VI XỬ LÝ 105314940 75101952 bao cao thi nghiệm biến đổi năng lượng điện cơ

BÀI 1:ĐO LƯỜNG TẢI 3 PHA
I.MỤC TIÊU:
- Tìm hiểu,làm quan với các thiết bị đo và phương pháp đo lường công suất tác dụng (W),
công suất biểu kiến (VA), công suất phản kháng (VAR) và hệ số công suất PF trong mạch 3
pha.

II.THÍ NGHIỆM:
A.Lắp đặt:
- Nguồn 3 pha được nối với 1 động cơ KĐP 1Hp 380V nối Y

Sơ đồ nguyên lý động cơ AC KĐB gắn với tải cơ học
B.Đo công suất ở trường hợp tải cân bằng-không bù:
- 3 pha của động cơ được nối với 3 pha của nguồn điện.Dây trung tính của động cơ nối với
dây trung tính của nguồn.
- Khởi động động cơ khơng đồng bộ bằng cách cấp nguồn từ bộ nguồn 3 pha và giá trị điện áp
không đổi (U< 200V).
- Kết quả:
Varms = 161,1 V
Vbrms = 172,2 V
Vcrms = 163,2 V
Iarms = 0,81 A
Ibrms = 0,8 A
Icrms = 0,79 A
Cosφa = 0,166
Cosφb = 0,066
Cosφc = 0,09
Ia =0,81.cos(ωt+800)
Ib =0,8.cos(ωt+860)
Ic = 0,79.cos(ωt+850)
- Vẽ biểu đồ pha:

Giản đồ pha
- Nhận xét: Theo lý thuyết, trường hợp tải cân bằng không bù nên giá trị điện áp, dịng điện hệ
số cơng suất của từng pha xấp xỉ như nhau.Giản đồ pha cho thấy các góc pha lệch nhau 1 góc
gần bằng 1200.
- Cơng suất biểu kiến,tác dụng và hệ số công suất của từng pha:
Sa = 261 VA
Sb = 262 VA
Sc = 274 VA
∑ S = 797 VA
Pa = 33 W

Pb = 11 W

Pc = 38 W

Qa = 257 VAR

Qb = 260 VAR

Qc = 268 VAR

PFa = 0,115

PFb = 0,038

PFc = 0,111

∑ P = 82 W
∑ Q = 785 VAR

- Mối quan hệ giữa S,P,Q,PF trên pha a theo công thức lý thuyết:
Pa 33
PFa =
=
=0,126
S a 621
S a = Pa2 + Qa2 = 332 + 2572 = 259VAR
- Nhận xét: Giữa lý thuyết và thực nghiệm có sai số khơng đáng kể do sai số trong q trình
đo. Nhìn chung kết quả thực nghiệm gần đúng với lý thuyết.
C.Đo cơng suất ở trường hợp tải cân bằng, có bù:
- Lấy tụ bù nối ∆ gắn song song với động cơ không đồng bộ.
- Đo P,Q,S,PF từng pha của bộ nguồn.
Sa = 280 VA
Sb = 279 VA
Sc = 260 VA
Pa = 44,8 W
Pb = 22,32 W
Pc = 33,8 W
Qa = 279 VAR
Qb = 276VAR
Qc = 259 VAR
PFa = 0,16
PFb = 0,08
PFc = 0,13
- Xác định giá trị tụ bù theo kết quả PF nhận được theo công thức:
Pha a:
∆Qa
∆Qa
(257 − 279)

Ca = −
=−
=−
= 0, 64µ F
2
2
ω.Va
2π f .Va
2π .50.( 3.191,5) 2
Ca ≈ Cb ≈ Cc ≈ 0, 64µ F
D.Đo cơng suất ở trường hợp không tải mất cân bằng:
- Bảng số liệu:
Sa = 281 VA
Sb = 299 VA
Sc = 241 VA
Pa = 64 W
Pb = 20 W
Pc = 9 W
Qa = 273 VAR
Qb = 299 VAR
Qc = 800 VAR
PFa = -0,214
PFb = -0,066
PFc = -0,041
- Nhận xét: Công suất tác dụng chênh lệch nhau nhiều, hệ số công suất cao nhất ở pha a và
thấp nhất ở pha c.Đo dó trường hợp tải mất cân bằng sẽ ảnh hưởng đến động cơ.


BÀI 2: MÁY BIẾN ÁP 1 PHA
I.MỤC TIÊU:

- Hiểu và kiểm tra lại các đặc tính của máy biến áp, đặc tính khơng tải,đặc tính ngắn mạch,
đặc tính có tải của máy biến áp.
- Từ các thí nghiệm, xác định và vẽ sơ đồ mạch tương đương của máy biến áp.

II.THÍ NGHIỆM:
A.Thí nghiệm khơng tải:

Sơ đồ ngun lý

Sơ đồ đấu dây
- Bảng số liệu:
U10(V)
40
60
80
U20(V)
20
30
41
I10(mA)
43
53
63
P10(W)
0,59
1,53
2,83
cosφ
0,088 0,268 0,405
- Đặc tính khơng tải: U10=f(I10).

100
53
74
4,46
0,503

120
60
84
6,79
0,553

140
71
107
9,5
0,597

250
200
150
100
50
0
0

50

100

150

200

250

300

160
82
123
13,4
0,603

180
91
158
20,76
0,607

200
102
215
32,04
0,594

220
111
285

43,96
0,61


- Nhận xét:
Nguyên lý làm việc của máy biến áp:
Khi đặc U1 vào dây quấn sơ cấp sẽ có dịng sơ cấp I1 tạo sức từ động I1.ω1, tạo từ thơng Ф
móc vịng qua cuộn sơ cấp và thứ cấp. Khi máy biến áp khơng tải thì Ф do dịng không tải I10
chạy trong dây quấn sơ cấp sinh ra.
Giá trị P10 là công suất tổn hao không tải của máy biến áp, tức là công suất nguồn điện cung
cấp cho máy biến áp ở chế độ không tải.
Trong dãy cơng suất đo được thì giá trị P10 tại áp định mức có ý nghĩa nhất. Vì giá trị quy đổi
tổn hao không tải thường lớn nên sai số lớn.
- Các thông số cho sơ đồ tương đương:

Sơ đồ tương đương
U
220
k = 1đm =
= 1,99 ≈ 2
U 20 111
U102
2202
=
= 1,1K Ω
P10 43,96
- Tổng trở không tải:
U
220
Z 0 = 1đm =

= 772Ω
I10
285mA
RC =

Xm =

Z 02 − RC2 = 784Ω

B.Thí nghiệm tải ngắn mạch:

Sơ đồ nguyên lý

Sơ đồ đấu dây


- Bảng số liệu:
I2n(A)
1
2
3
U1n(V)
1,8
4,1
5,9
I1n(A) 0,494 1,08
1,56
P1n(W) 0,85
4,2
9

cosφ1 0,995 0,993 0,992
- Đặc tính ngắn mạch: U1n= f(I1n)

4
7,9
2
15,5
0,992

5
10
2,5
24,5
0,991

6
11,7
2,99
34,6
0,992

7
13,7
3,53
48
0,991

8
15,8
3,87

60
0,991

9
17,3
4,41
75
0,991

10
19,3
4,92
94
0,991

25
20
15
10
5
0
0

1

2

3

4

5

6

-Nhận xét:
Ở thí nghiệm ngắn mạch,có thể bỏ qua tổn hao sắt từ.
- Tổng trở ngắn mạch:
U
19, 3
Z n = 1n =
= 3, 92Ω
I1đm 4,92
Req =
X eq =

P1n
94
=
= 3,88Ω
2
I1đm 4,922
Z n2 − Req2 =

3, 922 − 3,882 = 0,56Ω

C.Thí nghiệm có tải:

Sơ đồ đấu dây
- Bảng số liệu:

I1(A)
0,674
U1(V)
220
I2(A)
1
U2(V)
110
cosφ1
0,99
cosφ2
0,886
P1(W)
146,5
P2(W)
97

1,071
220
2
110
0,99
0,934
233
205,5

1,511
220
3
108

0,99
0,960
330
311

1,95
220
4
106,8
0,99
0,971
424,7
414,5

2,35
220
5
106,1
0,99
0,981
512
520

2,8
220
6
105,3
0,99
0,986
610

623

3,27
220
7
104,2
0,99
0,990
712
722

3,72
220
8
103,1
0,99
0,992
810
818

4,53
220
10
101,1
0,99
0,994
987
1004,9

- Đặc tính tải: U2=f(I2)
112
110
108
106
104
102
100
0

2

4

6

8

10

- Độ sụt áp khi dịng sơ cấp ở giá trị định mức:
101, 2 − 110
∆U % =
.100% = 8%
110
- Tính và vẽ đặc tính hiệu suất theo hệ số tải:
Sđm=U2đm.I2đm=110.10=1100 VA
P
η= 2
0,662

0,882
0,942
0,976
P1
S
β= 2
0,1
0,2
0,295
0,388
S đm

12

1,016

1,021

1,014

1,01

1,018

0,482

0,574

0,663

0,749

0,919

- Đặc tính hiệu suất theo hệ số tải: η = f ( β )
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0

0,2

0,4

0,6

0,8

1


BÀI 3: MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA CÓ NHÁNH PHÂN TỪ
I.MỤC TIÊU:
- Hiểu sự ảnh hưởng của cấu tạo mạch từ đến đặc tính làm việc của máy biến áp. Sự ảnh
hưởng của tử thơng rị lên giá trị điện kháng của máy biến áp.

II.THÍ NGHIỆM:
A.Thí nghiệm khơng tải:

Sơ đồ nguyên lý

Sơ đồ đấu dây
- Bảng giá trị:
U10(V)
40
60
80
100
U20(V) 19,14 29,3
40,1
50,6
I10(A) 0,144 0,19 0,233 0,274
cosφ1 0,203 0,29
0,33
0,34
P10(W) 1,17
3,3
6,15
9,3
U
=
f
(
I
)
- Đặc tính khơng tải: 10

10

120
60,9
0,314
0,33
12,4

140
71,1
0,357
0,32
16

160
81,6
0,402
0,3
19,3

180
93,4
0,449
0,28
22,63

250
200
150
100

50
0
0

0,1

0,2

0,3

0,4

- Tính tốn thơng số của mạch tương đương máy biến áp:

0,5

0,6

200
102,9
0,497
0,27
26,84

220
112,2
0,555
0,26
31,75

k=

U1đm
220
=
= 1,96 ≈ 2
U 20 112, 2

Rc =

P10 31, 75
=
= 103,1Ω
I102 0,5552

Z0 =
Xm =

U1đm
220
=
= 396, 4Ω
I10
0,555
Zo2 − Rc2 =

396, 42 − 103,12 = 382,8Ω

Sơ đồ tương đương

B.Thí nghiệm ngắn mạch:

Sơ đồ nguyên lý

Sơ đồ nối dây

- Bảng giá trị:


U1n(V) 40
60
80
100
120
140
I2n(V) 0,25
0,5
1
1,5
2
2,5
I1n(V) 0,476 0,695 0,916 1,135 1,35
1,575
cosφ1
0,07
0,08
0,09
0,09
0,09
0,09

P1n(W) 1,33
3,34
6,6
10,22 14,58 19,8
- Các thông số cho sơ đồ tương đương của máy biến áp:
U
220
Z n = 1n =
= 91,3Ω
I1n 2, 41
Req =
X eq =

160
3
1,795
0,09
25,85

180
3,6
1,96
0,09
31,75

200
4
2,19
0,09
39,42

220
4,4
2,41
0,09
47,72

P1n 47, 72
=
= 8, 22Ω
I12đm 2, 412
Z n 2 − Req 2 = 9,132 − 8, 222 = 3,97Ω

- Đặc tính ngắn mạch: U1n= f(I1n)
250
200
150
100
50
0
0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

- Nhận xét: Đường đặc tính khơng tả và ngắn mạch có dạng giống nhau, gần như là tuyến tính
theo I.
C.Thí nghiệm có tải:

Sơ đồ đấu dây
- Bảng số liệu:
U1(V)
220
220
I1(A)
0,957
1,39
U2(V)
106,3
94,9
I2(A)
1,002
1,83
cosφ1
0,68
0,68
cosφ2
0,998
0,998
P1(W)
143,2

208
P2(W)
106,3
173,3
- Đặc tính tải: U2= f(I2)

220
1,691
84,1
2,31
0,64
0,999
238,1
194,1

220
1,987
74,6
2,67
0,57
0,999
249,2
199

220
2
65,4
2,96
0,53
0,989

233,2
191,5

220
2,11
57,9
3,16
0,48
0,998
222,8
182,6

220
2,19
52
3,3
0,44
0,997
212
171,1

220
2,25
47,2
3,41
0,40
0,999
198
160,8

220
2,32
39,8
3,55
0,35
0,998
178,6
141


120
100
80
60
40
20
0
0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

BÀI 4: KHUẾCH ĐẠI TỪ


I.MỤC TIÊU:
- Hiểu về sự bão hòa của mạch từ, tác dụng của từ thông một chiều và từ thông xoay chiều lên
sức điện động cảm ứng và tự cảm của cuộn dây.

II.THÍ NGHIỆM:
A.Sơ đồ mạch

B.Thí nghiệm:
- Điều chỉnh thay đổi dịng DC, đo và vẽ dạng sóng của tín hiệu áp ở hai đầu cuộn dây, tín
hiệu áp và dòng trên tải (đèn Đ).
- Điều chỉnh thay đổi IDC từ 0→250mA
- Bảng kết quả đo:
IDC(mA)
0
50
100
150
200
250
UC1
H
H

H
H
H
H
Volt/div
2
2
2
1
1
1
Ud
H
H
H
H
H
H
Volt/div
0,2
1
2
5
5
5
Iđèn(A)
0,061
0,166
0,23
0,263

0,281
0,29

- Nguyên lý hoạt động:


Mạch khuếch đại từ thực chất là một cuộn dây hoạt động ở vùng bão hòa. Mạch khuếch đại
từ ứng dụng tính chất bão hịa của lõi từ.
Một dịng điện DC nhỏ, với trở kháng nguồn thấp được đưa vào hai đầu cuộn dây điều khiển
Điện áp xoay chiều đặt vào một đầu cuôn dây xoay chiều. Giá trị của dòng điện một chiều
được đưa vào cuộn dây làm thay đổi đặc điểm làm việc trên đường cong từ hóa, cả hai cuộn
dây đều tiến dần đến vùng bão hòa. Khi đó cuộn dây sẽ chuyển từ trạng thái trở kháng cao
sang trạng thái trở kháng thấp hơn. Vậy dòng điện một chiều đã thay đổi trở kháng của cuộn
xoay chiều.
Vì cuộn một chiều được nối để triệt tiêu điện áp cảm ứng nên mạch một chiều không bị ảnh
hưởng bởi mạch xoay chiều. Vậy nó chỉ đáp ứng theo điện trở thuần của cuộn dây. Suy ra
năng lượng đưa vào cuộn điều khiển rất lớn so với cuộn xoay chiều.
Sự thay đổi của dòng điện một chiều điều khiển dẫn đến sự thay đổi trở kháng của cuộn dây,
do đó dịng điện tải sẽ bị thay đổi. Từ đó suy ra mạch có đặt tính khuếch đại dịng điện.