Báo cáo thí 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 không 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
Iarms = 0,81 A
Vbrms = 172,2 V
Ibrms = 0,8 A
Vcrms = 163,2 V
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, dòng điện hệ
số công suất của từng pha xấp xỉ như nhau.Giản đồ pha cho thấy các góc pha lệch nhau 1 góc
gần bằng 1200.
- Công suất biểu kiến,tác dụng và hệ số công suất của từng pha:
S
= 797 VA
Sa = 261 VA
Pa = 33 W
Sb = 262 VA
Pb = 11 W
Sc = 274 VA
Pc = 38 W
∑
P
= 82 W
∑
Q
Qa = 257 VAR
PFa = 0,115
Qb = 260 VAR
PFb = 0,038
Qc = 268 VAR
PFc = 0,111
= 785 VAR
∑
- Mối quan hệ giữa S,P,Q,PF trên pha a theo công thức lý thuyết:
P
33
a
PFa =
=
=0,126
Sa
621
Sa = P2 + Qa2 = 332 + 2572 = 259VAR
a
- Nhận xét: Giữa lý thuyết và thực nghiệm có sai số không đáng kể do sai số trong quá trình
đo. Nhìn chung kết quả thực nghiệm gần đúng với lý thuyết.
C.Đo công 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
Pa = 44,8 W
Qa = 279 VAR
PFa = 0,16
Sb = 279 VA
Pb = 22,32 W
Qb = 276VAR
PFb = 0,08
Sc = 260 VA
Pc = 33,8 W
Qc = 259 VAR
PFc = 0,13
- Xác định giá trị tụ bù theo kết quả PF nhận được theo công thức:
Pha a:
∆Qa
ω.Va2
∆Qa
2π f .Va2
(257 − 279)
2π .50.( 3.191,5)2
Ca = −
= −
= −
= 0,64µF
Ca ≈ Cb ≈ Cc ≈ 0,64µF
D.Đo công suất ở trường hợp không tải mất cân bằng:
- Bảng số liệu:
Sa = 281 VA
Pa = 64 W
Sb = 299 VA
Pb = 20 W
Sc = 241 VA
Pc = 9 W
Qa = 273 VAR
PFa = -0,214
Qb = 299 VAR
PFb = -0,066
Qc = 800 VAR
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 không 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 không tải:
Sơ đồ nguyên lý
Sơ đồ đấu dây
- Bảng số liệu:
U10(V)
U20(V)
I10(mA)
P10(W)
cosφ
40
20
43
60
30
53
80
41
63
100
53
74
120
60
84
140
71
107
9,5
160
82
123
180
91
158
200
102
215
220
111
285
0,59
1,53
2,83
4,46
6,79
13,4 20,76 32,04 43,96
0,088 0,268 0,405 0,503 0,553 0,597 0,603 0,607 0,594 0,61
- Đặc tính không tải: U10=f(I10).
250
200
150
100
50
0
0
50
100
150
200
250
300
- Nhận xét:
Nguyên lý làm việc của máy biến áp:
Khi đặc U1 vào dây quấn sơ cấp sẽ có dòng sơ cấp I1 tạo sức từ động I1.ω1, tạo từ thông Ф
móc vòng qua cuộn sơ cấp và thứ cấp. Khi máy biến áp không tải thì Ф do dòng 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 công 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
U1đm
220
k =
=
=1,99 ≈ 2
U20 111
U120
2202
RC =
=
=1,1KΩ
P
43,96
10
- Tổng trở không tải:
U1đm
220
Z0 =
=
= 772Ω
I10
285mA
Xm = Z02 − RC2 = 784Ω
B.Thí nghiệm tải ngắn mạch:
Sơ đồ nguyên lý
Sơ đồ đấu dây
- Bảng số liệu:
I2n(A)
U1n(V)
I1n(A) 0,494 1,08
P1n(W) 0,85 4,2
1
1,8
2
4,1
3
5,9
1,56
9
4
7,9
2
5
10
2,5
24,5
6
7
8
9
10
19,3
4,92
94
11,7
2,99
34,6
13,7
3,53
48
15,8
3,87
60
17,3
4,41
75
15,5
cosφ1 0,995 0,993 0,992 0,992 0,991 0,992 0,991 0,991 0,991 0,991
- Đặc tính ngắn mạch: U1n= f(I1n)
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:
U1n 19,3
Zn =
=
= 3,92Ω
I1đm 4,92
P
94
1n
Req =
=
= 3,88Ω
I12đm 4,922
Xeq = Zn2 − Re2q = 3,922 − 3,882 = 0,56Ω
C.Thí nghiệm có tải:
Sơ đồ đấu dây
- Bảng số liệu:
I1(A)
U1(V)
I2(A)
0,674
220
1
1,071
220
1,511
220
3
1,95
220
4
2,35
220
5
2,8
220
6
3,27
220
7
3,72
220
8
4,53
220
10
2
U2(V)
cosφ1
cosφ2
P1(W)
P2(W)
110
0,99
0,886
146,5
97
110
108
0,99
0,960
330
311
106,8
0,99
0,971
424,7
414,5
106,1
0,99
0,981
512
105,3
0,99
0,986
610
623
104,2
0,99
0,990
712
103,1
0,99
0,992
810
101,1
0,99
0,994
987
0,99
0,934
233
205,5
520
722
818
1004,9
- Đặc tính tải: U2=f(I2)
112
110
108
106
104
102
100
0
2
4
6
8
10
12
- Độ sụt áp khi dòng 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
2
η =
0,662
0,1
0,882
0,2
0,942
0,295
0,976
0,388
1,016
0,482
1,021
0,574
1,014
0,663
1,01
1,018
0,919
P
1
S2
β =
0,749
Sđm
η = f β
- Đặc tính hiệu suất theo hệ số tải:
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 thông rò lên giá trị điện kháng của máy biến áp.
II.THÍ NGHIỆM:
A.Thí nghiệm không tải:
Sơ đồ nguyên lý
Sơ đồ đấu dây
- Bảng giá trị:
U10(V)
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
U20(V) 19,14 29,3
40,1
50,6
60,9
71,1
81,6
93,4
102,9 112,2
I10(A) 0,144 0,19 0,233 0,274 0,314 0,357 0,402 0,449 0,497 0,555
cosφ1 0,203 0,29
0,33
6,15
0,34
9,3
0,33
12,4
0,32
16
0,3
19,3
0,28
0,27
0,26
P10(W) 1,17
3,3
22,63 26,84 31,75
U = f (I )
- Đặc tính không tải:
10
10
250
200
150
100
50
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
- Tính toán thông số của mạch tương đương máy biến áp:
U1đm
220
k =
=
=1,96 ≈ 2
=103,1Ω
U20 112,2
P
31,75
10
Rc =
=
I120 0,5552
U1đm
I10
220
Z0 =
=
= 396,4Ω
0,555
2
Xm = Zo2 − Rc2 = 396,42 −103,1 = 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
I2n(V) 0,25
60
0,5
80
1
100
1,5
120
2
140
2,5
160
3
180
3,6
200
4
220
4,4
I1n(V) 0,476 0,695 0,916 1,135 1,35
1,575 1,795 1,96
0,09 0,09 0,09
10,22 14,58 19,8
2,19
0,09
2,41
0,09
cosφ1
0,07
0,08
3,34
0,09
6,6
0,09
0,09
P1n(W) 1,33
25,85 31,75 39,42 47,72
- Các thông số cho sơ đồ tương đương của máy biến áp:
U1n 220
Zn =
=
= 91,3Ω
I1n 2,41
P
47,72
1n
Req =
=
= 8,22Ω
I12đm 2,412
2
2
Xeq = Zn − Req = 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 không 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)
I1(A)
U2(V)
I2(A)
cosφ1
cosφ2
P1(W)
P2(W)
220
220
1,39
94,9
1,83
0,68
0,998
208
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
220
2,11
57,9
3,16
0,48
0,998
222,8
182,6
220
2,19
52
220
2,25
47,2
3,41
0,40
0,999
198
220
2,32
39,8
3,55
0,35
0,998
178,6
141
0,957
106,3
1,002
0,68
0,998
143,2
106,3
65,4
2,96
0,53
0,989
233,2
191,5
3,3
0,44
0,997
212
173,3
171,1
160,8
- Đặc tính tải: U2= f(I2)
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 dòng 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)
UC1
0
H
50
H
100
H
150
H
200
H
250
H
Volt/div
Ud
2
H
2
H
2
H
1
H
1
H
1
H
Volt/div
Iđèn(A)
0,2
0,061
1
2
0,23
5
5
5
0,29
0,166
0,263
0,281
- 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 hòa của lõi từ.
Một dòng 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 dòng điện tải sẽ bị thay đổi. Từ đó suy ra mạch có đặt tính khuếch đại dòng điện.
12 trang
22240
Free
Bạn đang xem tài liệu "Báo cáo thí nghiệm Biến đổi năng lượng điện cơ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bao_cao_thi_nghiem_bien_doi_nang_luong_dien_co.pdf
