Báo cáo thực nghiệm động cơ điện một chiều - môn truyền động điện –Trường Đại học bách khoa Hà Nội

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 như nhau. Cụ thể là :
Kiểu máy điện n − 45T
Pđm =2,5 Kw; Uđm=220 V ; Iđm= 14,4 A; n đm= 1000 v/ph;
Dòng kích từ định mức Iktđm=0,72 A ;  = 79% . điện trở phần ứng(kể cả điện dm
trở tiếp xúc của chổi than) là : rư=1,56
Nội dung tính toán thí nghiệm :
1. Vẽ đặc tính cơ tự nhiên của động cơ:
Uđm=220 V =const ; Iktđm=0,72 A=const; Rf=0;
2. Vẽ đặc tính cơ biến trở ứng với hai trường hợp
a,Rf=4 ; Uđm=220V=const; Iktđm=0,72A =const,rư=1.56=const;
b,Rf=18; Uđm=220=const; Iktđm=0,72A=const, rư=1.56=const;
3. vẽ đặc tính cơ giảm từ thông (với giả thiết mạch từ chưa bão hoà ) ứng với :
a, Ikt1=0,65; Uđm=220 V =const; Rf=0;
b, Ikt2=0,55;Uđm=220V=const; Rf=0;
4. Vẽ đặc tính cơ khí khi động cơ được hãm động năng kích từ độc lập trong 2 trượng hợp sau; a,Rh1=4; Iktđm=const. b,Rh2=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 phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập:  = U u R + R − u f M ; K (K)2
khi Rf=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=Mđm , =đm )
điểm thứ nhất là điểm không tải lí tưởng :  U − I R 220 −14, 4.1, 56 220 dm dm u 0= Udm với K = = = 1,88   = = 116, 7 (rad/s) dm K  1000 o 1,88 dm dm 2.3,14. 60
Điểm thứ hai là điểm định mức : - 1 -
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT  n 1000 = = =
(rad/s) và M = P 2, 5.103 = = (Nm dm dm 104, 7 dm đm 23, 9 ) 9, 55 9, 55 dm 104, 7
II. ĐẶC TÍNH CƠ BIẾN TRỞ ỨNG VỚI 2 TRƯỜNG HỢP
a. Vẽ đặc tính cơ với Rf = 4 và U= Uđm= 220 =const, Iktđm=0,72 A = const:
Đặc tính sẽ đi qua hai điểm .
• Điểm đầu là  =  = 116,7 khi M=0 ; 0
• Điểm thứ hai là: tì m  ứng với M=M ntdm1 đm=23,9 Từ phương trình  =  U − + dm
I dm (Ru Rf ) = 220 −14,4(1,56 + 4) 104,7 = 74,17 nidm1 dm U 220 −14,4.1,56 dm − I R dm u  =74,17 với M=M ntdm1 đm;
b. Vẽ đặc tính cơ với Rf = 18 và U= Uđm= 220 =const, Iktđm=0,72 A = const:
 =  khi M=0 ; Tương tự trên ta có 0
U − I (R + R ) 220 −14, 4(1, 56 +18)  =  . dm dm u f = 104, 7 = −32, 68 khi M=M ; ntdm2 dm
U − I .R 220 −14, 4.1, 56 dm dm dm u
Vậy đặc tính cơ biến trở là đường đi qua
• Đường 1: ( =  , M=0) và (  = 74,17 , M=23,9) 0
• Đường 2: ( =  , M=0) và ( = −32, 68 , M=23,9; 0
III.VẼ ĐẶC TÍNH CƠ GIẢM TỪ THÔNG
a. Vẽ đặc tính cơ giảm từ thông với Ikt= 0,65A, Rf=0, U=Uđm ;
Vì mạch từ chưa bão hoà nên ta có :  0,72 U 220 dm x = dm = = 1,108 và I = = = 141, 03 (A)  1 0,65 nm R 1, 56 1 u M K I 1,88.141,03 M = nmdm = dm nm = = 239,3(Nm), và nm1 x 1,108 1 x1  = U
dm = x. = 1,108.116, 7 = 129, 3 ; 01 K 0 1
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 Ikt= 0,55A, Rf=0, U=Uđm ;
Tương tự như trên ta có :  I 0, 72
x = dm = ktdm = = 1, 309 , và 2  I 0, 55 2 kt 2 K 1,88.141, 03 M = dm I =
= 202, 5 và  = x . = 1,309.116,7 = 152,8 (rad/s) nm 2 x nm 1, 309 02 2 0 2
Vậy đặc tính cơ đi qua 2 điểm A(0;152,8);B(202,5;0);
IV.VẼ ĐẶC TÍNH CƠ KHI ĐỘNG CƠ ĐƯỢC HÃM ĐỘNG NĂNG KÍCH TỪ
ĐỘC LẬP TRONG HAI TRƯƠNG HỢP. - 2 -
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT
a. Vẽ đặc tính cơ với R h1 =4, Iktđm = const;
Khi động cơ đang làm việc ở chế độ định mức ta thực hiện hãm =  hd dm −K −(K )2 1,882.104, 7
Ta có Mhđ1= K.I = K hd = dm hd =− = −67, 03 (Nm) hd R + R R + R 1, 56 + 4 u h1 u h1
Đường đặc tính đi qua 2 điểm:
(M= - 67,03 ;  = 104, 07) và (M=0;=0);
b. Vẽ đặc tính cơ với Rh1 =8, Iktđm = const; (K )2 1,882.104, 7 Tương tự ta có:Mhd2= − dm hd = − = −38, 98 (Nm) R + R u h 1, 56 + 8
Đường đặc tính qua 2 điểm:
(M= - 38,98 ;  = 104, 07) và (M=0; = 0)
Ta sẽ thể hiện các đường đặc tính đó trên cùng một đồ thị sau:  (rad / s) 02 3b 01 1 đm 4b 4a ntđm 3a 2a 2b M M 0 M h1 h2 Mđm Mnm2 nm1 M(Nm) ntdm 2 - 3 -
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT
1: Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ
2a, 2b: Đặc tính cơ biến trở ứng với 2 trường hợp Rf 1= 4, Rf 2=18 ;
3a,3b : Đặc tính cơ giảm từ thông khi Ikt1=0,65A, Ikt2=0,55A;
4a,4b : Đặc tính cơ khi động cơ được hãm động năng kích từ độc lập trong 2 trường hợp Rh1= 4, Rh2= 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:
Pđm=1,7 Kw, Uđm=220/380 V (   ) , Iđm =7,45/4,3A;
nđm= 1430v/ph, E2đm=192, I2đm=8A;
r1=3,16, r2=2,14  , x1=4,03, x2=6,7, x0=103.
2. Các điện trở biến trở:
Các biến trở R2 , R4 có các thông số như đã cho ở bài 1.
Rf có trị số : 3 2,5 ,
Rhc có trị số : 250, Iđm=2,4A mã hiệu PC
3. Các số liệu của máy phát phụ tải F1:
Pđm=2,5Kw; Uđm=115V; Iđm=22,6; nđm=1450 v/ph; Iktđm=1,9A;
Hiệu suất định mức đm=78,5%;
Trong thí nghiệm stato động cơ đấu sao nên Uđm=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 Uđm=380=const, điện trở trong mạch rôto Rf=0;
với Uđm=380V và động cơ mắc kiểu   nên Ufđm= 380 =220V; 3 I n 1430 dm đm=Ifđm=4,3A.  = =
= 149, 74(rad / s) , a=r1/r2=3,16/2,14=1,477; dm 9, 55 9, 55 - 4 -
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT 2 f ' n1 = 1500 v = ph ;
= 157(rad / s); x 1
nm = x1 + x 2 = 10, 73 , p s = r' 2 = 2,14 = 0,1913; th r 2 + x 2 3,162 +10, 732 1 nm 3.U 2 3.2202 M = f 1 = = 32, 23(Nm) th
2. (r + r 2 + x 2 ) 2.157(3,16 + 3,162 +10, 732 ) 1 1 1 nm
2.M (1+ a.s ) 82, 7 M = th th s s = 2.32, 23(1+1, 477.0,1913) 0,1913 s = + 0,1913 s
th + 2a.s + + 2.1, 477.0,1913 + + 0, 565 s s th s 0.1913 s 0,1913 th
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 Uđm=380V=const , trong hai trường hợp a.Rf1=0,9 ⎯⎯→ U 220 3
R ' = k 2.R ; k = 0, 955. dm = 0, 955.
= 1,88; R ' = 1,882.0, 9 = 3,18 f 1 e f 1 e E 192 f 1 2dm r 3,16 r ' + R ' 2,14 + 3,18 a = 1 = = 0, 6; s = 2 f 1 = = 0, 476;
1 r ' + R ' 2,14 + 3,18 th1 2 f 1 r 2 + x 2 3,162 +10, 732 1 nm
n = 786(v / ph); M = 32, 23(Nm); M = 2M (1+ a s ) th 1 th1 82,87 = th1 th s + s s 0, 476 th1 + 2a s + + 0, 5712 1 th1 s s th1 0, 476 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 b.Rf2=2,5 r 3,16 r ' + R ' 2,14 + 8,84 a = 1 = = 0, 29; s = 2 f 2 = = 0, 98;
2 r ' + R ' 2,14 + 8,84 th 2 2 f 2 r 2 + x 2 3,162 +10, 732 1 nm
n = 30(v / ph); M = 2M (1+ a s ) th 2 th 2 82,87 = th 2 s + s s 0, 98 th2 + 2a s + + 0, 5684 2 th 2 s s th 2 0, 98 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 được hãm động năng ứng với ba trường hợp - 5 -
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT 2
a. Rf1=2,2;Imc=3A; R ' = k 2.R =1.882.2,2=7,78  ; I = .3 = 2, 45A f 1 e f 1 1 3 R ’
2 =r ’+R ’=2,14+7,78=9,93  2 f1  * R ' 9, 92 3I 2.x 2 th = 2 = = 0, 09; M = 1 0 = 5, 55(Nm) ; th
x + x ' 103 + 6, 7 2 (x + x ' ) 0 2 1 0 2 2M 11,1  n n M = th = ; * = = = ;  *  *  * 0, 09  n 1500 + th + 1 1 *   * 0,09  * th 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. Rf2=2,5 dòng điện một chiều khi hãm Imc=3A; 2
R ' = k 2.R = 1,882.2, 5 = 8,84 ; I = .3 = 2, 45A ; R ’
2 =r ’+R ’=2,14+8,84=10,98 f 2 e f 2 1 3 2 f2  ;  * R ' 10, 98 3I 2.x 2 th = 2 = = 0,1; M = 1 0 = 5, 55(Nm) ; th
x + x ' 103 + 6, 7 2 (x + x ' ) 0 2 1 0 2 2M 11,1  n n M = th = ; * = = = ;  *  *  * 0,1  n 1500 + th + 1 1 *   * 0,1  * th 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. Rf3=2,5 dòng điện một chiều khi hãm Imc=4A; 2
R ' = k 2.R = 1,882.2, 5 = 8,84 ; I = .4 = 3, 26 A ; R ’
2 =r ’+R ’=2,14+8,84=10,98 f 2 e f 2 1 3 2 f2   * R ' 10, 98 3I 2.x 2 = 2 = = 0,1; M = 1 0 = 9,82(Nm) ; th th
x + x ' 103 + 6, 7 2 (x + x ' ) 0 2 1 0 2 2M 19, 64  n n M = th = ; * = = = ;  *  *  * 0,1  n 1500 + th + 1 1 *   * 0,1  * th 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 - 6 -
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT
Từ các mục đã tính được ta vẽ các đường đặc tính cơ với từng trường hợp (trên cùng đồ thị) Đồ thị hình bên:
Với 1: là đặc tính cơ tự nhiên ở điện áp định mức và Rf=0;
2a và 2b là hai đặc tính cơ biến trở tương ứng Rf=0,9 và 2,5;
3a, 3b và 3c là những đặc tính cơ khi động cơ hãm động năng tương ứng với
Rf=2,2  , Rf=2,5  khi I mc=3A và Rf=2,5  khi I mc=4A 2a 0 1 1 Sđm Sth1 n s1 3c 2b Sth2 3b 3a ’ Sth  * th M(Nm) Mnm M M th3 0;1 Mnm1 nm2 M th - 7 -
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN LÝ THUYẾT - 8 -