TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THÍ NGHIỆM máy điện

Trước khi làm thí nghiệm lần đầu tiên, sinh viên phải nghiên cứu trước hết phần mở đầu của tập thí nghiệm này để biết cách thức làm một bài thí nghiệm Máy điện.. - Trước khi làm thí nghi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KĨ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN

KHOA ĐIỆN

Bộ môn Thiết bị điện

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM

HỌC PHẦN: MÁY ĐIỆN

Thái nguyên 2019

Mở đầu

I Nhiệm vụ chuẩn bị trước ở nhà của học sinh

1 Trước khi làm thí nghiệm lần đầu tiên, sinh viên phải nghiên cứu trước hết phần mở đầu của tập thí nghiệm này để biết cách thức làm một bài thí nghiệm Máy điện

2 Khi chuẩn bị một thí nghiệm sinh viên phải nghiên cứu kỹ mục đích yêu cầu, nội dung, phương pháp và những điều cần chú ý của mỗi bài thí nghiệm, cụ thể là những vấn đề sau:

- Mục đích thí nghiệm

- Sơ đồ thí nghiệm

- Yêu cầu và trình tự thí nghiệm

- Những điểm cần chú ý trong quá trình thí nghiệm

3 Khi chuẩn bị nên suy nghĩ hoặc đặt câu hỏi về những vấn đề có thể xảy ra khi thí nghiệm và phương pháp giải quyết Cần có khái niệm sơ bộ về kết quả thí nghiệm để cho khi làm thí nghiệm khỏi bỡ ngỡ và thực hiện thí nghiệm, thao tác được nhanh hơn, chính xác hơn

4 Sau khi chuẩn bị xong nên trao đổi ở nhóm thí nghiệm về những vấn đề chưa được

rõ trong nội dung thí nghiệm và thảo luận những câu hỏi gợi ý nêu trong bài thí nghiệm để hiểu vấn đề được sâu sắc hơn

II Nhiệm vụ của học sinh và giáo viên hướng dẫn trong phòng thí nghiệm

*) Đối với giáo viên: Phải ăn mặc gọn gàng, lịch sự Kiểm tra sự chuẩn bị bài của các

sinh viên trước khi vào thực hiện bài thí nghiệm

- Hướng dẫn tận tình, chu đáo, làm chủ được bài thí nghiệm

- Khi tiến hành thí nghiệm cần phân công công việc cho từng thành viên trong nhóm: người thao tác, người đọc và ghi kết quả thống nhất về phương pháp và các bước thực hiện thí nghiệm

- Trước khi làm thí nghiệm cán bộ hướng dẫn thí nghiệm sẽ tiến hành giới thiệu thiết bị thí nghiệm, phương pháp nối dây, kiểm tra sơ đồ nối dây và kiểm tra sự chuẩn

bị nội dung bài thí nghiệm của từng sinh viên trong nhóm Chỉ sau khi trả lời của sinh viên đạt yêu cầu mới cho phép tiến hành làm thí nghiệm

*) Đối với sinh viên:

- Sinh viên phải có mặt tại phòng thí nghiệm đúng giờ quy định

- Khi vào phòng thí nghiệm sinh viên phải đeo thẻ sinh viên

- Ghi tên, nhóm, lớp, bài thí nghiệm vào sổ theo dõi thí nghiệm

- Tuyệt đối tuân thủ sự hướng dẫn của cán bộ hướng dẫn thí nghiệm

- Sinh viên phải chuẩn bị nội dung thí nghiệm, mục đích yêu cầu thí nghiệm trước khi đến phòng thí nghiệm Sinh viên sẽ không được làm thí nghiệm nếu cán bộ hướng dẫn xét thấy việc chuẩn bị của sinh viên chưa đạt yêu cầu

- Khi tiến hành thí nghiệm cần phân công công việc cho từng thành viên trong nhóm: người thao tác, người đọc và ghi kết quả thống nhất về phương pháp và các bước thực hiện thí nghiệm

- Giữ gìn trật tự, vệ sinh và an toàn lao động trong quá trình thí nghiệm

- Nghiêm chỉnh chấp hành nội quy phòng thí nghiệm

III Phương pháp thí nghiệm:

1 Trước hết sinh viên phải tìm hiểu về các thiết bị thí nghiệm: Gồm máy điện, các thiết bị đo đếm, các thiết bị trợ giúp và ghi lại các số liệu cần thiết: thông số định mức của Máy điện, thông số của dụng cụ đo Kiểm tra bề ngoài của thiết bị xem có bình thường không

2 Nối dây theo sơ đồ bài thí nghiệm: Khi nối dây phải chú ý bố trí thiết bị, dây nối cho hợp lý, rõ ràng, gọn để dễ kiểm tra Nối xong cần báo cho cán bộ hướng dẫn biết để kiểm tra lại

3 Chỉ sau khi cán bộ hướng dẫn thí nghiệm kiểm tra sơ đồ đấu dây xong và cho phép thì mới được đóng điện và tiến hành thí nghiệm

4 Khi làm thí nghiệm cần tiến hành theo trình tự đã nghiên cứu sẵn và quan sát trạng thái làm việc của thiết bị Nếu không thấy gì khác thường thì đọc và ghi lại kết quả các trị số đo

5 Khi đo, ghi các trị số đo cần chú ý:

- Giới hạn phạm vi (thang đo) của dụng cụ đo

- Đọc các kết quả đo cùng thời điểm

- Số giá trị đo cần lấy tuỳ theo yêu cầu của thí nghiệm

- Luôn luôn chú ý xem sự biến động của kết quả đo có phù hợp không

6 Đảm bảo sự thống nhất về thao tác, đọc ghi kết quả đo và trách nhiệm của từng thành viên trong nhóm, tránh ồn ào

7 Khi phát hiện có sự bất thường hoặc sự cố trong thí nghiệm thì phải báo ngay cho cán bộ hướng dẫn thí nghiệm, đồng thời phân tích nguyên nhân và cách khắc phục Sau khi thí nghiệm xong phải đưa kết quả cho cán bộ hướng dẫn thí nghiệm kiểm tra, phân tích, hiệu chỉnh, đánh giá kết quả rồi mới thu dọn bàn thí nghiệm

IV Đánh giá, xử lý kết quả thí nghiệm và báo cáo thí nghiệm

- Hiệu chỉnh lại số liệu đo được hoặc số liệu tính được từ kết quả đo và ghi vào một bảng riêng nếu cần thiết

- Những thông số, kết quả cần báo cáo mà phải tính toán thì viết rõ công thức tính bằng chữ, trị số thay thế và kết quả Những số liệu để vẽ đồ thị cần được ghi thành một bảng

- Vẽ đồ thị: Kí hiệu, đơn vị các trục toạ độ phải rõ ràng, đánh dấu các toạ độ điểm đo Đồ thị phải là một đường trơn (hình a) không gẫy khúc (hình b)

Đồ thị phải đi qua phần lớn các điểm đo, hoặc ở lân cận phần lớn các điểm đo

- Phân tích và đánh giá kết quả thí nghiệm: Sau mỗi thí nghiệm sinh viên phải cho nhận xét đơn giản đối với kết quả thí nghiệm, so sánh giữa kết quả thí nghiệm với lý thuyết

- Báo cáo thí nghiệm được viết một mặt trên khổ giấy A4, đóng quyển, bìa được trình bày theo mẫu quy định Mỗi sinh viên có một quyển báo cáo riêng Sau mỗi đợt thí

nghiệm sinh viên làm báo cáo thí nghiệm và nộp lại cho giáo viên hướng dẫn thí nghiệm chấm

Hình a Hình b

V Tổ chức đánh giá, bảo vệ thí nghiệm

Bộ môn hay tập thể cán bộ hướng dẫn thí nghiệm tổ chức đánh giá điểm thí nghiệm cho từng sinh viên thông qua một trong các hình thức sau:

- Kết quả điểm dựa trên sự tham gia đóng góp tích cực trong quá trình thí nghiệm và nội dung báo cáo thí nghiệm của từng sinh viên

- Chấm điểm theo hình thức bảo vệ vấn đáp

Bộ môn Thiết bị điện

Y

21

BÀI 1 THÍ NGHIỆM MÁY BIẾN ÁP 1 PHA I.1 Mục đích của bài thí nghiệm

- Làm quen với một vài thiết bị và dụng cụ đo, kiểm tra

- Biết cách lắp ráp mạch điện đơn giản gồm một vài thiết bị và dụng cụ đo,

- Kiểm tra các tham số kỹ thuật của máy biến áp thí nghiệm, lấy được các thông số

để xây dựng đặc tính không tải, đặc tính ngắn mạch từ đó xác định được các tham số của máy biến áp một pha Lấy được các thông số để xây dựng đặc tính ngoài của máy biến áp một pha

- Tìm hiểu và kiểm nghiệm điều kiện ghép song song hai máy biến áp một pha

I.2 Cơ sở lý thuyết

Theo nội dung lý thuyết phần máy biến áp và cách xác định các thông số của máy biến áp thông qua thí nghiệm

I.3 Thí nghiệm

I.3.1 Sơ đồ thí nghiệm:

Sơ đồ thí nghiệm thực trên hệ thống

Hình 1.1 Sơ đồ đấu dây thí nghiệm không tải và ngắn mạch của máy biến áp 1 pha Giới thiệu thiết bị phục vụ bài thí nghiệm:

Một biến áp tự ngẫu (BATN), biến áp thí nghiệm một pha (BA), đồng hồ đa năng MFM383, vôn mét xoay chiều, Áp tô mát ATM2, các công tắc K và tải R, L, C

I.3.2 Nội dung thí nghiệm:

a Tìm hiểu tham số định mức của các máy biến áp, sơ đồ nối dây, lựa chọn các đồng hồ đo với thang đo phù hợp

b Thí nghiệm không tải:

Trình tự thí nghiệm:

Để hở mạch các công tắc tải K, biến áp tự ngẫu (BATN) để ở vị trí 0

Cấp nguồn cho bộ thí nghiệm: Đóng áp tô mát nguồn ATM1, ấn nút ấn ON, đèn L1,

L2, L3 sáng, sau đó đóng áp tô mát bộ thí nghiệm ATM2

Lựa chọn hiển thị trên đồng hồ MFM383: Ấn nút P trên đồng hồ 2 lần, đến phần hiển hiện công suất tác dụng kW Ấn nút VAF một lần để hiện thị điện áp U0, dòng điện I0

Hình 1.2 Màn hình hiển thị trên đồng hồ MFM383

Ấn nút VAF một lần để hiện thị điện áp U0, dòng điện I0 và tần số của nguồn cấp

Điều chỉnh biến áp tự ngẫu tăng từ từ điện áp đặt vào cuộn sơ cấp của biến áp thí nghiệm BA từ (0 - 1,2) Uđm, mỗi lần tăng đọc giá trị U0, I0 và P0 tương ứng trên đồng

hồ đo V1, MFM383 và ghi vào bảng sau:

nên đọc trên thang đo của A1 có thể không chính xác

Tính toán các tham số không tải:

m m

m

dm

X z

I

P Z

1

dm dm

dm dm

U U U

I

I I

U

P

1 0 20

1dm 1

0 1

0 0 0

100

% I

k là tỉ số biến đổi điện áp của máy biến áp, được xác định

thông qua vôn mét V1,V2 khi U0 = U1đm

c Thí nghiệm ngắn mạch:

Trình tự thí nghiệm:

Biến áp tự ngẫu (BATN) để ở vị trí 0, nối ngắn mạch thứ cấp máy biến áp BA Đóng ATM2, điều chỉnh từ từ máy biến áp tự ngẫu để tăng dần điện áp đặt vào cuộn sơ cấp máy biến áp, quan sát đồng hồ MFM383 sao cho dòng ngắn mạch In < 1,2 I1đm Mỗi lần tăng đọc các giá trị In, Un, Pn tương ứng trên các đồng hồ V1, MFM383 Kết quả ghi bảng sau:

Xác định các thông số ngắn mạch Un, Pn khi In = I1đm và tính:

2 n 2 n

2 1 n 1

RX

R

dm n dm

n

I

P I

U z

Điện trở ngắn mạch cần được quy đổi về 750C

0 mt n

Z

% 100U

X

% 100U

R

%

1dm

n75 1

1dm

n 1

1dm

n75

n dm

nx dm

nr

I U

I U

I

d Xây dựng đặc tính ngoài:

Sơ đồ đấu dây của bài thí nghiệm

Hình 1.5 Sơ đồ đấu dây bài thí nghiệm đặc tính ngoài của máy biến áp 1 pha

Trình tự thí nghiệm: Các công tắc K mở hết, biến áp tự ngẫu (BATN) ở vị trí 0

- Đóng ATM2, điều chỉnh biến áp tự ngẫu sao cho điện áp đặt vào cuộn sơ cấp BA bằng U1đm (và giữ cho U1 luôn bằng định mức trong quá trình thí nghiệm) Lần lượt đóng tải thông qua các công tắc K, mỗi lần đóng tải đọc các trị số U2, I2 trên các đồng

hồ đo V2, MFM383 và ghi trị số vào bảng sau:

0Hình1.6 Dạng đặc tính ngoài của máy biến áp

Muốn ghép hai máy biến áp làm việc song song cần phải kiểm tra các điều kiện về tỉ

số biến đổi k, Un, tổ nối dây của từng máy biến áp

Việc xác định k, Un của từng máy biến áp tiến hành thông qua thí nghiệm không tải và ngắn mạch như trên Còn xác định tổ đấu dây của máy biến áp một pha chính là xác định kí hiệu (hay cực tính) đầu dây của các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp Phương pháp tiến hành như sau:

Nối hai đầu bất kì của hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp với nhau Đặt điện áp xoay chiều U1 = 100V vào một cuộn, đo điện áp cuộn dây kia và điện áp toàn phần của cả hai cuộn

Nếu điện áp toàn phần bằng tổng điện áp của hai cuộn thì hai đầu nối với nhau khác kí hiệu (đầu đầu, đầu cuối), nếu điện áp toàn phần bằng hiệu điện áp hai cuộn thì hai đầu nối với nhau cùng kí hiệu

Hình 1.7 Sơ đồ đấu dây xác định ký hiệu (hay cực tính) của các cuộn dây sơ cấp và thứ

cấp của máy biến áp Ghép song song hai máy biến áp với các đầu cùng kí hiệu đã xác định ở trên với nhau theo sơ đồ sau:

Hình 1.8 Sơ đồ ghép nối song song 2 máy biến áp

+ Đóng áp tô mát ATM2 cấp một điện áp thích hợp vào cuộn sơ cấp 2 máy, nếu vôn mét chỉ 0 chứng tỏ sơ đồ nối là đúng, cắt cầu dao và nối hai đầu thứ cấp hai máy biến áp còn lại (đường nét đứt) với nhau và nối với tải

+ Đóng lại áp tô mát ATM2 rồi lần lượt đóng tải và quan sát sự phân phối tải giữa hai máy thông qua đồng hồ A1, A2

Kết quả xác định kí hiệu (hay cực tính) đầu dây của các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp như sau

I.3.3 Những chú ý khi làm thí nghiệm:

- 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%U1đm ) nên cần chọn đồng

hồ V 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

I.3.4 Yêu cầu báo cáo:

1 Vẽ đồ thị quan hệ P0 = f(U0) khi I2 = 0 và I0 = f(U0) khi I2 = 0

5 Thí nghiệm ghép song song máy biến áp một pha:

Nhận xét về phân phối tải giữa 2 máy biến áp

BÀI 2

MÁY BIẾN ÁP BA PHA I.1 Mục đích thí nghiệm

- Làm quen với một vài thiết bị và dụng cụ đo, kiểm tra

- Biết cách lắp ráp mạch điện đơn giản gồm một vài thiết bị và dụng cụ đo

- Biết cách xác định cực tính của các cuộn dây của máy biến áp 3 pha

- Biết cách kiểm nghiệm, xác định các tổ nối dây của máy biến áp ba pha

I.2 Cơ sở lý thuyết

Theo nội dung lý thuyết phần tổ nối dây của máy biến áp và máy biến áp làm việc ở chế độ không đối xứng

I.3 Thí nghiệm

I.3.1 Giới thiệu thiết bị phục vụ thí nghiệm

+ Tổ máy biến áp ba pha

+ Máy biến áp ba pha ba trụ

+ MBA tự ngẫu ba pha

+ 4 đồng hồ Ampemét xoay chiều

+ 1 vạn năng kế

+ 1 Oát mét một pha

+ Cầu dao

I.3.2 Nội dung thí nghiệm

1 Tìm hiểu cấu tạo MBA 3 pha, tổ MBA 3pha, MBA tự ngẫu 3 pha

2 Xác định tổ nối dây của máy biến áp ba pha:

Giả thiết với một MBA ba pha hoặc tổ MBA ba pha với 12 đầu dây được đưa

ra, để đấu các đầu dây theo một tổ đấu dây nào đó thì trước hết cần xác định đúng các đầu đầu và các đầu cuối của các pha phía sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp Muốn vậy cần:

+ Phân biệt đầu dây dẫn ra của cao áp và hạ áp thông qua tiết diện của chúng + Xác định hai đầu dây của một cuộn dây nhờ đồng hồ vạn năng để ở thang đo điện trở

+ Xác định hai cuộn dây pha tương ứng của cao áp và hạ áp ( với tổ MBA ba pha thì đã biết ).Việc xác định bằng cách đặt điện áp xoay chiều U1đm vào một pha dây quấn cao áp, dùng đồng hồ vạn năng để ở thang V đo lần lượt điện áp trên các cuộn dây hạ áp Điện áp cuộn dây nào đúng bằng U2đm thì cuộn đó cùng thứ tự pha với cuộn cao áp Tiến hành như vậy với các pha còn lại

+ Xác định cực tính ( các đầu đầu và các đầu cuối ) của các cuộn dây pha Nguyên tắc xác định như sau:

Nối nối tiếp hai cuộn dây bất kì và đặt một điện áp xoay chiều vào một cuộn dây, sau đó dùng đồng hồ vạn năng đo điện áp trên hai cuộn dây Nếu điện áp trên hai đầu bằng tổng điện áp trên hai cuộn dây thì:

- Nếu hai cuộn dây cùng thứ tự pha (được quấn trên cùng một trụ) thì ở vị trí nối một

sẽ là đầu đầu, một đầu sẽ là đầu cuối

- Nếu hai cuộn dây khác trụ thì ở vị trí nối hai cuộn dây hoặc cùng là đầu đầu hoặc cùng là đầu cuối

Trường hợp là hiệu điện áp hai cuộn dây thì ngược lại

Lấy kí hiệu một cuộn dây làm chuẩn dựa vào nguyên tắc trên ta có thể xác định các đầu đầu và các đầu cuối của các cuộn dây còn lại

Sau khi đã xác định xong các đầu đầu và các đầu cuối của các cuộn dây ta nối máy biến áp theo các tổ đấu dây  / -11 và  /  - 12

Hình 2.1 Sơ đồ đấu dây của biến áp xoay chiều ba pha theo các tổ nối dây / - 12 và

V

Tổ đấu dây Công thức kiểm nghiệm Tổ đấu

Trong trường hợp chung khi không biết máy biến áp đấu theo tổ đấu dây nào, bằng cách đo các thành phần điện áp như trên, sau đó áp dụng các biểu thức tính toán ở bảng trên để xác định tổ đấu dây( ở phần này cán bộ hướng dẫn có thể nối một tổ đấu dây bất kì, sinh viên bằng phương pháp thí nghiệm đo các thành phần điện áp như trên

để xác định tổ đấu dây)

BÀI 3 ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔ TO LỒNG SÓC

I.1 Mục đích của bài thí nghiệm

- Làm quen với một vài thiết bị và dụng cụ đo, kiểm tra

- Biết cách lắp ráp mạch điện đơn giản gồm một vài thiết bị và dụng cụ đo, kiểm tra các tham số kỹ thuật cơ bản của động cơ không đồng bộ được gắn trên mác của động

cơ

- Đo được điện trở dây quấn các pha của động cơ

- Kiểm nghiệm tác dụng của việc khởi động động cơ qua máy biến áp tự ngẫu

- Xác định được các thông số không tải của động cơ (U0, I0, P0) từ đó xây dựng được đặc tính không tải của động cơ và tính toán được các tham số không tải của động cơ

- Xác định được các thông số ngắn mạch của động cơ (Un, In, Pn) từ đó xây dựng được đặc tính ngắn mạch của động cơ và tính toán được các tham số ngắn mạch của động

cơ

I.2 Cơ sở lý thuyết

Theo nội dung lý thuyết phần máy điện không đồng bộ và bài cách xác định các thông

số của động cơ không đồng bộ thông qua thí nghiệm

I.3 Thí nghiệm

I.3.1 Giới thiệu thiết bị phục vụ bài thí nghiệm

ATM2: Áp tô mát

BATN: Biến áp tự ngẫu ba pha

ĐC: Động cơ không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc

MFM383: Đồng hồ đa năng

A: Đồng hồ Ampemét

V: đồng hồ Vônmét

I.3.2 Nội dung bài thí nghiệm

a Đo điện trở dây quấn pha stato

Dùng đồng hồ vạn năng ở thang 1  đo lần lượt điện trở các đầu dây quấn pha A-X, B-Y và C-Z rồi lấy trị số trung bình

Sử dụng nguồn một chiều: Cho dòng một chiều lần lượt vào các cuộn dây pha A-X,

B-Y, C-Z và đo điện áp, dòng điện tương ứng trên mỗi cuộn rồi tính:

C

Z C Z C B

Y B Y B A

X A X A

I

UR

I

UR

I

U

Lấy điện trở trung bình của cả ba pha

Quy đổi điện trở dây quấn pha về 750 C

Kết quả thí nghiệm ghi vào bảng sau

RA-X () RA-X () RA-X () RTB () RTB75 ()

b Mở máy động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc

Sơ đồ mở máy: