Lý thuyết tập máy điện MẠCH TỪ VÀ LỰC ĐIỆN TỪ TÓM TẮT LÝ THUYẾT BÀI TẬP Bài 1: Mạch từ hình có kích thước: S = Sδ =9cm2; δ = 0,05cm; lc = 30cm; N = 500 vòng Mạch từ có r = 70.000, Bc = 1T Hãy xác định từ trở Rc Rδ Hãy xác định từ thông  Dòng điện I Hình Tự cảm L Năng lượng dự trữ W Điện áp cảm ứng, với Bc = 1.sint Bài 2: Cấu trúc mạch từ máy điện đồng mô tả hình Cho rotor stator có từ thẩm không xác định (tức   ) Hãy xác định giá trị từ thông qua khe hở δ từ cảm Bδ Biết I = 10A, N = 1000 vòng, δ = 1cm, Sδ = 2000cm2 S Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Hình Hình Hình Lý thuyết tập máy điện Bài 3: Mạch từ hình bao gồm cuộn dây N vòng đặt lõi từ có từ thẩm vô lớn Mạch từ có hai khe hở không khí song song có độ lớn tương ứng δ1 δ2 tiết diện lõi tương ứng S1 S2 Hãy xác định: Tự cảm L cuộn dây Mật độ từ thông B1 khe hở thứ cuộn dây mang dòng điện I Bỏ qua hiệu ứng rò, tản vùng khe hở không khí Bài 4: Cho vật liệu lõi thép có đường từ hóa DC hình Hãy xác định dòng điện I Bc = 1T Hình Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện Bài 5: Lõi thép hình làm từ thép cán định hướng M-5 Cuộn dây kích thích điện áp, sinh lõi thép từ cảm có giá trị B = 1,5sin377t (T) Hệ số ép chặt lõi thép 0,94 Trọng lượng riêng thép 7,65g.cm2 Hãy xác định: Giá trị điện áp đặt lên cuộn dây Biên độ dòng điện Giá trị hiệu dụng dòng điện kích từ lõi thép Tổn hao lõi thép Hình Hình Bài 6: Đối với nam châm điện có mạch từ hình chữ U biểu diễn hình Hãy xác định từ dẫn rò đơn vị theo phương pháp phân chia từ trường Bài 7: Đối với mạch từ 6, xác định từ dẫn khe hở không khí xét tới từ dẫn tản xung quanh cực từ không xét tới từ dẫn tản hai giá trị : 1 = 4mm 2 = 1,6mm Hãy giải thích tỷ lệ phần trăm phần từ dẫn tản so với từ dẫn toàn phần phụ thuộc vào giá trị a/ Bài 8: Hãy xác định góc lệch pha  hai từ thông qua vòng ngắn mạch S2 không qua vòng ngắn mạch với diện tích cực từ S1 giá trị khe hở không khí cho trước tương ứng 1 2 Tần số dòng điện kích thích từ f = 50Hz vòng Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện ngắn mạch có điện trở rnm = 3.10-4; S1 = 0,6.10-4m2; S2 = 1,2.10-4m2; 1 = 2 = 0,1mm Bài 9: Đối với mạch từ 8, xác định giá trị hệ số đập mạch theo phần trăm p hệ số dự trữ lực Phản lực hệ thống vị trí nắp hút F f = 12N, từ thông làm việc có giá trị 1 = 6,75.10-5 (Wb); 2 = 5,78.10-5 (Wb) Bài 10: Hình 10 mô tả mạch từ có chứa thành phần làm từ vật liệu NCVC Lõi từ phần ứng có từ thẩm cao mặt cuộn dây dùng để từ hóa vật liệu NCVC Cuộn dây lấy (di chuyển) sau hệ thống từ hóa Phần ứng di chuyển theo phương x dẫn hình, khe hở không khí thay đổi (2cm2 < S < 4cm2) Cho vật liệu ALNICO-5 Hãy xác định chiều dài lm NCVC, cho hệ thống vận hành đường phục hồi, cắt qua giá trị [B.(-H)]max đường cong khử từ vật liệu Giải thích trình từ hóa nam châm Tính từ cản B khe hở phần ứng chuyển động Hình 10 Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Hình 11 Lý thuyết tập máy điện Bài 11: Đối với NCVC có hình thỏi chữ nhật, xác định tg, đặc trưng cho điểm làm việc đường cong khử từ Chiều dài nam châm: lnc = 3,2.10-2m Các cạnh: b = 1,78.10-2m; a = 0,89.10-2m (Hình 11) Bài 12: Một mạch từ có khe hở không khí có kích thước sau: tiết diện Sc = 1,5.10-3 m2; chiều dài lõi từ lc = 0,7m; δ = 2,5.10-3m; N = 75 vòng (Hình 12) Bỏ qua từ thông rò, tản dòng điện I = 1A, tính: a Giả thiết lõi thép mạch từ có độ từ thẩm không xác định (µ) Từ thông tổng Từ thông móc vòng cuộn dây  Tự cảm L cuộn dây b Giả thiết lõi thép mạch từ có độ từ thẩm µ = 1500µ0 Từ thông tổng Từ thông móc vòng cuộn dây  Tự cảm L cuộn dây Hình 12 Hình 13 Bài 13: Mạch từ hình 13 ghép từ vòng hình xuyến có độ dày D = 2cm, vòng xuyến có bán kính Ri bán kính R0 Bỏ qua rò, tản, xác định: a Giả thiết sắt từ có từ thẩm không xác định (µ) Chiều dài lõi thép lc tiết diện Sc Từ trở lõi thép Rc khe hở không khí Rδ N = 75 vòng Tự cảm L cuộn dây Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện Dòng điện I cần thiết tương ứng với giá trị từ cảm khe hở không khí B δ = 1,2T Từ thông móc vòng cuộn dây  b Giả thiết sắt từ có từ thẩm không xác định µ = 750µ0 Chiều dài lõi thép lc tiết diện Sc Từ trở lõi thép Rc khe hở không khí Rδ N = 75 vòng Tự cảm L cuộn dây Dòng điện I cần thiết tương ứng với giá trị từ cảm khe hở không khí B δ = 1,2T Từ thông móc vòng cuộn dây  Bài 14: Hình 14 trình bày mặt cắt mạch từ đối xứng có N vòng dây Bỏ qua từ thông rò tản, cho từ thẩm lõi thép mạch từ không xác định (µ), dòng điện cuộn dây có giá trị I (A) bề dày mặt từ 2h Hãy tính giá trị từ thông Φ, từ cảm Bδ khe hở không khí, từ cảm bên lõi thép B tự cảm cuộn dây L Cuối xác định giá trị h R3 theo R1 R2 cho tự cảm L đồng bên mạch từ Cho mạch từ có độ từ thẩm µ = 2000µ0, N = 100 vòng kích thước khác có giá trị: R1 = 1cm; R2 = 3cm; l = 2,5cm; h = 1cm; δ = 0,2cm Hãy xác định giá trị h R3 cho từ cảm B bên mạch từ đồng Hãy xác định giá trị tự cảm L cuộn dây Lõi thép mạch từ hoạt động giá trị từ cảm cực đại B = 1,5T tần số f = 60Hz Hãy xác định giá trị biên độ, hiệu dụng điện áp cảm ứng cuộn dây Lập lại câu 3/ tần số nguồn điện 50Hz Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện Hình 14 Hình 16 Bài 15: Một sóng điện áp vuông có tần số f = 60Hz có bán kỳ âm, dương với biên độ Emax đặt lên điện trở cuộn dây có N = 1000 vòng quấn quanh lõi thép có tiết diện 1,25.10-3m2 Hãy vẽ đồ thị điện áp, từ thông móc vòng cuộn dây, từ thông biến thiên lõi thép theo thới gian Hãy xác định giá trị cho phép E cho từ cảm cực đại không vượt 1T Bài 16: Một phần cảm thiết kế có lõi từ hình 16 Nó có tiết diện không đổi Sc = cm2 chiều dài lc = 20cm Mạch từ có khe hở điều chỉnh với độ lớn δ cuộn dây N vòng dây Hãy tính δ N cho tự cảm L 15 (mH) cho phần cảm hoạt động giá trị dòng điện cực đại 5A mà không bị bảo hoà Giả thiết bão hoà xảy từ cảm cực đại lõi thép vượt 1,7T cho lõi thép có từ thẩm µ = 3000µ0 Đối với dòng điện cuộn cảm 5A, xác định: a Năng lượng từ trường dự trữ bên khe hở không khí b Năng lương từ trường tổng dự trữ cho phương trình W δ = B(H) S.l = W Bài 17: Một cấu dự trữ lượng điện – bao gồm cuộn dây quấn xunh quanh hình xuyến phi từ tính (µ = µ0) (Hình 17), có N vòng dây, đường kính lõi xuyến 2a, bán kính trung bình r Hình dạng thiết bị cấu tạo Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện cho xem từ trường phía bên lõi xuyến Khi a 0) tải dung (φ2 < 0) Tải dung U2đm Tải trở U2 2.1.8 Tải cảm I2 I2đm Hình 2.7 Đặc tuyến máy biến áp Hiệu suất máy biến áp Gọi P2 công suất máy biến áp phát cho tải P1 = P2 +Pth công suất nhận từ nguồn η hiệu suất máy biến áp: k t Sdm cos P   P1 k t Sdm cos  P0  k 2t Pn (2.14) P0: tổn hao không tải Pn: tổn hao ngắn mạch Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện Nếu cosφ2 không đổi, η hàm số kt ta có đường đặc tuyến hiệu suất máy biến áp: η ηmax 0.5 P0 Pn Hình 2.8 Đặc tuyến hiệu suất máy biến áp pha dη = Từ công thức 2.14, ta thấy lúc kt có giá trị dk1 cho k2tPn = P0: nghĩa tổn hao đồng tổn hao lõi thép Hệ số tải lúc hiệu suất cực đại là: Hiệu suất cực đại kt  P0 Pn (2.15) Với máy trung bình lớn, hệ số tải kt = 0.5 ÷ 0.7 hiệu suất cực đại BÀI TẬP Bài 1: Một máy biến áp pha 50hz có tỷ số biến đổi có điện trở 0,9 0,03; điện kháng 5 0,13 tương ứng với phần dây quấn cao hạ Hãy xác định: Điện áp bên phía cao phía hạn bị ngắn mạch dòng điện ngắn mạch dòng điện ứng với tải định mức 200A Hệ số công suất ngắn mạch Bài 2: Một máy biến áp pha 75KVA; U1/U2 = 15/0,4KV; 50Hz; Pn= 1000W; P0 = 250W; Un% = 2,5%; I0% = 2% Tải cảm mắc vào thứ cấp máy biến áp với cos2 = 0,8 Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện 1 Tính điện trở điện kháng tản dây quấn sơ cấp thứ cấp (r 1, r’2, x1, x’2), biết điện trở điện kháng tản dây quấn thứ cấp qui đổi sơ cấp điện trở điện kháng tản dây quấn sơ cấp Nếu xem mạch điện thay máy biến áp hình T với nhánh từ hoá gồm điện trở rm điện kháng xm mắc nối tiếp Tính rm, xm Tính điện áp thứ cấp máy biến áp vận hành với công suất tải 50KVA Tính công suất tải để máy biến áp vận hành với hiệu suất lớn Hiệu suất lúc bao nhiêu? Bài 3: Một máy biến áp pha 30KVA, địên áp 6000/230V có điện trở dây quấn sơ cấp 10 dây quấn thứ cấp 0,016 Điện kháng máy biến áp tính từ phía sơ cấp 34 Hãy xác định: Điện áp phía sơ cấp dây quấn thứ cấp ngắn mạch có dòng điện chạy qua trị số dòng điện định mức Độ thay đổi điện áp máy biến áp tải 30KVA với hệ số công suất cos = 0,8, dòng điện chậm pha Bài 4: Một máy biến áp pha 12 KVA, điện áp 220/440V, tần số 50Hz với số liệu thử nghiệm sau: Thí nghiệm không tải: phần sơ cấp: 220V; 2A; 165W Thí nghiệm ngắn mạch: phần thứ cấp: 12V; 15A; 60W Vẽ mạch điện thay với số liệu qui đổi phía hạ Tính điện áp thứ cấp lúc tải định mức có cos2 = 0,8, dòng điện chậm pha Bài 5: Một máy biến áp pha 125 KVA, điện áp 2000/400V, tần số 50Hz với số liệu thử nghiệm sau: Thí nghiệm không tải: 2000V; 1A; 165W phần cao Thí nghiệm ngắn mạch: phần thứ cấp: 13V; 200A; 750W phần hạ Hãy tính: Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện 1 Dòng điện từ hóa dòng điện tác dụng lúc không tải ứng với điện áp tần số định mức Hiệu suất máy tải định mức ứng với hệ số công suất cos2 = 1, cos2 = 0,8 dòng điện chậm pha, cos2 = 0,8 dòng điện sớm pha Điện áp dây quấn thứ cấp tải định mức ứng với cos2 = 1, cos2 = 0,8 dòng điện chậm pha, cos2 = 0,8 dòng điện sớm pha Bài 6: Tính toán hiệu suất máy biến áp 100KVA chế độ ½ tải, đầy tải 1,25 tải tương ứng với: Hệ số công suất cos = Hệ số công suất cos = 0,8 dòng điện chậm pha Cho biết trước tổn hao phần đồng 1000W tải định mức tổn hao thép 1000W Bài 7: Một máy biến áp pha Y/Y-12 có thông số định mức: Sđm = 180KVA; U1/U2 = 6/0,4KV; 50Hz; Pn= 4KW; P0 = 1KW; Un% = 5,5%; I0% = Giả sử r1 = r’2 x1 = x’2 Hãy vẽ mạch điện thay máy biến áp tính thành phần điện áp ngắn mạch Bài 8: Một máy biến áp pha có thông số định mức: Sđm = 6637KVA; U1/U2 = 35/10KV; Pn= 53,5KW; Un% = 8% Tính zn, rn Giả sử r1 = r’2 Tính điện trở không qui đổi dây quấn thứ cấp Bài 9: Một máy biến áp pha có thông số định mức: Sđm = 5600KVA; Pn= 57,5KW; Un% = 5,23% Tính: Các thành phần điện áp ngắn mạch Độ thay đổi điện áp máy biến áp làm việc ¾ tải định mức với cos2 = 0,8 Bài 10: Hai máy biến áp A B nối song song để cung cấp cho tải có tổng trở (2 + j1,5) Các tổng trở tương đương tính phía cuộn dây thứ cấp (0,15 Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện + j0,5) (0,1 + j0,6) tương ứng với máy A B Điện áp lúc không tải máy A 207V máy B 205V Hãy xác định: Điện áp lúc có tải Công suất tiêu thụ tải Công suất đầu máy biến áp Bài 11: Cho ba máy biến áp làm việc song song với số liệu: Máy 1: Sđm1 = 1000KVA; U1đm = 35KV; U2đm = 6,3KV; Un% = 6,25; tổ nối dây Y/-11 Máy 2: Sđm1 = 1800KVA; U1đm = 35KV; U2đm = 6,3KV; Un% = 6,6; tổ nối dây Y/-11 Máy 3: Sđm1 = 2400KVA; U1đm = 35KV; U2đm = 6,3KV; Un% = 7; tổ nối dây Y/-11 Hãy tính: Tải máy biến áp tải chung 4500KVA Tải lớn cung cấp cho hộ dùng điện với điều kiện không máy biến áp tải Giả sử máy phép tải 20%, tải chung máy bao nhiêu? Bài 12: Máy biến áp pha có số liệu sau: Sđm = 1600KVA; U1/U2 = 20/10,5KV; Pn= 16,5KW; P0 = 3,65KW; Un% = 6,5%; I0% = 1,4%; cuộn dây đấu / Tính dòng điện định mức, dòng điện không tải, hệ số công suất không tải, điện áp ngắn mạch, hệ số công suất ngắn mạch Tính hệ số biến áp pha dây máy Tính hệ số tải β hiệu suất cực đại Tính hiệu suất β = 0,5; cos = 0,95 dòng điện chậm pha Tính độ biến thiên điện áp β = 0,75; cos = 0,95 dòng điện sớm pha Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện Bài 13: Một máy biến áp pha có thông số định mức: Sđm = 2500KVA; U1/U2 = 35/15KV; 50Hz; Pn= 25KW; P0 = 5KW; Un% = 6,5%; I0% = 1,1%; cuộn dây đấu /-11 Tính điện trở điện kháng tản dây quấn sơ cấp thứ cấp (r 1, r’2, x1, x’2), biết điện trở điện kháng tản dây quấn thứ cấp qui đổi sơ cấp điện trở điện kháng tản dây quấn sơ cấp Nếu xem mạch điện thay máy biến áp hình T với nhánh từ hoá gồm điện trở rm điện kháng xm mắc nối tiếp Tính rm, xm Tính điện áp dây máy biến áp vận hành với tải cảm có công suất 2000KVA, cos = 0,8 Tính công suất tải để máy biến áp vận hành hiệu suất cực đại Hiệu suất lúc bao nhiêu? Bài 14: Một máy biến áp pha có thông số định mức: Sđm = 560KVA; U1/U2 = 22/0,4KV; 50Hz; Pn= 6,4KW; P0 = 1,25KW; Un% = 4%; I0% = 2%; cuộn dây đấu /0-11; nhiệt độ môi trường 400C Tính điện trở điện kháng tản cuộn dây r1 r’2; x1 x’2, biết r1 = r’2 x1 = x’2 Nếu sơ đồ tương đương máy biến áp hình T, tính thành phần phản kháng tác dụng dòng điện không tải bỏ qua r1 x1 không bỏ qua r1 x1 So sánh kết nhận xét Tính điện áp thứ cấp máy biến áp mang tải có công suất P2 = 360KW; cos = 0,8; dòng điện chậm pha Tính tiền điện phải trả cho nhà cung cấp điện máy biến áp vận hành với công suất tải tiêu thụ câu 3c/ thời gian giờ, biết thiết bị đo đếm điện mắc phía cao áp máy biến đơn giá mua điện 1000đồng/KWh Máy biến áp mắc song song với máy biến áp S = 560KVA; U1/U2 = 22/0,4KV; 50Hz; Pn= 6,4KW; P0 = 1,25KW; Un% = 4%; I0% = 2%; cuộn Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện dây đấu /0-5; nhiệt độ môi trường 400C Tính dòng điện chạy dây quấn thứ cấp máy vận hành không tải Nhận xét? Bài 15: Một máy biến áp pha /-11 có thông số định mức: Sđm = 400KVA; U1/U2 = 15/0,4KV; 50Hz; Pn= 4KW; P0 = 1,2KW; Un% = 5,5%; I0% = 4% Hãy xác định: sơ đồ mạch điện thay máy biến áp cho r1 = r’2 x1 = x’2 Vẽ giản đồ vectơ biểu doễn tương quan sức điện động cuộn dây sơ cấp thứ cấp Điện áp U2 máy biến áp tải 3/4 công suất định mức, cos2 = 0,8, dòng điện sớm pha Hiệu suất % máy biến áp tải ½ công suất định mức, cos2 = 0,75, dòng điện chậm pha Bài 16: Máy biến áp pha / có S = 5600KVA; U1/U2 = 35/6,6KV; Pn= 57KW; P0 = 18,5KW; Un% = 7,5%; I0% = 4,5% Xây dựng sơ đồ thay đầy đủ máy biến áp, biết r1 = r’2 x1 = x’2 Xác định hệ số cos thí nghiệm không tải ngắn mạch Xác định điện áp thứ cấp máy biến áp tải định mức cos2 = 0,9, dòng điện chậm pha Xác định hệ số tải máy biến áp cho hiệu suất máy biến áp cực đại, tính hiệu suất cos2 = 0,9 Bài 17: Máy biến áp pha /0 có thông số định mức: S = 630KVA; U1/U2 = 22/0,4KV; Pn= 8KW; P0 = 1,6KW; Un% = 5,5%; I0% = 3% Hãy xây dựng sơ đồ thay đầy đủ máy biến áp, biết r = r’2 x1 = x’2 Hãy xác định độ thay đổi điện áp máy biến áp tải định mức cos2 = 0,8 dòng điện chậm pha Hãy xác định hiệu suất % máy biến áp tải định mức cos2 = 0,8 Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện Bài 18: Máy biến áp pha có công suất định mức: Sđm = 300 kVA; điện áp U1/U2 = 5/1 kV; sơ đồ nối dây /Y-5, tần số f=50Hz, điện áp ngắn mạch phần trăm Un = 4,8% với thành phần tác dụng điện áp ngắn mạch phần trăm U n Unr = 1,8% Phía thứ cấp (hạ áp) máy biến áp mang tải với dòng điện 1,2.I2đm hệ số công suất cos = 0,9 (dòng điện trễ pha) Xác định: a) Số dòng dây N1, N2, máy biến áp có giá trị (điện áp/vòng dây) U v = 6,8 V/vòng dây giá trị từ thông cực đại m? b) Dòng định mức sơ cấp thứ cấp? c) Hiệu suất máy làm việc tải nói trên, biết tổn thất sắt pFe = 0,026.Sđm, giả sử điện trở dây quấn sơ cấp điện trở dây quấn thứ cấp qui đổi dây quấn sơ cấp (r1=r’2)? d) Tổn thất định mức pđm dây quấn hệ số công suất cosn, làm thí nghiệm ngắn mạch? e) Vẽ giản đồ vectơ, cho thấy mối tương quan góc pha điện áp dây phía sơ cấp điện áp dây phía thứ cấp, ứng với sơ đồ nối dây /Y-5 trên? Bài 19: Một máy biến áp pha công suất Sđm = 12 KVA, điện áp U1/U2 = 220/440V, tần số fđm = 50Hz, dòng điện không tải I0% = 3,7, tổn hao không tải P0 = 165W, điện áp ngắn mạch Un% = 5, tổn hao ngắn mạch Pn = 360W Giả sử r1 = r’2 (điện trở dây quấn sơ cấp điện trở dây quấn thứ cấp qui đổi) x1 = x’2 (điện kháng dây quấn sơ cấp điện kháng dây quấn thứ cấp qui đổi) Thứ cấp máy biến áp nối với tải cảm có hệ số công suất cos2 = 0,8 a) Vẽ sơ đồ thay máy biến áp, xác định thông số mạch b) Xác định điện áp thứ cấp máy biến áp hoạt động với tải định mức c) Tính hiệu suất máy biến áp tải định mức d) Tính hiệu suất cực đại máy biến áp Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện Bài 20: Cho máy biến áp pha 10KVA – 200/400V – 50Hz với kết có từ thí nghiệm sau: Thí nghiệm không tải: 200V; 1,3A; 120W phần sơ cấp Thí nghiệm ngắn mạch: 22V; 30A; 200W phần thứ cấp a – Tính dòng điện từ hóa thành phần tác dụng dòng điện không tải b – Tính tổng trở lõi thép mạch từ c – Xác định tải ứng với hiệu suất máy biến áp cực đại tìm giá trị hiệu suất ứng với cos = Bài 21: Máy bếin áp pha  - Y – 11, 40 kVA, 10000V/400V, 50 Hz, tổn hao không tải P0 = 0,195 kW, dòng không tải i0% = (dòng không tải 4% dòng định mức), tổn hao ngắn mạch Pn = 1,1 kW, điện áp ngắn mạch Un% = 4,5; giá trị biên độ cảm ứng từ lõi thép Bm = 1,67 T Tính: a/ cos0 cosn không tải ngắn mạch b/ Điện trở tương đương điện kháng tương đương (R1 + R’2), (X1 + X’2) R’2 X’2 điện trở cảm kháng tản dây quấn thứ cấp qui đổi sơ cấp c/ Điện áp vòng dây uvòng (bằng điện áp định mức dây quấn chia cho số vòng dây), số vòng dây sơ cấp N1 thứ cấp N2, cho biết tiết diện lõi thép St = 65,4 cm2 d/ Điện trở dây quấn sơ cấp R1, cho biết chiều dài trung bình vòng dây l1 = 0,567 m, tiết diện dây điện từ sơ cấp s1 = 0,503 mm2 điện trở suất  = 0,024 .m e/ Tiết diện dây điện từ sơ cấp s2, mật độ dòng dây quấn sơ cấp thứ cấp f/ Điện trở dây quấn thứ cấp R2 Bài 22: Máy biến áp pha có số liệu sau: 230V/24V; 50 Hz; 630VA; 11,2 kg Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện a/ Tổng tổn thất làm việc tải định mức 54,8 W Tính hiệu suất máy mang tải định mức trường hợp: cos2 = 1,0 cos2 = 0,3? b/ Tính dòng điện định mức dây quấn thứ cấp I2đm? c/ Cho biết tổn thất không tải (tổn hao sắt) 32,4 W Tính tổn thất đồng tải định mức? Tính Rs, tổng điện trở dây quấn sơ cấp dây quấn thứ cấp quy đổi dây quấn thứ cấp? d/ Điện áp rơi dây quấn thứ cấp phụ tải định mức làm việc cos2 = 0,6 (tính cảm) 3,5% điện áp định mức U2đm (U2đm = 24 V) Tính Xs, tổng điện kháng tản từ dây quấn sơ cấp dây quấn thứ cấp qui đổi vầ dây quấn thứ cấp? Bài 23: Một máy biến áp pha trụ , đấu Y/ - 11 có thông số Sđm = 180 kVA; U1đm = 10 kV; U2đm = 0,23 kV; fđm = 50 Hz; P0 = 1,5 kW; i0% = 5%; Pn = kW; un% = 5,5%; tiết diện ngang trục thép F = 100 cm2; biên độ từ cảm lõi thép Bm = 1,4 T Hãy xác định: a/ Số vòng dây pha sơ cấp W1 thứ cấp W2? b/ Điện trở điện kháng tản pha sơ cấp thứ cấp? c/ Điện áp công suất cung cấp cho tải trở đấu Y đối xứng có điện trở pha R = 0,4? Bài 24: Một máy biến áp pha trụ , đấu Y/ - 11 có thông số Sđm = 180 kVA; U1đm = 10 kV; U2đm = 0,23 kV; fđm = 50 Hz; P0 = 1,5 kW; i0% = 5%; Pn = kW; un% = 5,5%; tiết diện ngang trục thép F = 80 cm2 Hãy xác định: a/ Số vòng dây pha dây quấn cao áp hạ áp để biên độ từ cảm lõi thép không vượt Bm = 1,6 T? b/ Tiết diện dây quấn cao áp hạ áp để mật độ dòng không vượt A/mm2? c/ Điện trở điện kháng pha dây quấn? Bài 25: Một máy biến áp pha 5kVA, 500/100V thử cho kết sau: - Hiệu suất cực đại máy phát 3kVA Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện - Khi đưa điện áp 100V vào phía hạ áp hở mạch phía cao áp máy tiêu thụ 100W lấy dòng 3A Tính hiệu suất máy mang tải định mức với cos = 0,8 trễ Bài 26: Một máy biến áp pha 25kVA, 440/220V, 60Hz thử cho kết sau: - Thử không tải: Hở mạch phía cao áp, gắn dụng cụ đo phía hạ áp Kết quả: 220V; 9,6A; 710W - Thử ngắn mạch: Ngắn mạch phía hạ áp, gắn dụng cụ đo phía cao áp Kết quả: 42V; 57A; 1030W Vẽ xác định thông số mạch tương đương xác quy sơ cấp Bài 27: Ba máy biến áp pha 100kVA, 19.000/220V đấu lại thành tổ máy biến áp ba pha - phát công suất định mức cho tải ba pha có cos = 0,866 trễ Chọn UAB (phía cao áp) làm gốc pha Hãy tính áp pha, áp dây, dòng pha, dòng dây (phức) phía cao áp Bài 28: Một máy biến áp pha 150kVA, /, có điện áp [dây] sơ cấp 4160V, điện áp [dây] thứ cấp 240V Xác định: a/ Tỷ số vòng dây W1[sơ cấ]/W2[thứ cấp] b/ Dòng điện sơ cấp, giá trị pha giá trị dây? c/ Dòng điện thứ cấp, giá trị pha giá trị dây? Bài 29: Máy biến áp pha 150kVA, 2400/240V, 50Hz có số liệu thử nghiệm sau: Thử nghiệm không tải, điện áp hạ áp định mức đưa vào dây quấn thứ cấp: U0 = 240V, I0 = 16,75A, P0 = 580W Thử nghiệm ngắn mạch, dây quấn thứ cấp (điện áp thấp) nối ngắn mạch, điện áp hạ thấp đưa vào dây quấn sơ cấp: Un = 63V, In = 62,5A, Pn = 1660W Tính: a/ Hiệu suất máy biến áp tải định mức, hệ số cos tải = 0,8 trễ b/ Hiệu suất máy biến áp ½ tải định mức, hệ số cos tải = 0,6 trễ Biên soạn: Lê Vĩnh Trường [...]... hút điện từ tác động lên nắp của mạch từ trên Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết và bài tập máy điện 1 MÁY BIẾN ÁP 1 TÓM TẮT LÝ THUYẾT 2 .1 Máy biến áp 1 pha 2 .1. 1 Định nghĩa Máy biến áp một pha là thiết bị tĩnh làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến hệ thống xoay chiều (U1, I1, f1) thành (U2, I2, f1) 2 .1. 2 Nguyên lý hoạt động i1 u1 i2 u2 N1  Tải N2 Hình 2 .1 Sơ đồ nguyên lý của máy. .. điện trở và từ tản dây quấn thì: E1 ≈ U1 và E2 ≈ U2 và gọi k là tỷ số của máy biến áp ta có: E1 N 1 U 1 I 2 k= = ≈ = E2 N 2 U 2 I 1 (2.4) 2 .1. 3 Các phương trình của máy biến áp - Phương trình điện áp sơ cấp: • • • • • U 1 = E 1 + R 1 I1 + jX 1 I1 = E 1 + Z1 I1 (2.5) Trong đó Z1: là tổng trở phức của dây quấn sơ cấp, Ω X1: là điện kháng tản sơ cấp, Ω R1: điện trở dây quấn sơ cấp, Ω - Phương trình điện áp... I X I ΔU2% = kt( n 1dm cos 2  n 1dm sin  2 ) .10 0 U1dm U1dm (2 .12 ) Trong đó kt = I2/I2đm hệ số tải Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết và bài tập máy điện 1 Rn: điện trở ngắn mạch, Ω I1đm: dòng định mức thứ cấp, A U1đm: điện áp định mức thứ cấp, V φ2: góc lệch pha điện áp và dòng điện Xn: điện kháng ngắn mạch, Ω 2 .1. 7.2 Đặc tuyến máy biến áp Đó là đồ thị U2 = f(I2) khi U1 = U1đm và cosφ2 = const U... mạch Bài 2: Một máy biến áp 1 pha 75KVA; U1/U2 = 15 /0,4KV; 50Hz; Pn= 10 00W; P0 = 250W; Un% = 2,5%; I0% = 2% Tải cảm được mắc vào thứ cấp máy biến áp với cos2 = 0,8 Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết và bài tập máy điện 1 1 Tính điện trở và điện kháng tản của dây quấn sơ cấp và thứ cấp (r 1, r’2, x1, x’2), biết rằng điện trở và điện kháng tản của dây quấn thứ cấp khi qui đổi về sơ cấp lần lượt bằng điện. .. lv/2 /2 l lv/2 lv/2 0 /2  1 2 S1 S2 lv/2 /2 /2 U 0 b a a a c 2a c a Hình 35 lv/2 40  U1 N1 1 2 2 1 N2 2 lv/2 1 1 S0 2 15 10 2 0 1 lv E2 40 15 90 50 60 50 40 Hình 36 15 25 30 18 84 4 8 Hình 37 Biên soạn: Lê Vĩnh Trường 25 15 Lý thuyết và bài tập máy điện 1 Bài 37: Cho một mạch từ xoay chiều như trong hình 37, với các số liệu như sau: 1 Điện áp cuộn dây U = 220V, tần số... cấp U1 sau khi bị sụt áp R1 I 1 qua điện trở và jX 1 I1 qua điện • kháng tản sơ cấp, còn lại E 1 • • • - E 1 qua máy biến áp lý tưởng có tỷ số k = N1/N2 ; biến thành E 2 = E1/ k • •  - E 2 sau khi bị sụt áp R 2 I 2 qua điện trở và jX 2 I 2 qua điện kháng tản thứ • cấp, còn lại U 2 cho tải Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết và bài tập máy điện 1 • • - Dòng điện sơ cấp I 1 sau khi bị mất đi một phần... 1, 2 Nhiệt độ môi trường θ0 = 400C Bỏ qua sự toả nhiệt ở 2 đầu cuộn dây D h 20 12 1 l 50 15 Hình 44 Biên soạn: Lê Vĩnh Trường 12 12 20 Hình 45 12 Lý thuyết và bài tập máy điện 1 Bài 45: Nam châm điện với hình dạng và kích thước như hình 45 Cuộn dây có số vòng N = 3500vòng được cung cấp điện áp 1 chiều 24V; dây quấn bằng đồng có tiết diện tròn, đường kính d = 0,35mm; điện trở suất của đồng  = 1, 62 .10 -8m... Vĩnh Trường Lý thuyết và bài tập máy điện 1 1 Dòng điện từ hóa và dòng điện tác dụng lúc không tải ứng với điện áp và tần số định mức 2 Hiệu suất của máy ở tải định mức ứng với các hệ số công suất cos2 = 1, cos2 = 0,8 dòng điện chậm pha, cos2 = 0,8 dòng điện sớm pha 3 Điện áp ở dây quấn thứ cấp ở tải định mức ứng với cos2 = 1, cos2 = 0,8 dòng điện chậm pha, cos2 = 0,8 dòng điện sớm pha Bài 6: Tính... trở suất  = 2,2 .10 -6 m Điện áp đặt lên cuộn dây U = 20V Khi bỏ qua các từ thông rò và tản trong mạch từ, hãy xác định: 1 Từ trở tương đương của mạch từ 2 Từ thông Φ trong mạch từ Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết và bài tập máy điện 1 3 Tự cảm L của cuộn dây 4 Hằng số thời gian điện từ T 15 lv/2 51 lv/2 1 b a 0 /2 l 15 lv 2 /2  U l a a c 15 a Hình 38 15 30 15 Hình 39 Bài 39: Cho mạch... vòng đặt dưới điện áp xoay chiều hình sin U = 220V, f = 50Hz Biết hệ số rò của mạch từ khi khe hở không khí δ = 0,5mm là r = 1, 2 Bỏ qua từ thông tản xung quanh cực từ, từ trở và từ kháng sắt từ, điện trở cuộn dây Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết và bài tập máy điện 1 30 15  a  h 48 50 a 15 16 b 15 18 15 a a Hình 34 1 2 Hình 32 S2 S1 a  U Cực từ bên a b a a 2a a a b a Hình 33 1 Xác định từ ... chiều (U1, I1, f1) thành (U2, I2, f1) 2 .1. 2 Nguyên lý hoạt động i1 u1 i2 u2 N1  Tải N2 Hình 2 .1 Sơ đồ nguyên lý máy biến áp pha Áp vào hai đầu cuộn sơ cấp (có N1 vòng dây) điện áp xoay chiều u1,... suất đầu máy biến áp Bài 11 : Cho ba máy biến áp làm việc song song với số liệu: Máy 1: Sđm1 = 10 00KVA; U1đm = 35KV; U2đm = 6,3KV; Un% = 6,25; tổ nối dây Y/ -11 Máy 2: Sđm1 = 18 00KVA; U1đm = 35KV;... Tần số dòng điện kích thích từ f = 50Hz vòng Biên soạn: Lê Vĩnh Trường Lý thuyết tập máy điện ngắn mạch có điện trở rnm = 3 .10 -4; S1 = 0,6 .10 -4m2; S2 = 1, 2 .10 -4m2; 1 = 2 = 0,1mm Bài 9: Đối