Bài 7: Máy phát điện một chiều kích từ độc lập

Bài 7

BÀI 7:

MÁY PHÁT ÐIỆN MỘT
CHIỀU KÍCH TỪ ÐỘC LẬP

7.1 Tóm tắt lý thuyết.
-

-

-

Máy phát ðiện 1 chiều kích từ ðộc lập là máy có các cuộn dây của phần cảm tạo
ra từ trýờng ðýợc nối với 1 nguồn ðiện 1 chiều riêng hoặc 1 máy phát riêng biệt.
Ngýời ta thýờng dùng biến trở ðể thay ðổi dòng ðiện kích từ. Ðây là ðối týợng
khảo sát của bài thực hành.

Ðộng cõ ðiện 1 chiều kích từ song song có cuộn dây kích từ nối song song với
rotor. Dùng biến trở mắc nối tiếp vào rotor của ðộng cõ ðiện ðể khởi ðộng ðộng cõ
ðiện 1 chiều. Dùng nguồn ðiện ngoài ðể cung cấp cho cả rotor và cuộn dây kích từ.
Ðộng cõ 1 chiều dùng ðể kéo rotor máy phát thông qua hai trục nối tiếp, có nghĩa
là cung cấp cõ nãng cho máy phát.

Ðặc tính không tải là quan hệ giữa suất ðiện ðộng E của phần ứng máy phát với
dòng ðiện kích từ cho máy phát IKT của máy phát khi tốc ðộ quay của máy phát
không ðổi và dòng ðiện của phần ứng máy phát bằng 0 (mạch hở).
E = U2 = f(IKT) với n không ðổi và I2 = 0.

-

Ðặc tính ngoài (ðặc tính có tải) là quan hệ giữa ðiện áp 2 ðầu máy phát U2 với
dòng ðiện phụ tải I2 khi tốc ðộ máy phát không ðổi và dòng ðiện kích từ cho máy
phát IKT không ðổi.
U2 = f(I2)

-

với U2 không ðổi, IKT không ðổi và n không ðổi

Ðặc tính ðiều chỉnh là quan hệ giữa dòng ðiện kích từ IKT với dòng ðiện phụ tải I2
khi ðiện áp ở 2 ðầu máy phát U2 không ðổi và tốc ðộ quay máy phát n không ðổi.
IKT = f(I2)

với U2 không ðổi và n không ðổi

7.2 Mô tả các thiết bị:
-

Nguồn ðiện 1 chiều 12V. Nguồn ðiện 1 chiều 24V.

Ðộng cõ ðiện 1 chiều 24V kích từ song song.

Máy phát ðiện 1 chiều kích từ ðộc lập bằng nguồn 12V.

Biến trở mở máy RM ðộng cõ, biến trở kích từ máy phát RKT.

Các bóng ðèn làm tải cho máy phát.

Am-pe kế một chiều, vôn kế 1 chiều.

Ðồng hồ ðo tốc ðộ quay của Rotor.

Giáo trình thực tập Kỹ thuật Ðiện

41


Bài 7
V1

A1

CB
(Circuit
Breaker)

- +

V2

A2

V3
CB
(Circuit
Breaker)

Tacho
meter

1

RM

LM

24VDC

+

A1-2 A1-1 V2-2 V2-1 A2-2 A2-1 V3-2 V3-1

V1-2 V1-1

3

M

6

5

G

RKT

10

LKT

4

2

1
1

7

12

-

8

12VDC
9

LOAD CONTROL

Hình 7.1: Sõ ðồ bố trí thiết bị trên bảng thí nghiệm

7.3 Tiến hành thí nghiệm:
-

Nối dây ðể hoàn chỉnh mạch thí nghiệm trên bảng, lýu ý: dựa vào sõ ðồ nguyên lý
hình dýới. Sõ ðồ nguyên lý này sử dụng cho tất cả các phần thí nghiệm của bài
này.

Hình 7.2: Sõ ðồ nguyên lý của ðộng cõ và máy phát ðiện một chiều

(Kích từ)

Chú ý: Mắc ðúng cực tính của ðồng hồ ðo (ví dụ: A1-1, A1-2 thì số ðầu tiên trong kí
hiệu ứng với thứ tự ðồng hồ ðo ở ðây là ðồng hồ A1 . Số thứ hai ứng với cực tính, nếu
số thứ hai là số 1 thì ứng với cực dýõng còn số 2 thì ứng với cực âm).

7.3.1 Ðặc tính không tải:
-

Khởi ðộng ðộng cõ 1 chiều kéo máy phát.

Chú ý: - Ðể con chạy biến trở RM ở vị trí có giá trị lớn nhất. (hết cỡ về
phía ngoài)
-

Chỉnh RM ðể ðộng cõ ðạt khoảng 2500 vòng/phút (ðồng hồ ðo RPM chỉ khoảng
2500).

-

Thay ðổi RKT ðể IKT có giá trị 0 - 0,5 A nhý trong bảng 7.1 (muốn IKT = 0 thì ðể hở
mạch kích từ bằng cách ngắt công tắc nguồn cung cấp).

Giáo trình thực tập Kỹ thuật Ðiện

42


Bài 7

Chú ý:

-

Sau mỗi lần thay ðổi IKT thì tốc ðộ ðộng cõ giảm xuống.

Chỉnh biến trở RM về phía nhỏ hõn ðể tốc ðộ ðộng cõ ðạt
2500 vòng/ phút.

Ðọc các giá trị IKT, U2 và ðiền vào bảng 7.1.

Vẽ ðặc tính không tải.

Giải thích tại sao khi không có kích từ máy vẫn phát ra sức ðiện ðộng.

Dự ðoán dạng của ðặc tính ngoài nếu tiếp tục tãng IKT, giải thích tại sao?
Bảng 7.1
IKT (A)

0,0

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

U2 (V)
U2(V)
35
30
25
20
15
10
5
0

0,1

0.2

0,3

0,4

0,5

0,6

Hình 7.3: Ðặc tính không tải U2 = f (IKT)

0,7

IKT (A)

7.3.2 Ðặc tính ngoài (ðặc tính có tải):

Chú ý: - Ðể con chạy biến trở RM ở vị trí có giá trị lớn nhất

-

Khởi ðộng ðộng cõ 1 chiều kéo máy phát.
Chỉnh RKT ðể có IKT = 0,4A.

-

Chỉnh RM ðể ðộng cõ ðạt khoảng 2500 vòng/phút (ðồng hồ ðo RPM chỉ khoảng
2500).

-

Mở lần lýợt các bóng ðèn làm tải của máy phát.
Chú ý:

-

- Sau mỗi lần thay ðổi tải thì tốc ðộ ðộng cõ giảm xuống.

- Chỉnh biến trở RM về phía nhỏ hõn ðể tốc ðộ ðộng cõ ðạt
2500 vòng/ phút.

Ðọc các giá trị I2, U2 và ðiền vào bảng 7.2.
Vẽ ðặc tính ngoài.

Giáo trình thực tập Kỹ thuật Ðiện

43


Bài 7
- Giải thích tại sao I2 tãng thì U2 giảm.
Bảng 7.2

Số lýợng bóng
ðèn ðýợc mở

1

2

3

4

I2 (A)
U2 (V)
U2(V)
16
14
12
10
8
6
4
2

0

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

Hình 7.4: Ðặc tính ngoài U2 = f (I2)

I2 (A)

7.4.3 Ðặc tính ðiều chỉnh:

Chú ý: - Ðể con chạy biến trở RM ở vị trí có giá trị lớn nhất.

-

Khởi ðộng ðộng cõ 1 chiều kéo máy phát.

Mở 1 bóng ðèn, thay ðổi RKT sao cho U2 = 10 V.

-

Chỉnh RM ðể ðộng cõ ðạt khoảng 2500 vòng/phút (ðồng hồ ðo RPM chỉ khoảng
2500).

-

Ðọc giá trị IKT, I2 và ðiền vào bảng 7.3.
Chú ý:

-

- Sau mỗi lần thay ðổi tải thì tốc ðộ ðộng cõ giảm xuống.

- Chỉnh biến trở RM về phía nhỏ hõn ðể tốc ðộ ðộng cõ ðạt
2500 vòng/ phút.

Tiếp tục mở bóng thứ 2, thay ðổi RKT sao cho U2 = 10 V.
Ðọc giá trị IKT, I2 và ðiền vào bảng 7.3.

Tiếp tục mở bóng thứ 3, thay ðổi RKT sao cho U2 = 10 V.

Ðọc giá trị IKT, I2 và ðiền vào bảng 7.3.
Vẽ ðặc tính ðiều chỉnh.
Bảng 7.3

Số lýợng bóng
ðèn ðýợc mở

1

2

3

I2 (A)
IKT (A)
Giáo trình thực tập Kỹ thuật Ðiện

44


Bài 7
IKT(A)
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Hình 7.5: Ðặc tính ðiều chỉnh IKT = f (I2)

Giáo trình thực tập Kỹ thuật Ðiện

0.7

I2 (A)

45