Giáo trình Thí nghiệm mạch điện - Bài thí nghiệm số 1: Máy biến áp ba pha

Thê nghiãm May âiãn

Trang 9

BAI THÊ NGHIÃM SÄ 1

MAY BIÃN AP BA PHA

I. MUC ÂÊCH VA YÃU CÁU THÊ NGHIÃM:

1. Muc âêch:

- Tçm hiãu cáu tao va nguyãn ly lam viãc cua may biãn ap 3 pha.(tä mba 3 pha).

- Xac âënh cac thäng sä cua may biãn ap 3 pha.

- Xac âënh mät vai âæång âàc tênh cua may biãn ap.

2. Yãu cáu :

- Xem ky phán phu luc âã biãt âæåc cac thiãt bë, cach ghep näi, cac tæ va thuát ngæ

måi cán thiãt cho bai thê nghiãm.

- Xem lai cac âàc âiãm chênh cua mach âiãn 3pha.

II. TOM TÀT LY THUYÃT

1. Nguyãn ly lam viãc cå ban MBA

Hçnh 1.1 ve så âä nguyãn ly cua mba mät pha hai dáy quán. Dáy quán 1 co W₁vong

dáy âæåc näi våi nguän âiãn ap xoay chiãu u₁, goi la dáy quán så cáp. Dáy quán 2 co W₂vong

dáy cung cáp âiãn cho phu tai Z_t, goi la dáy quán thæ cáp.

Âàt âiãn ap xoay chiãu u₁vao dáy quán så, trong dáy quán så se co dong i₁. Trong loi

thep se co tæ thäng Φ moc vong våi ca hai dáy quán goi la tæ thäng chênh, tæ thäng chênh cam

æng trong dáy quán så sââ e₁va trong dáy quán thæ sââ e₂. Khi mba co tai, trong dáy quán

thæ se co dong âiãn i₂âæa ra tai våi âiãn ap la u₂.

Gia thæ âiãn ap u₁sin nãn tæ thäng Φ cung biãn thiãn sin va co dang:

Φ = Φ_msin ωt

Sââ cam æng e₁, e₂sinh ra trong dáy quán så cáp va thæ cáp mba la:

dΦ

dt

e₁= −W₁

= ωN₁Φ_msin(ωt − 90⁰) = 2E₁sin(ωt − 90⁰)

dΦ

dt

e₂= −W₂

= ωN₂Φ_msin(ωt − 90⁰) = 2E₂sin(ωt − 90⁰)

trong âo, E₁, E₂la trë sä hiãu dung cua sââ så cáp va thæ cáp, cho båi:

ωN₁Φ_m

E₁=

= π 2fN₁Φ_m= 4,44fN₁Φ_m

Φ

2

i₂

i₁

ωN₂Φ_m

E₂=

= π 2fN₂Φ_m= 4,44fN₂Φ_m

∼

u₁

u₂

Z_t

2

E₁N₁

Tè sä biãn ap k cua mba: k =

=

E₂N₂

Nãu bo qua sut ap gáy ra do âiãn trå va tæ

thäng tan cua dáy quán thç E₁≈ U₁va E₂≈ U₂

U₁E₁N₁

Hçnh 1-1. Så âä nguyãn ly cua

mba mät pha hai dáy quán

≈

=

= k

U₂E₂N₂

Thê nghiãm May âiãn

Trang 10

2. Phæång trçnh cán bàng

Ngoai tæ thäng chênh Φ chay trong loi thep, trong mba cac stâ i₁N₁va i₂N₂con sinh ra tæ

thäng tan Φ_t1va Φ_t2. Tæ thäng tan khäng chay trong loi thep ma moc vong våi khäng gian

khäng phai vát liãu sàt tæ nhæ dáu biãn ap, vát liãu cach âiãn ... Vát liãu náy co âä tæ thám be,

do âo tæ thäng tan nho hån rát nhiãu so våi tæ thäng chênh va tæ thäng tan moc vong våi dáy

quán sinh ra no. Cac tæ thäng tan Φ_t1va Φ_t2biãn thiãn theo thåi gian nãn cung cam æng trong

dáy quán så cáp sââ tan e_t1va thæ cáp sââ tan e_t2, ma trë sä tæc thåi la:

dΦ_t1

dt

dΨ_t1

dt

dΦ_t2

dt

dΨ_t2

dt

e_t1= −N₁

= −

;

e_t2= −N₂

= −

.

Trong âo: Ψ_t1= N₁Φ_t1la tæ thäng tan moc vong våi dáy quán så cáp;

Ψ_t2= N₂Φ_t2la tæ thäng tan moc vong våi dáy quán thæ cáp.

Do tæ thäng tan moc vong thç tè lã våi dong âiãn sinh ra no :

Ψ_t1= L_t1i₁; Ψ_t2= L_t2i₂

Trong âo: L_t1va L_t2la âiãn cam tan cua dáy quán så cáp va thæ cáp.

Ta co sââ tan sau khi thã tæ thäng moc vong vao:

di₁

dt

di₂

dt

e_t1= −L_t1

;

e_t2= −L_t2

Biãu diãn sââ tan dæåi dang phæc sä :

&

E_t1= −jωL_t1I₁= −jx₁I₁;

&

E_t2= −jωL_t2I₂= −jx₂I₂

trong âo: x₁= ωL_t1la âiãn khang tan cua dáy quán så cáp,

x₂= ωL_t2la âiãn khang tan cua dáy quán thæ cáp.

Phæång trçnh cán bàng âiãn ap dáy quán så cáp va thæ cáp:

Xet mach âiãn så cáp gäm nguän âiãn ap u₁, sââ e₁, âiãn trå dáy quán så cáp r₁, sââ tan

så cáp e_t1. Mach âiãn thæ cáp gäm sââ e₂, âiãn trå dáy quán thæ cáp r₂, sââ tan thæ cáp e_t2, âiãn

ap å hai âáu cua dáy quán thæ cáp la u₂. Ap dung âënh luát Kirchhoff 2 ta co phæång trçnh âiãn

ap så cáp va thæ cáp viãt dæåi dang trë sä tæc thåi la:

u₁+ e₁+ e_t1= r₁i₁;

u₁= - e₁- e_t1+ r₁i₁:

e₂+ e_t2= u₂+ r₂i₂.

u₂= e₂+ e_t2- r₂i₂.

hoàc

Biãu diãn dæåi dang sä phæc va thay sââ tan vao cac phæång trçnh, ta co:

&

U₁= −E₁− E_t1+ r₁I₁= −E₁+ jx₁I₁+ r₁I₁

&

U₂= E₂+ E_t2− r₂I₂= E₂− jx₂I₂− r₂I₂

Váy phæång trçnh âiãn ap så cáp va thæ cáp viãt dæåi dang phæc la:

&

U₁= −E₁+ (r₁+ jx₁)I₁= −E₁+ Z₁I₁

(1-1)

&

U₂= E₂− (r₂+ jx₂)I₂= E₂− Z₂I₂

trong âo: Z₁= r₁+ jx₁la täng trå phæc cua dáy quán så cáp.

Z₂= r₂+ jx₂la täng trå phæc cua dáy quán thæ cáp.

Thê nghiãm May âiãn

Trang 11

&

Z₁I₁la âiãn ap råi trãn dáy quán så cáp.

&

Z₂I₂la âiãn ap råi trãn dáy quán thæ cáp.

Phæång trçnh cán bàng std

Âënh luát Ohm tæ ap dung vao mach tæ (hçnh 1.1) cho ta:

W₁i₁+ W₂i₂= R_μΦ

(1-2)

&

Thæång Z₁I₁<< E₁nãn tæ (1-1), ta co E₁≈ U₁. Váy tæ thäng cæc âai trong loi thep:

U₁

Φ_m=

4,44fN₁

Å âáy U₁= U_1âm,tæc la U₁khäng âäi, váy tæ thäng Φ_mcung khäng âäi. Do âo vã phai

cua (1-2) khäng phu thuäc dong i₁va i₂, nghéa la khäng phu thuäc chã âä lam viãc cua mba.

Âàc biãt trong chã âä khäng tai, dong i₂= 0 va i₁= i₀la dong âiãn khäng tai så cáp. Ta suy ra:

N₁i₁+ N₂i₂= N₁i₀

&

Hay:

N₁I₁+ N₂I₂= N₁I₀

Chia hai vã cho W₁va chuyãn vã, ta co:

N₂

'

&

I₁= I₀+ (−I₂

) = I₀+ (−I₂)

N₁

&

I₂

N₁

N₂

'

&

trong âo: I₂=

la dong âiãn thæ cáp qui âäi vã phêa så cáp, con k =

.

k

&

Dong âiãn I₁gäm hai thanh phán, thanh phán dong âiãn I₀khäng âäi dung âã tao ra tæ

&

thäng chênh Φ trong loi thep mba, thanh phán dong âiãn − I₂dung âã bu lai dong âiãn thæ

cáp I₂, tæc la cung cáp cho tai.

&

Tom lai mä hçnh toan cua mba nhæ sau:

&

U₁= −E₁+ Z₁I₁

(1.3a)

(1.3b)

(1.3c)

&

U₂= E₂− Z₂I₂

'

&

I₁= I₀+ (−I₂)

3. Mach âiãn thay thã MBA

Âã âàc træng va tênh toan cac qua trçnh nàng læång xay ra trong mba, ngæåi ta thay

mach âiãn va mach tæ cua mba bàng mät mach âiãn tæång âæång gäm cac âiiãn trå va âiãn

khang âàc træng cho mba goi la mach âiãn thay thã mba.

Qui âäi cac âai læång thæ cáp vã så cáp.

Nhán phæång trçnh (1.3b) våi k, ta co:

&

I₂

2

kU₂= kE₂− (k Z₂) = (k²Z_t)

&

k

'

&

Âàt :

E₂= kE₂;

U₂= kU₂;

I₂= I₂/ k

Thê nghiãm May âiãn

Z^'₂= k²Z₂; r₂^'= k²r₂; x^'₂= k²x₂

Z^'_t= k²Z_t; r_t^'= k²r_t; x^'_t= k²x_t

Phæång trçnh (1.3b) viãt lai thanh:

Trang 12

'

' '

&

U₂= E₂− Z₂I₂= Z_tI₂

'

&

Trong âo: E₂, U₂, I₂, Z₂, Z _ttæång æng la sââ, âiãn ap, dong âiãn, täng trå dáy quán va

täng trå tai thæ cáp qui âäi vã så cáp.

Tom lai mä hçnh toan mba sau khi qui âäi la :

&

U₁= −E₁+ Z₁I₁

'

&

U₂= E₂− Z₂I₂= Z_tI₂

'

&

I₁= I₀+ (−I₂)

Mach âiãn thay thã cua mba.

Dæa vao hã phæång trçnh qui âäi, ta suy ra mät mach âiãn tæång æng goi la mach âiãn

r^’₂

thay thã cua mba (hçnh 1-2).

r₁

x^’₂

x₁

&

Sââ − E₁la âiãn ap råi trãn

&

I_o

'

&

I₁

täng trå Z_m, âàc træng cho tæ thäng

chênh va tän hao sàt tæ. Tæ thäng

chênh do dong âiãn khäng tai sinh ra,

do âo ta co thã viãt :

− I₂

r_m

Z^’_t

&

U₁

'

&

E₁

− U ₂

x_m

Hçnh 1-2 Mach âiãn thay thã may biãn ap

&

− E₁= (r_m+ jx_m)I₀= Z_mI₀

trong âo: Z_m= r_m+ jx_mla täng trå tæ hoa âàc træng cho mach tæ.

•

r_mla âiãn trå tæ hoa âàc træng cho tän hao sàt tæ. p_Fe= r_mI₀²

•

x_mla âiãn khang tæ hoa âàc træng cho tæ thäng chênh Φ.

Mach âiãn thay thã âån gian cua mba

Thäng thæång täng trå nhanh tæ hoa rát lån (Z_m>> Z₁va Z’₂), do âo co thã bo qua

nhanh tæ hoa (Z_m= ∞ ) va thanh láp lai så âä thay thã gán âung (Hçnh 1.3).

r_n

x_n

Khi bo qua täng trå nhanh tæ hoa, ta co:

Z_n= Z₁+ Z’₂= r_n+ jx_n

'

&

'

(1.4)

&

− U₂

&

I = −I

U

1

2

Z’_t

1

Trong âo: Z_n= r_n+ jx_nla täng trå ngàn mach cua mba;

r_n= r₁+ r’₂la âiãn trå ngàn mach cua mba; x_n= x₁+ x’₂

la âiãn khang ngàn mach cua mba.

Hçnh 1-3 Mach âiãn thay thã

âån gian cua mba

4. Chã âä khäng tai MBA

Chã âä khäng tai mba la chã âä ma thæ cáp hå mach (I₂= 0), con så cáp âæåc cung cáp

båi mät âiãn ap U₁.

Thê nghiãm May âiãn

Phæång trçnh va mach âiãn thay thã MBA khi khäng tai.

Khi khäng tai (Hçnh 1.4) dong âiãn thæ cáp I₂= 0, ta co phæång trçnh la:

Trang 13

&

U₁= −E₁+ I₀Z₁

&

hoàc U₁= I₀(Z₁+ Z_m) = I₀Z₀

(1.5)

trong âo: Z₀= Z₁+ Z_m= r₀+ jx₀la täng trå khäng cua tai mba.

Thê nghiãm khäng tai MBA

Thê nghiãm khäng tai la âã xac âënh hã sä biãn ap k, tän hao sàt tæ trong loi thep p_Fe, va

cac thäng sä cua mba å chã âä khäng tai.

x^’₂

r^’₂

r₁

x₁

&

I₀

&

I₁= I₀

A

W

r_m

&

U₁

&

− E₁

V

x_m

Hçnh 1.4 Så âä thay thã mba khi khäng tai va Så âä näi dáy thê nghiãm khäng tai

Så âä näi dáy thê nghiãm khäng tai (hçnh 1.4). Âàt âiãn ap U₁= U_1âmvao dáy quán så

cáp, thæ cáp hå mach, cac dung cu âo cho ta cac sä liãu sau: P₀la cäng suát tän hao khäng tai;

I₀la dong âiãn khäng tai; con U_1âmva U₂₀la âiãn ap så cáp va thæ cáp. Tæ âo ta tênh âæåc:

U_1âm

a) Hã sä biãn ap k: k =

U₂₀

I₀

b) Dong âiãn khäng tai phán tràm : i₀% =

100 = 1% ÷10%

I_1dm

c) Tän hao trong loi thep : p_Fe= P₀- r₁I₀²≈ P₀

d) Täng trå khäng tai

P₀

I₀²

+ Âiãn trå khäng tai: r₀= r₁+ r_m=

Do r_m>> r₁nãn gán âung láy bàng: r_m= r₀- r₁

U_1dm

+ Täng trå khäng tai : Z₀=

I₀

+ Âiãn khang khäng tai. x₀= x₁+ x_m= z₀²− r₀²

Âiãn khang tæ hoa x_m>> x₁nãn láy gán âung bàng: x_m= x₀

P₀

e) Hã sä cäng suát khäng tai.: cosϕ₀=

U_1dmI₀

Thê nghiãm May âiãn

Trang 14

5. Chã âä ngàn mach MBA

Chã âä ngàn mach mba la chã âä ma phêa thæ cáp bë näi tàt, så cáp âàt vao mät âiãn

ap. Trong ván hanh, nhiãu nguyãn nhán lam may biãn ap bë ngàn mach nhæ hai dáy dán phêa

thæ cáp cháp vao nhau, råi xuäng âát hoàc näi våi nhau bàng täng trå rát nho. Âáy la tçnh

trang sæ cä.

Phæång trçnh va mach âiãn thay thã mba khi ngàn mach

Khi m.b.a ngàn mach U₂= 0, mach âiãn thay thã m.b.a ve trãn hçnh 1.5. Dong âiãn så

cáp la dong âiãn ngàn mach I_n.

Phæång trçnh âiãn ap cua mba ngàn mach:

&

U₁= I_n(r_n+ jx_n)I_n= I_nZ_n

(1.6)

Thê nghiãm ngàn mach.

Thê nghiãm ngàn mach la âã xac âënh âiãn ap ngàn mach phán tràm U_n%, tän hao

âäng âënh mæc P_{â âm}, hã sä cäng suát cosϕ_n, âiãn trå ngàn mach r_nva âiãn khang ngàn mach x_n

cua mach âiãn thay thã mba. Så âä thê nghiãm ngàn mach ve trãn hçnh 1.5.

Tiãn hanh thê nghiãm nhæ sau: Dáy quán thæ cáp näi ngàn mach, dáy quán så cáp näi våi

nguän qua bä âiãu chènh âiãn ap. Ta âiãu chènh âiãn ap vao dáy quán så cáp bàng U_nsao cho

dong âiãn trong cac dáy quán bàng âënh mæc. Âiãn ap U_ngoi la âiãn ap ngàn mach. Luc âo

cac dung cu âo cho ta cac sä liãu sau: U_nla âiãn ap ngàn mach; P_nla tän hao ngàn mach; I_1âm

va I_2âmla dong âiãn så cáp va thæ cáp âënh mæc.

I_1âm

P_n

r_n

x_n

Bä

âiãu

W

A

&

I_2âm

U_n

I₁= I_n

&

U₁chènh

A

V

U₁

âiãn

ap

Hçnh 1.5 Mach âiãn thay thã m.b.a khi ngàn mach va Så âä thê nghiãm ngàn mach

a) Tän hao ngàn mach

Luc thê nghiãm ngàn mach, âiãn ap ngàn mach U_nnho nãn tæ thäng Φ nho, co thã bo qua

tän hao sàt tæ. Cäng suát âo âæåc trong thê nghiãm ngàn mach P_nchênh la tän hao trãn âiãn trå

hai dáy quán khi mba lam viãc å chã âä âënh mæc. Ta co:

P_n= r₁I²_1âm+ r₂I²_2âm= r_nI_n²

(1.7)

b) Täng trå, âiãn trå va âiãn khang ngàn mach.

U_n

+ Täng trå ngàn mach: Z_n=

I_1âm

(1.8)

P_n

I₁²_âm

+ Âiãn trå ngàn mach: r_n= r₁+ r’₂=

(1.9)

+ Âiãn khang ngàn mach: x_n= Z²_n− r_n²

(1.10)

Trong m.b.a thæång r₁= r’₂va x₁= x’₂. Váy âiãn trå va âiãn khang tan cua dáy quán så cáp:

Thê nghiãm May âiãn

r₁= r’₂=

Trang 15

r_n

x_n

; x₁= x’₂=

2

P_n

c) Hã sä cäng suát ngàn mach : cosϕ_n=

U_âmI_1âm

d) Âiãn ap ngàn mach

Âiãn ap ngàn mach phán tràm:

Z I

U_n

u_n% = ^{n 1âm}100% =

U_1âm

100%

(1.11)

U_1âm

r_nI_1âm

U_1âm

+ Âiãn ap ngàn mach tac dung phán tràm:

u_nr% =

×100%

x_nI_1âm

U_1âm

+ Âiãn ap ngàn mach phan khang phán tràm: u_nx% =

×100%

6. Chã âä co tai MBA

Chã âä co tai mba la chã âä ma dáy quán så näi våi nguän âiãn ap âënh mæc, dáy quán

thæ cáp näi våi tai. Âã âanh gia mæc âä tai cua may, ta so sanh no våi tai âënh mæc va âënh

nghéa hã sä tai β:

I₂

I₁

P₂

S₂

β =

=

(1.12)

I_2âmI_1âmP_2âmS_2âm

Khi β = 1: may co tai âënh mæc; β < 1: may non tai; β > 1: may qua tai.

Âä biãn thiãn âiãn ap thæ cáp mba va âàc tênh ngoai.

a) Âä biãn thiãn âiãn ap thæ cáp

H

A

P

(m)

K

Khi may biãn ap mang tai, sæ thay tai dán âãn âiãn

ap thæ cáp U₂thay âäi. Âä biãn thiãn âiãn ap thæ cáp

mba ΔU₂la hiãu sä sä hoc giæa trë sä âiãn ap thæ cáp luc

khäng tai U_2âm(âiãu kiãn U₁= U_1âm) va luc co tai U₂.

U_1dm

I₁x_n

C

ΔU = U_2âm− U₂

(1.12)

I₁r_n

Âä biãn âiãn ap thæ cáp phán tràm tênh nhæ sau:

B

U_2âm− U₂

ΔU₂% =

×100%

U’₂

ϕ_t

I₁

U_2âm

Nhán tæ va máu våi hã sä biãn ap k, ta co:

kU_2âm− kU₂

ΔU₂% =

×100%

kU_2âm

U_1âm− U^'₂

0

×100%

(1.13)

U_1âm

H.1.6 Xac âënh ΔU cua mba

Xac âënh ΔU₂% bàng phæång phap giai têch.

Thê nghiãm May âiãn

Trang 16

Âä thë vectå cua mba æng våi mach âiãn thay thã gán âån gian ve trãn hçnh 1.6. Trãn thæc

'

&

tã goc lãch pha giæa U_1âmva (−U₂) rát nho, âã tênh ΔU₂tæ A va C ha âæång thàng vuäng

goc xuäng 0B, càt 0B keo dai tai P va K, co thã coi gán âung :

U_1âm= OA ≈ OP

U_1âm- U’₂≈ BP = BK + KP

⎛

⎞

I₁

⎜

⎟

Tênh:

BK = I₁r_ncosϕ₂= I_1âmr_n

cosϕ₂= βU_nrcosϕ₂(1.14a)

I_1âm

⎝

⎠

⎛

⎞

I₁

⎜

⎟

KP = I₁x_nsinϕ₂= I_1âmx_n

sinϕ₂= βU_nxsinϕ₂(1.14b)

⎜

I_1âm

⎝

⎠

Láy (1.14a) va (1.14b) thay vao (1.13), ta co:

β(U_nrcosϕ₂+ U_nxsin ϕ₂)

ΔU₂% =

×100%

U_1âm

U_nrcosϕ₂

U_nxsin ϕ

ΔU₂% = β(

×100% +

²100%)

U_1âm

ΔU₂% = β(u_nr%cosϕ₂+ u_nx%sinϕ₂)

(1.15)

Tæ cäng thæc (1.15) cho tháy âä biãn thiãn âiãn ap thæ cáp ΔU₂phu thuäc vao hã sä tai β

va hã sä cäng suát cosϕ₂. Gia thiãt hã sä cäng suát cosϕ_tkhäng âäi thç ΔU₂% = f(β). Trãn

hçnh (1.7) ve quan hã ΔU₂% = f(β) våi cac cosϕ₂khac nhau.

a) Âàc tênh ngoai cua mba

Âæång âàc tênh ngoai cua may biãn ap biãu diãn mäi quan hã U₂= f(I₂), khi U₁= U_1âmva

cos ϕ₂= const âæåc trçnh bay trãn hçnh 1.8.

Âiãn ap thæ cáp U₂la:

ΔU %

100

⎛

⎞

⎟

2

U₂= U_2âm− ΔU₂= U_2âm1−

(1.16)

⎜

⎝

⎠

U₂

ΔU₂%

cosϕ₂=0.8

cosϕ₂=0,8 (t. dung)

4

ϕ₂>0

2

cosϕ₂=1

U_2âm

cosϕ₂=1

k_t

0

0,5

1

cosϕ₂=0,8 (t. cam)

ϕ₂<0

-2

-4

cosϕ₂=0.8

I₂

0

0,5

1

Hçnh 1.7 Quan hã ΔU₂= f(β)⎮_cos

ϕ

Hçnh.1.8 Âàc tênh ngoai U₂= f(I₂)

t=const

Thê nghiãm May âiãn

Trang 17

Dæa vao cäng thæc (1.16) ta ve âæång âàc tênh ngoai våi cac tênh chát tai khac nhau.

Tæ âä thë ta tháy, khi tai dung I₂tàng thç U₂tàng con khi tai cam hoàc trå I₂tàng thç U₂giam.

Tai cam U₂giam nhiãu hån.

Khi cung cáp âiãn cán phai âam bao chát læång âiãn ap, do âo cán phai âiãu chènh

âiãn ap thæ cáp U₂. Âã âiãu chènh U₂ta thay âäi sä vong dáy trong cuän dáy cao ap khoang ±

2 x 2,5%. Thæång thay âäi sä vong dáy cua cuän dáy cao ap vç å âo dong âiãn nho nãn viãc

thay âäi sä vong dáy âæåc dã dang hån. Nhæng mba co cäng suát nho, viãc thay âäi sä vong

dáy bàng tay thç phai càt mba ra khoi læåi âiãn, con nhæng mba co cäng suát lån, thæång viãc

thay âäi sä vong dáy tæ âäng khäng càt mba ra khoi læåi âiãn (dung bä âiãu ap dæåi tai)

2. Hiãu suát may biãn ap

Hiãu suát η cua mba :

P −

p

P₂

∑

1

η =

=

=1−

(1.17)

P

P +

p

∑

1

2

våi ∑p = p_cu1+ p_cu2+ p_Fe

Ta âa co phán træåc:

p_Fe= P₀

I^'₂

I^'_2âm

p_Cu1+ p_Cu2= r₁I₁²+ r₂^'I^'₂²= r_nI^'₂²= r_nI^'₂²_âm

(

)²= P_nβ²

(1.18)

(1.19)

I₂

P₂= U₂I₂cosϕ₂= U_{2âm 2âm}

I

cosϕ₂= βS_âmcosϕ₂

I_2âm

Thã (1.18) va (1.19) vao (1.17), ta co:

P₀+ β²P_n

βS_âmcosϕ₂+ P₀+ β²P_n

η = 1-

(1.20a)

(1.20b)

βS_âmcos ϕ₂

βS_âmcos ϕ₂+ P₀+β²P_n

hay

η =

Ta tháy hiãu suát mba la mät ham cua hã sä tai va hã sä cäng suát η=f(β,cosϕ₂). Khi

cosϕ₂= const, hiãu suát cua mba âat cæc âai η_maxbàng cach âao ham cua no theo hã sä tai β

va cho bàng khäng, ta co:

dη

= 0

dk_t

Sau khi tênh âao ham, tçm âæåc:

β²P_n= P₀

Nhæ váy hiãu suát MBA cæc âai khi tän hao âäng bàng tän hao sàt tæ.

P₀

β =

(1.21)

P_n

Âäi våi m.b.a co cäng suát trung bçnh va lån, thæång âæåc thiãt kã chã tao âat hiãu suát cæc

âai khi:

Thê nghiãm May âiãn

Trang 18

P₀

η

1

= 0.2 ÷0.25

cosϕ₂=1

cosϕ₂=0.8

P_n

Váy

β = 0.45 ÷ 0.5

III. CAC THIÃT BË THÊ NGHIÃM :

Xem bang cac dung cu cán dung å phu luc

C âã biãt cac dung cu cán thiãt cho bai thê nghiãm.

.9

β

.8

0

IV. NÄI DUNG THÊ NGHIÃM :

0.5

1

Thiãt láp thiãt bë :

• Cai cac Module nguän âiãn, giao diãn

thu tháp dæ liãu va may biãn ap 3 pha trong hã thäng.

• DAI LOW POWER INPUTS dæåc näi våi

H.1.9 Quan hã η=f(β)

cosϕ₂= const

nguän cung cáp chênh, âàt cäng tàc nguän AC-24V å vë trê I (ON) va cap det cua may tênh

âæåc näi våi DAI.

• Tçm hiãu cáu tao ghi cac sä liãu âënh mæc cua may biãn ap thê nghiãm.

• Hiãn thë æng dung Metering.

1. Âo âiãn trå mät chiãu cua cac cuän dáy så cáp va thæ cáp may biãn ap.

+

Sæ dung nguän cung cáp la nguän âiãn mät chiãu (DC) âiãu chènh âæåc tæ 0-220V.

+ Chon âàt File cáu hçnh ES19-1.cfg. Trãn cæa sä Metering chuyãn cac cæa sä âo dong

âiãn va âiãn ap sang chã âä âo dong âiãn va âiãn ap DC.

+ Dung nguän cung cáp âiãn mät chiãu âáu 7-N, Vänkã E1, E2, E3 va Ampekã I1, I2, I3

âáu näi våi cac cuän dáy cua dáy quán så cáp nhæ hçnh 1.10 âã âo R₁va sau âo cho dáy

quán thæ cáp may biãn ap âã âo R₂.

+ Bát nguän, xoay num âiãu chènh tàng dán

âiãn ap âã dong âiãn trong cuän dáy så cáp âat

0,7Iâm (khoang 12V), con âäi våi dáy quán

thæ cáp la 8V. Trong qua trçnh tàng ghi lai cac

trë sä âo âæåc trãn cac cæa sä âo E va I vao may

tênh bàng cach âæa con tro chuät âãn nut

record data, nhàp chuät bãn trai. Sau khi âo

hãt cac cuän dáy, må bang sä liãu âã in hoàc

ghi vao bang 1. Tæ cac sä liãu âo âæåc tênh âiãn

trå cua cac cuän dáy theo cäng thæc sau:

+

I1

+

I2

I3

11

E

6

+

E3

1

+

E2

+

E1

12

Hçnh 1-10 Näi dáy quán så cáp

7

2

E1

R₁=

I1

+Tàt nguän, xoay num âiãu chènh âiãn ap vã vë trê min, thao gå cac dáy näi.

2. Xac âënh tè sä biãn âäi âiãn ap K va goc lãch pha giæa âiãn ap dáy så va thæ.

a) May biãn ap ba pha näi Δ - Y

Så âä thê nghiãm nhæ hçnh ve (hçnh 1-11).

Thê nghiãm May âiãn

Trang 19

Trçnh tæ tiãn hanh nhæ sau :

+ Hiãn thë æng dung Metering, chon File cáu hçnh ES19-2.cfg.

+ Hå mach dáy quán thæ cáp, bát nguän va âiãu chènh âiãn ap âã âæåc âiãn ap dáy,

våi cac cáp : 120, 240, 380 V æng våi cac lán âo.

+ Sæ dung E1 âã âo âiãn ap dáy cua dáy quán så cáp U_1-6va E2 âã âo âiãn ap dáy trãn

dáy quán thæ cáp U_4-9, tàng dán âiãn ap å cac cáp khoang 120, 240, 380V âæa con tro chuät

âãn nut record data, nhàp chuät âã ghi kãt qua âo âæåc vao bang sä liãu trong may tênh. Sau

âo må bang sä liãu âo âæåc âã in hoàc ghi sä liãu vao bang 2. Tæ âo tênh âæåc hã sä biãn ap

theo cäng thæc sau :

U_{1 6}

K₁+ K₂+ K₃

K_1,2,3

=

;

K =

U_{4 9}

3

Chu y : Khi âo cac âiãn ap, tàt nguän træåc khi thay âäi cach näi DAI våi mach

âiãn.

• Khao sat sæ lãch pha giæa cac sââ dáy khi näi Δ-Y trãn Phasor Analyzer.

+ Âã nguyãn cach näi dáy nhæ xac âënh tè sä biãn ap. Må phán têch pha Phasor Analyzer

va quan sat goc lãch pha giæa âiãn ap dáy U_1-6va U_4-9trãn man hçnh Phasor Analyzer. Ghi

cac kãt qua âo âæåc vao bang 3 hoàc in kãt qua.

+ Sau khi ghi lai kãt qua âo âæåc, quay âiãu chènh âiãn ap vã vë trê min, tàt nguän.

b) May biãn ap ba pha näi Δ - Δ

Sau khi tàt nguän âäi näi Module may biãn ap 3 pha thanh hçnh ∆-∆ (hçnh 1-12).

Chu y : Kiãm tra cach näi ∆ træåc khi âong nguän âiãn.

+ Bát nguän va âiãu chènh âiãn ap âã âæåc âiãn ap dáy E_snhæ âa cho å trãn. Chon tao

File cáu hçnh ES19-4.cfg.

+ Sæ dung E1 va E2 âã âo âiãn ap dáy cua cac cuän dáy trãn mach så va thæ cáp va tiãn

hanh thê nghiãm nhæ näi ∆/Yva ghi lai kãt qua vao bang 3 hoàc in.

5

1

2

7

4

∼

6

10

15

9

N

14

11

12

Hçnh 1-11 : Så âä âáu näi Δ - Y

Thê nghiãm May âiãn

Trang 20

Trçnh tæ tiãn hanh nhæ sau :

+ Nhæ træång håp may biãn ap näi ∆-Y.

+ Khao sat sæ lãch pha giæa cac sââ dáy khi näi ∆/∆ trãn Phasor Analyzer.

+ Âã nguyãn cach näi dáy nhæ xac âënh tè sä biãn ap. Må phán têch pha Phasor

Analyzer va quan sat goc lãch pha giæa âiãn ap dáy så cáp U_1-6våi âiãn ap dáy thæ cáp U_4-9

trãn man hçnh Phasor Analyzer. Ghi sä liãu quan sat âæåc vao bang 3 hoàc in kãt qua.

+ Tàt nguän, vàn num âiãu chènh âiãn ap vã vë trê min thao cac dáy näi.

4

1

6

2

7

5

∼

9

10

N

15

14

12

11

Hçnh 1.12 : Så âä âáu näi Δ-Δ

3. Thê nghiãm khäng tai :

Trçnh tæ thê nghiãm :

+ Âáu näi så âä thê nghiãm nhæ hçnh 1-13. (Âáy la træång håp âo cäng suát ba pha

dung hai wattmettre P1 va P3)

+ Hiãn thë man hçnh Metering va chon âàt File cáu hçnh ES19-6.cfg.

+ Dung E1, E2, E3 âã âo âiãn ap dáy U_1-6, U_1-11, U_11-6va , I1, I2, I3 âã âo dong dáy

trãn cac pha trãn mach så cáp. Con P1, P3 âã âo cäng suát P₁, P₃trãn cæa sä âo Metering

(cach màc náy la âo cäng suát ba pha dung hai wat met). Âã hå mach thæ cáp, bát nguän âiãu

chènh âiãn ap tàng dán tæ 0 âãn 1,1Uâm. Trong qua trçnh tàng âiãn ap láy êt nhát 10 trë sä vã

dong âiãn, âiãn ap va cäng suát P₁, P₃trãn cæa sä âo Metering va ghi vao may tênh Sau âo må

bang sä liãu âã âã in hoàc ghi vao bang 4.

+

I1

+

E1

5

1

6

2

7

4

E2

+

I2

I3

∼

10

15

9

E3

+

N

14

11

12

Hçnh 1.13 : Så âä thê nghiãm khäng tai

Thê nghiãm May âiãn

Trang 21

Tæ kãt qua âo âæåc xac âënh âiãn ap, dong âiãn va cäng suát khäng tai theo nhæ sau :

U₁₋₆+ U₆₋₁₁+ U₁₁₋₁

Âiãn ap khäng tai : U₀=

3

I₁+ I₂+ I₃

Dong âiãn khäng tai : I₀=

3

P₀

Cäng suát khäng tai : P₀= P₁+ P₃va cos ϕ₀=

3U₀I₀

Tæ kãt qua trãn ve cac âæång âàc tênh sau trãn cung mät hã truc toa âä :

cosϕ₀= f (U₀) P₀= f (U₀) I₀= f (U₀)

Cho nhán xet.

Chu y : Xem cach láp bang sä liãu va ve âä thë trong phán phu luc E.

Sau khi ghi lai kãt qua, tàt nguän xoay num âiãu chènh âiãn ap vã vë trê min, thao dáy näi.

4. Thê nghiãm ngàn mach

Chu y ràng âáy la thê nghiãm dã xay ra sæ cä nãu så suát. Vç váy cán læu y cac trçnh tæ

tiãn hanh va khán træång.

Âã thuán tiãn cho viãc thê nghiãm thæång âiãn ap ha ap âàt vao dáy quán cao ap va näi

ngàn mach dáy quán ha ap cua may biãn ap thê nghiãm. Dáy näi ngàn mach thæång dung âu

lån âã chëu âæåc dong ngàn mach.

Trçnh tæ thê nghiãm :

+ Âáu näi så âä thê nghiãm nhæ hçnh 1.14.

+ Hiãn thë man hçnh Metering va chon âàt File cáu hçnh ES19-7.cfg.

+ Dung E1, E2, E3 âã âo âiãn ap dáy U_1-6, U_1-11, U_11-6va I1, I2, I3 âã âo dong dáy

trãn cac pha trãn mach så cáp. Con P1, P3 âã âo cäng suát P₁, P₃. Bát nguän xoay num âiãu

chènh tàng dán âiãn ap, hãt sæc tæ tæ sao cho dong âiãn trong mach så cáp âat âãn 1,2Iâm. Luc

âo Un ≈(5 ÷10)%Uâm. Trong qua trçnh tàng láy êt nhát 5 gia trë vã dong âiãn, âiãn ap va

cäng suát P₁, P₃trãn cæa sä âo Metering, ghi vao may tênh. Sau âo må bang sä liãu âã in hoàc

ghi vao bang 5.

Så âä thê nghiãm nhæ hçnh 1-14:

+

I1

+

4

5

1

2

7

E1

E2

+

I2

I3

∼

6

10

15

9

E3

+

N

14

11

12

Hçnh1.14 Så âä thê nghiãm ngàn mach.

Thê nghiãm May âiãn

Trang 22

+ Tæ kãt qua âo âæåc xac âënh âiãn ap, dong âiãn, cäng suát ngàn mach :

U₁₋₆+ U₆₋₁₁+ U₁₁₋₁

Âiãn ap ngàn mach :

U_n=

3

I₁+ I₂+ I₃

Dong âiãn ngàn mach :

Cäng suát ngàn mach :

I_n=

(âáy la dong dáy)

3

P_n= P₁+ P₃

5. Xac âënh cac âai læång va thäng sä mach âiãn thay thã cua mba tæ thê nghiãm

khäng tai va thê nghiãm ngàn mach :

Chu y : Khi xac âënh cac âai læång va thäng sä mach âiãn thay thã mba, ta sæ dung

cac âai læång âo âæåc æng våi âiãn ap hoàc dong âiãn âënh mæc.

U_n

+ Âiãn ap ngàn mach phán tràm : U_n% =

.100% (æng våi dong âiãn âënh mæc)

U_âm

P_n= P₁+ P₃

+ Cäng suát ngàn mach :

+ Dong âiãn khäng tai phán tràm : i₀% =

(æng våi dong âiãn âënh mæc)

I₀

.100% (æng våi âiãn ap âënh mæc)

I_dm

; x₀= Z₀− r₀; r_m= r₀− r₁;

U_âmp

P₀

3I₀²_p

2

+ Cac thäng sä : r₀=

; Z₀=

I_0p

U_np

P_n

2

r_n=

; Z_n=

; x_n= Z_n− r_n

;

3I²

I_1âmp

1âmp

r₂^'= r_n− r₁; x₁= x^'₂= x_n/ 2; x_m= x₀− x₁

+ Tæ cac thäng sä cua may biãn ap âa xac âënh âæåc thäng qua thê nghiãm khäng tai

va thê nghiãm ngàn mach, ve så âä thay thã may biãn ap (chè ve cho 1 pha).

6. Thê nghiãm co tai :

Trçnh tæ thê nghiãm :

+ Âáu näi så âä thê nghiãm nhæ hçnh 1.15.

+ Hiãn thë man hçnh Metering va chon âàt File cáu hçnh ES19-8.cfg.

+ Dung E1, E2, E3 âã âo cac âiãn ap dáy cua mach thæ cáp va I1, I2, I3 âã âo dong

âiãn trong mach thæ cáp, Con P1, P3 âã âo cäng suát P₁, P₃.

+

I1

+

5

1

6

2

7

4

Module

Phu tai

8311-05

E1

E2

+

I2

I3

∼

10

9

E3

+

1

N

14

+

11

12 15

Hçnh 1.15 : Så âä thê nghiãm co tai

Thê nghiãm May âiãn

Trang 23

+ Bát nguän xoay num âiãu chènh tàng dán âiãn ap âãn U_âm. Bác cäng tàc cua phu tai,

âiãu chènh phu tai 3 pha âäi xæng, mäi lán âiãu chènh ghi lai sä liãu, trong qua trçnh âiãu

chènh luän giæ cho âiãn ap så cáp å gia trë U_âm. Ghi cac gia trë âo âæåc: dong âiãn, âiãn ap va

cäng suát vao bang 6 (8-10 gia trë).

E₄₋₉+ E₉₋₁₄+ E₁₄₋₄

I₁+ I₂+ I₃

Trong bang 7 :

;

.

U₂=

I₂=

3

P₂= P + P₃= 3U₂I₂cosϕ₂

Cäng suát ra :

váy cosϕ₂= P₂/ 3U₂I₂

1

+ Näi Module tai trå song song våi Module tai khang thanh tai R-L va sau âo våi

Module tai dung thanh R-C. Thæc hiãn lai thê nghiãm våi tai co tênh cam va co tênh dung nhæ

nhæ âa lam våi tai trå, ghi cac sä liãu âo âæåc vao bang 6.

+ Tàt nguän, xoay num âiãu khiãn âiãn ap vã vë trê min. Thao gå cac dáy näi.

+ Tæ cac sä liãu âo âæåc xac âënh hiãu suát cua may biãn ap :

β.S_âmcos ϕ₂

β.S_âmcos ϕ₂+ P₀+ β²P_n

Hiãu suát ly thuyãt : η% =

.100%.

I₂

I_2âm

β =

Trong âo :

la hã sä tai.

Tæ sä liãu âo âæåc tênh bang sä liãu cac mäi quan hã : U₂, I₂, S₂, β, .. âã ve âàc tênh.

η = f(β)

+ Ve âæång âàc tênh : U₂= f(I₂) va

våi cac tênh chát tai khac nhau trãn

cung âä thë va nhán xet.

Bang 1

Cuän dáy så cáp

E1

E2

E3

I1

I2

I3

R1

R2

R3

R_tb

Cuän dáy thæ cáp

I2 I3

E2

R_tb

Bang 2.

E_s

U_1-6

U_4-9

K₁

K₂

K₃

K

Goc lãch pha

120

240

380

Thê nghiãm May âiãn

Trang 24

Bang 3

E_s

U_1-6

U_4-9

K₁

K₂

K₃

K

Goc lãch pha

120

240

380

Bang 4

Sä lán

Kãt qua âo

Kãt qua tênh

I₀P₀cosϕ₀

U_1-6U_6-11U_11-1

I₁

I₇

I₃

P₁

P₃

U₀

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Bang 5

Sä lán

Kãt qua âo

Kãt qua tênh

U_nI_nP_n

U_1-6

U_6-11

U_11-1

I₁

I₇

I₃

P₁

P₃

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Thê nghiãm May âiãn

Trang 25

Bang 6

Sä lán

Kãt qua âo

I₁I₇

Kãt qua tênh

U_1-6U_6-11U_11-1

I₃

P₁

P₃

I₂

U₂

P_tcη%

Tai thuán trå R

Phu Tai R-L

Phu Tai R-C

1

2

3

..

1

2

3

..

1

2

3

..

IV.CÁU HOI KIÃM TRA

1. Phán biãt cac så âä âáu näi MBA, âiãn ap, dong âiãn dáy va pha trãn cac cuän dáy

trong cac så âä âáu näi.

3. Phán biãt thê nghiãm ngàn mach va chã âä ngàn mach.

4. Y nghéa cua cac âæång âàc tênh may biãn ap.

5. Cach xac âënh cac thäng sä may biãn ap bàng thê nghiãm.

6. Cach tao File cáu hçnh, bang sä liãu, læu sä liãu va ve âä thë trong phán mãm Lab -

Volt.

Lam bao cao Thê Nghiãm nhæ tai liãu hæång dán.