1. Trang Chủ
  2. Điện - Điện tử
  3. Giáo trình môn học kỹ thuật điện

Giáo trình môn học kỹ thuật điện

Giáo trình Kỹ thuật điện tử được biên soạn dựa theo nhiều tài liệu của những tác giả đã được xuất bản, cập nhật thông tin trên mạng sau đó chọn lọc, tổng hợp mà đặc biệt là bài giảng môn Kỹ thuật điện tử và kinh nghiệm thực tế giảng dạy của tôi. Môn Kỹ thuật điện tử có thể giới thiệu để người đọc thấy được hình ảnh thu nhỏ của lãnh vực điện tử và cần thiết cho những ai muốn tìm hiểu tổng quát về điện tử. Tuy nhiên do chương trình học ở các khoa... Giáo trình kỹ thuật điện PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THU

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện - Điện tử

Số trang 98

Ngày tạo 8/30/2018 1:13:32 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 2.06 M

Tên tệp

Tải Giáo trình môn học kỹ thuật điện (.pdf)

Xem mẫu

  1. Giáo trình kỹ thuật điện
  2. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com BÀI 1: NGUYÊN LÝ CÕ BẢN CỦA MÁY ÐIỆN PHẦN I: MỤC ÐÍCH THÍ NGHIỆM Sau khi hoàn tất bài thí nghiệm anh (ch ị) có thể giải thích sự ho ạt ð ộng của ð ộng cõ và máy phát dự a trên các khái niệm cõ bản của từ trýờng. Anh (chị) có thể giải thích các phép ð o m ômen, tốc ðộ, và công su ất cõ khí với môð un Ðộ ng cõ sõ cấp/ Lự c kế PHẦN II: TÓM TẮT LÝ THUYẾT M ọi ngýời ðều trở n ên quen thu ộc với m ột vài loại ðộ ng cõ, dù chúng là các ð ộng cõ DC nhỏ xíu trang bị trong ðồ chõ i trẻ em, trong ôtô ho ặc các ðộ ng cõ AC trong máy giặt và máy sấy quần áo. Ðộng cõ ð iện cũng ðýợ c sử dụ ng trong q uạt, máy khoan ð iện, bõm và các thiết bị ðiện gia d ụng khác. Nhýng bằng cách n ào các ðộng cõ ðó làm việc ðýợ c, và tại sao chúng quay? tuy nhiên câu trả lờ i thì rất ð õn giản, ðó là sự týõng tác giữa hai từ trýờng. Nếu Anh (chị) có hai nam châm và ðặt 1 nam châm lên trụ c ðể nó có thể q uay ðý ợc, sau ðó di chuyển nam châm th ứ hai vòng quanh nam châm 1. Nam châm 1 sẽ b ị kéo theo nam châm th ứ hai b ởi vì có lực týõng tác từ tồn tại giữ a hai n am ch âm, nhý hình 1-1a. Kết qu ả là nam châm th ứ 1 sẽ q uay ð ồng bộ với nam châm thứ h ai. H ình: 1 -1 GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 1
  3. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình ảnh ðõ n giản của sự týõng tác giữ a hai nam châm ð ýợc biểu diển ở h ình 1-1b. Trong hình vẽ này, nam châm A và B có thể quay tự do trên cùng một trụ c. Khi n am châm A quay, nam châm B quay theo và ngý ợc lại bở i vì tồn tại týõng tác từ giữa chúng. H ình: 1 -2 Hình 1-2a biểu thị cách tạo ra nam châm A bằng việc cho dòng ðiện ði qua cuộ n dây quấn quanh m ột lõi thép, lúc này nam châm A là mộ t nam châm ðiện. Hai ðầu cuộn dây ð ýợc nối kết với ngu ồn ð iện DC ð ể tạo ra dòng ðiện chạy trong cuộ n dây và sản sinh ra các cực từ Nam và Bắc. Khi nam châm ðiện A quay, nam châm B quay theo. Cách sắp xếp này xem n hý không thuận lợi bởi vì ðối týợng thứ nhất (nam châm ð iện) vẫn ph ải quay ðể kéo ðối týợ ng th ứ hai. Hõn nữ a ðể ngãn chặn các dây nố i từ nguồn DC kh ỏi bị xoắn, nguồ n ðiện phải quay cùng tốc ðộ vớ i nam châm ð iện, ðiều này gây ra nhiều b ất lợi. Tuy nhiên, n ếu cự c tính của nguồn DC thay ð ổi nh ý h ình vẽ 1-2b, vị trí củ a cực nam và cực bắc trên nam châm ðiện A thay ð ổi và nam châm B quay ðý ợc 1/2 vòng. Do ð ó cách sắp xếp này cho phép nam châm B quay nh ýng không cần ph ải q uay nam châm ð iện A. Bằng cách nối ghép hai nam châm ðiện, hai nguồ n ðiện DC và thay ðổi cực tính của nguồ n ðiện, ðiều này cho phép nam châm B quay n hýng không ph ải quay b ất kỳ phần tử nào khác. GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 2
  4. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com H ình:1 -3 Hình 1-3 biểu diển cách lắp ðặt lại nam châm ðiện ở hình 1-2 ðể ðạt ðý ợc m ục ðích trên. Khi dòng ð iện ðýợc cung cấp vào hai nam châm ðiện theo thứ tự n hý h ình 1 -3, sẽ tạo ra mộ t nam châm ð iện quay A, kết quả là nam châm B quay theo. Ðó cũng chính là nguyên lý cõ bản của tất cả các loại ðộ ng cõ ð iện quay. Ðể thay ðổ i chiều quay củ a nam châm B ta phải cung cấp dòng ðiện vào các cuộ n dây nam châm nh ý hình 1 -4. GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 3
  5. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com H ình:1 - 4 M áy phát ðiện hoạt ðộng dựa trên nguyên lý cảm ứng ð iện từ của Faraday ð ýợc phát biểu nh ý sau: - Một sức ðiện ðộ ng cảm ứng E xu ất hiện giữa hai ðầu cu ộn dây, nếu từ thông móc vòng qua cuộ n dây là hàm số của thời gian. - Giá trị củ a sức ðiện ðộng cảm ứng tỉ lệ thuận với tố c ð ộ b iến thiên của từ thông. Sức ðiện ðộ ng cảm ứng ð ýợc xác ð ịnh theo công thứ c sau: GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 4
  6. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com  E  N t H ình:1 -5 Nếu nam châm quay ở hình 1-3 và 1-4 quay, các ðý ờng sức từ của nó sẽ gây ra m ột sức ðiện ðộng cảm ứng trong cuộ n dây của nam châm ðiện, nó ðý ợc gọi là cuộn dây stator bở i vì nó không bao giờ q uay. Ðiều này sẽ gây ra dòng ðiện chạy trong cuộ n dây stator khi hai ðầu cuộn dây ðýợ c n ối ngắn mạch, do ðó sản sinh ra m ột từ trýờng khác. Sự týõng tác giữa từ trýờng stator và từ trýờng củ a n am ch âm quay sẽ tạo ra lực cản chuyển ðộng quay của nam châm. Ðây là nguyên lý cõ bản của Dynamometer ðể tạo ra mômen cản. Công cõ khí ðýợc tạo ra bất kỳ khi nào có lực F tác ðộ ng làm di chuyển m ột vật qua mộ t khoảng cách d, và công ðý ợc ðịnh nghĩa bởi công th ức sau: W = F d (Nm) Tý ởng týợng rằng vật thể di chuyển xung quanh m ột trụ c có bán kính r do m ột lực F gây ra. Lúc này Mômen T tác ðộng lên vật ðýợ c xác ðịnh theo công thức: M = F  r (Nm) Nếu vật th ể quay vớ i tốc ðộ n (vòng/phút), thì công cõ h ọc ðýợc tính theo công th ức: P = M  2n/60 = (M  n )/ 9,55 (W) GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 5
  7. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com PHẦN III: NỘI DUNG THÍ NGHIỆM I. NGUYÊN LÝ HOẠT ÐỘNG CỦA ÐỘ NG CÕ SÕ CẤP 1 . Lắp m ạch nhý h ình 1.6 + T + 7 T ES E1 PRIME N MOVER N N Hình 1.6: Mạch ð ộng cõ sõ cấ p 2 . Ðặt các thông số ð iều khiển nhý sau: M ODE Switch…………………………………….PRIME MOVER DISPLAY Switch…………………………………SPEED 3 . Mở ngu ồn cung cấp, ðiều chỉnh ð iện áp ðạt khoảng 10% ð iện áp ðịnh m ức của P RIME MOVER. Ghi lại giá trị ðiện áp E1 và số vòng quay n: E1 =..........................V. n =..........................r/min. Cực tính của vôn kế E1? Polarity of E1 = ......................... Prime mover quay theo chiều nào? Direction of rotation = .......................... 4. Tắt nguồn cung cấp và giữ nguyên ðiện áp. 5 . Hoán ðổ i hai dây nối vào ðiểm 7 và N. Mở ngu ồn cung cấp và ghi lại chiều q uay của ðộ ng cõ: Direction of rotation = .......................... Khi hoán ð ổi vị trí hai dây nố i vào 7 và N thì có sự thay ðổ i gì hiển th ị trên ð ồng hồ N: ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 6. Tắt nguồn cung cấp và vặn núm ðiều chỉnh ðiện áp về zero. 7 . Hoán ðổ i vị trí hai dây nối vào 7 và N 8 . Mở ngu ồn cung cấp và ð iều ch ỉnh ðiện áp từ từ ð ể ðộng cõ sõ cấp tãng tốc ðộ từ 0 ðến 2100 rpm, chia làm 7 býớc mỗ i bý ớc 300 rpm. Ứ ng với mỗi býớc ghi lại giá trị ðiện áp, tố c ðộ và mômen vào Data table. 9 . Sau khi tấ t cả số liệu ðýợc ghi, tắ t nguồ n cung cấp và vặ n núm ðiều chỉnh ðiện áp về zero. GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 6
  8. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 1 0. Trong cửa sổ m àn hình Graph, vẽ ðồ thị b iểu diễn m ối quan hệ giữa tốc ðộ và ð iện áp ðặt vào Prime Mover. Trụ c X là trục ðiện áp, trục Y là trục tốc ðộ PRIME M OVER SPEED (rp m ) PRIME MOVER VOLTAGE (V) Cho biết m ối quan hệ giữa ð iện áp ðặt vào ðộng cõ và tố c ð ộ của ðộng cõ? ......................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 11. Mở nguồn cung cấp và ðặt giá trị ð iện áp khoảng 10%. Trên Prime Mover ð ặt công tắc MODE ở vị trí DYN và quan sát ðộ ng cõ trong vài giây. Có phải ðộ ng cõ n gừng quay không, ðiều ðó ch ứng tỏ rằng n ãng lýợ ng ðã b ị cắt?  P hải  Kh ông 1 2. Trên Prime mover ð ặt công tắc MODE trở về vị trí PRIME MOVER (P.M). Trên Power Supply, ð iều ch ỉnh ðiện áp ðể ðộ ng cõ ðạt tốc ðộ 1500 rpm. 1 3. Trên Prime mover ð ặt công tắc DISPLAY ở vị trí TORQUE (T). Ghi lại giá trị m ômen ma sát TF ð ýợc ch ỉ bở i màn hình DISPLAY. TF (P.M) = .....................Nm. Tại sao giá trị m ômen có dấu âm trong ð ộng cõ quay cùng chiều kim ðồng hồ ? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 14. Tắ t nguồ n cung cấp và ðiều chỉnh ðiện áp về zero. 1 5. Trên màn hình Graph vẽ ð ồ th ị biểu diễn mối quan h ệ giữa tốc ðộ và mômen m a sát ðý ợc ghi trên ð ồng hồ T, dựa vào các số liệu ở býớ c 8. Trục X là trụ c tố c ð ộ, trụ c Y là trục mômen ma sát. GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 7
  9. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com FRICTION TORQUE (Nm) PR I M E M O V E R PRIME MOVER SPEED (rpm) Mô tả sự thay ðổi của mômen ma sát khi tốc ðộ ðộ ng cõ thay ð ổi từ 0 ð ến 2100rpm: ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 16. Hoán ðổ i vị trí hai dây nố i vào ðộ ng cõ tại hai ðiểm 7 và N. Mở nguồn cung cấp và ðiều ch ỉnh ð iện áp ðể ðộ ng cõ ð ạt tốc ðộ 1500 rpm. Có phải mômen hiển thị trên ð ồng hồ T ngýợ c d ấu với mômen trong bảng Data Table ở býớc 8 nhýng có cùng giá trị khi tốc ðộ ð ộng cõ là 1500rpm? P hải Kh ông   1 7. Tắ t nguồ n cung cấp và vặn núm ðiều chỉnh ðiện áp về zero. 1 8. Hoán ðổ i vị trí hai dây nối vào ðộng cõ tại hai ðiểm 7 và N. Dùng dây curoa liên kết PRIME MOVER với ðộng cõ không ðồ ng b ộ b a pha. 1 9. Mở n guồ n cung cấp và ð iều ch ỉnh ðiện áp ð ể Prime Mover quay ðạt tốc ðộ 1 500 rpm. Ghi lại giá trị mômen cản TOPP ðýợc hiển thị trên ð ồng hồ momen T. TOPP =......................Nm. So sánh mômen cản TOPP với mômen ma sát TF ðo ðýợ c ở býớ c 13. Giải thích n gắn gọn tại sao có sự khác nhau giữ a hai giá trị mômen trên. ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 20. Trên màn hình metering chọn ðồ ng h ồ mômen ở chế ðộ correction (C). Ðồ ng h ồ T lúc này chỉ giá trị mômen cản gây ra bở i ðộng cõ không ð ồng bộ ba pha. Ghi lại giá trị mômen này. TOPP(MACHINE) = .......................Nm. GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 8
  10. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Sử dụ ng các giá trị m ômen ð o ð ýợc ở b ýớc này với các giá trị mômen ð o ðý ợc ở bý ớc 19, so sánh giá trị mômen cản gây ra bởi ðộng cõ không ðồ ng bộ (TOPP(MACHINE)) với giá trị tổng mômen cản (TOPP). ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... II: NGUYÊN LÝ HOẠT ÐỘNG CỦA LỰ C KẾ 1 . Lắp m ạch nhý h ình 1.7 IS + I1 1 + T T 7 T T ES E1 PRIME N N DYNAMOMETER MOVER N N N 2 H ình 1.7. Ðộng cõ sõ cấp liên kết với lực kế 2 . Trên bộ Prime Mover/ Dynamometer ðýợ c sử d ụng nhý Prime Mover ðặt các thông số ð iều khiển nhý sau: M ODE Switch………………………………..PRIME MOVER DISPLAY Switch ……………………………SPEED Trên bộ Prime Mover/ Dynamometer ðýợc sử d ụng nhý Dynamometer ðặt các thông số ð iều khiển nhý sau: M ODE Switch………………………………..DYN LOAD CONTROL MODE Switch…………..MAN LOAD CONTROL Knob…………………….MIN DISPLAY Switch…………………………….TORQUE 3 . Chọ n file DCMOTOR 1.dai 4 . Mở ngu ồn cung cấp và ð iều ch ỉnh ðiện áp ð ể Prime Mover ðạt tốc ðộ 1500 rpm. Quan sát giá trị mômen TD ð ýợc hiển thị trên màn hình DISPLAY củ a Dynamometer xấp xỉ bằng zero. Giải thích ngắn gọn tại sao? ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 9
  11. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 5 . Trên Prime Mover ðặt công tắc DISPLAY Switch ở vị trí TORQUE. Ghi lại giá trị mômen cản TOPP ch ỉ trên màn hình DISPLAY của Prime Mover: TOPP = .....................Nm. Giải thích ngắn gọn tại sao giá trị mômen hiển thị trên màn hình DISPLAY của Prime Mover và Dynamometer kh ác nhau mặc dù chúng ðýợ c liên kết cõ khí với nhau. ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... Nguyên nhân gì tạo ra mômen cản tác ð ộng lên trục của Prime Mover ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 6. Trên Dynamometer, ðiều chỉnh từ từ n úm LOAD CONTROL ðể tãng momen từ 0 ðến 1 Nm trong khi tãng tải quan sát tốc ðộ ðýợ c hiển thị ở ðồng h ồ N trên màn h ình Metering. Tố c ðộ ð ộng cõ thay ð ổi nhý th ế nào khi mômen TD tãng từ 0 ðến 1 Nm. ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... Tại sao mômen TD và tốc ðộ n củ a Dynamometer cùng dấu? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 7. Trên Power Supply, ð iều ch ỉnh lại ðiện áp ð ể Prime Mover ðạt tốc ðộ 1500 rpm. Ghi lại giá trị mômen cản TOPP ð ýợc hiển th ị trên màn hình DISPLAY củ a Prime M over: TOPP = ..................Nm. 8. Trên Dynamometer, vặn từ từ núm LOAD CONTROL ð ể m ômen TD ðýợ c chỉ trên màn hình DISPLAY củ a Dynamometer ðạt 2.0 Nm. Trên Power Supply, ðiều chỉnh lại ð iện áp ðể Prime Mover quay ð ạt tốc ðộ 1 5000rpm. Ghi lại giá trị mômen cản TOPP ðýợc hiển thị trên màn hình DISPLAY của Prime Mover: TOPP = ...................Nm. M ômen TOPP thay ðổi nhý th ế n ào khi mômen TD tãng từ 0 ðến 2.0 Nm ? Giải thích ngắn gọn tại sao? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 10
  12. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com So sánh sự thay ðổi của mômen cản TOPP với sự thay ð ổi củ a mômen TM (nhớ rằng TM = - TD ). ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 9. Ðảm bảo mômen TD ðýợ c hiển thị trên màn hình DISPLAY của Dynamometer là 2.0Nm. Trên màn hình Metering, chọn ðồng hồ mômen T ở chế ðộ correction (C). Ðồng hồ mômen T lúc này chỉ mômen TOUT sinh ra trên trục của Prime Mover. Ghi lại giá trị m ômen này. TOUT =....................Nm. Ðiều gì xảy ra khi Anh (chị) ch ọn chế ðộ correction trên ðồng h ồ m ômen T ? Giải thích ngắn gọn tại sao. ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... So sánh momen TOUT với mômen cản TOPP ðo ð ýợc ở b ýớc 8. Giải thích n gắn gọn tại sao mômen TOUT hõ i nh ỏ hõ n so với mômen cản TOPP. ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 10. Tắ t nguồ n cung cấp và ðiều chỉnh ðiện áp về zero. 1 1. Hoán ð ổi vị trí hai dây nố i vào 7 và N. Mở n guồ n cung cấp và ðiều chỉnh ðiện áp ð ể Prime Mover quay ðạt tốc ðộ 1500 rpm. Ghi lại giá trị m ômen TOUT sinh ra trên trục Prime Mover. TOUT = ...................Nm. Ðiều gì xảy ra khi thay ðổi chiều quay của Prime Mover? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 12. Tắ t nguồ n cung cấp và ðiều chỉnh ðiện áp về zero. GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 11
  13. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com III: CÔNG SUẤT, TỔN THẤT VÀ HIỆU SUẤT 1 . Lắp m ạch nhý h ình 1 -8 IS + I1 1 T + T 7 T T ES E1 PRIME N N DYNAMOMETER MOVER N N N 2 Hình 1-8 M ạch ðo công suất, tổn hao và hiệu suất 2 . Trên bộ Prime Mover/ Dynamometer ðýợ c sử d ụng nhý Prime Mover ðặt các thông số ð iều khiển nhý sau: M ODE Switch………………………………..PRIME MOVER DISPLAY Switch ……………………………SPEED Trên bộ Prime Mover/ Dynamometer ðýợc sử d ụng nhý Dynamometer ðặt các thông số ð iều khiển nhý sau: M ODE Switch………………………………..DYN LOAD CONTROL MODE Switch…….…….MAN LOAD CONTROL Knob…………………….M IN DISPLAY Switch…………………………….TORQUE 3 . Mở ngu ồn cung cấp và ð iều ch ỉnh ðiện áp ð ể Prime Mover quay ðạt tốc ð ộ 1500 rpm. Trên Dynamometer, ðiều chỉnh núm LOAD CONTROL ðể m ômen hiển thị trên màn hình Dynamometer ðạt giá trị 1 .0Nm. 4 . Ghi lại tốc ðộ n của Prime Mover và công suất TOUT tạo ra trên trục Prime M over: n = ..................r/min TOUT (P.M) = .....................N.m Tính công suất cõ khí của Pm của Prime Mover theo công thứ c sau: n  TOUT Pm (P.M )  9.55 P m (P.M) = ....................W (Caculated) Ghi lại giá trị công suất Pm trên ð ồng hồ Pm của màn hình Metering. P m (P.M) = ....................W (Measured) GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 12
  14. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com So sánh giá trị công suất Pm ðo ðýợ c và Pm tính toán, chúng có bằng nhau không?  P hải  Không 5 . Ghi lại giá trị công su ất ð iện cu ng cấp cho Prime Mover PIN ð ýợc ch ỉ trên ðồ ng h ồ ð o PQS1. P IN(P.M) = ......................W So sánh giá trị công suất cõ khí Pm sinh ra trên trục Prime Mover và giá trị công suất ðiện PIN(P.M). Công suất tổn hao trên Prime Mover là bao nhiêu: ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 6. Tính hiệu su ất của Prime Mover theo công thứ c sau:   100% Pm PIN  _______ % Ghi lại giá trị hiệu su ất  ðýợc chỉ ở ðồng hồ A trên màn hình Metering.  =....................%. So sánh giá trị hiệu suất ðo ðý ợc và giá trị h iệu su ất tính toán. Chúng có b ằng nhau không?  có  Không 7 . Trên Dynamometer, chỉnh núm LOAD CONTROL về vị trí MIN ðể giá trị m ômen ð ýợc chỉ trên màn hình DISPLAY của Dynamometer xấp xỉ zero.Trên P ower Supply, ð iều chỉnh lại ðiện áp ð ể tốc ð ộ Prime Mover ð ạt 1500 vòng/phút. 8 . Trên Dynamometer, ðiều chỉnh núm LOAD CONTROL ð ể giá trị mômen ðý ợc chỉ trên màn hình DISPLAY tãng từ 0 ðến 2 Nm, chia thành 10 býớc, sau mỗi b ýớc ghi lại tất cả giá trị trên màn hình Metering vào Data table. Sau khi tất cả số liệu ghi xong, lập tức tắ t nguồ n cung cấp. 9 . Trên màn hình Graph, vẽ ðồ thị b iểu diễn mố i quan hệ giữa hiệu suất và công su ất cõ khí sinh ra trên trục Prime Mover. Ch ọn trụ c Y làm trụ c hiệu suất, trục X làm trục công su ất cõ. PR I M E M O V E R EFFICIENCY (%) PRIME MOVER MECHANICAL OUTPUT POWER (W) GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 13
  15. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com M ô tả sự thay ðổi của hiệu su ất khi công suất trên trục ð ộng cõ thay ð ổi: ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... PHẦN IV: KẾT LUẬN P rime Mover cõ b ản là thiết bị chuyển ð ổi ð iện áp - tố c ð ộ. Tố c ðộ và chiều q uay có quan hệ trực tiếp tới biên ðộ và cự c tính của ðiện áp ð ầu vào. Giá trị ðiện áp ð ầu vào càng lớn, thì tố c ð ộ ðộ ng cõ càng lớn. Khi thay ðổi cực tính của ðiện áp ðầu vào thì chiều quay ðộng cõ sẽ thay ðổ i. Anh (ch ị) thấy rằng chiều quay n gýợ c chiều kim ðồ ng h ồ ðýọ c hiển thị bở i giá trị âm. Anh (chị) cũng thấy rằng m ột phần nhỏ mômen cõ ðý ợc sinh ra ðể khử m ômen ma sát TF và dấu củ a mômen thay ðổi khi chiều quay thay ðổi. Anh (ch ị) thấy rằng mômen hiển thị trên màn h ình DISPLAY của Prime Mover là mômen cản, do ðó dấu của mômen cản ngý ợc với d ấu của tố c ð ộ. Mômen cản này tãng lên khi một máy ð iện quay ðýợc liên kết vào Prime Mover. Anh (ch ị) chứ ng minh ðý ợc rằng giá trị m ômen hiển th ị bởi ð ồng hồ T có thể thay ð ổi ðể ðồng hồ T chỉ ð úng giá trị mômen cản gây ra bởi m áy ðiện ð ýợc truyền ð ộng. Anh (chị) cũng phát hiện ra rằng mômen cản gây ra b ởi máy ðiện ðý ợc truyền ð ộng nhỏ hõ n tổng mômen cản tác ð ộng lên Prime M over. Anh (ch ị) thấy rằng, giá trị m ômen ðýợc ch ỉ trên màn hình Dynamometer h oặc trên ð ồng hồ T trên màn hình Metering là mômen mà Prime Mover phải sinh ra ð ể thắng mômen cản do Dynamometer sinh ra. Anh (ch ị) cũng th ấy rằng m ômen này tãng khi mômen cản d o Dynamometer sinh ra tãng ðồng thờ i tốc ðộ của Prime Mover sẽ giảm. Anh (chị) có th ể thay ðổi ch ế ð ộ trên ð ồng hồ T ở m àn h ình Metering ðể ðồng h ồ chỉ ðúng giá trị của mômen cản do Dynamometer sinh ra và mômen này nhỏ h õn so với mômen ðýợ c chỉ trên ð ồng hồ T ở ch ế ð ộ NC (Non-correction) bở i vì nó bao gồm cả mômen mà Prime Mover phải sinh ra ðể khử mômen ma sát của dây ðai TF (BELT) và mômen ma sát của Dynamometer TF (DYN). Anh (ch ị) có thể tính ðýợc công su ất cõ khí sinh ra trên trụ c ð ộng cõ bằng cách sử dụng tốc ðộ và mômen cõ. Anh (ch ị) cũ ng có thể xác ð ịnh ðýợc hiệu su ất b ằng cách lấy tỉ số giữa công su ất cõ ð ầu ra và công suất ðiện ð ầu vào. GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 14
  16. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com BÀI 2: ÐỘNG CÕ MỘT CHIỀU PHẦN 1: MỤC ÐÍCH THÍ NGHIỆM Sau khi hoàn tất bài thí nghiệm Anh (chị) có thể sử dụ ng DC Motor module ð ể minh họa và giải thích các ðặc tính vận hành củ a ð ộng cõ một chiều. PHẦN 2: TÓM TẮT LÝ THUYẾT Sõ ðồ n guyên lý củ a ðộ ng cõ ðiện m ột chiều ðõn giản ðýợc minh họ a ở h ình 2-1. H ình:2 -1 Khi Stator ð ýợc cung cấp nãng lý ợng ð iện b ởi mộ t ngu ồn DC riêng, cố ð ịnh hoặc thay ðổi, lúc này ðộ ng cõ ðý ợc xem là ð ộng cõ kích từ ð ộc lập. Dòng ð iện chảy trong cuộn dây Stator ðýợ c gọ i là dòng kích từ bởi vì dòng ðiện này ð ýợc dùng ð ể tạo ra từ trýờng ph ần cảm. Mối quan hệ ðiện cõ của ðộ ng cõ DC có thể ðýợc hiểu thông qua sõ ðồ mạch týõng ðýõ ng ở hình 2 -2. H ình:2 -2 Trong m ạch này EA (ð iện áp phần ứng) là ðiện áp ðặt lên các ch ổi than, IA là dòng ðiện qua chổ i than hay còn gọi là dòng ðiện ph ần ứng, RA là ð iện trở giữa GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 15
  17. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com các chổi than (ðiện trở ph ần ứng). ERA là ð iện áp rõi trên ðiện trở phần ứng. Khi rotor quay, sức phản ðiện ECEMF tỉ lệ thuận với tố c ð ộ ð ộng cõ ðýợ c sinh ra. Ðộ ng cõ sản sinh ra mômen T tỉ lệ thuận với dòng ðiện phần ứng IA chảy qua ðộ ng cõ. Các ð ặc tính vận hành của ð ộng cõ d ựa trên cõ sở các công thứ c tính tốc ðộ và m ômen ðýợc cho ở bên d ýới. và T = K2 x IA n = K1 x ECEMF Với K1 là h ằng số có ð õn vị r/min/V K2 là hằng số có ðõ n vị Nm/A Khi ðiện áp EA ð ýợc ðặt vào phần ứng của ðộng cõ DC trong trýờ ng h ợp không tải, dòng ðiện phần ứ ng IA chảy trong mạch là hằng số và có giá trị rất thấp. Kết qu ả là ðiện áp rõi ERA rất nh ỏ và có thể bỏ q ua, và sức phản ð iện ECEMF có thể xem nh ý bằng vớ i ðiện áp phần ứng EA. Do ð ó, mối quan h ệ giữa tố c ð ộ ð ộng cõ n và ðiện áp ph ần ứng EA có dạng ð ýờng thẳng bở i vì sức ph ản ð iện ECEMF tỉ lệ thuận với tố c ð ộ ð ộng cõ n. Mối quan hệ tuyến tính này ð ýợc minh h ọa ở h ình 2-3, và ðộ d ốc củ a ð ýờng quan hệ bằng với h ệ số K1. H ình:2 -3 Bở i vì, m ối quan hệ giữa ð iện áp EA và tốc ðộ n là ðýờng th ẳng, m ột ðộ ng cõ DC co th ể xem nhý là thiết bị chuyển ð ổi ð iện áp - vận tố c nhý h ình 2-4. H ình:2 -4 M ối quan hệ týõng tự tồ n tại giữ a mômen T và dòng ðiện phần ứng IA, do ð ó mộ t ðộng cõ DC có thể xem nh ý là thiết b ị chuyển ð ổi dòng ðiện - m ômen. Hình 2-5 minh họ a m ối quan hệ giữ a mômen và dòng ð iện phần ứ ng. Hằng số K2 là ð ộ dố c của ðý ờng quan h ệ. GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 16
  18. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com H ình 2-5 Hình 2.6. minh hoạ ðộ ng cõ nhý là thiết bị chuyển ð ổi d òng ðiện – m ômen. H ình:2-6 Khi d òng ð iện phần ứng IA tãng, ð iện áp rõi ERA = RA x IA trên ðiện trở p hần ứng tãng và không th ể b ỏ q ua. Kết quả là, ð iện áp ph ần ứng lớn hõn sức ph ản ð iện ECEMF và bằng tổ ng của sức phản ð iện ECEMF với ERA. Do ðó, khi ðiện áp ph ần ứng EA ðýợc ðặt vào ðộng cõ, ð iện áp rõi ERA tãng khi d òng phần ứng tãng và gây ra sự sụt giảm sức phản ðiện ECEMF. Ðiều này làm cho tốc ðộ ðộng cõ n giảm vì nó tỷ lệ thuận với sức ph ản ðiện ECEMF. H ình 2-6 Có thể thay ðổi ð ặc tính của ðộng cõ một chiều kích từ ð ộc lập bở i việc thay ðổ i từ trý ờng cực từ Stator. Ðiều này có th ể th ực hiện ðýợ c b ởi việc thay ðổi d òng kích từ. Mộ t biến trở nối nối tiếp với cu ộn dây kích từ ðể thay ðổi dòng kích từ. GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 17
  19. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com MOTOR SLOPE K2 SPEED n SLOPE K1 (r/min) DECREASES MOTOR TORQUE INCREASES WHEN IF IS (N.n OR ibf.in) ) WHEN IF IS DECREASED DECREASED BELOW ITS BELOW ITS NOMINAL NOMINAL VALUE VALUE ARMATURE ARMATURE VOLTGE EA CURRENT IA (V) (A) H ình:2 -7 Hình 2-7 Minh họa sự thay ðổi ð iện áp và mô men khi dòng ð iện phần ứng của ðộ ng cõ kích từ ðộc lập có giá trị nhỏ hõn giá trị ðịnh m ức. Hằng số K1 trở n ên lớn h õn và h ằng số K2 trở nên nhỏ h õn. Ðiều này có ngh ĩa là ð ộng cõ có thể q uay với tố c ð ộ cao hõn nhý ng không výợt quá giá trị ð ịnh m ức củ a ð iện áp ph ần ứ ng. Tuy nhiên mômen do ðộ ng cõ sinh ra không výợt qua giá trị m ômen ð ịnh m ức và bị giảm. Có thể ð iều ch ỉnh tãng giá trị dòng ðiện kích từ cao h õn giá trị ð ịnh m ức trong m ột khoảng thời gian ngắn. Lúc này tác ð ộng củ a dòng kích từ lên tốc ðộ và m ômen ð ộng cõ sẽ bị ð ảo ngý ợc so với trýờ ng h ợp ð iều ch ỉnh giảm dòng kích từ, có nghĩa là hằng số K1 trở n ên nhỏ hõn và hằng số K2 trở nên lớn hõn. Kết quả là, ð ộng cõ sẽ sản sinh ra mômen lớ n hõ n trong th ời gian ngắn ð ó, nhýng tố c ð ộ ðộ ng cõ sẽ giảm. Gia tãng dòng ðiện kích từ khi ðộng cõ khở i ðộng sẽ cho mômen mở m áy cao hõn, thời gian khởi ð ộng ngắn lại. Trong ð ộng cõ kích từ nối tiếp có cuộn dây kích từ nối n ối tiếp với cu ộn d ây ph ần ứ ng nhý h ình 2 -8. Ðộ lớ n củ a từ trýờng ph ần cảm thay ðổi sẽ làm thay ð ổi dòng ð iện phần ứng. Kết qu ả là, K1 và K2 thay ðổ i khi dòng ðiện ph ần ứ ng thay ðổ i. Hình 2-8 biểu diễn ðồ thị diển tả mối quan hệ không tuyến tính (dạng h ypebol) giữa tốc ðộ và mômen khi ðiện áp ph ần ứng cố ðịnh. Ðộng cõ kích từ nối tiếp cung cấp mômen kh ởi ðộ ng lớ n và mộ t vùng tố c ð ộ rộng ðể ðiều chỉnh khi nó ðýợc cung cấp mộ t ðiện áp cố ð ịnh. Tuy nhiên, tốc ð ộ, mômen và dòng ðiện ph ần ứng ph ụ thuộc vào tải cõ khí ðặt lên ðộng cõ. Bở i vì ð ýờng quan h ệ giữa mômen và tốc ð ộ có dạng không tuyến tính nên rất khó vận h ành ð ộng cõ ở m ột tố c ðộ cố ðịnh khi tải ðặt lên trục ðộng cõ d ao ðộng. Hõ n nữ a, d òng ðiện phần ứng ph ải ð ýợc giớ i hạn ðể tránh h ý hỏ ng ð ộng cõ khi khở i ðộ ng. Tóm lại, ðộ ng cõ kích từ nố i tiếp không bao giờ ðýợ c phép vận hành ở chế ðộ không tải b ởi vì tốc ðộ ðộng cõ vý ợt quá giá trị cho phép sẽ rất nguy hiểm. GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 18
  20. PHÒNG THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ÐIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com H ình:2 -8 Ðộng cõ kích từ song song là ðộng cõ có cu ộn dây kích từ n ối song song với phần ứng, cả h ai cuộ n dây ðýợc nố i ðến nguồ n DC nhý hình 2-9. Với ðiện áp p hần ứng cố ðịnh, quan hệ giữa tốc ðộ và mômen gần giống quan h ệ giữa tốc ðộ và mômen củ a ð ộng cõ kích từ ð ộc lập. Giống nh ý ðộng cõ kích từ ð ộc lập, hằng số K1 và K2 của ðộ ng cõ kích từ song song có thể thay ðổi bằng việc thay ðổ i dòng ð iện kích từ q ua biến trở kích từ. Tuy nhiên, rất khó thay ð ổi tốc ðộ củ a ð ộng cõ kích từ song song bởi việc thay ðổi ðiện áp phần ứ ng, b ởi vì ðiều này sẽ thay ðổi d òng kích từ. H ình:2 -9 Ðiều thuận lợ i lớn nhất của ðộ ng cõ kích từ song song là ch ỉ cần một nguồn DC ðể cung cấp nãng lýợ ng cho cả hai cuộ n dây kích từ và cuộn dây ph ần ứ ng. Hõn nữa, tốc ðộ ðộng cõ thay ðổi rất ít khi tải ðặt lên trục ðộng cõ thay ðổi. Tuy n hiên, ð ộng cõ kích từ song song có khoảng ðiều ch ỉnh tốc ðộ h ẹp b ởi vì không thể thay ð ổi tố c ð ộ ðộ ng cõ bằng cách thay ð ổi ðiện áp phần ứng. Dòng ð iện ph ần ứ ng phải ðý ợc giới hạn ðể tránh hý h ỏng ðộ ng cõ khi ðộng cõ khởi ðộng. Tóm lại, khi ð ộng cõ kh ởi ðộ ng ngẫu nhiên, dòng ðiện kích từ IF b ằng zero, tốc ð ộ ðộ ng cõ tãng rất nhanh, và ðộ ng cõ bị vý ợt tố c nhý h ình 2-9. GIÁO TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT ÐIỆN 2 Trang 19
nguon tai.lieu . vn
Kiến trúc - Xây dựng Tự động hoá Điện - Điện tử Kĩ thuật Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Năng lượng Hoá dầu Hoá học Sinh học