CHƯƠNG 9: NGUYÊN LÝ CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ

Chia sẻ: Tran Kim Truong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:21

0
315
lượt xem
94
download

CHƯƠNG 9: NGUYÊN LÝ CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ

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

Tài liệu tham khảo về bài tập nguyên lý máy điện không đồng bộ

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG 9: NGUYÊN LÝ CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ

  1. CHƯƠNG 9: NGUYÊN LÝ CỦA MÁY ĐIỆN  KHÔNG ĐỒNG BỘ Bài số 9­1. Động cơ không đồng bộ ba pha 12 cực từ, tần số 50Hz. Động cơ sẽ quay với tốc độ  bao nhiêu nếu hệ số trược bằng 0.06 ? Tốc độ động cơ: 60 6 50 n = (1 − s)n 1 = (1 − 0.06) = 470vg / ph 6 Bài   số   9­2.  Động   cơ   không   đồng   bộ   ba   pha   3   đôi   cực   từ,   tần   số   50Hz,   quay   với  tốc   độ  960vg/ph. Hãy xác định : 1. Vận tốc đồng bộ. 2. Tần số dòng điện rotor. 3. Vận tốc tương đối của rotor so với từ trường quay. Tốc độ đồng bộ của động cơ: 69f1 60 p 50 n1 = = = 1000vg / ph p 3 Tần số dòng điện trong rôto: n −n 1000 − 960 f2 = sf1 = 1 f1 =0 50 = 2H z n1 1000 Tốc độ tương đối của roto: n 2 = n 1 − n = 1000 − 960 = 40vg / p h                                                   Bài số 9­3. Động cơ không đồng bộ ba pha, tần số 50Hz, quay với tốc độ gần bằng 1000vg/ph  lúc không tải và 970vg/ph lúc đầy tải. 1. Động cơ có bao nhiêu cực từ ? 2. Tính hệ số trượt lúc dầy tải ? 3. Tìm tần số điện áp trong dây quấn rotor lúc đầy tải ? 4. Tính tốc độ của : a. Từ trường quay của rotor so với rotor ? b. Từ trường quay của rotor so với stator ?. c. Từ trường quay của rotor so với từ trường quay stator ?. 67
  2. Số đôi cực từ của động cơ 60f1 60 n 50 p= = =3 n1 1000 Hệ số trượt khi đầy tải: n − n 1000 − 970 s= 1 = = 0.03 n1 1000 Tần số dòng điện trong rôto khi đầy tải: f2 = sf1 =f0.03 50 = 1.5H z Tốc độ từ trường quay của roto so với roto: n 2 = n 1 − n = 1000 − 970 = 30vg / p h Tốc độ từ trường quay của roto so với stato: n 1 = 1000vg / p h    Bài số 9­4.  Động cơ không đồng bộ ba pha rotor dây quấn, tần số 50Hz, 8 cực từ 380V có  stator đấu Y và rotor đấu Y. Số vòng dây hiệu dụng rotor bằng 60% số vòng dây hiệu dụng  stator. Hãy tính điện áp giữa hai vành trượt của rotor khi đứng yên và khi hệ số trượt bằng 0.04. Điện áp giữa hai vành trượt khi roto đứng yên: U 2 =0 0.6 U 1 =6 0.6 380 = 228V Khi s = 0.04 ta có: U 2s = sU 2 =U 0.04 228 = 9.12V Bài số 9­5. Một động cơ không đồng bộ ba pha rotor dây quấn, tần số 50Hz, 6 cực từ 220V có  stator đấu ∆ và rotor đấu Y. Số vòng dây hiệu dụng rotor bằng một nửa số vòng dây hiệu dụng  stator. Hãy tính điện áp và tần số giữa các vành trượt nếu : a. Rotor đứng yên ? b. Hệ số trượt rotor bằng 0,04 ? Điện áp và tần số giữa hai vành trượt khi roto đứng yên: U 2 =00.5 U 1 =5U 0.5 220 3 = 190.52V f2 = sf1 =f1 50 = 50H z Khi s = 0.04 ta có: U 2s = sU 2 =U 0.04 190.52 = 7.621V 68
  3. f2 = sf1 =f0.04 50 = 2H z Bài số 9­6. Tốc độ khi đầy tải của động cơ không đồng bộ tần số 50Hz là 460vg/ph. Tìm số cực  từ và hệ số trượt lúc đầy tải ? Số đôi cực từ của động cơ 60f1 60 n 50 p= = =6 n1 500 Hệ số trượt khi đầy tải: n − n 500 − 460 s= 1 = = 0.08 n1 500 Bài số 9­7. Nhãn của một động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc có ghi các số liệu như  sau: 18.5kW, tần số 50Hz, 8 cực từ, dòng 40A, 380V có stator đấu Y. Giả sử động cơ tiêu thụ  công suất từ lưới điện 20.8kW và tốc độ n = 720vòng/ph khi làm việc ở chế độ định mức. Hãy  tính:  a. Hệ số trượt định mức của động cơ. b. Hệ số công suất định mức của động cơ. c. Momen định mức. Tốc độ đồng bộ của động cơ: 69f1 60 p 50 n1 = = = 750vg / ph p 4 Hệ số trượt định mức: n − n dm 750 − 720 sd m = 1 = = 0.04 n1 750 Hệ số công suất định mức của động cơ: Pdm 20.8 3 10 3 cosϕ = = = 0.7901 3UI 3 ϕ 380 40 = Mô men định mức: P P 20.8 2 10 3 60 n M dm = d m = dm = = 275.8686N m ωd m 2 πn 2 π= 720 Bài số 9­8. Một động cơ điện không đồng bộ ba pha có p = 2 ; N 1 = 96vòng ; N2 = 80 vòng, hệ  số dây quấn kdq1 = 0.945 ; kdq2 = 0.96, hệ số trượt s = 0.035. Điện áp mạng điện U = 220V ; f =  69
  4. 50Hz, dây quấn stato đấu tam giác, dây quấn rôto đấu sao. Tính tốc độ quay của động cơ, hệ số  qui đổi sức điện động ae và hệ số qui đổi dòng điện ai. Giả sử tổn thất điện áp trên điện trở và  điện kháng tản stato bằng 3% U1. Tính sức điện động E1, sức điện động rôto lúc đứng yên E2,  và lúc quay E2s, từ thông cực đại φ m Tốc độ đồng bộ của động cơ: 60f1 60 p 50 n1 = = = 1500vg / ph p 2 Tốc độ động cơ: n = (1 − s)n 1 = (1 −)0.035) 1500 = 1447.5vg / ph Hệ số quy đổi s.đ.đ: N 1k d q 1 96 N0.945 ae = = = 1.18 N 2 k dq 2 80 = 0.96 Hệ số quy đổi dòng điện m 1N 1k d q 1 3 m96 0.945 N ae = = = 1.18 m 2N 2k d q 2 3 = 80 0.96 S.đ.đ E1 là: E1 = 0.97U 1 =.0.97 220 = 213.4V S.đ.đ trong dây quấn roto: E 213.4 E2 = 1 = = 180.85V ae 1.18 E 2s = sE 2 =E0.035 180.85 = 6.33V Từ thông cực đại: E1 213.4 Φm = = = 0.0106 Wb 4.44f1N 1k d q 1 4.44 Φ50 96 0.945 = Bài số 9­9. Một động cơ không đồng bộ ba pha 25hp, tần số 60Hz, 6 cực từ, 575V có stator đấu  Y đang vận hành ở hệ số trượt 0.03. Công suất tổn hao phụ là 230.5W, còn tổn hao cơ  là  115.3  W. Các thông số mạch của động cơ qui đổi về stator như sau :       R1 = 0.3723 Ω ;  R’2 = 0.390 Ω ;   Rfe = 354.6 Ω ;  X1 = 1.434 Ω ;  X’2 = 2.151 Ω  XM = 26.59 Ω  Hãy dùng mạch điện thay thế chính xác để xác định (a) tổng trở vào/pha; (b) dòng điện dây  stator và rotor; (c) công suất tác dụng, phản kháng, biểu kiến và hệ số công suất được cấp từ  lưới điện; (d) các tổn hao; (e) công suất điện từ, công suất cơ; công suất ra, hiệu suất; (f)  moment điện từ, moment trên đầu trục; (g) vẽ giản đồ năng lượng và ghi các số liệu. 70
  5. Sơ đồ thay thế của dộng cơ không đồng bộ: Z1 R1 jX1 II = I 2 a i 2 & jXj 2 R’2 & Io + & I1 & I fe & IM 1− s & U ZV ZP & Z0 R− 1 E1 Rfe jXM 2 s _ Tốc độ đồng bộ: 60f1 60 p 60 n1 = = = 1200vg / ph p 3 Tổng trở tải: 1− s 1 − 0.03 Z t = R− 2 = 0.39 = 12.61Ω s 0.03 Tổng trở mạch từ hóa: R R jXM 354.6 j26.59 j Z M = Fe = = (1.9827 + j26.4413)Ω R Fe + jXM 354.6 + j26.59 Tổng trở vào của một pha: Z Z (Z Z+ Z t ) Z v = Z1 + M 2 Z M + (Z = + Z t ) 2 (1.9827 + j26.4413) 1 (0.3900 + j2.1510 + 12.61)                   = 0.3723 + j1.434 + (1.9827 + j26.4413) + (0.3900 + j2.1510 + 12.61)                   = 9.4742 + j7.2912 =11.955� 37.58 Ω o Dòng điện stato: U 575 I1 = 1 = & = 22.0064 − j16.9358 = 27.7668�− 37.58o A Zv 3� 1 11.955 37.58 o Điện áp trên roto: & & Z Z (Z Z+ Z t ) E1 = I 1 M 2 Z M + (Z = + Z t ) 2 (1.9827 + j26.4413) 1 (0.3900 + j2.1510 + 12.61)                  = 27.7668�− 37.58 o (1.9827 + j26.4413) + (0.3900 + j2.1510 + 12.61) 299.5 ­ j25.252 =300.5601 ­4.8195o V       =9 Dòng điện roto: 71
  6. E1 & 300.5601Z ­4.8195o IZ = & 2 = =.22.1115 ­ j5.6011=22.8099 ­14.2 o A Z = + Z t 0.3900 + j2.1510 + 12.61 2 Công suất lấy từ lưới điện: S = 3U 1I1 == 3 575 (22.0064 − j16.9358) =6   21917 ­ j16867 = 27656 ­37.58 o VA S1 = 27656VA P1 = 21917W Q1 = 16867VAr Hệ số công suất của động cơ: P 21917 cosϕ = = = 0.7925 S 27656 Các tổn hao trong máy: p Cu 1 = 3I1 R 1 =I3 27.7668 2 0.3723 = 861.247 W 2 R p Cu 2 = 3Ip R 2 =I3 22.8099 2 0.39 = 608.74 W 3 2 2 R E12 300.56012 p Fe =3 =3 = 764.2672 W R Fe 354.6  Công suất của động cơ: Is2 R 2 0 22.8099 2 s 0.39  Pdt = 3 2 =3 = 20291 W s 0.03  Pco = (1 −1 dt =(1 ­ 0.03) 20291 = 19683 W s)P P2 = Pco − p co ­ p f  = 19683 ­ 230.5 ­ 115.3 = 19337 W Hiệu suất của động cơ: P 19337 η= 2 = = 0.8823 P1 21917 Mô men của động cơ: P 60Pd t 60 2 20291 M = dt = =  = 161.4733N m ω1 2 πn 1 2 π1 1200 P 60P2 60 2 19337 M2 = 2 = =  = 158.6364N m ω 2 π(1 − s)n 1 2 π) (1 −20.03) 1200 Bài số 9­10. Một động cơ không đồng bộ ba pha 40hp, tần số 60Hz, 4 cực từ, 460V có stator  đấu Y đang vận hành ở tốc độ 1447 vòng/phút. Công suất tổn hao phụ ở tải này là 450W, còn  tổn hao cơ  là  220 W. Các thông số mạch của động cơ qui đổi về stator như sau:       R1 = 0,1418 Ω ;  R’2 = 1,100 Ω ;   Rfe = 212,73 Ω ;  X1 = 0,7273 Ω ;  X’2 = 0,7284 Ω  XM = 21,7 Ω  Hãy dùng mạch điện thay thế chính xác để xác định (a) tổng trở vào/pha; (b) dòng điện dây  stator và rotor; (c) công suất tác dụng, phản kháng, biểu kiến và hệ số công suất được cấp từ  72
  7. lưới điện; (d) các tổn hao; (e) công suất điện từ, công suất cơ; công suất ra, hiệu suất; (f)  moment điện từ, moment trên đầu trục, momen cực đại, momen khởi động; (g) vẽ giản đồ năng  lượng và ghi các số liệu. Tốc độ đồng bộ: 60f1 60 p 60 n1 = = = 1800vg / ph p 2 Hệ số trượt: n − n 1800 − 1447 s= 1 = = 0.1961 n1 1800 Tổng trở tải: 1− s 1 − 0.1961 Z t = R− 2 = 1.1 = 4.5091Ω s 0.1961 Tổng trở mạch từ hóa: R R jXM 212.73 j21.7 j Z M = Fe = = (2.1908 + j21.4765)Ω R Fe + jXM 212.73 + j21.7 Tổng trở vào của một pha: Z Z (Z Z+ Z t ) Z v = Z1 + M 2 Z M + (Z = + Z t ) 2 (2.1908 + j21.4765) ( (1.1 + j0.7284 + 4.5091)                   = 0.1418 + j0.7273 + (2.1908 + j21.4765) + (1.1 + j0.7284 + 4.5091)                   = 4.9877 + j2.5806 =5.6158� 27.36 Ω o Dòng điện stato: U 460 I1 = 1 = & = 42.0029 ­ j21.732 =1 47.2919 ­27.36 o A Zv 3 = 5.6158 27.36 o Điện áp trên roto: & & Z Z (Z Z+ Z t ) E1 = I 1 M 2 Z M + (Z = + Z t ) 2 (2.1908 + j21.4765) ( (1.1 + j0.7284 + 4.5091) 47.2919 ­27.36 o                  =+ (2.1908 + j21.4765) + (1.1 + j0.7284 + 4.5091) 243.82 ­ j27.467 =245.3617 ­6.43o V       =4 Dòng điện roto: & Z = E1 = 245.3617Z ­6.43 & o I2 =.42.1225 ­ j10.367 =43.3795 ­­13.83o A Z = + Z t 1.1 + j0.7284 + 4.5091 2 Công suất lấy từ lưới điện: S = 3U 1I1 =5 3 460 (42.0029 ­ j21.732) = 33466 ­ j17315 = 37680 ­27.36 o VA   S1 = 37680VA P1 = 33466W Q1 = 17315VAr 73
  8. Hệ số công suất của động cơ: P 33466 cosϕ = 1 = = 0.8882 S1 37680 Các tổn hao trong máy: p Cu 1 = 3I1 R 1 =I3 47.2919 2 0.1418 = 951.4184 W 2 R p Cu 2 = 3Ip R 2 =I3 43.37952 1.1 = 6210 W 3 2 2 R E12 245.3617 2 p Fe = 3 =3 = 849 W R Fe 212.73  Công suất của động cơ: Is2 R 0 43.37952 s 1.1  Pdt = 3 2 2 = 3 = 31667 W s 0.1961  Pco = (1 −1 dt =(1 ­ 0.1961) 20291 = 25457 W s)P P2 = Pco − p co ­ p f  = 19683 ­ 459 ­ 220 = 24787 W Hiệu suất của động cơ: P 24787 η= 2 = = 0.7407 P1 33466 Mô men của động cơ: P 60Pd t 60 2 31667 M = dt = =  = 168N m ω1 2 πn 1 2 π1 1800 P 60P2 60 2 24787 M2 = 2 = =  = 163.58N m ω 2 π(1 − s)n 1 2 π) (1 −2 0.1961) 1800 U 1 3 jXM & ( 460 j21.7 U th = & = =.256.9634 0.36 o V R 1 + j(X1 + XM ) 3(0.1418 + j0.7273 + j21.7) (R +jjX1 ) jXM (0.1418 +X j0.7273) j21.7 Z th = 1 = R 1 + j(X1 + XM ) (0.1418 + j0.7273 + j21.7)        = (0.1327 + 0.7046)Ω R tn = 0.1327Ω Xtn = 0.7046Ω RR 1.1 sm = 2 = = 0.7644 R th + (Xth + X=) 2 2 2 0.1327 + (0.7046 + 0.7284)2 2 m1 0.5 R U 2 M m ax = th Ω1 R 2 + R 2 + (Xth + XΩ 2 tn tn 2) 3 0 60 . 0.5 256.9634 2                       = = 334.2916N m 2 πn 1 0.1327 2 + 0.1327 2 + (0.7046 + 0.7248)2 m1 U 2 R( Mk = th 2 R Ω1 (R tn + R =) + (Xth + X2 )2 2 2 74
  9. 3 2 60 n 256.9634 2 1.1        =n = 323.53N m 2 πn 1 (0.1327 + 1.1)2 + (0.7046 + 0.7248)2 Bài số 9­11. Một động cơ không đồng bộ ba pha số liệu định mức là 30hp, tần số 60Hz, 847  vòng/phút, 8 cực từ, 460V có stator đấu Y đang vận hành ở tốc độ 880 vòng/phút. Công suất  tổn hao phụ ở tải này và tổn hao cơ là  350 W. Các thông số mạch của động cơ qui đổi về stator  như sau :       R1 = 0.1891 Ω ;  R’2 = 0.191 Ω ;   Rfe = 189.1 Ω ;  X1 = 1.338 Ω ;  X’2 = 0.5735 Ω  XM = 14.18 Ω  Hãy dùng mạch điện thay thế chính xác để xác định (a) tổng trở vào/pha; (b) dòng điện dây  stator và rotor; (c) công suất tác dụng, phản kháng, biểu kiến và hệ số công suất được cấp từ  lưới điện; (d) các tổn hao; (e) công suất điện từ, công suất cơ; công suất ra, hiệu suất; (f)  moment điện từ, moment trên đầu trục, moment cực đại, moment khởi động; (g) vẽ giản đồ  năng lượng và ghi các số liệu. Tốc độ đồng bộ: 60f1 60 p 60 n1 = = = 900vg / ph p 4 Hệ số trượt: n − n 900 − 880 s= 1 = = 0.0222 n1 900 Tổng trở tải: 1− s 1 − 0.0222 Z t = R− 2 = 0.191 = 8.404Ω s 0.0222 Tổng trở mạch từ hóa: R R jXM 189.1 j14.18 j Z M = Fe = = (1.0574 + j14.1007)Ω R Fe + jXM 189.1 + j14.18 Tổng trở vào của một pha: Z Z (Z Z+ Z t ) Z v = Z1 + M 2 Z M + (Z = + Z t ) 2 (1.0574 + j14.1007) ) (0.191 + j0.5735 + 8.404)                   = 0.1891 + j1.338 + (1.0574 + j14.1007) + (0.191 + j0.5735 + 8.404)                   = 6.0141 + j5.1013 =7.8862� 40.31 Ω o Dòng điện stato: U 460 I1 = 1 = & = 25.6819 ­ j21.7841 =8 33.6766 ­40.31o A Zv 3 = 7.8862 40.31 o Điện áp trên roto: 75
  10. & & Z Z (Z Z+ Z t ) E1 = I 1 M 2 Z M + (Z = + Z t ) 2 (1.0574 + j14.1007) 4 (0.1910 + j0.5735 + 8.404) 33.6766 ­40.31o                  =+ (1.0574 + j14.1007) + (0.1910 + j0.5735 + 8.404) 231.58 ­ j30.243 =233.544 ­7.44 o V       =3 Dòng điện roto: & Z = E1 = 233.544Z ­7.44 o & I2 =.26.5901 ­ j5.2929 =27.1118 ­11.26 o A Z = + Z t 0.191 + j0.5735 + 8.404 2 Công suất lấy từ lưới điện: S = 3U 1I1 =5 3 460 (25.6819 ­ j21.7841) == 6 20462 ­ j17356 = 26832 ­40.31o VA S1 = 26832VA P1 = 20462W Q1 = 17356VAr Hệ số công suất của động cơ: P 20462 cosϕ = 1 = = 0.7626 S1 26832 Các tổn hao trong máy: p Cu 1 = 3I1 R 1 =I3 47.2919 2 0.1418 = 951.4184 W 2 R p Cu 2 = 3Ip R 2 =I3 43.37952 1.1 = 6210 W 3 2 2 R E12 245.3617 2 p Fe = 3 =3 = 849 W R Fe 212.73  Công suất của động cơ: Is2 R 0 27.1118 2 s 0.191  Pdt = 3 2 2 = 3 = 18953 W s 0.0222  Pco = (1 −1 dt =(1 ­ 0.0222) 18953 = 18532 W s)P P2 = Pco − p co ­ p f  = 18953 ­ 350 = 18182 W Hiệu suất của động cơ: P 18182 η= 2 = = 0.8886 P1 20462 Mô men của động cơ: P 60Pd t 60 2 18953 M = dt = =  = 201.1N m ω1 2 πn 1 2 π9 900 P 60P2 60 2 18182 M2 = 2 = =  = 197.3N m ω 2 π(1 − s)n 1 2 π) (1 −2 0.0222) 900 U 1 3 jXM & ( 460 j21.7 U th = & = =.242.6641 0.7 o V R 1 + j(X1 + XM ) 3(0.1891 + j1.338 + j14.18) 76
  11. (R 1 +jjX1 ) jXM (0.1891 +X j1.338) j14.18 Z th = = R 1 + j(X1 + XM ) (0.1891 + j1.338 + j14.18)        = (0.1579 + 1.2246)Ω R tn = 0.1579Ω Xtn = 1.2246Ω RR 0.191 sm = 2 = = 0.1058 R 2 + (Xth + X=)2 th 2 0.1579 2 + (1.2246 + 0.5735)2 m1 0.5 R U 2 M m ax = th Ω1 R tn + R tn + (Xth + XΩ 2 2 2 2) 3 0 60 . 0.5 256.9634 2                       =. 2 πn = 512.16N m 1 0.1579 2 + 0.1579 2 + (1.2246 + 0.5735)2 m1 U 2 R( Mk = th 2 R Ω1 (R tn + R =)2 + (Xth + X2 )2 2 3 2 60 n 256.9634 2 0.191        =n = 106.72N m 2 πn 1 (0.1579 + 0.191)2 + (1.2246 + 0.5735)2 Bài số 9­12. Một động cơ không đồng bộ ba pha 90kW, tần số 50Hz, 6 cực từ, 380V có stator  đấu Y. Các thông số mạch của động cơ qui đổi về stator như sau :      R1 = 0.07 Ω ; R’2 = 0.052 Ω ;  Rfe = 54 Ω ; Xn = 0.44 Ω ; XM =7.68 Ω  Tổn hao cơ và tổn hao phụ là 1100W có thể xem như không đổi. Khi hệ số trượt bằng 0.04, hãy dùng mạch điện thay thế gần đúng để tính : a. Hệ số trượt tới hạn và momen cực đại của động cơ. b. Dòng điện khởi động và moment khởi động của động cơ. c. Dòng điện ứng với momen cực đại. Ta dùng sơ đồ thay thế gầnđúng như sau: I1 & R1 jX1 X’2 + & Io & R' & U1 &f I Ie M 2 jXM s _ Rfe Hệ số trượt tới hạn: 77
  12. R X 0.052 sm = 2 = = 0.1182 Xn 0.44 Mô men cực đại của động cơ: m 1 0.5 XU 1 3 60 0.5 219.39312 n 2 2 M m ax = =n = 1567N m Ω 1 Xn 2 πn 1 0.44 Dòng điện khởi động tính theo sơ đồ thay thế: R R jXM 54 j7.68 j Z M = Fe = = (1.0706 + j7.5277)Ω R Fe + jXM 54 + j7.68 U& U1 & 380 380 Ik = 1 + & = + Z M R 1 + R= + jXn 2 3(1.0706 + j7.5277) 3(0.07 + 0.052 + j0.44) 132.45 ­ j491.59 = 509.1198 ­75o A     =3 Mô men khởi động: m1 U 1 ( R( 2 Mk = 2 Ω1 (R 1 + R=)2 + X2 2 n 3 2 60 n 219.39312 0.052        =n = 343.92N m 2 πn 1 (0.07 + 0.052)2 + 0.44 2 Tổng trở của máy ứng với sm: R R jXM 54 j7.68 j Z M = Fe = = (1.0706 + j7.5277)Ω R Fe + jXM 54 + j7.68 1 − sm 1 − 0.1167 Rt = R− = 2 0.052 = 0.3935Ω sm 0.1167 Z Z (Z n + R t ) Zv = M         Z M + (Z n + R t ) (1.0706 + j7.5277) ( (0.122 + j0.44 + 0.3935)                   =        (1.0706 + j7.5277) + (0.122 + j0.44 + 0.3935)                  = 0.4590 + j0.4378 = 0.6343� 43.64 o Ω Dòng điện ứng với momen cực đại: U 380 Im = 1 = = 345.8604A zv 3 = 0.6343 Bài số 9­13. Một động cơ không đồng bộ ba pha 45kW, tần số 50Hz, 6 cực từ, 380V có stator  đấu Y. Có các thông số mạch qui đổi về stator như sau:  R1 = 0,126Ω ;   R’2 = 0,096Ω ;  Rfe = 67Ω ; Xn = 0,46Ω ; XM = 10,6Ω ;  Tổn hao cơ và tổn hao phụ là 480W có thể xem như không đổi. Khi hệ số trượt bằng 0.04, hãy dùng mạch điện thay thế gần đúng để tính : a. Dòng điện dây và hệ số công suất của động cơ. 78
  13. b. Công suất ra và moment trên trục của động cơ. c. Hiệu suất của động cơ. jX1 X’2 I1 & R1 + & Io Ta dùng sơ đồ thay thế gần đúng: & &' I I 2 R' Theo sơ đồ thay thế ta có: U1 &f & Ie M 2 R R jXM 67 j10.6 j jXM s Z M = Fe = _ Rfe R Fe + jXM 67 + j10.6                    = (1.6361 + j10.3412)Ω 1− s 1 − 0.04 Rt = R − =. 2 0.096 = 2.304Ω s 0.04 Dòng điện sơ cấp: U& U1 & I1 = 1 + & Z M (R 1 + R= + R t ) + jXn 2 380 380      = + 3(1.6361 + j10.3412) 3(0.126 + 0.096 + 2.304)+ j0.46                =787.3406 ­ j36.0064 = 94.47 ­22.4 Ao Hệ số công suất : cosϕ = cos22.4o = 0.9245 Thành phần lõi thép của dòng điện không tải: U & 380 I Fe = 1 = & = 3.2745A R Fe 3 = 67 Dòng điện roto: U1 & 380 I3 = & 2 =     (R 1 + R= + R t ) + jXn 2 3(0.126 + 0.096 + 2.304)+ j0.46                 = 84.0661 ­ j15.3090 = 85.4487= ­10.3 A o Tổn hao công suất trong động cơ: p Cu =3 I 2 (R 1 + Rp) =R 85.4487 2 (0.126 + 0.096) = 4862.8 W 3 2 2 3 p Fe =3 I Fe R Fe =3 3.2745 2 67 = 2155.2 W I3 2 3 3 Công suất đầu ra: P1 = 3U 1I1cos ϕ1 =I 3 380 94.47 0.9245 = 57485 W o c P2 = P1 − p Cu − p Fe − p o = 57485 ­ 4862.8 ­ 2155.2 ­ 480 = 49987 W Mô men trên trục động cơ: P 60P2 60 2 49987 M2 = 2 = = = 497.22N m Ω 2 2 πn 2 π= (1 −0 0.04) 1000 Hiệu suất của động cơ: P 49987 η= 2 = = 0.8696 P1 57485 79
  14. Bài số 9­14. Một động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto dây quấn, số đôi cực p = 3, điện trở  rôto R2 = 0.01Ω. Khi rôto đứng yên E2 = 212V. Khi rôto quay với tốc độ n = 970 vg/ph thì dòng  điện rôto I2 = 240A. Tính điện kháng rôto lúc quay và lúc rôto đứng yên Hệ số trượt : n − n 1000 − 970 s= 1 = = 0.03 n1 1000 S.đ.đ khi roto quay: E 2s = sE 2 =E 0.03 212 = 6.36V Tổng trở roto tại n = 970 vh/ph: E 6.36 z 2 = 2s = = 0.0265 I2 240 Điện kháng của roto tại n =970vg/ph: Xs 2 = z 2 − R 2 = 0.02652 − 0.012 = 0.0245Ω 2 2 Điện kháng khi roto đứng yên: X 0.0245 X2 = s 2 = = 0.818Ω s 0.03 Bài số 9 ­ 15.  Một   động cơ   không   đồng   bộ   ba   pha  rôto  dây  quấn : E1 = 216V; N1 =  156vòng; kdq1 = 0.955; R2 = 0.166Ω; X2 = 0.053Ω; N2 = 27 vòng; kdq1 = 0.903. Tính sức điện động rôto lúc đứng yên E2, điện trở  R R và điện kháng  XX 2 2 của rôto đã qui đổi về  phía stato. Tỉ sổ biến đổi điện áp: N 1k d q 1 156 N0.955 ae = = = 6.1105 N 2 k dq 2 27 = 0.903 S.đ.đ roto khi n = 0: E 216 E2 = 1 = = 35.35V a e 6.11 Hệ số quy đổi dòng điện: m 1N 1k d q 1 3 m156 0.955 N ai = = = 6.1105 m 2N 2k d q 2 3 = 27 0.903 80
  15. Điện trở và điện kháng roto quy đổi sang stato: R R= a e a i R 2 =a 2 R6.1105 6.1105 0.166 = 6.1981Ω XX= a e a i X2 =a 2 X6.1105 6.1105 0.053 = 1.9789Ω Bài số 9­16. Một động cơ không đồng bộ ba pha nối sao, điện áp 380V, R 1 = 0,07Ω. Khi quay  không tải có dòng điện Io = 30A; cosϕ o = 0.09. Khi quay với tốc độ n = 965vg/ph tiêu thụ công  suất điện P1 = 145kW; cosϕ 1 = 0.88. Tính mômen điện từ Mđt. Cho rằng tổn hao quay là 800W  không đổi. Dòng điện định mớc của động cơ: P1 145 3 10 3 I1d m = =  = 250.3463A 3U 1cos ϕ= c 1 3 380 0.88 Tổn hao công suất dây quấn stato: p Cu 1 = 3I1 R 1 =I3 250.34632 0.07 = 13161 W 2 R Tổn hao không tải : Po = 3U 1I o cos ϕo =I 3 380 30 0.09 = 1777.1 W o c Công suât và mô men điện từ: Pdt = P1 − p Cu 1 − Po = 145000 − 13161 − 1777.1 = 130061.9 W P 60Pd t 60 2 130061.9 M dt = dt = = = 1242N m Ω1 2 πn 1 2 π= 1000 Bài số 9­17. Một động cơ không đồng bộ ba pha p = 2; n = 1450vg/ph, công suất điện từ P đt =  110kW; tần số dòng điện f = 50Hz. Tính mômen điện từ Mđt, tổn hao đồng trên rôto ∆Pđ2. Công suât và mô men điện từ: P 60Pd t 60 2 110000 M dt = dt = = = 700.28N m Ω1 2 πn 1 2 π= 1500 Tổn hao công suất trên dây quấn roto: 1500 − 1450 p Cu 2 = sPd t =0 110000 = 3666.67 W 1500 81
  16. Bài số 9­18. Một động cơ không đồng bộ ba pha rôto dây quấn stato và rôto đấu hình sao. Các  số liệu định mức : Uđm = 380V; Pđm = 35kW; nđm = 730vg/ph; cosϕ đm = 0.81; Iđm2 = 188A; R2 =  0.01Ω; ηđm = 0.88; điện áp giữa các vành trượt khi mạch ngoài hở và rôto đứng yên là 125V. a. Tính điện kháng rôto lúc đứng yên và lúc quay định mức. b. Tính dòng điện stato và rôto lúc mở máy và lúc quay định mức, mômen điện từ lúc mở  máy  S.đ.đ trên một pha dây quấn roto: E 125 E 2f = 2 = = 72.17V 3 3 Hệ số trượt của động cơ: n − n 750 − 730 s= 1 = = 0.0267 n1 750 Tổng trở roto khi quay với tốc độ nđm: E sE 0.0267 I 71.17 z 2s = s 2 = 2 = = 0.0102Ω I 2d m I 2d m 188 Điện kháng của dây quấn roto: Xs 2 = z 2 − R 2 = 0.0102 2 − 0.012 = 0.0022Ω 2s 2 X 0.0022 X2 = 2s = = 0.0836Ω s 0.0267 Tổng trở roto khi mở máy: Z 2 = R 2 + jX2 = 0.01 + j0.0836 = 0.084� o Ω 83 Dòng điện roto khi mở máy: E 72.17 I 2K = 2f = = 859.2A z 2 0.084 Dòng điện stato khi mở máy: I 74.6 I1K = I 2K 2d m = 859.2 = 340.93A I1dm 188 Mô men khởi động: Pd t 60p Cu 2(s =1) 60 = 3 I K R 2 60 3 860 2 0.01 5 7 2 n 2 MK = = = = = 282.5N m Ω1 2 πn 1 2 π= 750 2π0 750 Bài số 9­19. Một động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc có ghi các số liệu như sau : 25  hp, tần số 50Hz, 8 cực từ, điện áp 440V, stator đấu Y. Động cơ có moment khởi động bằng  112N.m và moment định mức bằng 83N.m. Dòng điện khởi động trực tiếp là 128A khi nối vào  lưới điện có điện áp định mức. Hãy tính :  a. Moment khởi động khi điện áp giảm còn 300V. 82
  17. b. Điện áp cần cung cấp cho động cơ để momen khởi động bằng moment định mức của  động cơ. c. Dòng điện khởi động khi điện áp giảm còn 300V. d. Điện áp cần cung cấp cho động cơ để dòng khởi động không quá 32A. Mô men khởi động khi giảm điện áp: 2 2 U � 2� 300 � � 112 = 52.07N m MK2 = � �M K1 =4 � � U � 1� 440 � � Điện áp đưa vào động cơ để mô men khởi động bằng mô men định mức: M dm 83 U2 = U1 = 440 = 378.77V M K1 112 Dòng điện khởi động khi giảm điện áp: U 300 I K 2 = I K1 2 =4 128 = 87.27A U1 440 Điện áp đưa vào động cơ để dòng điện khởi động không quá 32A: I 32 U 2 I U 1 K 2 = 440 = 110V I K1 128 Bài số 9­20. Một động cơ không đồng bộ ba pha tần số 50Hz, 4 cực từ, 220V có các thông số  mạch của động cơ qui đổi về stator như sau:  R1 = 0,3 Ω; R’2 = 0,2 Ω; X1 = X’2 = 1 Ω; Gfe = 20 mS; BM = 60 mS;  a. Tính tốc độ và dòng điện trong dây quấn stator khi khi s = 0.02 b. Tính hệ số công suất và công suất ra của động cơ khi s = 0.05. Tốc độ đồng bộ: 60f n1 = = 1500vg / ph p Tốc độ khi s = 0.02: n = (1 − s)n 1 = (1 −)0.02) 1500 = 1470vg / ph Dòng điện trong dây quấn stato khi s = 0.02: U1 & I1 = U 1 (G Fe + jBM ) + & & R 1 + R=/ s + j(X1 + X2 ) + 2 220      =.220 (0.02 + j0.06) + 24.98 + j9.2 = 26.62 20.2 o A =2 0.3 + 0.2 / 0.02 + j(1 + 1) Dòng điện trong dây quấn stato khi s = 0.05: 83
  18. U1 & I1 = U 1 (G Fe + jBM ) + & & R 1 + R=/ s + j(X1 + X2 ) + 2 220                 =.220 (0.02 + j0.06) + 46.4631 ­ j6.3643 = 46.89 ­7.8 o A =2 0.3 + 0.2 / 0.05 + j(1 + 1) Hệ số công suất tại s = 0.05: cosϕ = cos7.8o = 0.991 Công suất đầu ra khi s = 0.05: P1 = 3U 1I1cos ϕ1 =I3 220 46.89 0.991 = 30661.1 W o c Pn = 3I1 (R 1 + R P) =(3 46.89 2 (0.3 + 0.2) = 3298 W 2 2 R I = U G =G & Fe & 1 Fe 220 0.02 = 4.4A 3I 2 3 G4.4 2 Po = Fe = = 2904 W G Fe 0.02 P2 = P1 − Po − Pn = 30661 − 3298 − 2904 = 24459 W Bài số 9­21. Một động cơ điện ba pha có số đôi cực từ p = 2 ; f = 50Hz tiêu thụ công suất điện  từ lưới P1 = 3.2kW; tổn hao đồng ở dây quấn stato và rôto pCu1+ pCu2 = 300W, tổn hao sắt từ pFe  = 200W. Điện trở và dòng điện rôto đã qui đổi về stato R’2 =1.5Ω ; I’2 = 5A. Tính tốc độ động  cơ điện và  mômen điện từ. Đáp số :  n = 1440vg/ph ; Mđt = 17,9Nm Tốc độ đồng bộ của động cơ: 60f 60 p 50 n1 = = = 1500vg / ph p 2 Tổn hao đồng trên roto: p Cu 2 = 3Ip R 2 =I3 52 1.5 = 112.5 W 3 2 2 R Tổn hao đồng trên stato: p Cu 1 = 300 − p Cu 2 = 300 − 112.5 = 187.5 W Công suất điện từ: Pdt = P1 − p Cu 1 − p Fe = 3200 − 187.5 − 200 = 2812.5 W Hệ số trượt của động cơ: p 112.5 s = Cu 2 = = 0.04 Pd t 2812.5 Tốc độ động cơ: n = (1 − s)n 1 = (1 −)0.04) 1500 = 1440vg / ph Mô men điện từ: 84
  19. 60Pdt 60 2 2812.5 M dt = = = 17.9N m 2 πn 1 2 π= 1500 Bài số 9­22. Một động cơ không đồng bộ ba pha 15kW, tần số 50Hz, 6 cực từ, 220V có stator  đấu Y. Các thông số mạch điện thay thế qui đổi về stator tính trên một pha là:  R1 = 0.126Ω;   R’2 = 0.094Ω;   Rfe = 57Ω;   Xn = 0.46Ω;   XM = 9.8Ω;  Tổn hao cơ và tổn hao phụ là 280W có thể xem như không đổi.  Khi hệ số trượt bằng s = 0.03, hãy dùng mạch điện thay thế gần để tính : a. Dòng điện dây và hệ số công suất của động cơ. b. Công suất ra và mômen điện từ của động cơ. c. Hiệu suất của động cơ. Sơ đồ thay thế gần đúng: & jX’2 I1 R1 jX1 + & Io &M &' I &f I 2 R' & U1 Ie 2 Rfe jXM s _ Tổng trở vào của động cơ: R s 0.094 Rt = 2 = = 3.133Ω s 0.03 R R jXM 57   j9.8 j Z M = Fe = = (1.6365 + j9.5186)Ω   R Fe + jXM 57 + j9.8 Z + = (R 1 + R t ) + jXn = 0.126 + 3.1333 + j0.46 = (3.2593 + j0.46)Ω 2 Z Z Z Z (1.6365 + j9.5186) Z (3.2593 + j0.46) Zv = M 2 = Z M + Z = (1.6365 + j9.5186) + (3.2593 + j0.46) 2              = (2.6045 + j1.1821) = 2.8602� 24.41 Ω o U& 220 I1 = 1 = & = 40.4376 ­ j18.3535 = 44.41�− 24.41o A ZV 3� (2.6045 + j1.1821) I1 = 44.41A cosϕ = cos24.41o = 0.9106 Dòng điện roto quy đổi: 85
  20. U & 220 I3 = 1 = & 2 =.38.2092 ­ j5.3926 = 38.5878 ­8 o A Z=2 3 = (3.2593 + j0.46) Thành phần lõi thép của dòng điện từ hóa: U& 220 I Fe = 1 = & 2.2284 0 o A =2 R Fe 3 = 57 Công suất đưa ra: P1 = 3U 1I1cos ϕ1 =I 3 220 44.41 0.9106 = 15409 W o c p Cu 1 = 3I1 R 1 =I3 44.412 0.126 = 745.4338 W 2 R p Cu 2 = 3Ip R 2 =I3 38.5878 2 0.094 = 419.9041 W 3 2 2 R p Fe = 3I Fe R Fe =I3 2.2284 2 57 = 849.1228 W 2 R P2 = P1 − = p = 15409 − 745.4338 − 419.9041 − 849.1228 − 280 = 13114 W Mô men điện từ: p 419.9041 Pdt = Cu 2 = = 13997 W s 0.03 P 60Pd t 60 2 13997 M dt = dt = = = 133.66N m Ω1 2 πn 1 2 π= 1000 Hiệu suất của động cơ: P 13114 η= 2 = = 0.8511 P1 15409 Bài số 9­23. Một động cơ không đồng bộ ba pha 125hp, tần số 60Hz, 8 cực từ, 440V có stator  đấu Y. Các thông số mạch của động cơ qui đổi về stator như sau: (thông số pha)    R1 = 0.068 Ω ; R’2 = 0.052 Ω ;  Rfe = 54 Ω ; X1 =X’2 = 0.224 Ω ; XM = 3.68 Ω. Tổn hao cơ và tổn hao phụ là 1200W có thể xem như không đổi. Khi hệ số trượt s = 0.03, hãy dùng mạch điện thay thế gần đúng để tính: a. Dòng điện dây và hệ số công suất của động cơ. b. Công suất ra và moment trên đầu trục của động cơ. c. Hiệu suất của động cơ. Sơ đồ thay thế gần đúng: & jX’2 I1 R1 jX1 + & Io &M &' I &f I 2 R' & U1 Ie 2 Rfe jXM s _ 86
Đồng bộ tài khoản