Bài tập dài môn máy điện

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

0
821
lượt xem
292
download

Bài tập dài môn máy điện

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích bài tập dài : Tính toán các tham số, xét đặc tính cơ và tìm hiểu về động cơ không đồng bộ . Đề Bài : Cho động cơ khụng đồng bộ 3 pha rụto lồng súc cú điện ỏp U=380/220V, tần số f1=50Hz , số đôi cực p=2 và cỏc thụng số kỹ thuật sau: TT 33 Pdm(kw) 2.2 s(%) 6 (%) 76.5 Cosφ 0.71 M max M dm M kd M dm

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài tập dài môn máy điện

  1. Tr-êng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa §iÖn Bé M«n ThiÕt BÞ §iÖn - §iÖn Tö ---------------------------o0o------------------------------ Bµi tËp dµi m«n M¸y ®iÖn Sinh viªn : NguyÔn Kh¾c TiÕn Líp : Tù §éng Ho¸ 1 - K47 Sè thø tù : 47 ThÇy gi¸o h-íng dÉn : TrÇn VÜnh Th¸i Môc ®Ých bµi tËp dµi : TÝnh to¸n c¸c tham sè, xÐt ®Æc tÝnh c¬ vµ t×m hiÓu vÒ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé .
  2. §Ò Bµi : Cho động cơ không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc có điện áp U=380/220V, đấu Y/  , tần số f1=50Hz , sè ®«i cùc p=2 và các thông số kỹ thuật sau: TT Pdm(kw) s(%) (%) Cosφ M max M kd I kd M dm M dm I dm 33 2.2 6 76.5 0.71 2.2 1.8 6 LỜI GIẢI: 1/Áp dụng công thức : n2 . p f2= =s.f1 60 Ta có : s. f 1 .60 0,027.50.60 n2=   40,5 (vòng/ph) p 2 Mà : n2 s= n1 n2  n1= =1500(vòng/ph) s Mặt khác : n2 = n1- n  Tốc độ của rôto là : n = n2- n1= 1459,5(vòng/ph)  Tần số của dòng điện rôto : n 2 . p 40,5.2 f2=   1,35 (Hz) 60 60 2/Giản đồ năng lượng – Cs tác dụng – Cs phản kháng ở chế độ động cơ :
  3.  Giản đồ năng lượng của Cs tác dụng :  Ta đi tính các thành phần công suất trong giản đồ trên : Với : Pdm=18,5kw I0=0,3Idm r1= r’2 x1= x’2 Pcơ=0,8%.Pdm Pf=0,5%.Pdm Ta có :  Tổn hao phụ : Pf= 0,5%.Pdm= 92,5(w)  Tổn hao cơ : Pcơ= 0,8%.Pdm= 148(w)  Công suất đưa ra : P2= Pdm= 18,5(kw) = 18500(w) Mµ : P2 18500 =  P1 P1  Suy ra , c«ng suÊt ®-a vµo : 18500 P1   20555,56( w) 0,9
  4. MÆt kh¸c : Ptæn hao= P1- P2 =2055,56(w)  Ptæn hao= PCu1+ PFe + Pc¬ + Pf = 2055,56(w)  PCu1+ PFe+ PCu2 = Ptæn hao- (Pc¬ + Pf) =1815,06(w) (1) Vµ P2= Pc¬- (Pc¬+Pf)  C«ng suÊt c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn lµ : Pc¬= P2 + (Pc¬+Pf)= 18740,5(w) L¹i cã : PCu1= m1.(I2’)2.r2’(víi m1= 3 : lµ sè pha cña stato) PFe = m1.(I0)2.rm PCu2= m1.(I1)2.r1 ADCT : P= m.U.I.Cos Pdm 18500  I1=I®m=   31,94 (A). m1 .U 1 . cos 1 380 3. .0,88 3  I0= 0,3.I®m= 0,3.31,94 = 9,6(A) ADCT : (I1)2 = (I0)2 + (I2’)2  I2’= I 1 2  I0 2   30,46( A) Mµ : In = Ik® = 7.I®m = 223,6 (A) Theo thÝ nghiÖm ng¾n m¹ch ta cã :
  5. 380 U n U 1dm 3  0,98() zn=   In I kd 223,6 ` Mµ : 1 s Pc¬= m1.(I2’)2. .r2’ s Pco .s  r2’=  0,19(  ) m1 .( I 2 ' ) 2 .1  s  Theo ®Çu bµi : r1= r2’= 0,19(  ) rn= r1+r2’= 0,38(  ) Nh- vËy : zn2 = xn2 + rn2 xn = z n 2  rn 2   0,9 (  ) Cã : xn= x1 + x2’= 2x1 ( do x1= x2’ theo gi¶ thiÕt ) xn  x1= x2’ =  0,45 () 2 Suy ra :  Tæn hao ®ång trong r«to lµ : PCu2= m1.(I2’)2.r2’= 3.(30,46)2.0,19= 528,85(w)  Tæn hao ®ång trong d©y quÊn stato lµ : PCu1= m1.I12.r1= 3.(31,94)2.0,19 = 581,49(w) Tõ (1) ta cã :  Tæn hao trong lâi s¾t stato lµ : PFe= 1815,06 - (PCu2+ PCu1) = 704,72 (w)
  6.  C«ng suÊt ®iÖn tõ truyÒn qua r«to lµ : P®t= P1- PFe- PCu1= 19269,35 (w)  Gi¶n ®å n¨ng l-îng cña c«ng suÊt ph¶n kh¸ng :  Ta ®i tÝnh c¸c thµnh phÇn Cs ph¶n kh¸ng trong s¬ ®å trªn :  C«ng suÊt ph¶n kh¸ng lÊy tõ l-íi vµo : Q1= m1.U1.I1sinϕ1= 3. 380   31,94. 1  cos  2  9985,31 (Var) 3  Cs ph¶n kh¸ng sinh tõ tr-êng t¶n ë m¹ch thø cÊp lµ : q2= m1.(I2’)2.r2’= 3.(30,46)2.0,19 = 528,85(Var)  Cs ph¶n kh¸ng sinh tõ tr-êng t¶n trong m¹ch s¬ cÊp lµ : q1= m1.I12.x1= 3.(31,94)2.0,45= 1377,22(Var) Mµ : Q1= Qm+ q1+ q2
  7. Suy ra : C«ng suÊt ph¶n kh¸ng sinh tõ tr-êng khe hë lµ : Qm= Q1- (q1+ q2) = 8079,24(Var) 3/ S¬ ®å m¹ch ®iÖn thay thÕ cña ®éng c¬ : x1 r1 x2’ r2’ . I1 . xm  I 2' . U1 . I0 rm r2 '. 1  s  s Víi : r1: lµ ®iÖn trë cña d©y quÊn stato x1: lµ ®iÖn kh¸ng t¶n cña d©y quÊn stato r2’: lµ ®iÖn trë cña r«to x2’: lµ ®iÖn kh¸ng t¶n trªn d©y quÊn r«to rm: ®iÖn trë tõ ho¸ ®Æc tr-ng cho tæn hao s¾t xm: ®iÖn kh¸ng tõ ho¸ biÓu thÞ sù hç c¶m gi÷a stato vµ r«to I1: lµ dßng ®iÖn trong d©y quÊn stato I2’: lµ dßng ®iÖn quy ®æi cña r«to sang stato I0: lµ dßng ®iÖn tõ ho¸ sinh ra søc tõ ®éng F0 s: lµ hÖ sè tr-ît . Theo tÝnh to¸n ë trªn ta cã : r1= r2’= 0,19(  ) xn x1= x2’ =  0,45 () 2
  8. Pdm 18500 I1=I®m=   31,94 (A). m1 .U 1 . cos 1 380 3. .0,88 3 I0= 0,3.I®m= 0,3.31,94 = 9,6(A) I2’= I 1 2  I0 2   30,46( A) L¹i cã : PFe= m1.rm.(I0)2 PFe  rm=  2,55() m1 .I 0  2 Qm= m1.(I0)2.xm Qm  xm=  29,22() . m1 .I 0  2 4/ Ph-¬ng tr×nh vµ vÏ ®å thÞ vect¬ cña m¸y ®iÖn ë chÕ ®é ®éng c¬ :(víi gi¶ thiÕt hÖ sè csuÊt khi kh«ng t¶i cosφ0= 0,1  0,15) a/ Ph-¬ng tr×nh cña m¸y ®iÖn ë chÕ ®é ®éng c¬ : . . . U1   E 1  I 1 r1  j.x1  . . r '  0  E 2 ' I 2 '  2  j.x 2 '   s  . . E 2 '  E1 . . . I1 I 2 ' I 0 . .  E 1  I 0 .z m b/ §å thÞ vect¬ cña m¸y ®iÖn ë chÕ ®é ®éng c¬ :
  9. . . U1 j.x1 . I 1 . . . r1 . I 1 I1 I2' .  E1 . I0 0 Φ . . E1  E 2 ' . I 2' Víi : . . Ψ1: lµ gãc gi÷a  E 1 vµ I 1 . . Ψ2; lµ gãc gi÷a I 2 ' vµ E1 . . φ1: lµ gãc gi÷a U 1 vµ I 1 5/ BiÓu thøc ®Æc tÝnh c¬ M= f(s) .VÏ ®å thÞ ®Æc tÝnh øng víi c¸c chÕ ®é m¸y ph¸t , ®éng c¬ , h·m : a/ BiÓu thøc ®Æc tÝnh c¬ : 2 m1 .U 1 . p.r2 ' M= s  2   C1.r2 '   2. . f 1 . r   1  x1 C1.x2 ' 2     s    b/ §å thÞ ®Æc tÝnh : Ch-¬ng tr×nh lËp tr×nh b»ng Matlab :
  10. function[]=f() m1=input('vao gia tri m1:') U1=input('vao gia tri U1:') r1=input('vao gia tri r1:') r2=input('vao gia tri r2:') c1=input('vao gia tri c1:') x1=input('vao gia tri x1:') x2=input('vao gia tri x2:') p=input('vao gia tri p:') f1=input('vao gia tri f1:') s=-10:0.03:10 M=((m1*U1^2*r2)./s)./(2*pi*f1*((r1+(c1*r2)./s).^2)+((x1+c1* x2).^2)) plot(s,M) disp(s,M) grid Sau khi thay c¸c gi¸ trÞ : m1=3 , U1= 380/ 3 , r1=r2=0.19, C1=1, p=2, f1=50 x1=x2= 0.45 (ë ®©y ta lÊy x2=x2’ vµ r2=r2’ ®Ó tiÖn cho lËp tr×nh) Ta sÏ ®-îc ®å thÞ ®Æc tÝnh c¬ M= f(s) :
  11. Víi : 0< s 1 : chÕ ®é h·m s
  12. 2 1 m1 . p.U 1 Mmax= 2.C1 2. . f 1 .r1   x1  C1 .x 2 '  Mmax= 421,71 (N.m)  Nh- vËy ta cã béi sè : M max 421,71   6,81 . M dm 61,93 b/ Béi sè m«men khëi ®éng Mk®/M®m : Cã : 2 m1 . p.U 1 .r2 ' Mk® =  2. . f 1 . r C .r '   1  1 2  x1 C1.x2 '  2 2  Mk® = 183,02 (N.m) Nh- vËy ta cã béi sè : M kd 183,02   2,96 . M dm 61,93 c/ Béi sè dßng khëi ®éng Ik®/I®m : U1 Ik® =  224,58( ) r  C .r ' 1 1 2 2   x1  C1 .x 2 ' 2  Nh- vËy béi sè dßng khëi ®éng lµ : I kd 224,58   7,03 I dm 31,94  Tõ nh÷ng tÝnh to¸n trªn ta rót ra nhËn xÐt :  Béi sè m«men cùc ®¹i lín h¬n râ rµng so víi sè liÖu bµi  Béi sè m«men khëi ®éng lín h¬n sè liÖu bµi ra mét chót  Béi sè dßng khëi ®éng xÊp xØ b»ng víi sè liÖu bµi ra
  13. 7/ §Æc tÝnh c¬ M= f(s) theo biÓu thøc Kl«x. So s¸nh ®Æc tÝnh nµy víi ®Æc tÝnh ë c©u 5 :  BiÓu thøc Kl«x : M 2  M max s sm  sm s Víi : C1 .r2 sm= r 2 1  x1  C1 .x 2 ' 2   sm= 0,2066 2.M max 843,42 174,25.s  M=   2 s sm s 0,2066 s  0,043   sm s 0,2066 s TiÕn hµnh lËp tr×ng Matlab : function[]=m() s=-10:0.03:10 M=(174.25*s)./(s.^2+0.043) plot(s,M) disp(s,M) Tõ ®©y ta cã ®å thÞ ®Æc tÝnh c¬ M= f(s) theo Kl«x :
  14. NhËn xÐt : Ta thÊy, Mmaxcùc ®¹i d-¬ng th× xÊp xØ b»ng nhau. Nh-ng Mmax cùc ®¹i ©m th× : Mmax cña ®Æc tÝnh c¬ xÐt theo c©u 5 lín h¬n nhiÒu so víi Mmax cña ®Æc tÝnh c¬ xÐt trong c©u 7 theo biÓu thøc Kl«x . 8/ §Æc tÝnh M= f(s) øng víi ®iÖn ¸p U1= 70%, 80%, 90% cña U1®m : Ta tiÕn hµnh lËp tr×nh Matlab : function[]=f() hold on %tinh voi U1=70%U1dm m1=input('vao gia tri m1:') U1=input('vao gia tri U1:') r1=input('vao gia tri r1:') r2=input('vao gia tri r2:') c1=input('vao gia tri c1:') x1=input('vao gia tri x1:') x2=input('vao gia tri x2:')
  15. p=input('vao gia tri p:') f1=input('vao gia tri f1:') s=-10:0.03:10 M=((m1*U1^2*r2)./s)./(2*pi*f1*((r1+(c1*r2)./s).^2)+((x1+c1* x2).^2)) plot(s,M) disp(s,M) hold on function[]=f() %tinh voi U1=80%U1dm m1=input('vao gia tri m1:') U1=input('vao gia tri U1:') r1=input('vao gia tri r1:') r2=input('vao gia tri r2:') c1=input('vao gia tri c1:') x1=input('vao gia tri x1:') x2=input('vao gia tri x2:') p=input('vao gia tri p:') f1=input('vao gia tri f1:') s=-10:0.03:10 M=((m1*U1^2*r2)./s)./(2*pi*f1*((r1+(c1*r2)./s).^2)+((x1+c1* x2).^2)) plot(s,M) disp(s,M) hold on function[]=f() %tinh voi U1=90%U1dm m1=input('vao gia tri m1:') U1=input('vao gia tri U1:') r1=input('vao gia tri r1:') r2=input('vao gia tri r2:') c1=input('vao gia tri c1:') x1=input('vao gia tri x1:') x2=input('vao gia tri x2:') p=input('vao gia tri p:') f1=input('vao gia tri f1:')
  16. s=-10:0.03:10 M=((m1*U1^2*r2)./s)./(2*pi*f1*((r1+(c1*r2)./s).^2)+((x1+c1* x2).^2)) plot(s,M) Tõ ®©y ta cã kÕt qu¶ trªn ®å thÞ nh- sau : 9/ Hä ®Æc tÝnh M=f(s) øng víi tÇn sè ®iÖn ¸p ®-a vµo f1= 20,30,40Hz : Ta tiÕn hµnh lËp tr×nh Matlab t-¬ng tù nh- ë c©u 8 víi f1 thay ®æi 20Hz, 30Hz, 40Hz . Ta sÏ ®-îc ®å thÞ nh- h×nh d-íi ®©y :
Đồng bộ tài khoản