Đang tải... (xem toàn văn)
Mục đích thí nghiệm: bằng thực nghiệm vẽ các đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập ở các chế độ làm việc khác nhau. Dụng cụ thí nghiệm: động cơ thí nghiệm (ĐTN), các phụ tải F1, F2 đều là kiểu Πn-45T, các thông số cũng như nhau : Pđm=2,5 kw, Uđm=220 V, Iđm=14,4 A, nđm =100 v/ph, dòng kích từ định mức Iktđm=0,72 A, ηđm=79%, Rư=1,56Ω;
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BỘ MƠN ĐIỆN KHÍ HỐ XÍ NGHIỆP LỚP ĐO LƯỜNG & THCN BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Sinh Viên Thực Hiện: Lớp : Hà Nội 11/2004 BÀI THÍ NGHIỆM SỐ XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện thực nghiệm vẽ đặc tính động điện chiều kích từ độc lập chế độ làm việc khác Dụng cụ thí nghiệm: • động thí nghiệm (ĐTN), phụ tải F1, F2 kiểu ∏n-45T, thông số : Pđm=2,5 kw, Uđm=220 V, Iđm=14,4 A, nđm =100 v/ph, dịng kích từ định mức Iktđm=0,72 A, ηđm=79%, Rư=1,56Ω; • biến trở dùng sơ đồ thí nghiệm cho theo bảng : STT M¹ch sư dơng M· hiệu Điện trở Iđm Ký hiệu sơ đồ 2x9 20 Rf Phần ứng ĐTN Điện trở xoay Mắc song song với phần ứng ĐTN Rs 16 20 Rs Mạch kích từ ĐTN v F1 POC 39 R3, R4 M¹ch kÝch tõ F2 VEB 1150 0,5 R2 II NỘI DUNG TÍNH TỐN LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM: • Vẽ đặc tính tự nhiên động : Uđm=220 V=const; Iktđm=0,72 A=const; Rf=0; Ta cần xác định hai điểm : điểm thứ nhất: cho M=0, ω=ωo: U U − I R 220 − 14,4.1,56 220 =116 (rad/s) =1,89; ωo= dm = K.φđm= dm dm u = 1000 ωdm k φdm 1,89 9,55 điểm thứ hai: M=Mđm, ω=ωđm: Mđm=K.φđm.Iđm=1,89.14,4=27 (Nm); n ωđm= dm =105 rad/s 9,55 nối hai điểm ta đường • Vẽ đặc tính giảm từ thơng ứng với : ¾ Ikt1=0,65 A, Uđm=220 V=const, Rf=0 0,72 I =1,1 Hệ số xuy giảm x= ktdm = I kt1 0,65 điểm không tải : M=0, ω=x.ωo=1,1.116=128 (rad/s); điểm ngắn mạch : ω=0; M= M nmdm K.φdm I nmdm = x x K φdm U dm 1,89.220 = =242 (Nm); x.Ru 1,1.1,56 nối hai điểm ta đường M= Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện ¾ Ikt2=0,55 A, Uđm=220 V=const, Rf=0 I 0,72 Hệ số xuy giảm x= ktdm = =1,3; I kt 0,55 Ta xác định hai điểm: điểm không tải : M=0, ω=x.ωo=1,3.116=151 (rad/s); điểm ngắn mạch : ω=0; M= M nmdm K.φdm I nmdm = x x K φdm U dm 1,89.220 = =205 (Nm); x.Ru 1,3.1,56 nối hai điểm ta đường M= • Vẽ đặc tính biến trở ứng với hai trường hợp : ¾ Rf1=4 Ω, Uđm=220 V=const, Iktđm=0,72 A=const điểm không tải : M=0, ω=ωo điểm thứ hai ứng với Mđm :Mđm= Mđm=K.φđm.Iđm=1,89.14,4=27 (Nm); U − I (R + R f 1) 220 − 14,4(1,56 + 4) ω=ωđm dm dm u =105 =74,4 (rad/s); 220 − 14,4.1,56 U dm − I dm Ru nối hai điểm ta đường ¾ Rf2=18 Ω, Uđm=220 V=const, Iktđm=0,72 A=const điểm không tải : M=0, ω=ωo điểm thứ hai ứng với Mđm :Mđm= Mđm=K.φđm.Iđm=1,89.14,4=27 (Nm); U − I (R + R f ) 220 − 14,4(1,56 + 18) ω=ωđm dm dm u =105 =-33 (rad/s); 220 − 14,4.1,56 U dm − I dm Ru nối hai điểm ta đường • Vẽ đặc tính động hãm động ¾ Rh1=4 Ω, Iktđm= const; Phương trình đặc tính : R +R 1.56 + ω=- u h21 M=M=-1,6M (rad/s) 1,892 (k φdm ) ta cho M=-50 suy ω=80 (rad/s) nối điểm với gốc toạ độ ta đường ¾ Rh2=8 Ω, I= const; Phương trình đặc tính : R +R 1.56 + ω=- u h22 M=M=-2,7M (rad/s) 1,892 (k φdm ) ta cho M=-50 suy ω=135 (rad/s) nối điểm với gốc toạ độ ta đường III CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: Bảng 1: Uđm=220 V=const; Iktđm=0,72 A=const; Rf=0; (đường I) Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện I M n W 9.5 880 92.1 13.2 840 88.0 17.0 820 85.9 11 20.8 800 83.8 Bảng 2: Ikt1=0,65 A, Uđm=220 V=const, Rf=0 (đường II) I M n W 9.5 940 98.4 13.2 880 92.1 17.0 860 90.1 11 20.8 840 88.0 Bảng 3: Ikt1=0,55 A, Uđm=220 V=const, Rf=0 (đường III) I M n W 9.5 980 102.6 13.2 940 98.4 17.0 900 94.2 11 20.8 860 90.1 Bảng 4: Rf1=4 Ω, Uđm=220 V=const, I ktđm=0,72 A=const (đường IV) I M n W 7.6 840 88.0 11.3 740 77.5 15.1 660 69.1 10 18.9 600 62.8 Bảng 5: Rf1=18 Ω, Uđm=220 V=const, I ktđm=0,72 A=const (đường V) I M n W 3.8 940 98.4 7.6 860 90.1 11.3 460 48.2 15.1 300 31.4 Bảng 6: Rh1=4 Ω, Iktđm= const; (đường VI) I M n W 5.7 80 8.4 11.3 140 14.7 15.1 220 23.0 10 18.9 270 28.3 12 22.7 340 35.6 Bảng 7: Rh1=8 Ω, Iktđm= const; (đường VII) I M n W 5.7 100 10.5 7.6 180 18.8 11.3 290 30.4 15.1 380 39.8 10 18.9 420 44.0 12 22.7 560 58.6 Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện ω M IV NHẬN XÉT, SO SÁNH VÀ KẾT LUẬN Từ số liệu đo ta tính giá trị Mđt ω cơng thức : Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện n ; 9,55 có giá trị ta vẽ đồ thị số liệu thực nghiệm M dt = K φ dm I ω= So sánh với số liệu tính tốn ta thấy : Các đường thực nghiệm nói chung có tốc độ thấp lý thuyết, điều sai số phép đo ma sát thực tế lớn lý thuyết Tuy đường vẽ có quy luật tương ứng với lý thuyết học: Với đặc tính giảm từ thơng :khi dịng kích từ giảm đường đặc tính xoay đứng Với đặc tính biến trở :khi điện trở lớn đường đặc tính dốc Với đặc tính hãm động năng: điện trở lớn đặc tính dốc BÀI THÍ NGHIỆM SỐ XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐƠNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ RƠTO DÂY QUẤN I MỤC ĐÍCH: Từ tính tốn lý thuyết thực nghiệm vẽ đặc tính động khơng đồng rơto dây quấn ỏ chế độ làm việc khác nhau: SỐ LIỆU KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ: Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện Pđm=1,7 KW, Uđm=220/380V, Iđm=7,45/4,3A, Nđm=1430V/phút, E2đm=192V, I2đm=8A R1=3,16 Ω, R2’=2,14 Ω, X1=4,03 Ω, X2’=6,7 Ω, Xη=103 Ω CÁC ĐIỆN TRỞ BIẾN TRỞ: R2,R4 (như 1) Rf=3x2,5 Ω, (điện trở pha) Rhc=250 Ω, Iđm=2,4A, SỐ LIỆU CỦA MÁY PHỤ TẢI F1: Kiểu máy ΠH42-T: Pđm=2,5kW, Uđm=115V, Iđm=22,6 A, Nđm=1450V/phút, Iktđm=1,9A Hiệu xuất định mức ηđm=78,5% (động mà đấu Uđm=380V) II NỘI DUNG TÍNH TỐN LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM: vẽ đặc tính tự nhiên với điện áp dây định mức Uđm=380V=const,Rf=0 Ω Phương trình đặc tính cơ: 3U f 3.2202 = =32,23 (Nm) Mth= 2) 2.Π.50 2ω1 ( R1 + ( R1 + X nm (3,16 + 3,162 + (4,03 + 6,7) 2 ' 2,14 380 U R =0,605 (Ω) R2= 22 = = 1,88 ke = 0,95 dm = 0,95 192 E2 dm ke 3,54 R 3,16 a= = =5,22 R2 0,605 2,14 R2 ' Sth= = =0,19 (Ω) 3,16 + (4,03 + 6,7) ( R12 + X nm ) M= 2.32,23.(1 + 5,22.0,19) 128,4 2.M th (1 + a.Sth ) = = 0,19 s 0,19 S S Sth + + 2.5,22.0,19 + + 1,98 + + 2a.Sth 0,19 0,19 s S Sth S s 0.17 0.24 0.36 0.49 0.62 0.75 0.87 1.00 W 130 120 100 80 60 40 20 M 32.2 31.9 29.1 25.9 23.2 20.9 18.9 17.3 Vẽ đồ thị ta đường Vẽ đặc tính biến trở với Uđm=380V=const, • Rf1=0,9 Ω: R2 + R f 0,605 + 0,9 = 0,47 (Ω) Sthnt= 2 3,16 + 10,37 R1 + X nm 3,16 R1 = 2,1 = 0,605 + 0,9 + Rf1 ant= R Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện M= 2.Mth(1 + a NT S THNT ) 128,1 2.32,23.(1 + 2,1.0,47) = = s s 0,47 0,47 S S + + 2.2,1.0,47 + + 1,974 + THNT + 2a NT S THNT s s 0,47 0,47 S THNT S s 0.17 0.24 0.36 0.49 0.62 0.75 0.87 1.00 W 130 120 100 80 60 40 20 M 25.3 28.7 31.7 32.2 31.6 30.6 29.3 28.0 Vẽ đồ thị ta đường Rf2=2,5 Ω: R2 + R f 0,605 + 2,5 = 0,98 (Ω) Sthnt= 2 3,16 + 10,37 R1 + X nm 3,16 R1 = 1,02 nt= = R2 + R f 0,605 + 2,5 • a M= 2.Mth(1 + a NT S THNT ) 128,9 2.32,23.(1 + 1,02.0,98) = = s s 0,98 0,98 S S + + 2.1,02.0,98 + +2 + THNT + 2a NT S THNT s s 0,98 0,98 S THNT S s 0.24 0.36 0.49 0.62 0.81 1.00 W 120 100 80 60 30 M 20.1 25.4 28.7 30.6 31.9 32.2 Vẽ đồ thị ta đường 3 Vẽ đặc tính động hãm động ứng với: a Rf1=2,2 Ω ' ' => R2=r2+Rf1 R2 = r2 + R f 1.ke = 2,14 + 2,2.1,882 = 9,9 (Ω) ω* = ω ω1 ω = ω1.ω * = suy 2.Π.50 * ω = 157ω * 2 = (A) 3 3I1 X μ2 3.( ) 1032 = = 5,54 (Nm) Mth= 2ω1 ( X μ + X 2' ) 2.157.109,7 I1 = Imc= ωTH * = M= R2' 9,9 = = 0,09 ' X μ + X 103 + 6,7 2.M th ω ω + * ωTH ω * * TH * = 2.5,54 11,08 = 14,13 14,13 0,07.ω + 0,07.ω + ω ω Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện W 11.1 17.3 31.9 54.5 106.8 125.7 M 0.0 5.4 5.5 4.1 2.7 1.5 1.2 Vẽ đồ thị ta đường b Rf2=2,5 Ω,dòng chiều hãm Imc=3A ' ' => R2=r2+Rf2 R2 = r2 + R f ke = 2,14 + 2,5.1,882 = 10,97 (Ω) ω = ω1.ω * = 2.Π.50 * ω = 157ω * 2 Imc= = (A) 3 3I1 X μ2 3.( ) 1032 = = 5,54 (Nm) Mth= 2ω1 ( X μ + X 2' ) 2.157.109,7 I1= R2' 10,97 = = 0,1 ' X μ + X 103 + 6,7 ωTH * = M= 2.M th = ω ω + * ωTH ω * TH * * 2.5,54 11,08 = 15,7 15,7 0,064.ω + 0,064.ω + ω ω W 14 23.6 44 60.7 111 126.7 M 0.0 5.5 5.1 3.5 2.7 1.5 1.3 Vẽ đồ thị ta đường c Rf3=2,5 Ω,dòng chiều hãm Imc=4A R2=r2+Rf2 ω = ω1.ω * = => ' ' R2 = r2 + R f ke = 2,14 + 2,5.1,882 = 10,97 (Ω) 2.Π.50 * ω = 157ω * 2 = (A) 3 3I1 X μ2 3.( ) 1032 Mth= = = 7,39 (Nm) 2ω1 ( X μ + X 2' ) 2.157.109,7 I1= Imc= Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện ωTH * = M= R2' 10,97 = = 0,1 ' X μ + X 103 + 6,7 2.M th ω ω + * ωTH ω * * TH * = 2.7,39 14,78 = 15,7 15,7 0,064.ω + 0,064.ω + ω ω W 11.5 17.8 39.8 52.4 111 125.7 M 0.0 7.0 7.3 5.0 4.0 2.0 1.8 Vẽ đồ thị ta đường III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 10 Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện Bảng 1: Uđm=380V=const,Rf=0 Ω I 10 M 0.0 7.6 15.2 22.9 30.5 38.1 34.3 n 1260 1240 1200 1140 1100 1020 940 W 131.9 129.8 125.7 119.4 115.2 106.8 98.4 đồ thị I Bảng 2: Uđm=380V=const,Rf1=0,9 Ω I 10 M 0.0 7.6 15.2 22.9 30.5 38.1 34.3 n 1260 1220 1200 1150 1080 970 860 W 131.9 127.7 125.7 120.4 đồ thị II Bảng 3: Uđm=380V=const,Rf1=2,5 Ω 113.1 101.6 90.1 I− M®t 3.8 11.4 19.1 26.7 34.3 n 1000 920 800 640 500 W 104.7 96.3 83.8 67.0 52.4 đồ thị III Bảng 4: hãm động với Rf1=2,2 Ω I 10 12 M 7.6 15.2 22.9 30.5 38.1 45.7 22.9 n 106 165 305 520 1020 1200 W 0.0 11.1 17.3 31.9 54.5 106.8 125.7 đồ thị IV Bảng 5: hãm động với Rf2=2,5 Ω, Imc=3 A I 10 12 M 7.6 15.2 22.9 30.5 38.1 45.7 22.9 n 134 225 420 580 1060 1210 W 0.0 14.0 23.6 44.0 60.7 111.0 126.7 đồ thị V 11 Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện Bảng 6: hãm động với Rf2=2,5 Ω, Imc=4 A I 10 15 18 M 7.6 15.2 22.9 30.5 38.1 57.2 68.6 n 110 170 380 500 1060 1200 W 0.0 11.5 17.8 39.8 52.4 111.0 125.7 đồ thị VI Bảng 7:đường hiệu chỉnh I 2.5 3.5 M 7.6 9.5 11.4 13.3 n 170 365 520 800 W 17.8 38.2 54.5 83.8 đồ thị VII ω M IV NHẬN XÉT SO SÁNH VÀ KẾT LUẬN: từ số liệu thu ta tính M ω theo công thức sau: 12 Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện n ; 9,55 U 380 K th = dm = = 2,375 U 160 U 115 Ru = 0,5(1 − η ) dm = 0,5(1 − 0,785) = 0,55 I dm 22,6 U − Ru I dm 115 − 0,55.22,6 ( K φ ) = dm = = 0,67 1450 ωdm 9,55 ω= M = K th ( K φ ).I = 3,81.I Từ công thức ta vẽ đường đặc tính tương ứng để rễ ràng so sánh đường thực nghiệm với đường lý thuyết ta vẽ chúng hệ trục toạ độ So sánh hình vẽ lý thuyết thực nghiệm ta thấy tốc độ thực tế nhỏ so với lý thuyết với nguyên lý chung: Với đặc tính biến trở : nằm đường đặc tính tự nhiên, điện trở lớn thấp đặc tính tự nhiên Với đặc tính hãm động năng: điện trở hãm lớn vận tốc góc lớn có M tới hạn có dịng Imc Cịn điện trở khơng đổi mà dịng lớn M tới hạn lớn theo Những sai số phép đo ma sát máy 13 .. .Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện thực nghiệm vẽ đặc tính động điện chiều kích từ độc lập chế độ làm việc khác Dụng cụ thí nghiệm: • động thí nghiệm (ĐTN), phụ tải F1,... 44.0 12 22.7 560 58.6 Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện ω M IV NHẬN XÉT, SO SÁNH VÀ KẾT LUẬN Từ số liệu đo ta tính giá trị Mđt ω cơng thức : Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện n ; 9,55 có giá trị... Từ tính tốn lý thuyết thực nghiệm vẽ đặc tính động không đồng rôto dây quấn ỏ chế độ làm việc khác nhau: SỐ LIỆU KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ: Thí Nghiệm Cơ Sở Truyền Động Điện Pđm=1,7 KW, Uđm=220/380V,
