Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm môn Máy điện

61 trang haiha333 07/01/2022 3790

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm môn Máy điện", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

tai_lieu_huong_dan_thi_nghiem_mon_may_dien.pdf

Nội dung text: Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm môn Máy điện

ÂAÛI HOÜC ÂAÌ NÀÔNG TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA KHOA ÂIÃÛN BÄÜ MÄN : ÂIÃÛN CÄNG NGHIÃÛP ¶ · Taìi liãûu hæåïng dáùn thê nghiãûm MAÏY ÂIÃÛN Hoü vaì tãn sinh viãn: Låïp : Ngaìy TN : Thê nghiãûm cuìng nhoïm våïi caïc sinh viãn: 1. 2. 3. 4. 5. Tháöy giaïo hæåïng dáùn: Nàm 2005
Hæåïng dáùn thê nghiãûm - Pháön hæåïng dáùn sæí duûng Trang 1 LÅÌI NOÏI ÂÁÖU Gi¶ng d¹y trªn c¬ së c«ng nghÖ m¸y tÝnh ngµy cµng ®−îc ¸p dông réng r·i trong lÜnh vùc gi¸o dôc vaì viãûc æïng duûng s¶n phÈm LVSIM vaìo thê nghiãûm lµ tiÕp cËn våïi cäng nghã û nµy. HÖ thèng thu thËp vµ qu¶n lý d÷ liÖu Lab-Volt (LVDAM), mét thµnh viªn cña hä LVSIM lµ mét thiÕt bÞ hoµn chØnh ch¹y trªn c¸c m¸y tÝnh IBM 386 t−¬ng thÝch trë lªn trong m«i tr−êng hÖ ®iÒu hµnh Microsoft Windows. C¸c “ThiÕt bÞ ¶o” (V«n mÐt, Ampe mÐt, Wo¸t mÐt, Oscilloscope vµ bé ph©n tÝch pha) cho phÐp ng−êi h−íng dÉn kh¶ n¨ng diÔn gi¶i dÔ dµng c¸c kh¸i niÖm liªn quan tíi ®iÖn n¨ng mµ cho tíi nay chØ cã thÓ thÓ hiÖn b»ng s¸ch vë truyÒn thèng vµ c¸c h×nh vÏ. HÖ thèng LVDAM dïng mét m«dun giao diÖn thu thËp d÷ liÖu quen thuéc Data Acquisition Interface (DAI) ®Ó kÕt nèi c¸c m«dun cña hÖ thèng ®iÖn c¬ Lab-Volt víi mét m¸y tÝnh PC. PhÇn mÒm chuyªn dông chuyÓn d÷ liÖu cña m«dun DAI tíi c¸c thiÕt bÞ ¶o cho phÐp ®o c¸c ®¹i l−îng chuÈn nh− ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, c«ng suÊt vµ c¸c th«ng sè ®iÖn kh¸c. H¬n n÷a, hÖ thèng cßn cã nhiÒu kh¶ n¨ng s½n cã kh¸c nh− quan s¸t d¹ng sãng, ph©n tÝch pha, l−u tr÷ d÷ liÖu vµ kh¶ n¨ng thÓ hiÖn c¸c ®å thÞ còng nh− chøc n¨ng lËp tr×nh, cã phÇn mÒm h−íng dÉn sö dông ®i kÌm. HÖ thèng ®iÖn c¬ dïng thiÕt bÞ thÝ nghiÖm ¶o (EMS VLE), mét thµnh viªn kh¸c cña hä LVSIM, lµ mét phÇn mÒm m« pháng chÝnh x¸c hÖ thèng ®iÖn c¬ Lab-Volt (EMS). Còng nh− hÖ thèng LVDAM, EMS VLE ch¹y trªn c¸c m¸y tÝnh IBM 386 t−¬ng thÝch tråí lãn trong m«i tr−êng ®iÒu hµnh Microsoft Winodows. M«i tr−êng lµm viÖc EMS VLE trªn mµn h×nh m¸y tÝnh lµ mét phßng thÝ nghiÖm gièng nh− mét hÖ thèng EMS thùc. C¸c m«dun t−¬ng øng nh− trong hÖ thèng EMS cã thÓ ®−îc cµi ®Æt trong phßng thÝ nghiÖm EMS VLE vµ kÕt nèi chóng lµ c¸c d©y dÉn t¹o thµnh m¹ch. Gièng nh− trong hÖ thèng EMS, kÝch thÝch ho¹t ®éng vµ ®¸p øng cña c¸c m¹ch ®iÖn ®−îc m« pháng trong phßng thÝ nghiÖm EMS VLE cã thÓ quan s¸t trªn c¸c thiÕt bÞ ®o ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, tèc ®é vµ m«men. Taìi liãûu hæåïng dáùn thê nghiãûm naìy bao gäöm caïc pháön chênh sau : Pháön I : Hæåïng dáùn sæí duûng pháön mãöm thê nghiãûm Lab-Volt. Pháön II : Caïc baìi thê nghiãûm Maïy âiãûn I vaì II. Taìi liãûu naìy do Tráön Vàn Chênh, Nguyãùn Häöng Anh, Nguyãùn Xuán Hoìa, Buìi Táún Låüi, Lã Vàn Quyãûn, Nguyãùn Vàn Táún åí nhoïm chuyãn män Âiãûn Cäng Nghiãûp viãút dæûa trãn cå såí cuía taìi liãûu thê nghiãûm Lab-Volt. Trong quaï trçnh biãn soaûn coï thã ø coìn thiãúu soït, nhoïm chuyãn män Âiãûn Cäng Nghiãûp mong nháûn âæåüc sæû âoïng goïp yï kiãún cuía âäng âaío baûn âoüc. Caïc yï kiãún nháûn xeït xin gæíi vãö nhoïm chuyãn män Âiãûn Cäng Nghiãûp - Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch Khoa. Chuïng täi xin chán thaình caím ån. Nhoïm chuyãn män Âiãûn Cäng Nghiãûp
Hæåïng dáùn thê nghiãûm - Pháön hæåïng dáùn sæí duûng Trang 2 Pháön I : Hæåïng dáùn sæí duûng pháön mãöm thê nghiãûm Lab -Volt Hæåïng dáùn sæí duûng pháön mãöm thê nghiãûm Lab-Volt . Hçnh 1-1 : Cæía säø laìm viãûc Windows 98 Ta coï thãø khåíi âäüng pháön mãöm Lab-Volt bàòng caïch nháúp âuïp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng Metering trãn maìn hçnh Windows hoàûc tæì menu Start Windows seî xuáút hiãûn lãn cæía säø laìm viãûc chênh nhæ hçnh 1-2 . 1. Giåïi thiãûu cæía säø laìm viãûc chênh Metering : 1.1. Chæïc nàng caïc cäng cuû : 1.1.1. Open : Khi nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy cho pheïp måí file chæïa dæî liãûu. 1.1.2. Save : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy cho pheïp læu caïc thäng säú âo âæåüc khi tiãún haình thê nghiãûm vaìo file dæî liãûu. Nãúu chæa coï tãn thç âàût tãn cho file 1.1.3. Print : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy duìng âãø in . 1.1.4. Record Data (ghi dæî liãûu) : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy cho pheïp ta ghi dæî liãûu âang âo âaûc vaìo baíng säú liãûu (Data Table ) vaì hiãøn thë säú láön âo. 1.1.5. Data Table (baíng säú liãûu ) : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy seî hiãøn thë baíng säú liãûu âaî âo . 1.1.6. Graph : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy âãø ta måí cæía säø Graph . 1.1.7. Oscilloscope : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy âãø ta måí cæía säø Oscilloscope 1.1.8. Phasor Analyzer : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy âãø ta måí cæía säø Phasor 1.1.9. Meter Setting : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy âãø ta måí cæía säø Meter Setting
Hæåïng dáùn thê nghiãûm - Pháön hæåïng dáùn sæí duûng Trang 3 Record Data Table Graph Oscilloscop Phasor Open Save Print Hçnh 1-2 : Cæía säø laìm viãûc chênh. 1.2. Chæïc nàng caïc duûng cuû âo læåìng : 1.2.1. Caïc Volt kãú E : duìng âãø âo ú âiãûn aïp. Chuïng coï caïc tênh nàng sau : a. Chãú âäü âo : Ta coï hai chãú âäü âo AC hoàûc DC vaì coï thãø thay âäøi bàòng caïch nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng AC hoàûc DC trãn cæía säø âo. b. Chãú âäü hiãøn thë : Ta coï hai chãú âäü hiãøn thë Analog vaì Digital. Khi muäún thay âäøi chãú âäü hiãøn thë ta nháúp chuäüt vaìo nuït khung hiãøn thë thç noï seî chuyãøn chãú âäü. Khi muäún âo thç ta phaíi nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng E trãn cæía säø âo læåìng . 1.2.2. Caïc Ampe kãú I : duìng âãø âo doìng âiãûn . Chuïng coï caïc tênh nàng sau : a. Chãú âäü âo : Ta coï hai chãú âäü âo AC hoàûc DC vaì coï thãø thay âäøi bàòng caïch nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng AC hoàûc DC trãn cæía säø âo. b. Chãú âäü hiãøn thë : Ta coï hai chãú âäü hiãøn thë Analog vaì Digital. Khi muäún thay âäøi chãú âäü hiãøn thë ta nháúp chuäüt vaìo nuït khung hiãøn thë thç noï seî chuyãøn chãú âäü. Khi muäún âo thç ta phaíi nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng I . 1.2.3. Âäöng häö âo cäng suáút PQS : Caïc âäöng häö naìy duìng âãø âo cäng suáút cuía caïc thiãút bë khi tiãún haình thê nghiãûm . Chuïng coï caïc tênh nàng sau : a. Chãú âäü âo : Coï 3 chãú âäü âo, âo P hoàûc Q hoàûc S. Khi muäún âo P hoàûc Q hoàûc S thç ta click lãn trãn biãøu tæåüng âãø choün chãú âäü âo phuì håüp. b. Chãú âäü hiãøn thë : Ta coï hai chãú âäü hiãøn thë Analog vaì Digital. Khi muäún thay âäøi chãú âäü hiãøn thë ta nháúp chuäüt vaìo nuït khung hiãøn thë thç noï seî chuyãøn chãú âäü.
Hæåïng dáùn thê nghiãûm - Pháön hæåïng dáùn sæí duûng Trang 4 1.2.4. Âäöng häö âo mämen T : Âäöng häö naìy duìng âãø âo momen cuía âäüng cå khi tiãún haình thê nghiãûm . Chuïng coï caïc tênh nàng sau : a. Chãú âäü âo : Coï 2 chãú âäü âo N hoàûc NC. Khi muäún âo N hoàûc NC thç ta nháúp lãn trãn biãøu tæåüng âãø choün chãú âäü âo phuì håüp. b. Chãú âäü hiãøn thë : Ta coï hai chãú âäü hiãøn thë Analog vaì Digital. Khi muäún thay âäøi chãú âäü hiãøn thë ta nháúp chuäüt vaìo nuït khung hiãøn thë thç noï seî chuyãøn chãú âäü. 1.2.5. Âäöng häö âo täúc âäü N : Âäöng häö naìy duìng âãø âo täúc âäü n cuía âäüng cå khi thê nghiãûm. Chuïng coï caïc tênh nàng sau : Chãú âäü hiãøn thë : Ta coï hai chãú âäü hiãøn thë Analog vaì Digital. Khi muäún thay âäøi chãú âäü hiãøn thë ta nháúp chuäüt vaìo nuït khung hiãøn thë thç noï seî chuyãøn chãú âäü. 1.2.6. Cæía säø láûp trçnh A, B, C : Cho pheïp ta tiãún haình láûp trçnh trãn cæía säø naìy. Khi tiãún haình thê nghiãûm tuìy theo tæìng yãu cáöu cuía baìi thê nghiãûm ta tiãún haình måí caïc cuía säø âo læåìng hay caïc cæía säø chæïc nàng khaïc. 2. Giåïi thiãûu cæía säø laìm viãûc Data Table. Khi muäún xem caïc dæî liãûu âaî tiãún haình thê nghiãûm ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng Data Table trãn cæía säø laìm viãûc chênh seî xuáút hiãûn cæía säø laìm viãûc nhæ hçnh 1-3 : Insert Line Delete Line Clear all Data Metering Hçnh 1-3 : Cæía säø laìm viãûc Data Table 2.1. Chæïc nàng cuía caïc cäng cuû :
Hæåïng dáùn thê nghiãûm - Pháön hæåïng dáùn sæí duûng Trang 5 2.1.1. Insert Line (Cheìn haìng ) : Khi nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy cho pheïp ta cheìn thãm mäüt haìng vaìo trong baíng dæî liãûu 2.1.2. Delete Line ( Xoïa haìng ) : Khi nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy cho pheïp ta xoïa mäüt haìng trong baíng dæî liãûu. 2.1.3. Clear all Data : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu twåüng naìy cho pheïp ta xoïa táút caí säú liãûu trong baíng dæî liãûu . 2.1.4. Metering : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy cho pheïp ta quay tråí vãö cæía säø laìm viãûc chênh. 2.2. Hæåïng dáùn sæí duûng : 2.1.1. Khi chuïng ta muäún thãm mäüt haìng vaìo træåcï mäüt haìng naìo trong baíng säú liãûu ta âaïnh dáúu haìng âoï vaì sau âoï click biãøu tæåüng Insert Line. Sau âoï nháûp caïc säú liãûu vaìo tæìng ä säú liãûu cuía haìng âoï. 2.2.2. Khi chuïng ta muäún xoïa mäüt haìng vaìo træåïc mäüt haìng naìo trong baíng säú liãûu ta âaïnh dáúu haìng âoï vaì sau âoï click caïc biãøu tæåüng Delete Line. 2.2.3. Khi chuïng ta muäún xoïa baíng säú liãûu ta click caïc biãøu tæåüng Clear all Data. 2.2.4. Khi chuïng laìm viãûc xong våïi cæía säø Data table muäún quay tråí lai våïi cæía säø laìm viãûc chênh ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng Metering. 3. Giåïi thiãûu cæía säø laìm viãûc Graph . Line Scatter Graph Metering G Hçnh 1- 4 : Cæía säø laìm viãûc Graph.
Hæåïng dáùn thê nghiãûm - Pháön hæåïng dáùn sæí duûng Trang 6 Khi ta muäún biãøu diãùn caïc âæåìng âàûc tênh ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng Graph trãn cæía säø laìm viãûc chênh seî xuáút hiãûn cæía säø laìm viãûc nhæ hçnh veî 1-4 . 3.1. Chæïc nàng cuía caïc cäng cuû : 3.1.1. Line graph : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy cho pheïp ta choün biãøu diãùn caïc âæåìng âàûc tênh dæåïi daûng âæåìng . 3.1.2. Scatter Graph : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy cho pheïp ta choün biãøu diãùn caïc âæåìng âàûc tênh dæåïi daûng âiãøm. 3.1.3. Metering : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy cho pheïp ta quay tråí vãö cæía säø laìm viãûc chênh. 3.1.4. Y-axis : Cäüt naìy cho pheïp ta choün caïc âaûi læåüng biãøu diãùn trãn truûc tung . Ta coï thãø choün nhiãöu âaûi læåüng cuìng luïc. 3.1.5. X-axis : Cäüt naìy cho pheïp ta choün âaûi læåüng biãøu diãùn trãn truûc hoaình. Ta chè coï thãø choün duy nháút mäüt âaûi læåüng. 3.2. Hæåïng dáùn sæí duûng : Hçnh 1- 5 : Cæía säø laìm viãûc Oscilloscope Træåïc tiãn chuïng ta phaíi xaïc âënh mäúi quan hãû giæîa caïc âaûi læåüng trong âàûc tênh. Ta choün trãn cäüt Y-axis vaì X-axis caïc âaûi læåüng cáön biãøu diãùn. Sau âoï ta choün daûng biãøu diãùn vaì kêch chuäüt vaìo biãøu tæåüng âoï âãø biãøu diãùn.
Hæåïng dáùn thê nghiãûm - Pháön hæåïng dáùn sæí duûng Trang 7 Khi chuïng laìm viãûc xong våïi cæía säø Graph muäún quay tråí lai våïi cæía säø laìm viãûc chênh ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng Metering. 4. Giåïi thiãûu cæía säø laìm viãûc Oscilloscope : Khi chuïng ta muäún hiãøn thë caïc daûng soïng cuía caïc âaûi læåüng E, I khi thê nghiãûm thç ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng Oscilloscope trãn cæía säø laìm viãûc chênh seî xuáút hiãûn cæía säø laìm viãûc Oscilloscope nhæ hçnh 1-5 : 4.1. Giåïi thiãûu caïc cæía säø con : 4.1.1. Cæía säø Channel : Caïc cæía säø naìy laì caïc ngoî vaìo cuía tên hiãûu ngoaìi. Noï coï caïc chæïc nàng sau : a. Input : Biãøu tæåüng naìy cho pheïp ta læûa choün tên hiãûu âáöu vaìo cuía Oscilloscope. b. Thanh cuäún : Cho pheïp ta thay âäøi biãn âäü cuía caïc tên hiãûu âáöu vaìo. c. DC Coupling : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy cho pheïp ta hiãøn thë daûng soïng DC d. AC Coupling : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy cho pheïp ta hiãøn thë daûng soïng AC e. Gn Coupling : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy cho pheïp ta hiãøn thë daûng soïng Gnd 4.1.2 Time Base : Hiãøn thë giaï trë âäü räüng cuía mäüt ä ngang trãn maìn hçnh coï giaï trë laì s/div. Ta coï thãø thay âäøi giaï trë âäü låïn cuía noï bàòng thanh cuäún. 4.1.3 Refresh : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy cho pheïp hiãøn thë daûng soïng cuía caïc âaûi læåüng taûi mäüt thåìi âiãøm nháút âënh. 4.1.4 Continuons Resresh : Khi ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng naìy cho pheïp ta hiãøn thë caïc daûng soïng liãn tuûc. 4.1.5 Wareform Data : Hiãøn thë baíng thäng säú vãö biãn âäü vaì táön säú cuía caïc giaï trë hiãøn thë daûng soïng trãn Oscilloscope. 4.2. Hæåïng dáùn sæí duûng : Træåïc tiãn ta xaïc âënh caïc âaûi læåüng cáön hiãøn thë daûng soïng. Ta choün trãn caïc kãnh vaìo Input caïc âaûi læåüng cáön hiãøn thë vaì choün biãn âäü thêch håüp cho caïc âaûi læåüng. Tiãúp tuûc ta choün giaï trë âäü låïn Time Base vaì nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tuåüng Refresh Continuons hoàûc Resresh âãø hiãøn thë. Khi laìm viãûc xong våïi cæía säø Oscilloscope muäún quay tråí laûi våïi cæía säø laìm viãûc chênh ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng Metering 5. Giåïi thiãûu cæía säø laìm viãûc Phasor Analyzer : Khi muäún hiãøn thë xem goïc lãûch giæîa caïc âaûi læåüng âo læåìng ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng Phasor Analyzer.Trãn cæía säø laìm viãûc chênh xuáút hiãûn maìn hçnh laìm viãûc Phasor Analyzer nhæ hçnh trãn : 5.1. Giåïi thiãûu caïc cæía säø con : 5.1.1. Voltage: Cho pheïp ta choün caïc pha cáön biãøu diãùn E1, E2, E3 ,, coï thãø thay âäøi tè lãû âäü låïn biãn âäü cuía caïc pha bàòng thanh cuäún.
Hæåïng dáùn thê nghiãûm - Pháön hæåïng dáùn sæí duûng Trang 8 5.1.2. Current : Cho pheïp ta choün caïc doìng cáön biãøu diãùn I1, I2, I3 , coï thãø thay âäøi tè lãû âäü låïn biãn âäü cuía caïc doìng bàòng thanh cuäún. 5.1.3. Reference Phasor : Cho pheïp ta chon mäüt âaûi læåüng laìm gäúc trãn màût phàóng pha, caïc âaûi læåüng khaïc so pha våïi âaûi læåüng naìy. 5.1.4. Phasor Data : Baíng hiãøn thë giaï trë biãn âäü vaì goïc pha cuía caïc âaûi læåüng . Hçnh 1- 6 : Cæía säø laìm viãûc Phasor Analyzer 5.2. Hæåïng dáùn sæí duûng : Træåïc tiãn ta phaíi xaïc âënh âaûi læåüng laìm gäúc trãn màût phàóng pha bàòng caïch nháúp vaìo biãøu tæåüng Source âãø choün. Sau âoï ta xaïc âënh caïc âaûi læåüng cáön biãøu diãùn trãn cæía säø con Voltage vaì Current . Khi laìm viãûc xong våïi cæía säø Phasor Analyzer muäún quay tråí laûi våïi cæía säø laìm viãûc chênh ta nháúp chuäüt vaìo nuït biãøu tæåüng Metering . ] \ [ ^
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 9 BAÌI THÊ NGHIÃÛM SÄÚ 1 MAÏY BIÃÚN AÏP BA PHA I. MUÛC ÂÊCH VAÌ YÃU CÁÖU THÊ NGHIÃÛM: 1. Muûc âêch: - Tçm hiãøu cáúu taûo vaì nguyãn lyï laìm viãûc cuía maïy biãún aïp 3 pha.(täø mba 3 pha). - Xaïc âënh caïc thäng säú cuía maïy biãún aïp 3 pha. - Xaïc âënh mäüt vaìi âæåìng âàûc tênh cuía maïy biãún aïp. 2. Yãu cáöu : - Xem kyî pháön phuû luûc âãø biãút âæåüc caïc thiãút bë, caïch gheïp näúi, caïc tæì vaì thuáût ngæî måïi cáön thiãút cho baìi thê nghiãûm. - Xem laûi caïc âàûc âiãøm chênh cuía maûch âiãûn 3pha. II. TOÏM TÀÕT LYÏ THUYÃÚT 1. Nguyãn lyï laìm viãûc cå baín MBA Hçnh 1.1 veî så âäö nguyãn lyï cuía mba mäüt pha hai dáy quáún. Dáy quáún 1 coï W1 voìng dáy âæåüc näúi våïi nguäön âiãûn aïp xoay chiãöu u1, goüi laì dáy quáún så cáúp. Dáy quáún 2 coï W2 voìng dáy cung cáúp âiãûn cho phuû taíi Zt, goüi laì dáy quáún thæï cáúp. Âàût âiãûn aïp xoay chiãöu u1 vaìo dáy quáún så, trong dáy quáún så seî coï doìng i1. Trong loîi theïp seî coï tæì thäng Φ moïc voìng våïi caí hai dáy quáún goüi laì tæì thäng chênh, tæì thäng chênh caím æïng trong dáy quáún så sââ e1 vaì trong dáy quáún thæï sââ e2. Khi mba coï taíi, trong dáy quáún thæï seî coï doìng âiãûn i2 âæa ra taíi våïi âiãûn aïp laì u2. Giaí thæí âiãûn aïp u1 sin nãn tæì thäng Φ cuîng biãún thiãn sin vaì coï daûng: Φ = Φm sin ω t Sââ caím æïng e1, e2 sinh ra trong dáy quáún så cáúp vaì thæï cáúp mba laì: dΦ e= − W = ωN Φ sin( ω t − 900 ) = 2E sin(ω t − 900 ) 1 1 dt 1 m 1 dΦ e= − W = ωN Φ sin( ω t − 900 ) = 2E sin(ω t − 900 ) 2 2 dt 2 m 2 trong âoï, E1, E2 laì trë säú hiãûu duûng cuía sââ så cáúp vaì thæï cáúp, cho båíi: ωN1 Φ m E1 = = π2fN1 Φ m = 4,44fN1 Φ m Φ 2 i2 i1 ωN 2 Φ m E 2 = = π2fN2 Φ m = 4,44fN 2 Φ m 2 ∼ u1 u2 Zt E N Tè säú biãún aïp k cuía mba: k =1 = 1 E 2 N 2 Nãúu boí qua suût aïp gáy ra do âiãûn tråí vaì tæì Hçnh 1-1. Så âäö nguyãn lyï cuía mba mäüt pha hai dáy quáún thäng taín cuía dáy quáún thç E1 ≈ U1 vaì E2 ≈ U2 U E N 1 ≈1 =1 = k U2 E 2 N 2
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 10 2. Phæång trçnh cán bàòng Ngoaìi tæì thäng chênh Φ chaûy trong loîi theïp, trong mba caïc stâ i1N1 vaì i2N2 coìn sinh ra tæì thäng taín Φt1 vaì Φt2. Tæì thäng taín khäng chaûy trong loîi theïp maì moïc voìng våïi khäng gian khäng phaíi váût liãûu sàõt tæì nhæ dáöu biãún aïp, váût liãûu caïch âiãûn Váût liãûu náöy coï âäü tæì tháøm beï, do âoï tæì thäng taín nhoí hån ráút nhiãöu so våïi tæì thäng chênh vaì tæì thäng taín moïc voìng våïi dáy quáún sinh ra noï. Caïc tæì thäng taín Φt1 vaì Φt2 biãún thiãn theo thåìi gian nãn cuîng caím æïng trong dáy quáún så cáúp sââ taín et1 vaì thæï cáúp sââ taín et2, maì trë säú tæïc thåìi laì: dΦ dΨ dΦ dΨ e= − N t1 = − t1 ; e= − N t2 = − t2 . t1 1 dt dt t2 2 dt dt Trong âoï: Ψt1 =N 1 Φ t1 laì tæì thäng taín moïc voìng våïi dáy quáún så cáúp; Ψt2 =N 2 Φ t2 laì tæì thäng taín moïc voìng våïi dáy quáún thæï cáúp. Do tæì thäng taín moïc voìng thç tè lãû våïi doìng âiãûn sinh ra noï : Ψt1 = L t1 i 1 ; Ψt2 = L t2 i 2 Trong âoï: Lt1 vaì Lt2 laì âiãûn caím taín cuía dáy quáún så cáúp vaì thæï cáúp. Ta coï sââ taín sau khi thãú tæì thäng moïc voìng vaìo: di di e= − L 1 ; e= − L 2 t1 t 1 dt t2 t 2 dt Biãùu diãùn sââ taín dæåïi daûng phæïc säú : E& t1 = −j ωLIt1&& 1 = − jx 1I 1 ; E& t2 = −j ωLIt2&& 2 = −jx 2I 2 trong âoï: x1 = ωLt1 laì âiãûn khaïng taín cuía dáy quáún så cáúp, x2 = ωLt2 laì âiãûn khaïng taín cuía dáy quáún thæï cáúp. Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp dáy quáún så cáúp vaì thæï cáúp: Xeït maûch âiãûn så cáúp gäöm nguäön âiãûn aïp u1, sââ e1, âiãûn tråí dáy quáún så cáúp r1, sââ taín så cáúp et1. Maûch âiãûn thæï cáúp gäöm sââ e2, âiãûn tråí dáy quáún thæï cáúp r2, sââ taín thæï cáúp et2, âiãûn aïp åí hai âáöu cuía dáy quáún thæï cáúp laì u2. AÏp duûng âënh luáût Kirchhoff 2 ta coï phæång trçnh âiãûn aïp så cáúp vaì thæï cáúp viãút dæåïi daûng trë säú tæïc thåìi laì: u1 + e1 + et1 = r1i1; e2 + et2 = u2 + r2i2. hoàûc u1 = - e1 - et1 + r1i1: u2 = e2 + et2 - r2i2. Biãøu diãùn dæåïi daûng säú phæïc vaì thay sââ taín vaìo caïc phæång trçnh, ta coï: U&&&&1= − E 1 − E t1 + r 1 I 1 = −E&&&1 +jx 1I 1 + r 1I 1 U&&&&2= E 2 + E t2 − r 2 I 2 =E&&&2 −jx 2I 2 − r 2I 2 Váûy phæång trçnh âiãûn aïp så cáúp vaì thæï cáúp viãút dæåïi daûng phæïc laì: U&&1= − E 1 + (r 1 + jx 1 )I&&& 1 = − E 1 + Z 1 I 1 (1-1) U&&2= E 2 − (r 2 + jx 2 )I&&& 2 = E 2 − Z 2 I 2 trong âoï: Z1 = r1 + jx1 laì täøng tråí phæïc cuía dáy quáún så cáúp. Z2 = r2 + jx2 laì täøng tråí phæïc cuía dáy quáún thæï cáúp.
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 11 ZI1& 1 laì âiãûn aïp råi trãn dáy quáún så cáúp. ZI2& 2 laì âiãûn aïp råi trãn dáy quáún thæï cáúp. Phæång trçnh cán bàòng std Âënh luáût Ohm tæì aïp duûng vaìo maûch tæì (hçnh 1.1) cho ta: W1i1 + W2i2 = Rμ Φ )( 2 - 1 Thæåìng ZIE1&& 1<< 1 nãn tæì (1-1), ta coï E1 ≈ U1. Váûy tæì thäng cæûc âaûi trong loîi theïp: U1 Φm = 4,44fN1 ÅÍ âáy U1 = U1âm ,tæïc laì U1 khäng âäøi, váûy tæì thäng Φm cuîng khäng âäøi. Do âoï vãú phaíi cuía (1-2) khäng phuû thuäüc doìng i1 vaì i2, nghéa laì khäng phuû thuäüc chãú âäü laìm viãûc cuía mba. Âàûc biãût trong chãú âäü khäng taíi, doìng i2 = 0 vaì i1 = i0 laì doìng âiãûn khäng taíi så cáúp. Ta suy ra: N1i1 + N 2i2 = N1 i0 Hay: NININI1&&& 1+ 2 2 = 1 0 Chia hai vãú cho W1 vaì chuyãøn vãú, ta coï: N 2 ' &&&&&II(I1= 0 + − 2 )I(I) =0 + − 2 N1 ' &I2 N1 trong âoï: &I2 = laì doìng âiãûn thæï cáúp qui âäøi vãö phêa så cáúp, coìn k = . k N2 Doìng âiãûn &I1 gäöm hai thaình pháön, thaình pháön doìng âiãûn &I0 khäng âäøi duìng âãø taûo ra tæì thäng chênh Φ trong loîi theïp mba, thaình pháön doìng âiãûn − &I2 duìng âãø buì laûi doìng âiãûn thæï cáúp &I2 , tæïc laì cung cáúp cho taíi. Toïm laûi mä hçnh toaïn cuía mba nhæ sau: UEZI&&&1= − 1 + 1 1 (1.3a) UEZI&&&2= 2 − 2 2 (1.3b) ' &&&II(I)1= 0 + − 2 (1.3c) 3. Maûch âiãûn thay thãú MBA Âãø âàûc træng vaì tênh toaïn caïc quaï trçnh nàng læåüng xaíy ra trong mba, ngæåìi ta thay maûch âiãûn vaì maûch tæì cuía mba bàòng mäüt maûch âiãûn tæång âæång gäöm caïc âiiãûn tråí vaì âiãûn khaïng âàûc træng cho mba goüi laì maûch âiãûn thay thãú mba. Qui âäøi caïc âaûi læåüng thæï cáúp vãö så cáúp. Nhán phæång trçnh (1.3b) våïi k, ta coï: &I &I kU&&= kE − (k2 Z ) 2 = (k2 Z ) 2 2 2 2 k t k ' ' ' Âàût : E&&2 = kE 2 ; U&&2 = kU 2 ; &&I2 = I2 / k
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 12 ' 2 ' 2 ' 2 Z2 = k Z2 ; r2 = k r2 ; x2 = k x 2 ' 2 ' 2 ' 2 Zt = k Zt ; rt = k rt ; xt = k x t Phæång trçnh (1.3b) viãút laûi thaình: ' ' ' ' ' ' UEZIZI&&&&2 =2 −2 2 = t 2 ' ' ' ' ' Trong âoï: E& 2 , U& 2 ,I&2 ,Z 2 , Z t tæång æïng laì sââ, âiãûn aïp, doìng âiãûn, täøng tråí dáy quáún vaì täøng tråí taíi thæï cáúp qui âäøi vãö så cáúp. Toïm laûi mä hçnh toaïn mba sau khi qui âäøi laì : UEZI&&&1= − 1 + 1 1 ' ' ' ' ' UEZIZI&&&&2 =2 −2 2 = t 2 ' &&&II(I)1= 0 + − 2 Maûch âiãûn thay thãú cuía mba. Dæûa vaìo hãû phæång trçnh qui âäøi, ta suy ra mäüt maûch âiãûn tæång æïng goüi laì maûch âiãûn thay thãú cuía mba (hçnh 1-2). ’ ’ r1 x1 r 2 x 2 Sââ − E& 1 laì âiãûn aïp råi trãn &I &I o ' täøng tråí Zm, âàûc træng cho tæì thäng 1 r − &I 2 U& m Z’ chênh vaì täøn hao sàõt tæì. Tæì thäng 1 E& ' t 1 x − U& 2 chênh do doìng âiãûn khäng taíi sinh ra, m do âoï ta coï thãø viãút : Hçnh 1-2 Maûch âiãûn thay thãú maïy biãún aïp −E& 1 = (r m + jx m )I&& 0 = Z m I 0 trong âoï: Zm = rm + jxm laì täøng tråí tæì hoïa âàûc træng cho maûch tæì. 2 • rm laì âiãûn tråí tæì hoïa âàûc træng cho täøn hao sàõt tæì. pFe = rm I0 • xm laì âiãûn khaïng tæì hoïa âàûc træng cho tæì thäng chênh Φ. Maûch âiãûn thay thãú âån giaín cuía mba Thäng thæåìng täøng tråí nhaïnh tæì hoïa ráút låïn (Zm >> Z1 vaì Z’2), do âoï coï thãø boí qua nhaïnh tæì hoïa (Zm = ∞ ) vaì thaình láûp laûi så âäö thay thãú gáön âuïng (Hçnh 1.3). rn xn Khi boí qua täøng tråí nhaïnh tæì hoïa, ta coï: ' ' Zn = Z1 + Z’2 = rn + jxn (1.4) &&II= − − U& 2 U& 1 1 2 Z’t Trong âoï: Zn = rn + jxn laì täøng tråí ngàõn maûch cuía mba; rn = r1 + r’2 laì âiãûn tråí ngàõn maûch cuía mba; xn = x1 + x’2 laì âiãûn khaïng ngàõn maûch cuía mba. Hçnh 1-3 Maûch âiãûn thay thãú âån giaín cuía mba 4. Chãú âäü khäng taíi MBA Chãú âäü khäng taíi mba laì chãú âäü maì thæï cáúp håí maûch (I2 = 0), coìn så cáúp âæåüc cung cáúp båíi mäüt âiãûn aïp U1.
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 13 Phæång trçnh vaì maûch âiãûn thay thãú MBA khi khäng taíi. Khi khäng taíi (Hììçnh 1.4) doìng âiãûn thæï cáúp I2 = 0, ta coï phæång trçnh laì: UEIZ&&&1= − 1 + 0 1 hoàûc U&&1= I 0 (Z 1 + Zm ) = & I0 Z 0 (1.5) trong âoï: Z0 = Z1 + Zm = r0 + jx0 laì täøng tråí khäng cuía taíi mba. Thê nghiãûm khäng taíi MBA Thê nghiãûm khäng taíi laì âãø xaïc âënh hãû säú biãún aïp k, täøn hao sàõt tæì trong loîi theïp pFe, vaì caïc thäng säú cuía mba åí chãú âäü khäng taíi. ’ ’ r x r x 2 1 1 2 I& 0 II&&1= 0 r A W U& m 1 − E& 1 V V xm Hçnh 1.4 Så âäö thay thãú mba khi khäng taíi vaì Så âäö näúi dáy thê nghiãûm khäng taíi Så âäö näúi dáy thê nghiãûm khäng taíi (hçnh 1.4). Âàût âiãûn aïp U1 = U1âm vaìo dáy quáún så cáúp, thæï cáúp håí maûch, caïc duûng cuû âo cho ta caïc säú liãûu sau: P0 laì cäng suáút täøn hao khäng taíi; I0 laì doìng âiãûn khäng taíi; coìn U1âm vaì U20 laì âiãûn aïp så cáúp vaì thæï cáúp. Tæì âoï ta tênh âæåüc: U a) Hãû säú biãún aïp k: k = 1âm U 20 I0 b) Doìng âiãûn khäng taíi pháön tràm : i0 % =100 = 1% ÷ 10% I1dm 2 c) Täøn hao trong loîi theïp : pFe = P0 - r1I0 ≈ P0 d) Täøng tråí khäng taíi P0 + Âiãûn tråí khäng taíi: r0 = r1 + rm = 2 I0 Do rm >> r1 nãn gáön âuïng láúy bàòng: rm = r0 - r1 U1dm + Täøng tråí khäng taíi : Z0 = I0 2 2 + Âiãûn khaïng khäng taíi. x0= x 1 + x m = z 0 − r0 Âiãûn khaïng tæì hoïa xm >> x1 nãn láúy gáön âuïng bàòng: xm = x0 P0 e) Hãû säú cäng suáút khäng taíi.: cosϕ0 = UI1dm 0
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 14 5. Chãú âäü ngàõn maûch MBA Chãú âäü ngàõn maûch mba laì chãú âäü maì phêa thæï cáúp bë näúi tàõt, så cáúp âàût vaìo mäüt âiãûn aïp. Trong váûn haình, nhiãöu nguyãn nhán laìm maïy biãún aïp bë ngàõn maûch nhæ hai dáy dáùn phêa thæï cáúp cháûp vaìo nhau, råi xuäúng âáút hoàûc näúi våïi nhau bàòng täøng tråí ráút nhoí. Âáúy laì tçnh traûng sæû cäú. Phæång trçnh vaì maûch âiãûn thay thãú mba khi ngàõn maûch Khi m.b.a ngàõn maûch U2 = 0, maûch âiãûn thay thãú m.b.a veî trãn hçnh 1.5. Doìng âiãûn så cáúp laì doìng âiãûn ngàõn maûch In. Phæång trçnh âiãûn aïp cuía mba ngàõn maûch: UI(&&1 =nr n +jx n)I&& n = I n Z n (1.6) Thê nghiãûm ngàõn maûch. Thê nghiãûm ngàõn maûch laì âãø xaïc âënh âiãûn aïp ngàõn maûch pháön tràm Un%, täøn hao âäöng âënh mæïc Pâ âm, hãû säú cäng suáút cosϕn, âiãûn tråí ngàõn maûch rn vaì âiãûn khaïng ngàõïn maûch xn cuía maûch âiãûn thay thãú mba. Så âäö thê nghiãûm ngàõn maûch veî trãn hçnh 1.5. Tiãún haình thê nghiãûm nhæ sau: Dáy quáún thæï cáúp näúi ngàõn maûch, dáy quáún så cáúp näúi våïi nguäön qua bäü âiãöu chènh âiãûn aïp. Ta âiãöu chènh âiãûn aïp vaìo dáy quáún så cáúp bàòng Un sao cho doìng âiãûn trong caïc dáy quáún bàòng âënh mæïc. Âiãûn aïp Un goüi laì âiãûn aïp ngàõn maûch. Luïc âoï caïc duûng cuû âo cho ta caïc säú liãûu sau: Un laì âiãûn aïp ngàõn maûch; Pn laì täøn hao ngàõn maûch; I1âm vaì I2âm laì doìng âiãûn så cáúp vaì thæï cáúp âënh mæïc. I1âm Pn rn xn Bä A W ü âiãöu I II&&1 = n U chènh Un 2âm U& 1 1 V A âiãûn aïp Hçnh 1.5 Maûch âiãûn thay thãú m.b.a khi ngàõn maûch vaì Så âäö thê nghiãûm ngàõn maûch a) Täøn hao ngàõn maûch Luïc thê nghiãûm ngàõn maûch, âiãûn aïp ngàõn maûch Un nhoí nãn tæì thäng Φ nhoí, coï thãø boí qua täøn hao sàõt tæì. Cäng suáút âo âæåüc trong thê nghiãûm ngàõn maûch Pn chênh laì täøn hao trãn âiãûn tråí hai dáy quáún khi mba laìm viãûc åí chãú âäü âënh mæïc. Ta coï: 2 2 2 Pn = r1I 1âm + r2I 2âm = rnIn (1.7) b) Täøng tråí, âiãûn tråí vaì âiãûn khaïng ngàõn maûch. Un + Täøng tråí ngàõn maûch: Zn = (1.8) I1âm P + Âiãûn tråí ngàõn maûch: r = r + r’ = n (1.9) n 1 2 2 I1âm 2 2 + Âiãûn khaïng ngàõn maûch: xn = Zn− r n (1.10) Trong m.b.a thæåìng r1 = r’2 vaì x1 = x’2. Váûy âiãûn tråí vaì âiãûn khaïng taín cuía dáy quáún så cáúp:
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 15 r x r = r’ = n ; x = x’ = n 1 2 2 1 2 2 Pn c) Hãû säú cäng suáút ngàõn maûch : cosϕn = UIâm1 âm d) Âiãûn aïp ngàõn maûch Âiãûn aïp ngàõn maûch pháön tràm: ZIn 1âm U n un% = 100% = 100% (1.11) U1âm U1âm rn I 1âm + Âiãûn aïp ngàõn maûch taïc duûng pháön tràm: unr% = ×100% U1âm xn I 1âm + Âiãûn aïp ngàõn maûch phaín khaïng pháön tràm: unx% = ×100% U1âm 6. Chãú âäü coï taíi MBA Chãú âäü coï taíi mba laì chãú âäü maì dáy quáún så näúi våïi nguäön âiãûn aïp âënh mæïc, dáy quáún thæï cáúp näúi våïi taíi. Âãø âaïnh giaï mæïc âäü taíi cuía maïy, ta so saïnh noï våïi taíi âënh mæïc vaì âënh nghéa hãû säú taíi β: I I P S β = 2 = 1 = 2 = 2 (1.12) I2âm I1âm P2âm S2âm Khi β = 1: maïy coï taíi âënh mæïc; β 1: maïy quaï taíi. Âäü biãún thiãn âiãûn aïp thæï cáúp mba vaì âàûc tênh ngoaìi. a) Âäü biãún thiãn âiãûn aïp thæï cáúp Khi maïy biãún aïp mang taíi, sæû thay taíi dáùn âãún âiãûn A (m) P H U1dm aïp thæï cáúp U2 thay âäøi. Âäü biãún thiãn âiãûn aïp thæï cáúp mba ΔU2 laì hiãûu säú säú hoüc giæîa trë säú âiãûn aïp thæï cáúp luïc I1xn khäng taíi U2âm (âiãöu kiãûn U1ì = U1âm) vaì luïc coï taíi U2 . K C ΔUUU =2âm − 2 (1.12) I1rn (n ) (n Âäü biãún âiãûn aïp thæï cáúp pháön tràm tênh nhæ sau: B UU− ΔU% = 2âm 2 ×100% 2 U’ U 2âm 2 I1 Nhán tæí vaì máùu våïi hãû säú biãún aïp k, ta coï: ϕt kU2âm − kU 2 ΔU%2 = ×100% kU 2âm ' UU1âm − 2 0 ΔU%2 = ×100% (1.13) U1âm H.1.6 Xaïc âënh ΔU cuía mba Xaïc âënh ΔU2% bàòng phæång phaïp giaíi têch.
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 16 Âäö thë vectå cuía mba æïng våïi maûch âiãûn thay thãú gáön âån giaín veî trãn hçnh 1.6. Trãn thæûc ' tãú goïc lãûch pha giæîaU& 1âm vaì (U)− & 2 ráút nhoí, âãø tênh ΔU2 tæì A vaì C haû âæåìng thàóng vuäng goïc xuäúng 0B, càõt 0B keïo daìi taûi P vaì K, coï thãø coi gáön âuïng : U1âm = OA ≈ OP U1âm - U’2 ≈ BP = BK + KP ⎛ I ⎞ ⎜ 1 ⎟ Tênh: BK = I1rn cosϕ2 = I1âmrn ⎜ ⎟ cosϕ2 = βUnrcosϕ2 (1.14a) ⎝ I1âm ⎠ ⎛ I ⎞ ⎜ 1 ⎟ KP = I1xn sinϕ2 = I1âmxn ⎜ ⎟ sinϕ2 = βUnxsinϕ2 (1.14b) ⎝ I1âm ⎠ Láúy (1.14a) vaì (1.14b) thay vaìo (1.13), ta coï: β(Unr cos ϕ 2+ U nx sinϕ 2 ) ΔU%2 = ×100% U1âm Unr cos ϕ 2 U nx sin ϕ2 ΔU2 % = β ( ×100% + 100%) U1âm U1âm ΔU2% = β(unr%cosϕ2 + unx%sinϕ2) (1.15) Tæì cäng thæïc (1.15) cho tháúy âäü biãún thiãn âiãûn aïp thæï cáúp ΔU2 phuû thuäüc vaìo hãû säú taíi β vaì hãû säú cäng suáút cosϕ2. Giaí thiãút hãû säú cäng suáút cosϕt khäng âäøi thç ΔU2% = f(β). Trãn hçnh (1.7) veî quan hãû ΔU2% = f(β) våïi caïc cosϕ2 khaïc nhau. a) Âàûc tênh ngoaìi cuía mba Âæåìng âàûc tênh ngoaìi cuía maïy biãún aïp biãøu diãùn mäúi quan hãû U2 = f(I2), khi U1 = U1âm vaì cos ϕ2 = const âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 1.8. Âiãûn aïp thæï cáúp U2 laì: ⎛ ΔU%2 ⎞ U2 = U2âm − Δ U2 = U 2âm ⎜ 1 − ⎟ (1.16) ⎝ 100 ⎠ U2 ΔU % cosϕ =0.8 2 2 cosϕ =0,8 (t. dung) 4 2 ϕ2>0 2 cosϕ2=1 U2âm cosϕ2=1 kt 0 0,5 1 cosϕ2=0,8 (t. caím) ϕ2<0 -2 cosϕ2=0.8 I2 -4 0 0,5 1 Hçnh 1.7 Quan hãû ΔU = f(β)⎮ 2 cosϕ t=const Hçnh.1.8 Âàûc tênh ngoaìi U2= f(I2)
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 17 Dæûa vaìo cäng thæïc (1.16) ta veî âæåìng âàûc tênh ngoaìi våïi caïc tênh cháút taíi khaïc nhau. Tæì âäöì thë ta tháúy, khi taíi dung I2 tàng thç U2 tàng coìn khi taíi caím hoàûc tråí I2 tàng thç U2 giaím. Taíi caím U2 giaím nhiãöu hån. Khi cung cáúp âiãûn cáön phaíi âaím baío cháút læåüng âiãûn aïp, do âoï cáön phaíi âiãöu chènh âiãûn aïp thæï cáúp U2. Âãø âiãöu chènh U2 ta thay âäøi säú voìng dáy trong cuäün dáy cao aïp khoaíng ± 2 x 2,5%. Thæåìng thay âäøi säú voìng dáy cuía cuäün dáy cao aïp vç åí âoï doìng âiãûn nhoí nãn viãûc thay âäøi säú voìng dáy âæåüc dãù daìng hån. Nhæîng mba coï cäng suáút nhoí, viãûc thay âäøi säú voìng dáy bàòng tay thç phaíi càõt mba ra khoíi læåïi âiãûn, coìn nhæîng mba coï cäng suáút låïn, thæåìng viãûc thay âäøi säú voìng dáy tæû âäüng khäng càõt mba ra khoíi læåïi âiãûn (duìng bäü âiãöu aïp dæåïi taíi) 2. Hiãûu suáút maïy biãún aïp Hiãûu suáút η cuía mba : P P− p p η =2 = 1 ∑ =1 − ∑ (1.17) P1 P1 P2 + ∑ p våïi ∑p = pcu1 + pcu2 + pFe Ta âaî coï pháön træåïc: pFe = P0 ' 2 ' '2 '2 '2 I2 2 2 pCu1 +p Cu2 =rI+rI 1 1 2 2 =rIn 2 =rIn 2â m ( ' ) = Pnβ (1.18) I2â m I2 P2 = U 2 I 2 cosϕ 2 = U 2â m I 2 â m cosϕ2 = β Sâ m cos ϕ 2 (1.19) I2â m Thãú (1.18) vaì (1.19) vaìo (1.17), ta coï: 2 P0 +β Pn η = 1- 2 (1.20a) βSâm cos ϕ 2 + P 0 + β Pn βSâm cos ϕ2 hay η = 2 (1.20b) βSâm cos ϕ 2 + P 0 + β Pn Ta tháúy hiãûu suáút mba laì mäüt haìm cuía hãû säú taíi vaì hãû säú cäng suáút η=f(β,cosϕ2). Khi cosϕ2 = const, hiãûu suáút cuía mba âaût cæûc âaûi ηmax bàòng caïch âaûo haìm cuía noï theo hãû säú taíi β vaì cho bàòng khäng, ta coï: dη = 0 dk t Sau khi tênh âaûo haìm, tçm âæåüc: 2 β Pn = P 0 Nhæ váûy hiãûu suáút MBA cæûc âaûi khi täøn hao âäöng bàòng täøn hao sàõt tæì. P β = 0 (1.21) Pn Âäúi våïi m.b.a coï cäng suáút trung bçnh vaì låïn, thæåìng âæåüc thiãút kãú chãú taûo âaût hiãûu suáút cæûc âaûi khi:
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 18 P 0 =0.2 ÷ 0.25 η P cosϕ2=1 n 1 Váûy β = 0.45 ÷ 0.5 cosϕ2=0.8 III. CAÏC THIÃÚT BË THÊ NGHIÃÛM : .9 Xem baíng caïc duûng cuû cáön duìng åí phuû luûc C âãø biãút caïc duûng cuû cáön thiãút cho baìi thê nghiãûm. .8 β IV. NÄÜI DUNG THÊ NGHIÃÛM : Thiãút láûp thiãút bë : 0 0.5 1 • Caìi caïc Module nguäön âiãûn, giao diãûn H.1.9 Quan hãû η=f(β) thu tháûp dæî liãûu vaì maïy biãún aïp 3 pha trong hãû thäúng. cosϕ2= const • DAI LOW POWER INPUTS dæåüc näúi våïi nguäön cung cáúp chênh, âàût cäng tàõc nguäön AC-24V åí vë trê I (ON) vaì caïp deût cuía maïy tênh âæåüc näúi våïi DAI. • Tçm hiãøu cáúu taûo ghi caïc säú liãûu âënh mæïc cuía maïy biãún aïp thê nghiãûm. • Hiãøn thë æïng duûng Metering. 1. Âo âiãûn tråí mäüt chiãöu cuía caïc cuäün dáy så cáúp vaì thæï cáúp maïy biãún aïp. + Sæí duûng nguäön cung cáúp laì nguäön âiãûn mäüt chiãöu (DC) âiãöu chènh âæåüc tæì 0-220V. + Choün âàût File cáúu hçnh ES19-1.cfg. Trãn cæía säø Metering chuyãøn caïc cæía säø âo doìng âiãûn vaì âiãûn aïp sang chãú âäü âo doìng âiãûn vaì âiãûn aïp DC. + Duìng nguäön cung cáúp âiãûn mäüt chiãöu âáöu 7-N, Vänkãú E1, E2, E3 vaì Ampekãú I1, I2, I3 âáúu näúi våïi caïc cuäün dáy cuía dáy quáún så cáúp nhæ hçnh 1.10 âãø âo R1 vaì sau âoï cho dáy quáún thæï cáúp maïy biãún aïp âãø âo R2. + Bá ût nguäön, xoay nuïm âiãöu chènh tàng dáön âiãûn aïp âãø doìng âiãûn trong cuäün dáy så cáúp âaût + + + 0,7Iâm (khoaíng 12V), coìn âäúi våïi dáy quáún I1 I2 I3 thæï cáúp laì 8V.ì Trong quaï trçnh tàng ghi laûi caïc E 1 + 6 + 11 + trë säú âo âæåüc trãn caïc cæía säø âo E vaì I vaìo maïy E1 E2 E3 tênh bàòng caïch âæa con troí chuäüt âãún nuït record data, nhàõp chuäüt bãn traïi. Sau khi âo hãút caïc cuäün dáy, måí baíng säú liãûu âãø in hoàûc 2 7 12 ghi vaìo baíng 1. Tæì caïc säú liãûu âo âæåüc tênh âiãûn Hçnh 1-10 Näúi dáy quáún så cáúp tråí cuía caïc cuäün dáy theo cäng thæïc sau: E1 R = 1 1I +Tàõt nguäön, xoay nuïm âiãöu chènh âiãûn aïp vãö vë trê min, thaïo gåî caïc dáy näúi. 2. Xaïc âënh tè säú biãún âäøi âiãûn aïp K vaì goïc lãûch pha giæîa âiãûn aïp dáy så vaì thæï. a) Maïy biãún aïp ba pha näúi Δ - Y Så âäö thê nghiãûm nhæ hçnh veî (hçnh 1-11).
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 19 Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau : + Hiãøn thë æïng duûng Metering, choün File cáúu hçnh ES19-2.cfg. + Håí maûch dáy quáún thæï cáúp, báût nguäön vaì âiãöu chènh âiãûn aïp âãø âæåüc âiãûn aïp dáy, våïi caïc cáúp : 120, 240, 380 V æïng våïi caïc láön âo. + Sæí duûng E1 âãø âo âiãûn aïp dáy cuía dáy quáún så cáúp U1-6 vaì E2 âãø âo âiãûn aïp dáy trãn dáy quáún thæï cáúp U4-9, tàng dáön âiãûn aïp åí caïc cáúp khoaíng 120, 240, 380V âæa con troí chuäüt âãún nuït record data, nhàõp chuäüt âãø ghi kãút quaí âo âæåüc vaìo baíng säú liãûu trong maïy tênh. Sau âoï måí baíng säú liãûu âo âæåüc âãø in hoàûc ghi säú liãûu vaìo baíng 2. Tæì âoï tênh âæåüc hãû säú biãún aïp theo cäng thæïc sau : U1 6 K1 + K 2 + K 3 K3,2,1 = ; K = U4 9 3 Chuï yï : Khi âo caïc âiãûn aïp, tàõt nguäön træåïc khi thay âäøi caïch näúi DAI våïi maûch âiãûn. • Khaío saït sæû lãûch pha giæîa caïc sââ dáy khi näúi Δ-Y trãn Phasor Analyzer. + Âãø nguyãn caïch näúi dáy nhæ xaïc âënh tè säú biãún aïp. Måí phán têch pha Phasor Analyzer vaì quan saït goïc lãûch pha giæîa âiãûn aïp dáy U1-6 vaì U4-9 trãn maìn hçnh Phasor Analyzer. Ghi caïc kãút quaí âo âæåüc vaìo baíng 3 hoàûc in kãút quaí. + Sau khi ghi laûi kãút quaí âo âæåüc, quay âiãöu chènh âiãûn aïp vãö vë trê min, tàõt nguäön. b) Maïy biãún aïp ba pha näúi Δ - Δ Sau khi tàõt nguäön âäøi näúi Module maïy biãún aïp 3 pha thaình hçnh ∆-∆ (hçnh 1-12). Chuï yï : Kiãøm tra caïch näúi ∆ træåïc khi âoïng nguäön âiãûn. + Báût nguäön vaì âiãöu chènh âiãûn aïp âãø âæåüc âiãûn aïp dáy Es nhæ âaî cho åí trãn. Choün taûo File cáúu hçnh ES19-4.cfg. + Sæí duûng E1 vaì E2 âãø âo âiãûn aïp dáy cuía caïc cuäün dáy trãn maûch så vaì thæï cáúp vaì tiãún haình thê nghiãûm nhæ näúi ∆/Yvaì ghi laûi kãút quaí vaìo baíng 3 hoàûc in. 1 2 5 4 ∼ 6 7 10 9 N 11 12 15 14 Hçnh 1-11 : Så âäö âáúu näúi Δ -Y
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 20 Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau : + Nhæ træåìng håüp maïy biãún aïp näúi ∆-Y. + Khaío saït sæû lãûch pha giæîa caïc sââ dáy khi näúi ∆/∆ trãn Phasor Analyzer. + Âãø nguyãn caïch näúi dáy nhæ xaïc âënh tè säú biãún aïp. Måí phán têch pha Phasor Analyzer vaì quan saït goïc lãûch pha giæîa âiãûn aïp dáy så cáúp U1-6 våïi âiãûn aïp dáy thæï cáúp U4-9 trãn maìn hçnh Phasor Analyzer. Ghi säú liãûu quan saït âæåüc vaìo baíng 3 hoàûc in kãút quaí. + Tàõt nguäön, vàûn nuïm âiãöu chènh âiãûn aïp vãö vë trê min thaïo caïc dáy näúi. 1 2 5 4 ∼ 6 7 10 9 N 11 12 15 14 Hçnh 1.12 : Så âäö âáúu näúi Δ-Δ 3. Thê nghiãûm khäng taíi : Trçnh tæû thê nghiãûm : + Âáúu näúi så âäö thê nghiãûm nhæ hçnh 1-13. (Âáy laì træåìng håüp âo cäng suáút ba pha duìng hai wattmettre P1 vaì P3) + Hiãøn thë maìn hçnh Metering vaì choün âàût File cáúu hçnh ES19-6.cfg. + Duìng E1, E2, E3 âãø âo âiãûn aïp dáy U1-6, U1-11, U11-6 vaì , I1, I2, I3 âãø âo doìng dáy trãn caïc pha trãn maûch så cáúp. Coìn P1, P3 âãø âo cäng suáút P1, P3 trãn cæía säø âo Metering (caïch màõc náöy laì âo cäng suáút ba pha duìng hai waït meït). Âãø håí maûch thæï cáúp, báût nguäön âiãöu chènh âiãûn aïp tàng dáön tæì 0 âãún 1,1Uâm. Trong quaï trçnh tàng âiãûn aïp láúy êt nháút 10 trë säú vãö doìng âiãûn, âiãûn aïp vaì cäng suáút P1, P3 trãn cæía säø âo Metering vaì ghi vaìo maïy tênh Sau âoï måí baíng säú liãûu âãø âãø in hoàûc ghi vaìo baíng 4. + I1 + 1 2 5 4 E1 E2 + I2 ∼ 6 7 10 9 E3 N + + I3 11 12 15 14 Hçnh 1.13 : Så âäö thê nghiãûm khäng taíi
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 21 Tæì kãút quaí âo âæåüc xaïc âënh âiãûn aïp, doìng âiãûn vaì cäng suáút khäng taíi theo nhæ sau : UUU+ + Âiãûn aïp khäng taíi : U = 1− 6 6 − 11 11− 1 0 3 III+ + Doìng âiãûn khäng taíi : I = 1 2 3 0 3 P0 Cäng suáút khäng taíi : PPP0= 1+ 3 vaì cos ϕ0 = 3U0 I 0 Tæì kãút quaí trãn veî caïc âæåìng âàûc tênh sau trãn cuìng mäüt hãû truûc toüa âäü : cosϕ0 = f (U 0 ) P 0= f (U 0 ) I 0= f (U 0 ) Cho nháûn xeït. Chuï yï : Xem caïch láûp baíng säú liãûu vaì veî âäö thë trong pháön phuû luûc E. Sau khi ghi laûi kãút quaí, tàõt nguäön xoay nuïm âiãöu chènh âiãûn aïp vãö vë trê min, thaïo dáy näúi. 4. Thê nghiãûm ngàõn maûch Chuï yï ràòng âáy laì thê nghiãûm dãù xaíy ra sæû cäú nãúu så suáút. Vç váûy cáön læu yï caïc trçnh tæû tiãún haình vaì kháøn træång. Âãø thuáûn tiãûn cho viãûc thê nghiãûm thæåìng âiãûn aïp haû aïp âàût vaìo dáy quáún cao aïp vaì näúi ngàõn maûch dáy quáún haû aïp cuía maïy biãún aïp thê nghiãûm. Dáy näúi ngàõn maûch thæåìng duìng âuí låïn âãø chëu âæåüc doìng ngàõn maûch. Trçnh tæû thê nghiãûm : + Âáúu näúi så âäö thê nghiãûm nhæ hçnh 1.14. + Hiãøn thë maìn hçnh Metering vaì choün âàût File cáúu hçnh ES19-7.cfg. + Duìng E1, E2, E3 âãø âo âiãûn aïp dáy U1-6, U1-11, U11-6 vaì I1, I2, I3 âãø âo doìng dáy trãn caïc pha trãn maûch så cáúp. Coìn P1, P3 âãø âo cäng suáút P1, P3. Báût nguäön xoay nuïm âiãöu chènh tàng dáön âiãûn aïp, hãút sæïc tæì tæì sao cho doìng âiãûn trong maûch så cáúp âaût âãún 1,2Iâm. Luïc âoï Un ≈ (5 ÷ 10)%Uâm. Trong quaï trçnh tàng láúy êt nháút 5 giaï trë vãö doìng âiãûn, âiãûn aïp vaì cäng suáút P1, P3 trãn cæía säø âo Metering, ghi vaìo maïy tênh. Sau âoï måí baíng säú liãûu âãø in hoàûc ghi vaìo baíng 5. Så âäö thê nghiãûm nhæ hçnh 1-14: + I1 + 1 2 5 4 E1 E2 + I2 ∼ 6 7 E3 10 9 N + + I3 11 12 15 14 Hçnh1.14 Så âäö thê nghiãûm ngàõn maûch.
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 22 + Tæì kãút quaí âo âæåüc xaïc âënh âiãûn aïp, doìng âiãûn, cäng suáút ngàõn maûch : UUU+ + Âiãûn aïp ngàõn maûch : U = 1− 6 6 − 11 11− 1 n 3 III+ + Doìng âiãûn ngàõn maûch : I = 1 2 3 (âáy laì doìng dáy) n 3 Cäng suáút ngàõn maûch : PPPn= 1+ 3 5. Xaïc âënh caïc âaûi læåüng vaì thäng säú maûch âiãûn thay thãú cuía mba tæì thê nghiãûm khäng taíi vaì thê nghiãûm ngàõn maûch : Chuï yï : Khi xaïc âënh caïc âaûi læåüng vaì thäng säú maûch âiãûn thay thãú mba, ta sæí duûng caïc âaûi læåüng âo âæåüc æïng våïi âiãûn aïp hoàûc doìng âiãûn âënh mæïc. Un + Âiãûn aïp ngàõn maûch pháön tràm : U%n = .100% (æïng våïi doìng âiãûn âënh mæïc) Uâm + Cäng suáút ngàõn maûch : PPPn= 1+ 3 (æïng våïi doìng âiãûn âënh mæïc) I0 + Doìng âiãûn khäng taíi pháön tràm : i0 % = .100% (æïng våïi âiãûn aïp âënh mæïc) Idm P Uâmp + Caïc thäng säú : r = 0 ; Z = ; x= Z2 − r 2 ; r= r − r ; 0 2 0 0 0 0 m 0 1 3I0p I0p P U np r = n ; Z = ; x= Z2 − r 2 ; n 2 n n n n 3I 1â mp I1â mp ' ' r2 = rn − r 1 ; x1= x 2 = xn / 2; xm= x 0− x 1 + Tæì caïc thäng säú cuía maïy biãún aïp âaî xaïc âënh âæåüc thäng qua thê nghiãûm khäng taíi vaì thê nghiãûm ngàõn maûch, veî så âäö thay thãú maïy biãún aïp (chè veî cho 1 pha). 6. Thê nghiãûm coï taíi : Trçnh tæû thê nghiãûm : + Âáúu näúi så âäö thê nghiãûm nhæ hçnh 1.15. + Hiãøn thë maìn hçnh Metering vaì choün âàût File cáúu hçnh ES19-8.cfg. + Duìng E1, E2, E3 âãø âo caïc âiãûn aïp dáy cuía maûch thæï cáúp vaì I1, I2, I3 âãø âo doìng âiãûn trong maûch thæï cáúp, Coìn P1, P3 âãø âo cäng suáút P1, P3. + I1 + 1 2 5 4 Module E1 E2 I2 Phuû taíi ∼ 6 7 10 9 + E1E3 N + I3 8311-05 11 12 15 14 + Hçnh 1.15 : Så âäö thê nghiãûm coï taíi
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 23 + Báût nguäön xoay nuïm âiãöu chènh tàng dáön âiãûn aïp âãún Uâm. Báûc cäng tàõc cuía phuû taíi, âiãöu chènh phuû taíi 3 pha âäúi xæïng, mäùi láön âiãöu chènh ghi laûi säú liãûu, trong quaï trçnh âiãöu chènh luän giæî cho âiãûn aïp så cáúp åí giaï trë Uâm. Ghi caïc giaï trë âo âæåüc: doìng âiãûn, âiãûn aïp vaì cäng suáút vaìo baíng 6 (8-10 giaï trë). EEE+ + III+ + Trong baíng 7 : U = 4− 9 9 − 14 14− 4 ; I = 1 2 3 . 2 3 2 3 Cäng suáút ra : P2= P 1 + P 3 = 3U2 I 2 cosϕ 2 váûy cosϕ2 = P 2 / 3U 2 I 2 + Näúi Module taíi tråí song song våïi Module taíi khaïng thaình taíi R-L vaì sau âoï våïi Module taíi dung thaình R-C. Thæûc hiãûn laûi thê nghiãûm våïi taíi coï tênh caím vaì coï tênh dung nhæ nhæ âaî laìm våïi taíi tråí, ghi caïc säú liãûu âo âæåüc vaìo baíng 6. + Tàõt nguäön, xoay nuïm âiãöu khiãøn âiãûn aïp vãö vë trê min. Thaïo gåî caïc dáy näúi. + Tæì caïc säú liãûu âo âæåüc xaïc âënh hiãûu suáút cuía maïy biãún aïp : β.S cos ϕ Hiãûu suáút lyï thuyãút : η% = âm 2 .100% . 2 β.Sâm cos ϕ 2 + P 0 + β Pn I Trong âoï : β = 2 laì hãû säú taíi. I2âm Tæì säú liãûu âo âæåüc tênh baíng säú liãûu caïc mäúi quan hãû : U2, I2, S2, β, âãø veî âàûc tênh. + Veî âæåìng âàûc tênh : U2 = f (I 2 ) vaì η = f()β våïi caïc tênh cháút taíi khaïc nhau trãn cuìng âäö thë vaì nháûn xeït. Baíng 1 Cuäün dáy så cáúp E1 E2 E3 I1 I2 I3 R1 R2 R3 Rtb Cuäün dáy thæï cáúp E1 E2 E3 I1 I2 I3 R1 R2 R3 Rtb Baíng 2. Es U1-6 U4-9 K1 K2 K3 K Goïc lãûch pha 120 240 380
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 24 Baíng 3 Es U1-6 U4-9 K1 K2 K3 K Goïc lãûch pha 120 240 380 Baíng 4 Säú láön Kãút quaí âo Kãút quaí tênh U1-6 U6-11 U11-1 I1 I7 I3 P1 P3 U0 I0 P0 cosϕ0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Baíng 5 Säú láön Kãút quaí âo Kãút quaí tênh U1-6 U6-11 U11-1 I1 I7 I3 P1 P3 Un In Pn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 25 Baíng 6 Säú láön Kãút quaí âo Kãút quaí tênh U1-6 U6-11 U11-1 I1 I7 I3 P1 P3 I2 U2 Ptc η% Taíi thuáön tråí R 1 2 3 Phuû Taíi R-L 1 2 3 Phuû Taíi R-C 1 2 3 IV.CÁU HOÍI KIÃØM TRA 1. Phán biãût caïc så âäö âáúu näúi MBA, âiãûn aïp, doìng âiãûn dáy vaì pha trãn caïc cuäün dáy trong caïc så âäö âáúu näúi. 3. Phán biãût thê nghiãûm ngàõn maûch vaì chãú âäü ngàõn maûch. 4. YÏ nghéa cuía caïc âæåìng âàûc tênh maïy biãún aïp. 5. Caïch xaïc âënh caïc thäng säú maïy biãún aïp bàòng thê nghiãûm. 6. Caïch taûo File cáúu hçnh, baíng säú liãûu, læu säú liãûu vaì veî âäöì thë trong pháön mãöm Lab - Volt. Laìm baïo caïo Thê Nghiãûm nhæ taìi liãûu hæåïng dáùn.
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 22 BAÌI THÊ NGHIÃÛM SÄÚ 4 MAÏY ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU I. MUÛC ÂÊCH VAÌ YÃU CÁÖU THÊ NGHIÃÛM: 1. Muûc âêch: - Tçm hiãøu cáúu taûo vaì nguyãn lyï laìm viãûc cuía maïy âiãûn mäüt chiãöu. - Xaïc âënh caïc thäng säú cuía maïy âiãûn mäüt chiãöu. - Xaïc âënh mäüt säú âæåìng âàûc tênh cuía maïy âiãûn mäüt chiãöu. 2. Yãu cáöu : - Xem kyî pháön phuû luûc âãø biãút âæåüc caïc thiãút bë, caïch gheïp näúi, caïc tæì vaì thuáût ngæî måïi cáön thiãút cho baìi thê nghiãûm. - Xem laûi lyï thuyãút vãö maïy âiãûn mäüt chiãöu. - Tçm hiãøu cáúu taûo ghi caïc säú liãûu âënh mæïc cuía maïy âiãûn mäüt chiãöu thê nghiãûm. II. TOÏM TÀÕC LYÏ THUYÃÚT 1. Cáúu taûo vaì nguyãn lyï laìm viãûc Maïy âiãûn mäüt chiãöu coï thãø laì maïy phaït hoàûc âäüng cå âiãûn vaì coï cáúu taûo giäúng nhau. Nhæîng pháön chênh cuía maïy âiãûn mäüt chiãöu gäöm pháön caím (stator) vaì pháön æïng (pháön quay, rotor). Pháön caím hay coìn goüi laì stator gäöm coï caïc bäü pháûn chênh nhæ sau : + Cæûc tæì chênh (hçnh 4-1) laì bäü pháûn sinh ra tæì træåìng, gäöm coï loîi theïp vaì dáy quáún kêch tæì läöng ngoaìi loîi theïp cæûc tæì, doìng âiãûn chaûy trong dáy quáún kêch tæì sao cho caïc cæûc tæì taûo ra coï cæûc tênh liãn tiãúp luán phiãn nhau. Cæûc tæì chênh laìm bàòng nhæîng laï theïp kyî thuáût âiãûn eïp laûi, taïn chàûc vaì gàõn vaìo voí maïy nhåì caïc buläng. + Cæûc tæì phuû âàûc giæîa caïc cæûc tæì chênh vaì duìng âãø caíi thiãûn âäøi chiãöu. Loîi theïp cæûc tæì phuû thæåìng laìm bàòng theïp khäúi vaì gàõn vaìo voí maïy nhåì Hçnh 4.1 Cæûc tæì chênh caïc buläng. + Gäng tæì duìng laìm maûch tæì, näúi liãön giæîa caïc cæûc tæì âäöng thåìi duìng laìm voí maïy. Trong maïy âiãûn nhoí thæåìng laìm bàòng theïp táúm uäún räöi haìn laûi, trong maïy âiãûn låïn thæång duìng theïp âuïc. + Caïc bäü pháûn khaïc gäöm coï nàõp maïy vaì cå cáúu chäøi than. Cå cáúu chäøi than âãø âæa âiãûn tæì pháön quay ra ngoaìi gäöm coï chäøi than âàût trong häüp chäøi than vaì nhåì coï loì xo eïp chäøi nãn chäøi than tç chàût lãn cäø goïp.
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 23 Pháön æïng cuía maïy âiãûn mäüt chiãöu gäöm loîi theïp, dáy quáún pháön æïng, cäø goïp vaì truûc maïy. Loîi theïp pháön æïng duìng âãø dáùn tæì. Noï laì hçnh truû thæåìng âæåüc laìm bàòng caïc laï theïp kyî thuáût âiãûn daìy 0,5 mm, hai màût coï phuí sån caïch âiãûn moíng räöi gheïp laûi. Caïc laï theïp âæåüc dáûp caïc läù âãø gàõn rätor våïi truûc vaì läù thäng gioï. Màût ngoaìi loîi theïp âæåüc dáûp caïc raînh âãø âàût dáy quáún pháön æïng (hçnh 4.2). Hçnh 4.2 Laï theïp rotor Hçnh 4.3 Phiãún âäøi chiãöu vaì cäø goïp Dáy quáún pháön æïng laì pháön sinh ra sââ vaì coï doìng âiãûn chaûy qua. Dáy quáún pháön æïng thæåìng laìm bàòng dáy âäöng coï boüc caïch âiãûn, gäöm nhiãöu pháön tæí màõc näúi tiãúp våïi nhau, âàût trong caïc raînh cuía pháön æïng taûo thaình mäüt hoàûc nhiãöu voìng kên. Cäø goïp (vaình goïp hay coìn goüi laì vaình âäøi chiãöu) duìng âãø âäøi chiãöu doìng âiãûn xoay chiãöu thaình doìng âiãûn mäüt chiãöu (hçnh 4.3).gäöm nhiãöu phiãún âäöng hçnh âuäi nhaûn âæåüc gheïp thaình mäüt khäúi hçnh truû, caïch âiãûn våïi nhau vaì caïch âiãûn våïi truûc maïy. Caïc bäü pháûn khaïc nhæ truûc maïy, quaût laìm maït maïy Så âäö nguyãn lyï laìm viãûc cuía maïy phaït âiãûn mäüt chiãöu nhæ hçnh 4.4. Maïy gäöm coï mäüt khung dáy abcd coï âáöu näúi våïi hai phiãún goïp. Khung dáy vaì phiãún goïp quay quanh truûc cuía noï våïi täúc âäü khäng âäøi trong tæì træåìng cuía hai cæûc nam chám N-S. Caïc chäøi âiãûn A, B âàût cäú âënh vaì luän luän tyì saït vaìo phiãún goïp. e,i e,i t t (a) (b) (c) Hçnh 4.4 Så âäö nguyãn lyï laìm viãûc cuía maïy phaït mäüt chiãöu a).Mä taí nguyãn lyï maïy phaït; b) Sââ maïy phaït coï mäüt pháön tæí; c) Sââ maïy phaït coï nhiãöu pháön tæí. Khi âäüng cå så cáúp quay pháön æïng (khung dáy abcd) maïy phaït trong tæì træåìng âãöu cuía pháön caím (nam chám S-N), caïc thanh dáùn cuía dáy quáún pháön æïng càõt tæì træåìng pháön caím,
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 24 theo âënh luáût caím æïng âiãûn tæì, trong khung dáy seî caím æïng sââ xoay chiãöu maì trë säú tæïc thåìi cuía noï âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc : e = Blv (4.1) Trong âoï: B: (T) tæì caím nåi thanh dáùn queït qua. l (m): chiãöu daìi dáy dáùn nàòm trong tæì træåìng. V (m/s): täúc âäü daìi cuía thanh dáùn. Chiãöu cuía sââ âæåüc xaïc âënh theo qui tàõc baìn tay phaíi. Váûy theo hçnh 4.4a, sââ cuía thanh dáùn ab nàòm dæåïi cæûc tæì N coï chiãöu âi tæì b âãún a, coìn cuía thanh dáùn cd nàòm dæåïi cæûc S coï chiãöu âi tæì d âãún c. Nãúu näúi hai chäøi A vaì B våïi taíi thç sââ trong khung dáy seî sinh ra trong maûch ngoaìi mäüt doìng âiãûn chaûy tæì chäøi than A âãún chäøi than B. Khi pháön æïng quay âæåüc næîa voìng, vë trê cuía pháön tæí thay âäøi, thanh dáùn ab åí cæûc S, thanh dáùn cd åí cæûc N, sââ trong thanh dáùn âäøi chiãöu. Nhåì chäøi âiãûn âæïng yãn, chäøi A váùn tiãúp xuïc våïi phiãún goïp trãn, chäøi B tiãúp xuïc våïi phiãún goïp dæåïi, nãn chiãöu doìng âiãûn åí maûch ngoaìi khäng âäøi. Nhåì cäø goïp vaì chäøi than, âiãûn aïp trãn chäøi vaì doìng âiãûn qua taíi laì âiãûn aïp vaì doìng âiãûn mäüt chiãöu. Nãúu maïy chè coï mäüt pháön tæí, âiãûn aïp âáöu cæûc maïy phaït nhæ hçnh 4.4b. Âãø âiãûn aïp ra låïn vaì êt âáûp maûch (hçnh 4.4c), dáy quáún pháön æïng phaíi coï nhiãöu pháön tæí vaì nhiãöu phiãún âäøi chiãöu. 5.2.1. Nguyãn lyï laìm viãûc cuía âäüng cå mäüt chiãöu Ngæåüc laûi trãn hçnh 4.5 mä taí nguyãn lyï laìm viãûc cuía âäüng cå mäüt chiãöu. Khi cho âiãûn aïp mäüt chiãöu U vaìo hai chäøi âiãûn A vaì B, trong dáy quáún pháön æïng coï doìng âiãûn. Caïc thanh dáùn ab vaì cd mang doìng âiãûn nàòm trong tæì træåìng seî chëu læûc taïc duûng tæång häø lãn nhau taûo nãn momen taïc duûng lãn rotor, laìm rotor quay. Chiãöu læûc taïc duûng âæåüc xaïc âënh theo qui tàõc baìn tay traïi (hçnh 4.5a). Khi pháön æïng quay âæåüc næîa voìng, vë trê thanh dáùn ab, cd âäøi chäù nhau, nhåì coï phiãún goïp âäøi chiãöu doìng âiãûn, nãn doìng âiãûn mäüt chiãöu biãún âäøi thaình doìng âiãûn xoay chiãöu âæa vaìo dáy quáún pháön æïng, giæî cho chiãöu læûc taïc duûng khäng âäøi, do âoï læûc taïc duûng lãn rotor cuîng theo mäüt chiãöu nháút âënh, âaím baío âäüng cå coï chiãöu quay khäng âäøi (hçnh 4.5b). (a) (b) Hçnh 4.5 Mä taí nguyãn lyï laìm viãûc cuía âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 25 2. Sââ pháön æïng vaì mämen âiãûn tæì Khi quay räto, caïc thanh dáùn cuía dáy quáún pháön æïng càõt tæì træåìng pháön caím, trong mäùi thanh dáùn caím æïng sââ trung bçnh laì : etb= B tb lv (4.2) Φ trong âoï : B = tæì caím trung bçnh trong khe håí; tb τl l laì chiãöu daìi cuía thanh dáùn; πDn n v = =2 τ p täúc âäü daìi. 60 60 Våïi: D: âæåìng kênh ngoaìi pháön æïng; τ : bæåïc cæûc; p : säú âäi cæûc tæì. n : täúc âäü voìng; Φ : tæì thäng khe håí dæåïi mäùi cæûc tæì. S n Eæ iæ M Eæ iæ Btb Bδ (b) (a) U τ Hçnh 4.6 Xaïc âënh sââ pháön æïng vaì momen âiãûn tæì trong maïy âiãûn mäüt chiãöu a) Tæì træåìng cæûc tæì; b) Så âäö kyï hiãûu dáy quáún; Thãú vaìo (4.2), ta coï sââ trung bçnh trong mäüt thanh dáùn : n e =2p Φ tb 60 Tæì phêa cäø goïp nhçn vaìo pháön æïng ta tháúy dáy quáún coï thãø biãøu thë bàòng så âäö kyï hiãûu nhæ hçnh 4.6b. Tæì âoï ta tháúy dáy quáún gäöm nhiãöu pháön tæí näúi tiãúp nhau taûo thaình maûch voìng kên. Caïc chäøi âiãûn chia dáy quáún thaình nhiãöu nhaïnh song song. Khi pháön æïng quay, vë trê pháön tæí thay âäøi nhæng nhçn tæì ngoaìi vaìo váùn laì nhiãöu maûch nhaïnh song song. Sââ pháön æïng bàòng täøng caïc sââ thanh dáùn trong mäüt nhaïnh. Nãúu goüi säú thanh dáùn cuía dáy quáún pháön æïng laì N, säú âäi maûch nhaïnh song song laì a (2a säú nhaïnh song song), säú thanh dáùn cuía mäüt nhaïnh song song N/2a. Váûy sââ cuía dáy quáún pháön æïng laì sââ cuía mäüt nhaïnh song song bàòng: N pN E =e = Φn = k Φ n = k ΦΩ (4.3) æ 2a tb 60a E M 2πn trong âoï: Ω = laì täúc âäü goïc cuía pháön æïng; 60 pN pN k = , k = hãû säú phuû thuäüc vaìo kãút cáúu cuía maïy. E 60a M 2πa
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 26 Tæì cäng thæïc (4.3) ta tháúy, âãø thay âäøi sââ pháön æïng thç coï thãø thay âäøi täúc âäü hoàûc thay âäøi tæì thäng Φ tæïc laì thay âäøi doìng âiãûn kêch tæì vaì muäún âäøi chiãöu sââ thç hoàûc âäøi chiãöu quay, hoàûc âäøi chiãöu doìng âiãûn kêch tæì. Mämen âiãûn tæì vaì cäng suáút âiãûn tæì cuía maïy âiãûn mäüt chiãöu Khi maïy âiãûn laìm viãûc trong dáy quáún pháön æïng seî coï doìng âiãûn chaûy qua. Taïc duûng cuía tæì træåìng lãn dáy dáùn coï doìng âiãûn seî sinh ra mämen âiãûn tæì trãn truûc maïy. Læûc âiãûn tæì taïc duûng lãn tæìng thanh dáùn: f= Btb liæ Nãúu täøng säú thanh dáùn cuía dáy quáún pháön æïng laì N vaì doìng âiãûn trong maûch nhaïnh laì iæ = Iæ/2a thç mämen âiãûn tæì taïc duûng lãn dáy quáún pháön æïng: I D MB= æ l N tb 2a 2 trong âoï: Iæ : doìng âiãûn pháön æïng. a : säú âäi maûch nhaïnh song song. D : Âæåìng kênh ngoaìi pháön æïng l : chiãöu daìi taïc duûng cuía thanh dáùn. 2pτ Φ Do: D = vaì B = , nãn ta coï: π tb τl pN M = ΦI = k Φ I (Nm) (4.4) 2πa æ M æ Tæì cäng thæïc (4.4) ta tháúy, muäún thay âäøi mämen âiãûn tæì, ta phaíi thay âäøi doìng âiãûn pháön æïng Iæ hoàûc thay âäøi doìng âiãûn kêch tæì It. Trong maïy phaït âiãûn mäüt chiãöu mämen âiãûn tæì laì mämen haîm vç váûy ngæåüc chiãöu quay phaït âiãûn, coìn trong âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu, mämen âiãûn tæì laì mämen quay nãn cuìng chiãöu quay våïi âäüng cå. Cäng suáút æïng våïi mämen âiãûn tæì láúy vaìo âäúi våïi maïy phaït vaì âæa ra âäúi våïi âäüng cå goüi laì cäng suáút âiãûn tæì vaì bàòng: P tâ = ΩM (4.5) trong âoï: M laì momen âiãûn tæì; Thay vaìo cäng thæïc trãn ta coï: pN 2πn pN PM= Ω = ΦI =n Φ I = E I (4.6) tâ 2πa æ 60 60a æ æ æ Tæì cäng thæïc náöy ta tháúy âæåüc quan hãû giæîa cäng suáút âiãûn tæì våïi momen âiãûn tæì vaì sæû trao âäøi nàng læåüng trong maïy âiãûn. Trong maïy phaït âiãûn cäng suáút âiãûn tæì âaî chuyãøn cäng suáút cå MΩ thaình cäng suáút âiãûn EæIæ. Coìn trong âäüng cå âiãûn, cäng suáút âiãûn tæì âaî chuyãøn cäng suáút âiãûn EæIæ thaình cäng suáút cå MΩ. Täøn hao vaì caïc phæång trçnh cán bàòng Täøn hao trong maïy âiãûn mäüt chiãöu gäöm caïc loaûi sau: Täøn hao cå pCå : gäöm täøn hao åí äø bi, täøn hao ma saït chäøi than våïi vaình goïp, täøn hao thäng gioï täøn hao náöy phuû thuäüc vaìo täúc âäü quay vaì laìm cho äø bi, vaình goïp noïng lãn.
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 27 Täøn hao sàõt pFe : täøn hao do doìng âiãûn xoaïy vaì tæì trãù trong loîi theïp gáy nãn. Täøn hao náöy phuû thuäüc vaìo váût liãûu, chiãöu daìy cuía táúm theïp, troüng læåüng loîi theïp, tæì caím vaì táön säú. Caïc täøn hao trãn khi ktaíi âaî täön taûi nãn goüi laì täøn hao khäng taíi: P0 = pcå + pFe . Täøn hao âäöng pCu: + Täøn hao âäöng trong maûch pháön æïng: 2 • Täøn hao âäöng trong dáy quáún pháön æïng: Iæ ræ. 2 • Täøn hao âäöng trong dáy quáún cæûc tæì phuû: Iæ rf. • Täøn hao tiãúp xuïc giæîa chäøi than vaì vaình goïp : 2ΔUt x = 2V nãn pt x = 2Iæ. Goüp táút caí caïc täøn hao trãn laûi goüi laì täøn hao âäöng trãn pháön æïng: 2 pæ = Iæ Ræ. Våïi Ræ. = ræ + rf + rtx + Täøn hao âäöng trong maûch kêch thêch: • Täøn hao âäöng trong dáy quáún kêch thêch. • Täøn hao trãn biãún tråí âiãöu chènh trong maûch kêch tæì, váûy : pCut = UtIt , trong âoï : Ut âiãûn aïp âàût lãn maûch kt, It : doìng âiãûn kêch tæì. Täøn hao phuû pf : + Trong theïp: tæì træåìng phán bäú khäng âãöu, aính hæåíng ràng raînh. + Trong âäöng: quïa trçnh âäøi chiãöu laìm doìng thay âäøi, láúy 1%Pâm . Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp maïy phaït mäüt chiãöu: U= Eæ - RæIæ. Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp âäüng cå mäüt chiãöu : U= Eæ + RæIæ. 3. Maïy phaït mäüt chiãöu A. MAÏY PHAÏT KÊCH TÆÌ ÂÄÜC LÁÛP Doìng âiãûn kêch tæì It do nguäön mäüt chiãöu ngoaìi maïy taûo ra, khäng phuû thuäüc doìng âiãûn pháön æïng Iæ. Trãn hçnh 4.7 laì maûch âiãûn tæång âæång cuía maïy phaït âiãûn mäüt chiãöu âäüc láûp. Caïc phæång trçnh cuía maïy phaït Ræ mäüt chiãöu kêch tæì âäüc láûp : It Iæ I Phæång trçnh âiãûn aïp : + R + + Maûch kêch tæì : âc U = R I U R t mt t Ut Eæ + Maûch pháön æïng : Rt _ _ EUæ = + R æI æ II= æ Hçnh 4.7 Maûch tæång dæång cuía maïy phaït kêch tæì âäüc láûp R mt=R t + R âc ; R æ : âiãûn tråí maûch pháön æïng. a. Âàûc tênh khäng taíi : E = f( It ) khi I=0 vaì n = const Læu yï caïc âiãøm sau :
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 28 • Luïc It = 0 váùn coï mäüt sââ nhoí Edæ do tæì dæ cuía loîi theïp. • Trong âoaûn EdæA. sââ E tyí lãûIt . • Trong âoaûn chuyãøn tiãúp AB, sââ E E C tàng cháûm hån It B • Trong âoaûn baîo hoìa BC, sââ E tàng Baîo hoìa A khäng âaïng kãø. Chuyãøn tiãúp Âiãøm laìm viãûc bçnh thæåìng cuía maïy nàòm trãn âoaûn chuyãøn tiãúp vç nãúu trãn âoaûn Tuyãún tênh tuyãún tênh sââ E seî thay âäøi nhiãöu theo doìng Edæ âiãûn It nãn âiãûn aïp ra cuía maïy bë dao âäüng; It coìn trãn âoaûn baîo hoìa doìng âiãûn It låïn laìm tàng täøn hao. Hçnh 4.8 Âàûc tênh khäng taíi b. Âàûc tênh ngoaìi : U =f(I), khi n = const vaì It = const. U RæIæ Uo It E Uâm It0 U Suût aïp do phaín æïng pháön æïng R I æ æ I I I Hçnh 4.10 Âàûc tênh âiãöu chènh âm Hçnh 4.9 Âàûc tênh ngoaìi • Taïc duûng faín æïng pháön æïng laìm tæì thäng Φ giaím, keïo theo sââ Eæ giaím. • Âiãûn aïp råi trong maûch pháön æïng RæIæ tàng. Âäü biãún âäøi âiãûn aïp âënh mæïc cuía maïy phaït : (It= Itâm) UUo− âm ΔU%âm = ×100 = (5 − 15)% (4.7) Uâm te c. Âàûc tênh âiãöu chènh : It =f(I) khi U vaì Ω = C Âãø giæî âiãûn aïp maïy phaït khäng âäøi khi taíi tàng, phaíi tàng doìng âiãûn k.tæì It . MAÏY FAÏT ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU KÊCH TÆÌ SONG SONG a. Maûch âiãûn tæång âæång vaì caïc phæång trçnh cán bàòng IIæ= ts + I ; U = Eæ− R æI æ ; Ut= R mtI ts = RI
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 29 b. Âiãöu kiãûn tæû kêch Quay maïy phaït våïi Ω khi Itaíi= 0 vaì Its = 0. Nhåì coï Φ dæ maïy seî coï sââ Edæ trãn âáöu cæûc cuía maïy. Khi maûch kêch tæì âæåüc näúi våïi âáöu cæûc maïy phaït, seî coï hai træåìng håüp xaíy ra : 1. Sââ Edæ taûo ra I,ts Its taûo ra Φ t cuìng chiãöu Φ dæ . Tthäng cæûc tæì Φ = Φt + Φ dæ tàng dáön lãn, sââ E tàng theo vaì maïy tæû kêch âæåüc. 0 2. Nãúu Φ t ngæåüc chiãöu, seî triãût tiãu Φ dæ , maïy k tæû kêch âæåüc. Giaí sæí maïy tæû kêch âæåüc vaì Itaíi=0, luïc âoï E vaì Its nghiãûm cuía hãû: E = f(Its) vaì E = RmtIts. Âæåìng E = f(Its) phuû thuäüc Ω; âæåìng E = RmtIts phuû thuäüc vaìo Rmt vaì taûo våïi truûc Its mäüt goïc α = arctgR mt . Chuïng càõt nhau taûi M. te Giaí thiãút giæî Ω = C , nãúu Rmt tàng, âæåìng thàóng caím tiãúp xuïc våïi âàûc tênh khäng taíi æïng våïi âiãûn tråí tåïi haûn Rth, luïc âoï âiãûn aïp khäng äøn âënh. Nãúu tiãúp tuûc tàng Rmt maïy seî laìm viãûc våïi Edæ. Rf3 Rft Rf1 E I Ræ M æ E I I + ts E=f(Its) Râc E U R æ Rts _ Edæ U=RmtIts Its 0 Hçnh 4.11 Maûch tæång dæång Ikt cuía maïy phaït kêch tæì song song Hçnh 4.12 Âiãöu kiãûn tæû kêch Toïm laûi âiãöu kiãûn tæû kêch laì : 1. Phaíi coï tæì dæ trong hãû thäúng maûch tæì (maïy). 2. Tæì thäng do sââ Edæ taûo ra cuìng chiãöu tæì dæ. 3. Biãún tråí maûch kêch tæì Rmt phaíi âuí beï (Rmt < Rth). c. Âàûc tênh ngoaìi : U = f(I), khi n = const, Rmt = const. Khi taíi I tàng, âiãûn aïp U cuía maïy phaït kêch tæì song song giaím nhiãöu hån maïy phaït kêch tæì âäüc láûp vç + aính hæåíng cuía faín æïng pháön æïng vaì + âiãûn aïp råi trãn Ræ nhæ trong maïy phaït kêch tæì âäüc láûp vaì thãm + khi U giaím khiãún Its vaì E giaím theo nãn U giaím nhiãöu hån so våïi ktâl. Ta veî chung hai âàûc tênh âãø so saïnh. Ta tháúy ΔUâm cuía maïy phaït kêch tæì song song cuîng låïn hån maïy phaït kêch tæì âäüc láûp : ΔUâm= (10-20)% Âiãøm âàûc biãût cuía maïy phaït kêch tæì song song laì doìng âiãûn taíi chè tàng âãún mäüt trë säú nháút âënh I = Ith sau âoï nãúu tiãúp tuûc tàng taíi thç doìng âiãûn I khäng tàng maì giaím nhanh âãún trë säú Io xaïc âënh båíi tæì dæ trong maïy, âiãøm P. Såí dé nhæ váûy laì do maïy laìm viãûc trong tçnh traûng
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 30 khäng baîo hoìa æïng våïi âoaûn thàóng cuía âàûc tênh tæì hoïa, doìng âiãûn Its giaím seî laìm cho E vaì U giaím ráút nhanh. Âiãûn aïp U giaím nhanh hån doìng Its âæa laûi kãút quaí laì doìng taíi I giaím âãún Io. Nhæ váûy sæû cäú maïy phaït kêch tæì song song khäng gáy nguy hiãøm nhæ maïy phaït kêch tæì âäüc láûp . U ΔUâm U Its âm 1 It0 2 Po I I I Idæ Iâm th Hçnh 4.14 Âàûc tênh âiãöu chènh Hçnh 4.13 Âàûc tênh ngoaìi cuía maïy phaït mäüt chiãöu . 1. Kêch tæì âäüc láûp; 2. Kêch tæì song song. d. Âàûc tênh âiãöu chènh Âãø âiãöu chènh âiãûn aïp, ta phaíi âiãöu chènh doìng âiãûn kêch tæì, âæåìng âàûc tênh âiãöu chènh cuía maïy phaït kêch tæì song song Its = f(I), khi âiãûn aïp U vaì täúc âäü n khäng âäøi veî trãn hçnh 30.4. MAÏY PHAÏT ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU KÊCH TÆÌ HÄØN HÅÜP a. Maûch âiãûn tæång âæång phæång trçnh cán bàòng Phæång trçnh cán bàòng : Iæ= I ts + I; Itn = I; EIæ= æR æ+ IR tn + U Ut=R mtII ts = tnR tn + U Doìng Itn taûo ra Φn , nãúu Φ = Φs+ Φ n : maïy phaït kêch tæì häùn håüp näúi thuáûn, coìn Φ = Φs − Φ n : maïy phaït kêch tæì häùn håüp näúi ngæåüc. Sââ trong biãøu thæïc laì : Eæ= C E n Φ = CE n( Φ s ± Φ n ) U 1 U R âm 2 âc 3 Iæ + I I ts Ræ 4 Rtn U R Eæ I Rts _ Iâm Hçnh 4.16 Âàûc tênh ngoaìi cuía maïy phaït Hçnh 4.15 Maûch tæång dæång âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì häùn håüp. 1. Buì cuía maïy phaït kêch tæì häùn håüp thæìa. 2. Buì âuí 3. Buì thiãúu 4. Näúi ngæåüc
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 31 b. Âàûc tênh ngoaìi : U = f(I), khi n = const, Rmt = const. Goüi U0 laì âiãûn aïp luïc khäng taíi vaì Uâm laì âiãûn aïp âáöy taíi. Ta coï : UE=æ −R æI æ − R tnI vaì Eæ= k M (Φ s± Φ n )Ω khi doìng taíi I tàng, âiãûn aïp U thay âäøi phuû thuäüc vaìo âäü låïn cuía Φn so våïi Φs tæïc laì phuû thuäüc vaìo säú voìng dáy Wn cuía cuäün ktnt. Âàûc tênh ngoaìi cuía mfkthh våïi : + Kêch tæì häùn håüp näúi thuáûn : âæåìng (3) buì thiãúu; âæåìng (2) buì âuí; âæåìng (1) buì thæìa. + Kêch tæì häùn håüp näúi ngæåüc : âæåìng (4), do näúi ngæåüc nãn tæì thäng täøng giaím nhiãöu khi taíi tàng nãn U giaím ráút nhanh. U 1 Râc Uâm 2 Iæ + Its I 3 R æ R 4 tn R U Eæ Rts I _ I âm Hçnh 4.17 Maûch tæång dæång Hçnh 4.18 Âàûc tênh ngoaìi cuía maïy phaït cuía maïy phaït kêch tæì häùn håüp âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì häùn håüp. 1. Buì thæìa. 2. Buì âuí 3. Buì thiãúu 4. Näúi ngæåüc c. Âàûc tênh âiãöu chènh Its 3 Âãø giæî U âáöu cæûc maïy phaït âiãûn khäng âäøi, ta phaíi âiãöu chènh doìng âiãûn kêch tæì, âæåìng âàûc 2 tênh âiãöu chènh cuía maïy phaït kêch tæì häøn håüp Its Ito 1 = f(I), khi U vaì n=Cte âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 4.14. Trong âoï laì âæåìng 1 laì khi näúi thuáûn buì I thæìa, âæåìng 2 näúi thuáûn buì bçnh thæåìng vaì âæåìng 3- näúi ngæåüc. Iâm Hçnh 4.19 Âàûc tênh âiãöu chènh cuía maïy phaït âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì häøn håp. 4. Âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu A. ÂÄÜNG CÅ ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU KÊCH TÆÌ SONG SONG (ÂÄÜC LÁÛP) a. Maûch âiãûn tæång âæång vaì caïc phæång trçnh cán bàòng Maûch âiãûn tæång âæång âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 4.20; våïi caïc kyï hiãûu tæång tæû nhæ maïy phaït, ta coï caïc phæång trçnh cán bàòng laì : III=æ + kt (4.9a)
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 32 U U Ikt = = (4.9b) RRâc+ kdR kt EURIæ = −æ æ =k MΩ Φ (4.9c) b. Âàûc tênh váûn täúc theo doìng kêch tæì n=f(Ikt). I n + Ikt Iæ R Râc R æ âc n U Taíi Râc= 0 Rkq Eæ _ M Ikt 0 Hçnh 4.20 Maûch tæång dæång cuía Hçnh 4.21 Âàûc tênh täúc âäü âäüng cå kêch tæì song song theo doìng kêch thêch Âàûc tênh täúc âäü theo doìng kêch tæì laì âæåìng cong n = f(Ikt), khi Iæ = const vaì U = const. Theo biãøu thæïc (4.9c), n tè lãû nghëch våïi tæì thäng Φ(Ikt ); trong khi âoï quan hãû Φ(Ikt ) coï daûng âæåìng cong tæì hoïa B(H). Váûy n = f(Ikt) coï daûng hypebän nhæ hçnh 4.21. Tæì âàûc tênh náöy cho tháúy, âãø âiãöu chènh täúc âäü âäüng cå kêch tæì song song ta âiãöu chènh doìng âiãûn kêch tæì Ikt. Âáy laì æu âiãøm âäüng cå mäüt chiãöu so våïi âäüng cå xoay chiãöu. c. Âàûc tênh cå Ω = f(M). Âoï laì âæåìng cong quan hãû Ω = f(M), khi It = const vaì U = const. Ruït Iæ tæì cäng thæïc (4.9) vaì thay vaìo (4.9), ta coï : U R Ω = − æ M (4.10) 2 k MΦ (kMΦ ) Nãúu âiãûn aïp U vaì tæì thäng Φ khäng âäøi thç âàûc tênh cå laì âæåìng thàóng däúc xuäúng nhæ trçnh baìy trãn hçnh 4.22. Moment tàng thç täúc âäü giaím ráút êt, nhæ váûy âàûc tênh cå cæïng. Trong nhæîng maïy âiãûn thæûc tæì thäng giaím do phaín æïng pháön æïng, nãn M hay Iæ tàng laìm täúc âäü giaím êt hån so våïi trçnh baìy trãn hçnh 4.21. Nhæ váûy, phaín æïng pháön æïng coï låüi trong viãûc âiãöu khiãøn täúc âäü âäüng cå mäüt chiãöu. Nãúu M = 0 vaì M = 0 thç I = 0, âäüng cå quay våïi 2 0 æ Ω U täúc âäü khäng taíi lyï tæåíng : Ω1 = k MΦ Ω1 Ω0 ΔΩ Luïc khäng taíi âäüng cå cuîng phaíi láúy I0 âãø buì Ωâm vaìo P0, vaì quay våïi Ω0 < Ω1 mäüt êt : URI− æ o Ωo = ≈ Ω1 k MΦ M 0 Hçnh 4.22 Âàûc tênh cå cuía âäüng cå kêch tæì song song M0 Mâm
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 33 Tæì cäng thæïc (4.10), ta tháúy âãø âiãöu chènh täúc âäü âäüng cå mäüt chiãöu coï ba phæång phaïp : 1. Âiãöu chènh âiãûn aïp U âàût vaìo maûch pháön æïng U. 2. Âiãöu chènh tæì thäng Φ. 3. Âiãöu chènh âiãûn tråí phuû màõc näúi tiãúp våïi maûch pháön æïng. Toïm laûi, täúc âäü cuía âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu tàng khi U vaì Φ tàng hay âiãûn tråí phuû giaím, âiãöu âoï seî âãö cáûp sau. B. ÂÄÜNG CÅ ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU NÄÚI TIÃÚP (seïrie) a. Maûch âiãûn tæång âæång vaì caïc phæång trçnh Âäüng cå kêch tæì näúi tiãúp coï cuäün Ræ I kêch tæì màõc näúi tiãúp våïi cuäün dáy pháön I + æ æïng. Vç doìng kêch tæì bàòng doìng âiãûn n pháön æïng nãn cuäün kêch tæì coï tiãút diãûn U Eæ Taíi låïn, êt voìng dáy vaì âiãûn tråí nhoí. Maûch Rkn M _ âiãûn tæång âæång trçnh baìy trãn hçnh 4.23, våïi R laì âiãûn tråí cuía dáy quáún kn Hçnh 4.23 Maûch tæång dæång kêch tæì näúi tiãúp. cuía âäüng cå kêch tæì song song Caïc phæång trçnh cán bàòng laì : III=n = æ (4.11) Eæ = U − (Rn+ R æ )I æ= k EΦn (4.12) Chuï yï : ÅÍ âáy doìng âiãûn Iæ vaì tæì thäng Φ(Iæ ) phuû thuäüc taíi cuía âäüng cå. b. Âàûc tênh cå Ω = f(M). Ω Âoï laì âæåìng cong quan hãû Ω = f (M) khi âiãûn aïp U = const. Ω0 Theo cäng thæïc (4.4) vaì Φ = kΦ Iæ , ta coï : 2 M= kM kΦ I æ (4.13) Ωâm Khi Iæ nhoí, tæì biãøu thæïc (4.10) vaì (4.13), ta coï : U 1 RR+ Ω = × − æ n (4.14a) M kM k Φ M kM k Φ 0 M0 Mâm Mk A Ω = − B (4.14b) M Hçnh 4.24 Âàûc tênh cuía âäüng cå kêch tæì song song Váûy âàûc tênh cå cuía âäüng cå kêch thêch näúi tiãúp coï daûng hypebän (hçnh 4.33). Khi täúc âäü Ω = 0 moment khåíi âäüng Mk cuía âäüng cå kêch thêch näúi tiãúp coï giaï trë ráút låïn. Khi taíi giaím nhiãöu, Iæ nhoí, Φ nhoí, âäüng cå seî quay ráút nhanh. Âàûc biãût luïc âäüng cå khäng taíi, doìng âiãûn Iæ = I0 ráút nhoí khiãún täúc âäü quaï låïn, ráút nguy hiãøm. Vç váûy cáön phaíi váûn haình âäüng cå kêch tæì näúi tiãúp sao cho tçnh traûng khåíi âäüngkhäng taíi hoàûc laìm viãûc khäng taíi khäng xaíy ra; vaì cuîng cáön traïnh âäüng cå laìm viãûc quaï non taíi.
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 34 Khi Iæ låïn, maûch tæì baîo hoìa, tæì thäng Φ (Iæ) tàng cháûm hån nghéa laì Φ (Iæ) < kΦ Iæ nãn âàûc tênh åí trãn hypebän âoï. C. ÂÄÜNG CÅ ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU KÊCH TÆÌ HÄÙN HÅÜP a) Maûch âiãûn tæång âæång vaì caïc phæång trçnh Giäúng maïy phaït kêch tæì häøn håüp, trãn mäùi cæûc tæì mang hai dáy quáún kêch tæì : song song coï âiãûn tråí Rs; näúi tiãúp coï âiãûn tråí Rn. Tæì hçnh 4.25, ta viãút âæåüc caïc phæång trçnh laìm viãûc laì: III=æ + kt ; IIn= æ (4.15a) Eæ = URI −n n − RI æ æ = U(R− kn+ R)I kq æ (4.15b) I Iæ + It Ræ Rdc n U Eæ Taíi R _ Rkq kn M Hçnh 4.25 Maûch tæång dæång cuía âäüng cå kêch tæì häùn håüp b) Âàûc tênh cå (täúc âäü - Moment) Ω = f(M). Âoï laì âæåìng cong quan hãû Ω = f (M) khi âiãûn aïp U = const vaì âiãûn tråí âiãöu chènh Râc =const. 4 ''' Ω Ω Ωo Ω '' o ’’’ Ωâm ' Φ Ωo ’’ 1 Φ Ω âm Φ’ 3 Φâm 2 M 0 0 Mâm (Iæâm) M(Iæ) Hçnh 4.27 Âàûc tênh cå cuía âäüng Hçnh 4.26 Caïc âàûc tênh cuía âäüng cå mäüt chiãöu. cå âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì song (1) song song ; (2) näúi tiãúp ; (3) häùn håüp cäüng ; (4) häùn song våïi caïc Ikt khaïc nhau håüp træì. Biãút âæåüc quan hãû Φ n = f() Iæ , tæì (4.35) vaì (4.36), ta coï :
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 35 U (R + R )M Ω = − æ n (4.17) 2 2 kM (Φ s ± Φ n ) kM (Φ s ± Φ n ) Âáy chênh laì phæång trçnh thäng säú cuía âæåìng cong âàûc tênh cå âäüng cå mäüt chiãöu (hçnh 4.26). D. ÂIÃÖU CHÈNH TÄÚC ÂÄÜ ÂÄÜNG CÅ ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU Âàûc tênh cå cuía caïc loaûi âäüng cå mäüt chiãöu trçnh baìy trãn hçnh 4.27, coìn phuû taíi khaïc nhau yãu cáöu täúc âäü khaïc nhau. Vç váûy âãø phuì håüp våïi taíi cáön phaíi âiãöu chènh täúc âäü âäüng cå luïc coï taíi. Tæì cäng thæïc (4.17), ta viãút laûi nhæ sau : U (R æ+ R n+ R p )M Ω = − (4.18) 2 2 kM (Φ s ± Φ n ) kM (Φ s ± Φ n ) Trong âoï, Rp : âiãûn tråí phuû màõc vaìo maûch pháön æïng. Ta coï caïc phæång phaïp âiãöu chènh täúc âäü nhæ sau : + Âiãöu chènh täúc âäü bàòng caïch thay âäøi tæì thäng Φ . + Âiãöu chènh täúc âäü bàòng caïch thay âäøi âiãûn aïp U. + Âiãöu chènh täúc âäü bàòng caïch thay âäøi âiãûn tråí phuû Rp. Âäüng cå kêch tæì song song (âäüc láûp) a) Âiãöu chènh täúc âäü bàòng caïch thay âäøi tæì thäng Φ Nãúu thay âäøi Φn bàòng caïch thay âäøi Râc âãø thay âäøi Ikt (hçnh 4.20) thç æÏng våïi caïc trë säú khaïc nhau cuía Râc ta coï caïc âàûc tênh cå nhæ hçnh 4.27. Caïc âæåìng âàûc tênh naìy coï Ωo > Ωoâm , vaì seî giao nhau trãn truûc hoaình khi Ω = 0 : U Iæ = (4.19) R æ Do âiãöu kiãûn âäøi chiãöu, caïc âäüng cå thäng duûng hiãûn nay coï thãø âiãöu chènh täúc âäü quay bàòng phæång phaïp naìy trong giåïi haûn 1:2. Cuîng coï thãø saín xuáút âäüng cå coï giåïi haûn âiãöu chènh 1:5, tháûm chê 1:8. b) Âiãöu chènh täúc âäü bàòng caïch thay âäøi âiãûn aïp U Cáön hai nguäön: mäüt nguäön coï thãø âiãöu chènh âiãûn aïp âæåüc âãø näúi våïi maûch pháön æïng vaì mäüt nguäön khaïc näúi våïi maûch kêch tæì. Hãû thäúng T-Â (Thyristor - Âäüng cå) nhæ trçnh baìy (hçnh 539). âang sæí duûng phäø biãún. Bäü biãún âäøi A vaì B âæåüc näúi song song ngæåüc, trong âoï bäü B âæåüc duìng khi cáön âäøi chiãöu quay âäüng cå. Khi thay âäøi U, hoü âàûc tênh cå trçnh baìy trãn hçnh 4.40. Âæåìng 1 æïng våïi Uâm, âæåìng 3 vaì 2 æïng våïi U3 Uâm.
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 36 n Ω Ωo4 Ωo Ωo1 4 Rp=0 Ω o2 1 Uâm Ωo3 2 Rp1 3 Rp2 Rp3 0 0 Mâm (Iæâm) M(Iæ) Mâm (Iæâm) M(Iæ) Hçnh 4.28 Âàûc tênh cå (täúc âäü) Hçnh 4.29 Âàûc tênh cå (täúc âäü) cuía âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu kêch cuía âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu kêch tæ tæì âäüc láûp våïi caïc U khaïc nhau ì song song våïi caïc R khaïc nhau p c) Âiãöu chènh täúc âäü bàòng caïch thay âäøi âiãûn tråí phuû Rf. Màõc thãm Rp vaìo maûch pháön æïng (hçnh 4.36), ta tháúy täúc âäü âäüng cå giaím. Ta coï hoü âàûc tênh cå æïng våïi caïc trë säú khaïc nhau cuía Rp, trong âoï Rp = 0 laì âàûc tênh cå tæû nhiãn. Ta tháúy nãúu Rp caìng låïn âàûc tênh cå caìng däúc, tæïc âàûc tênh cå caìng mãöm, nghéa laì täúc âäü seî thay âäøi nhiãöu khi taíi thay âäøi. III. CAÏC THIÃÚT BË THÊ NGHIÃÛM : Xem baíng caïc duûng cuû åí phuû luûc C âãø biãút caïc duûng cuû cáön thiãút cho baìi thê nghiãûm. III. NÄÜI DUNG THÊ NGHIÃÛM : Thiãút láûp thiãút bë : • Caìi caïc Module nguäön âiãûn, Giao diãûn thu tháûp dæî liãûu vaì maïy âiãûn mäüt chiãöu trong hãû thäúng EMS. • DAI LOW POWER INPUTS âæåüc näúi våïi nguäön cung cáúp chênh, âàût cäng tàõc nguäön AC-24V åí vë trê I (ON) vaì caïp deût cuía maïy tênh âæåüc näúi våïi DAI. • Hiãøn thë æïng duûng Metering, choün File cáúu hçnh DCMOTOR1.CFG. 1. ÂO ÂIÃÛN TRÅÍ MÄÜT CHIÃÖU CUÍA MAÛCH PHÁÖN ÆÏNG VAÌ MAÛCH KÊCH THÊCH. Så âäö thê nghiãûm hçnh 4.30. + + Sæí duûng nguäön cung cáúp laì nguäön âiãûn mäüt I1 1 chiãöu (DC) âiãöu chènh âæåüc tæì 0-220V. + + Trãn cæía säø Metering chuyãøn sang chãú âäü âo E doìng âiãûn vaì âiãûn aïp mäüt chiãöu DC. E + Duìng nguäön âiãûn mäüt chiãöu âáöu 7-N, Vänkãú E1 vaì Ampekãú I1 âáúu näúi våïi caïc cuäün dáy cuía dáy 2 quáún pháön æïng nhæ hçnh 1 âãø âo RÆ vaì sau âoï cho dáy quáún kich thêch song song (Shunt) âãø âo Rf . Hçnh 4-30
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 37 + Báût nguäön, xoay nuïm âiãöu chènh tàng dáön âiãûn aïp âàût vaìo hai âáöu dáy quáún âãø âiãûn aïp bàòng 0.25, 0.50, 0.75, 1.0Uâm âäúi våïi dáy quáún kêch tæì vaì doìng âiãûn bàòng 0.1, 0.2, 0.3, 0.4Iâm âäúi våïi dáy quáún pháön æïng. + Ghi laûi caïc trë säú âo âæåüc trãn caïc cæía säø âo E1 vaì I1 vaìo maïy tênh bàòng caïch âæa con troí chuäüt âãún nuït record data. Sau khi âo hãút caïc cuäün dáy, måí baíng säú liãûu ghi vaìo baíng 1. + Tàõt nguäön, xoay nuïm âiãöu chènh âiãûn aïp vãö vë trê min, thaïo gåî caïc dáy näúi. Baíng 1 Maûch kêch tæì I1(A) E1(V) Maûch pháön æïng I1(A) E1(V) 2. THÊ NGHIÃÛM MAÏY FAÏT ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU. a) Maïy faït âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì âäüc láûp: Så âäö thê nghiãûm nhæ hçnh veî : + I1 1 + Iæ + T Prime MF E1 Mover R1 N MC K 2 + I2 5 It KT R 8 âc 7 6 Hçnh 4.31 : Så âäö thê nghiãûm khäng taíi vaì coï taíi maïy phaït mäüt chiãöu • Thê nghiãûm láúy âàûc tênh khäng taíi:(hçnh4.31 ) Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau: + Biãún tråí âiãöu chènh Râc âãø åí vë trê låïn nháút (1000Ω). + Cäng tàõc MODE âãø vë trê Prime Mover. + Cäng tàõc DISPLAY âãø vë trê Speed (n).
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 38 Baíng 2 Khäng taíi (I1 = 0) I2(A) 0 E1(V) Coï taíi (I2 = A) I1(A) 0 E1(V) Thaình láûp âàûc tênh âiãöu chènh I2(A) I1(V) + Håí K, báût nguäön vaì âiãöu chènh âãø tàng dáön âiãûn aïp U âàûc vaìo âäüng cå så cáúp (Pime mover) âaût âãún täúc âäü n = nâm cuía maïy phaït âiãûn mäüt chiãöu. + Âiãöu chènh Râc âãø tàng doìng âiãûn kêch tæì cho âãún khi âiãûn aïp âáöu cæûc FM bàòng 1.2Uâm. trong quaï trçnh tàng It, âæa con troí chuäüt âãún nuït record data, nhàõp chuäüt âãø ghi kãút quaí vaìo maïy tênh. Sau âoï måí baíng säú liãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 2 (hoàûc duìng maïy in âãø in baíng säú liãûu). • Thê nghiãûm coï taíi: (hçnh 4.31 ) Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau : + Laìm giäúng nhæ thê nghiãûm khäng taíi âãø thaình láûp âiãûn aïp, nhæng chè bàòng Uâm. + Âoïng K âãø tàng dáön taíi cho âãún khi taíi âënh mæïc, trong quaï trçnh tàng taíi nãúu âiãûn aïp suût thç phaíi tàng doìng âiãûn kêch tæì âãø U = Uâm. Trong quaï trçnh tàng taíi nãúu täúc âäü n giaím thç phaíi âiãöu chènh âãø n = nâm. Sau âoï giaím dáön taíi, trong quaï giaím taíi âæa con troí chuäüt âãún nuït record data, nhàõp chuäüt âãø ghi kãút quaí âo âæåüc vaìo maïy tênh. Sau âoï måí baíng säú liãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 2. • Thaình láûp âàûc tênh âiãöu chènh: (hçnh 4.31 ) Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau : + Laìm giäúng nhæ thê nghiãûm khäng taíi âãø thaình láûp âiãûn aïp, nhæng chè bàòng Uâm. + Âoïng K âãø tàng dáön taíi. Mäøi láön tàng taíi, nãúu âiãûn aïp U vaì täúc âäü n giaím thç phaíi âiãöu chènh doìng âiãûn kêch tæì âãø giæî U vaì n bàòng âënh mæïc. Sau âoï âæa con troí chuäüt âãún nuït record data, nhàõp chuäüt âãø ghi kãút quaí âo âæåüc vaìo maïy tênh. Måí baíng säú liãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 2. b) Maïy faït âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì song song: Så âäö thê nghiãûm nhæ hçnh 4.32: • Thê nghiãûm khäng taíi:(hçnh 4.32 ) Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau: + Âãø biãún tråí âiãöu chènh Râc åí vë trê låïn nháút (1000Ω). + Håí K, báût nguäön vaì âiãöu chènh âãø tàng dáön âiãûn aïp U âàûc vaìo âäüng cå så cáúp âãún âaût täúc âäü n = nâm cuía FM. + Giaím Râc âãø tàng doìng âiãûn kêch thêch cho âãún khi âiãûn aïp âáöu cæûc FM bàòng 1.2Uâm. trong quaï trçnh tàng it, âæa con troí chuäüt âãún nuït record data, nhàõp chuäüt âãø ghi kãút quaí âo
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 39 âæåüc vaìo maïy tênh. Sau âoï måí baíng säú liãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 3 (hoàûc duìng maïy in âãø in baíng säú liãûu). Iæ I + I1 + It 1 + I2 + T Prime MF 5 E1 KT R1 N Mover MC 6 7 2 Râc K 8 Hçnh 4.32: Så âäö thê nghiãûm MFMC kêch thêch song song • Thê nghiãûm coï taíi: (hçnh 4.32 ) Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau : + Laìm giäúng nhæ thê nghiãûm khäng taíi âãø thaình láûp âiãûn aïp. + Âoïng K âãø tàng dáön taíi cho âãún khi taíi âënh mæïc. Trong quaï trçnh tàng taíi, âæa con troí chuäüt âãún nuït record data, nhàõp chuäüt âãø ghi kãút quaí âo âæåüc vaìo maïy tênh. Trong quaï trçnh tàng taíi nãúu täúc âäü n giaím thç phaíi âiãöu chènh âiãûn aïp âãø n = nâm .Sau âoï måí baíng säú liãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 3 (hoàûc duìng maïy in âãø in baíng säú liãûu). • Thaình láûp âàûc tênh âiãöu chènh: (hçnh 4.32 ) Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau : + Laìm giäúng nhæ thê nghiãûm khäng taíi âãø thaình láûp âiãûn aïp, nhæng chè bàòng Uâm. + Âoïng K âãø tàng dáön taíi. Mäøi láön tàng taíi, nãúu âiãûn aïp U vaì täúc âäü n giaím thç phaíi âiãöu chènh âãø giæî U vaì n bàòng âënh mæïc. Sau âoï âæa con troí chuäüt âãún nuït record data, nhàõp chuäüt âãø ghi kãút quaí âo âæåüc vaìo maïy tênh. Måí baíng säú liãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 3 Baíng 3 Khäng taíi (I1 = 0) I = I2(A) 0 U=E1(V) Coï taíi It= I2(A) I = I1(A) 0 U=E1(V) Thaình láûp âàûc tênh âiãöu chènh I = I2(A) U=E1(V)
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 40 c) Maïy faït âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì häøn håüp: Så âäö thê nghiãûm nhæ hçnh 4.33 vaì 4.34 : • Thê nghiãûm coï taíi : (hçnh 4.3, näúi thuáûn) Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau : 3 KTnt 4 I + I1 + I t 1 + I2 + T Prime MF 5 E1 R1 N Mover MC KTss 6 7 2 R âc K 8 Hçnh 4.33a: Så âäö thê nghiãûm MFMC kêch thêch häøn håüp näúi thuáûn KTnt 4 I + 3 I1 + It 1 + I2 + T Prime MF 5 E1 R Mover MC KTss 1 N 6 7 2 R âc K 8 Hçnh 4.34: Så âäö thê nghiãûm MFMC kêch thêch häøn håüp näúi ngæåüc + Laìm giäúng nhæ thê nghiãûm khäng taíi trãn âãø thaình láûp âiãûn aïp. + Âoïng K âãø tàng dáön taíi cho âãún khi taíi âënh mæïc. Trong quaï trçnh tàng taíi, âæa con troí chuäüt âãún nuït record data, nhàõp chuäüt âãø ghi kãút quaí âo âæåüc vaìo maïy tênh. Trong quaï trçnh tàng taíi nãúu n giaím thç phaíi âiãöu chènh âiãûn aïp âãø n = nâm .Sau âoï måí baíng säú liãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 4 (hoàûc duìng maïy in âãø in baíng säú liãûu). • Thê nghiãûm coï taíi : (hçnh 4.34) näúi ngæåüc) Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau : + Laìm giäúng nhæ thê nghiãûm khäng taíi trãn âãø thaình láûp âiãûn aïp.
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 41 + Âoïng K âãø tàng dáön taíi cho âãún khi taíi âënh mæïc. Trong quaï trçnh tàng taíi, âæa con troí chuäüt âãún nuït record data, nhàõp chuäüt âãø ghi kãút quaí âo âæåüc vaìo maïy tênh. Trong quaï trçnh tàng taíi nãúu n giaím thç phaíi âiãöu chènh âiãûn aïp âãø n = nâm .Sau âoï måí baíng säú liãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 4. Baíng 4 Näúi thuáûn (hinh 4a) it= I2(A) I = I1(A) 0 U=E1(V) Näúi ngæåüc (hinh 4b) it= I2(A) I = I1(A) 0 U=E1(V) 3. THÊ NGHIÃÛM ÂÄÜNG CÅ ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU. a) Láúy âàûc tênh cå âäüng cå mäüt chiãöu KT âäüc láûp Så âäö näúi dáy thê nghiãûm hçnh 4.35 Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau : + Âãø biãún tråí âiãöu chènh Râc åí vë trê max.(1000Ω). + Cäng tàõt MODE âãø vë trê Dinamoteur. + Cäng tàõt DISPLAY âãø vë trê Speed (N ). + Cäng tàõt Load control mode âãø vë trê MAN vaì xoay muïm âiãöu chènh vãö vë trê min. + I1 I æ 1 + T E1 ÂC DINA N 2 + I2 5 It KT Râc 6 8 7 Hçnh 4.35 Så âäö thê nghiãûm láúy âàûc tênh cå âäüng cå mäüt chiãöu KT âäüc láûp
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 42 + Måí cæía säø âo momen vaì täúc âäü âãø ghi säú liãûu. + Âoïng nguäön tàng dáön âiãûn aïp âàût vaìo pháön æïng âäüng cå U = Uâm. Âiãöu chènh doìng âiãûn kêch tæì âãø n = 1,05nâm (Khoaíng 1575vg/ph). Sau âoï xoay muïm âiãöu chènh Load control âãø tàng momen. Trong quaï trçnh tàng taíi, âæa con troí chuäüt âãún nuït record data, nhàõp chuäüt âãø ghi kãút quaí âo âæåüc vaìo maïy tênh. Sau âoï måí baíng säú liãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 4. Baíng 5 Âàûc tênh cå N(Vg/ph) T(N.m) 0 I1(A) E1(V) b) Âiãöu chènh täúc âäü âäüng cå mäüt chiãöu Kêch Tæì âäüc láûp • Thay âäøi tæì thäng: (Så âäö thê nghiãûm hçnh 4.35) Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau : + Laìm nhæ thê nghiãûm láúy âàûc tênh cå. Sau âoï thay âäøi doìng âiãûn kêch tæì vaì laìm laûi nhæ trãn. Láúy khoaíng 3 gêa trë doìng kêch tæì. Sau âoï måí baíng säú liãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 6. Baíng 6 Âàûc tênh cå khi it = A N(Vg/ph) T(N.m) 0 Âàûc tênh cå khi it = A N(Vg/ph) T(N.m) 0 • Thay âäøi âiãûn aïp âàût vaìo maûch pháön æïng: (Så âäö thê nghiãûm hçnh 4.35) Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau : + Laìm nhæ thê nghiãûm láúy âàûc tênh cå. Sau âoï thay âäøi âiãûn aïp âàûc vaìo maûch pháön æïng vaì laìm laûi nhæ trãn. Láúy khoaíng 3 gêa trë âiãûn aïp âàûc vaìo maûch pháön æïng. Sau âoï måí baíng säú liãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 7. Baíng 7 Âàûc tênh cå khi U = V N(Vg/ph) T(N.m) 0 Âàûc tênh cå khi U = V N(Vg/ph) T(N.m) 0 Säú liãûu Âäüng cå Mäüt chiãöu vaì Maïy phaït Mäüt chiãöu :
Thê nghiãûm Maïy âiãûn Trang 43 IV. BAÏO CAÏO THÊ NGHIÃÛM 1. Tæì caïc säú liãûu baíng 1, tênh âiãûn tråí cuía caïc cuäün dáy theo cäng thæïc sau: U12 RRRæ1+ æ2+ æ3+ R æ4 R 1 = ; R tb = I12 4 2. Tæì säú liãûu baíng 2, 3 âo âæåüc veî caïc âàûc tênh cuía maïy phaït âiãûn. Nháûn xeït caïc âæåìng âàûc thênh âoï vaì so saïnh våïi daûng lyï thuyãút âaî hoüc. 3. Tênh âäü biãún âäøi âiãûn aïp âënh mæïc maïy phaït mäüt chiãöu KT âäüc láûp: EU− âm ΔU âm % = 100 U âm 4. Tæì säú liãûu baíng 4 veî caïc âæåìng âàûc tênh ngoaìi cuía maïy phaït âiãûn kêch tæì häøn håüp näúi thuáûn vaì näúi ngæåüc cuìng chung trãn mäüt hãû truûc toüa âäü. Nháûn xeït caïc âæåìng âàûc thênh âoï vaì so saïnh våïi daûng lyï thuyãút âaî hoüc. 5. Tæì säú liãûu baíng 5 âo âæåüc veî âàûc tênh cå vaì tæì säú liãûu baíng 6, 7 kãút håüp våïi baíng 5 veî hoü âàûc tênh cå cuía âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu khi thay âäøi tæì thäng vaì thay âäøi âiãûn aïp âæa vaìo maûch pháön æïng. Nháûn xeït caïc âæåìng âàûc thênh âoï vaì so saïnh våïi daûng lyï thuyãút âaî hoüc. 6. Trãn cå såí säú liãûu baíng 5, tênh vaì veî âàûc tênh hiãûu suáút caíu âäüng cå. Khi khäng taíi: Cäng suáút täøng âæa vaìo maïy kãø caí täøn hao âäöng: Ptg = UI = PCu+ P Fe+ P cå + P f 2 Trong âoï: PPPPFe+ cå = tg − Cu våïi PCu = RæI Vaì Pf = täøn hao phuû khäng âaïng kãø V. CÁU HOÍI KIÃØM TRA 1. Muûc âêch thê nghiãûm. 2. Phán biãût caïc så âäö âáúu näúi kêch thêch âäüc láûp, song song vaì häøn håüp. 3. YÏ nghéa cuía caïc âæåìng âàûc tênh maïy. 4. Caïch xaïc âënh caïc thäng säú maïy. 4. Caïch taûo File cáúu hçnh, baíng säú liãûu, læu säú liãûu vaì veî âäöì thë trong pháön mãöm Lab - Volt.
Thê nghiãûm Maïy âiãûn 2 Trang 9 BAÌI THÊ NGHIÃÛM SÄÚ 3 MAÏY PHAÏT ÂIÃÛN ÂÄÖNG BÄÜ I. MUÛC ÂÊCH VAÌ YÃU CÁÖU THÊ NGHIÃÛM: 1.Muûc âêch: - Tçm hiãøu cáúu taûo vaì nguyãn lyï laìm viãûc cuía maïy phaït âiãûn âäöng bäü ba pha. - Nàõm dæåüc caïc phæång phaïp hoìa âäöng bäü bàòng caïc thiãút bë âån giaín. - Khaío saït vaì nghiãn cæïu mäüt säú âæåìng âàûc tênh cuía maïy phaït âiãûn âäöng bäü. 2.Yãu cáöu : - Xem kyî pháön phuû luûc âãø biãút âæåüc caïc thiãút bë, caïch gheïp näúi, caïc tæì vaì thuáût ngæî måïi cáön thiãút cho baìi thê nghiãûm. - Xem laûi caïc âàûc âiãøm chênh cuía maûch âiãûn 3pha. Lyï thuyãút maïy phaït âäöng bäü. - Tçm hiãøu cáúu taûo ghi caïc säú liãûu âënh mæïc cuía maïy phaït âiãûn âäöng bäü thê nghiãûm. II. TOÏM TÀÕC LYÏ THUYÃÚT 1. Cáúu taûo vaì nguyãn lyï laìm viãûc Maïy âiãûn âäöng bäü laì maïy âiãûn xoay chiãöu coï täúc âäü rotor n bàòng täúc âäü tæì træåìng quay trong maïy n1. ÅÍ chãú âäü xaïc láûp maïy âiãûn âäöng bäü coï täúc âäü quay cuía rotor luän khäng âäøi. Maïy âiãûn âäöng bäü âæåüc sæí duûng räüng raîi trong cäng nghiãûp. Cáúu taûo cuía maïy âiãûn âäöng bäü gäöm coï hai bäü pháûn chênh laì stator vaì rotor. Stator cuía maïy âiãûn âäöng bäü giäúng nhæ stator cuía maïy âiãûn khäng âäöng bäü, gäöm hai bäü pháûn chênh laì loîi theïp stator vaì dáy quáún ba pha stator. Loîi theïp stator âæåüc laìm bàòng caïc laï theïp kyî thuáût âiãûn dáöy 0,5 mm, hai màût coï phuí sån caïch âiãûn. Doüc chiãöu daìi loîi theïp stator cæï caïch khoaíng 3 - 6 cm coï mäüt raînh thäng gioï ngang truûc räüng khoaíng 10mm. Loîi theïp stator âæåüc âàût cäú âënh trong thán maïy. Dáy quáún stator coìn goüi laì dáy quáún pháön æïng. Rotor cuía maïy âiãûn âäöng bäü la ì nam chám âiãûn gäöm coï loîi theïp vaì dáy quáún kêch thêch. Doìng âiãûn âæa vaìo dáy quáún kêch thêch laì doìng âiãûn mäüt chiãöu. Rotor cuía maïy âiãûn âäöng bäü coï hai kiãøu laì rotor cæûc läöi vaì rotor cæûc áøn. Vãö nguyãn lyï laìm viãûc, âäüng cå så cáúp quay räto maïy phaït âiãûn âäöng bäü âãún gáön täúc âäü âënh mæïc, maïy phaït âiãûn mäüt chiãöu noïi cuìng truûc maïy phaït âiãûn âäöng bäü âæåüc thaình láûp âiãûn aïp vaì cung cáúp doìng âiãûn mäüt chiãöu cho dáy quáún kêch thêch maïy phaït âiãûn âäöng bäü thäng qua chäøi than vaì vaình goïp, räto cuía maïy phaït âiãûn âäöng bäü tråí thaình nam chám âiãûn. Do räto quay, tæì træåìng räto queït qua dáy quáún stato vaì caím æïng åí dáy quáún stato sââ xoay chiãöu hçnh sin. Nãúu räto coï säú âäi cæûc tæì laì p, quay våïi täúc âäü n thç sââ caím æïng trong dáy quáún stato coï táön säú laì: n.p f = (3.1) 60 Vaì trë säú hiãûu duûng sââcaím æïng trong dáy quáún stato laì: Eo = π 2fWkdqΦ t (3.2)
Thê nghiãûm Maïy âiãûn 2 Trang 10 Khi dáy quáún stato näúi våïi taíi, trong dáy quáún seî coï doìng âiãûn ba pha chaûy qua. Hãû thäng doìng âiãûn náöy seî sinh ra tæì træåìng quay, goüi laì tæì træåìng pháön æïng, coï täúc âä: 60f n = (vg/ph) (3.3) 1 p Tæì (3.1) vaì (3.3), ta tháúy täúc âäü räto n bàòng täúc âäü tæì træåìng quay trong maïy n1, nãn goüi laì maïy âiãûn âäöng bäü. 2. Mä hçnh, caïc phæång trçnh cán bàòng vaì âäö thë vectå Maïy âiãûn âäöng bäü cæûc áøn Doìng âiãûn It trong dáy quáún kêch thêch sinh ra tæì thäng Φo trong khe håí khäng khê. Doìng âiãûn pháön æïng I trong dáy quáún stator sinh ra tæì thäng Φs trong khe håí khäng khê. Mäüt pháön nhoí cuía tæì thäng naìy, Φæl , goüi laì tæì thäng taín, chè moïc voìng våïi dáy quáún stator vaì khäng moïc voìng qua dáy quáún kêch thêch. Pháön låïn cuía tæì thäng naìy, Φæ , goüi laì tæì thäng phaín æïng pháön æïng, âi qua khe håí khäng khê moïc voìng våïi dáy quáún kêch thêch. Kãút quaí laì trong khe håí khäng khê coï tæì thäng täøng laì E& æ &I _ ~ + &I E& + Φo o + Φ& æ ~ _ E& δ It _ −E&& = jX I E& æ æ æ (a) (b) jX jX jX æ &I æ &I æt Ræ + + E& o E& o + + ~ E ~ E ' _ & δ _ & δ E& δ U& _ _ (c) (d) I jXâb Ræ &I Ræ & + + E& o + &Im I' ~ ' &t ' jX _ E& δ U& E& δ âb U& _ _ (e) (g) Hçnh 3.1 Maûch âiãûn tæång âæång cuía maïy âiãûn âäöng bäü
Thê nghiãûm Maïy âiãûn 2 Trang 11 Φδ , nhæ váûy trong khe håí khäng khê coï hai thaình pháön tæì thäng, Φo vaì Φæ . Giaí thiãút maûch tæì chæa baîo hoìa nãn mäùi thaình pháön tæì thäng caím æïng ra mäüt sââ trãn dáy quáún stator. Trãn hçnh 3.1a, Eo laì do Φo caím æïng, Eæ laì do Φæ caím æïng. Coìn sââ täøng Eδ do tæì thäng täøng Φδ sinh ra. Sââ kêch thêch Eo hçnh thaình âæåìng cong khäng taíi. Sââ Eæ, goüi laì sââ phaín æïng pháön æïng, phuû thuäüc vaìo Φæ (tæïc laì phuû thuäüc vaìo I). Tæì hçnh 3.1a, ta coï : EEE&&&δ =o + æ (3.4) hoàûc EEE&&&o= − æ + δ (3.5) o Tæì âäö thë vector hçnh 3.1b, sââ E& æ cháûm sau tæì thäng Φæ (hoàûc I) mäüt goïc 90 . Do âoï, doìng o âiãûn I cháûm sau - E& æ mäüt goïc 90 . Nhæ váûy trãn cäng thæïc 3.5, âiãûn aïp - E& æ coï thãø biãøu diãùn nhæ âiãûn aïp råi trãn âiãûn khaïng Xæ do doìng âiãûn I. Cäng thæïc 3.5 âæåüc vieït laûi nhæ sau : E&&&o=jX æ IE + δ (3.6) Âiãûn khaïng Xæ goüi laì âiãûn khaïng phaín æïng pháön æïng âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 3.1c. Nãúu dáy quáún stator coï âiãûn tråí Ræ vaì âiãûn khaïng taín Xæt (æïng våïi tæì thäng taín Φæl) thç maûch âiãûn thay thãú trçnh baìy trãn hçnh 3.1d. Âiãûn tråí Ræ laì âiãûn tråí taïc duûng vaì gáön bàòng 1,6 láön âiãûn tråí mäüt chiãöu cuía dáy quáún stator. Âiãûn tråí taïc duûng gäöm hiãûu æïng nhiãût vaì hiãûu æïng màût ngoaìi gáy ra båíi doìng âiãûn chaûy qua dáy quáún stator. Nãúu hai âiãûn khaïng Xæ vaì Xæl håüp nháút thaình mäüt âiãûn khaïng thç mä hçnh maûch âiãûn tæång âæång ruït goün vãö hçnh 3.1e, trong âoï : Xâb = Xæ + Xæl : goüi laì âiãûn khaïng âäöng bäü. Zâb = Ræ + jXâb : goüi laì täøng tråí âäöng bäü. Âiãûn khaïng âäöng bäü Xâb gäöm táút caí caïc tæì thäng kãø caí tæì thäng taín, sinh ra båíi doìng âiãûn pháön æïng. Giaï trë tham säú naìy phuû thuäüc vaìo kêch thæåïc cuía maïy. Maïy coï cäng suáút caìng låïn thç Xâb caìng låïn (Xâb = 0,5-1,5). X âb Ræ &I E& o + + θ U& E& o &IjX o ~ U∠ 0 ϕ âb _ _ &IR æ &I (a) (b) Xâb R &I æ + − &IjX âb − &IR æ + E& o θ o ~ U∠ 0 ϕ U& _ _ E& o (c) &I (d) Hçnh 3.2 Maûch âiãûn tæång âæång vaì âäö thë vector cuía maïy âiãûn âäöng bäü cæûc áøn
Thê nghiãûm Maïy âiãûn 2 Trang 12 Âäö thë vector cho ta tháúy mäúi quan hãû vãö doìng âiãûn vaì âiãûn aïp cuía caí maïy phaït vaì âäüng cå âäöng bäü, trçnh baìy trãn hçnh 3.2. Âäö thë vector naìy dæûa trãn cå såí cuía maûch âiãûn thay thãú maïy âiãûn âäöng bäü. Láúy âiãûn aïp U trãn âáöu cæûc cuía maïy laìm vector gäúc trong viãûc veî âäö thë vector. Maûch âiãûn thay thãú cuía maïy phaït âiãûn âäüng bäü âæåüc veî åí hçnh 3.2a. Âãø thuáûn tiãûn doìng âiãûn I coï chiãöu âi ra trong træåìng håüp maïy phaït âäöng bäü. Ta coï phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp cuía maïy phaït âäöng bäü laì : E&&&&o = U + IRæ + IjXâb =E o ∠θ (3.7) Vector cuía sââ kêch thêch Eo thu âæåüc bàòng caïch thãm âiãûn aïp råi &I Ræ vaì &I jXâb vaìo âiãûn aïp ra U& . Phuû taíi maïy phaït âiãûn âäüng bäü thæåìng coï tênh caím, âáy laì træåìng håüp thæåìng gàûp, ta chè xeït træåìng håüp naìy. Trong træåìng håüp âäüng cå âäöng bä, doìng âiãûn &I coï chiãöu âi vaìo. Maûch âiãûn thay thãú âæåüc veî åí hçnh 3.12c. Ta coï phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp cuía âäüng cå âäöng bäü laì : U&&&&= Eo + IR æ + IjXâb (3.8) E& o = U ∠ 0 −&& IRæ − IjXâb =E o ∠ − θ (3.9) Vector sââ kêch thêch Eo thu âæåüc bàòng caïch træì båït âiãûn aïp råi &I Ræ vaì &I jXâb tæì âiãûn aïp ra U& . Trãn hçnh 3.2d laì veî âäö thë vector cuía âäüng cå âiãûn âäüng bäü coï tênh caím. Chuï yï ràòng, goïc θ giæîa U& vaì E& o dæång laì chãú âäü maïy phaït vaì ám laì chãú âäü âäüng cå âiãûn. Goïc θ goüi laì goïc cäng suáút. Maïy âiãûn âäöng bäü cæûc läöi ÅÍ maïy cæûc läöi do khe håí doüc truûc vaì ngang truûc khaïc nhau nãn ta phán têch Φæ thaình hai thaình pháön: doüc truûc Φæd vaì ngang truûc Φæq vaì tæång æïng cuîng coï hai thaình pháön doìng âiãûn : doüc truûc Id vaì ngang truûc Iq, nhæ váûy ta coï : Φ&&&æ = Φ æd + Φ æq (3.10) &&&III=d + q (3.11) Tæì træåìng pháön æïng ngang truûc Φæq taûo nãn sââ ngang truûc E&&q= −jIX q æq , våïi Xæq laì âiãûn khaïng phaín æïng pháön æïng ngang truûc vaì tæì træåìng pháön æïng doüc truûc Φæd taûo nãn sââ doüc truûc E&&d= −jI dX æd , våïi Xæd laì âiãûn khaïng phaín æïng pháön æïng doüc truûc. Ngoaìi ra doìng âiãûn taíi I coìn sinh ra tæì thäng taín Φæt cuía dáy quáún stator, tæång æïng coï sââ taín Eæt, âæåüc âàûc træng båíi âiãûn khaïng taín Xæt khäng phuû thuäüc hæåïng doüc truûc hoàûc ngang truûc: E&&&&æt = −jIX æt = −jIX d æt − jIX q æt (3.12) Phæång trçnh âiãûn aïp cuía maïy phaït âiãûn âäöng bäü cæûc läöi : UEEEEI&&&&&&=0 + æd + æq + æt − R æ UEI&&&&&&&=0 − djX æd −I djX æt −I qjX æq −I qjX æt − IR æ UEI&&&=0 − dj(X æd + X æt ) −& I qj(X æq + X æt ) − & IR æ (3.13)
Thê nghiãûm Maïy âiãûn 2 Trang 13 UEIX&&&&&=0 − dj d −IX qj q − IR æ (3.14) trong âoï: Xd = Xæd + Xæt laì âiãûn khaïng âäöng bäü doüc truûc; Xq = Xæq + Xæt laì âiãûn khaïng âäöng bäü ngang truûc. Phæång trçnh (3.14) tæång æïng våïi âäö thë vectå cuía maïy phaït âiãûn âäöng bäü cæûc läöi, hçnh 3.3b. Tæì phæång trçnh âiãûn aïp vaì âäö thë vectå ta tháúy goïc lãûch pha giæîa âiãûn aïp U vaì sââ E0 do phuû taíi quyãút âënh. R æ &I &Iq Xd,Xq E& 0 ψ E& 0 θ &I Id, Iq jI& X U& q q U& ϕ &Id &IR æ jI&dX d &I (a) (b) U& Ræ &I jI&q Xq Xd,Xq θ &Iq E& 0 &I Id, Iq ϕ E& U& ψ 0 jI&d Xd &I d &I (c) (d) Hçnh 3.3 Âäö thë vectå maïy âiãûn âäöng bäü cæûc läöi Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp cuía âäüng cå âiãûn âäöng bäü cæûc läöi : UEIX&&&&&&&=0 + dj æd +IX dj t +IX qj æq +IX qj æt + IR æ UEI&&&=0 + dj(X æd + X æt ) +& I qj(X æq + X æt ) + & IR æ (3.15) UEI&&&&&=0 + djX d +I qjX q + IR æ (3.16) Phæång trçnh (3.16) tæång æïng våïi âäö thë vector cuía âäüng cå âiãûn âäöng bäü cæûc läöi, hçnh 3.3d. Tæì phæång trçnh âiãûn aïp vaì âäö thë vector ta tháúy goïc lãûch pha giæîa âiãûn aïp U vaì sââ E0 do doìng âiãûn kêch thêch quyãút âënh. E0 3. Âàûc tênh cuía maïy âiãûn âäöng bäü a. Âàûc tênh khäng taíi Âàûc tênh khäng taíi cuía maïy phaït âiãûn âäöng bäü laì quan hãû giæîa sââ E = Uo vaì doìng âiãûn kêch tæì It khi maïy laìm viãûc khäng taíi (I = 0) vaì täúc âäü quay cuía rotor khäng Edæ âäøi (hçnh 3.4). Noï chênh laì daûng âæåìng cong tæì hoïa B = I f(H) cuía váût liãûu sàõt tæì. t E = U0 =f(It) ⏐ I = 0, f = fâm. Hçnh 3.4 Âàûc tênh khäng taíi E0 = f(It)
Thê nghiãûm Maïy âiãûn 2 Trang 14 b. Âàûc tênh ngàõn maûch vaì tè säú ngàõn maûch. + Âàûc tênh ngàõn maûch laì quan hãû : In = f(it)⎮ U = 0, f = fâm. Gèa thiãút luïc ngàõn maûch : + Boí qua Ræ (Ræ = 0). + Váûy maûch âiãûn luïc naìy laì thuáön caím (Ψ = 900). Iq = IcosΨ = 0 I = IsinΨ = I jXæd &I d E& Ta coï: jXd &I E&&&&= +jIXd =jIX æt + jIX æd (3.17) Xæt jXæt &I E& &I Xæd &I Hçnh 3.5a Maûch âiãûn thay thãú Hçnh 3.5b Âäö thë vectå luïc mn Veî âàûc tênh ngàõn maûch maïy phaït âiãûn âäöng bäü: I Âàûc tênh ngàõn maûch laì âæåìng thàóng vç: - Luïc ngàõn maûch fæfæ laì khæí tæì. I=f(it) - Maûch tæì luïc naìy khäng baío hoìa. - Tæì thäng khe håí Φδ âãø sinh: Eδ = E - jIxæd = jIxσ æ : ráút nhoí i t Hçnh 3.6 Âàûc tênh ngàõn maûch Tè säú ngàõn maûch: I K = n0 (3.18) I âm E,I E=f(it) • In 0 laì doìng âiãûn ngàõn maûch æïng våïi Uâm doìng âiãûn kêch tæì it0 âãø sinh ra sââ I=f(i ) B’ t E=Eâm khi khäng taíi. • I Doìng âiãûn âënh mæïc cuía maïy phaït. âm A’ Tæì hçnh 3.7, ta coï: I Uâm âm Ino = (3.19) In0 xd A B it xd laì trë säú baîo hoìa cuía âiãûn khaïng âäöng bäü doüc truûc æïng våïi E = Eâm ito i tn Tæì (3.18) vaì (3.19) ta coï: Hçnh 3.7 Xaïc âënh trë säú ngàõn maûch
Thê nghiãûm Maïy âiãûn 2 Trang 15 U 1 K =âm = (3.20) xd I âm x d* Thæåìng xd* > 1, váûy K < 1, nghéa laì Ino < Iâm luïc ngàõn maûch xaïc láûp. Kãút luáûn: Doìng âiãûn ngàõn maûch cuía MFÂB khäng låïn vç luïc âoï taïc duûng phaín æïng pháön æïng khæí tæì ráút maûnh. - Xaïc âënh tè säú ngàõn maûch nhåì âàûc tênh ngàõn maûch vaì khäng taíi: Tæì hai Δ 0AA’ vaì Δ 0BB’, ta coï: I i K =no = to (3.21) Iâm i tn ito laì doìng âiãûn sinh ra U0 = Uâm khi khäng taíi. itn laì doìng âiãûn sinh ra I= Iâm khi ngàõn maûch. c. Âàûc tênh ngoaìi vaì âäü thay âäøi âiãûn aïp maïy phaït âäöng bäü. Âàûc tênh ngoaìi Âàûc tênh ngoaìi cuía maïy phaït laì quan hãû giæîa U âiãûn aïp U trãn cæûc maïy phaït vaì doìng âiãûn taíi I khi ΔUâm cosϕ =1 cosϕ =0,8 (dung) tênh cháút taíi khäng âäøi (cosϕ = const), cuîng nhæ U âm täúc âäü quay rotor n vaì doìng âiãûn kêch tæì It khäng cosϕ =1 âäøi. Doìng âiãûn kêch thêch khäng âäøi thç âiãûn aïp U thay âäøi nhæ thãú naìo khi doìng âiãûn taíi I thay âäøi. cosϕ =0,8 (caím) Noï âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 3.8. Tæì hçnh 3.8, ta tháúy ràòng âàûc tênh ngoaìi phuû I thuäüc tênh cháút taíi. Taíi coï tênh caím khi I tàng, do Iâm faín æïng fáön æïng khæí tæì nãn âiãûn aïp giaím, âæåìng Hçnh 3.8 Âàûc tênh ngoaìi maïy phaït âäöng bä ü biãøu diãùn âi xuäúng; coìn taíi coï tênh dung thç ngæåüc laûi. Doìng âiãûn tæì hoïa âënh mæïc laì doìng âiãûn kêch thêch æïng våïi chãú âäü U = Uâm I=Iâm , cosϕ = cosϕâm, f = fâm . Âäü thay âäøi âiãûn aïp âënh mæïc ΔUâm cuía MFÂB. Âäü thay âäøi âiãûn aïp âënh mæïc ΔUâm cuía MFÂB laì sæû thay âäøi âiãûn aïp khi taíi thay âäøi tæì âënh mæïc âãún khäng taíi, trong âiãöu kiãûn cosϕ = cosϕâm vaì khäng thay âäøi doìng âiãûn kêch tæì. EU− âm ΔU%âm = 100% cåí (25-35)% Uâm It cosϕ =0,8 (caím) d. Âàûc tênh âiãöu chènh. Âàûc tênh âiãöu chènh cuía maïy phaït laì quan hãû giæîa cosϕ =1 It0 doìng âiãûn kêch tæì It theo doìng âiãûn taíi I khi âiãûn aïp U khäng âäøi vaì täúc âäü quay rotor n, cosϕ cuîng khäng âäøi (hçnh 3.9). Âàûc tênh naìy cho biãút cáön phaíi âiãöu chènh doìng cosϕ =0,8 (dung) âiãûn kêch tæì nhæ thãú naìo âãø giæî âiãûn aïp U trãn âáöu cæûc maïy I 0 phaït khäng âäøi khi tàng taíi. Thæåìng trong caïc maïy phaït Iâm âiãûn âäöng bäü coï bäü tæû âäüng âiãöu chènh doìng kêch tæì âãø giæî âiãûn aïp khäng âäøi. Hçnh 3.9 Âàûc tênh âiãöu chènh
Thê nghiãûm Maïy âiãûn 2 Trang 16 Doìng âiãûn kêch thêch thay âäøi æïng våïi caïc tênh cháút taíi khaïc nhau: - Taíi thuáön tråí: tàng taíi thç phaíi tàng doìng âiãûn kêch tæì It âãø buì âiãûn aïp råi trãn dáy quáún pháön æïng. - Taíi coï tênh caím :tàng taíi thç phaíi tàng doìng âiãûn kêch tæì It maûnh (1,7-2,2) It o, âãø khàõc phuûc phaín æïng pháön æïng khæí tæì. - Taíi coï tênh dung : tàng taíi thç giaím It do phaín æïng pháön æïng tråü tæì. 4. Maïy âiãûn âäöng bäü laìm viãûc song song Trong nhaì maïy âiãûn caïc maïy phaït näúi chung vaìo mäüt thanh caïi, trong hãû thäúng âiãûn gäöm nhiãöu nhaì maïy näúi våïi nhau, taûo thaình læåïi âiãûn, nhæ váûy caïc maïy phaït âiãûn âäöng bäü laìm viãûc song song. coï nhiãöu æu âiãøm nhæ giaím väún âáöu tæ âàût maïy phaït âiãûn dæû træî, âaím baío an toaìn cung cáúp âiãûn vaì sæí duûng caïc nguäön nàng læåüng mäüt caïch kinh tãú. Khi näúi caïc maïy phaït laìm viãûc song song cäng suáút cuía læåïi âiãûn ráút låïn so våïi cäng suáút cuía tæìng maïy phaït, do âoï táön säú vaì âiãûn aïp cuía læåïi âiãûn gáön nhæ khäng âäøi khi thay âäøi taíi. Træåïc khi âæa mäüt maïy phaït vaìo laìm viãûc cuìng våïi læåïi âiãûn tæïc laì hoaì âäöng bäü (hçnh 3.10a), phaíi kiãøm tra caïc âiãöu kiãûn sau âáy: 1. Âiãûn aïp cuía maïy phaït phaíi bàòng âiãûn aïp cuía læåïi âiãûn. 2. Táön säú cuía maïy phaït phaíi bàòng táön säú cuía læåïi âiãûn. 3. Thæï tæû pha cuía maïy phaït phaíi giäúng thæï tæû pha cuía læåïi âiãûn. 4. Âiãûn aïp cuía maïy phaït vaì âiãûn aïp cuía læåïi âiãûn phaíi truìng pha nhau. U& AF ΔU& UL,,fL U& 3 AL 1 2 ω MC1 F MC2 ωL V U& U& CL BF F F ΔU& ΔU& 1 2 UF,fL U - - & CF U& BL i i t1 t2 + + (b) (a) Hçnh 3.10. Hoìa âäöng bäü maïy phaït âäöng bäü vaìo læåïi âiãûn Trãn så âäö , F1 laì maïy phaït âang laìm viãûc våïi læåïi, F2 laì maïy phaït chuáøn bë gheïp laìm viãûc song song F1 tæïc laì näúi vaìo læåïi, coìn bäü âäöng bäü kiãøu aïnh saïng âæåüc hçnh thaình båíi ba âeìn 1, 2 vaì 3. Âãø gheïp F2 vaìo læåïi ta phaíi kiãøm tra caïc âiãöu kiãûn. Duìng vänmeït V âãø kiãøm tra UF = UL ?. Táön säú vaì thæï tæû pha âæåüc kiãøm tra bàòng bäü âäöng bäü våïi ba âeìn 1, 2 vaì 3. Khi táön säú fF ≠ fL thç âiãûn aïp
Thê nghiãûm Maïy âiãûn 2 Trang 17 UF - UL âàût vaìo caïc âeìn 1, 2, 3seî coï taìn säú fF - fL. Nãúu thæï tæû pha cuía maïy phaït vaì læåïi giäúng nhau thç caí ba âeìn cuìng täúi vaì cuìng saïng våïi táön säú. Âiãûn aïp ΔU âàût trãn ba âeìn chênh laì hiãûu säú caïc âiãûn aïp pha tæång æïng cuía hai hçnh sao âiãûn aïp maïy phaït F2 vaì cuía læåïi âiãûn (hçnh 3.10b). Khi caïc âiãöu kiãûn trãn âæåüc thoía maîn tæïc laì âiãûn aïp åí hai âáöu maïy càõt bàòng khäng, ta âoïng maïy càõt 2 âãø hoìa âäöng bäü. Nãúu khäng âaím baío caïc âiãöu kiãûn trãn, seî coï doìng âiãûn låïn chaûy quáøn trong maïy, phaï hoíng maïy vaì gáy räúi loaûn hãû thäúng âiãûn. Sau khi hoìa âäöng bäü, cáön læu yï: + Ta âiãöu chènh doìng âiãûn kêch tæì It, âiãûn aïp cuía maïy phaït váùn khäng âäøi vç âoï laì âiãûn aïp cuía læåïi âiãûn. Viãûc thay âäøi doìng âiãûn kêch tæì It chè laìm thaïy âäøi cäng suáút phaín khaïng cuía maïy phaït. + Muäún maïy phaït mang taíi, ta tàng cäng suáút âäüng cå så cáúp: tàng læu læåüng næåïc trong maïy thuíy âiãûn hoàûc tàng læu læåüng håi trong maïy nhiãût âiãûn. III. CAÏC THIÃÚT BË THÊ NGHIÃÛM : Xem baíng caïc duûng cuû åí phuû luûc C âãø biãút caïc duûng cuû cáön thiãút cho baìi thê nghiãûm. III. NÄÜI DUNG THÊ NGHIÃÛM : Thiãút láûp thiãút bë : • Caìi caïc Module nguäön âiãûn, giao diãûn thu tháûp dæî liãûu vaì maïy phaït âiãûn âäöng bäü trong hãû thäúng EMS. • DAI LOW POWER INPUTS âæåüc näúi våïi nguäön cung cáúp chênh, âàût cäng tàõc nguäön AC-24V åí vë trê I (ON) vaì caïp deût cuía maïy tênh âæåüc näúi våïi DAI. • Hiãøn thë æïng duûng Metering, choün File cáúu hçnh ACMOTOR1.cfg. • Cäng tàõt MODE âãø åí vë trê PRIME MOVER. • Cäng tàõt DISPLAY âãø åí vë trê SPEET . 1. Thê nghiãûm khäng taíi. Så âäö näúi dáy thê nghiãûm nhæ hçnh 11: i R + t âc I3 7 220V 8 KT + + E1 T Prime MF Mover ÂB N Hçnh 11 : Så âäö thê nghiãûm khäng taíi maïy phaït âiãûn âäöng bäü
Thê nghiãûm Maïy âiãûn 2 Trang 18 Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau: + Quay biãún tråí Râc vãö vë trê mim (nhoí nháút). Cäng tàõt maûch kêch tæì âãø vë trê O, láúy Udæ . + Báût nguäön vaì âiãöu chènh âãø tàng dáön âiãûn aïp U âàût vaìo âäüng cå så cáúp (PRIME MOVER) âãø âaût täúc âäü n = nâm cuía phaït âiãûn âäöng bäü. + Giaím Râc âãø tàng doìng âiãûn kêch thêch cho âãún khi âiãûn aïp âáöu cæûc MFÂB bàòng 1.2Uâm. trong quaï trçnh tàng doìng âiãûn kêch tæì it , âæa con troí chuäüt âãún nuït record data, nhàõp chuäüt âãø ghi kãút quaí âo âæåüc vaìo maïy tênh. Sau âoï måí baíng säú liãûu (data table) âo âæåüc ghi vaìo baíng 1 (hoàûc duìng maïy in âãø in baíng säú liãûu). Baíng 1 it = I3(A) 0 U0 = E1(V) 380 2. Thê nghiãûm láúy âàûc tênh ngàõn maûch. Så âäö näúi dáy thê nghiãûm nhæ hçnh 12: i R + t âc I3 7 8 KT + + I1 T Prime MF Mover ÂB N + I2 Hçnh 12 : Så âäö thê nghiãûm khäng taíi maïy phaït âiãûn âäöng bäü Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau: + Quay biãún tråí Râc vãö vë trê mim (nhoí nháút). + Báût nguäön vaì âiãöu chènh âãø tàng dáön âiãûn aïp U âàût vaìo âäüng cå så cáúp (PRIME MOVER) âãø âaût täúc âäü n = nâm cuía phaït âiãûn âäöng bäü. + Giaím Râc âãø tàng doìng âiãûn kêch thêch cho âãún khi doìng âiãûn cuía pháön æïng âaût 1.2Iâm. trong quaï trçnh tàng doìng âiãûn kêch tæì it , âæa con troí chuäüt âãún nuït record data, nhàõp chuäüt âãø ghi kãút quaí âo âæåüc vaìo maïy tênh. Sau âoï måí baíng säú liãûu (data table) âo âæåüc ghi vaìo baíng 1 (hoàûc duìng maïy in âãø in baíng säú liãûu). Baíng 1 it = I3(A) 0 I0 = I1(V) Iâm=