báo cáo truyền động điện

Báo cáo thí nghiệm truyền động điện phần lý thuyết
PhầnI : chuẩn bị thí nghiệm
bài thí nghiệm số 1
Xây dựng đặc tính cơ điện một chiều kích từ độc lập
I. mục đích thí nghiệm
Bằng tính toán lý thuyết và thực nghiệm vẽ các đặc tính cơ - điện (hoặc đặc tính cơ)
của động cơ một chiều kích từ độc lập ở các chế độ làm việc khác nhau.
Sơ đồ thí nghiệm vẽ trên hình 12, trong đó :
-Động cơ thí nghiệm ĐTN, các máy phụ tải F1, F2 có các thông số hoàn toàn nh nhau.
Cụ thể là :
Kiểu máy điện
45n T


P
đm
=2,5 Kw; U
đm
=220 V ; I
đm
= 14,4 A; n
đm
= 1000 v/ph;
Dòng kích từ định mức I
ktđm
=0,72 A ;
79%
dm

=
. điện trở phần ứng(kể cả điện

trở tiếp xúc của chổi than) là : r=1,56
Nội dung tính toán thí nghiệm :
1.Vẽ đặc tính cơ tự nhiên của động cơ:
U
đm
=220 V =const ; I
ktđm
=0,72 A=const; R
f
=0;
2.Vẽ đặc tính cơ biến trở ứng với hai trờng hợp
a,R
f
=4 ; U
đm
=220V=const; I
ktđm
=0,72A =const,r=1.56=const;
b,R
f
=18; U
đm
=220=const; I
ktđm
=0,72A=const, r=1.56=const;
3. vẽ đặc tính cơ giảm từ thông (với giả thiết mạch từ cha bão hoà ) ứng với :
a, I
kt1
=0,65; U
đm

=220 V =const; R
f
=0;
b, I
kt2
=0,55;U
đm
=220V=const; R
f
=0;
4.Vẽ đặc tính cơ khí khi động cơ đợc hãm động năng kích từ độc lập trong 2 tr-
ợng hợp sau;
a,R
h1
=4; I
ktđm
=const.
b,R
h2
=8;
Bài 1: xây dựng đặc tính cơ điện một chiều kích từ độc lập
I.vẽ đặc tính cơ tự nhiên của động cơ
Từ phơng trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập:
2
( )
u f
u
R R
U
M

K K


+
=
;
khi R
f
=0 tức ta có đặc tính cơ tự nhiên. Đặc tính này đi qua 2 điểm cơ bản đó là:
(M=0,I=
o
) và ( M=M
đm
, =
đm
)
điểm thứ nhất là điểm không tải lí tởng :

0
=
dm
dm
U
K

với
220 14,4.1,56 220
1,88 116,7
1000
1,88

2.3,14.
60
dm dm u
dm o
dm
U I R
K



= = = = =
(rad/s)
Điểm thứ hai là điểm định mức :
1000
104,7
9,55 9,55
dm
dm
n

= = =
(rad/s) và M
đm


= = =
3
2,5.10
23,9
104,7

dm
dm
P
(Nm )
II. Đặc tính cơ biến trở ứng với 2 trờng hợp
a.Vẽ đặc tính cơ với R
f
= 4 và U= U
đm
= 220 =const, I
ktđm
=0,72 A = const:
Đặc tính sẽ đi qua hai điểm .
- 1 -
Báo cáo thí nghiệm truyền động điện phần lý thuyết
Điểm đầu là
7,116
0
==

khi M=0 ;
Điểm thứ hai là: tì m
1ntdm

ứng với M=M
đm
=23,9
Từ phơng trình

17,74

56,1.4,14220
)456,1(4,14220
7,104
)(
1
=

+
=

+
=
udmdm
fudmdm
dmnidm
RIU
RRIU


1ntdm

=74,17 với M=M
đm
;
b.Vẽ đặc tính cơ với R
f
= 18 và U= U
đm
= 220 =const, I
ktđm

=0,72 A = const:
0

=
khi M=0 ; Tơng tự trên ta có
2
( )
220 14,4(1,56 18)
. 104,7 32,68
. 220 14,4.1,56
dm dm u f
ntdm dm
dm dm u
U I R R
U I R

+
+
= = =

khi M=M
dm
;
Vậy đặc tính cơ biến trở là đờng đi qua
Đờng 1: (
0

=
, M=0) và (
74,17

=
, M=23,9)
Đờng 2: (
0

=
, M=0) và (
32,68

=
, M=23,9;
III. Vẽ đặc tính cơ giảm từ thông
a.Vẽ đặc tính cơ giảm từ thông với I
kt
= 0,65A, R
f
=0, U=U
đm
;
Vì mạch từ cha bão hoà nên ta có :
108,1
65,0
72,0
1
1
===


dm

x
và
220
141,03
1,56
dm
nm
u
U
I
R
= = =
(A)
3,239
108,1
03,141.88,1
11
1
====
x
IK
x
M
M
nmdmnmdm
nm

(Nm), và
01 0
1

. 1,108.116,7 129,3
dm
U
x
K


= = = =
;
Vậy đặc tính cơ đi qua 2 điểm A(0;129,3);B(239,3;0);
b.Vẽ đặc tính cơ giảm từ thông với I
kt
= 0,55A, R
f
=0, U=U
đm
;
Tơng tự nh trên ta có :
2
2 2
0,72
1,309
0,55
dm ktdm
kt
I
x
I

= = = =
, và
2
2
1,88.141,03
202,5
1,309
dm
nm nm
K
M I
x

= = =
và
8,1527,116.309,1.
0202
===

x
(rad/s)
Vậy đặc tính cơ đi qua 2 điểm A(0;152,8);B(202,5;0);
IV.Vẽ đặc tính cơ khi động cơ đợc hãm động năng kích từ
độc lập trong hai trơng hợp.
a.Vẽ đặc tính cơ với R
h1
=4, I
ktđm
= const;
Khi động cơ đang làm việc ở chế độ định mức ta thực hiện hãm

dmhd

=
Ta có M
hđ1
=
2
2
1 1
( ) 1,88 .104,7
. 67,03
1,56 4
hd dm hd
hd
u h u h
K K
K I K
R R R R



= = = =
+ + +
(Nm)
Đờng đặc tính đi qua 2 điểm:
(M= - 67,03 ;
104,07)

=
và (M=0;=0);

b.Vẽ đặc tính cơ với R
h1
=8, I
ktđm
= const;
Tơng tự ta có:M
hd2
=
2
2
( ) 1,88 .104,7
38,98
1,56 8
dm hd
u h
K
R R

= =
+ +
(Nm)
- 2 -
Báo cáo thí nghiệm truyền động điện phần lý thuyết
Đờng đặc tính qua 2 điểm:
(M= - 38,98 ;
104,07)

=
và (M=0;
0)

=
Ta sẽ thể hiện các đờng đặc tính đó trên cùng một đồ thị sau:

( / )rad s

1: Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ
2a, 2b: Đặc tính cơ biến trở ứng với 2 trờng hợp
R
f 1
= 4, R
f 2
=18 ;
3a,3b : Đặc tính cơ giảm từ thông khi I
kt1
=0,65A, I
kt2
=0,55A;
4a,4b : Đặc tính cơ khi động cơ đợc hãm động năng kích từ độc lập trong 2 tr-
ờng hợp
R
h1
= 4, R
h2
= 8 ;
Bài 2:
Xây dựng đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ rôto
dây quấn.
I.Mục đích
Bằng tính toán lí thuyết và thực nghiệm vẽ các đặc tính cơ của động cơ không

đồng bộ rôto dây quấn ở các chế độ làm việc khác nhau:
1 .Các số liệu kĩ thuật của động cơ:
P
đm
=1,7 Kw, U
đm
=220/380 V (


) , I
đm
=7,45/4,3A;
n
đm
= 1430v/ph, E
2đm
=192, I
2đm
=8A;
r
1
=3,16, r
2
=2,14 , x
1
=4,03, x
2
=6,7, x
0
=103.

2. Các điện trở biến trở:
Các biến trở R
2
, R
4
có các thông số nh đã cho ở bài 1.
- 3 -
M(Nm)
M
nm1
M
nm2
M
đm
2ntdm

M
h2
M
h1
3b
1
2a
2b
4b
4a

01

02

0đm

đm

ntđm
3a
0
Báo cáo thí nghiệm truyền động điện phần lý thuyết
R
f
có trị số : 3
ì
2,5 ,
R
hc
có trị số : 250, I
đm
=2,4A mã hiệu PC
3. Các số liệu của máy phát phụ tải F
1
:
P
đm
=2,5Kw; U
đm
=115V; I
đm
=22,6; n
đm

=1450 v/ph; I
ktđm
=1,9A;
Hiệu suất định mức
đm
=78,5%;
Trong thí nghiệm stato động cơ đấu sao nên U
đm
=380V roto động cơ cũng đấu sao .
II.nội dung tính toán lý thuyết :
1.Vẽ đặc tính cơ tự nhiên với điện áp dây định mức U
đm
=380=const, điện trở trong
mạch rôto R
f
=0;
với U
đm
=380V và động cơ mắc kiểu


nên U
fđm
=
380
3
=220V;
I
đm
=I

fđm
=4,3A.
1430
149,74( / )
9,55 9,55
dm
dm
n
rad s

= = =
, a=r
1
/r
2
=3,16/2,14=1,477;
'
2
1 1 1
2
1500 ; 157( / ); 10,73
v
ph
nm
f
n rad s x x x
p


= = = = + =

,
'
2
2 2 2 2
1
2
2
1
2 2 2 2
1 1 1
2,14
0,1913;
3,16 10,73
3.
3.220
32,23( )
2.157(3,16 3,16 10,73 )
2. ( )
th
nm
f
th
nm
r
s
r x
U
M Nm
r r x

= = =
+
+
= = =
+ +
+ +

2. (1 . ) 2.32,23(1 1, 477.0,1913) 82,7
0,1913 0,1913
2.1, 477.0,1913 0,5652 .
0.1913 0,1913
th th
th
th
th
M a s
M
s s ss
a s
s ss s
+ +
= = =
+ + + ++ +
Từ biểu thức trên ta có bảng giá trị sau:
n(v/p) 1500 1400 1300 1213 1100 900 500 0
S 0 0,0667 0,133 0,1913 0,266 0,4 0,667 1
M(Nm) 0 21,86 30,62 32,23 31,02 26,3 19,02 13,82
2.Vẽ đặc tính cơ biển trở với U
đm
=380V=const , trong hai trờng hợp

a.R
f1
=0,9
' 2 '
2
1 1 1
2
220 3
. ; 0,955. 0,955. 1,88; 1,88 .0,9 3,18
192
dm
f e f e f
dm
U
R k R k R
E
= = = = = =
' '
2 1
1
1 1
' '
2 2 2 2
2 1
1
1 1
1
1
1 1
1

3,16 2,14 3,18
0,6; 0,476;
2,14 3,18
3,16 10,73
2 (1 ) 82,87
786( / ); 32,23( );
0,476
0,57122
0, 476
f
th
f
nm
th th
th th
th
th
th
r R
r
a s
r R
r x
M a s
n v ph M Nm M
s s
s
a s
ss s
+

+
= = = = = =
+
+
+
+
+
= = = =
+ ++ +
Từ biểu thức này ta lập bảng:
n(v/ph) 1500 1400 1000 786 400 0 -100
S 0 0,066 0,333 0,476 0,733 1 1,067
M(Nm) 0 10,55 30,6 32,23 29,62 26,32 25,43
- 4 -
Báo cáo thí nghiệm truyền động điện phần lý thuyết
b.R
f2
=2,5
' '
2 2
1
2 2
' '
2 2 2 2
2 2
1
2 2
2
2
2 2

2
3,16 2,14 8,84
0,29; 0,98;
2,14 8,84
3,16 10,73
2 (1 ) 82,87
30( / );
0,98
0,56842
0,98
f
th
f
nm
th th
th
th
th
th
r R
r
a s
r R
r x
M a s
n v ph M
s s
s
a s
ss s

+
+
= = = = = =
+
+
+
+
+
= = =
+ ++ +
ta có bảng giá trị:
n(v/ph) 1500 1200 600 300 100 30 0
S 0 0,2 0,6 0,8 0,93 0,98 1
M(Nm) 0 14,8 29,9 31,7 32,01 32,12 32,2
3.Vẽ đặc tính cơ khi động cơ đợc hãm động năng ứng với ba trờng hợp
a.R
f1
=2,2;I
mc
=3A;
' 2
1 1
.
f e f
R k R=
=1.88
2
.2,2=7,78

;

1
2
.3 2,45
3
= =I A
R
2

=r
2

+R
f1

=2,14+7,78=9,93

2 2
*
1 02
' '
0 2 1 0 2
3 .R ' 9,92
0,09; 5,55( )
103 6, 7
2 ( )
th th
I x
M Nm
x x x x

= = = = =
+
+ +
;
*
* **
1 1
*
* *
0,09
2 11,1
;
1500
0,09
th
th
th
M n n
M
n





= = = = =
+
+
;

ta có bảng gia trị sau:
n(v/p) 1500 1200 900 600 300 135 60 0

*
1 0,8 0,6 0,4 0,2 0,09 0,04 0
M(Nm) 0,99 1,23 1,628 2,38 4,15 5,55 4,12 0
b.R
f2
=2,5 dòng điện một chiều khi hãm I
mc
=3A;
' 2
2
2 2
. 1,88 .2,5 8,84
f e f
R k R= = =
;
1
2
.3 2,45
3
= =I A
; R
2

=r
2

+R

f2

=2,14+8,84=10,98

;
2 2
*
1 02
' '
0 2 1 0 2
3 .R ' 10,98
0,1; 5,55( )
103 6, 7
2 ( )
th th
I x
M Nm
x x x x


= = = = =
+
+ +
;
*
* **
1 1
*
* *
2 11,1

;
1500
0,1
0,1
th
th
th
M n n
M
n





= = = = =
+
+
;
ta có bảng:
n(v/p) 900 600 300 150 60 30 10 0

*
0,6 0,4 0,2 0,1 0,04 0,02 0,007 0
M(Nm) 1,8 2,61 4,44 5,55 3,83 2,13 0,76 0
c.R
f3
=2,5 dòng điện một chiều khi hãm I
mc
=4A;

- 5 -
Báo cáo thí nghiệm truyền động điện phần lý thuyết
' 2
2
2 2
. 1,88 .2,5 8,84
f e f
R k R= = =
;
1
2
.4 3, 26
3
= =I A
; R
2

=r
2

+R
f2

=2,14+8,84=10,98

2 2
*
1 02
' '
0 2 1 0 2

3 .R ' 10,98
0,1; 9,82( )
103 6, 7
2 ( )
th th
I x
M Nm
x x x x


= = = = =
+
+ +
;
*
* **
1 1
*
* *
2 19,64
;
1500
0,1
0,1
th
th
th
M n n
M
n

= = = = =
+
+
;
bảng giá trị:
n(v/p) 900 600 300 150 60 30 10 0

*
0,6 0,4 0,2 0,1 0,04 0,02 0,007 0
M(Nm) 3,18 4,62 7,86 9,82 6,77 3,78 1,3 0
Từ các mục đã tính đợc ta vẽ các đờng đặc tính cơ với từng trờng hợp (trên cùng đồ
thị)
Đồ thị hình bên:
Với 1: là đặc tính cơ tự nhiên ở điện áp định mức và R
f
=0;
2a và 2b là hai đặc tính cơ biến trở tơng ứng R
f
=0,9 và 2,5;
3a, 3b và 3c là những đặc tính cơ khi động cơ hãm động năng tơng ứng với
R
f
=2,2

, R

f
=2,5

khi I mc=3A và R
f
=2,5

khi I mc=4A

- 6 -
n s
1
M(Nm)
M
th
M
nm
M
nm2
M
nm1
0;1M
th3
S
th


th
*
S

th2
S
th1

1
S
đm
1
2a
2b
0
3c
3b
3a
B¸o c¸o thÝ nghiÖm truyÒn ®éng ®iÖn phÇn lý thuyÕt
- 7 -