THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN - BÀI 2 ppsx

Trên máy đo moment, xoay núm LOAD CONTROL v v trí MIN... Trên máy đo moment xoay núm LOAD CONTROL v v trí MIN... Trên máy đo moment, xoay núm LOAD CONTROL v v trí MIN... Trên máy đo

BÀI 2

MÁY I N M T CHI U

I M C ÍCH THÍ NGHI M

- Hi u cách đ u các lo i đ ng c đi n m t chi u

- Kh o sát các đ c tính c a các lo i máy đi n m t chi u

- Kh o sát s thay đ i c a t c đ theo dòng kích t và theo đi n áp

II TÓM T T LÝ THUY T

2.1 ng c m t chi u kích t đ c l p:

Khi dòng đi n trong nam châm đi n stator

đ c c p t m t ngu n m t chi u đ c l p,

có th là c đ nh hay thay đ i, khi đó g i

là máy đi n m t chi u kích t đ c l p

Dòng đi n ch y trong nam châm đi n stator th ng đ c g i là dòng đi n kích

t vì nó đ c dùng đ t o ra t tr ng c

đ nh Có th th y ph n ng c và đi n c a

đ ng c m t chi u b ng cách ki m tra

m ch đi n t ng đ ng c a nó nh trên hình 1.1

Trong s đ thay th trên, EA [V] là đi n áp trên ch i than, IA [A] là dòng đi n

ch y qua ch i than, và RA [Ω] là đi n tr gi a hai ch i than Chú ý r ng EA, IA và RA

th ng đ c g i là đi n áp, dòng đi n và đi n tr ph n ng ERA [V] là đi n áp r i trên

đi n tr ph n ng Khi đ ng c quay s t o ra m t đi n áp c m ng t l v i t c đ

ECEMF [V] i n áp c m ng này th ng đ c bi u di n là m t ngu n m t chi u trên

m ch đi n thay th t ng đ ng nh trên hình 1.1 ng c c ng t o ra m t moment

t l v i dòng đi n ph n ng IA [A] ch y trong đ ng c Ph n ng c a đ ng c theo hai

ph ng trình s cho d i đây Ph ng trình th nh t là quan h t c đ đ ng c và

đi n áp c m ng ECEMF [V], ph ng trình th hai là quan h gi a moment T [Nm] và

t ng đ ng trên hình 1.1 là h ng s và

có giá tr r t nh K t qu là đi n áp r i trên đi n tr ph n ng ERA r t nh và có

th b qua, và EEMF có th đ c xem là

h tuy n tính gi a moment T và dòng

đi n ph n ng IA c a đ ng c H ng s

K2 là đ d c c a đ c tuy n này Khi dòng đi n ph n ng t ng, đi n áp r i trên đi n tr ph n ng ERA=RA x IA c ng

t ng và không th b qua Khi đó đi n áp

d n t i làm gi m đi n áp ECEMF i u này c ng s làm gi m t c đ n c a đ ng

c vì t c đ t l v i đi n áp ECEMF Trên hình 1.4 là đ th quan h gi a t c đ đ ng c n và dòng đi n ph n ng IA khi đi n áp

đ c th c hi n b ng cách thay đ i dòng đi n ch y trong nam châm đi n stator Dòng

đi n này th ng đ c g i là dòng đi n kích t (IF) vì nó đ c dùng đ t o ra t tr ng

c đ nh trong đ ng c đi n m t chi u Có th dùng m t bi n tr đ c n i ti p v i cu n

dây đi n t đ đi u ch nh dòng đi n kích t

Hình 1.5 mô t các quan h t c đ theo đi n áp ph n ng và moment theo dòng

đi n ph n ng c a đ ng c m t chi u kích t đ p l p thay đ i th nào khi dòng đi n

kích t gi m xu ng d i giá tr đ nh m c c a nó H ng s K1 s l n h n và h ng s K2

s nh h n i u này có ngh a là đ ng c có th quay v i t c đ cao h n mà không

v t quá giá tr đ nh m c c a đi n áp ph n ng Tuy nhiên moment mà đ ng c t o ra,

khi đi n áp ph n ng không l n h n giá tr đ nh m c s gi m xu ng

C ng có th đ t dòng đi n kích t c a đ ng c m t chi u kích t đ c l p giá tr

l n h n đ nh m c trong m t th i gian ng n Các đ c tính t c đ theo đi n áp ph n ng

và moment theo dòng đi n ph n ng s ng c l i t c là h ng s K1 s nh h n và h ng

s K2 s l n h n K t qu là, đ ng c có th t o ra moment cao h n trong th i gian đó

nh ng t c đ đ ng c có th quay mà không làm đi n áp ph n ng v t quá giá tr

đ nh m c s gi m xu ng T ng dòng đi n kích t khi kh i đ ng s làm t ng moment

c a đ ng c m t chi u kích t đ c l p và vì v y s làm quá trình gia t c c a đ ng c

t ng lên

2.2 ng c m t chi u kích t n i ti p:

ng c m t chi u kích t n i ti p là đ ng c trong đó nam châm đi n kích t là

m t cu n dây n i ti p v i ph n ng nh trên hình 1.6 l n c a tr ng kích t c a

nam châm đi n do đó thay đ i khi dòng đi n ph n ng thay đ i K t qu là K1 và K2

thay đ i khi dòng đi n ph n ng thay đ i Hình 1.6 trình bày đ c tính t c đ theo

moment c a đ ng c kích t n i ti p khi đi n áp ph n ng không đ i c tính này

cho th y r ng t c đ gi m phi tuy n khi moment t ng, t c là khi dòng đi n ph n ng

t ng

Hình 1.5 Xét nh h ng c a dòng kích t đ n các h ng s K 1 và K 2

ng c kích t n i ti p cho moment kh i đ ng l n và vùng t c đ làm vi c

r ng khi nó đ c c p b i ngu n đi n không đ i Tuy nhiên, t c đ , moment và dòng

đi n ph n ng ph thu c vào t i c c a đ ng c Thêm vào đó, đ ng c kích t n i

ti p có đ c tính làm vi c phi tuy n nh đã gi i thi u trên hình 1.6 v quan h t c đ và

moment K t qu là r t khó gi t c đ c a đ ng c không đ i khi t i c c a đ ng c

dao đ ng H n n a, dòng đi n ph n ng ph i đ c gi i h n đ tránh nh ng h ng hóc

khi kh i đ ng (khi c p đi n cho đ ng c ) Cu i cùng, m t đ ng c m t chi u kích t

n i ti p không bao gi đ c ch y không t i vì khi đó t c đ đ ng c s t ng lên r t

cao và s làm h ng đ ng c

Ngày nay, các đ ng c m t chi u kích t n i ti p có th đ c dùng v i ngu n

đi n không đ i, ch ng h n trong các đ ng c kh i đ ng ôto; hay v i ngu n đi n bi n

thiên, ch ng h n trong các h th ng máy kéo

2.3 ng c m t chi u kích t song song

ng c m t chi u kích t song song là đ ng c trong đó nam châm đi n kích t

là m t cu n dây n i song song v i ph n ng, c hai cu n dây đ u đ c n i vào cùng

m t ngu n đi n m t chi u nh trên hình 1.7 V i đi n áp ph n ng không đ i K1 và K2

là không đ i, và đ c tính t c đ theo moment r t gi ng v i đ c tính c a đ ng c m t

chi u kích t đ c l p khi đi n áp ngu n m t chi u không đ i, nh trên hình 1.7 C ng

gi ng nh v i đ ng c m t chi u kích t đ c l p, các đ c tính (K1 và K2) c a đ ng c

kích t song song có th thay đ i b ng cách thay đ i dòng đi n kích t v i bi n tr

Tuy nhiên, r t khó đi u ch nh t c đ đ ng c kích t song song b ng cách thay đ i

đi n áp ph n ng, b i vì đi u này s làm thay đ i dòng đi n kích t , và vì th các đ c

tính c a đ ng c s có xu h ng ch ng l i s thay đ i t c đ

V t

Hình 1.6 ng c kích t n i ti p và đ c tính t c đ theo moment

u đi m chính c a đ ng c m t chi u kích t song song là ch c n duy nh t m t

ngu n đi n m t chi u cho c hai dây qu n ph n ng và kích t u đi m n a là t c đ

thay đ i r t ít khi t i c c a đ ng c thay đ i Tuy nhiên, đ ng c kích t song song có

mi n t c đ không l n vì t c đ không th thay đ i d dàng b ng cách thay đ i đi n áp

ph n ng H n n a, dòng đi n ph n ng c n đ c gi i h n đ tránh h h ng cho đ ng

c khi nó kh i đ ng Cu i cùng, n u cu n dây kích t song song b h m ch b t ng

thì dòng đi n kích t IF s b ng không, t c đ đ ng c s t ng r t nhanh, đ ng c s b

m t n đ nh nh trình bày hình 1.7

2.4 ng c m t chi u kích t h n h p:

Có th k t h p các cu n dây kích t n i ti p và song song đ đ t đ c m t đ c

tính t c đ theo moment đ c bi t Các cu n dây kích t n i ti p và song song có th

n i v i nhau đ t thông c a chúng c ng v i nhau ki u này th ng đ c g i là đ ng

c kích t h n h p t ng c ng Các cu n dây kích t n i ti p và song song còn có th

n i v i nhau theo cách đ t thông c a chúng lo i tr l n nhau Ki u n i này t o ra

đ ng c kích t h i h p lo i tr , hi n nay r t ít đ c dùng vì đ ng c s tr nên không

n đ nh khi dòng đi n ph n ng t ng

Hình 1.7 ng c kích t song song và các đ c tính c a nó

V t t c

Hình 1.8 là m t đ th cho th y các đ c tính t c đ theo moment c a các ki u

khác nhau cu đ ng c m t chi u đã nói cho t i nay Có th th y, đ ng c m t chi u

kích t đ c l p và song song cho ki u đ c tính gi ng nhau c đi m chính c a các

đ c tính này là t c đ thay đ i ít và tuy n tính khi moment thay đ i M c khác, đ c

tính c a các đ ng c kích t n i ti p là phi tuy n và t c đ thay đ i r t nhi n (vùng t c

đ làm vi c l n) khi moment thay đ i Cu i cùng, đ c tính c a đ ng c kích t h n

h p là s k t h p các đ c tính c a đ ng c kích t n i ti p và song song Nó cho phép

đ ng c kích t h n h p có vùng bi n thiên t c đ khá l n, nh ng t c đ không bi n

thiên tuy n tính theo moment

Hình 1.8 ng c kích t h n h p và đ c tính t c đ theo moment

III CÁC B C TI N HÀNH THÍ NGHI M:

3.1 ng c m t chi u kích t đ c l p

3.1.1 K t n i thi t b , chu n b thí nghi m (hình 1.9)

B c 1 T t ngu n, xoay núm đi u ch nh đi n áp ngu n v v trí MIN

B c 2 Dùng dây curoa n i tr c máy đo moment v i máy đi n m t chi u

B c 3 L p ngu n đi u khi n cho máy đo moment, xoay núm LOAD CONTROL

v trí MIN

B c 4 L p ngu n nuôi bi n thiên cho ph n ng máy đi n m t chi u

B c 5 L p m ch kích t đ c l p cho ph n c m máy đi n m t chi u h m ch

các đi m A và B nh trên hình v

3.1.2 Xác đ nh đi n tr ph n ng

B c 6 B t công t c chính c a b ngu n v v trí ON, đi u ch nh đi n áp ph n ng EA

đ dòng đi n ph n ng IA đ t giá tr đ nh m c (1,5A) (đ c ch th b i đ ng

h đo E1, I1) c giá tr E1

Tính giá tr đi n tr ph n ng R = Ω

B c 7 Xoay núm đi u ch nh đi n áp v v trí MIN và t t ngu n N i các đi m A và

B trong m ch trên hình 1.9 v i nhau

Hình 1.9 ng c m t chi u kích t đ c l p n i v i máy đo moment

3.1.3 Thí nghi m xác đ nh đ c tính c n = f(M) khi E A = U đm ; I F =I t đm

B c 8 B t ngu n nuôi Trên máy đo moment, xoay núm LOAD CONTROL v v trí

MIN Xoay bi n tr cu n dây kích t FIELD RHEOSTART sao cho dòng

đi n kích t IF = I t đm = 0.3A(đ c ch th b i đ ng h đo I2) i u ch nh đi n

áp trên ph n ng b ng giá tr đ nh m c máy đi n EA=U đm = 220V

B c 9 Trên máy đo moment xoay núm LOAD CONTROL đ t ng t i thêm 0.2Nm

Ch cho đ ng c ch y n đ nh ; đ c các giá tr : đ l n t i M, dòng đi n ph n

B ng 2.1.3

3.1.4 Thí nghi m đi u khi n t c đ theo dòng kích t :

B c 11 L n l t thay giá tr dòng kích t IF = 0.25A ; IF = 0.2A T ng ng v i m i

giá tr dòng kích t IF, xoay núm LOAD CONTROL (trên máy đo moment)

v v trí MIN làm l i thí nghi m nh trong B c 9 và B c 10 S li u ghi

nh n đ c ghi vào b ng 2.1.4a và B ng 2.1.4b

Khi dòng kích t IF = 0.25 A ( B ng 2.1.4a) Moment t i M (Nm) Dòng ph n ng IA(A) T c đ n (v/p)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

Khi dòng kích t IF = 0.2 A ( B ng 2.1.4b) Moment t i M (Nm) Dòng ph n ng IA(A) T c đ n (v/p)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

V đ th quan h gi a moment M và t c đ n v i các dòng kích t l n l t là

0,3; 0,25; 0,2 vào cùng h tr c t a đ T đó rút ra nh n xét

………

………

………

………

3.1.5 Thí nghi m đi u khi n t c đ theo đi n áp:

B c 12 L n l t thay giá tr đi n áp ph n ng EA = 200V; EA = 180V; EA = 150V

T ng ng v i m i giá tr đi n áp ph n ng EA, xoay núm LOAD

CONTROL (trên máy đo moment) v v trí MIN làm l i thí nghi m nh

trong B c 9 và B c 10 S li u ghi nh n đ c ghi vào b ng 2.1.5a và

B ng 2.1.5b và B ng 2.1.5c

Khi đi n áp ph n ng EA = 200V ( B ng 2.1.5a) Moment t i M (Nm) Dòng ph n ng IA(A) T c đ n (v/p)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

Khi đi n áp ph n ng EA = 180V ( B ng 2.1.5b) Moment t i M (Nm) Dòng ph n ng IA(A) T c đ n (v/p)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

Khi đi n áp ph n ng EA = 150V ( B ng 2.1.5c) Moment t i M (Nm) Dòng ph n ng IA(A) T c đ n (v/p)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

V đ th quan h gi a moment M và t c đ n v i các đi n áp EA l n l t là

200 ; 180 ; 150 vào cùng h tr c t a đ T đó rút ra nh n xét

………

………

………

………

………

………

3.1.6 K t thúc thí nghi m:

B c 13 T t ngu n, xoay núm đi u ch nh đi n áp ngu n v v trí MIN Trên máy đo

moment xoay núm LOAD CONTROL v v trí MIN

B c 14 Tháo m ch, k t thúc thí nghi m

3.2 ng c m t chi u kích t song song

3.2.1 K t n i thi t b , chu n b thí nghi m (hình 1.10)

B c 1 T t ngu n, xoay núm đi u ch nh đi n áp ngu n v v trí MIN

B c 2 Dùng dây curoa n i tr c máy đo moment v i máy đi n m t chi u

B c 3 L p ngu n cho máy đo moment, xoay núm LOAD CONTROL v trí MIN

B c 4 L p ngu n nuôi bi n thiên cho máy đi n m t chi u

3.2.2 Thí nghi m xác đ nh đ c tính c n = f(M) khi E A = U đm ; I F = I tđm

B c 5 B t ngu n nuôi Trên máy đo moment, xoay núm LOAD CONTROL v v trí

MIN Xoay bi n tr cu n dây kích t FIELD RHEOSTART sao cho dòng

đi n kích t IF = Itđm = 0.3A(đ c ch th b i đ ng h đo I2) i u ch nh đi n

áp trên ph n ng b ng giá tr đ nh m c máy đi n EA = Uđm = 220V

B c 6 Trên máy đo moment xoay núm LOAD CONTROL đ t ng t i thêm 0.2Nm

Ch cho đ ng c ch y n đ nh ; đ c các giá tr : đ l n t i M, dòng đi n ph n

Cu n dây song song

Hình 1.10 M ch đ ng c kích t song song

1.4 1.6 1.8 2.0

B ng 2.2.2

3.2.3 Thí nghi m đi u khi n t c đ theo dòng kích t :

B c 8 L n l t thay giá tr dòng kích t IF = 0.25A ; IF = 0.2A T ng ng v i m i

giá tr dòng kích t IF, xoay núm LOAD CONTROL (trên máy đo moment)

v v trí MIN làm l i thí nghi m nh trong B c 6 và B c 7 S li u ghi

nh n đ c ghi vào b ng 2.2.3a và B ng 2.2.3b

Khi dòng kích t IF = 0.25 A ( B ng 2.2.3a) Moment t i M (Nm) Dòng ph n ng IA(A) T c đ n (v/p)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

Khi dòng kích t IF = 0.2 A ( B ng 2.2.3b) Moment t i M (Nm) Dòng ph n ng IA(A) T c đ n (v/p)

0.2 0.4 0.6 0.8

1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

V đ th quan h gi a moment M và t c đ n v i các dòng kích t l n l t là

0,3; 0,25; 0,2 vào cùng h tr c t a đ T đó rút ra nh n xét

………

………

………

………

3.2.4 Thí nghi m đi u khi n t c đ theo đi n áp:

B c 9 L n l t thay giá tr đi n áp ph n ng EA = 200V; EA = 180V; EA = 150V

T ng ng v i m i giá tr đi n áp ph n ng EA, xoay núm LOAD

CONTROL (trên máy đo moment) v v trí MIN làm l i thí nghi m nh trong

B c 6 và B c 7 S li u ghi nh n đ c ghi vào b ng 2.2.4a và B ng 2.3.4b

và B ng 2.3.4c

Khi đi n áp ph n ng EA = 200V ( B ng 2.2.4a) Moment t i M (Nm) Dòng ph n ng IA(A) T c đ n (v/p)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

Khi đi n áp ph n ng EA = 180V ( B ng 2.2.4b) Moment t i M (Nm) Dòng ph n ng IA(A) T c đ n (v/p)

0.2 0.4 0.6 0.8

1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

Khi đi n áp ph n ng EA = 150V ( B ng 2.2.4c) Moment t i M (Nm) Dòng ph n ng IA(A) T c đ n (v/p)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

V đ th quan h gi a moment M và t c đ n v i các đi n áp EA l n l t là 200;

180; 150 vào cùng h tr c t a đ T đó rút ra nh n xét

………

………

………

………

………

………

3.2.5 K t thúc thí nghi m:

B c 10 T t ngu n, xoay núm đi u ch nh đi n áp ngu n v v trí MIN Trên máy đo

moment xoay núm LOAD CONTROL v v trí MIN

B c 11 Tháo m ch, k t thúc thí nghi m

3.3 ng c m t chi u kích t n i ti p

L p l i các b c thí nghi m gi ng nh trong m c 3.2 nh ng thay đ i dây n i đ l p thành m ch đ ng c kích t n i ti p nh trên hình 1.11

Khi đi n áp ph n ng EA = 150V ( B ng 2.3.1a) Moment t i M (Nm) Dòng ph n ng IA(A) T c đ n (v/p)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Khi đi n áp ph n ng EA = 100V ( B ng 2.3.2b) Moment t i M (Nm) Dòng ph n ng IA(A) T c đ n (v/p)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Hình 1.11 ng c kích t n i ti p

1.4 1.6 1.8 2.0

V đ th quan h gi a moment M và t c đ n v i các đi n áp EA l n l t là 150;

100 vào cùng h tr c t a đ T đó rút ra nh n xét

………

………

………

………