bc thí nghiệm cơ sở truyền động điện

Bộ môn : điện khí hoá xí nghiệpBáo cáo thí nghiệm cơ sở truyền động điện Bài thí nghiệm số 1: Xây dựng đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập Bài thí nghiệm số 2: Xây dự

Bộ môn : điện khí hoá xí nghiệp

Báo cáo thí nghiệm cơ sở truyền động điện

Bài thí nghiệm số 1:

Xây dựng đặc tính cơ của động cơ điện

một chiều kích từ độc lập Bài thí nghiệm số 2:

Xây dựng đặc tính cơ của đông cơ

Không đồng bộ rôto dây quấn

Họ và Tên :

Lớp :

Họ và tên ngời cùng nhóm :

Cán Bộ Hớng Dẫn Làm Thí Nghiệm: .

ngày giờ làm thí nghiệm :

Bài Thí Nghiệm Số 1

bằng thực nghiệm vẽ các đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập ở các chế độ làm việc khác nhau

Dụng cụ thí nghiệm:

 động cơ thí nghiệm (ĐTN), các phụ tải F1, F2 đều là kiểu n-45T, các thông số cũng nh nhau : Pđm=2,5 kw, Uđm=220 V, Iđm=14,4 A, nđm =100 v/ph, dòng kích

từ định mức Iktđm=0,72 A, đm=79%, R=1,56;

 các biến trở dùng trong sơ đồ thí nghiệm cho theo bảng :

II nội dung tính toán lý thuyết và thực nghiệm:

 Vẽ đặc tính cơ tự nhiên của động cơ :

Uđm=220 V=const; Iktđm=0,72 A=const; Rf=0;

Ta cần xác định hai điểm :

điểm thứ nhất: cho M=0, =o:

K.đm=

dm

u dm

dm I R U





=

55 , 9 1000

56 , 1 4 , 14

220 

=1,89; o=

dm

dm

k

U

 =1 , 89

220

=116

(rad/s)

điểm thứ hai: M=Mđm, =đm:

Mđm=K.đm.Iđm=1,89.14,4=27 (rad/s);

đm=

55

,

9

dm

n

=105 rad/s

nối hai điểm ta sẽ đợc đờng 1

 Vẽ 2 đặc tính cơ giảm từ thông ứng với :

 Ikt1=0,65 A, Uđm=220 V=const, Rf=0

Hệ số xuy giảm x=

1

kt

ktdm

I

I

= 65 , 0

72 , 0

=1,1

điểm không tải : M=0, =x.o=1,1.116=128 (rad/s);

điểm ngắn mạch : =0; M=

x

=

x

I nmdm

dm

K.

M=

u

dm dm

R x

U K

.

=

56 , 1 1 , 1

220 89 , 1

=242 (rad/s);

nối hai điểm ta sẽ đợc đờng 2

 Ikt2=0,55 A, Uđm=220 V=const, Rf=0

Hệ số xuy giảm x=

2

kt

ktdm

I

I

= 55 , 0

72 , 0

=1,3;

Ta cũng xác định hai điểm:

điểm không tải : M=0, =x.o=1,3.116=151 (rad/s);

điểm ngắn mạch : =0; M=

x

M nmdm

=

x

I nmdm

dm K.

M=

u

dm dm

R x

U K

.

=

56 , 1 3 , 1

220 89 , 1

=205 (rad/s);

STT Mạch sử dụng Mã hiệu Điện trở Iđm Ký hiệu trên sơ đồ

1 Phần ứng của ĐTN Điện trở xoay 2 x 9 20 Rf

1 Mắc song song với

1 Mạch kích từ của

nối hai điểm ta sẽ đợc đờng 3.

 Vẽ 2 đặc tính cơ biến trở ứng với hai trờng hợp :

 Rf1=4 , Uđm=220 V=const, Iktđm=0,72 A=const

điểm không tải : M=0, =o

điểm thứ hai ứng với Mđm :Mđm= Mđm=K.đm.Iđm=1,89.14,4=27 (rad/s);

=đmm

u dm dm

f u dm dm

R I U

R R I U

)







=105

56 , 1 4 , 14 220

) 4 56 , 1 ( 4 , 14 220







=74,4 (rad/s); nối hai điểm ta sẽ đợc đờng 4

 Rf2=18 , Uđm=220 V=const, Iktđm=0,72 A=const

điểm không tải : M=0, =o

điểm thứ hai ứng với Mđm :Mđm= Mđm=K.đm.Iđm=1,89.14,4=27 (rad/s);

=đmm

u dm dm

f u dm dm

R I U

R R I U

)







=105

56 , 1 4 , 14 220

) 18 56 , 1 ( 4 , 14 220







=-33 (rad/s); nối hai điểm ta sẽ đợc đờng 5

 Vẽ đặc tính cơ khi động cơ đợc hãm động năng

 Rh1=4 , Iktđm= const;

Phơng trình đặc tính cơ :

) ( dm

h u

k

R R





89 , 1

4 56

M=-1,6M (rad/s)

ta cho M=-50 suy ra =80 (rad/s)

nối điểm này với gốc toạ độ ta sẽ đợc đờng 6

 Rh2=8 , I= const;

Phơng trình đặc tính cơ :

) ( dm

h u

k

R R





89 , 1

8 56

M=-2,7M (rad/s)

ta cho M=-50 suy ra =135 (rad/s)

nối điểm này với gốc toạ độ ta sẽ đợc đờng 7

III các kết quả thí nghiệm:

Bảng 1: Uđm=220 V=const; Iktđm=0,72 A=const; Rf=0; (đờng I)

Bảng 2: Ikt1=0,65 A, Uđm=220 V=const, Rf=0 (đờng II)

Bảng 3: Ikt1=0,55 A, Uđm=220 V=const, Rf=0 (đờng III)

Bảng 4: Rf1=4 , Uđm=220 V=const, I ktđm=0,72 A=const (đờng IV)

3

Bảng 5: Rf1=18 , Uđm=220 V=const, I ktđm=0,72 A=const (đờng V)

Bảng 6: Rh1=4 , Iktđm= const; (đờng VI)

Bảng 7: Rh1=8 , Iktđm= const; (đờng VII)

M



IV nhận xét, so sánh và kết luận

Từ số liệu đo đợc ta tính ra giá trị Mđt và  bằng các công thức :

do dm

dt K I

khi đã có các giá trị này ta vẽ đợc đồ thị của số liệu thực nghiệm

So sánh với số liệu đã tính toán ta thấy :

Các đờng thực nghiệm nói chung có tốc độ thấp hơn lý thuyết, điều này có thể do sai số của phép đo và do ma sát thực tế lớn hơn lý thuyết Tuy vậy những đờng vẽ đợc cũng có những quy luật tơng ứng với lý thuyết đã học:

Với đặc tính giảm từ thông :khi dòng kích từ càng giảm thì đờng đặc tính càng xoay

đứng hơn

Với đặc tính biến trở :khi điện trở càng lớn thì đờng đặc tính càng dốc

Với đặc tính hãm động năng: khi điện trở càng lớn thì đặc tính càng dốc hơn

Bài Thí Nghiệm Số 2

I mục đích:

Từ tính toán lý thuyết và thực nghiệm vẽ các đặc tính cơ của động cơ không đồng

bộ rôto dây quấn ỏ các chế độ làm việc khác nhau:

1 số liệu kỹ thuật của động cơ:

Pđm=1,7 KW, Uđm=220/380V, Iđm=7,45/4,3A,

Nđm=1430V/phút, E2đm=192V, I2đm=8A

5

R1=3,16 , R2’=2,14 , X1=4,03 , X2’=6,7 , X=103 .

2 các điện trở biến trở:

R2,R4 (nh ở bài 1)

Rf=3x2,5 , (điện trở 3 pha)

Rhc=250 , Iđm=2,4A,

3 số liệu của máy phụ tải F1:

Kiểu máy H42-T:

Pđm=2,5kW, Uđm=115V, Iđm=22,6 A, Nđm=1450V/phút, Iktđm=1,9A

Hiệu xuất định mức đm=78,5%

(động cơ mà đấu sao Uđm=380V)

II nội dung tính toán lý thuyết và thực nghiệm:

1 vẽ đặc tính cơ tự nhiên với điện áp dây định mức Uđm=380V=const,Rf=0  Phơng trình đặc tính cơ:

Mth=

) 2 2

1 1

1

2 1 ( (

2

3

nm

f

X R R

U







2

) 7 , 6 03 , 4 ( 16 , 3 16 , 3 ( 2

50 2 2

220 3







88 , 1 192

380 95 , 0

95

,

0

2







dm

dm

e

E

U

' 2

e

k

R

= 54 , 3

14 , 2

=0,605 ().

a=

2

1

R

R

=

605

,

0

16

,

3

=5,22

Sth=

) 1

(

'

2 2

2

nm

X

R

R

 = 3,162 (4,03 6,7)2

14 , 2



M=

th th

th

th th

S a S

S

S

S

S a M

2

) 1

(

2







= 0,19 2 1 , 48 0 , 19 19

, 0

) 19 , 0 48 , 1 1 (

23 , 32 2







S

19 , 0

4 , 128





s s

Vẽ trên đồ thị ta đợc đờng 1

2 Vẽ đặc tính cơ biến trở với Uđm=380V=const,

 Rf1=0,9 :

Sthnt= 2 2

1

1 2

nm

f

X

R

R

R





37 , 10 16 , 3

9 , 0 605 , 0





0,47 ()

ant=

1

2

1

f

R

R

R

9 , 0 605 , 0

16 , 3





M=

THNT NT THNT

THNT

THNT NT

S a S

S

S

S

S a Mth

2

) 1

(

2







=

974 , 1 47 , 0 47 , 0

1 , 128 47

, 0 1 , 2 2 47 , 0 47 , 0

) 47 , 0 1 , 2 1 (

23 , 32 2













s

s s

s

W 141.3 127.2 109.9 78.5 47.1 0.0

M 29.14 32.26 30.63 25.72 21.63 17.27

Vẽ trên đồ thị ta đợc đờng 2.

 Rf2=2,5 :

Sthnt= 2 2

1

2 2

nm

f

X

R

R

R





37 , 10 16 , 3

5 , 2 605 , 0





0,98 ()

ant=

2

2

1

f

R

R

R

5 , 2 605 , 0

16 , 3





M=

THNT NT THNT

THNT

THNT NT

S a S

S

S

S

S a Mth

2

) 1

(

2







=

2 98 , 0 98 , 0

9 , 128 98

, 0 02 , 1 2 98 , 0 98 , 0

) 98 , 0 02 , 1 1 (

23 , 32 2













s

s s

s

Vẽ trên đồ thị ta đợc đờng 3

3 Vẽ đặc tính cơ khi động cơ đợc hãm động năng ứng với:

a Rf1=2,2 

R2=r2+Rf1 => 2 2,14 2,2.1,882 9,9

1

' 2

'

2 r R f k e   

1

*





  suy ra  = *

1 

2

50 2



 



I1=

3

2

Imc= 3 6

3

2

 (A)

Mth=

) (

2

3

' 2 1

2 2

1

X X

X

I







 = 2.157.109,7 5,54

103 ) 6 (

 (Nm)

' 2

'

2

*

X

X

R

TH







7 , 6 103

9 , 9





M=

*

*

*

*

2







TH

th

M







07 , 0

08 , 11 13

, 14

07 , 0

54 , 5 2







Vẽ trên đồ thị ta đợc đờng 4

b Rf2=2,5 ,dòng một chiều khi hãm Imc=3A

R2=r2+Rf2 => 2 2,14 2,5.1,882 10,97

2

' 2

'

2 r R f k e   

 =1.*= . * 157 *

2

50 2



 



7

W 125.6 94.2 47.1 3.1 0.0

M 18.14 26.53 31.33 32.23 32.22

3

2

Imc= 3 6

3

2

 (A)

Mth=

) (

2

3

' 2 1

2 2

1

X X

X

I







 = 2.157.109,7 5,54

103 ) 6 (

 (Nm)

' 2

'

2

*

X

X

R

TH







7 , 6 103

97 , 10





M=

*

*

*

*

2







TH

th

M







 0,064. 15 , 7

08 , 11 7

, 15

064 , 0

54 , 5 2







Vẽ trên đồ thị ta đợc đờng 5

c Rf3=2,5 ,dòng một chiều khi hãm Imc=4A

R2=r2+Rf2 => 2 2,14 2,5.1,882 10,97

2

' 2

'

2 r R f k e   

 = *

1 

2

50 2



 



I1=

3

2

Imc= 4 8

3

2

 (A)

Mth=

) (

2

3

' 2 1

2 2

1

X X

X

I







 = 2.157.109,7 7,39

103 ) 8 (

 (Nm)

' 2

'

2

*

X

X

R

TH







7 , 6 103

97 , 10





M=

*

*

*

*

2







TH

th

M







 0,064. 15 , 7

78 , 14 7

, 15

064 , 0

39 , 7 2







Vẽ trên đồ thị ta đợc đờng 6

III kết quả thí nghiệm:

Bảng 1: Uđm=380V=const,Rf=0 

đồ thị I

Bảng 2: Uđm=380V=const,Rf1=0,9 .

đồ thị II

Bảng 3: Uđm=380V=const,Rf1=2,5 .

đồ thị III

Bảng 4: hãm động năng với Rf1=2,2 .

9

W 131.9 129.8 125.7 119.4 115.2 106.8 98.4

W 131.9 127.7 125.7 120.4 113.1 101.6 90.1

Mđt 3.8 11.4 19.1 26.7 34.3

W 104.7 96.3 83.8 67.0 52.4

đồ thị IV.

Bảng 5: hãm động năng vớiRf2=2,5 , Imc=3 A

đồ thị V

Bảng 6:hãm động năng với Rf2=2,5 , Imc=4 A

đồ thị VI

Bảng 7:đờng hiệu chỉnh

đồ thị VII



W 0.0 11.1 17.3 31.9 54.5 106.8 125.7

W 0.0 14.0 23.6 44.0 60.7 111.0 126.7

W 0.0 11.5 17.8 39.8 52.4 111.0 125.7

IV nhận xét so sánh và kết luận:

từ số liệu thu đợc ta tính ra đợc M và  theo các công thức sau:

=9,n55;

375 , 2 160

380







do

dm th

U

U

K

55 , 0 6 , 22

115 ) 785 , 0 1 ( 5 , 0 )

1 ( 5 ,



dm

dm u

I

U

67 , 0 55

, 9 1450

6 , 22 55 , 0 115

)

.

dm

dm u

U K





I I

K K

M  th2.( ) 3,81

Từ các công thức này ta sẽ vẽ đợc các đờng đặc tính tơng ứng để rễ ràng so sánh đ-ờng thực nghiệm với đđ-ờng lý thuyết ta sẽ vẽ chúng trên cùng một hệ trục toạ độ

So sánh giữa các hình vẽ lý thuyết và thực nghiệm ta thấy tuy tốc độ thực tế luôn nhỏ hơn so với lý thuyết nhng nó vẫn đúng với nguyên lý chung:

Với đặc tính biến trở : nó nằm dới đờng đặc tính tự nhiên, khi điện trở càng lớn nó càng thấp hơn đặc tính tự nhiên

Với đặc tính cơ hãm động năng: khi điện trở hãm càng lớn vận tốc góc càng lớn

nh-ng có cùnh-ng M tới hạn nếu có cùnh-ng dònh-ng Imc Còn nếu điện trở khônh-ng đổi mà dònh-ng càng lớn thì M tới hạn càng lớn theo

Những sai số đó có thể là do phép đo và do ma sát của máy

11

M