II. ĐẶC TÍNH CƠ BIẾN TRỞ ỨNG VỚI 2 TRƯỜNG HỢP
a.Vẽ đặc tính cơ với Rf = 4Ω và U= Uđm= 220 =const, Iktđm=0,72 A = const:
Đặc tính sẽ đi qua hai điểm .
• Điểm đầu là ω = ω 0 = 116,7 khi M=0 ;
• Điểm thứ hai là: tì m ω ntdm1 ứng với M=Mđm=23,9
Từ phương trình
ω nidm1 = ω dm
U dm − I dm ( Ru + R f )
U dm − I dm Ru
= 104,7
220 − 14,4(1,56 + 4)
= 74,17
220 − 14,4.1,56
ω ntdm1 =74,17 với M=Mđm;
b.Vẽ đặc tính cơ với Rf = 18Ω và U= Uđm= 220 =const, Iktđm=0,72 A = const:
ω = ω 0 khi M=0 ; Tương tự trên ta có
ω ntdm 2 = ω dm .
U dm − I dm ( Ru + R f )
U dm − I dm .Ru
= 104, 7
220 − 14, 4(1,56 + 18)
= −32, 68 khi M=Mdm ;
220 − 14, 4.1,56
Vậy đặc tính cơ biến trở là đường đi qua
• Đường 1: ( ω = ω 0 , M=0) và ( ω = 74,17 , M=23,9)
• Đường 2: ( ω = ω 0 , M=0) và ( ω = −32, 68 , M=23,9;
III.VẼ ĐẶC TÍNH CƠ GIẢM TỪ THÔNG
a.Vẽ đặc tính cơ giảm từ thông với Ikt= 0,65A, Rf=0, U=Uđm ;
Vì mạch từ chưa bão hoà nên ta có :
φ
0,72
U
220
x1 = dm =
= 1,108 và I nm = dm =
= 141, 03 (A)
φ1 0,65
Ru 1,56
M
Kφ dm I nm 1,88.141,03
M nm1 = nmdm =
=
= 239,3 (Nm), và
x1
ω 01 =
x1
1,108
U dm
= x.ω 0 = 1,108.116, 7 = 129,3 ;
Kφ1
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 Ikt= 0,55A, Rf=0, U=Uđm ;
Tương tự như trên ta có :
φ
I
0, 72
= 1,309 , và
x2 = dm = ktdm =
φ2
I kt 2 0,55
Kφdm
1,88.141, 03
= 202,5 và ω 02 = x 2 .ω 0 = 1,309.116,7 = 152,8 (rad/s)
M nm 2 =
I nm =
x2
1,309
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.
-2-
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT
a.Vẽ đặc tính cơ với Rh1 =4Ω, Iktđm = const;
Khi động cơ đang làm việc ở chế độ định mức ta thực hiện hãm ω hd = ω dm
Ta có
Mhđ1= Kφ .I hd = Kφ
− Kφω hd −( Kφdm ) 2 ω hd
1,882.104, 7
=
=−
= −67, 03 (Nm)
1,56 + 4
Ru + Rh1
Ru + Rh1
Đường đặc tính đi qua 2 điểm:
(M= - 67,03 ; ω = 104, 07) và (M=0;ω=0);
b.Vẽ đặc tính cơ với Rh1 =8Ω, Iktđm = const;
( Kφdm ) 2 ω hd
1,882.104, 7
=−
= −38,98 (Nm)
Tương tự ta có:Mhd2= −
Ru + Rh
1,56 + 8
Đường đặc tính qua 2 điểm:
(M= - 38,98 ; ω = 104, 07) và (M=0; ω = 0)
Ta sẽ thể hiện các đường đặc tính đó trên cùng một đồ thị sau:
ω (rad / s )
ω02
3b
ω01
1
ωđm
4b
4a
ωntđm
3a
2a
2b
Mh1
Mđm
0
Mh2
ω ntdm 2
-3-
Mnm2
Mnm1 M(Nm)
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT
1: Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ
2a, 2b: Đặc tính cơ biến trở ứng với 2 trường hợp
Rf 1= 4Ω, Rf 2=18Ω ;
3a,3b : Đặc tính cơ giảm từ thông khi Ikt1=0,65A, Ikt2=0,55A;
4a,4b : Đặc tính cơ khi động cơ được hãm động năng kích từ độc lập trong 2
trường hợp
Rh1= 4Ω, Rh2= 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:
Pđm=1,7 Kw, Uđm=220/380 V ( Δ ϒ ) , Iđm =7,45/4,3A;
nđm= 1430v/ph, E2đm=192, I2đm=8A;
r1=3,16Ω, r2=2,14 Ω , x1=4,03Ω, x2=6,7Ω, x0=103Ω.
2. Các điện trở biến trở:
Các biến trở R2 , R4 có các thông số như đã cho ở bài 1.
Rf có trị số : 3 × 2,5Ω ,
Rhc có trị số : 250Ω, Iđm=2,4A mã hiệu PΠC
3. Các số liệu của máy phát phụ tải F1:
Pđm=2,5Kw; Uđm=115V; Iđm=22,6; nđm=1450 v/ph; Iktđm=1,9A;
Hiệu suất định mức ηđm=78,5%;
Trong thí nghiệm stato động cơ đấu sao nên Uđm=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 Uđm=380=const, điện trở trong
mạch rôto Rf=0;
380
với Uđm=380V và động cơ mắc kiểu Δ ϒ nên Ufđm=
=220V;
3
Iđm=Ifđm=4,3A. ω dm =
ndm 1430
=
= 149, 74(rad / s ) , a=r1/r2=3,16/2,14=1,477;
9,55 9,55
-4-
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT
2π f
= 157(rad / s ); xnm = x1 + x '2 = 10, 73Ω ,
p
n1 = 1500 v ph ; ω1 =
r '2
sth =
2
r1 + xnm
2
2,14
=
3,162 + 10, 732
= 0,1913;
2
M th =
M=
3.U f 1
2.ω1 (r1 + r1 + xnm )
2
2
=
3.2202
2.157(3,16 + 3,162 + 10, 732 )
= 32, 23( Nm)
2.M th (1 + a.sth )
2.32, 23(1 + 1, 477.0,1913)
82, 7
=
=
s sth
0,1913
s
0,1913
s
+ + 2a.sth
+
+ 2.1, 477.0,1913
+
+ 0,565
s
0.1913
s
0,1913
sth s
Từ biểu thức trên ta có bảng giá trị sau:
n(v/p)
1500
1400
1300
1213
S
0
0,0667 0,133
0,1913
M(Nm) 0
21,86
30,62
32,23
1100
0,266
31,02
900
0,4
26,3
500
0,667
19,02
0
1
13,82
2.Vẽ đặc tính cơ biển trở với Uđm=380V=const , trong hai trường hợp
a.Rf1=0,9Ω
'
2
⎯⎯
→ R f 1 = ke .R f 1 ; ke = 0,955.
U dm
220 3
'
= 0,955.
= 1,88; R f 1 = 1,882.0,9 = 3,18Ω
E2 dm
192
'
a1 =
'
r + Rf 1
3,16
2,14 + 3,18
r1
=
= 0, 6; sth1 = 2
=
= 0, 476;
'
'
2
2
r2 + R f 1 2,14 + 3,18
3,162 + 10, 732
r1 + xnm
nth1 = 786(v / ph); M th = 32, 23( Nm); M =
Từ biểu thức này ta lập bảng:
n(v/ph) 1500
1400
S
0
0,066
M(Nm) 0
10,55
b.Rf2=2,5
2M th (1 + a1sth1 )
82,87
=
s sth1
s
0, 476
+
+ 0,5712
+
+ 2a1sth1
sth1 s
s
0, 476
1000
0,333
30,6
786
0,476
32,23
'
a2 =
400
0,733
29,62
0
1
26,32
-100
1,067
25,43
'
r + Rf 2
3,16
2,14 + 8,84
r1
=
= 0, 29; sth 2 = 2
=
= 0,98;
'
'
2
2
r2 + R f 2 2,14 + 8,84
3,162 + 10, 732
r1 + xnm
nth 2 = 30(v / ph); M =
ta có bảng giá trị:
n(v/ph) 1500
S
0
M(Nm) 0
2M th (1 + a2 sth 2 )
82,87
=
s
sth 2
s
0,98
+
+ 0,5684
+
+ 2a2 sth 2
sth 2
s
s
0,98
1200
0,2
14,8
600
0,6
29,9
300
0,8
31,7
100
0,93
32,01
30
0,98
32,12
0
1
32,2
3.Vẽ đặc tính cơ khi động cơ được hãm động năng ứng với ba trường hợp
-5-
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT
a.Rf1=2,2Ω;Imc=3A; R f 1' = ke 2 .R f 1 =1.882.2,2=7,78 Ω ; I1 =
R2’=r2’+Rf1’=2,14+7,78=9,93 Ω
2
2
.3 = 2, 45 A
3
2
3I1 .x0
R 2'
9,92
=
= 0, 09; M th =
= 5,55( Nm) ;
'
'
x0 + x2 103 + 6, 7
2ω1 ( x0 + x2 )
2M
11,1
ω n
n
*
;
M = * th * = *
;ω =
= =
ω1 n1 1500
0, 09
ω th
ω
ω
+ *
+
0,09
ω
ω th* ω *
ωth* =
ta có bảng gia trị sau:
n(v/p)
1500
*
1
ω
M(Nm) 0,99
1200
0,8
1,23
900
0,6
1,628
600
0,4
2,38
300
0,2
4,15
135
0,09
5,55
60
0,04
4,12
0
0
0
b.Rf2=2,5Ω dòng điện một chiều khi hãm Imc=3A;
'
2
.3 = 2, 45 A ; R2’=r2’+Rf2’=2,14+8,84=10,98
3
2
R f 2 = ke .R f 2 = 1,882.2,5 = 8,84Ω ; I1 =
Ω;
2
2
R 2'
10,98
3I1 .x0
=
= 0,1; M th =
= 5,55( Nm) ;
'
'
x0 + x2 103 + 6, 7
2ω1 ( x0 + x2 )
2M
11,1
ω n
n
*
;
M = * th * = *
;ω =
= =
ω1 n1 1500
0,1
ω th
ω
ω
+ *
+
ω th* ω * 0,1 ω
ωth* =
ta có bảng:
n(v/p)
900
600
300
150
60
*
0,6
0,4
0,2
0,1
0,04
ω
M(Nm) 1,8
2,61
4,44
5,55
3,83
c.Rf3=2,5Ω dòng điện một chiều khi hãm Imc=4A;
30
0,02
2,13
10
0,007
0,76
0
0
0
2
.4 = 3, 26 A ; R2’=r2’+Rf2’=2,14+8,84=10,98
3
2
2
3I1 .x0
R 2'
10,98
*
=
= 0,1; M th =
= 9,82( Nm) ;
Ω ωth =
'
'
x0 + x2 103 + 6, 7
2ω1 ( x0 + x2 )
2M
19, 64
ω n
n
*
;
= =
M = * th * = *
;ω =
ω1 n1 1500
ω th
ω
0,1
ω
+ *
+
ω th* ω * 0,1 ω
'
2
R f 2 = ke .R f 2 = 1,882.2,5 = 8,84Ω ; I1 =
bảng giá trị:
n(v/p)
900
*
0,6
ω
M(Nm) 3,18
600
0,4
4,62
300
0,2
7,86
150
0,1
9,82
-6-
60
0,04
6,77
30
0,02
3,78
10
0,007
1,3
0
0
0
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT
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 Rf=0;
2a và 2b là hai đặc tính cơ biến trở tương ứng Rf=0,9 và 2,5;
3a, 3b và 3c là những đặc tính cơ khi động cơ hãm động năng tương ứng với
Rf=2,2 Ω , Rf=2,5 Ω khi I mc=3A và Rf=2,5 Ω khi I mc=4A
0
ω1
2a
1
Sđm
n
3c
Sth1
s1
2b
Sth2
3b
3a
Sth’
ωth*
M(Nm)
Mnm
Mth3
0;1
Mnm1
-7-
Mnm2
Mth
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT
-8-