Báo cáo Thí nghiệm Máy điện - Bài 5: Xác định thông số máy phát đồng bộ ba pha - Trần Công Hậu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN
PTN KỸ THUẬT ĐIỆN (103B1)
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
Bài 5:
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ BA PHA
Họ và Tên SV: Trần Công Hậu
MSSV: 413BK117
Nhóm: N3H1 Tổ: 3
Thời gian thí nghiệm:	Từ tiết: 4 đến tiết 7 Ngày:  /  / 201.
TP.HCM , THÁNG 10 NĂM 2015
Nhãn máy động cơ đồng bộ 3 pha dùng trong thí nghiệm của sinh viên:
Thông số
Giá trị
Công suất định mức [VA]
200
Điện áp định mức [V]
200
Dòng điện định mức [A]
1
Tần số định mức [Hz]
50
Tốc độ định mức [rpm]
3000
Kích từ
Điện áp [V]
200
Dòng điện [A]
0.7
THÍ NGHIỆM 1: XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ CỦA CUỘN DÂY STATOR
Kết quả đo đạc:
Phase
I [A]
V [V]
Rs = V/I
Rs = 112,8
A (U)
0,25
28,8
115,2
B (V)
0,251
28
111,55
C (W)
0,251
28
111,55
Nêu tác dụng của điện trở Re trong mạch đo:
- Điện trở Re trong mạch đo có tác dụng làm giảm dòng đi qua Ampe kế, tránh làm hỏng Ampe kế khi dòng DC lớn hơn dòng định mức của Ampe kế.
Đối với các động cơ công suất lớn, làm thế nào để đo giá trị điện trở cuộn dây stator? Đề nghị mạch đo (nếu có)?
Trả lời: Đối với các động cơ có công suất lớn, tiết diện dây quấn sẽ lớn, do đó điện trở sẽ nhỏ, do đó đo điện trở bằng phương pháp Volt – Ampe sẽ dẫn đến sai số lớn, kết quả đo thiếu chính xác. Do đó có thể sử dụng cầu đo Wheatstone.
THÍ NGHIỆM 2: THÍ NGHIỆM KHÔNG TẢI MÁY PHÁT BA PHA
Kết quả đo đạc:
Ep [V]
30
50
70
103
122
150
180
196
210
225
240
260
280
300
Ikt [A]
0,024
0,037
0,051
0,075
0,091
0,112
0,141
0,155
0,171
0,187
0,204
0,225
0,251
0,281
Xây dựng đặc tuyến Ep = f(Ik):
o Từ đặc tuyến thu được, có thể tính điện áp ngõ ra khi không tải của máy phát khi dòng kích từ là định mức:
Bằng cách dùng phần mềm Mathlap để tìm đường cong gần đúng đi qua các điểm của đặc tuyết. Sau đó ta thay điểm I kích từ là điện mức ( Ikt= 0.7 ) vào phương trình đường cong vừa tìm được. Từ đó ta sẽ tính được điện áp ngõ ra khi không tải của máy phát khi dòng kích từ là định mức.
Code Mathlap thực hiện:
Ep =[30 50 70 103 122 150 180 196 210 225 240 260 280 300];
Ikt =[0.024 0.037 0.051 0.075 0.091 0.112 0.141 0.155 0.171 0.187 0.204 0.225 0.251 0.281];
p=polyfit(Ikt,Ep,3); 
Iktdm=linspace(0,0.7); 
Epdm=p(1)*Iktdm.^3+p(2)*Iktdm.^2+p(3)*Iktdm+p(4);
plot(Iktdm,Epdm,'b','LineWidth',1.5) 
grid on; 
E=[0 30]; 
I=[0 0.024]; 
p1=polyfit(I,E,1); 
Edm=p1(1)*Iktdm+p1(2); 
hold on;
plot(Iktdm,Edm,'-.b','LineWidth',1.5);
xlabel('Dong kich tu (A)'); 
ylabel('Dien ap khong tai (V)'); 
legend('Dac tuyen khong tai','Dac tuyen khe ho KK'); 
hold off;
Kết quả:
THÍ NGHIỆM 3: THÍ NGHIỆM NGẮN MẠCH MÁY PHÁT BA PHA
Kết quả đo đạc:
Ikt [A]
0.05
0,1
0,125
0,14
0,175
0,2
0,21
0,3
0,315
0,35
0,37
0,4
0,43
0,45
0,48
0,5
Iư [A]
0,062
 0,122
0,15
0,165
0,207
0,235
0,249
0,355
0,373
0,416
0,44
0,478
0,513
0,536
0,57
0,597
Xây dựng đặc tuyến Iư = f(Ik):
o Từ đặc tuyến thu được, kết hợp với đặc tuyến trong thí nghiệm không tải, xác định thông số mạch tương đương khi máy phát hoạt động ở trạng thái ổn định.
Điện trở phần ứng đã được xác định ở thí nghiệm 1: Ra=112,8 (Ω)
Tính toán với dòng điện kích từ lớn nhất trong thí nghiệm hỡ mạch: Ikt= 0,281 [A]
Dùng phương pháp nội suy từ bảng số liệu thí nghiệm ngắn mạch ta có Ia=0,33 [A].
Do máy phát đấu tam giác nên dòng ngắn mạch pha sẽ là: Iaf =Ia3=0,333=0,19 (A)
Từ đặc tuyến khe hở không khí ta lấy gần đúng giá trj sức điện động phần ứng giá trị dây (bằng giá trị pha) là Eaf= 424 (V)
Bỏ qua điện trở phần ứng, ta tính được giá trị điện kháng đồng bộ không bão hòa theo công thức : Xs, δ =4240,19=2231 (Ω/pha)
Từ đặc tuyến không tải, ta xác định được điện áp định mức của máy phát khi dòng kích từ định mức (Ikt=0.7A) là: Va,đm=600 (V)
Với Ikt =0.7A dùng phương pháp ngoại suy tuyến tính với bảng số liệu ngắn mạch, ta được dòng phần ứng tương ứng là: Ia= 0.817(A)
Dòng điện ngắn mạch giá trị pha: 
Iaf=Ia3=0.8173=0.472 (A)
Khi máy phát làm việc quanh giá trị điện áp định mức, điện kháng đồng bộ bão hòa được tính gần đúng là:
Xs=VđmIa,sc=6000.4721271 Ω
** Chọn 2 cặp thông số trong bảng số liệu đo ngắn mạch. Kiểm tra kết quả tính toán thông qua thông số. Cho nhận xét về kết quả thu được:
Cặp thông số thứ nhất: Ikt=0.1 (A), Ia=0.122 (A)
Dòng điện phần ứng giá trị pha là: Iaf=Ia3=0.1223=0.07 (A)
Theo lý thuyết ta có: Eaf= Iup.Ra2+Xa2 = 0.07.112.82+22312 =156 (V)
Cặp thông số thứ hai: Ikt=0.2 (A), Ia=0.235 (A)
Dòng điện phần ứng giá trị pha là: Iaf=Ia3=0.2353=0.135 (A)
Theo lý thuyết ta có: Eaf= Iup.Ra2+Xa2 = 0.135.112.82+22312 =301 (V)