Báo cáo thí nghiệm máy điện một chiều

Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

BÀI 1. CẤU TẠO CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
I.

Mục đích, yêu cầu.

- Nắm được cấu tạo của máy điện một chiều.
- Tìm hiểu và nắm được cấu tạo của máy điện một chiều.
- Nhận dạng và phân biệt được cấu tạo của máy điện một chiều với các loại máy
điện khác.
II.
Nội dung thí nghiệm.
1. Hình dạng bên ngồi của máy điện một chiều :
- Tuỳ theo từng mục đích sử dụng mà có rất nhiều loại máy điện với những kích cỡ
và hình dáng khác nhau.
- Máy nhỏ có thể chỉ nằm gọn trong lịng bàng tay. Ví dụ như động cơ trong các đồ
chơi của trẻ em, hoặc động cơ trong máy caset, thiết bị làm mát trong các thiết bị
khác,…
- Máy loại lớn là máy được sử dụng rộng rãi nhất, có thể là máy phát hoặc động cơ
điện dân dụng. Ví dụ như : máy phát điện một chiều, động cơ đề trong các xe có sử
dụng bộ đề nổ, …
- Máy loại lớn là những máy thường dùng trong cơng nghiệp, ví dụ như máy phát
của dùng Tuabin, .. thường là nhừng máy phát điện còn nhu cầu dùng những động
cơ điện cực lớn thì it hơn rất nhiều.

H1. Máy loại nhỏ.

H2. Máy loại lớn.

1

H3. Máy loại rất lớn.


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

2. Cấu tạo của phần cảm (stato) : vỏ máy, cực chính, cuộn dây cực chính, mặt
bích,…
- Vỏ máy : thường được làm bằng Gang
hoặc thép, miễn sao đảm bảo độ cứng khi va
đập. Đối với những loại máy nhỏ thì người ta
khơng cần quan tâm tới tản nhiệt, tuy nhiên
với những máy cơng suất lớn vỏ máy được
chế tạo có nhiều rãnh trên bề mặt để giúp tản
nhiệt được tốt hơn. Vỏ thường được đúc liền
với các bộ phận nhằm cố định máy khỏi rung
và xê dịch khi hoạt động.
H4. Vỏ của một máy, mặt bích
của một máy điện loại nhỏ vừa.
- Cực chính (cực phụ ): là bộ
phận để tạo ra từ thơng chính của
máy, gồm các lá thép kỹ thuật
mỏng ghép lại với nhau bằng đinh
tán. Phía quay vào phần ứng có bề
mặt trải rộng hơn nhằm giúp cho từ
thơng đi vào khe hở khơng khí dễ
dàng hơn. Trên lõi của cực chính
có quấn các cuộn dây kích thích để
cho dịng điện một chiều đi qua
( với những máy có cơng suất lớn

H5. Một máy điện có 4 cực chính
người ta thường làm các rãnh để đặt thêm các cuộn bù).
.
- Cực phụ cũng tương tự như cực chính nhưng nhỏ hơn và phần đầu quay vào
phần ứng thì để nhọn. Cực phụ cũng được quấn các cuộn dây kích thích để cho
dịng một chiều đi qua. Cực chính được đặt xen kẽ váo giữa các cực chính.
- Cuộn dây cực chính được làm băng đồng, có nhiều tiết diện khác nhua tuỳ thuộc
vào loại máy điện sử dụng. Các sợi dây này cũng được sơn cách điện bề mặt để khi
quấn tránh hiện tượng ngắn mạch. Trên H5 cuộn dây cực chính đã được bọc lớp vỏ
bảo vệ.
- Mặt bích: Thường là bộ phận
bảo vệ phía sau của máy, mặt bích
có thể tháo lắp dễ dàng khi cần
sửa chữa, bảo dưỡng ( trên hình
H4 có cả mặt bích ở phía sau).
Với những máy loại nhỏ mặt bích
cịn dùng để cố định máy điện với
những bộ phận khác.
H6. Mặt bích của máy điện loại lớn và nhỏ
2


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

3. Hộp đầu cực : các đầu đấu dây, tụ điện.
- Là nơi nối các dây lại với nhau,
thông thường ở hộp đấu cực có
mắc thêm các tụ điện thích hợp.

H7. Hộp đấu cực của máy điện

4. Cấu tạo phần ứng (Rôto) : lõi thép, cuộn dây phần ứng.
- Lõi thép của phần
ứng được ghép từ các
lá thép kỹ thuật điện,
chúng được sơn cách
điện với nhau, dùng
giấy cách điện hay
dùng một lớp ôxy hố
ở giữa để làm cách
điện. Trong các máy
cơng suất lớn thì làm
các rãnh thơng gió
theo chiều bán kính.
Phần ứng quay liên
H8. Lõi thép của máy điện một chiều
tục với vận tốc rất lớn sẽ rất nóng, các rãnh thơng gió này có tác dụng làm mát
lõi thép phần ứng.
- Cuộn dây phần ứng được chế tạo
bằng đồng trên những khuôn đặc biệt
và được đặt vào các rãnh của lõi thép
phần ứng, chúng đựơc nối với nhau
theo nhiều cách khác nhau.
H9. cuộn dây phần ứng
5. Cấu tạo cổ góp và chổi than :
- Cổ góp được chế tạo từ phiến đồng, được cách điện với nhau và cách điện với
trục.
- Chổi than dùng để đưa điện ra mạch ngoài hoặc là dẫn điện vào máy. Chổi than
được làm từ bột grafit trộn với bột đồng và ép lại thành khuôn. Chổi than có độ
3

Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

cứng vừa phải để khi bị ép vào cổ góp, chổi than sẽ bị mòn dần theo thời gian làm
việc của máy.

H10. Cổ góp

H11. Chổi than

6. Các thơng số hộ chiếu của Máy điện một chiều.
- Mỗi mộit thiết bị nói chung, nột máy điện nói riêng đều có các thơng số đặc trưng
gọi là thông số hộ chiếu.
- Thông số hộ chiếu cho biết được tính năng làm việc. Với một máy điện một chiều
các thông số sẽ cung cấp cho người sử dụng biết được khả năng làm việc của máy :
Công suất, tốc độ. Đặc biệt là biết được các giá trị định mức của áp và dịng để từ
đó có cách sử dụng an tồn hiệu quả.
- Ví dụ : Máy điện một chiều, Mã hiệu 223964 có các thông số sau :
U = 220V  Điện áp định mức.
I = 13.7A  Dòng điện định mức.
P = 2,3KW  Cơng suất định mức.
n = 1500 vịng / phút  Tốc độ quay định mức.
III. Nhận xét kết quả thí nghiệm.
- Qua thí nghiệm về máy điện một chiều sẽ có thêm kiến thức về máy điện, về hình
dạng và nguyên lý hoạt động.
- Biết được phạm vi ứng dụng của các máy điện một chiều trong đời sống.
- Biết cách bảo dưỡng máy điện một chiều thường dùng.

4

Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

BÀI 2. CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP
I. Mục đích, yêu cầu.
- Nắm được cấu tạo của máy biến áp một pha, ba pha.
- Hiểu được nguyên lý hoạt động của máy biến áp một pha, ba pha.
- Nhận dạng để phân biệt được máy điện vơí các loại máy điện khác.
II. Nội dung thí nghiệm.

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của một MBA đơn
giản.

5


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

Giới thiệu một MBA thơng dụng.

1. Tìm hiểu hình dạng bên ngồi , vỏ máy, nắp máy.
- Máy biến áp có rất nhiều loại với nhiều kích cỡ khác nhau. Từ loại rất nhỏ như
trong một số cục sạc Pin điện thoại, cục nắn dòng trong các chiếc Radio cho đến
những loại rất lớn với công suất lên đến hằng trăm KVA.
- Đối với những máy biến áp nhỏ, vỏ ngồi khơng đóng vai trị quan trọng lắm
ngồi nhiệm vụ bảo vệ trống va đập.
- Tuy nhiên với những máy công suất loại lớn thì vỏ ngồi lại giữ vai trị hết sức
quan trọng, nó làm nhiệm vụ bảo vệ khỏi va đập, còn là vỏ của thùng dầu bảo vệ
cho máy và cách điện.
- Vỏ ngồi thường có rất nhiều rãnh xung quanh, hoặc là các ống dẫn làm nhiệm

vụ tản nhiệt cho máy biến áp.
-

H11. Một số loại hình dạng máy biến áp khác nhau
6


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

2. Các loại thùng dầu, sứ vào, sứ ra và các bộ phận chính trên nắp thùng dầu.
 Thùng dầu thực chất là bộ phận vỏ của máy biến áp.
- Với những máy biến áp công suất nhỏ ( < 30 KVA ) có dạng thùng dấu phẳng.
- Máy biến áp có cơng suất từ trên 30 – 3.000 KVA có dạng kiểu thùng ống, đó là
các ống dầu có đường kính khoảng 50 mm gắn vào vách thùng dầu.
- Máy biến áp có cơng suất lớn đến 10.000 KVA thì dùng thùng dầu có bộ tản nhiệt
và được làm lạnh tự nhiên. Bộ tản nhiệt gồm có 2 ống góp trên và dưới được gắn
vào vách thùng dầu, các ống góp có thể gồm nhiều hàng ống nhỏ song song nhau,
các ống nhỏ này có kích thước vào khoảng 50mm. Trong lịng các hàng ống có đặt
quạt gió làm bộ phận tạo mát cho các ống dầu và làm mát thùng dầu.
- Ngồi ra với những thùng dầu thơng thường người ta cũng chế tạo có các khe,
rãnh giúp làm mát cho vỏ máy biến áp.
- Trên thùng dầu có các bộ phận giúp cố định, di chuyển như giá cố định, bánh lăn,
quai móc. Trên thùng cũng có gắn các ống giúp cho việc đổ dầu và thay dấu định
kì được thuận tiện.
- Chất liệu làm vỏ thùng dầu cũng phải đảm bảo khả năng chống chịu được những
va đập thông thường, nếu khơng có thể dẫn đến nổ, vỡ hay dạn nứt thùng dầu.
 Nắp thùng dầu : là bộ phận quan trọng của thùng dầu, trên nắp thùng dầu có
đặt các sứ ra và sứ vào của dây quấn cao áp và hạ áp. Những máy biến áp trên
100KVA có đặt bình dãn dầu, cịn những máy trên 1000KVA thì có đặt các ống có
màng bảo vệ trên nắp thùng dầu.

- Bình dãn dầu là một thùng hình trụ, được nối với thùng dầu bằng dẫn dầu. Bình
dãn dầu dùng để kiểm tra dầu trong thùng và giúp dầu có thể dãn nở khi nhiệt độ
thay đổi.
- Ống có màng bảo vệ có tác dụng bảo vệ thùng dầu khỏi bị hư hỏng khi có sự
tăng áp suất bên trong thùng dầu do máy biến áp xảy ra ngắn mạch. Ống này là
một ống thép, một đầu được gắn kín bằng một đĩa thuỷ tinh, một đầu được nối với
thùng dầu. Khi áp suất quá lớn đĩa thuỷ tinh sẽ bị phà vỡ để đẩy dầu ra ngoài, tránh
làm hư hỏng các thiệt bị bên trong.
- Rơle hơi là thiết bị kiểm soát một cách tự động điều kiện làm việc cơ học của
thùng dầu nhằm đảm bảo an tồn.
- Mặt bích dùng để nối với máy bơm chân khơng.
- Các ống dẫn trên thùng dầu đều có màng bảo hiểm.
- Sứ cách điện : Để đảm bảo an toàn cho người sử dụng, thuận tiện cho việc lấy
điện áp ra hoặc đưa áp vào, trên máy biến áp có làm các sứ ra và sứ vào. Đó là loại
sứ cách điện bên trong để rỗng có để các lõi thép làm chức năng dẫn điện. Với cả
cao áp và hạ áp đều phải dùng sứ ra hoặc sứ vào để đưa điện. sứ cách điện còn là
bộ phận làm hạn chế các tác động của thiên nhiên như sấm sét.

7


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

H12. Sứ cách điện vào ra.
 Dầu máy biến áp : Dùng để làm cách điện và làm nguội lõi thép và dây quấn
( phần tác dụng ) của máy biến áp được tốt hơn, dầu được sử dụng thường là
dầu mỏ ( My – piranol, Nga – xaptol), là loại dầu không cháy và khơng nổ.
3. Tìm hiểu về cấu tạo phần lõi thép của máy biến áp.
- Lõi thép của máy biến áp được ghép từ các lá thép máy biến áp(đặc biệt), só độ
dày 0.35 – 0.5mm. Có 2 loại thép máy biến áp, đó là thép dát nóng và thép dát

nguội( thép dát nguội có tính chất từ tốt hơn). Giữa các lá thép có đặt lớp giấy cách
điện hoặc sơn một lớp sơn cách điện, đôi khi người ta dùng chính lớp ơxy hố để
làm cách điện với những máy có cơng suất thấp.
- Dựa theo đặc điểm về cách ghép lõi thép tuỳ vào mục đích sử dụng mà có 2 loại
lõi thép khác nhau, đó là : lõi thép kiểu vỏ và máy biến áp kiểu lõi.
+ Máy biến áp kiểu lõi : có các dây quấn bọc phần lá thép.
+ Máy biến áp kiểu vỏ : máy có một phần lá thép bao bọc dây quấn.

H13a. Máy biến áp kiểu lõi
4. Cấu tạo dây quấn của máy biến áp.
8

H13b. Máy biến áp kiểu vỏ


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

- Dây quấn cũng là bộ phận rất quan trọng của máy biến áp, tuỳ theo kích thước
dây quấn và cách quấn dây người ta chế tạo ra các máy biến có cơng suất và công
dụng khác nhau.
- Dây quấn của máy biến áp phải đảm bảo những yêu cầu sau :
+ Dây quấn phải đảm bảo tính kinh tế nhưng vẫn đạt hiệu suất cao khi sử
dụng.
+ Tình trạng nhiệt của dấy quấn phải đảm bảo các điều kiện tiêu chuẩn và hiệu
suất khi sử dụng.
+ Dây quấn phải có tính ổn định về mặt cơ học khi sử dụng.
+ Dây quấn phải đảm bảo ổn định điện khi xảy ra quá điện áp.
- Tuỳ theo cách bố trí dây quấn cao áp và hạ áp, người ta chia thành dây quấn đồng
tâm và dây quấn xen kẽ:
+ Dây quấn đồng tâm : dây quấn có mỗi tiết diện là những vịng tròn đồng tâm.

+ Dây quấn xen kẽ là dây quấn có cao áp và hạ áp quấn đan xen vào nhau.
- Có một số loại dây quấn đồng tâm phổ biến sau : Dây quấn từng lớp hình trụ;
Dây quấn xoắn ốc; Dây quấn liên tục.
+ Dây quấn xen kẽ: Các cuộn dây cao áp và hạ áp xếp xen kẽ nhau theo dọc trục
của MBA.

H13a. Dây quấn đồng tâm

H13b. Dây quấn xen kẽ

5. Thông số hộ chiếu của Máy biến áp.
- Trên Máy biến áp cũng có ghi Mã hiệu và những thông số điện, gọi là các thông
số hộ chiếu : Dịng, áp, Cơng suất, tần số,…
- Các thông số cho biết khả năng làm việc và khả năng chịu tải của Máy biến áp.
Từ các thông số này mày người sử dụng biết cách khai thác máy một cách có hiệu
quả và an tồn.
- Ví dụ các thông số của một máy biến áp như sau:
Mã hiệu : SE 2662-4Q. Đây là máy hạ áp nên :
U = 115V ; I = 2,6A.  Là điện áp và dòng đầu ra định mức.
U = 230V ; I = 1,3A.  Áp và dòng đầu vào định mức.
9


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

f = 30 -:-- 60Hz  Khoảng tần số làm việc của máy.
IV.

Nhận xét kết quả thí nghiệm.
- Qua bài thí nghiệm về Máy biến áp giúp cho mối sinh viên có thêm kiến thức về

MBA, biết phân biệt hình dạng của MBA với một số loại máy điện khác.
- Hiểu được nguyên lý làm việc của MBA, từ đó có thể vận dụng vào việc sử dụng,
bảo dưỡng các MBA trong đời sống.
- Biết được cách thức tổ chức, hoạt động của các trạm biến áp để từ đó giảm ảnh
hưởng của trạm biến áp đối với con người cũng như góp phần bảo quản tốt tài sản.

BÀI 3. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH ĐỘC LẬP
I.
Mục đích, u cầu.
- Nắm vững các nội dung của Máy phát điện một chiều kích thích độc lập.
- Biết phương pháp thí nghiệm, lấy các số liệu và dựng các đường đặc tính.
- Tìm hiểu sơ đồ nối máy phát điện một chiều.
- Làm thí nghiệm và dựng các đường đặc tính của máy phát điện một chiều kích
thích độc lập.
II.
Dụng cụ đo, thiết bị thí nghiệm.
1. Dụng cụ đo.

2.


-

TT

Tên dụng cụ đo

Mã hiệu

Số

lượng

1

Đồng hồ đo tương tự - số vạn năng
AD
( Analog – Digital )

SO 5127-1Z

02

Thiết bị thí nghiệm.
Biến trở :
Máy phát điện một chiều :
Mã hiệu : SE 2672-3D
Uđm = 220V ;
10


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

- Iđm = 1 /1,2 A.
- P = 0,2 KW.
- Tốc độ: n = 2000 / 18000 / 20000 vòng /phút.
 Động cơ lồng sóc.
- Mã hiệu : SE 2672-3G
- Điện áp: U = 400 – 690 V.
- Dòng điện : I = 0,6 – 1,0 A.
- Công suất : P = 0,37 KW.

- Tốc độ : n= 2.800 vòng/phút.
- Tấn số : 50 Hz .
- Hệ số Cosφ = 0,83.
 Biến trở đa năng :
- Mã hiệu : SO 3212-6W.
 Bộ nguồn đa năng;
- Mã hiệu : SO 3212-5U.
 Công tắc bảo vệ động cơ:
- Mã hiệu : SO 3212-1J
 Đồng hồ đo A-D
- Mã hiệu : SO 3212-1Z.
 Rơ le bảo vệ.
III. Nội dung thí nghiệm.
Sơ đồ thí nghiệm
1. Đường đặc tính khơng tải.
 Mở máy động cơ sơ cấp làm quay máy phát điện 1 chiều.
 Aptômát để mở, các biến trở để giá trị max.
 Quan sát vôlt kế ghi được giá trị sđđ do từ thông dư của máy sinh ra ứng với
i_kt = 0.
 Đóng nguồn một chiều đưa điện áp vào cuộn kích từ, giảm dần R 3 ta thu được
các giá trị ikt và Uo tương ứng , theo bảng sau:
Bảng 3.1
i_kt(A)
Uo(V)

0
5

0.02
105.8

i_k(A)
Uo(V)

0
8.27

0.02
128

Nhánh tăng
0.03
147
Nhánh giảm
0.03
174

0.04
184

0.05
212

0.04
200

0.05
212

Từ bảng số liệu thu được ta có thể vẽ được đồ thị thể hiện đặc tính của 2 nhánh

như sau :
11


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

Đồ thị 3.1

- Với đặc tính khơng tải ta thấy rằng : Khi dịng kích từ = 0, I = 0 nhưng trong máy
vẫn tồn tại một lượng hiệu điện thế là 5V ( với nhánh tăng) hoặc 8.27V ( nhánh
giảm ). Sở dĩ có điều này là do trong máy có tồn tại từ thơng dư, đây chính là
ngun nhân xuất hiện Uo khi I = 0 và được gọi là Điện áp dư. Theo lý thuyết thì
giá trị này nằm trong khoảng 2 – 3%, đối chiếu với số liệu thu được thì có thể thấy
nó hồn tồn hợp lý.
Đoạn đầu của Nhận xét:
- đường đặc tính tương đối thẳng, điều đó phản ánh rằng lúc đầu mạch từ chưa bão
hồ.
- Do sự tăng lên của từ thông dư mà trên đồ thị đường đặc tính của nhánh giảm
nằm cao hơn đường đặc tính của nhánh tăng, hồn tồn giống với lý thuyết về máy
phát điện một chiều kích thích độc lập.
2. Đặc tính phụ tải U = f(ikt) Khi cho n = nđm = const , I = const.
- Đóng động cơ cho máy chạy khơng tải.
- Đóng nguồn một chiều đưa điện áp vào cuộn kích từ, điều chỉnh Rkt để điện áp
máy phát đạt giá trị định mức.
- Đóng aptơmát để nối tải cho máy phát.
- Giảm dần R3 với các giá trị khác nhau ,ta thu được cá giá trị của điện áp U và
dịng kích từ ikt. Theo bảng số liệu sau :
Bảng
3.2
12

Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

i_kt(A) 0
U(V) 8

0.03
120

0.04
135

0.05
174

0.06
190

0.07
215

Từ bảng số liệu thu được ta có thể vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của dịng
kích từ đối với điện áp trong máy điện một chiều như sau :
Đồ thị 3.2

Nhận xét :
- Khi dịng kích từ bằng khơng( máy chạy khơng tải) thì điện áp đạt giá trị rất thấp,
sở dĩ có điều này là do 2 nguyên nhân chính sau :
+ Do điện áp rơi : U = Ea – Ia.Ra. Với : Ia.Ra = Ia.Rđ + Uch

Ia.Ra - tổn hao phần ứng
Ia.Rđ - tổn hao dây đồng
Uch - tổn hao trên chổi than.
+ Do phản ứng phần ứng.
- Do lúc đầu dòng điện chưa bão hoà nên trên đồ thị, đoạn đầu của đường đặc tính
là thẳng. Về sau khi dịng trong máy đã bão hồ thì quan hệ khơng cịn là tuyến
tính nữa mà trở thành đường cong.
- Càng về sau, khi phản ứng phần ứng tăng lên sẽ làm ảnh hưởng đến chế độ làm
việc của máy. Thể hiện là càng về sau thì đường đặc tính giảm dần độ dốc, như thế
điện áp mà máy phát tạo ra sẽ không cao.
3. Đặc tính ngồi. U = f(I), khi n = nđm = const.
- Quay máy phát chạy không tải, Áptômát để mở.
- Đóng nguồn một chiều đưa điện áp vào cuộn kích từ, điều chỉnh Rkt để điện áp
máy phát đạt định mức  đó chính là điểm đầu tiên của đặc tính ngồi.
13


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

- Giảm dần R1 , Rkt giữ nguyên. Ta thu được các giá trị của U, I theo bảng số liệu
sau:
Bảng 3.3

I(A)
U(V)

0
220

0.2

197

0.26
187

0.3
180

0.34
170

0.4
154

0.5
125

Từ Bảng số liệu 3.3 ta xây dựng được đường đặc tính ngồi của Máy điện một
chiều kích thích độc lập theo đồ thị sau :
Đồ thị 3.3

Nhận xét :
- Do quan hệ giữa U và I khơng cịn là tuyến tính nên đường đặc tính ngồi của
máy phát điện là một đường cong trơn.
- Thể hiện về mặt lý thuyết thì : U = E – I.Ra do vậy mà khi I tăng thì U phải giảm.
- Mặt khác khi I tăng thì độ dốc càng lớn, do khi I tăng thì làm tăng theo phản ứng
phần ngang trong máy.
4. Đặc tính điều chỉnh : ikt = f(U) , khi n = nđm = const , U = const.
- Quay máy phát chạy không tải, áptômát để mở , ghi lại các giá trị của ikt khi I =
0.

- Đóng nguồn một chiều đưa điện áp vào cuộn kích từ, điều chỉnh Rkt để điện áp
máy phát đạt định mức.
- Đóng aptômát để nối tải cho máy phát  điện áp máy phát giảm.
- Điều chỉnh Rkt để cho U = hằng số.
- Ứng với các giá trị của I, ta thu được các giá trị của ikt theo bảng số liệu sau:
Bảng 3.4
14


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

I(A)
ikt

0
0.04

0.2
0.05

0.4
0.06

0.53
0.07

0.62
0.08

0.7

0.09

Theo Bảng số liệu thu được ta có thể xây dựng được Đường đặc tính điều chỉnh
của máy điện một chiều kích thích độc lập như sau :
Đồ thị 3.4

Nhận xét :
- Ta có : U = E – Ia.R nên khi khi I tăng thì U sẽ giảm, do điện áp rơi trong mạch.
- Muốn cho U ổn định thì khi dịng I tăng lên cũng phải tăng dịng kích từ để bù
vào độ rơi điện áp và phản ứng phần ứng.

\

15


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

5. Đặc tính ngắn mạch : Inm= f(ikt) khi n = nđm = const, U = 0.
- Chuyển sơ đồ nối máy phát sang chế độ ngắn mạch phần ứng.
- Quay máy phát chạy khơng tải, đưa nguồn kích từ một chiều vào máy phát ( Ukt
= 150V) để đảm bảo an toàn cho máy phát.
- Điều chỉnh Rkt , ghi lại các số liệu của I và ikt vào Bảng 3.5 như sau :
1
Bảng 3.5

I_kt(A)
Inm(A)

0

0.1

0.02
0.69

0.03
0.98

Dựa vào Bảng 3.5 ta xây dựng được đường đặc tính ngắn mạch của máy phát điện
một chiều kích thích độc lập như sau :
Đồ thị 3.5

Nhận xét :
- Đường đặc tính ngắn mạch là một đường thẳng. Do dịng kích từ nhỏ nên mạch
từ khơng bão hồ dẫn đến quan hệ giữa chúng là tuyến tính.
- Do trong máy có từ dư nên khi ikt = 0 thì Inm lại khác 0.
- Trong thực tế hiện tượng ngắn mạch là một sự cố. Nhận thấy rắng quan hệ giữa ikt
và Inm là tuyến tính nên dịng Inm sẽ tăng nhanh, nếu sự cố kéo dài sẽ làm nóng và
có thể hổng máy phát.
IV.

Nhận xét bài thí nghiệm :
16


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

Sau khi làm xong bài thí nghiệm có thể rút ra một số nhận xét tổng thể :
 Qua thí nghiệm ta có thể kiểm định lại lý thuyết thông qua việc xác định và
đánh giá các đường đường đặc tính của máy phát điện một chiều kích thích độc

lập. Từ đó nắm vững về nguyên lí làm việc, cũng như cấu tạo của máy phát điện
một chiều kích thích độc lập.
 Kết quả thí nghiệm thu được so với lí thuyết là tương đối giống nhau. Một vài
đường đặc tính có độ chính xác chưa cao có thể là do phép đo, do chủ quan khi lấy
số liệu, cũng có thể do dụng cụ thí nghiệm có sự sai lệch.
 Sau khi hồn tất bài thí nghiệm có thể dựa vào đường đặc tính để tìm các biện
pháp khắc phục, giảm thiểu tác hại của hiện tượng ngắn mạch gây ra.

BÀI 4. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH SONG SONG VÀ
HỖN HỢP
I.

Mục đích, yêu cầu.
17


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

- Nắm vững các nội dung của Máy phát điện một chiều kích thích song song và
hỗn hợp.
- Biết phương pháp thí nghiệm, lấy các số liệu và dựng các đường đặc tính.
- Tìm hiểu sơ đồ nối máy phát điện một chiều.
- Làm thí nghiệm và dựng các đường đặc tính của máy phát điện một chiều kích
thích song song và hỗn hợp.
II.
Dụng cụ đo, thiết bị thí nghiệm.
1. Dụng cụ đo.
TT

Tên dụng cụ đo

Mã hiệu

Số lượng

1

Đồng hồ đo tương tự - số vạn năng AD
( Analog – Digital )

SO 5127-1Z

02

2.









Thiết bị thí nghiệm.
Biến trở :
Máy phát điện một chiều :
Mã hiệu : SE 2672-3D
Uđm = 220V ;
Iđm = 1 /1,2 A.

P = 0,2 KW.
Tốc độ: n = 2000 / 18000 / 20000 vịng /phút.
Động cơ lồng sóc.
Mã hiệu : SE 2672-3G
Điện áp: U = 400 – 690 V.
Dòng điện : I = 0,6 – 1,0 A.
Công suất : P = 0,37 KW ; Tốc độ : n= 2.800 vòng/phút.
Tấn số : 50 Hz ; Hệ số Cosφ = 0,83.
Biến trở đa năng :
Mã hiệu : SO 3212-6W.
Bộ nguồn đa năng;
Mã hiệu : SO 3212-5U.
Công tắc bảo vệ động cơ:
Mã hiệu : SO 3212-1J
Đồng hồ đo A-D
Mã hiệu : SO 3212-1Z.
Rơ le bảo vệ.

III.

Nội dung thí nghiệm.
Sơ đồ thí nghiệm
18


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

1. Máy phát điện một chiều kích thích song song.
a. Điều kiện tự kích của máy phát điện tự kích thích
- Sơ đồ chính xác

- Động cơ quay đúng chiều
- Trong máy phải có từ dư.
- Ứng với n đã cho : R < Rtn hoặc với R đã cho n > nth.
b. Đặc tính ngồi : U = f(I) khi n = nđm = const, Rkt = const.
- Quay máy phát chạy khơng tải.
- Đưa nguồn một chiều vào cuộn kích từ, điều chỉnh Rkt để điện áp đạt giá trị định
mức.
- Đóng Áptomát để nối tải vào máy phát, khi R1 (tải) thay đổi ta thu được các giá
trị của U và I theo Bảng số liệu sau :
Bảng 4.1
I(A)
U(V)

0
220

0.17
185

0.22
128

0.19
83

0.16
49

0.13
38

0.1
0.5

Dựa vào bảng số liệu thu được ta có thể xây dựng được đường đặc tính ngồi
của máy phát điện một chiều kích thích song song như sau :
Đồ thị 4.1

Nhận xét :
- Khi dịng I ( phụ tải) tăng lên thì U sẽ giảm xuống. Do các nguyên nhân sau đây :
1. Do phản ứng phần ứng ngang.
2. Do điện áp rơi I.Ra trong mạch.
19


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

3. Do dịng kích thích giảm khi U giảm.
- Khi dịng phụ tải tăng tới một giá trị tới hạn ( theo Bảng là Ith = 0.22A) thì mạch
từ khơng bão hồ nữa, lúc này các điện áp rơi đóng vai trị quyết định nên I giảm.
- Khi điện trở tải Ro = 0 thì dịng đạt I = 0.1A hồn tồn là do từ thơng dư của máy
sinh ra.
c. Đặc tính điều chỉnh : ikt = f(I) khi n = nđm = const; U = const.
- Quay máy phát chạy không tải.
- Đưa nguồn một chiều vào cuộn kích từ, điều chỉnh Rkt để áp đạt giá trị định mức.
- Đóng Áptơmát để nối tải vào máy phát  làm cho điện áp của máy phát thay đổi
 tiếp tục đièu chỉnh Rkt để cho U = hằng số.
- Với những giá trị của R hác nhau ta thu được các giá trị của dịng tải và dịng
kích thích ikt theo bảng số liệu sau :
Bảng 4.2

I(A)
0
0.2
0.35
0.48
0.56
0.62
ikt(A) 0.07
0.08
0.09
0.1
0.11
0.12
Dựa vào bảng số liệu thu được ta có thể xây dựng được đường đặc tính điều
chỉnh của máy phát kích thích song song :
Đồ thị 4.2

20


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

Nhận xét :
- Quan hệ giữa I và ikt không phải là tuyến tính do :
ikt = Ukt / Rkt
Mà Ukt = U = E – I.Ra  khi U giảm dẫn đến Ukt cũng giảm  ikt.
Để cho U = const thì phải điều chỉnh Rkt.
 ikt = (E – I.Ra) / Rkt  khi I tăng lên nhiều nhưng ikt tăng chậm
dẫn đến đường đặc tính là đường cong.
d. Lấy và dựng các đường đặc tính U, I, P2 = f(Ra)

- Cho máy phát chạy không tải.
- Đưa nguồn một chiều vào cuộn kích từ, điều chỉnh Rkt để điện áp đạt giá trị định
mức.
- Đóng Áptơmát để nồi tải vào máy phát. Ứng với các giá trị khác nhau của Ra
(R1) ta thu được giá trị của U, I và P :
Bảng 4.3 :

Ra
U(V)
I(A)
P(W)

1000
183
0.17
30.25

500
120
0.22
20.5

300
49
0.19
9

200
28.7
0.15

4.5

100
13.8
0.14
2

50
6.48
0.13
0.86

Theo Bảng số liệu thu được ta có thể xây dựng được đường đặc tính của máy
phát như sau :
 Đặc tính áp, U = f(Ra).
Đồ thị 4.3.1

21


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

Nhận xét :
- Quan hệ giữa điện áp và điện trở không phải là tuyến tính do trong mạch từ có
phản ứng phần ngang.
- Với đặc tính này có thể điều chỉnh được điện áp bằng cách thay đổi biến trở.
 Đặc tính dịng, I = f(Ra).
Đồ thị 4.3.2

Nhận xét :

- Quan hệ
khơng
phải là tuyến
tính, do : I
= U / Ra
- Khi Ra tăng tới một giá trị tới hạn 500 thì I khơng tăng nữa mà có xu hướng giảm
dần.

22


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

 Đặc tính công suất, P = f(Ra).
Đồ thị 4.3.3

Nhận xét :
- Khi Ra tăng thì cơng suất cũng tăng theo.
- Do P = U.I = I2. Ra , mặt khác quan hệ giữa I và Ra là khơng tuyến tính nên
đường đặc tính của P theo Ra là đường cong.

23


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

2. Máy phát điện một chiều kích thích hỗn hợp:
- Thay đổi sơ đồ nối từ kích thích song song sang kích thích nối tiếp bằng cách nối
thêm cuộn kích thích D1- D3.
- Khi đảo cuộn kích thích giữa D1 và D3 cho nhau ta được 2 trường hợp nối thuận

và nối ngược.
a. Đặc tính ngồi :
U = f(I) khi n = nđm = hằng số; Rkt = hằng số.
b. Đặc tính điều chỉnh :
ikt = f(I) khi n = nđm = const ; U = const.
Các số liệu thu được theo Bảng số liệu sau :
Bảng 4.4
Đặc tính
ngồi
Đặc tính
đ. chỉnh
Đặ tính
ngồi
Đặc tính
điều

U(V)
I(A)

220
0

Nối thuận
205
192
0.15
0.22

I(A)
Ikt(A)

0
0.07

0.09
0.06

0.22
0.05

0.38
0.04

0.68
0.03

U(V)
I(A)

220
0

Nối ngược
165
115
0.15
0.17

46
0.12

25
0.1

I(A)
Ikt(A)

0
0.07

0.22
0.08

0.54
0.1

0.62
0.11

0.4
0.09

184
0.26

163
0.31

153
0.33

0.75
0.03

0.66
0.11

chỉnh
Từ các số liệu thu được ta có thể xây dựng các đường đặc tính của máy điện
một chiều trong trường hợp kích thích hỗn hợp như sau :

24


Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều

 Đặc tính ngoài :
222
Đồ thị 4.4.1

Nối thuận

Nhận xét :
- Từ đồ thị ta nhận thấy : khi dòng điện ( phụ tải) tăng lên thì điện áp lại giảm
xuống. Do các nguyên nhân sau :
+ Do phản ứng phần ngang.
+ Do điện áp rơi trong mạch : I.Ra.
+ Do dịng kích thích giảm khi U giảm.
- Do ikt = Ukt / Rkt , mà Ukt = U nên đường đặc tính của máy phát kích thích hỗn
hợp là đường cong.
- Khi I tăng lên thì điện áp U giảm làm cho ikt giảm theo, mặt khác ikt giảm lại làm

cho U giảm tiếp cứ như vậy nó sinh ra một điện áp rơi phụ so với máy điện kích
thích độc lập.
- Khi dòng điện phụ tải tăng lên đến một giá trị tới hạn thì đường đặc tính lại có
dạng giống như máy điện trong trường hợp kích thích độc lập.
25