Tài liệu TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BỘ MÔN : ĐIỆN KHÍ HOÁ XÍ NGHIỆP LỚP ĐO docx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
BỘ MÔN : ĐIỆN KHÍ HOÁ XÍ NGHIỆP



LỚP ĐO LƯỜNG & THCN 2
KHOÁ 44



BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN



BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 1:
XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN
MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 2:
XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐÔNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔTO DÂY QUẤN




Họ và Tên : LƯƠNG VĂN HUÂN
Lớp : ĐL & THCN 2 - K44
Họ và tên người cùng nhóm :

Cán Bộ Hướng Dẫn Làm Thí Nghiệm:


ngày giờ làm thí nghiệm :




BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 1

I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:
Thớ Nghim C S Truyn ng in
Lng Vn Huõn
2
bng thc nghim v cỏc c tớnh c ca ng c in mt chiu kớch t c lp
cỏc ch lm vic khỏc nhau.
Dng c thớ nghim:
ng c thớ nghim (TN), cỏc ph ti F1, F2 u l kiu
n-45T, cỏc thụng s
cng nh nhau : P
m=2,5 kw, Um=220 V, Im=14,4 A, nm =100 v/ph, dũng
kớch t nh mc I
ktm=0,72 A, m=79%, R=1,56;
cỏc bin tr dựng trong s thớ nghim cho theo bng :

II. NI DUNG TNH TON Lí THUYT V THC NGHIM:


V c tớnh c t nhiờn ca ng c :
U
m=220 V=const; Iktm=0,72 A=const; Rf=0;
Ta cn xỏc nh hai im :
im th nht: cho M=0,
=o:
K.
m=
dm
udmdm
RIU

.
=
55,9
1000
56,1.4,14220

=1,89; o=
dm
dm
k
U

.
=
89,1
220
=116 (rad/s).
im th hai: M=M
m, =m:
M
m=K.m.Im=1,89.14,4=27 (rad/s);
m=
55,9
dm
n
=105 rad/s.
ni hai im ta s c ng 1.
V 2 c tớnh c gim t thụng ng vi :
ắ Ikt1=0,65 A, Um=220 V=const, Rf=0.
H s xuy gim x=
1kt
ktdm
I
I
=
65,0
72,0
=1,1
im khụng ti : M=0,
=x.o=1,1.116=128 (rad/s);

im ngn mch :
=0; M=
x
M
nmdm
=
x
I
nmdmdm
.K.


M=
u
dmdm
Rx
UK
.


=
56,1.1,1
220.89,1
=242 (rad/s);
STT Mạch sử dụng Mã hiệu Điện trở Iđm Ký hiệu trên sơ đồ
1 Phần ứng của ĐTN Điện trở xoay 2 x 9 20 Rf
1
Mắc song song với
phần ứng ĐTN
Rs 16 20 Rs

1
Mạch kích từ của
ĐTN v F1
1 POC 39 4 R3, R4
1 Mạch kích từ F2 VEB 1150 0,5 R2
Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện
Lương Văn Huân
3
nối hai điểm ta sẽ được đường 2.

¾ Ikt2=0,55 A, Uđm=220 V=const, Rf=0.
Hệ số xuy giảm x=
2kt
ktdm
I
I
=
55,0
72,0
=1,3;
Ta cũng xác định hai điểm:
điểm không tải : M=0,
ω=x.ωo=1,3.116=151 (rad/s);

điểm ngắn mạch :
ω=0; M=
x
M
nmdm
=

x
I
nmdmdm
.K.
φ

M=
u
dmdm
Rx
UK
.

φ
=
56,1.3,1
220.89,1
=205 (rad/s);
nối hai điểm ta sẽ được đường 3.

• Vẽ 2 đặc tính cơ biến trở ứng với hai trường hợp :
¾ Rf1=4 Ω, Uđm=220 V=const, Iktđm=0,72 A=const.
điểm không tải : M=0,
ω=ωo
điểm thứ hai ứng với M
đm :Mđm= Mđm=K.φđm.Iđm=1,89.14,4=27 (rad/s);
ω=ωđm
udmdm
fudmdm
RIU

RRIU
.
)(
1
−
+
−
=105
56,1.4,14220
)456,1(4,14220
−
+
−
=74,4 (rad/s);
nối hai điểm ta sẽ được đường 4.

¾ Rf2=18 Ω, Uđm=220 V=const, Iktđm=0,72 A=const.
điểm không tải : M=0,
ω=ωo
điểm thứ hai ứng với M
đm :Mđm= Mđm=K.φđm.Iđm=1,89.14,4=27 (rad/s);
ω=ωđm
udmdm
fudmdm
RIU
RRIU
.
)(
2
−

+
−
=105
56,1.4,14220
)1856,1(4,14220
−
+
−
=-33 (rad/s);
nối hai điểm ta sẽ được đường 5.
•
Vẽ đặc tính cơ khi động cơ được hãm động năng.
¾ Rh1=4 Ω, Iktđm= const;
Phương trình đặc tính cơ :
ω=-
2
1
).(
dm
hu
k
RR
φ
+
M=-
2
89,1
456.1
+
M=-1,6M (rad/s).

ta cho M=-50 suy ra ω=80 (rad/s).

nối điểm này với gốc toạ độ ta sẽ được đường 6.
¾ Rh2=8 Ω, I= const;
Phương trình đặc tính cơ :
ω=-
2
2
).(
dm
hu
k
RR
φ
+
M=-
2
89,1
856.1
+
M=-2,7M (rad/s).
ta cho M=-50 suy ra ω=135 (rad/s).

nối điểm này với gốc toạ độ ta sẽ được đường 7.
III. CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:

Bảng 1: U
đm=220 V=const; Iktđm=0,72 A=const; Rf=0; (đường I)
Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện
Lương Văn Huân

4

Bảng 2: I
kt1=0,65 A, Uđm=220 V=const, Rf=0. (đường II)

Bảng 3: I
kt1=0,55 A, Uđm=220 V=const, Rf=0. (đường III)


Bảng 4: R
f1=4 Ω, Uđm=220 V=const, I ktđm=0,72 A=const. (đường IV)


Bảng 5: Rf1=18 Ω, Uđm=220 V=const, I ktđm=0,72 A=const. (đường V)


Bảng 6: R
h1=4 Ω, Iktđm= const; (đường VI)

Bảng 7: R
h1=8 Ω, Iktđm= const; (đường VII)

I57911
M 9.5 13.2 17.0 20.8
n 880 840 820 800
W 92.1 88.0 85.9 83.8
I57911
M 9.5 13.2 17.0 20.8
n 980 940 900 860
W 102.6 98.4 94.2 90.1

I46810
M 7.6 11.3 15.1 18.9
n 840 740 660 600
W 88.0 77.5 69.1 62.8
I2468
M 3.8 7.6 11.3 15.1
n 940 860 460 300
W 98.4 90.1 48.2 31.4
I 3 6 8 10 12
M 5.7 11.3 15.1 18.9 22.7
n 80 140 220 270 340
W 8.4 14.7 23.0 28.3 35.6
I57911
M 9.5 13.2 17.0 20.8
n 940 880 860 840
W 98.4 92.1 90.1 88.0
I34681012
M 5.7 7.6 11.3 15.1 18.9 22.7
n 100 180 290 380 420 560
W 10.5 18.8 30.4 39.8 44.0 58.6
Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện
Lương Văn Huân
5

IV. NHẬN XÉT, SO SÁNH VÀ KẾT LUẬN

Từ số liệu đo được ta tính ra giá trị Mđt và ω bằng các công thức :
M
ω
Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện
Lương Văn Huân
6
dodmdt
IKM
φ
=
ω=
55,9
n
;
khi đã có các giá trị này ta vẽ được đồ thị của số liệu thực nghiệm.
So sánh với số liệu đã tính toán ta thấy :
Các đường thực nghiệm nói chung có tốc độ thấp hơn lý thuyết, điều này có thể do
sai số của phép đo và do ma sát thực tế lớn hơn lý thuyết. Tuy vậy những đường vẽ
được cũng có những quy luật tương ứng với lý thuy
ết đã học:

Với đặc tính giảm từ thông :khi dòng kích từ càng giảm thì đường đặc tính càng
xoay đứng hơn.
Với đặc tính biến trở :khi điện trở càng lớn thì đường đặc tính càng dốc.
Với đặc tính hãm động năng: khi điện trở càng lớn thì đặc tính càng dốc hơn.

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 2

I. MỤC ĐÍCH:
Từ tính toán lý thuyết và thực nghiệm vẽ các đặc tính cơ của động cơ không đồng
bộ rôto dây quấn ỏ các chế độ làm việc khác nhau:

1.
SỐ LIỆU KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ:
P
đm=1,7 KW, Uđm=220/380V, Iđm=7,45/4,3A,
Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện
Lương Văn Huân
7
Nđm=1430V/phút, E2đm=192V, I2đm=8A.
R
1=3,16 Ω, R2’=2,14 Ω, X1=4,03 Ω, X2’=6,7 Ω, X
η
=103 Ω.

2.
CÁC ĐIỆN TRỞ BIẾN TRỞ:
R2,R4 (như ở bài 1).
R
f=3x2,5 Ω, (điện trở 3 pha).
R
hc=250 Ω, Iđm=2,4A,

3.
SỐ LIỆU CỦA MÁY PHỤ TẢI F1:
Kiểu máy ΠH42-T:

Pđm=2,5kW, Uđm=115V, Iđm=22,6 A, Nđm=1450V/phút, Iktđm=1,9A.
Hiệu xuất định mức
ηđm=78,5%
(động cơ mà đấu sao U
đm=380V)

II. NỘI DUNG TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM:

1. vẽ đặc tính cơ tự nhiên với điện áp dây định mức Uđm=380V=const,Rf=0 Ω.
Phương trình đặc tính cơ:

M
th=
)22
111
2
1
((2
3
nm
f
XRR
U
++
ω
=
22
2
)7,603,4(16,316,3(
2

50 2
2
220.3
+++
Π
=32,23 (Nm)
88,1
192
380
.95,0.95,0
2
===
dm
dm
e
E
U
k
. R2=
2
'
2
e
k
R
=
54,3
14,2
=0,605 (
Ω).

a=
2
1
R
R
=
605,0
16,3
=5,22
S
th=
)1(
'
2
2
2
nm
XR
R
+
=
22
)7,603,4(16,3
14,2
++
=0,19 (Ω)
M=
th
th
th

thth
Sa
S
S
S
S
SaM
.2
).1(.2
++
+
=
19,0.48,1.2
19,0
19,0
)19,0.48,11.(23,32.2
++
+
S
S
=
98,1
19,0
19,0
4,128
++
s
s

Vẽ trên đồ thị ta được đường 1.

2.
Vẽ đặc tính cơ biến trở với Uđm=380V=const,
•
Rf1=0,9 Ω:
S
thnt=
22
1
12
nm
f
XR
RR
+
+
=
22
37,1016,3
9,0605,0
+
+
0,47 (Ω)
ant=
12
1
f
RR
R

+
= 1,2
9,0605,0
16,3
=
+

s
0.1 0.19 0.3 0.5 0.7 1
W
141.3 127.2 109.9 78.5 47.1 0.0
M
29.14 32.26 30.63 25.72 21.63 17.27
Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện
Lương Văn Huân
8
M=
THNTNT
THNT
THNT
THNTNT
Sa
S
S
S
S
SaMth
2
)1(.2
++

+
=
974,1
47,0
47,0
1,128
47,0.1,2.2
47,0
47,0
)47,0.1,21.(23,32.2
++
=
++
+
s
s
s
s



Vẽ trên đồ thị ta được đường 2.

•
Rf2=2,5 Ω:
S
thnt=
22
1
22

nm
f
XR
RR
+
+
=
22
37,1016,3
5,2605,0
+
+
0,98 (Ω)
ant=
22
1
f
RR
R
+
= 02,1
5,2605,0
16,3
=
+

M=
THNTNT
THNT
THNT

THNTNT
Sa
S
S
S
S
SaMth
2
)1(.2
++
+
=
2
98,0
98,0
9,128
98,0.02,1.2
98,0
98,0
)98,0.02,11.(23,32.2
++
=
++
+
s
s
s
s

Vẽ trên đồ thị ta được đường 3.

3.
Vẽ đặc tính cơ khi động cơ được hãm động năng ứng với:
a.
Rf1=2,2 Ω
R
2=r2+Rf1 => 9,988,1.2,214,2.
2
2
1
'
2
'
2
=+=+=
ef
kRrR (Ω)
1
*
ω
ω
ω
=
suy ra
ω
=
*
1

.
ωω
=
**
157.
2
50 2
ωω
=
Π


I
1=
3
2
I
mc= 63
3
2
= (A)
M
th=
)(2
3
'
21
2
2
1

XX
XI
+
μ
μ
ω
= 54,5
7,109.157.2
103.)6.(3
22
= (Nm)

'
2
'
2
*
XX
R
TH
+
=
μ
ω
= 09,0
7,6103
9,9
=
+

s
0.2 0.3 0.47 0.7 1
W
125.6 109.9 83.2 47.1 0.0
M
26.97 30.65 32.23 30.98 28.02
s
0.2 0.4 0.7 0.98 1
W
125.6 94.2 47.1 3.1 0.0
M
18.14 26.53 31.33 32.23 32.22
Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện
Lương Văn Huân
9
M=
*
*
*
*
.2
ω
ω
ω
ω
TH
TH
th
M
+

=
ω
ω
ω
ω
13,14
.07,0
08,11
13,14
.07,0
54,5.2
+
=
+



Vẽ trên đồ thị ta được đường 4.


b. Rf2=2,5 Ω,dòng một chiều khi hãm Imc=3A.
R
2=r2+Rf2 => 97,1088,1.5,214,2.
2
2
2
'
2
'
2

=+=+=
ef
kRrR (Ω)
ω
=
*
1
.
ωω
=
**
157.
2
50 2
ωω
=
Π


I
1=
3
2
I
mc= 63
3
2
= (A)
M
th=

)(2
3
'
21
2
2
1
XX
XI
+
μ
μ
ω
= 54,5
7,109.157.2
103.)6.(3
22
= (Nm)

'
2
'
2
*
XX
R
TH
+
=
μ

ω
= 1,0
7,6103
97,10
=
+

M=
*
*
*
*
.2
ω
ω
ω
ω
TH
TH
th
M
+
=
ω
ω
ω
ω
7,15
.064,0
08,11

7,15
.064,0
54,5.2
+
=
+




Vẽ trên đồ thị ta được đường 5.

c.
Rf3=2,5 Ω,dòng một chiều khi hãm Imc=4A.

R
2=r2+Rf2 => 97,1088,1.5,214,2.
2
2
2
'
2
'
2
=+=+=
ef
kRrR (Ω)
ω
=
*

1
.
ωω
=
**
157.
2
50 2
ωω
=
Π


I
1=
3
2
I
mc=
84
3
2
=
(A)
W
10.0 14.1 40.0 60.0 100.0
M 5.24 5.57 3.51 2.50 1.55
W
10.0 14.1 40.0 60.0 100.0
M 5.01 5.50 3.75 2.70 1.69

Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện
Lương Văn Huân
10
Mth=
)(2
3
'
21
2
2
1
XX
XI
+
μ
μ
ω
= 39,7
7,109.157.2
103.)8.(3
22
= (Nm)

'
2
'
2
*
XX
R

TH
+
=
μ
ω
= 1,0
7,6103
97,10
=
+

M=
*
*
*
*
.2
ω
ω
ω
ω
TH
TH
th
M
+
=
ω
ω
ω

ω
7,15
.064,0
78,14
7,15
.064,0
39,7.2
+
=
+




Vẽ trên đồ thị ta được đường 6.

III. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:

Bảng 1: U
đm=380V=const,Rf=0 Ω.
W
10.0 14.1 40.0 60.0 100.0
M 6.69 7.33 5.01 3.60 2.25
I02468109
M 0.0 7.6 15.2 22.9 30.5 38.1 34.3
n 1260 1240 1200 1140 1100 1020 940
W 131.9 129.8 125.7 119.4 115.2 106.8 98.4
Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện
Lương Văn Huân
11

đồ thị I.
Bảng 2: U
đm=380V=const,Rf1=0,9 Ω.

đồ thị II
Bảng 3: U
đm=380V=const,Rf1=2,5 Ω.

đồ thị III.
Bảng 4: hãm động năng với R
f1=2,2 Ω.

đồ thị IV.
Bảng 5: hãm động năng với
Rf2=2,5 Ω, Imc=3 A.

đồ thị V.

Bảng 6:
hãm động năng với Rf2=2,5 Ω, Imc=4 A.


đồ thị VI.
I02468109
M 0.0 7.6 15.2 22.9 30.5 38.1 34.3
n 1260 1220 1200 1150 1080 970 860
W 131.9 127.7 125.7 120.4 113.1 101.6 90.1
I− 13579
M®t 3.8 11.4 19.1 26.7 34.3
n 1000 920 800 640 500
W 104.7 96.3 83.8 67.0 52.4
I246810126
M 7.6 15.2 22.9 30.5 38.1 45.7 22.9

n 0 106 165 305 520 1020 1200
W 0.0 11.1 17.3 31.9 54.5 106.8 125.7
I246810126
M 7.6 15.2 22.9 30.5 38.1 45.7 22.9
n 0 134 225 420 580 1060 1210
W 0.0 14.0 23.6 44.0 60.7 111.0 126.7
I2468101518
M 7.6 15.2 22.9 30.5 38.1 57.2 68.6
n 0 110 170 380 500 1060 1200
W 0.0 11.5 17.8 39.8 52.4 111.0 125.7
I 2 2.5 3 3.5
M 7.6 9.5 11.4 13.3
n 170 365 520 800
W 17.8 38.2 54.5 83.8
Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện
Lương Văn Huân
12
Bảng 7:đường hiệu chỉnh


đồ thị VII.

IV. NHẬN XÉT SO SÁNH VÀ KẾT LUẬN:


từ số liệu thu được ta tính ra được M và ω theo các công thức sau:

ω=
55,9
n
;

375,2
160

380
===
do
dm
th
U
U
K


55,0
6,22
115
)785,01(5,0)1(5,0 =−=−=
dm
dm
u
I
U
R
η


67,0
55,9
1450
6,22.55,0115.
).( =
−
=

−
=
dm
dmudm
IRU
K
ω
φ


IIKKM
th
.81,3) (
2
==
φ
.

Từ các công thức này ta sẽ vẽ được các đường đặc tính tương ứng. để rễ ràng so
sánh đường thực nghiệm với đường lý thuyết ta sẽ vẽ chúng trên cùng một hệ trục toạ
độ.
ω
M
Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện
Lương Văn Huân
13
So sánh giữa các hình vẽ lý thuyết và thực nghiệm ta thấy tuy tốc độ thực tế luôn
nhỏ hơn so với lý thuyết nhưng nó vẫn đúng với nguyên lý chung:
Với đặc tính biến trở : nó nằm dưới đường đặc tính tự nhiên, khi điện trở càng lớn
nó càng thấp hơn đặc tính tự nhiên.

Với đặc tính cơ hãm động năng: khi điện trở hãm càng lớn vận tốc góc càng lớn
như
ng có cùng M tới hạn nếu có cùng dòng Imc. Còn nếu điện trở không đổi mà dòng
càng lớn thì M tới hạn càng lớn theo.
Những sai số đó có thể là do phép đo và do ma sát của máy.