Báo cáo THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 1 MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA Mục đích thí nghiệm Bài thí nghiệm “Máy biến áp một pha” nhằm mục đích giúp sinh viên nắm được cấu tạo và các chế độ làm việc của máy biến áp một pha như: chế độ làm việc không tải, ngắn mạch, có tải, và từ đó xác định các dạng đường đặc tính cơ bản. Nội dung thí nghiệm Thí nghiệm máy biến áp 1 pha gồm có 3 thí nghiệm: Thí nghiệm không tải đo tổn hao công suất không tải P0, dòng điện không tải I0. Thí nghiệm ngắn mạch đo điện áp ngắn mạch Unm, tổn hao công suất ngắn mạch Pnm Thí nghiệm có phụ tải, xác định đặc tính ngoài của máy biến áp. Các bước tiến hành thí nghiệm Những điều chú ý khi làm thí nghiệm Thí nghiệm không tải vì dòng điện không tải rất bé nên phải chọn đồng hồ đo dòng điện cho thích hợp để đọc được rõ ràng. Lúc thí nghiệm ngắn mạch nhớ là trước khi đóng cầu dao phải để đầu ra của máy biến áp tự ngẫu có điện áp bằng không. Sau khi đóng cầu dao, phải tăng điện áp rất chậm, nhìn đồng hồ đo dòng điện đến lúc Inm = Iđm thì dừng lại ngay thí nghiệm, cần tiến hành nhanh. Thí nghiệm ngắn mạch thì điện áp đặt vào rất bé, do đó phải chọn đồng hồ đo điện áp thích hợp để đọc được dễ dàng. 1.1 Thí nghiệm không tải Đối tượng thí nghiệm: các thông số định mức của loại máy biến áp thí nghiệm: + Máy biến áp 1 pha : Công suất định mức: 1100VA Điện áp định mức: Sơ cấp: 110V, Thứ cấp: 220V + Máy biến áp tự ngẫu: điện áp vào: 220V, điện áp ra: 0÷250V Lựa chọn thiết bị thí nghiệm: + Nguồn: chuần bị điện áp đầu vào 220V

THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN

1 Mục tiêu thí nghiệm

Nhằm giúp sinh viên kiểm chứng giữa lý thuyết và thực hành về các thông số, đặctính của các loại động cơ không đồng bộ roto lồng sóc, động cơ không đồng bộ roto dâyquấn, động cơ điện một chiều, máy biến áp một pha,…và các phương pháp khởi động động

cơ điện bằng biến tần, biến trở,….trong môn học máy điện

2 Nội dung tóm tắt môn học

Nội dung thí nghiệm gồm các bài thí nghiệm sau:

2 Bài thí nghiệm số 1: Máy biến áp một pha (1), (2)

3 Bài thí nghiệm số 2: Thí nghiệm máy điện không đồng

4 Bài thí nghiệm số 3: Thí nghiệm máy điện một chiều

(1), (2)

3 Tài liệu học tập

(1) Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm MĐ, Bộ môn Điện khí hóa, ĐH Mỏ- Địa Chất

(2) Nguyễn Hanh Tiến, Máy điện I, II, Bộ môn Điện khí hóa, ĐH Mỏ- Địa Chất.

4 Các hiểu biết, các kỹ năng cần đạt được sau khi thí nghiệm

- Khả năng ứng dụng kiến thức đã học vào tiến hành các bài thí nghiệm, sử dụng thiết

bị, lắp đặt mạch điện theo yêu cầu

- Sinh viên biết cách sử dụng các thiết bị đo lường, các thao tác lắp đặt mạch điện,làm việc theo nhóm, phân tích và giải thích các phần thí nghiệm

5 Yêu cầu và cách đánh giá thí nghiệm

- Sinh viên phải hiểu rõ lý thuyết máy điện, cách sử dụng thiết bị, dụng cụ đo lường;

- Sinh viên cần tham dự đầy đủ các buổi thí nghiệm, và chuẩn bị trước về bài thí nghiệmcần thực hiện ở mỗi buổi;

- Mỗi nhóm sinh viên dựa trên các thiết bị, đồng hồ, mạch điện ở bàn thí nghiệm và tàiliệu thí nghiệm tự lắp đặt và xây dựng bài thí nghiệm Tiến hành sử dụng các thiết bị đolường để kiểm tra và thu thập số liệu tại phòng thí nghiệm

- Đánh giá:

+ Điểm danh, đánh giá tại lớp: 25%

+ Báo cáo: 25%

+ Bảo vệ báo cáo: 50%

7 Nội quy phòng thí nghiệm

7.1 Những quy định chung

1 Phòng thí nghiệm (PTN) để phục vụ học tập, giảng dạy, nghiên cứu khoa học của

GV, CBVC, SV; khi sử dụng PTN phải có kế hoạch học tập; nếu có nhu cầu khai thác sửdụng PTN phải đăng ký và được Bộ môn và Trưởng phòng thí nghiệm phê duyệt về nộidung và thời gian làm việc;

2 PTN được giao cho nhân viên kỹ thuật chịu trách nhiệm quản lý và hướng dẫn,tuyệt đối không được sử dụng thiết bị khi chưa biết cách vận hành, sử dụng, những ngườikhông có nhiệm vụ không được vào PTN;

3 Cấm hút thuốc lá, làm mất vệ sinh, nô đùa và thực hiện nhiêm ngặt việc phòngcháy, chữa cháy an toàn, kỷ luật học tập, giữ gìn môi trường học tập;

4 Mọi mất mát hư hỏng phải kịp thời lập biên bản xác định nguyên nhân, tráchnhiệm và báo ngay với trưởng đơn vị biết để giải quyết, tùy theo mức độ phải bồi thườngtheo quy định

7.2 Những quy định cụ thể

1 Đối với người quản lý phòng và giáo viên phụ trách tiết học:

Điều 1 Kiểm tra, chuẩn bị các phương tiện, điều kiện phục vụ học tập và làm thủ tụcgiao nhận PTN trước và sau mỗi giờ học;

Điều 2 Sử dụng PTN đúng thời khóa biểu, đúng nội dung thực tập, thí nghiệm ; nhắcnhở SV thực hành theo đúng yêu cầu và nghiêm túc thực hiện qui trình quy phạm sử dụngthiết bị ; các trường hợp vi phạm nội quy xử lý theo quy định;

Điều 3 Thường xuyên vệ sinh sạch sẽ PTN; tiến hành kiểm tra, bảo dưỡng máy mócthiết bị đúng quy trình, quy phạm kỹ thuật;

Điều 4 Trước khi ra về phải kiểm tra, ngắt điện các thiết bị điện đảm bảo an toàn vềchống cháy nổ ; quản lý chặt chẽ PTN đề phòng mất mát thiết bị

2 Đối với sinh viên, người vào khai thác PTN:

Điều 1 Sinh viên vào PTN đúng lịch học phải đeo thẻ, trang phục bảo hộ lao động,nghiêm cấm mang chất gây nổ, dễ cháy, hút thuốc lá trong PTN và nghiêm chỉnh chấp hànhtheo hướng dẫn của giáo viên phụ trách;

Điều 2 Sinh viên phải có ý thức bảo vệ và giữ gìn tài sản PTN, giữ trật tự trong khilàm thí nghiệm, thực tập, giữ gìn vệ sinh; nếu làm hư hỏng, mất mát tài sản thiết bị phải bồithường;

Điều 3 Trước khi đóng điện hoặc vận hành máy móc, thiết bị của PTN phải được sựđồng ý của giáo viên hướng dẫn; tuyệt đối không được sử dụng thiết bị khi chưa được sựđồng ý của giáo viên và không sử dụng các thiết bị không có trong bài thí nghiệm;

Điều 4 Khi xảy ra sự cố phải ngắt nguồn điện ở bàn thí nghiệm và báo ngay cho giáoviên hướng dẫn để tìm sự cố có biện pháp khắc phục;

Điều 5 Khi kết thúc buổi thí nghiệm phải tiến hành thu dọn dụng cụ, lau chùi thiết bị,

vệ sinh phòng sạch sẽ, cắt điện toàn bộ các thiết bị; kiểm tra và đóng các hệ thống cửa chốngtrộm cắp;

Điều 6 Tất cả các trường hợp vi phạm nội qui, tùy theo mức độ để xử lý kỷ luật đếnbồi thường tài sản thiết bị theo quy định

Nội quy này được phổ biến tới giảng viên, CBVC, SV biết để thực hiện; trong quátrình thực hiện nếu có gì vướn mắc thì báo cáo với Trưởng Bộ môn và Trưởng phòng thínghiệm để bổ sung cho phù hợp.

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 1 MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA

Mục đích thí nghiệm

Bài thí nghiệm “Máy biến áp một pha” nhằmmục đích giúp sinh viên nắm được cấutạo và các chế độ làm việc của máy biến áp một pha như: chế độ làm việc không tải, ngắnmạch, có tải, và từ đó xác định các dạng đường đặc tính cơ bản

Nội dung thí nghiệm

Thí nghiệm máy biến áp 1 pha gồm có 3 thí nghiệm:

- Thí nghiệm không tải đo tổn hao công suất không tải P0, dòng điện không tải I0

- Thí nghiệm ngắn mạch đo điện áp ngắn mạch Unm, tổn hao công suất ngắn mạch Pnm

- Thí nghiệm có phụ tải, xác định đặc tính ngoài của máy biến áp

Các bước tiến hành thí nghiệm

Những điều chú ý khi làm thí nghiệm

- Thí nghiệm không tải vì dòng điện không tải rất bé nên phải chọn đồng hồ đo dòngđiện cho thích hợp để đọc được rõ ràng

- Lúc thí nghiệm ngắn mạch nhớ là trước khi đóng cầu dao phải để đầu ra của máybiến áp tự ngẫu có điện áp bằng không Sau khi đóng cầu dao, phải tăng điện áp rấtchậm, nhìn đồng hồ đo dòng điện đến lúc Inm = Iđm thì dừng lại ngay thí nghiệm, cần tiếnhành nhanh

Thí nghiệm ngắn mạch thì điện áp đặt vào rất bé, do đó phải chọn đồng hồ đo điện ápthích hợp để đọc được dễ dàng.

1.1 Thí nghiệm không tải

- Đối tượng thí nghiệm: các thông số định mức của loại máy biến áp thí nghiệm: + Máy biến áp 1 pha:

Công suất định mức: 1100VA

Điện áp định mức: Sơ cấp: 110V, Thứ cấp: 220V

+ Máy biến áp tự ngẫu: điện áp vào: 220V, điện áp ra: 0÷250V

- Lựa chọn thiết bị thí nghiệm:

+ Nguồn: chuần bị điện áp đầu vào 220V

+ Các dụng cụ đo:

Đồng hồ ampemet: Kiểu điện từ, thang đo từ 0÷20A

Đồng hồ voltmet: Kiểu điện từ, thang đo từ 0÷300V

Đồng hồ Woatmet: Kiểu từ điện, thang đo từ 0÷1500VA

- Mục đích: Xác định các thông số không tải của máy biến áp gồm: r0, x0, z0

- Cách tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Ngắt điện và thực hiện nối mạch điện như hình 1.1

Bước 2: Xoay núm điều chỉnh điện áp nguồn về vị trí “0”

Bước 3: Bật nguồn xoay núm điều chỉnh tăng điện áp sơ cấp U1 = (0,5÷1,1)Uđm Vàghi các giá trị vào bảng

- Tiến hành đo các giá trị:

P0 : công suất không tải

I0 : dòng điện không tải

Khi U1 = U1đm tính được các tham số không tải z0, r0, x0

A

V1MBA TN

MBA 1 pha

V2

W1

Hình 1.1 Sơ đồ thí nghiệm không tải

Bảng 1.1Điện áp phía sơ Điện áp phía thứ Dòng điện không Công suất không

STT cấp, U1(V) cấp, U2(V) tải, I0(A) tải, P0(W)1

2

3

4

5

- Xác định các tham số không tải z0, r0, x0

Tương ứng với U1 = U1đm, tính được các tham số không tải

+ Tổng trở không tải:

µ

z I

U

z = dm =

0

1 0

+ Điện trở không tải:

µ

r I

P

r = 2 =

0

0 0

+ Điện kháng không tải:

µ

x r z

x = − 2 =

0

2 0 0

+ Hệ số công suất không tải:

0 1

0 0

cos

I U

P

dm⋅

=ϕ

- Xác định tỷ số biến đổi điện áp k

+ Tỷ số biến đổi điện áp

20

1

U U

k = dm

1.2 Thí nghiệm ngắn mạch

- Thí nghiệm ngắn mạch là để xác định điện áp ngắn mạch phần trăm Un%, điện trởngắn mạch rn và điện kháng ngắn mạch xn khi I1 = Iđm (thông thường tăng U1= (1÷10%)U1đm)

- Cách tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Ngắt điện và thực hiện nối mạch điện như hình 1.2

Bước 2: Xoay núm điều chỉnh điện áp nguồn về vị trí “0”

Bước 3: Bật nguồn xoay núm điều chỉnh tăng điện áp đặt vào cho tới khi nào Inm = Iđm

thì dừng lại Và ghi các giá trị vào bảng

mạch, Inm (A)

Điện áp ngắn mạch,

Unm (V)

Công suất ngắnmạch, Pnm (W)1

U z

1

=

+ Điện trở ngắn mạch:

1đm

n nm I

P

r =

+ Điện kháng ngắn mạch:

2 2

nm nm

U

I z U

+ Điện áp ngắn mạch tác dụng phần trăm:

%100

U

I r U

+ Điện áp ngắn mạch phản kháng phần trăm:

%100

U

I x U

Từ các kết quả của thí nghiệm không tải và ngắn mạch vẽ sơ đồ thay thế hình “T”của máy biến áp

Sơ đồ thay thế máy biến áp gồm các tham số:

+ rµ, xµ được xác định từ thí nghiệm không tải: rµ= r0, xµ= x0

1.3 Thí nghiệm máy biến áp mang tải

- Thí nghiệm có phụ tải nhằm xây dựng đặc tính ngoài của máy biến áp

- Cách tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Ngắt điện và thực hiện nối mạch điện như hình 1.3

Bước 2: Xoay núm điều chỉnh điện áp nguồn về vị trí “0”

Bước 3: Bật nguồn xoay núm điều chỉnh điện áp nguồn để tăng điện áp sơ cấp U1 =220V, giữ không đổi trong suốt quá trình thí nghiệm

Bước 4: Đóng tải R vào máy biến áp, lần lượt thay đổi giá trị điện trở R và ghi cácthông số vào bảng

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 2 THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ

Mục đích thí nghiệm

Bài thí nghiệm “Động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc” nhằmmục đích: giúpsinh viên đo được các thông số động cơ không đồng bộ trong sơ đồ thay thế hình T của động

cơ không đồng bộ Đó là các thông số: r0, x0, z0, rn, xn, zn, và xây dựng đặc tính η = f(P2)

Nội dung thí nghiệm

Thí nghiệm động cơ điện không đồng bộ roto lồng sóc gồm 3 thí nghiệm:

-Thí nghiệm không tải để xác định dòng điện không tải I0 và tổn hao công suất khôngtải P0

- Thí nghiệm ngắn mạch để xác định điện áp ngắn mạch Unm và tổn hao công suấtngắn mạch Pnm

- Thí nghiệm có tải xác định đặc tính η = f(P2) và cosφ= f(P2)

Các bước tiến hành thí nghiệm

Những điều chú ý khi làm thí nghiệm

Khi làm thí nghiệm mở máy, dòng điện mở máy lớn thường quãng (5÷7)Iđm nên phải chú

ý đến thang đo của (A) mét trong các trường hợp khác Khi mở máy mà không cần đọc trị sốdòng điện và mômen thì nối ngắn mạch (A) và cuộn dòng (W) mét lại

Khi thí nghiệm ngắn mạch dùng kẹp để kẹp vành quay của phanh hãm nhưng phải chú ýđến chiều quay của máy để tì kẹp vào má cực phanh tránh tình trạng khi cho điện vào máyquay, kẹp đập mạnh vào má cực phanh làm hỏng phanh Thí nghiệm này cần được làmnhanh để tránh khỏi nóng máy

2.1 Thí nghiệm không tải động cơ điện không đồng bộ

- Đối tượng thí nghiệm: các thông số định mức của loại động cơ thí nghiệm:

+ Động cơ điện không đồng bộ 3 pha:

Công suất định mức: Pđm= 7,5kW

Tốc độ quay trên trục động cơ: 2860 vòng/phút

Tần số lưới điện: 50Hz

Hiệu suất động cơ: 0,86

Hệ số công suất của động cơ: 0,86

+ Máy biến áp tự ngẫu 3 pha:

Điện áp vào: 380V

Điện áp ra: 0÷380V

- Lựa chọn thiết bị thí nghiệm:

Đồng hồ ampemet: Kiểu điện từ, thang đo từ 0÷20A

Đồng hồ voltmet: Kiểu điện từ, thang đo từ 0÷500V

Đồng hồ Woatmet: Kiểu điện động, thang đo từ 0÷10 kW

- Mục đích: Xác định các thông số không tải của động cơ không đồng bộ gồm: r0, x0,

z0

Sơ đồ tổng hợp của động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc như hình 2.1

ÐC KÐB 3 pha Roto LS

W 3 pha

Hình 2.1 Sơ đồ thí nghiệm không tải

- Sơ đồ đấu nối:

Nguồn điện 3 pha được đưa vào 3 đầu vào của máy biến áp tự ngẫu 3 pha, 3 đầu racủa máy biến áp tự ngẫu 3 pha được đấu vào 3 đầu vào của 3 ampe kế A1, A2, A3 Hai đầucủa vôn kế được đấu với 1 đầu của ampe kế A1 và một đầu của ampe kế A2 Ba đầu ra của 3ampe kế A1, A2, A3 được đấu vào ba đầu vào cua ba cuộn dòng của đồng hồ kW, ba đầu racủa ba cuộn dòng đồng hồ kW được đấu với ba đầu vào của động cơ, cuộn dòng của đồng

hồ kW được đấu với cuộn áp của đồng hồ kW

- Cách tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Ngắt điện và thực hiện nối mạch điện như hình 2.1

Bước 2: Xoay núm điều chỉnh điện áp nguồn 3 pha về vị trí “0”

Bước 3: Bật nguồn xoay núm điều chỉnh máy biến áp tự ngẫu tăng điện áp U1= U1đm =380V Và ghi các giá trị vào bảng

Bảng 2.1

STT UAB(V) UAC(V) UBC(V) IA(A) IB(A) IC(A) P0(W)

1

3

4

5

Các số chỉ trên đồng hồ đo là đại lượng dây:

Động cơ đấu ∆ nên: U1đm = Uf = 380V, I1d = 3I1f →

I

I f =

3

0 0

1 0

0 0

33

I

U I

U I

0 2 0

0 2

0

0 0

3

3/

I

P I

P I

P r

2 0

Từ các số liệu đo được vẽ đường đặc tính không tải I0 = f(U0), P0 = f(U0)

2.2 Thí nghiệm ngắn mạch động cơ điện không đồng bộ

- Mạch điện: Thí nghiệm ngắn mạch để xác định điện áp ngắn mạch phần trăm Un%,điện trở ngắn mạch rn và điện kháng ngắn mạch xn.

- Lưu ý: Chế độ ngắn mạch động cơ là lúc roto đứng yên (giữ roto đứng yên) Khi thínghiệm cần chú ý không được cấp cho động cơ có điện áp U1 = U1đm =380V thường U1 <10%U1đm = 38V

- Sơ đồ đấu nối:

Nguồn điện 3 pha được đưa vào 3 đầu vào của máy biến áp tự ngẫu 3 pha, 3 đầu racủa máy biến áp tự ngẫu 3 pha được đấu vào 3 đầu vào của 3 ampe kế A1, A2, A3 Hai đầucủa vôn kế được đấu với 1 đầu của ampe kế A1 và một đầu của ampe kế A2 Ba đầu ra của 3ampe kế A1, A2, A3 được đấu vào ba đầu vào của ba cuộn dòng của đồng hồ kW, ba đầu racủa ba cuộn dòng đồng hồ kW được đấu với ba đầu vào của động cơ, cuộn dòng của đồng

hồ kW được đấu với cuộn áp của đồng hồ kW

- Cách tiến hành thí nghiệm như sau:

Bước 1: Ngắt điện, xoay núm điều chỉnh điện áp nguồn 3 pha về vị trí “0”

Bước 2: Thực hiện đấu nối mạch điện như hình 2.2 Đồng thời kẹp chặt roto để saocho roto đứng yên

Bước 3: Đóng điện, xoay núm điều chỉnh của máy biến áp tự ngẫu 3 pha từ từ tăngđiện áp nên sao cho đồng hồ ampe kế chỉ đến giá trị dòng điện định mức I1 = I1đm thì dừnglại Và ghi các giá trị vào bảng

m n m

n I

U z

P

r =

+ Điện kháng ngắn mạch:

2 2

nm nm

U

InmInd I

Đặc tính ngắn mạch không phải là một đường thẳng, khi dòng điện lớn dần lên mạch

từ của từ thông tản có hiện tượng bão hòa Vì vậy khi Unm lớn hơn một trị số nhất định dòngđiện ngắn mạch sẽ tăng nhanh hơn và có mối quan hệ đường thẳng

Muốn có dòng điện ngắn mạch lúc điện áp định mức chỉ việc nối dài đường biểu diễn

ra cho đến khi bằng điện áp định mức Uđm Dòng điện ngắn mạch ở Uđm được tính như sau:

nm nm

nm nm dm nd

U U

I U U I

I

I M M

Trong đó Mnm là mômen mở máy lúc dòng điện bằng Inm

Muốn có dòng điện và mômen mở máy ở Uđm/ 3chỉ việc thay trị số này vào Uđm ởcác công thức trên là được

2.3 Thí nghiệm động cơ không đồng bộ làm việc có tải (tự đọc)

2.4 Thí nghiệm khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc

a Mở máy trực tiếp: Thường dùng cho những động cơ điện công suất nhỏ, tổ nối dây của động cơ điện là Y hay ∆ theo yêu cầu của lưới điện và máy Đóng cầu dao nối động cơ điện và lưới điện, dùng (A) mét và (V) mét quan sát dòng điện và điện

áp trong quá trình mở máy Sơ đồ nối dây như hình 2.3

b Mở máy Y/ ∆ phương pháp này chỉ áp dụng cho động cơ bình thường đã đấu

∆ sơ đồ nối dây như hình 2.4 Lúc đấu cầu dao P2 sang phía phải (nối Y) sau đó đóng cầu dao P1 vào lưới, quan sát thấy dòng điện ổn định, thì đấu cầu dao sang bên trái (nối ∆ ) quan sát dòng điện và điện áp thấy ổn định thì quá trình mở máy coi như hoàn thành Sau khi thí nghiệm so sánh trị số dòng điện mở máy, điện áp sụt trong quá trình

mở may của hai phương pháp này.

P 2

Hình 2.3 Hình 2.4

BÀI THÍ NGHIỆM 3 THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Mục đích

- Giúp cho sinh viên nắm được các chế độ làm việc của máy phát điện một chiều

- Biết cách xây dựng các đường đặc tính của máy phát điện một chiều kích thích độclập

Nội dung

Thí nghiệm không tải để xác định giá trị điện áp không tải U0 và dòng điện kích thíchkhông tải It0, từ đó xây dựng mối quan hệ giữa điện áp không tải U0 và dòng kích thíchkhông tải It0 U0 = f(It0)

Thí nghiệm ngắn mạch để xác định giá trị dòng kích thích It và dòng điện ngắn mạch

ở phần ứng Inm của máy phát khi nối ngắn mạch hai đầu phần ứng

Thí nghiệm đặc tính ngoài là đo các giá trị điện áp phần ứng U và dòng điện phầnứng I khi cho tải thay đổi (tải điện trở)