Giáo trình Thí nghiệm biến đổi năng lượng điện cơ - Bài 1: Đo lường một tải 3 pha

1 
BÀI 1: ĐO LƯỜNG MỘT 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/ Thiết bị thí nghiệm: 
1. Bộ nguồn công suất electron: 
2. Đồng hồ kẹp: 
2 
3. Probe dòng Hameg – Osciloscope: 
4. Tụ điện 3 pha nối tam giác: 
3 
III/ THÍ NGHIỆM: 
A. Lắp đặt thiết bị: 
 Nguồn 3 pha được nối với 1 động cơ KĐP 1Hp 380V nối Y 
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 
 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). Đọc các giá trị của điện áp, dòng điện, hệ số công suất 
của từng pha bằng đồng hồ hiển thị trên bộ nguồn, đồng hồ kẹp và probe dòng. 
BẢNG SỐ LIỆU: 
Varms = 94.3 Vbrms = 94.5 Vcrms = 93.2 
Iarms = 0.502 Ibrms = 0.510 Icrms = 0.455 
Vẽ đồ thi cho dòng điện 2 pha a và b trên cùng một đồ thị: 
Chú thích: 
 Đường màu vàng là pha a 
 Đường màu xanh là pha b 
4 
Tính giá trị dòng điện trong bảng: 
Ia =0.71 Ib = 0.72 
 Dòng điện trung bình: In = 0.1 /√ = 0.071 A 
 Giải thích kết quả trên: 
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. 
 Đo công suất biểu kiến, công suất tác dụng và hệ số công suất trên từng pha: 
Sa =47.54 VA Sb = 48.05VA Sc = 42.58 VA 
Pa = 12 W Pb = 10 W Pc = 7W 
Qa = 46 VAR Qb = 47 VAR Qc = 42 VAR 
PFa = 0.25 PFb = 0.204 PFc = 0.17 
I PHA A 
I PHA B 
0.71 
10 
T(ms
)) 6.67 
5 
Công thức lý thuyết: 
Xét pha a: 
PFa = 
a
a
P
S
= 12 / 47.53 = 0.25 
Sa=√ = √ = 47.54 VA 
 Xác định tổng công suất biểu kiến, công suất tác dụng và công suất phản kháng: 
S= Sa + Sb + Sc = 47.54 + 48.05 + 42.58 = 138.17 VA 
P= Pa + Pb + Pc = 12 + 10 +7 = 29 W 
Q= Qa + Qb + Qc = 46 + 47 + 42 =135 VAR 
Nhận xét: Thực nghiệm và lý thuyết có sai lệch không đáng kể do sai số trong quá trình đo, làm 
tròn khi tính toán. Nhìn chung kết quả thực nghiệm gần đúng với lý thuyết. 
C. Đo công suất ở trường hợp tải cân bằng - có bù: 
Sơ đồ nguyên lý: 
 Tính giá trị tụ bù cần thiết để hệ số công suất đạt 0.95 trên mỗi pha ở điều kiện vận hành 
ko tải: 
Qold 
Qnew 
P = 1.12 KW 
6 
Dùng tam giác công suất ta thấy: 
Cos 
-1
 (0.8) = 36.86 ⇨ tan(36.86o)=0.75 
Cos
-1
 (0.95) = 18.2o ⇨ tan(18.2o) =0.33 
∆Q = P( 0.33 – 0.75) = - 47.04 KVAR 
C= |
 | 
 Lấy tụ bù nối ∆ gắn song song với động cơ không đồng bộ 
 Đo lại P, Q, S và PF trên từng pha của bộ nguồn 
Sa = 35.44 VA Sb = 27.02 VA Sc =22.73 VA 
Pa = 14W Pb = 9W Pc = 5W 
Qa = 31VAR Qb = 29 VAR Qc = 26 VAR 
PFa = 0.395 PFb = 0.333 PFc = 0.220 
 Xác định giá trị tụ bù theo kết quả PF nhận được bằng công thức toán học: 
Ca= 
=0.33µF 
D. Đo công suất ở trường hợp không tải mất cân bằng: 
Sơ đồ nguyên lý: 
 Tháo bộ tụ bù ra khỏi nguồn điện 
 Mắc nối tiếp 1 điện trở có giá trị 6 ohm trên pha a của động cơ không đồng bộ với 
nguồn 
 Đo lại các điện áp, dòng điện hiệu dụng, hệ số công suất trên từng pha 
7 
Sa = 41 KVA Sb = 105 KVA Sc =46 KVA 
Pa = 17W Pb = 8W Pc = 6W 
Qa = 37VAR Qb = 52 VAR Qc = 48 VAR 
PFa = 0.415 PFb = 0.16 PFc = 0.131 
 Dòng điện trung bình: In = 0.177A 
 Giải thích kết quả trên: 
Do 3 pha mất cân bằng nên tổng ba dòng Id ≠0 suy ra dòng giá trị dòng In 
tăng lên nhiều. 
 Nhận xét về sự khác biệt về kết quả dòng trung tính trong thí nghiệm, từ 
đó suy ra kết luận về tác hại khi lưới điện mất cân bằng tải: