Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập 1:Uđm=400V; fđm=60Hz; đấu YCó số cực 2p=4; R1=2R’2=0,2 Ω; X1=0,5Ω; X2’=0,2Ω; Xm=20ΩBỏ qua tổn hao sắt, tổn hao cơ, Pmq=800 W
Bài tập 1: U đm =400V; f đm =60Hz; đấu Y Có số cực 2p=4; R 1 =2R ’ 2 =0,2 Ω; X 1 =0,5Ω; X 2 ’ =0,2Ω; X m =20Ω Bỏ qua tổn hao sắt, tổn hao cơ, P mq =800 W a/ Với I d =I p =I 1 =54,623 A b/ c/ d/ e/ Từ câu a/ ta có cos = cos20 0 = 0,94 f/ Bài 2. (Trang 19) a. Ta có: 0000 cos3 ϕ IUP = 2,0 33803 400 3 cos 00 0 0 = ∗∗ ==⇒ IU P ϕ Vì ở chế độ không tải nên đtFeđ PPPP ++= 10 Mà mqFe PP 5,1 = và mqđt PP ≈ mqđmqmqđđtFeđ PPPPPPPPP 5,25,1 1110 +=++=++=⇔ ( ) WIRP đ 02,7326,033 22 111 =∗∗== ( ) W PP P đ mq 192,157 5,2 02,7400 5,2 10 = − = − =⇒ ( ) WPP mqFe 788,2355,1 ==⇒ Ta có: 2 3 ccFe IRP = mà 6,02,03cos 00 =∗=∗= ϕ II c ( ) Ω= ∗ = ∗ =⇒ 32,218 6,03 788,235 6,03 22 Fe c P R Ta có: ( ) Ω∠=== 0 033,73 3 220 3 U Z TĐ 206,2 1450 6060 1450 =⇒==⇒== p f p p f n r 1500 2 506060 = ∗ == p f n s 03,0 1500 14501500 = − = − = s rs n nn s ( ) Ω= − ∗= − ⇒ 27,25 03,0 03,01 7817,0 1 ' 2 s s R ( ) Ω−∠= + ∗ ⇒ − +++ + ∗ − ++∗ + ∗ ++= 0 ' 2 ' 2 ' 2 ' 2 ' 2 ' 2 11 67,16579,40 1 1 mc mc mc mc mc mc TĐ jXR jXR s s RjXR jXR jXR s s RjXR jXR jXR jXRZ Bài 3: Động cơ không đồng bộ 3 pha,100HP (1HP = 746W), stator nối Y, 600V, có tốc độ đồng bộ 1800v/ph. Động cơ tiêu thụ công suất điện P = 70W, dòng stator I s =78A, tốc độ rotor n r =1763v/ph, tổn hao sắt P Fe 2kW, tổn hao do ma sát và quạt gió P cơ =1,2KW, điện trở đo được giữa 2 đầu cực của dây quấn stator R s-s =0,34Ω. Tính: a) Công truyền từ stator qua rotor. b) Tổn hao đồng rotor. c) Công suất cơ học trên trục máy. d) Hiệu suất. e) Moment trên trục máy. Bài giải a) Công suất truyền từ stator qua rotor P đt = P 1 – P đ1 - P Fe = P 1 - 3.R s. I 2 – P Fe = 70 - 3.0,17.(78.10 -3 ) 2 - 2 = 66,9 (KW) b) Tổn hao đồng rotor Ta có: P đ2 =s.P đt = 0,02.66,9= 1,338 KW c) Công suất cơ trên trục máy P cơ =(1 – s).P đt = ( 1 – 0,02). 66,9= 65,562 KW d) Hiệu suất Ta có: P 2 = P c - P mq = 65,562 – 1,2= 64,362 (KW) e) Moment trên trục máy Ta có: n=1763 v/ph = 29,38 (vòng/giây) (vòng/giây) g/ h/ Gọi k là tỷ số máy biến áp tải Z AB Từ điều kiện : BÀI 4:Một động cơ không đồng bộ 3 pha roto dây quấn, có các thông số định mức: Y/∆- 380V/ 220V; 13kW; 50Hz; 1460 vòng/phút; cosφ đm = 0,89; Ƞ đm = 0,91. Thông số dây quấn stato và roto: R 1 = 0,205 Ω; X 1 = 0,94 Ω; w 1 = 120 vòng; k dq1 = 0,926; R 2 = 0,0656 Ω; X 2 = 0,27 Ω; w 2 = 60 vòng; k dq2 = 0,958. Động cơ được nối vào lưới điện có điện áp 380 V. Bỏ qua dòng từ hóa, hãy tính các thông số định mức sau: a) Dòng điện động cơ tiêu thụ ? b) Moment quay điện từ M đt và moment quay hữu ích M đm ? c) Để moment mở máy đạt tỷ số cực đại M max thì điện trở R m thêm vào mỗi pha roto là bao nhiêu ? d) Tính dòng mở máy khi có R m ? e) Nếu không cắt bỏ R m thì động cơ sẽ quay tải có moment cản bằng M đm ở tốc độ ổn định nào ? BÀI GIẢI a) Dòng điện động cơ tiêu thụ: b) Tổn hao đồng stato: Công suất điện từ: Tốc độ góc từ trường quay: Moment điện từ: Moment quay hữu ích: c) Tìm điện trở khởi động R m thêm vào mỗi pha roto để có moment mở máy lớn nhất M max : Hệ số quy đổi dòng và áp: Để moment mở máy đạt cực đại: d) Dòng điện mở máy khi có R m : e) Tốc độ ổn định khi không cắt bỏ điện trở khởi động R m với moment tải định mức: Cách 1: Áp dụng quan hệ với: M = M 2 = 85,027 N.m s max = s th =1 (*) Tốc độ quay roto: Cách 2: Áp dụng phương trình moment quay của động cơ: Tốc độ quay roto: Bài 5: I. Từ thí nghiệm không tải ta có: 0 0 380 220 3 3 d pha U U V= = = Mặc khác: 1 60 60.50 1500 2 f n p = = = (vòng/phút) 1 0 0n n s= ⇒ = 0 0 2 0 0 3 P R I = = Vì 1 0 0 Fe P R = = ( ) 0 0 0 0 0 1 220 14,67 15 14,67 pha U Z I Z X X X X X X ϕ ϕ ϕ ϕ = = = Ω ⇒ = = + = ⇒ = Ω Từ thí nghiệm ngắn mạch: Xem 0 0I ≈ (bỏ qua X ϕ ) 2 2 1800 0,416 3 3.38 n n n P R I = = = Ω ' ' 1 2 2 0,416 n R R R R= + ⇒ = Ω 2 95 1,443 3.38 npha n n U Z I = = = Ω ' ' 2 2 1 2 2 1,382 n n n X X X X Z R= + = = − = Ω 1,382j Ω 0,416Ω 14,67j Ω 1 0,416. s s − Ω II. a) 3 AX 220 6,606.10 W 4,44. .W . 4,44.50.150.1 pha M pha dq U b f k − Φ = = = b) Chứng minh công thức Ta có lực điện từ tác dụng lên thanh dẫn bằng . . 2 u tb I F B L a → = Mômen của lực F → đối với trục quay là . . . . 2 2 2 u tb I D D m F B L a → = = Trong đó B là từ cảm trung bình lúc tải dưới mỗi cực . . 2 t t tb B D L s p π Φ Φ = = Trên phần ứng có tổng cộng N dây dẫn nên: .2 . . . . . . . . . . 2 2 2 . t u dt t u p I L D p N M m N N I D L a a π π Φ = = = Φ Hay . . dt M t u M K I= Φ Với . 2 . M p N K a π = là hằng số mômen phụ thuộc vào kết cấu của động cơ. c) d) e) 1 . dt M R M K I = Φ để dt M và 1 R I không đổi thì onst M cΦ = Mà AX 4,44. .W . pha M pha dq U f k Φ = ons U c t f ⇒ = thì ons M c tΦ = Bài 6: Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc, có các số liệu định mức: 50 HP (1 HP = 746 W), 6 cực, 450 V, 60 Hz, 1120 v/ph, hiệu suất η đm = 91%, hệ số công suất cosϕ đm = 89%. Khi mở máy trực tiếp động cơ ở điện áp định mức, có các bội số moment mở máy M mm /M đm = 1,7 và dòng mở máy I mm /I đm = 5. Xác định: a. Độ trượt định mức và moment định mức b. Moment mở máy và dòng stator (dây) ở tải định mức c. Tỷ số biến áp của máy tự biến áp 3 pha cần thiết để khi mở máy động cơ, sao cho dòng (dây) stator khi ấy còn là 200% dòng định mức. Tính dòng trên đường dây cấp điện cho hệ (tự biến áp + động cơ) khi mở máy và moment khi ấy d. Động cơ được hoạt động ở tần số 50 Hz, để cho tình trạng bảo hòa mạch từ của động cơ vẩn như cũ, điện áp cung cấp phải có giá trị bao nhiêu? e. Công suất (lý thuyết) của động cơ trong điều kiện làm việc của câu d. Bài làm a. Độ trượt định mức và moment định mức: phútvòng p f n /1200 3 60.6060 1 === 067,0 1200 11201200 1 = − = − = đm đm đm n nn S mN n PP M đm đmđm đm .03,318 1120.2 60.10.3,37 .2 60. 3 2 1 2 === Ω = ππ b. Moment mở máy và dòng stator (dây) ở tải định mức: mNMM đmmm .65,5407,1. == Ta có: kW P P đm đm đm 41 91,0 3,37 2 1 === η đmđmđmđm IUP ϕ cos 3 1 = A U P I đmđm đm đm 1,59 89,0.450.3 10.41 cos 3 3 1 ===⇒ ϕ c. Tỷ số biến áp của máy tự biến áp 3 pha cần thiết để khi mở máy động cơ, sao cho dòng (dây) stator khi ấy còn là 200% dòng định mức. Tính dòng trên đường dây cấp điện cho hệ (tự biến áp + động cơ) khi mở máy và moment khi ấy: Theo đề: đmđc II %200= K I I ZK U Z U IKI mm đc mm mm mm đc mmđc =⇒=== . . Mà đmmm II 5= 6,1 2 5 2 5 5 2 2 ==⇒=⇒= KK K I I đm đm Dòng điện mở máy: A K I K I I đmđc mm 28,47 5,2 1,59.2 2 22 * ==== Moment mở máy: mN K M M mm mm .26,216 5,2 65,540 2 * === d. Động cơ được hoạt động ở tần số 50 Hz, để cho tình trạng bảo hòa mạch từ của động cơ vẩn như cũ, điện áp cung cấp có giá trị là: VUU f f U f f U U 375450. 60 50 . 21 1 2 2 1 2 1 2 = =⇒ =⇒= e. Công suất (lý thuyết) của động cơ trong điều kiện làm việc của câu d là: kWPP f f P f f P P 08,313,37. 60 50 . 21 1 2 2 1 2 1 2 = =⇒ =⇒= Bài 8 : Một động cơ rotor lồng sóc có thông số định mức: 250 kW, ∆/Y – 220/380 V, 50 Hz, 1600 vòng/phút, η đm = 0,945; cosφ đm = 0,92 và thông số mở máy trực tiếp: M mm /M đm = 1,3; I mm /I đm = 5; cosφ mm = 0,25. Nguồn cung cấp có điện áp U = 380 V và chịu được dòng điện I = 1600A. Biết moment cản của tải không phụ thuộc tốc độ quay và bằng 0,8M đm . Hãy phân tích biện pháp nào mở máy được động cơ: a. Trực tiếp b. Đối nối Y - ∆ c. Dùng cuộn kháng d. Dùng tự ngẫu Bài giải a. Với phương pháp mở máy trực tiếp động cơ trên: Ta có: )(437 92,03803945,0 10250 cos3 3 A U P I đmđmđm đm đm = ××× × = ××× = ϕη I mm = 5 x I đm = 437 x 5 = 2185 (A) Vì dòng điện mở máy lớn hơn dòng cho phép của mạng điện nên không thể mở máy bằng phương pháp mở máy trực tiếp cho động cơ trên. b. Dùng bộ đối nối Y - ∆ Dòng điện mở máy: )(728 3 2185 AI mm == Moment mở máy: đm đm mm M M M 43,0 3 3,1 == Vì moment mở máy nhỏ hơn moment cản nên chúng ta không thể sử dụng bằng phương pháp đối nối Y - ∆ để mở máy động cơ trên. c. Dùng cuộn kháng: Khi ta dùng một cuộn kháng đặt vào dây quấn của động cơ sẽ làm giảm điện áp đặt lên dây quấn của đông cơ dẫn đến dòng điện mở máy giảm. 37,1 1600 2185 ==k Moment mở máy lúc này: đm đmđm mm M M k M M 69.0 37,1 3,13,1 22 === Do moment mở máy nhỏ hơn moment cản nên không thể dùng phương pháp dùng cuộn kháng để mở máy động cơ trên. d. Dùng máy biến áp tự ngẫu: Gọi k là hệ số máy biến áp tự ngẫu. Để phù hợp thì dòng điện phải giảm k 2 lần. 37,1 1600 2185 2 ==k Moment mở máy khi dùng máy biến áp tự ngẫu lúc này là: đm đmđm mm M M k M M 95,0 37,1 3,13,1 2 === Như vậy, có thể dùng phương pháp dùng máy biến áp tự ngẫu để mở máy cho đông cở trên. Bài 9. a) Hệ số trượt: 0267,0 1500 14601500 = − = − = s rs n nn s ( ) ( ) )(116,22 194,0 0267,0 25,0 17.0 220 ' 21 ' 2 1 1 0 A j jXX s R R u I đm Đm −∠= ++ + = ++ + = [...]... ? Tính dòng mở máy trên đường dây cấp điện khi đó? c Động cơ nói trên được dùng như máy phát không đồng bộ, được kéo bởi một tuabin gió Máy khi đó được nối với lưới phân phối công suất vô cùng lớn ,điện áp là 400 V Máy làm việc ở chế độ trượt s = -1% Tính công suất tác dụng máy phát ra Cho rằng tổn hao cơ học (ma sát, quạt gió…) là không đáng kể Lưu ý: rm , X m lần lượt là điện trở, điện kháng mạch... 1,612 Iđc = 120,9 (A) * M mm = 46,28 (N.m) Bài 12: Cho động cơ không đồng bộ 3 pha, 4 cực, stator nối Y, được cung cấp điện áp U (áp dây) có tần số f thay đổi được ( bộ biến tần), n là tốc độ quay của rotor, số vòng dây một pha dây quấn stator là W = 600 vòng, hệ số dây quấn k = 1, điện trở rotor (đã qui về stator) r'2= 1 Ω Bỏ qua điện trở dây quấn stator , điện trở tản từ stator, tổn hao sắt cũng như... moment Mmax Giải a/ => Mmax = 2,5.268,05 = 670,125 N.m Ta có: => nrqt = ns(1-0,066) = 1401 v/phút b/ nrmax = ns(1-smax) = 1500(1-0,24) = 1140 v/phút c/ Rm nối tiếp R'2 để Mmmmax khi: Bài 14: Động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc, 400HP (1HP = 746kW), 230/400 V, 50 Hz, dòng điện định mức stato I dm = 952 / 550 A,1465v / phut , dây quấn stato nối ∆ Υ Bội số dòng mở máy trực tiếp I mm I dm = 6 , bội số... + X n Bài 10: Một động cơ không đồng bộ dây quấn có các số liệu định mức: Udm = 2300 V; 50 Hz; 6 cực, kéo một phụ tải có moment không đổi, tiêu thụ dòng điện I = 23 A, tốc độ n = 950 v/ph và moment = 500 N.m Thí nghiệm không tải và ngắn mạch có số liệu như sau: ) ( ) ( Thí nghiệm không tải: P0 = 1550 W, I0 = 4.1 A Thí nghiệm ngắn mạch: Un = 268 V, Pn = 9600 W, In = 25 A Giả thiết tổn hao cơ không đáng... ) − 0,01 = 550 Bài 15: Động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc 4 cực, U đm = 460 V, 50 Hz, Pđm = 150 kW, Mmm/Mđm = 1,25 và Imm = 1450 A khi mở máy trực tiếp vào lưới điện, η đm = 92%, cosφđm = 82%, sđm = 2% động cơ được dùng để kéo một bơm ly tâm đòi hỏi một moment mở máy tối thiểu là 484,6 N.m Xác định: a Dòng định mức và moment định mức của động cơ b Điện áp tối thiểu của lưới điện mà động cơ... 11,1% Bài 11 Một động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc với các số liệu định mức: Uđm= 380 V, nối Y, Iđm = 30 A, nđm = 1440v/ph, hiệu suất η = 0,89, cosφ = 0,86, tỷ số Mmax/Mđm= 2,2, tổn hao cơ và tổn hao phụ = 320 W, xem như không đổi, điện trở stator r1 = 0,25 Ω, Imm/Iđm = 6,5, Mmm/Mđm = 1,2 Tính: a Moment định mức Mđm, tổng tổn hao, tổn hao đồng trên rotor, tổn hao thép b Smax, Mmax c Dùng máy biến... ngẫu mở máy thì: 1,2 M đm 1 M mmTN = 2 M mm = k k2 1,2M đm 1,2M đm k2 = = M mmTN 0,7 M đm k= 1,2 = 1,309 0,7 d) Dòng mở máy trên phía sơ cấp tự ngẫu: 1 1 I mmscap = 2 I mm = 725 = 423,115( A) 1,309 k • Dòng mở máy stator (trị dây) : 1 725 I mmstator = k I mmscap = k I mmscap = = 553,858 ( A) k 1,309 Bài 22: Động cơ không đồng bộ rotor dây quấn, 4 cực, dây quấn stator nối Y.Trong suốt bài tóan... cơ khi làm việc với tải nói trên và độ trượt d Tíng công suất hữu ích trên trục máy của động cơ e Tính hiệu suất phía rotor (định nghĩa là công suất trên trục máy/ công suất điện từ), tổn hao đồng rotor f Tính tổn hao đồng stator g Công suất điện tiêu thụ, hiệu suất và hệ số công suất của động cơ 2 Động cơ được cấp điện từ bộ biến tần có đặc tính U/f = const, điểm làm việc trên đặc tính cơ là M = 40 N.m,... kéo tải có momen cản không đổi bằng 20 N.m, dòng điện tác dụng I r được giữ sao cho không đổi Khi đó φ M = const, có thể tính momen điện từ theo biểu thức sau: M dt = A.(f - B.n) , Trong đó A, B là các hệ số cần tính cho trường hợp U = 400 V, f = 50 Hz Bài Giải a) Ở điều kiện không tải : • 60 f 60.50 f = 50 Hz : n 1 = p = 2 = 1500 ( v/ph ) Vì động cơ quay không tải nên hệ số trượt s gần bằng 0 : n = n... 21: Động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc nối có: Uđm= 220 V, fđm=60 Hz, 2p = 12, Pđm = 37,5 kW, ηđm = 89%, cosϕđm = 81%, nđm = 595 v/ph, Imm = 725 A, Mmm/Mđm = 1,2 Tính: a) Iđm, Mđm b) Gía trị điện áp lưới tối thiểu để moment mở máy có giá trị lớn hơn 70% moment định mức Nếu dùng biến áp tự ngẫu để mở máy Tính: c) Tỷ số biến áp để có giá trị moment mở máy như câu b d) Dòng mở máy stator (trị . mở máy lớn hơn dòng cho phép của mạng điện nên không thể mở máy bằng phương pháp mở máy trực tiếp cho động cơ trên. b. Dùng bộ đối nối Y - ∆ Dòng điện mở máy: )(728 3 2185 AI mm == Moment mở máy: đm đm mm M M M. mở máy trên đường dây cấp điện khi đó?. c. Động cơ nói trên được dùng như máy phát không đồng bộ, được kéo bởi một tuabin gió. Máy khi đó được nối với lưới phân phối công suất vô cùng lớn ,điện. khi: Bài 14: Động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc, 400HP (1HP = 746kW), 230/400 V, 50 Hz, dòng điện định mức stato ,/1465,550/952 phutvAI dm = dây quấn stato nối Υ∆ Bội số dòng mở máy