การทดลองที่ 3 - Naresuan University · Web viewปร บร...

การทดลองท่ี 5ซงิโครนัสมอเตอร ์(Synchronous Motor)

สว่นท่ี 1วตัถปุระสงค์

1. สามารถอธบิายโครงสรา้งของซงิโครนัสมอเตอรช์นิด 3 เฟส (Synchronous Motor)

2. สามารถหาคณุลักษณะของการเริม่เดินเครื่อง (Starting) ของซงิโครนัสมอเตอรช์นิด 3 เฟส

เครื่องมอืและอุปกรณ์1. ชุดซงิโครนัสมอเตอร/์เจนเนอเรเตอร ์(Synchronous

Motor/Generator Modules)2. ชุดแหล่งจา่ยไฟฟา้ (Power Supply Modules)3. ชุดวดัแรงบดิด้วยแมเ่หล็กไฟฟา้ (Electrodynamometer

Modules)4. ชุดซงิโครไนซงิค์สวติช์ (Synchronizing switch module)5. ชุดมเิตอรว์ดักระแสไฟสลับ (ac meter modules (1.5/5/15A)6. ชุดมเิตอรว์ดักระแสไฟสลับ Ac metering modules (250)7. เครื่องวดัความเรว็แบบมอืถือ (Hand Tachometer)8. สายต่อวงจร (Timing Belt)

ลำาดับขัน้ตอนการทดลองขอ้ควรระวงั การทดลองในหอ้งทดลองน้ี จะเป็นการทำางานท่ีแรงดัน

ไฟฟา้สงู ดังนัน้ ไมค่วรมกีารต่อวงจรใดๆ ในขณะท่ีเปิดสวติชข์องแหล่งจา่ย

1.ศึกษาและอธบิายลักษณะโครงสรา้งของชุดซงิโครนัสมอเตอร/์เจนเนอเรเตอร์

Piyadanai Pachanapan, 303306 Electrical Engineering Laboratory III

1

พจิารณารายละเอียดลักษณะท่ีสงัเกตเหน็ได้ เชน่วงแหวนล่ืน (Slip rings) ตัวรโีอสแตท (Rheostat) และการต่อขัว้ต่อและการเดินสายต่าง ๆ

1.1. เปิดฝาด้านหน้าของโมดลู พรอ้มกับตอบคำาถามและบนัทึกดังนี้1.1.1. ศึกษาและบนัทึกลักษณะของวงแหวนล่ืน (slip rings)

และแปรงถ่าน (Brushes)วาดรูปสิง่ที่เหน็ เมื่อเปิดฝาโมดลู วงแหวนล่ืน (Slip rings) คือ ?

…………………………………………………………………………………………………………...แปรงถ่าน (Brush) คือ ?…………………………………………………………………………………………………………

1.1.2. สามารถปรบัแปรงถ่านใหเ้คล่ือนที่ได้หรอืไม่ เพราะเหตใุด......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ขอ้สงัเกต จะเหน็วา่ในสว่นขดโรเตอร ์ที่ปลายสายด้านหน่ึงจะต่อสายออกมาตามรอ่งของแกนเพลาเพื่อมาต่อเขา้กับวงแหวนล่ืนทัง้สองวง

1.1.3. ใหพ้จิารณาขดลวดแดมเปอร ์(Damper)ไฟตรงบนโรเตอร ์(ถึงแมว้า่จะเหน็ขดลวด 2 ชุดบนที่ด้านในของโรเตอร์ก็ตาม แต่ขดลวดทัง้สองน้ีก็ต่อในลักษณะท่ีใหแ้รงแมเ่หล็ก (Electromotive forces) มปีฏิกรยิาตรงขา้มกันเพื่อจะสรา้งใหเ้กิดขัว้แมเ่หล็ก 4 ขัว้บนโรเตอร)์

1.1.4. ใหพ้จิารณาขัว้แมเ่หล็กทัง้สีข่ัน้บนโรเตอร์


2

1.1.5. ใหพ้จิารณาขดลวดสเตเตอรจ์ะมลัีกษณะที่เหมอืนกับขดลวดสเตเตอรข์องมอเตอรเ์หน่ียวนำากรงกระรอกและวาวด์โรเตอร์

1.2. ใหเ้ปิดฝาด้านหน้าของโมดลู (modules) พจิารณาดังน้ี1.2.1. ขดลวดสเตเตอรทั์ง้ 3 ท่ีแยกจากกัน ซึ่งจะต่ออยูก่ับขัว้

ต่อไปน้ีขดลวดชุดที่ 1 ขัว้ต่อ.....................กับขัว้

ต่อ........................ขดลวดชุดที่ 2 ขัว้ต่อ.....................กับขัว้

ต่อ........................ขดลวดชุดที่ 3 ขัว้ต่อ.....................กับขัว้

ต่อ........................1.2.2. ค่าแรงดันไฟฟา้พกิัดของขดลวดสเตเตอรม์ค่ีา

เท่ากับ.......................................................V1.2.3. ค่ากระแสไฟฟา้พกิัดของขดลวดสเตเตอรม์ค่ีา

เท่ากับ...................………………………A1.2.4. ขดลวดโรเตอร ์(จะต่อผ่านรโีอสแตท (rheostat) ขนาด

500 โอหม์และสวติชป์ิดเปิด)มาต่อท่ีขัว้ต่อ.............................และขัว้

ต่อ.................................1.2.5. ค่าแรงดันไฟฟา้พกิัดของขดลวดโรเตอรม์ค่ีา

เท่ากับ........................................................Vdc

1.2.6. ค่าอัตราความเรว็พกิัดและกำาลังเอาท์พุตพกิัดของมอเตอรม์ค่ีา

ความเรว็รอบพกิัด = ....................................r/min


3

กำาลังเอาท์พุตพกิัด (Pout) = .........................……...W

2.การทดลองหาคณุลักษณะสมบติัของการเริม่เดิน (starting Characteristic)2.1. นำาเอาซงิโครนัสมอเตอร/์เจนเนอเรเตอร ์(Synchronous

motor/Generator) , ชุดแหล่งจา่ยไฟฟา้และชุดมเิตอรว์ดัไฟฟา้สลับมาต่อวงจรดังรูปที่ 1 ใหต่้อขดลวดสเตเตอรทั์ง้ 3 เป็นแบบวาย (Wye) แล้วต่อเขา้เอาท์พุตของแหล่งจา่ยไฟฟา้ท่ีใหแ้รงดันไฟฟา้คงท่ี 380 Vac ท่ีขัว้ต่อ 1,2 และ 3

รูปท่ี 1 การต่อขดลวดสเตเตอรข์องซงิโครนัสมอเตอร์

2.2. เปิดแหล่งจา่ยไฟ จะสงัเกตเหน็วา่ มอเตอรจ์ะค่อยๆ หมุนอยา่งชา้ๆ แล้วจงึค่อยๆ มคีวามเรว็มากขึ้นมลัีกษณะเหมอืนมอเตอร์เหน่ียวนำา (Induction Motor) บนัทึกทิศทางการหมุน และ กระแสขณะเริม่เดินเครื่อง

ทิศทางการหมุน = ................................................ I1 = ..........................................Aac

2.3. ปิดสวติชแ์หล่งจา่ยและเปล่ียนการต่อสายโดยสลับคู่สายใดคู่สายหน่ึง ท่ีออกจากขัว้ของแหล่งจา่ยไฟฟา้

2.4. เปิดแหล่งจา่ย บนัทึกทิศทางการหมุน และ ค่ากระแสขณะเริม่เดินเครื่อง

ทิศทางการหมุน = ................................................ I1 = ..........................................Aac


4

2.5. ปิดสวติชแ์หล่งจา่ยไฟ จากการทดลองขอ้ 2.2 ถึง 2.4 พบวา่การสลับเฟสของแรงจา่ยสง่ผลต่อการทำางานของซงิโครนัส มอเตอรอ์ยา่งไรบา้ง จงอธบิาย

.........................................................................................

.........................................................................................

.........................................................................................

.........................................................................................

.........................................................................................

....................................................................

2.6. นำาชุดอิเล็คโตรไดนาโมมเิตอร ์และ ชุดซงิโครไนซงิค์สวติช ์มาต่อวงจรตามรูปที่ 2 แล้วต่อมอเตอรเ์ขา้กับอิเล็คโตรไดนาโมมเิตอร์ด้วยสายพาน

รูปท่ี 2 วงจรเริม่เดินเครื่องซงิโครนัสขณะต่อโหลด

2.7. ชุดซงิโครไนซงิค์สวติช ์(synchronizing Switch modules) จะใชส้วติชเ์ป็นลักษณะ เปิด-ปิด ของแหล่งจา่ยไฟฟา้ 3 เฟส (ใหเ้ปิดและปิดวงจรพรอ้มกันทัง้ 3 เฟส) ท่ีป้อนใหก้ับขดลวดสเตเตอร ์และวงจรในรูปท่ี 2 ใหตั้ง้สวติชนั์น้อยูใ่นตำาแหน่ง OFF (เปิดวงจร)


5

2.7.1. ใหต่้อเอาท์พุตของแหล่งจา่ยไฟฟา้ท่ีมค่ีา 220 Vac คงท่ี (ท่ีขัว้ I และ N) เขา้กับอินพุตของชุดอิเล็คโตรไดนาโมมเิตอร)์ แล้วหมุนลกูบดิ (knob)ในทิศทางตามเขม็นาฬิกาใหม้ค่ีาประมาณ 40% ของการป้อนสงูสดุ (ตัง้โหลดไวท่ี้ 40 % ของโหลดทัง้หมด)

2.7.2. ขดลวดโรเตอรข์องซงิโครนัสมอเตอร ์(Synchronous motor) จะต่ออยูก่ับเอาท์พุตของแหล่งจา่ยไฟฟา้ท่ีใหแ้รงดันไฟฟา้คงท่ี 220 Vdc (ท่ีขัว้ 8 และ N) พรอ้มตัง้ค่าความต้านทานฟลิด์ (Field Rheostat) ใหม้ค่ีาความต้านทานเป็น 0 โอหม์ โดยหมุนปุ่มปรบัในทิศทางตามเขม็นาฬิกาจนสดุ

2.7.3. ตัง้สวติช ์S ท่ีรโีอสแตตที่โรเตอร ์ใหเ้ป็น ON (เปิด)

2.8. เปิดสวติชข์องแหล่งจา่ยไฟฟา้ขณะน้ีแหล่งจา่ยไฟ 3 เฟส จะมาอยูท่ี่ชุดซงิโครไนซงิค์สวติช ์ซึ่งอยูใ่นตำาแหน่งสวติช ์Off (ปิด) อยู ่และใหส้งัเกตท่ีหลอดไฟทัง้สามของชุดซงิโครไนซงิค์สวติช ์จากนัน้ ON (เปิด) สวติชข์องชุดซงิโครไนซงิค์สวติช ์สงัเกตวา่มอีะไรเกิดขึ้นบา้งจงอธบิาย

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

2.8.1. เขม็ชีข้องแอมมเิตอรเ์ปล่ียนแปลงยงัไงบา้ง จงอธบิาย ?......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................


6

2.8.2. เมื่อซงิโครนัสมอเตอรอ์ยูภ่ายใต้สภาวะที่มโีหลดต่ออยู ่จะเริม่เดินเครื่องด้วยการกระตุ้นจากกระแสตรง (DC Excitation) ได้หรอืไม ่จงอธบิาย ?

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

2.9. ใหต่้อแรงดันไฟฟา้ 0-220 Vdc ของแหล่งจา่ยไฟฟา้ท่ีขัว้ 7 และ N เขา้กับขดลวดโรเตอรข์องซงิโครนัสมอเตอร ์(จะไมม่กีารทำาการต่ออ่ืนๆ หรอืเปล่ียนใชก้ารควบคมุอ่ืนๆ ด้วย)2.9.1. ใหป้รบัหมุนตัวควบคมุแรงดันไฟฟา้ของแหล่งจา่ยไฟฟา้

ลงสูศู่นย ์แล้วเปิดสวติชข์องแหล่งจา่ยไฟฟา้และสงัเกตวา่อะไรเกิดขึ้นบา้ง พรอ้มอธบิายสิง่ท่ีเกิดขึ้น

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

..................................................................................2.9.2. มอเตอรม์กีารทำางานเป็นแบบมอเตอรเ์หน่ียวนำากรง

กระรอก หรอืไม่ ทราบได้อยา่งไร......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

2.9.3. ค่อยๆ ปรบัหมุนตัวควบคมุแรงดันไฟฟา้ของแหล่งจา่ยไฟฟา้ใหม้ค่ีาเป็น 220 Vcd ซึ่งจา่ยใหก้ับขดลวดโรเตอร ์โดยสงัเกตที่เขม็มเิตอร ์อธบิายสิง่ท่ีเกิดขึ้น

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

..................................................................................


7

2.9.4. มอเตอรน้ี์มกีารทำางานเป็นแบบซงิโครนัสมอเตอรห์รอืไม่ ทราบได้อยา่งไร

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

..................................................................................2.9.5. ปรบัแรงดันไฟฟา้ของแหล่งจา่ยไฟฟา้ลงสูศู่นย ์แล้วปิด

สวติชข์องแหล่งจา่ยไฟฟา้

2.10. ต่อวงจรตามรูปที่ 3 โดยท่ีซงิโครนัสมอเตอรจ์ะมกีารต่อสายปกติและการเริม่เดินเป็นในลักษณะ 3 เฟส มอเตอรเ์หน่ียวนำากรงกระรอก2.10.1. ปรบัชุดอิเล็คโตรไดนาโมมเิตอร ์ในทิศทางตามเขม็นาฬิกา

จนสดุ (เพื่อใหค่้าของโหลดขณะเริม่เดินมคี่าสงูสดุ)2.10.2. เปิดสวติช ์S ของรโีอสแตท(ดันสวติชใ์นตำาแหน่งขึ้นบน)

รูปท่ี 3 การต่อวงจรซงิโครนัสมอเตอรส์ำาหรบัการทดลองขอ้ 2.10

2.11. เปิดสวติชข์องแหล่งจา่ยไฟฟา้ แล้วพรอ้มวดัและบนัทึกค่า E1, E2, I1 และแรงบดิขณะเริม่เดิน (Starting torque) อยา่งรวดเรว็ในเวลา 2 วนิาที แล้วปิดสวติชข์องแหล่งจา่ยไฟฟา้ทันที


8

E1 = ………………………..Vac E2 = …………………………………V

I1 = …………………………Aacแรงบดิขณะเริม่ต้น = …………………..….. N.m

2.11.1. จงคำานวณหาค่ากำาลังไฟฟา้ปรากฏ (Apparent Power) ของมอเตอรข์ณะเริม่เดินเครื่อง

Apprent power = =

…………………………………………………………………....

= ……………………………………………………………….. VA

2.11.2. จงคำานวณหาแรงบดิที่โหลดเต็มท่ี (Full load torque) จากค่ากำาลังเอาท์พุตพกิัดที่ได้กำาหนดให ้175 W ท่ีความเรว็ 1500 r/min จาก

Pout = 0.105 x (r/min) x แรงบดิ (torque)

แรงบดิท่ีโหลดเต็มท่ี = ………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………...……………………………………………………………... …………………………………………….…..

2.11.3. จงคำานวณหาค่าอัตราสว่นของแรงบดิขณะเริม่เดินเครื่อง (Starting Torque) กับแรงบดิท่ีโหลดเต็มที่ (Full Load Torque) โดยใชค่้าจากขัน้ตอนทดลองขา้งบนท่ีวดัและคำานวณได้


9

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

..................................................................................2.11.4. จงอธบิาย ทำาไมค่าแรงดันไฟฟา้ E2 จงึมค่ีาสงูมาก ซึ่ง

เป็นแรงดันไฟฟา้เหน่ียวที่ขดลวดโรเตอร์............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

2.12. จากวงจรเดิมท่ีไมม่กีารเปล่ียนแปลงใหเ้ปิดสวติชข์องแหล่งจา่ยไฟฟา้และปรบัลกูบดิของชุดอิเล็กโตรไดนาโมมเิตอร ์ไปในทิศทางทวนเขม็นาฬิกาอยา่งชา้ๆ (เพื่อท่ีจะลดโหลดของมอเตอรล์ง) ดังนัน้มอเตอรจ์ะมคีวามเรว็สงูสดุและทำางานเป็นแบบมอเตอรเ์หน่ียวนำากรงกระรอก แล้วทำาการสงัเกตค่าแรงดัน E2 ท่ีเกิดขึ้นด้วย2.12.1. ทำาไมแรงดัน E2 จงึลดลงเมื่อความเรว็ของมอเตอรเ์พิม่

จงอธบิาย............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

วเิคราะห์และสรุปผลการทดลองท่ีได้จากการทดลองสว่นท่ี 1...........................................................................................................................................................................Piyadanai Pachanapan, 303306 Electrical Engineering Laboratory III

10

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

..................................................................................สว่นท่ี 2วตัถปุระสงค์

1. เพื่อสงัเกตซงิโครนัสสมอเตอร ์สามารถทำาปฏิกิรยิาเป็นตัวเหน่ียวนำาปรบัค่าได้ และตัวเก็บประจุปรบัค่าได้

2. สามารถหาคณุลักษณะสมบติัของ กระแสไฟตรงต่อกระแสไฟสลับของซงิโครนัสมอเตอร์


11

เครื่องมอืและอุปกรณ์1. ชุดซงิโครนัสมอเตอร/์เจนเนอเรเตอร(์Synchronous

Motor/Generator) EMS 82412. ชุดแหล่งจา่ยไฟฟา้ (Power supply Modoles)

EMS 88213. ชุดวดักำาลังไฟฟา้ 3 เฟส (Three-phase Wattmeter

Modoles) EMS 84414. ชุดมเิตอรว์ดักระแสไสลับ (Ac Metering Modoles (1.5 / 5 /

15 A) EMS 84255. ชุดมเิตอรว์ดัแรงดันไฟสลับ (Ac Metering Modoles (250 V)

EMS 84266. ชุดมอเตอรว์ดัไฟฟา้กระแสตรง (DC Metering Modoles (0.3 /

1.5 A) EMS 84127. สายต่อวงจร (Connection Leads)

EMS 86518. สายพาน (Timing Belt)

EMS 8942

ลำาดับขัน้ตอนการทดลองขอ้ความระวงั การทดลองในหอ้งทดลองน้ี จะเป็นการทำางานที่แรงดัน

ไฟฟา้สงู ดังนัน้ ไมค่วรมกีารต่อวงจรใดๆ ในขณะท่ีปิดสวติชข์องแหล่งจา่ยไฟ

1. นำาชุดซงิโครนัสมอเตอร ์/ เจนเนอเรเตอร(์Synchronous Motor / Generator) 3 เฟส วตัต์มเิตอร ์ชุดแหล่งจา่ยไฟฟา้และชุดมเิตอรว์ดักระแสไฟสลับมาต่อตามวงจรรูปที่ 4 โดยขดลวดสเตเตอรจ์ะต่อกับแรงดันไฟฟา้ 380 Vac คงท่ี ของแหล่งจา่ยไฟฟา้ที่ขัว้ต่อ 1, 2 และ 3 ซึ่งต่อผ่านวตัต์มเิตอร ์สว่นขดลวดโรเตอรจ์ะต่อผ่านแอมมเิตอรแ์ละต่อไปยงัขัว้ที่ 7 และ N ซึ่งเป็นค่าแรงดันไฟฟา้ปรบัได้ 0-220 Vac และปรบัหมุนควบคมุแรงดันไฟฟา้ท่ีศูนยแ์ละปิดสวติช ์S


12

(ดันสวติชล์งล่าง) ใหตั้ง้ค่าความต้านทางฟลิด์ใหม้ค่ีาความต้านทานใหเ้ป็นศูนย ์(หมุนในทิศทางตามเขม็นาฬิกา)

2. เปิดสวติชข์องแหล่งจา่ยไฟฟา้ จะสงัเกตเหน็มอเตอรห์มุน ขอ้สงัเกต ุค่ากระแสไฟสลับ I1 ซึ่งมอเตอรจ์ะอยูใ่นรูปของกำาลังไฟฟา้รแีอกทีฟเป็นบวก (Positive Reactive Power) ท่ีมองจากแหล่งจา่ยไฟฟา้ที่แรงดันกระตุ้น (excitation) เป็นศูนย ์และเรามองเปรยีบเทียบเสมอืนมอเตอรเ์ป็นตัวเหน่ียวนำา (Inductor)

รูปท่ี 4 วงจรสำาหรบัทดลองคณุลักษณะตัวประกอบกำาลังของซงิโครนัสมอเตอร์

2.1 เปิดสวติช ์S (ดันสวติชข์ึ้นด้านบน) และค่อยๆ ปรบัแรงดันไฟฟา้ DC excitation จนกระทัง่ค่ากระแส I1 มค่ีาตำ่าสดุ ค่าของวตัต์มเิตอรจ์ะแสดงค่าเป็นทางบวกและถ้าพจิารณาใหล้ะเอียดถ่ีถ้วน จะพบวา่แหล่งจา่ยกำาลังไฟฟา้กับมอเตอรเ์สมอืนมอเตอร์เป็นตัวต้านทานตัวหน่ึง

2.2 บนัทึกค่าของ I1, I2, W1, W2

I1 min = ………………………… Aac I2 = ……………………………… Adc

W1 = ……………………………. Watts W2 = ……………………………. Watts


13

2.3 เพิม่แรงดันไฟฟา้ท่ีป้อนใหก้ับโรเตอร ์DC excitation ใหม้ากขึ้นกวา่เดิม จะสงัเกตเหน็วา่กระแสของสเตเตอร ์I1 จะเพิม่ขึ้นตาม ซึ่งค่าของกำาลังไฟฟา้ที่จา่ยจากแหล่งจา่ยไฟฟา้เป็นค่ากำาลังไฟฟา้รีแอคทีฟที่เป็นค่าลบ (Negative reactive power) และมองดูมอเตอรเ์สมอืนเป็นตัวเก็บประจุ

3. ใหป้รบัแรงดัน DC excitation ใหม ่เริม่ต้นด้วยค่าตัง้แต่กระแส I2 มค่ีาเท่ากับ 0 Adc พรอ้มบนัทึกค่าของ I1, I2, W1, W2 ตามตารางท่ี 1

ขอ้ควรระวงั ควรวดัค่าอยา่งรวดเรว็ ในชว่งใกล้กับค่ากระแส 0.4 Adc

และควรจำาไวว้า่ค่าท่ีวตัต์มเิตอรจ์ะต้องระบุค่าบวกและลบด้วย ในกรณีท่ีต้องการจะเปล่ียนยา่นการวดัของกระแส ใหใ้ชส้ายต่อ

ลัดวงจรแอมมเิตอรแ์ล้วจงึเปล่ียนยา่นวดัที่ต้องการ หลังจากการเปล่ียนยา่นวดัแล้วใหป้ลดสายที่ลัดวงจรออก (กรณีน้ีจะใชเ้ฉพาะมอเตอรท่ี์ใชก้ระแสตำ่าเท่านัน้)

4. จากตารางท่ี 1 จงคำานวณหาค่า กำาลังไฟฟา้ปรากฏ (Apparent Power), กำาลังไฟฟา้จรงิ (Real Power) กำาลังไฟฟา้รแีอคทีฟ (Reactive Power) และตัวประกอบกำาลังไฟฟา้ (Power factor) ของกระแส I2 แต่ละค่าแล้วบนัทึกค่าลงในตารางท่ี 1 โดยหาค่าต่างๆ ได้จาก

ตารางท่ี 1 ผลของการปรบั DC Excitation ต่อค่าตัวประกอบกำาลังI2

(A)E1(V)

I1(A)

App. P

W1 W2 Real P.

React P.

Power

แบบนำา /


14

(VA) (W) (Var)

Factor

แบบตาม

00.05

0.10.15

0.20.25

0.30.35

0.40.5

5. เขยีนกราฟแสดงความสมัพนัธร์ะหวา่งกระแสที่ขดลวดสเตเตอร ์(I1, แกน Y) กับ กระแสของโรเตอร ์(I2, แกน X)

วเิคราะห์ความสมัพนัธท่ี์ได้จากกราฟ........................................................................................................................................................................... ......


15

.........................................................................................

............................................................................ ............

.........................................................................................

...................................................................... ..................

.........................................................................................

................................................................ ........................

.........................................................................................

..........................................................

6. เขยีนกราฟแสดงความสมัพนัธร์ะหวา่งตัวประกอบกำาลังไฟฟา้ (Power Factor, แกน Y) กับ กระแสของโรเตอร ์(I2, แกน X)

วเิคราะห์ความสมัพนัธท่ี์ได้จากกราฟ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................................


16

วเิคราะห์และสรุปผลการทดลองท่ีได้จากการทดลองสว่นท่ี 2............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Piyadanai Pachanapan, 303306 Electrical Engineering Laboratory III

17

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................

สว่นท่ี 3วตัถปุระสงค์

1. ทราบคณุลักษณะสมบติัของมอเตอรซ์งิโครนัสที่โหลดเต็มท่ี2. สามารถหา Pull – Out Torque ของมอเตอรซ์งิโครนัสได้


18

เครื่องมอืและอุปกรณ์9. ชุดซงิโครนัสมอเตอร/์เจนเนอเรเตอร(์Synchronous

Motor/Generator) EMS 824110. ชุดแหล่งจา่ยไฟฟา้ (Power supply Modoles)

EMS 882111. ชุดวดักำาลังไฟฟา้ 3 เฟส (Three-phase Wattmeter

Modoles) EMS 844112. ชุดมเิตอรว์ดักระแสไฟสลับ (Ac Metering Modoles (1.5

/ 5 / 15 A) EMS 842513. ชุดมเิตอรว์ดัแรงดันไฟสลับ (Ac Metering Modoles

(250 V) EMS 842614. ชุดมอเตอรว์ดัไฟฟา้กระแสตรง (DC Metering Modoles

(0.3 / 1.5 A) EMS 841215. สายต่อวงจร (Connection Leads)

EMS 865116. สายพาน (Timing Belt)

EMS 8942

ลำาดับขัน้ตอนการทดลองขอ้ความระวงั การทดลองในหอ้งทดลองน้ี จะเป็นการทำางานที่แรงดัน

ไฟฟา้สงู ดังนัน้ ไมค่วรมกีารต่อวงจรใดๆ ในขณะท่ีปิดสวติชข์องแหล่งจา่ยไฟ

1. นำาชุดซงิโครนัสมอเตอร ์/ เจนเนอเรเตอร(์Synchronous Motor / Generator) 3 เฟส วตัต์มเิตอร ์ชุดแหล่งจา่ยไฟฟา้และชุดมเิตอรว์ดักระแสไฟสลับมาต่อตามวงจรรูปที่ 5 โดยขดลวดสเตเตอรจ์ะต่อกับแรงดันไฟฟา้ 380 Vac คงท่ี ของแหล่งจา่ยไฟฟา้ที่ขัว้ต่อ 1, 2 และ 3 ซึ่งต่อผ่านวตัต์มเิตอร ์สว่นขดลวดโรเตอรจ์ะต่อผ่านแอมมเิตอรแ์ละต่อไปยงัขัว้ที่ 7 และ N ซึ่งเป็นค่าแรงดันไฟฟา้ปรบัได้ 0-220 Vdc และปรบัหมุนควบคมุแรงดันไฟฟา้ท่ีศูนยแ์ละปิดสวติช ์


19

S (ดันสวติชล์งล่าง) ใหตั้ง้ค่าความต้านทางฟลิด์ใหม้ค่ีาความต้านทานใหเ้ป็นศูนย ์(หมุนในทิศทางตามเขม็นาฬิกา)

2. ต่อสายพานระหวา่งชุดอิเล็คโตรไดนาโมมเิตอร ์กับ ซงิโครนัสมอเตอร์2.1 ใหต่้อเอาท์พุตของแหล่งจา่ยไฟฟา้ที่มค่ีา 220 Vac คงท่ี (ท่ีขัว้

1 และ N) เขา้กับอินพุตของชุดอิเล็คโตรไดนาโมมเิตอร์2.2 ปรบัลกูบดิของชุดอิเล็คโตรไดนาโมมเิตอร ์ในทิศทางทวนเขม็

นาฬิกาจนสดุ เพื่อใหค่้าโหลดของมอเตอรข์ณะเริม่เดินมค่ีาตำ่าสดุ2.3 ปรบัรโีอสแตทใหค้่าความต้านทานฟลิด์ของมอเตอรซ์งิโครนัส

ใหม้ค่ีาความต้านทานเป็นศูนย ์โดยหมุนในทิศทางตามเขม็นาฬิกา และจะไมม่กีารปรบัรโีอสแตทอีกตลอดการทดลองน้ี และใหปิ้ด (off) สวติช ์S (ดันสวติชล์งขา้งล่าง)

2.4 เปิดสวติชแ์หล่งจา่ยไฟฟา้ จะสงัเกตเหน็วา่มอเตอรเ์ริม่หมุน

รูปท่ี 5 วงจรทดสอบเพื่อหาคณุลักษณะสมบติัของมอเตอรซ์งิโครนัสท่ีโหลดเต็มท่ี

3. ใหเ้ปิด (ON) สวติช ์S ท่ีความต้านทานฟลิด์3.1 ค่อยๆ ปรบัลกูบดิของชุดอิเล็กโตรไดนาโมมเิตอร ์เพื่อเพิม่

ค่าแรงบดิ ใหเ้ป็น 1.1 N-m ขณะเดียวกันก็ปรบัค่า DC Excitation ท่ีป้อนใหก้ับโรเตอรข์องมอเตอรจ์นกระทัง่ค่าท่ี


20

แสดงในวตัต์มเิตอรท์ัง้ 2 ตัวมค่ีาเท่ากัน จากผลเชน่น้ีแสดงวา่ค่าตัวประกอบกำาลังเป็น Unity (ค่ากระแส I1 ตำ่าสดุ)

3.2 ใหว้ดัและบนัทึกค่าของ I1, I2, E1, E2 , W1 และ W2

I1 = ……………………..……… Aac I2 = ……………………………… Adc

E1 = ……………………………..V E2 = ………...……………………..V

W1 = ……………………………. Watts W2 = ……………………………. Watts

4. จากค่าต่างๆ ท่ีได้จากขัน้ตอนท่ี 3 ซึ่งเป็นค่าในสภาวะที่มอเตอรจ์า่ยโหลดเต็มท่ี ใหค้ำานวณหาค่าต่างๆ ดังน้ี4.1 Apparent Power (VA) =

= ………………………………………………………..= ………………………………………………………..

4.2 Real Input Power (W) = = ………………………………………………………..=

………………………………………………………..

4.3 Reactive Power (W) = = ………………………………………………………..=

………………………………………………………..

4.4 Power Factor =


21

= ………………………………………………………..=

………………………………………………………..

4.5 กำาลังไฟฟา้ตรง (Pin) = = ………………………………………………………..=

………………………………………………………..

4.6 กำาลังไฟฟา้ท่ีขบัมอเตอร ์(Pout) = = ………………………………………………………..=

………………………………………………………..

4.7 ประสทิธภิาพของมอเตอร ์( ) = = ………………………………………………………..=

………………………………………………………..

5. จากขัน้ตอนที่ 3 จะยงัไมม่กีารเปล่ียนแปลงการป้อน DC. Excitation แต่ค่อยๆ เพิม่ค่าของโหลดขึ้นเรื่อยๆ โดยปรบัรโีอสแตทของชุดอิเล็คโตรไดนาโมมเิตอร ์เพื่อเพิม่ค่าแรงบดิใหจ้นกระทัง่มอเตอรห์ลดุจากการซงิโครไนซเ์ซชัน่ ใหบ้นัทึกค่าแรงบดิท่ีจุดสดุท้าย แล้วปิดสวติชแ์หล่งจา่ยไฟฟา้


22

Pull – Out Torque = ………………………………………………………….N-m

6. ใหท้ำาตามขัน้ตอนท่ี 2 และ 3 ซำ้าอีก แต่จะเปล่ียนแปลงโดยการเพิม่ค่า DC Excitation เพิม่ขึ้นเป็น 0.4 Adc แต่ยงัคงรกัษาค่าของโหลดไวท้ี่ 1.1 N-m เหมอืนเดิม6.1 ใหว้ดัและบนัทึกค่าของ I1, I2, E1, E2 , W1 และ W2

I1 = ……………………..……… Aac I2 = ……………………………… Adc

E1 = ……………………………..V E2 = ………...……………………..V

W1 = ……………………………. Watts W2 = ……………………………. Watts

7. ทำาไม ค่ากระแส I1 จงึมค่ีาเพิม่ขึ้นจากการขัน้ตอนท่ี 3 ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................................

8. จากค่าต่างๆ ท่ีได้จากขัน้ตอนท่ี 6 ซึ่งเป็นค่าในสภาวะที่มอเตอรจ์า่ยโหลดเต็มท่ี ใหค้ำานวณหาค่าต่างๆ ดังน้ี8.1 Apparent Power (VA) =

= ………………………………………………………..= ………………………………………………………..

8.2 Real Input Power (W) = = ………………………………………………………..


23

= ………………………………………………………..

8.3 Reactive Power (W) = = ………………………………………………………..=

………………………………………………………..

8.4 Power Factor = = ………………………………………………………..=

………………………………………………………..

8.5 กำาลังไฟฟา้ตรง (Pin) = = ………………………………………………………..=

………………………………………………………..

8.6 กำาลังไฟฟา้ท่ีขบัมอเตอร ์(Pout) = = ………………………………………………………..=

………………………………………………………..

8.7 ประสทิธภิาพของมอเตอร ์( ) = = ………………………………………………………..


24

= ………………………………………………………..

9. จงหาค่า Pull-Out ท่ีกระแส DC Excitation เท่ากับ 0.4 Adc แล้วปิด (Off) สวติชข์องแหล่งจา่ยไฟฟา้

Pull – Out Torque = ………………………………………………………….N-m

10. ค่า DC Excitation ท่ีเพิม่ขึ้น สง่ผลต่อค่า Pull – Out Torque อยา่งไร จงอธบิาย

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................

11. ค่า Pull – Out Torque ท่ีเปล่ียนแปลง สง่ผลต่อค่าประสทิธภิาพของมอเตอรอ์ยา่งไรบา้ง จงอธบิาย

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................

วเิคราะห์และสรุปผลการทดลองท่ีได้จากการทดลองสว่นท่ี 3...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ............


25

.........................................................................................

......................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................ ............

.........................................................................................

......................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................ ............

.........................................................................................

......................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................ ............

.........................................................................................

......................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................ ............

.........................................................................................

......................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................ ............


26

.........................................................................................

......................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................ ............

.........................................................................................

......................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................คำาถามท้ายการทดลอง

1. ในการเริม่เดินเครื่องซงิโครนัสมอเตอร ์จะต้องระมดัระวงัอยา่งไรบา้ง...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................................

2. เหตผุลท่ีต้องต่อขดลวดโรเตอรข์องซงิโครนัสอยูก่ับความต้านทานภายนอกในขณะท่ีเริม่ทำาการเริม่เดินเครื่อง มอียู ่2 ประการ คือ

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................ ............

.........................................................................................

......................................................................

.........................................................................................

..................................................................................


27

3. จงยกตัวอยา่งการประยุกต์ใชง้านซงิโครนัสมอเตอร ์ท่ีสามารถทำางานท่ีค่าตัวประกอบกำาลังได้ทัง้แบบนำา (Leading) และ แบบตาม (Lagging)

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................ ............

.........................................................................................

......................................................................

.........................................................................................

..................................................................................

4. ควรเดินเครื่องซงิโครนัสมอเตอรใ์นชว่งภาวะโหลดเต็มพกิัดตลอดเวลาหรอืไม ่เพราะเหตใุด จงอธบิาย

.........................................................................................

..................................................................................

.........................................................................................

.................................................................................. ......

.........................................................................................

............................................................................ ............

.........................................................................................

......................................................................

.........................................................................................

..................................................................................


28

การทดลองที่ 3 - Naresuan University · Web viewปร บร...

Documents

Transcript of การทดลองที่ 3 - Naresuan University · Web viewปร บร...