Bài giảng Kỹ Thuật Điện Chương 4: TB MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Ví dụ 1: Một động DC kích từ độc lập, 230V, điện trở phần ứng 0,2Ω, tốc độ khơng tải lý tưởng 1000 vòng/phút Ở chế độ định mức dòng điện phần ứng 40A Tính tốc độ momen điện từ động cơ? Biết từ thơng kích từ khơng đổi định mức Ví dụ 2: Một động DC kích từ độc lập có thơng số định mức 440V, 120A, 970 vòng/phút, điện trở phần ứng 0,16Ω Động mang tải có dòng điện phần ứng 40A Tính tốc độ momen động đó? Biết từ thơng kích từ khơng đổi định mức Tính dòng điện khởi động moment khởi động động cơ? Ví dụ 3: Một động DC kích từ độc lập có thơng số định mức 500V, 100A, 1000 vòng/phút Điện trở phần ứng 0,2Ω Từ thơng kích từ khơng đổi định mức Tính momen, cơng suất định mức động hiệu suất động chế độ định mức cơng suất tổn hao cuộn kích từ 5kW? Ví dụ 4: Một động DC kích từ độc lập có thơng số định mức 500V, 100A, 1000 vòng/phút Điện trở phần ứng 1Ω Từ thơng kích từ khơng đổi định mức a Tính momen cơng suất định mức động cơ? b Tính hiệu suất động định mức cơng suất tổn hao cuộn kích từ 5kW c Động mang tải có dòng điện phần ứng 40A Tính tốc độ, momen hiệu suất động đó? d Tính dòng điện khởi động moment khởi động động cơ? e Vẽ đặc tuyến momen - tốc độ điểm tính Ví dụ 5: Một động DC kích từ song song, có thơng số danh định 440Vdc, 122A, 970 vòng/phút Điện trở phần ứng 0,16Ω điện trở cuộn kích từ 220Ω Động mang tải cấp dòng điện 42A Tính tốc độ, momen hiệu suất động đó? Tính dòng điện khởi động moment khởi động động cơ? Ví dụ 6: Một động DC kích từ nối tiếp có điện trở phần ứng 0,2Ω điện trở cuộn kích từ 0,1Ω Thơng số định mức động 1000 vòng/phút, 40A, 450V Tính momen điện, cơng suất hiệu suất động vận hành chế độ định mức? Tính dòng điện khởi động moment khởi động động cơ? Ví dụ 7: Một động DC kích từ nối tiếp vận hành chế độ định mức 161,2 Nm, 1000 vòng/phút, 41A, 420V Tổng điện trở phần ứng cuộn kích từ 0,2Ω Tính tốc độ dòng điện động momen điện 87 Nm? Bài tập Chương 4: Máy điện chiều Bài giảng Kỹ Thuật Điện TB Ví dụ 8: Một động DC kích từ nối tiếp, 220V, 1500 vòng/phút, 270A có tổng điện trở phần ứng cuộn kích từ 0,11Ω Động kéo tải có đặc tuyến momen tải số, với momen định mức động Tính momen định mức cơng suất định mức động cơ? Bài tập 1: Một động DC kích từ nối tiếp vận hành chế độ định mức 161,2 Nm, 1000 vòng/phút, 41A, 420V Tổng điện trở phần ứng cuộn kích từ 0,2Ω a Vẽ mạch tương đương động DC kích từ nối tiếp Dựa vào đặc tuyến momen – tốc độ điểm làm việc động b Tính cơng suất hiệu suất động chế độ định mức? c Tính tốc độ dòng điện động momen điện 87 Nm? Khi xác định cơng suất hiệu suất động cơ? Bài tập 2: Một động DC kích từ nối tiếp, 420V, 41A, 1000 vòng/phút, có tổng điện trở phần ứng 0,12Ω điện trở cuộn kích từ 0,08Ω a Tính momen cơng suất định mức động cơ? b Động kéo tải có đặc tuyến momen tải tỷ lệ với bình phương tốc độ, Tính tốc độ, dòng điện momen động vận hành với tải trên? Bài tập 3: a Vẽ mạch tương đương động (i) động kích từ độc lập (ii) động kích từ nối tiếp; viết phương trình trạng thái xác lập động cơ? b Một động DC kích từ độc lập có thơng số định mức 500V, 100A, 1000 vòng/phút Điện trở phần ứng 0,5Ω Từ thơng kích từ khơng đổi định mức i Tính momen cơng suất định mức động cơ? ii Động kéo tải với dòng điện phần ứng 40A, tính momen tốc độ? iii Vẽ đường cong momen - tốc độ điểm tính Bài tập 4: a Giải thích cách mơ tả cuộn dậy rotor máy điện DC gồm vòng dây vẽ dạng dòng điện qua cuộn dây đó, biết dòng điện cực rotor số b Một động DC kích từ độc lập có thơng số định mức: 400V, 100A, 950 vòng/phút Điện trở phần ứng 1Ω Từ thơng kích từ khơng đổi định mức Tính momen cơng suất định mức động cơ? Động kéo tải với dòng điện phần ứng 50A, tính tốc độ rotor, momen cơng suất đó? Vẽ đường cong momen - tốc độ hai điểm tính trên? b Bài tập 5: Một động DC kích từ nối tiếp có điện trở phần ứng 0,12Ω điện trở cuộn kích từ 0,08Ω, cấp nguồn 420Vdc Khi động mang tải có momen 200Nm, dòng điện động 40A Tính tốc độ Bài tập Chương 4: Máy điện chiều Bài giảng Kỹ Thuật Điện TB động đó? Tính dòng điện tốc độ động vận hành 100Nm? Tính dòng điện khởi động, moment khởi động động cơ? Bài tập 6: Một động DC kích từ song song 220Vdc, vận hành 10A 1800 vòng/phút Điện trở phần ứng 0,2Ω điện trở cuộn kích từ 440Ω a Tính momen kéo động điều kiện b Nếu dòng kích từ khơng đổi, tính tốc độ dòng điện cấp cho động động kéo tải 20Nm c Dựa vào đặc tuyết tốc độ - momen, xác định tốc độ khơng tải động Bài tập 7: Một động DC kích từ độc lập, có thơng số danh định Phần ứng: 440Vdc, 120A, 970 vòng/phút, điện trở phần ứng 0,16Ω Phần cảm (kích từ): 440Vdc, điện trở cuộn kích từ 220Ω Động mang tải có dòng điện phần ứng ln 40A a Tính tốc độ, momen, cơng suất hiệu suất động đó? (giống với kích từ song song) b Tính tốc độ, momen, cơng suất hiệu suất động điện áp phần ứng giảm 220V? Điện áp phần cảm 440V c Tính tốc độ, momen, cơng suất hiệu suất động điện áp phần cảm giảm 220V? Điện áp phần ứng 440V d Tính tốc độ, momen, cơng suất hiệu suất động điện áp phần ứng phần cảm giảm 220V? (giống với kích từ song song) e So sánh tốc độ, momen cơng suất trường hợp Bài tập 8: Một động DC kích từ nối tiếp vận hành chế độ định mức 720 vòng/phút, 48A, 230V Động có điện trở phần ứng 0,1Ω điện trở cuộn kích từ 0,15Ω Tổn hao quay 650W a Tính Mơmen điện từ động Mđt c Tính momen momen ngõ động Mra? d Tính cơng suất hiệu suất động chế độ định mức? e Tính dòng điện khởi động, moment khởi động động cơ? f Tính tốc độ khơng tải động cơ? Vẽ đặc tuyến moment - tốc độ? Bài tập 9: Một động DC kích từ độc lập U =Ukt = 220Vdc, vận hành 10,5A 1800 vòng/phút Điện trở phần ứng 0,2Ω điện trở cuộn kích từ 440Ω a Tính tốc độ khơng tải (lý tưởng) động cơ? b Tính momen momen ngõ động cơ? c Nêu tính phương pháp điều chỉnh để tốc độ động tốc độ khơng tải, biết momen tải khơng đổi Bài tập 10: Một động DC kích từ song song 220Vdc, vận hành 10,5A 1800 vòng/phút Điện trở phần ứng 0,2Ω điện trở cuộn kích từ 440Ω Biết tổn hao mạch từ 20W, tổn hao quay (quạt gió, ma sát) 50W, tổn hao phụ khác 20W Rơi áp tiếp xúc chổi than 5Vdc a Tính momen điện từ momen ngõ động Bài tập Chương 4: Máy điện chiều Bài giảng Kỹ Thuật Điện TB b Tính hiệu suất động cơ? c Tính tốc độ khơng tải (lý tưởng) động cơ? Bài tập 11: Một động chiều kích từ song song có điện trở mạch phần ứng 1Ω, điện trở cuộn dây kích từ 200Ω, điện áp cấp cho động U = 100V Động có tốc độ khơng tải 3300 vòng/phút dòng điện dây khơng tải 1,5A Động vận hành với dòng điện dây 10,5A a Tính tốc độ động n (RPM) b Tính dòng điện khởi động Imm động cơ? c Tính Mơmen điện từ động Mđt d Giả sử tổn hao khơng đổi so với trường hợp khơng tải Tính Mơmen ngõ động Mout Tính hiệu suất động cơ? Bài tập 12: Một động DC kích từ hỗn hợp, 240Vdc, vận hành 125A 1850 vòng/phút Điện trở phần ứng 0,05Ω, điện trở cuộn kích từ song song 60Ω, điện trở cuộn kích từ nối tiếp 0,03Ω Biết tổn hao quay 1200W a Tính momen điện từ momen ngõ động b Tính hiệu suất động cơ? c Tính dòng điện khởi động, moment khởi động động (hỗn hợp trừ)? d Tính tốc độ khơng tải động cơ? Bài tập 13: Một máy phát DC kích từ độc lập có điện áp khơng tải 125V dòng điện kích từ 2,1A tốc độ 1600 vòng/phút Tính sức điện động máy phát khi: a Dòng kích từ tăng lên 2,8A? Giả sử mạch từ chưa bảo hồ b Dòng kích từ tăng lên 2,5A tốc độ giảm xuống 1450 vòng/phút? Bài tập 14: Máy phát DC kích từ song song phát cơng suất định mức 200kW điện áp 600V Máy có điện trở phần cảm 250Ω, điện trở phần ứng 0,234Ω Biết tốc độ quay ln khơng đổi Tính sức điện động máy phát khi: a Dòng điện tải dòng định mức? b Dòng điện tải nửa dòng định mức, biết điện áp tải 620V? Bài tập 15: Máy điện DC kích từ độc lập, dùng làm máy phát có dòng điện định mức 40A 220V Biết điện trở phần ứng 0,38Ω, tổn hao quay 200W a Tính cơng suất định mức cấp cho máy phát? b Cơng suất định mức máy vận hành chế độ động cấp nguồn 220V? Bài tập 16: Một máy phát DC kích từ hỗn hợp (rẽ dài) có điện trở cuộn kích từ song song 24Ω, điện trở cuộn kích từ nối tiếp 0,0013Ω, điện trở phần ứng 0,003Ω điện trở dây quấn cực từ phụ 0,004Ω Máy có thơng số định mức 250kW, 240V, 1200 vòng/phút Biết tổn hao 10kW a Tính sức điện động máy lúc đầy tải? b Tính hiệu suất máy phát định mức? c Tính momen cấp cho máy phát định mức? Bài tập Chương 4: Máy điện chiều Bài giảng Kỹ Thuật Điện TB Bài tập 17: Máy điện DC kích từ song song, điện trở phần ứng 0,1Ω, điện trở kích từ 25Ω Máy dùng làm máy phát với cơng suất định mức 25kW 125V tốc độ 1200 vòng/phút Nếu sử dụng máy làm động kích từ song song, tính: a Tốc độ động cơng suất vào 25kW điện áp 125V? b Cơng suất động cơ, biết tổn hao quay 2kW? c Momen động d Hiệu suất động cơ? Bài tập Chương 4: Máy điện chiều Bài giảng Kỹ Thuật Điện TB Bài x Một động chiều kích từ song song có điện trở mạch phần ứng 1Ω, điện trở cuộn dây kích từ 200Ω, điện áp cấp cho động Ud = 100V Động có tốc độ khơng tải 3300 vòng/phút dòng điện dây khơng tải 1,5A Động vận hành với dòng điện dây 10,5A: a Tính tốc độ động n (RPM) (0,5đ) b Tính Mơmen điện từ động Mđt (0,5đ) b2 Tính cơng suất tổn hao lúc khơng tải c Nếu động kẹt, khơng quay được, tính dòng điện Iktai cấp cho động cơ? (0,5đ) d Ở chế độ hoạt động câu a, giả sử cơng suất tổn hao sắt từ tổn hao khơng đổi so với trường hợp khơng tải Tính hiệu suất động cơ? (0,5đ) e Khi nguồn bị sụt áp (mạch từ tuyến tính), để tốc độ động khơng nhỏ 2900 vòng/phút, giả sử dòng điện dây ln khơng đổi 10,5A Tính giá trị nhỏ Udd? (1,0đ) Câu x: disp('Ket qua _') % Cau a Ikt = Ud/Rkt Iua = Ida - Ikt Iu0 = Id0 - Ikt Ea = Ud - Ru*Iua E0 = Ud - Ru*Iu0 na = Ea/E0 *n0 % Cau b Wa = 2*pi*na/60 Mdm = Ea*Iua/Wa % Cau c Iqt = Ud/Ru + Ikt % Cau d Pqp = E0*Iu0 P1 = Ud*Ida P2 = Ea*Iua - Pqp HS = P2/P1 % Cau e %Iu = const % E = k*kkt*U/Rkt*W % Ed/Ea = (Udd*Wd)/(Ud*Wa) % Udd = Ed + Ru*Iud % Udd = (Udd*Wd)/(Ud*Wa)*Ea + Ru*Iud % Udd = Udd*(Wd*Ea)/(Ud*Wa) + Ru*Iud % Udd = Ru*Iud/(1-(nd*Ea)/(Ud*na)) Iud = Iua Udd = Ru*Iud/(1-(nd*Ea)/(Ud*na)) % Wd = (Udd - Ru*Iud)/(k*kkt*Udd/Rkt) % Wd = 1/(k*kkt/Rkt) - Ru*Iud/(k*kkt*Udd/Rkt) % Wd = 1/(k*kkt/Rkt) - (Ru*Iud/(k*kkt/Rkt))/Udd % Udd giam thi Wd giam Câu x: Ikt = 0.5000 Iua = 10 Iu0 = Ea = 90 E0 = 99 na = 3000 Wa = 314.1593 Mdm = 2.8648 Iqt = 100.5000 Pqp = 99 P1 = 1050 P2 = 801 HS = 0.7629 Iud = 10 Udd = 76.9231 Bài tập Chương 4: Máy điện chiều Bài giảng Kỹ Thuật Điện TB Câu 3.1 Động chiều kích từ nam châm vĩnh cửu, có thơng số định mức 12Vdc, 1,0A, có điện trở mạch phần ứng 1,0Ω Khi chạy khơng tải ứng với điện áp định mức, tốc độ động 4000RPM dòng tiêu thụ khơng tải 0,1A Tính: a Dòng điện khởi động động cơ? b Tổn hao lúc khơng tải? c Tốc độ động lúc đầy tải? d Mơmen điện từ định mức động cơ? e Cơng suất tỏa nhiệt động chạy đầy tải? Giả sử tổn hao ma sát ln khơng đổi (bằng tổn hao lúc khơng tải) (0,5đ) (0,5đ) (1,0đ) (0,5đ) (0,5đ) Câu 3.2 Động chiều kích từ nam châm vĩnh cửu, có thơng số định mức 24Vdc, 2,0A, có điện trở mạch phần ứng 1,0Ω Khi chạy khơng tải ứng với điện áp định mức, tốc độ động 3000RPM dòng tiêu thụ khơng tải 0,2A Tính: a Tổn hao lúc khơng tải? (0,5đ) b Tốc độ, Mơmen ngõ Hiệu suất động lúc đầy tải? (2,0đ) c Dòng điện lúc động kẹt tải? (0,5đ) Giả sử tổn hao ma sát ln khơng đổi (bằng tổn hao lúc khơng tải) Câu 3: (3 Điểm) a/ Một động DC kích từ độc lập hoạt động điều kiện sau: 128 V, 150 A, 3000 rpm Tính: i/ Sức điện động cảm ứng cuộn phần ứng (0.5 điểm) ii/ Moment điện từ (0.5 điểm) iii/ Cơng suất đầu (0.5 điểm) Của động điều kiện vận hành trên, dòng kích từ giữ khơng đổi, điện trở phần ứng 0.02 Ω b/ Một động DC kích từ song song có thơng số sau: 220 V, 10 A, 1800 rpm, điện trở phần ứng 0.2 Ω, điện trở kích từ 440 Ω i/ Tính moment định mức động (0.5 điểm) ii/ Nếu dòng kích từ khơng đổi, tính dòng tổng hợp vận tốc động moment có giá trị 20 N.m (0.5 điểm) iii/ Triển khai biểu thức quan hệ vận tốc moment, từ xác định vận tốc khơng tải động (0.5 điểm) Bài tập Chương 4: Máy điện chiều ... cấp cho máy phát định mức? Bài tập Chương 4: Máy điện chiều Bài giảng Kỹ Thuật Điện TB Bài tập 17: Máy điện DC kích từ song song, điện trở phần ứng 0,1Ω, điện trở kích từ 25Ω Máy dùng làm máy phát... Tính momen điện từ momen ngõ động Bài tập Chương 4: Máy điện chiều Bài giảng Kỹ Thuật Điện TB b Tính hiệu suất động cơ? c Tính tốc độ khơng tải (lý tưởng) động cơ? Bài tập 11: Một động chiều kích... Bài tập Chương 4: Máy điện chiều Bài giảng Kỹ Thuật Điện TB động đó? Tính dòng điện tốc độ động vận hành 100Nm? Tính dòng điện khởi động, moment khởi động động cơ? Bài tập 6: Một động DC kích