Giáo trình Máy điện 2: Phần 1

Chia sẻ: Lê Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:36

Thêm vào BST

Báo xấu

244
lượt xem 61
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Máy điện 2 được biên soạn trên cơ sở chương trình khung của nghề điện công nghiệp, viết cho đối tượng đào tạo hệ Cao đẳng nghề và Trung cấp nghề ở sơ cấp nghề có thể sử dụng được. Phần 1 giáo trình gồm các nội dung: Nội quy phòng thí nghiệm, thí nghiệm máy biến áp, thí nghiệm máy điện không đồng bộ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Máy điện 2: Phần 1

LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Máy điện 2 được biên soạn trên cơ sở chương trình khung của nghề điện CN, giáo trình giảng được viết cho đối tượng đào tạo hệ Cao đẳng nghề và trung cấp nghề ở sơ cấp nghề có thể sử dụng được Chương trình khung đào tào nghề ĐCN năm 2011 được TCDN ban hành và cho phép sử dụng. giáo trình Máy điện 2 là một trong những giáo trình chuyên môn nghề quan trọng trong chương trình đào tạo hệ Cao đẳng nghề và trung cấp nghề.Vì vậy giáo trình đã bám sát chương trình khung của nghề nhằm đạt mục tiêu đào tạo của nghề đồng thời tạo điều kiện cho người sử dụng tài liệu tốt và hiệu quả. Giáo trình Máy điện 2 được xây dựng với sự tham gia của các giáo viên trong khoa Điện- Trường CĐN Yên Bái Tập bài giảng này dùng làm tài liệu giảng dạy và học tập cho các giáo viên và sinh viên hệ cao đẳng nghề và trung cấp nghề điện CN. Đồng thời cũng là tài liệu tham khảo cho các giaó viên và học sinh ngành điện giảng dạy và học tập các hệ đào tạo ngắn hạn và dài hạn khác ở trong trường Giáo trình chính thức được áp dụng trong hệ thống đào tạo của trường cao đẳng nghề Yên Bái. 1
Bài mở đầu: NỘI QUY PHÒNG THI NGHIỆM ĐIỀU I: NỘI QUY 1. Tuân thủ mọi nội quy an toàn của phòng thí nghiệm. 2. Nắm vững lý thuyết và đọc kỹ tài liệu hướng dẫn bài thực nghiệm. 3. Làm bài chuẩn bị trước mỗi buổi thí nghiệm. Sinh viên không làm bài chuẩn bị theo đúng yêu cầu sẽ không được vào làm thí nghiệm và xem như vắng buổi thí nghiệm đó. 4. Đến phòng thí nghiệm đúng giờ quy định và giữ trật tự chung. Trễ 15 phút không được vào thí nghiệm và xem như vắng buổi thí nghiệm đó. 5. Mang theo thẻ sinh viên và gắn bảng tên trên áo. 6. Tắt điện thoại di dộng trước khi vào phòng thí nghiệm .ĐIỀU II. VÀO PHÒNG THÍ NGHIỆM SINH VIÊN PHẢI: 1. Cất cặp, túi xách vào nơi quy định, không mang đồ dùng cá nhân vào phòng thí nghiệm. 2. Không mang thức ăn, đồ uống vào phòng thí nghiệm. 3. Ngồi đúng chỗ quy định của nhóm mình, không đi lại lộn xộn. 4. Không hút thuốc lá, không khạc nhổ và vứt rác bừa bãi. 5. Không thảo luận lớn tiếng trong nhóm. 6. Không tự ý di chuyển các thiết bị thí nghiệm ĐIỀU III. KHI TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM SINH VIÊN PHẢI: 1. Nghiêm túc tuân theo sự hướng dẫn của cán bộ phụ trách. 2. Ký nhận thiết bị, dụng cụ và tài liệu kèm theo để làm bài thí nghiệm. 3. Đọc kỹ nội dung, yêu cầu của thí nghiệm trước khi thao tác. 4. Khi máy có sự cố phải báo ngay cho cán bộ phụ trách, không tự tiện sửa chữa. 5. Thận trọng, chu đáo trong mọi thao tác, có ý thức trách nhiệm giữ gìn tốt thiết bị. 6. Sinh viên làm hư hỏng máy móc, dụng cụ thí nghiệm thì phải bồi thường cho Nhà trường và sẽ bị trừ điểm thí nghiệm. 7. Sau khi hoàn thành bài thí nghiệm phải tắt máy, cắt điện và lau sạch bàn máy, sắp xếp thiết bị trở về vị trí ban đầu và bàn giao cho cán bộ phụ trách. ĐIỀU IV. 1. Mỗi sinh viên phải làm báo cáo thí nghiệm bằng chính số liệu của mình thu thập được và nộp cho cán bộ hướng dẫn đúng hạn định, chưa nộp báo cáo bài trước thì không được làm bài kế tiếp. 2
2. Sinh viên vắng quá 01 buổi thí nghiệm hoặc vắng không xin phép sẽ bị cấm thi. 3. Sinh viên chưa hoàn thành môn thí nghiệm thì phải học lại theo quy định của phòng đào tạo. 4. Sinh viên hoàn thành toàn bộ các bài thí nghiệm theo quy định sẽ được thi để nhận điểm kết thúc môn học. ĐIỀU V. 1. Các sinh viên có trách nhiệm nghiêm chỉnh chấp hành bản nội quy này. 2. Sinh viên nào vi phạm, cán bộ phụ trách thí nghiệm được quyền cảnh báo, trừ điểm thi. Trường hợp vi phạm lặp lại hoặc phạm lỗi nghiệm trọng, sinh viên sẽ bị đình chỉ làm thí nghiệm và sẽ bị đưa ra hội đồng kỷ luật nhà trường. 3
Bài 1: THÍ NGHIỆM MÁY BIẾN ÁP 1. Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên ly làm việc máy biến áp 1.1. Cấu tạo 1.1.1 Máy biến áp một pha Máy biến áp một pha đơn giản gồm có 2 phần chính: a. Lõi thép ( mạch từ ) Được ghép bằng nhiều lá thép kỹ thuật điện, bề dày mỗi lá từ (0,35-:- 0,5) mm. Giữa các lá thép được cách điện với nhau bằng sơn cách điện và được ghép lại thành một mạch từ kín. Đoạn mạch từ trên có quấn các cuộn dây gọi là trụ. Mạch từ của máy biến áp thường có hai dạng sau - Mạch từ không phân nhánh ( máy biến áp kiểu trụ ) - Mạch từ phân nhánh ( máy biến áp kiểu bọc ) b. Dây quấn ( mạch điện) Gồm 2 cuộn dây quấn quanh lõi thép. Cuộn nối với nguồn điện gọi là cuộn sơ cấp có số vòng w1, cuộn nối với phụ tải gọi là cuộn thứ cấp có số vòng w2 . Máy biến áp hạ áp có cuộn sơ cấp là cuộn cao áp dây dẫn có tiết diện nhỏ số vòng nhiều, cuộn thứ cấp là cuộn hạ áp dây dẫn có số vòng ít, tiết diện to . Với máy biến áp tăng áp thì ngược lại . Ngoài cuộn dây và lõi thép máy biến áp 1 pha còn có vỏ máy, bộ phận điều chỉnh điện áp 1.1.2. Máy biến áp ba pha Máy biến áp 3 pha lõi thép có 3 trụ, trên mỗi trụ đều quấn cuộn sơ cấp và thứ cấp mỗi pha . Ký hiệu các đầu dây ra đối với cuộn dây cao áp được ký hiệu bằng chữ in hoa A, B, C với đầu đầu, X, Y, Z với đầu cuối. Các cuộn dây điện áp thấp được ký hiệu bằng chữ in thường a, b, c với đầu đầu x, y, z với đầu cuối . Ngoài cuộn dây và lõi thép máy biến áp còn có vỏ máy, bộ phận điều chỉnh điện áp, dầu máy biến áp, van phòng nổ... 1.2. Nguyên ly làm việc Nối cuộn dây sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều có điện áp U1 . Dòng điện xoaychiều I1 đi trong cuộn dây sơ cấp sẽ sinh ra trong mạch từ một từ thông xoay chiều m . Do mạch từ khép kín nên từ thông này móc vòng qua các cuộn dây của máy biến áp. Theo định luật cảm ứng điện từ trong các cuộn dây sẽ xuất hiện các sđđ cảm ứng : 4
d d ( m sin t ) e1   w1.   w1 . - S.đ.đ cảm ứng trong cuộn sơ cấp là e1: dt dt d d ( m sin t ) e2   w2 .  w 2 . - S.đ.đ cảm ứng trong cuộn thứ cấp là e2: dt dt lấy đạo hàm ta có: - Dây quấn máy biến áp nối Y/Y thì U d1 3U p1 W1 k   Ud 2 3U p 2 W2 (2 - 4) - Dây quấn máy biến áp nối Y/  ( sơ cấp nối Y, thứ cấp nối  ) U d1 3U p1 W k   3 1 Ud2 U p2 W2 (2 - 5) - Dây quấn nối  /  thì U d 1 U p1 W1 k   U d 2 U p 2 W2 (2 - 6) * Chú ý: Cùng một máy biến áp có thể sử dụng làm máy biến áp tăng áp hay máy biến áp giảm áp, tuỳ theo ta nối nguồn điện phù hợp vào cuộn dây ít vòng hay cuộn dây nhiều vòng . 2. Thí nghiệm đặc tính không tải của máy biến áp 1 pha. 2.1 Chế độ không tải của máy biến áp M¸y biÕn ¸p lµm viÖc ë chÕ ®é kh«ng t¶i lµ m¸y biÕn ¸p ë tr¹ng th¸i cuén d©y s¬ cÊp nèi vµo nguån ®iÖn xoay chiÒu cã ®iÖn ¸p U1, cuén d©y thø cÊp ®Ó hë m¹ch, dßng ®iÖn thø cÊp I2 = 0 . Dßng ®iÖn trong cuén d©y s¬ cÊp lóc nµy gäi lµ dßng ®iÖn kh«ng t¶i I0 . Dßng ®iÖn I0 t¹o ra tõ trêng cuén s¬, phÇn lín tõ th«ng m khÐp kÝn m¹ch trong lâi thÐp qua c¶ cuén s¬ vµ cuén thø , ®ã lµ phÇn tõ th«ng c¬ b¶n. m W1 W2 U1 U 2o  t1 H×nh 4- 1 Mét phÇn rÊt nhá cña tõ trêng cuén s¬ lµ t1( tõ th«ng t¶n ) chØ khÐp kÝn m¹ch qua cuén s¬ . Tõ th«ng m vµ t1lµm sinh ra trong cuén s¬ c¸c s.®.® t¬ng 5
øng lµ E1 vµ Et1. Khi m¸y biÕn ¸p lµm viÖc kh«ng t¶i dßng I0 trong cuén s¬ chØ nhá b»ng ( 3- 10 ) % I®m . Khi m¸y biÕn ¸p vËn hµnh kh«ng t¶i, mÆc dï c«ng suÊt phÝa thø cÊp ®a ra b»ng 0 ( P2= 0 ), nhng m¸y vÉn tiªu thô c«ng suÊt ®ã lµ phÇn n¨ng lîng tæn hao trong m¹ch tõ gäi lµ tæn hao s¾t ( do hiÖn tîng tõ trÔ vµ dßng ®iÖn xo¸y ). Tæn hao trªn ®iÖn trë d©y quÊn kh«ng ®¸ng kÓ . MÆt kh¸c c«ng suÊt t¸c dông trong trêng hîp nµy rÊt nhá so víi c«ng suÊt ph¶n kh¸ng, do ®ã hÖ sè cos  rÊt thÊp . V× vËy kh«ng nªn cho m¸y biÕn ¸p vËn hµnh kh«ng t¶i hoÆc non t¶i. Phương trình và mạch điện thay thế của MBA U1=I0 . Z0 Trong đó Z0 là tổng trở không tải của MBA 2.2 Thí nghiệm không tải máy biến áp Thí nghiệm không tải là để xác định hệ số không tải k, tổn hao sắt từ trong lõi thép và các thông số của máy ở chế độ không tải Hình 1.1 Sơ đồ nối dây thí nghiệm không tải Sơ đồ nối dây thí nghiệm không tải (hình 1.1). Đặt điện áp U1 = U1đm vào dây quấn sơ cấp, thứ cấp hở mạch, các dụng cụ đo cho ta các số liệu sau: p 0 là công suất tổn hao không tải; I0 là dòng điện không tải; còn Ulđm và U 20 là điện áp sơ cấp và thứ cấp. Từ đó ta tính được: U 1dm k a) Hệ sô biến áp k: U 20 I0 i0 0 0  100 0 0  (1  10) 0 0 b) Dòng điện không tải phần trăm : I1dm 2 c) Tổn hao trong lõi thép : pFe  P0  r1I 0  P0 đ) Tổng trở không tải P0 r0  r1  rm  + Điện trở không tải: I 02 Do rm » r1 nên gần đúng lấy bằng: rm = r0 – r1 6
U1dm Z0  + Tổng trở không tải: I0 2 2 + Điện kháng không tải. x0  x1  xm  z0  r0 + Điện kháng từ hóa xm >> x1| nên lấy gần đúng bằng: xm = x0 P0 cos   e) Hệ số công suất không tải U 1dmI 0 3. Thí nghiệm chế độ ngắn mạch của máy biến áp cảm ứng 1 pha 3.1 Chế độ ngắn mạch của máy biến áp cảm ứng 1 pha Chế độ ngắn mạch máy biến áp là chế độ mà phía thứ cấp bị nối tắt, sơ cấp đặt vào một điện áp. Trong vận hành, nhiều nguyên nhân làm máy biến áp bị ngắn mạch như hai dây dẫn phía thứ cấp chập vào nhau, rơi xuống đất hoặc nối với nhau bằng tổng trở rất nhỏ. Đấy là tình trạng sự cố. Phương trình và mạch điện thay thế máy biến áp khi ngắn mạch Khi máy biến áp ngắn mạch U 2 = 0, mạch điện thay thế máy biến áp vẽ trên hình 1.5. Dòng diện sơ cấp là dòng điện ngắn mạch in Phương trình điện áp của mba ngắn mạch: . . . U 1  I n ( rn  jxn )  I n zn (1.6) 3.2 Thí nghiệm ngắn mạch. Thí nghiệm ngắn mạch là để xác định điện áp ngắn mạch phần trăm U n%, tổn hao đồng định mức Pđdm, hệ số công suất cosφ, điện trở ngắn mạch rn và điện kháng ngắn mạch xn của mạch điện thay thế mba. Sơ đồ thí nghiệm ngắn mạch vẽ trên hình 1.5. Tiến hành thí nghiệm như sau: Dây quấn thứ cấp nói ngắn mạch, dây quấn sơ cấp nối vổi nguồn qua bộ điều chỉnh điện áp. Ta diều chỉnh điện áp vào dây quấn sơ cấp bằng Un sao cho dòng điện trong các dây quấn bằng định mức. Điện áp Un gọi là điện áp ngắn mạch. Lúc dó các dụng cụ đo cho ta các số liệu sau: Un là điện áp ngắn mạch; pn là tổn hao ngắn mạch; I1dm và I2dm là dòng điện sơ cấp và thứ cấp định mức. 7
Hình 1.2 Mạch điện thay thế m.b.a khi ngắn mạch và Sơ đồ thí nghiệm ngắn mạch a) Tôn hao ngắn mạch Lúc thí nghiệm ngắn mạch, điện áp ngắn mạch U n nhỏ nên từ thông Φ nhỏ, có thể bỏ qua tổn hao sắt từ. Công suất đo được trong thí nghiệm ngắn mạch Pn chính là tổn hao trên điện trở hai đây quấn khi mba làm việc ỏ chế độ định mức. Ta có: Pn  r1I12dm  r2 I 22dm  rn I n2 (1.7) b) Tổng trở, điện trở và điện kháng ngắn mạch. Un zn  + Tổng trở ngắn mạch: I1dm (1.8) Pn rn  r1  r2,  + Điện trở ngắn mạch: I12dm (1.9) xn  z n2  rn2 + Điện kháng ngắn mạch: (1.10) , , Trong m.b.a thưòng r1  r2 và x1  x2 . Vậy điện trỏ và điện kháng tản của dây rn x r1  r2,  x1  x2,  n quấn sơ cấp: 2 và 2 Pn cos  n  c) Hệ sô công suât ngắn mạch : U1I1dm d) Điện áp ngắn mạch 8
z n I1dm Un 00  100 0 0 - Điện áp ngắn mạch phần trăm: U1dm (1.11) rn I1dm U nr 0 0  100 0 0 - Điện áp ngắn mạch tác dụng phần trăm : U1dm xn I1dm U nx 0 0  100 0 0 - Điện áp ngắn mạch phản kháng phần trăm : U1dm 4.Thí nghiệm xác định cực tính của máy biến áp cảm ứng Đấu nối tiếp cuộn dây đã biết cực tính vào cuộn dây muốn biết cực tính. Cho một điện thế AC vào cuộn 1 ( 6-12V). Đo điện thế ở mỗi cuộn và điện thế tổng ở 2 đầu nút. Nếu điện thế tổng lớn hơn điện thế của 2 cuộn thì 2 cuộn cùng cực tính, nếu nhỏ hơn hiệu điện thế của 2 cuộn thí ngược cực tính Nếu 2 cuộn dây có số vòng chênh lệch quá nhiều thì ta nên xác định cuộn nào có số vòng cao hơn để cho điện thế vào. Không nên cho điện thế AC vào cuộn có số vòng thấp 5. Chỉnh lưới điện áp thứ cấp máy biến áp cảm ứng Điều chỉnh thứ cấp để đối phó với các biến đổi chậm của điện áp. Điều chỉnh thứ cấp hiệu chỉnh lại các giá trị điện áp chỉnh định của các thiết bị điều chỉnh sơ cấp trong miền nó phụ trách và điều chỉnh các tụ bù, các kháng điện và các máy biến áp điều áp dưới tải trong miền. Quá trình này tiến hành trong vòng 3 phút Vì dòng điện qua cuộn dây sơ cấp nhỏ nên dòng điện đi qua tiếp điểm của bộ điều chỉnh điên áp cũng nhỏ do đó kích thước của bộ điều chỉnh điện áp cũng giảm đi, dễ chế tạo và giảm giá thành. Vì bộ ĐCĐA được chế tạo theo kiểu phân nấc nên có khả năng điều chỉnh điện áp đầu ra của máy biến áp gần bằng định mức Các máy biến áp 3 pha thông dụng không có yêu cầu ổn định điện áp nên thường hay dung bộ ĐCDA 3 pha kiểu đơn giản có từ 3 đến 5 đầu phân nấc, không cho phép điều chỉnh điện áp khi máy biến áp vận hành mang tải, Mỗi khi thay đổi đầu phân nấc điều chỉnh điện áp phải cắt toàn bộ điện máy biến áp . Bộ ĐCĐA có cấu tạo đặc biệt có thê điều chỉnh điện áp ngay cả khi mang tải 6. Thí nghiệm máy biến áp tự ngẫu. 6.1 Mô tả các thiết bị: - Nguồn điện 1 pha 220 VAC; Máy biến áp tự ngẫu INPUT: 220/380 V AC; OUTPUT: 0 – 220 VAC; biển đổi điện áp thứ cấp nhờ vào núm vặn của máy; Máy biến áp thường 110/ 220 VAC . Tải thay đổi được là 3 bóng đèn 220V - 60W và 5 điện trở đóng mở nhờ các công tắc và 5 tụ điện (C=12 µF); Máy đo cosφ ; Vôn kế; Am-pe kế. 6.2 Tiến hành thí nghiệm: 6.2.1 Thí nghiệm không tải: - Để công tắc nguồn ở trạng tắt (CB ỏ’ vị trí OFF). 9
- Vặn núm điều chỉnh điện áp về vị trí “0” - Nối mạch điện như hình 1.4. - Hình 1.4 : Sơ đồ nguyên lý thí nghiệm không tải - Bật công tắc nguồn (CB ờ vị trí ON) - Vặn từ từ núm điều chỉnh điện áp đồng thời theo dõi vôn kế cho đến khi U20=U2dm . Ghi các giá trị I10, U10, U20, và trị số cosφ0 vào bảng 4.1. Bảng 4.1 Sổ liệu thí nghiệm máy biển áp ở chế độ không tải. I0[A] U10[V] U20(V) P0[W] Cosφ0 * Hãy tính các thông số sau: - Tỷ số biến áp k = ............. - Dòng điện không tải phần trăm i0% = .......... - Điện trở không tải R0 = .............. - Tổng trở không tải Z0 =.............. - Điện kháng không tải X0 =.............. - Hệ số công suất không tải Cosφ = ................ - Vặn núm điều chinh điện áp về vị trí “0”. - Bậc công tắc nguồn ờ vị trí OFF 6.2.2. Thí nghiệm có tải: 6.2.2.1. Tải thuần trở R. - Kết nối mạch điện theo sơ đồ hình 1.5 - Để công tắc nguồn ở trạng thái tắt (CB ờ vị trí OFF). - Vặn núm điều chỉnh điện áp về vị trí “0” 10
Hình 1.5 : Sơ đồ nguyên lý thí nghiệm có tải. - Để các công tắc tải ở trạng thái tắt (R1, R2, R3 , R4 , R5 ở vị trí OFF) - Bật công tắc nguồn (CB ở vị trí ON) - Vặn từ từ núm điều chỉnh điện áp đồng thời theo dõi vôn kế cho đến khi U2=U 2dm - Thay đổi tải R bằng cách bật lần lượt các công tắc R1, R2, R3, R4 R5 Mỗi lần bật công tắc ghi lại các giá trị , I1, U 2, I2 cosφ và điền vào bàng 4.2. * Lưu ý trong khi thay đổi tải ta luôn giữ U1 = U1dm. - Tắt tất cả các công tắc R1, R2, R3, R4, R5 (ở vị trí OFF). - Vặn núm điều chỉnh điện áp về vị trí “0” và tắt nguồn. Bảng 4.2 Số liệu thí nghiệm máy biến áp ở chế độ có tải thuần trở R. Số điện trở 1 2 3 4 5 I1(A) U 2 (V) I2 (A) cosφ 6.2.2.2 Tải thuần dung C. - Vặn núm điều chỉnh điện áp về vị trí “0” - Để các công tắc tải ở trạng thái tắt (C1, C2, C3 , C4 , C5 ở vị trí OFF) - Bật công tắc nguồn (CB ở vị trí ON) - Vặn từ từ núm điều chỉnh điện áp đồng thời theo dõi vôn kế cho đến khi U 2=U2dm - Thay đổi tải C bằng cách bật lần lượt các công tắc C1, C2, C3, C4 C5 Mỗi lần 11
bật công tắc ghi lại các giá trị , I1, U2, I2 , cosφ và điền vào bảng 4.3. * Lưu ý trong khi thay đổi tải ta luôn giữ U1 = U1dm. - Tắt tất cả các công tắc C1, C2, C3, C4, C5 (ở vị trí OFF). - Vặn núm điều chỉnh điện áp về vị trí “0” và tắt nguồn. - Tháo tất cả mạch thí nghiệm. Bảng 4.3 Số liệu thí nghiệm máy biến áp ở chế độ có tải C. Số điện dung 1 2 3 4 5 I1(A) U2 (V) I2 (A) cosφ 7. Thí nghiệm máy biến áp ba pha 7.1. Thí nghệm không tải + Đấu nối sơ đồ thí nghiệm như hình 1.6. Hình 1.6 Sơ đồ thí ngiệm không tải - Dùng El, E2, E3 để đo điện áp dây và dòng dây trên các pha mạch sơ cấp. Còn P1, P3 để đo công suất. Trên cửa sổ đo Metering (cách mắc này là đo công suất ba pha dùng hai wát mét). Để hở mạch thứ cấp, bật nguồn điều chỉnh điện áp tăng dần từ 0 đến 1,1Uđm. Trong quá trình tăng điện áp lấy ít nhất 10 trị số về dòng điện, điện áp và công suất P1, P3 trên cửa sổ đo Metering và ghi vào máy tính. Sau đó mở bảng số liệu để để in hoặc ghi vào bảng 4. Bảng 4 12
Kết quả đo Kết quả tính ố C lầ 12 13 23 1 2 3 1 3 0 0 0 osφ0 n 0 Từ kết quả đo dược xác định điện áp, dòng điện và công suất không tải theo U12  U13  U 23 U0  như sau : Điện áp không tải : 3 I1  I 2  I 3 I0  Dòng điện không tải : 3 P0 cos 0  3U 0 I 0 Công suất không tải ; P0 = P1 + P3 và Từ kết quả trên vẽ các đường đặc tính sau trên cùng một hệ trục tọa độ : Cosφ0=f(U0) P0=f(U0) I0=f(U0) 7.2. Thí nghiệm ngắn mạch * Chú ý : đây là thí nghiệm dễ xảy ra sự cố nếu sơ suất Vì vậy cần lựu ý các trình tự tiến hành và khẩn trương. - Để thuận tiện cho việc thí nghiệm thương diện áp hạ áp đặt vào dây quấn cao áp và nối ngắn mạch dây quấn hạ áp của máy biến áp thí nghiệm. Dây nổi ngắn mạch thường dùng đủ lớn để chịu được dòng ngắn mạch. 13
Hình 1.7 Sơ đồ thí ngiệm không tải - Dùng El, E2, E3 để đo điện áp dây và dòng dây trên các pha mạch sơ cấp. Còn P 1, P3 để đo công suất. Trên cửa sổ đo Metering (cách mắc này là đo công suất ba pha dùng hai wát mét).Bật nguồn xoay núm điều chỉnh tăng dần điện áp, hết sức từ từ sao cho dòng điện trong mạch sơ cấp đạt đến 1,2Idm. Lúc dó Un (5-10)%Udm. Trong quá trình tăng lấy ít nhất 5 giá trị về dòng điện, điện áp và công suất P1, P3 trên cửa sổ do Metering, ghi vào máy tính. Sau đó mỏ bảng số liệu để in hoặc ghi vào bảng 5, Bảng 5 Kết quả đo Kết quả tính ố C lầ 12 13 23 1 2 3 1 3 0 0 0 osφ0 n 0 Từ kết quả đo dược xác định điện áp, dòng điện và công suất không tải theo 14
U12  U13  U 23 Un  như sau : Điện áp không tải : 3 I1  I 2  I 3 In  Dòng điện không tải : 3 Công suất không tải ; Pn = P1 + P3 7.3 Xác định các đại lượng và thông số mạch điện thay thế của mba từ thí nghiệm không tải và thí nghiệm ngắn mạch : Chú ý: Khi xác định các đại lượng và thông só mạch điện thay thế mba, ta sử dụng các đại lượng đo được ứng với điện áp hoặc dòng điện định mức. Un Un 00  100 0 0 + Điện áp ngắn mạch phần trăm : U dm (ứng vói dòng diên định mức) + Công suất ngắn mạch : Pn = P1 + P3 (ứng với dòng điện định mức) I0 i0 0 0  100 0 0 + Dòng điện không tải phần trăm : I dm (ứng với điện áp định mức) Các thông số: P0 U dmp r0  z0  3I 02p I0 p x0  z02  r02 rm  r0  r1 Pn U np xn rn  zn  x1  x2,  3I12dmp I1dmp xn  z n2  rn2 , r  rn  r1 2 2 xm  x0  x1 + Từ các thông số của máy biến áp đã xác định được thông qua thí nghiệm không tải và thí nghiệm ngắn mạch, vẽ sơ đồ thay thế máy biến áp (chỉ vẽ cho 1 pha). 7.4 Thí nghiệm có tải - Dùng El, E2, E3 để đo điện áp dây và dòng dây trên các pha mạch thứ cấp. 15
Còn P1, P3 để đo công suất. - Bật nguồn xoay núm điều chỉnh tăng dần điện áp đến U dm. Bậc công tắc của phụ tải, diều chỉnh phụ tải 3 pha đối xứng, mỗi lần điều chỉnh ghi lại số liệu, trong quá trình điều chỉnh luôn giữ cho điện áp sơ cấp ở giá trị Udm. Ghi các giá trị đo được: dòng điện, điện áp và công suất vào bảng 6 (8-10 giá trị). Các thông số: E1  E2  E3 U2  3 I1  I 2  I 3 I2  3 Công suất ra: P2  P1  P3  3U 2 I 2 cos2 p2 cos  2  3U 2 I 2 - Nối Module tải trở song song vối Module tải kháng thành tải R-L và sau đó với Module tải dung thành R-C. Thực hiện lại thí nghiệm với tải có tính cảm và có tính dung như như đã làm với tải trở, ghi các số liệu đo được vào bảng 6. Kết quả đo Kết quả tính ố lần 1 2 3 1 2 3 1 3 2 2 tc % Tải thuần trở R 16
Tải R- L Tải R- C - Xoay núm điều khiển điện áp về vị trí min. - Tắt nguồn - Tháo gỡ các dây nối. + Từ các số liệu đo được xác định hiệu suất của máy biến áp : S dm cos 2  00  100 0 0 Hiệu suất lý thuyết: S dm cos 2  P 0   2 Pn I2  Trong dó : I 2 dm là hệ số tải. Từ số liệu đo được tính bảng số liệu các mối quan hệ : U2,I2, S2, β,.. để vẽ đặc tính. - Vẽ đưòng đặc tính : U 2 = f(I2) và η = f(β) với các tính chất tải khác nhau trên cùng dồ thị và nhận xét. * Những chú ý khi làm thí nghiệm : 17
- Trước khi đóng cầu dao biến áp tự ngẫu phải ở vị trí “0”. - Khi thí nghiệm không tải dòng I0 là rất nhỏ chỉ từ (1-10)%I1đm nên cần chọn đồng hồ A có thang đo phù hợp. - Khi thí nghiệm ngắn mạch vì Un có giá trị nhỏ (dưới 10%U 1đm ) nên cần chọn đồng hồ Vôn kế cho phù hợp. Khi điều chỉnh biến áp tự ngẫu phải hết sức chậm và chú ý quan sát dòng ngắn mạch qua đồng hồ đo . Câu hỏi cuối bài: Câu 1: Trình bày chế độ không tải của máy biến áp Câu 2: Trình bày thí nghiệm lấy đặc tính không tải của máy biến áp 1 pha. Câu 3: Trình bày chế độ ngắn mạch của máy biến áp cảm ứng 1 pha Câu 4: Trình bày thí nghiệm lấy đặc tính ngắn mạch của máy biến áp cảm ứng 1 pha Câu 5: Trình bày thí nghiệm xác định cực tính của máy biến áp cảm ứng Câu 6: Trình bày thí nghiệm chỉnh lưới điện áp thứ cấp máy biến áp cảm ứng Câu 7: Trình bày thí nghiệm không tải máy biến áp tự ngẫu. Câu 8: Trình bày thí nghiệm có tải máy biến áp tự ngẫu. -- Tải Tải thuần thuần trở cảm dungR.LC. Câu 9: Trình bày thí nghiệm không tải của máy biến áp ba pha. Câu 10: Trình bày thí nghiệm ngắn mạch của máy biến áp ba pha và xác định các đại lượng và thông số mạch điện thay thế của mba từ thí nghiệm không tải và thí nghiệm ngắn mạch. Câu 11 : Trình bày thí nghiệm có tải của máy biến áp ba pha. - Tải thuần trở R. - Tải R - L - Tải R - C 18
Bài 2: THÍ NGHIỆMMÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 1. Tìm hiểu cấu tạo và ghi các số liệu định mức của động cơ 1.1 Cấu tạo 1.1.1.Phần tĩnh Phần tĩnh gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy. a. Lõi thép: Là phần mạch từ hình trụ tròn rỗng được ghép bằng các lá thép kỹ thuật điện và các lá thép đó được cách điện với nhau bằng sơn cách điện. Chiều dày của các lá thép từ (0,35 - 0,5) mm. Phía trong các lá thép được dập rãnh khi ghép tạo thành các rãnh theo hướng trục. Lõi thép được ép vào phía mặt trong của vỏ máy H×nh 1-3 Hình 2.1 Lõi thép b. Dây quấn Dây quấn stato làm bằng đồng có bọc cách điện (dây điện từ) và được đặt rải đều trong các rãnh của lõi thép. Động cơ điện không đồng bộ ba pha phần dây quấn có ba cuộn dây cấu tạo giống nhau ,được đặt lệch nhau 1200 trong không gian.Khi xếp đặt, dây quấn phải phân bố hết diện tích bề mặt trong của stato. Các cuộn dây được nối hình sao hay tam giác và nối vào nguồn điện xoay chiều 3 pha, các đầu dây được đưa ra hộp đấu dây ở vỏ động cơ . Các vòng dây của cuộn dây được cách điện với nhau và cách điện với lõi thép. c. Vỏ máy Dùng để bảo vệ, định vị lõi thép stato và cố định máy trên bệ.Vỏ máy gồm có thân máy và hai nắp máy. Vỏ máy làm bằng hợp kim nhôm với động cơ có công suất nhỏ, làm bằng gang xám,thép với động cơ có công suất trung bình và lớn. 1.1.2. Phần quay (rô to) Phần quay gồm có lõi thép dây quấn và trục. 19
Hình 2.2 Rô to lồng sóc a. Lõi thép được ghép bằng các lá thép KTĐ tạo thành hình trụ tròn,mặt ngoài có dập rãnh để đặt dây quấn rô to ở giữa có dập lỗ để lắp trục. b. Trục làm bằng thép tốt và gắn chặt với lõi thép rô to. Trục được đỡ trên nắp máy nhờ ổ lăn hoặc ổ trượt. c. Dây quấn: có hai loại * Dây quấn lồng sóc (dây quấn ngắn mạch) là trong các rãnh của lõi thép rô to có đặt các thanh dẫn, hai đầu nối vào hai vòng ngắn mạch tạo thành bộ dây có dạng như lồng sóc (hình vẽ ). Đối với động cơ có công suất từ 100 kw trở xuống, dây quấn lồng sóc được đúc bằng nhôm, còn các động cơ có công suất lớn hơn thì làm bằng các thanh đồng. Khi đúc vòng ngắn mạch,đúc luôn các cánh quạt để làm mát động cơ. * Dây quấn pha: gồm 3 cuộn dây có cấu tạo giống nhau, trục đặt lệch nhau 0 120 trong không gian và phân bố đều trong rãnh lõi thép rô to. Ba cuộn dây được nối hình sao 3 đầu ra được nối với 3 vành trượt làm bằng đồng lắp cố định trên trục. Nhờ 3 chổi than tiếp xúc với 3 vành trượt, dây quấn rô to được nối với bộ biến trở 3 pha đặt ở ngoài để phục vụ cho việc mở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ. động cơ KĐB rô to dây quấn có ưu điểm về mở máy và chỉnh tốc độ, song giá thành đắt và vận hành kém tin cậy hơn động cơ rô to lồng sóc. Động cơ rô to dây quấn chỉ được dùng khi loại động cơ lồng sóc không đáp ứng đượccác yêu cầu về truyền động.trong thực tế động cơ KĐB rô to lồng sóc là loại được sử dụng phổ biến nhất. 1.2. Các đại lượng định mức Còng nh tÊt c¶ c¸c lo¹i m¸y ®iÖn kh¸c, m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé cã c¸c trÞ sè ®Þnh møc ®Æc trng cho ®iÒu kiÖn kü thuËt cña m¸y. C¸c trÞ sè nµy do nhµ m¸y thiÕt kÕ, chÕ t¹o quy ®Þnh vµ ®îc ghi trªn nh·n m¸y. V× m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé chñ yÕu lµm viÖc ë chÕ ®é ®éng c¬ ®iÖn nªn trªn nh·n m¸y ghi c¸c trÞ sè cña ®éng c¬ ®iÖn khi m¸y t¶i ®Þnh møc, c¸c trÞ sè ®ã thêng bao gåm: c«ng suÊt ®Þnh møc ë ®Çu trôc P®m ( kW hay W); ®iÖn ¸p d©y ®Þnh møc U®m ( V ); dßng ®iÖn d©y ®Þnh møc I®m ( A ); tèc ®é quay ®Þnh møc ( Vßng/phót); c¸ch ®Êu d©y (Y hay ∆); hiÖu suÊt ®Þnh møc ( ®m) vµ hÖ sè c«ng suÊt ®Þnh møc ( cos®m),... Từ các số liệu trên có thể tính đợc các trị số quan trọng khác như: C«ng suÊt ®Þnh møc mµ ®éng c¬ ®iÖn tiªu thô: 20