Thê nghiãûm Mạy âiãûn 2 Trang

9
BI THÊ NGHIÃÛM SÄÚ 3
MẠY PHẠT ÂIÃÛN ÂÄƯNG BÄÜ

I. MỦC ÂÊCH V U CÁƯU THÊ NGHIÃÛM:
1.Mủc âêch:
- Tçm hiãøu cáúu tảo v ngun l lm viãûc ca mạy phạt âiãûn âäưng bäü ba pha.
- Nàõm dỉåüc cạc phỉång phạp ha âäưng bäü bàòng cạc thiãút bë âån gin.
- Kho sạt v nghiãn cỉïu mäüt säú âỉåìng âàûc tênh ca mạy phạt âiãûn âäưng bäü.
2.u cáưu :
- Xem k pháưn phủ lủc âãø biãút âỉåüc cạc thiãút bë, cạch ghẹp näúi, cạc tỉì v thût ngỉỵ måïi
cáưn thiãút cho bi thê nghiãûm.
- Xem lải cạc âàûc âiãøm chênh ca mảch âiãûn 3pha. L thuút mạy phạt âäưng bäü.
- Tçm hiãøu cáúu tảo ghi cạc säú liãûu âënh mỉïc ca mạy phạt âiãûn âäưng bäü thê nghiãûm.
II. TỌM TÀÕC L THUÚT
1. Cáúu tảo v ngun l lm viãûc
Mạy âiãûn âäưng bäü l mạy âiãûn xoay chiãưu cọ täúc âäü rotor n bàòng täúc âäü tỉì trỉåìng quay trong
mạy n
1
. ÅÍ chãú âäü xạc láûp mạy âiãûn âäưng bäü cọ täúc âäü quay ca rotor ln khäng âäøi. Mạy âiãûn
âäưng bäü âỉåüc sỉí dủng räüng ri trong cäng nghiãûp.
Cáúu tảo ca mạy âiãûn âäưng bäü gäưm cọ hai bäü pháûn chênh l stator v rotor.
Stator ca mạy âiãûn âäưng bäü giäúng nhỉ stator ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü, gäưm hai bäü pháûn
chênh l li thẹp stator v dáy qún ba pha stator. Li thẹp stator âỉåüc lm bàòng cạc lạ thẹp k thût
âiãûn dáưy 0,5 mm, hai màût cọ ph sån cạch âiãûn. Dc chiãưu di li thẹp stator cỉï cạch khong 3 - 6
cm cọ mäüt rnh thäng giọ ngang trủc räüng khong 10mm. Li thẹp stator âỉåüc âàût cäú âënh trong
thán mạy. Dáy qún stator cn gi l dáy qún pháưn ỉïng.
Rotor ca mạy âiãûn âäưng bäü l
nam chám âiãûn

1
, nón goỹi laỡ maùy
õióỷn õọửng bọỹ.
2. Mọ hỗnh, caùc phổồng trỗnh cỏn bũng vaỡ õọử thở vectồ
Maùy õióỷn õọửng bọỹ cổỷc ỏứn
Doỡng õióỷn I
t
trong dỏy quỏỳn kờch thờch sinh ra tổỡ thọng
o
trong khe hồớ khọng khờ. Doỡng õióỷn
phỏửn ổùng I trong dỏy quỏỳn stator sinh ra tổỡ thọng
s
trong khe hồớ khọng khờ. Mọỹt phỏửn nhoớ cuớa tổỡ
thọng naỡy,
ổl
, goỹi laỡ
tổỡ thọng taớn
, chố moùc voỡng vồùi dỏy quỏỳn stator vaỡ khọng moùc voỡng qua dỏy
quỏỳn kờch thờch. Phỏửn lồùn cuớa tổỡ thọng naỡy,
ổ
, goỹi laỡ
tổỡ thọng phaớn ổùng phỏửn ổùng
, õi qua khe hồớ
khọng khờ moùc voỡng vồùi dỏy quỏỳn kờch thờch. Kóỳt quaớ laỡ trong khe hồớ khọng khờ coù tổỡ thọng tọứng laỡ

I
&

o
~

(b)

ổ
E
&

o
E
&

&

+
_

I
&
(g)

'
t
I
&
jX
õb
'
E

&
R
ổ
U
&

m
I
&

~
+


o
E
&
jX
ổ
'
E

&

R
ổ
U
&
jX
ổt
Hỗnh 3.1 Maỷch õióỷn tổồng õổồng cuớa maùy õióỷn õọửng bọỹ
Thê nghiãûm Mạy âiãûn 2 Trang

11
Φ
δ
, nhỉ váûy trong khe håí khäng khê cọ hai thnh pháưn tỉì thäng, Φ
o
v Φ
ỉ
. Gi thiãút mảch tỉì chỉa
bo ha nãn mäùi thnh pháưn tỉì thäng cm ỉïng ra mäüt sââ trãn dáy qún stator. Trãn hçnh 3.1a, E
o

+−= EEE
ỉo
&&&
Tỉì âäư thë vector hçnh 3.1b, sââ cháûm sau tỉì thäng Φ
ỉ
E
&
ỉ
(hồûc I) mäüt gọc 90
o
. Do âọ, dng
âiãûn I cháûm sau - mäüt gọc 90
ỉ
E
&
o
. Nhỉ váûy trãn cäng thỉïc 3.5, âiãûn ạp - cọ thãø biãøu diãùn nhỉ
âiãûn ạp råi trãn âiãûn khạng X
ỉ
E
&
ỉ
do dng âiãûn I. Cäng thỉïc 3.5 âỉåüc viẹt lải nhỉ sau :

δ
+= EI
jX
E
ỉo
&&&

âb
= R
ỉ
+ jX
âb
: gi l täøng tråí âäưng bäü.
Âiãûn khạng âäưng bäü X
âb
gäưm táút c cạc tỉì thäng kãø c tỉì thäng tn, sinh ra båíi dng âiãûn
pháưn ỉïng. Giạ trë tham säú ny phủ thüc vo kêch thỉåïc ca mạy. Mạy cọ cäng sút cng låïn thç
X
âb
cng låïn (X
âb
= 0,5-1,5).

~
+
_

+
_

I
&
(a)

o
E
&
~
+
_

+
_

I
&
(c)

o
E
&

X
âb
R
ỉ
o
0U∠



Hçnh 3.2 Mảch âiãûn tỉång âỉång v âäư thë vector ca mạy âiãûn âäưng bäü cỉûc áøn

Thê nghiãûm Mạy âiãûn 2 Trang

12
Âäư thë vector cho ta tháúy mäúi quan hãû vãư dng âiãûn v âiãûn ạp ca c mạy phạt v âäüng cå
âäưng bäü, trçnh by trãn hçnh 3.2. Âäư thë vector ny dỉûa trãn cå såí ca mảch âiãûn thay thãú mạy âiãûn
âäưng bäü. Láúy âiãûn ạp U trãn âáưu cỉûc ca mạy lm vector gäúc trong viãûc v âäư thë vector.
Mảch âiãûn thay thãú ca mạy phạt âiãûn âäüng bäü âỉåüc v åí hçnh 3.2a. Âãø thûn tiãûn dng âiãûn
I cọ chiãưu âi ra trong trỉåìng håüp mạy phạt âäưng bäü. Ta cọ phỉång trçnh cán bàòng âiãûn ạp ca mạy
phạt âäưng bäü l :

θ∠=++=
ôbỉo
E
jX
IRIUE
&&&&
(3.7)
Vector ca sââ kêch thêch E
o
thu âỉåüc bàòng cạch thãm âiãûn ạp råi RI
&
ỉ
v jXI
&
âb
vo âiãûn ạp ra .
Phủ ti mạy phạt âiãûn âäüng bäü thỉåìng cọ tênh cm, âáy l trỉåìng håüp thỉåìng gàûp, ta chè xẹt trỉåìng

tỉì âiãûn ạp ra
. Trãn hçnh 3.2d l v âäư thë vector ca âäüng cå âiãûn âäüng bäü cọ tênh cm.
U
&
Chụ ràòng, gọc θ giỉỵa v dỉång l chãú âäü mạy phạt v ám l chãú âäü âäüng cå âiãûn.
Gọc θ gi l
gọc cäng sút
.
U
&
o
E
&
Mạy âiãûn âäưng bäü cỉûc läưi
ÅÍ mạy cỉûc läưi do khe håí dc trủc v ngang trủc khạc nhau nãn ta phán têch Φ
ỉ
thnh hai
thnh pháưn: dc trủc Φ
ỉd
v ngang trủc Φ
ỉq
v tỉång ỉïng cng cọ hai thnh pháưn dng âiãûn : dc
trủc I
d
v ngang trủc I
q
, nhỉ váûy ta cọ :
(3.10)
ỉqỉdỉ
Φ+Φ=Φ

l âiãûn khạng phn ỉïng pháưn ỉïng dc trủc.
Ngoi ra dng âiãûn ti I cn sinh ra tỉì thäng tn Φ
ỉt
ca dáy qún stator, tỉång ỉïng cọ sââ tn
E
ỉt
, âỉåüc âàûc trỉng båíi âiãûn khạng tn X
ỉt
khäng phủ thüc hỉåïng dc trủc hồûc ngang trủc:

ỉtqỉtdỉtỉt
XI
j
XI
j
XI
j
E
&&&&
−−=−=
(3.12)
Phỉång trçnh âiãûn ạp ca mạy phạt âiãûn âäưng bäü cỉûc läưi :
ỉỉtqỉdỉ0
R
IEEEEU
&&&&&&
−+++=ỉỉtqqỉqỉtddỉd0

j
XI
j
XIEU
&&&&&
=
(3.14)
trong õoù: X
d
= X
ổd
+ X
ổt
laỡ õióỷn khaùng õọửng bọỹ doỹc truỷc;
X
q
= X
ổq
+ X
ổt
laỡ õióỷn khaùng õọửng bọỹ ngang truỷc.
Phổồng trỗnh (3.14) tổồng ổùng vồùi õọử thở vectồ cuớa maùy phaùt õióỷn õọửng bọỹ cổỷc lọửi, hỗnh 3.3b.
Tổỡ phổồng trỗnh õióỷn aùp vaỡ õọử thở vectồ ta thỏỳy goùc lóỷch pha giổợa õióỷn aùp U vaỡ sõõ E
0
do phuỷ taới
quyóỳt õởnh.



ổổtqổqổtdổd0
R
I)XX(
j
I)XX(
j
IEU
&&&&&
+++++=
(3.15)

ổqqdd0
R
I
jX
I
jX
IEU
&&&&&
+++=
(3.16)
Phổồng trỗnh (3.16) tổồng ổùng vồùi õọử thở vector cuớa õọỹng cồ õióỷn õọửng bọỹ cổỷc lọửi, hỗnh 3.3d. Tổỡ
phổồng trỗnh õióỷn aùp vaỡ õọử thở vector ta thỏỳy goùc lóỷch pha giổợa õióỷn aùp U vaỡ sõõ E
0
do doỡng õióỷn
kờch thờch quyóỳt õởnh.
3. ỷc tờnh cuớa maùy õióỷn õọửng bọỹ
a. ỷc tờnh khọng taới
ỷc tờnh khọng taới cuớa maùy phaùt õióỷn õọửng bọỹ laỡ

&
(a)

X
d
,
X
q
0
R
qq
X
Ij
&
dd
X
Ij
&



(b)
ổ
R
I
&
E
&

ổ

I
d
, I
q
I
&

U
&

(d)


I
&
0
E
&

q
I
&
d
I
&
qq
X
Ij
&


+ Boớ qua R
ổ
(R
ổ
= 0).
+ Vỏỷy maỷch õióỷn luùc naỡy laỡ thuỏửn caớm ( = 90
0
).
I
q
= Icos = 0
I
d
= Isin = I
Hỗnh 3.5b ọử thở vectồ luùc mn
jX
ổd
I
&
E
&
Ta coù:
jX
d
I
&

ổdổtd
X
I

Tố sọỳ ngừn maỷch:

õm
n
I
I
K
0
=
(3.18)
I
n 0
laỡ doỡng õióỷn ngừn maỷch ổùng vồùi
doỡng õióỷn kờch tổỡ i
t0
õóứ sinh ra sõõ
E=E
õm
khi khọng taới.
I
õm
Doỡng õióỷn õởnh mổùc cuớa maùy phaùt.
Tổỡ hỗnh 3.7, ta coù:

d
õm
no
x
U
I =

- Tổỡ thọng khe hồớ

õóứ sinh:
E

= E - jIx
ổd
= jIx

ổ
: rỏỳt nhoớ
t
)

i
t
Hỗnh 3.6 ỷc tờnh ngừn maỷch
Hỗnh 3.7 Xaùc õởnh trở sọỳ ngừn maỷch
E,I
U
õm
E=f
(
i
t
)

I=f
(
i

> 1, vỏỷy K < 1, nghộa laỡ I
no
< I
õm
luùc ngừn maỷch xaùc lỏỷp.

Kóỳt luỏỷn: Doỡng õióỷn ngừn maỷch cuớa MFB khọng lồùn vỗ luùc õoù taùc duỷng phaớn ổùng
phỏửn ổùng khổớ tổỡ rỏỳt maỷnh.
- Xaùc õởnh tố sọỳ ngừn maỷch nhồỡ õỷc tờnh ngừn maỷch vaỡ khọng taới:
Tổỡ hai 0AA vaỡ 0BB, ta coù:

tn
to
õm
no
i
i
I
I
K ==
(3.21)
i
to
laỡ doỡng õióỷn sinh ra U
0
= U
õm
khi khọng taới.
i
tn

Tổỡ hỗnh 3.8, ta thỏỳy rũng õỷc tờnh ngoaỡi phuỷ
thuọỹc tờnh chỏỳt taới. Taới coù tờnh caớm khi I tng, do
faớn ổùng fỏửn ổùng khổớ tổỡ nón õióỷn aùp giaớm, õổồỡng
bióứu dióựn õi xuọỳng; coỡn taới coù tờnh dung thỗ ngổồỹc
laỷi.
Doỡng õióỷn tổỡ hoùa õởnh mổùc laỡ doỡng õióỷn kờch thờch ổùng vồùi chóỳ õọỹ U = U
õm
I=I
õm
, cos =
cos
õm
, f = f
õm
.
ọỹ thay õọứi õióỷn aùp õởnh mổùc U
õm
cuớa MFB.
ọỹ thay õọứi õióỷn aùp õởnh mổùc U
õm
cuớa MFB laỡ sổỷ thay õọứi õióỷn aùp khi taới thay õọứi tổỡ õởnh
mổùc õóỳn khọng taới, trong õióửu kióỷn cos = cos
õm
vaỡ khọng thay õọứi doỡng õióỷn kờch tổỡ.

õm
õm
õm
U
UE

Thờ nghióỷm Maùy õióỷn 2 Trang

16
Doỡng õióỷn kờch thờch thay õọứi ổùng vồùi caùc tờnh chỏỳt taới khaùc nhau:
- Taới thuỏửn trồớ: tng taới thỗ phaới tng doỡng õióỷn kờch tổỡ I
t
õóứ buỡ õióỷn aùp rồi trón dỏy quỏỳn phỏửn
ổùng.
- Taới coù tờnh caớm :tng taới thỗ phaới tng doỡng õióỷn kờch tổỡ I
t
maỷnh (1,7-2,2) I
t o
, õóứ khừc phuỷc
phaớn ổùng phỏửn ổùng khổớ tổỡ.
- Taới coù tờnh dung : tng taới thỗ giaớm I
t
do phaớn ổùng phỏửn ổùng trồỹ tổỡ.
4. Maùy õióỷn õọửng bọỹ laỡm vióỷc song song
Trong nhaỡ maùy õióỷn caùc maùy phaùt nọỳi chung vaỡo mọỹt thanh caùi, trong hóỷ thọỳng õióỷn gọửm
nhióửu nhaỡ maùy nọỳi vồùi nhau, taỷo thaỡnh lổồùi õióỷn, nhổ vỏỷy caùc maùy phaùt õióỷn õọửng bọỹ laỡm vióỷc song
song. coù nhióửu ổu õióứm nhổ giaớm vọỳn õỏửu tổ õỷt maùy phaùt õióỷn dổỷ trổợ, õaớm baớo an toaỡn cung cỏỳp
õióỷn vaỡ sổớ duỷng caùc nguọửn nng lổồỹng mọỹt caùch kinh tóỳ. Khi nọỳi caùc maùy phaùt laỡm vióỷc song song
cọng suỏỳt cuớa lổồùi õióỷn rỏỳt lồùn so vồùi cọng suỏỳt cuớa tổỡng maùy phaùt, do õoù tỏửn sọỳ vaỡ õióỷn aùp cuớa lổồùi
õióỷn gỏửn nhổ khọng õọứi khi thay õọứi taới.
Trổồùc khi õổa mọỹt maùy phaùt vaỡo laỡm vióỷc cuỡng vồùi lổồùi õióỷn tổùc laỡ hoaỡ õọửng bọỹ (hỗnh 3.10a),
phaới kióứm tra caùc õióửu kióỷn sau õỏy:
1. ióỷn aùp cuớa maùy phaùt phaới bũng õióỷn aùp cuớa lổồùi õióỷn.
2. Tỏửn sọỳ cuớa maùy phaùt phaới bũng tỏửn sọỳ cuớa lổồùi õióỷn.
3. Thổù tổỷ pha cuớa maùy phaùt phaới giọỳng thổù tổỷ pha cuớa lổồùi õióỷn.
4. ióỷn aùp cuớa maùy phaùt vaỡ õióỷn aùp cuớa lổồùi õióỷn phaới truỡng pha nhau.

= U
L
?. Tỏửn
sọỳ vaỡ thổù tổỷ pha õổồỹc kióứm tra bũng bọỹ õọửng bọỹ vồùi ba õeỡn 1, 2 vaỡ 3. Khi tỏửn sọỳ f
F
f
L
thỗ õióỷn aùp
Hỗnh 3.10. Hoỡa õọửng bọỹ maùy phaùt õọửng bọỹ vaỡo lổồùi õióỷn
+
-
i
t1
F
1
+
-
i
t2
F
2
V
MC
1
MC
2
1
U
&


CL
U
&

L

F
U
L
,
,f
L
(b)
(a)
Thê nghiãûm Mạy âiãûn 2 Trang

17
U
F
- U
L
âàût vo cạc ân 1, 2, 3s cọ tn säú f
F
- f
L
. Nãúu thỉï tỉû pha ca mạy phạt v lỉåïi giäúng nhau
thç c ba ân cng täúi v cng sạng våïi táưn säú. Âiãûn ạp ΔU âàût trãn ba ân chênh l hiãûu säú cạc âiãûn
ạp pha tỉång ỉïng ca hai hçnh sao âiãûn ạp mạy phạt F
2
v ca lỉåïi âiãûn (hçnh 3.10b).
Hçnh 11 : Så âäư thê nghiãûm khäng ti mạy phạt âiãûn âäưng bäü
Prime
Mover
MF
ÂB
+
+
T
N

E1
I3
KT
i
t
R
âc
+
7

U
0
= E1(V) 380
2. Thờ nghióỷm lỏỳy õỷc tờnh ngừn maỷch.
Sồ õọử nọỳi dỏy thờ nghióỷm nhổ hỗnh 12:

Trỗnh tổỷ tióỳn haỡnh nhổ sau:
+ Quay bióỳn trồớ R
õc
vóử vở trờ mim (nhoớ nhỏỳt).

+ Bỏỷt nguọửn vaỡ õióửu chốnh õóứ tng dỏửn õióỷn aùp U õỷt vaỡo õọỹng cồ sồ cỏỳp (PRIME MOVER)
õóứ õaỷt tọỳc õọỹ n = n
õm
cuớa phaùt õióỷn õọửng bọỹ.

KT
i
t
R
õc
+
7
8
+
I2
+
I1
Thờ nghióỷm Maùy õióỷn 2 Trang

19
3. Thờ nghióỷm lỏỳy õỷc tờnh ngoaỡi.
Sồ õọử nọỳi dỏy thờ nghióỷm nhổ hỗnh 13:
Trỗnh tổỷ tióỳn haỡnh nhổ sau
:

+ Laỡm giọỳng nhổ thờ nghióỷm khọng taới õóứ thaỡnh lỏỷp õióỷn aùp maùy phaùt, nhổng chố bũng U
õm
.
+ Lỏửn lổồỹc õoùng K õóứ tng dỏửn taới cho õóỳn khi taới õởnh mổùc, õọửng thồỡi cuợng tng doỡng õióỷn
kờch tổỡ õóứ giổợ U khọng õọứi vaỡ nóỳu tọỳc õọỹ n giaớm thỗ phaới õióửu chốnh õóứ n = n
õm
. Sau õoù giaớm dỏửn
taới, rọửi õổa con troớ chuọỹt õóỳn nuùt record data, nhừp chuọỹt õóứ ghi kóỳt quaớ õo õổồỹc vaỡo maùy tờnh. Sau
õoù mồớ baớng sọỳ lióỷu õo õổồỹc ghi vaỡo baớng 2 (hoỷc duỡng maùy in õóứ in baớng sọỳ lióỷu).
+ Sau khi laỡm xong taới trồớ R, thay taới R-L, rọửi taới R-C. Cuợng laỡm nhổ trón õóứ lỏỳy kóỳt quaớ.

I = I1(A) 0
U = E1(V)
3. Thờ nghióỷm lỏỳy õỷc tờnh õióửu chốnh.
Sồ õọử thờ nghióỷm nhổ hỗnh 13:
Trỗnh tổỷ tióỳn haỡnh nhổ sau
:

+ Laỡm giọỳng nhổ thờ nghióỷm khọng taới õóứ thaỡnh lỏỷp õióỷn aùp, nhổng chố bũng U
õm
.
Hỗnh 13 : Sồ õọử thờ nghióỷm lỏ
ỳ
y õỷc tờnh ngoaỡi maùy phaùt õióỷn õọửng bọỹ
Prime
Mover
MF
B
+
+
T
N

E1

Modul
Taới
R,L,C
I1
+
I3

= V; n = vg/phuùt)
i
i
= I3(A)
I = I1(A)
Taới R-C (U
õm
= V; n = vg/phuùt)
i
i
= I3(A)
I = I1(A)

4. Hoỡa õọửng bọỹ maùy faùt õióỷn õọửng bọỹ:
Sồ õọử nọỳi dỏy thờ nghióỷm nhổ hỗnh 3:
I3
KT
+
8
Hỗnh 5 : Sồ õọử thờ nghióỷm hoỡa õọửng bọỹ maùy phaùt õióỷn õọửng bọỹ
7
i
t
R
õc
Prime
Mover


Trỗnh tổỷ tióỳn haỡnh nhổ sau
:

+ Laỡm giọỳng nhổ thờ nghióỷm khọng taới õóứ thaỡnh lỏỷp õióỷn aùp, nhổng õióỷn aùp maùy phaùt U
F
chố
bũng õióỷn aùp lổồùi U
L
.(E1 = E3)
+ ióửu chốnh õióỷn aùp õổa vaỡo õọỹng cồ sồ cỏỳp õóứ thay õọứi tọỳc õọỹ cuớa maùy phaùt vaỡ quan saùt
modun õeỡn õọửng bọỹ (nọỳi tọỳi).
+ Mồớ phỏn tờch pha õóứ so pha giổợa E1 vaỡ E3, qua õoù thỏỳy sổỷ lóỷch pha cuớa õióỷn aùp maùy phaùt U
F

vaỡ õióỷn aùp lổồùi U
L
. Thay õọứi tọỳc õọỹ cuớa maùy phaùt quan saùt hai vectồ trón cổớa sọứ phỏn
tờch pha.
L
U vaỡ
&
&
F

âm
%
−
=Δ

Nháûn xẹt giạ trë ΔU
âm
% qua cạc tênh cháút ti khạc nhau.
IV.CÁU HI KIÃØM TRA
1. Mủc âêch thê nghiãûm.
2. Phán biãût cạc så âäư âáúu näúi
3. Phán biãût thê nghiãûm ngàõn mảch v chãú âäü ngàõn mảch.
3. nghéa ca cạc âỉåìng âàûc tênh.
5. Cạch xạc âënh cạc thäng säú.
5. Cạch tảo File cáúu hçnh, bng säú liãûu, lỉu säú liãûu v v âäưì thë trong pháưn mãưm Lab - Volt.