Giải bài tập chương 9

Chia sẻ: Tran Kim Truong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:11

0
178
lượt xem
7
download

Giải bài tập chương 9

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

Tài liệu tham khảo về bài tập chương 9

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giải bài tập chương 9

  1.              = (1.1912 + j0.8841) = 1.4834� 36.6 Ω o U& 440 I1 = 1 = & = 137.52 ­ j102.06 = 171.2512�− 36.58 o A ZV 3� (1.1912 + j0.8841) I1 = 171.251A cosϕ = cos36.58o = 0.803 Dòng điện roto quy đổi: U & 440 I3 = 1 = & 2 =.132.81 ­ j33.031 = 136.8565 ­13.96 o A Z2= 3 = (1.8013 + j0.448) Thành phần lõi thép của dòng điện từ hóa: U& 440 I Fe = 1 = & 4.7043 0 o A =7 R Fe 3 = 54 Công suất đưa ra: P1 = 3U 1I1cos ϕ1 =I 3 440 171.251 0.803 = 104800 W o c p Cu 1 = 3I1 R 1 =I3 171.2512 0.068 = 5982.7 W 2 R p Cu 2 = 3Ip R 2 =I3 136.85652 0.05 = 2921.8 W 3 2 2 R p Fe = 3I Fe R Fe =I3 2.2284 2 57 = 3.585.2 W 2 R P2 = P1 − = p = 104800 − 5982.7 − 2921.8 − 3585.2 − 1200 = 91111 W Mô men đầu trục: P 60P2 60 2 91111 M2 = 2 = = = 996.6N m Ω 2 πn 2 π= (1 −s 900 s) Hiệu suất của động cơ: P 13114 η= 2 = = 0.8694 P1 15409 Bài số 9­24. 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 = 7.68 Ω;  Tổn hao cơ và tổn hao phụ là 1200W 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 moment cực đại của động cơ. b. Dòng điện khởi động và moment khởi động của động cơ. c. Dòng điện ứng với moment cực đại. Ta dùng sơ đồ thay thế gần đúng như sau: 67
  2. I1 & R1 jX1 X’2 + & Io &M &' I &f I 2 R' & U1 Ie 2 jXM s _ Rfe Hệ số trượt tới hạn: R X 0.052 sm = 2 = = 0.1161 Xn 0.44 Mô men cực đại của động cơ: m 0.5 XU 1 3 60 0.5 254.03412 n 2 2 M m ax = 1 =n = 2292.6N 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 & 440 440 IK = 1 + & = + Z M R 1 + R = + jXn 2 3(1.0706 + j7.5277) 3(0.07 + 0.052 + j0.44) 146.42 ­ j562.16 = 580.9137 ­75o A     =4 Mô men khởi động: m U 1 ( R( 2 Mk = 1 2 Ω1 (R 1 + R =) + (X1 + X2 )2 2 2 3 2 60 n 254.03412 0.052        =n = 496.58N m 2 πn 1 (0.068 + 0.052)2 + (0.224 + 0.224)2 Tổng trở của máy ứng với sm: 1 − sm 1 − 0.1167 Rt = R− = 2 0.052 = 0.396Ω sm 0.1167 Z Z (R 1 + R 2 + R t + jX1 + jXZ 1) Zv = M         Z M + (R 1 + R 2 + R t + jX1 + jX=) (1.0706 + j7.5277) j (0.068 + 0.052 + 0.396 + j0.224 + j0.224)                   =        (1.0706 + j7.5277) + (0.068 + 0.052 + 0.396 + j0.224 + j0.224)                  = 0.4587 + j0.4448 = 0.6389� 44.12o Ω Dòng điện ứng với momen cực đại: U 440 Im = 1 = = 397.592A zv 3 = 0.6389 68
  3. Bài số 9­25. Nhãn của một động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc có ghi các số liệu  định mức như sau: 18,5kW, tần số 50Hz, 4 cực từ, dòng stato 40A, điện áp 380V, hệ số công  suất là 0,81 và stator đấu Y. Giả sử động cơ có tốc độ quay n =1440 vòng/ph khi làm việc ở chế  độ định mức. Hãy tính:  a. Hệ số trượt định mức. b. Công suất tác dụng và phản kháng động cơ tiêu thụ từ lưới điện. c. Hiệu suất động cơ. Tốc độ đồng bộ của động cơ: 60f 60 p 50 n1 = = = 1000vg / ph p 3 Hệ số trượt định mức: n − n 1500 − 1440 sd m = 1 = = 0.04vg / ph n1 1500 Công suất tác dụng động cơ tiêu thụ từ lưới: P1 = 3UIcos ϕU 3 380 40 0.81 = 21325 W c I= Công suất phản kháng động cơ tiêu thụ từ lưới: P1 = 3UIsin ϕU 3 380 40 0.5864 = 15439 VAr s I= Hiệu suất của động cơ: P 18500 η= 2 = = 0.8675 P1 21325 Bài số 9­26. Động cơ không đồng bộ ba pha có Uđm = 440V, nối Y, 2p = 2, f = 60Hz,  đang làm  việc ở tốc độ n = 3492 vòng/phút, và có các thông số của mạch điện thay thế IEEE trên một pha  như sau:     R1 = 0.74 Ω,    R’2 = 0.647 Ω,       Rfe = không cho X1 = 1.33 Ω ;  X’2 = 2.01 Ω  XM = 77.6 Ω  Tổn hao không tải khi quay là 350W. Hãy tìm: a. Dòng điện khởi động khi nối trực tiếp dây quấn stator vào điện áp định mức? b. Môment khởi động? c. Hệ số trượt định mức? d. Dòng điện định mức? e. Bội số dòng điện khởi động? f. Hệ số công suất định mức? g. Môment định mức? 69
  4. h. Hiệu suất của động cơ khi làm việc ở tải định mức ? i. Hệ số trượt ứng với moment cực đại. j. Moment cực đại và năng lực quá tải mM. k.  Tính điện trở phụ mắc vào mạch rotor để moment khởi động bằng moment cực đại?  Sơ đồ thay thế của động cơ: R1 X1 & ' X’ I 2 R’2 2 & Io & I1 1− s & U1 R' 2 XM s Tổng trở của động cơ khi khởi động s = 1: Z Z = R 2 + jX2 = (0.647 + j2.01)Ω j R 2n jX j Z j X 2n j77.6 (0.647 + j2.01) Z v = Z1 + M = 0.74 + j1.33 + = (1.3547 + j3.2942)Ω jXM + Z = 2n j77.6 + (0.647 + j2.01) Dòng điện khởi động trực tiếp: U & 440 IK = 1 = & =.27.1248 ­ j65.9599 = 71.3194 ­67.6 o A Zv 3(1.3547 + j3.2942) Mô men khởi động: m 1U 1 pR 2 2 MK = 2 � f 2 πf � 1 + R=) + (X1 + X2 )2 � (R 2 2 � 3 2 254.03412 0.647 6 = = 25.4N m 2 π= 60 � (0.74 + 0.647)2 + (1.33 + 2.01)2 � � � Hệ số trượt định mức: 3600 − 3492 sd m = = 0.03 3600 Dòng điện định mức: Rs 0.647 Z �= 2 + jX2 = � 0 2s � + j2.01 � (21.5667 + j2.01)Ω �= sd m �0.03 � jX j Z j X 2s j77.6 (21.5667 + j2.01) Z vs = Z 1 + M = 0.74 + j1.33 + = (19.8304 + j8.4609)Ω jXM + Z = 2s j77.6 + (21.5667 + j2.01) U& 440 I1d m = 1 = & =910.8375 ­ j4.624 = 11.7827 ­23.1o A Z vs 3(19.8304 + j8.4609) Bội số dòng điện khởi động: 70
  5. IK 71.3194 mI = = = 6.0529 I1d m 11.7827 Hệ số công suất định mức: cosϕ = cos23.1o = 0.9198 Mô men định mức: m 1U 1 pR 2 / s d m 2 M dm = 2 2 πf � (R f � 1 + R=/ s dm )2 + (X1 + X2 )2 � 2 � 3 2 254.03412 0.647 / 0.03 6          = = 21.77N m 2 π= 60 � (0.74 + 0.647 / 0.03)2 + (1.33 + 2.01)2 � � � Bội số mô men khởi động: MK 25.4 mM = = = 1.17 M d m 21.77 Công suất tiêu thụ từ lưới: P1 = 3U 1I1cos ϕU 3 440 11.7827 0.9198 = 8259.3 W c I= Công suất đầu ra trên trục động cơ: p Cu 1 = 3I1 R 1 =I3 11.7827 2 0.74 = 308.207 W 2 R U −I Z & & 254.0341 − (10.8375 ­ j4.624)(0.74 ­ j1.33) I− = 1 1 1 = & 2     Z= 2s 21.5667 + j2.01                 =010.9791 ­ j1.5329 = 11.0856 ­7.9o A p Cu 2 = 3Ip R 2 =I3 11.0856 2 0.647 = 238.5311 W 3 2 2 R P2 = P1 − p Cu 1 − p Cu 2 − p o = 8259.3 − 308.207 − 238.531 − 350 = 7362.562 W Hiệu suất của động cơ: P 7362.5 η= 2 = = 0.8914 P1 8259.3 Hệ số trượt ứng với Mmax: RX 0.647 sm = 2 = = 0.1937 X1 + X= 1.33 + 2.01 2 Mô men cực đại: m 1U 1 pR 2 / s m 2 M m ax = 2 � f 2 πf � 1 + R =/ s m ) + (X1 + X2 )2 � (R 2 2 � 3 2 254.03412 0.647 / 0.1973 6                       = = 61.6942N m 2 π= 60 � (0.74 + 0.647 / 0.1973)2 + (1.33 + 2.01)2 � � � Khả năng quá tải của động cớ: M 61.6942 m M = m ax = = 2.85 M dm 21.77 Để mô men mở máy bằng mô men cực đại ta cần có sm = 1. Do vậy cần nối thêm điện trở: 71
  6. R R = (X1 + X2 ) − R 2 = (1.33 + 2.01) − 0.647 = 2.693Ω X ( 2f Bài số 9­27.  Động cơ không đồng bộ ba pha rotor dây quấn, nối Y có Uđm  = 380V, nđm  =  960vòng/phút, f = 50Hz, 2p = 6, và có các thông số của mạch điện thay thế IEEE trên một pha  như sau:     R1 = 0.2 Ω,   R’2 = 0.25 Ω,   X1 = X’2 = 1.2 Ω,   XM = 42 Ω. Tổn hao không tải khi quay là 700W, lúc đó rotor ngắn mạch trên chổi than. Tính: a. Dòng điện khởi động khi nối trực tiếp dây quấn stator vào điện áp định mức? b. Môment khởi động? c. Hệ số trượt định mức? d. Dòng điện định mức? e. Bội số dòng điện khởi động? f. Hệ số công suất định mức? g. Môment định mức? h. Hiệu suất của động cơ khi làm việc ở tải định mức? i. Hệ số trượt ứng với moment cực đại? j. Moment cực đại và năng lực quá tải mM? k. Tính điện trở phụ mắc vào mạch rotor để moment khởi động bằng moment cực đại. Sơ đồ thay thế của động cơ: R1 X1 & ' X’ I 2 R’2 2 & Io & I1 1− s & U1 R' 2 XM s Tổng trở của động cơ khi khởi động s = 1: Z Z = R 2 + jX2 = (0.25 + j1.2)Ω j R 2n jX j Z j X 2n j42 (0.25 + j1.2) Z v = Z1 + M = 0.2 + j1.2 + = (0.4363 + j2.368)Ω jXM + Z = 2n j42 + (0.25 + j1.2) Dòng điện khởi động trực tiếp: U & 380 IK = 1 = & =.(16.5094 ­ j89.606) = 91.1142 ­79.6 o A Zv 3(0.4363 + j2.368) Mô men khởi động: m 1U 1 pR 2 2 MK = 2 � f 2 πf � 1 + R=) + (X1 + X2 )2 � (R 2 2 � 72
  7. 3 2 219.39312 3 0.25 0 6        = = 57.82N m 2 π= 60 � + 0.25)2 + (1.2 + 1.2)2 � �(0.2 � Hệ số trượt định mức: 1000 − 960 sd m = = 0.04 960 Dòng điện định mức: Rs 0.25 Z �= 2 + jX2 = � 0 2s � + j1.2 � (6.25 + j1.2)Ω �= sd m � 0.04 � jX j Z j X 2s j42 (6.25 + j1.2) Z vs = Z 1 + M = 0.2 + j1.2 + = (5.9865 + j3.2038)Ω jXM + Z = 2s j42 + (6.25 + j1.2) U& 380 I1d m = 1 = & =.28.4885 ­ j15.2464 = 32.3118 ­28.15o A Z vs 3(5.9865 + j3.2038) Bội số dòng điện khởi động: I 91.1142 mI = K = = 2.8198 I1d m 32.3118 Hệ số công suất định mức: cosϕ = cos28.15o =  0.8817 Mô men định mức: m 1U 1 pR 2 / s d m 2 M dm = 2 � f 2 πf � 1 + R=/ s dm )2 + (X1 + X2 )2 � (R 2 � 3 2 219.39312 3 0.25 / 0.04 0 5          = = 181.96N m 2 π= 50 � + 0.25 / 0.04)2 + (1.2 + 1.2)2 � �(0.2 � Bội số mô men khởi động: MK 57.82 mM = = = 0.3177 M d m 181.96 Công suất tiêu thụ từ lưới: P1 = 3U 1I1cos ϕU 3 380 32.3118 0.9198 = 18751 W c I= Công suất đầu ra trên trục động cơ: p Cu 1 = 3I1 R 1 =I3 32.3118 2 0.2 = 626.4301 W 2 R U −I Z & & 219.3931 − (28.4885 ­ j15.2464)(0.2 ­ j1.2) I− = 1 1 1 = & 2     Z= 2s 6.25 + j1.2                 =929.2299 ­ j10.5941 = 31.1 ­20 o A p Cu 2 = 3Ip R 2 =I3 31.12 0.25 = 724.9654 W 3 2 2 R P2 = P1 − p Cu 1 − p Cu 2 − p o = 17751 − 626.43 − 724.96 − 700 = 16699 W Hiệu suất của động cơ: P 7960.9 η= 2 = = 0.8906 P1 8259.3 73
  8. Hệ số trượt ứng với Mmax: RX 0.25 sm = 2 = = 0.1042 X1 + X= 1.2 + 1.2 2 Mô men cực đại: m 1U 1 pR 2 / s m 2 M m ax = 2 � f 2 πf � 1 + R =/ s m ) + (X1 + X2 )2 � (R 2 2 � 3 2 219.39312 3 0.25 / 0.1042 0 6                       = = 264.33N m 2 π= 60 � + 0.25 / 0.1042)2 + (1.2 + 1.2)2 � �(0.2 � Khả năng quá tải của động cớ: M 264.33 m M = m ax = = 1.45 M d m 181.96 Để mô men mở máy bằng mô men cực đại ta cần có sm = 1. Do vậy cần nối thêm điện trở: R R = (X1 + X2 ) − R 2 = (1.2 + 1.2) − 0.25 = 2.15Ω X ( 2f Bài số 9­28. Một động cơ không đồng bộ ba pha có P = 25hp, Uđm = 575V, nối Y, Iđm= 27A, f  = 60Hz. Kết quả thu được từ thí nghiệm không tải ở tần số 60Hz, ngắn mạch ở tần số 15Hz và  một chiều như sau:  Ngắn mạch Không tải Một chiều Un = 54,7V U0 = 575V VDC = 20 V In = 27A I0  = 11,8A IDC = 27 A Pn = 1653 W P0 = 1264,5 W Hãy xác định các tham số của mạch điện thay thế IEE và tổng các tổn hao sắt, ma sát và quạt  gió. Điện trở một pha dây quấn stato: U 20 R DC = DC = = 0.7407Ω I DC 27 R 0.7407 R 1Y = DC = = 0.3704Ω 2 2 Từ số liệu không tải ta có: P 1264.5 R o = o2 = = 3.0271Ω 3I o 3 = 11.8 2 U 575 zo = o = = 28.1336Ω 3I o 3 = 11.8 Xo = z o − R o = 28.1336 2 − 3.02712 = 27.9703Ω 2 2 74
  9. Từ số liệu ngắn mạch ta có: P 1653 R n = n2 = = 0.7558Ω 3I n 3 = 27 2 Un 54.7 zn = = = 1.1697Ω 3I n 3 = 27 Xn 1 = z n − R n = 1.1697 2 − 0.7558 2 = 0.8927Ω 2 2 Quy đổi về tần số 60Hz ta có: 60 60 Xn = Xn 1 =1 0.8927 = 3.5707 Ω 15 15 Coi  X1 = XX2  ta có: X 3.5707 X1 = X2 = n = 2 = 1.7853Ω 2 2 XM = Xo − X1 = 27.9703 ­ 1.7853 = 26.1849Ω (XX+ XM )2 (1.7853 + 26.1849)2 R + = (R n − R 1 ) 2 2 = (0.7558 − 0.3704 ) = 11.5147Ω XM 26.1849 Tổng tổn hao sắt, tổn hao ma sát và quạt gió trong máy: p q = Po − m 1I o R 1 = 1264.5 −R 11.8 2 0.3704 = 1109.8 W 2 1 3 Bài số 9­29. Kết quả thu được từ thí nghiệm không tải ở tần số 60Hz, ngắn mạch ở tần số 15Hz  và một chiều của động cơ không đồng bộ ba pha có P = 30hp, Uđm = 460V, nối Y, Iđm= 40A, f  = 60Hz. như sau:  Ngắn mạch Không tải Một chiều Un = 42.39V U0 = 460V VDC = 15.4 V In = 40A I0  = 17.0A IDC = 40.2 A Pn = 1828.8 W P0 = 1381.4 W Hãy xác định các tham số của mạch điện thay thế IEE và tổng các tổn hao sắt, ma sát và quạt  gió. Điện trở một pha dây quấn stato: U 15.4 R DC = DC = = 0.3831Ω I DC 40.2 R 0.3831 R 1Y = DC = = 0.1915Ω 2 2 Từ số liệu không tải ta có: P 1381.4 R o = o2 = = 1.5933Ω 3I o 3 = 17 2 75
  10. Uo 460 zo = = = 15.6224Ω 3I o 3 = 17 Xo = z o − R o = 15.6224 2 − 1.59332 = 15.541Ω 2 2 Từ số liệu ngắn mạch ta có: P 1828.8 R n = n2 = = 0.381Ω 3I n 3 = 40 2 Un 42.39 zn = = = 0.6118Ω 3I n 3 = 40 Xn 1 = z n − R n = 0.6118 2 − 0.3812 = 0.4787Ω 2 2 Quy đổi về tần số 60Hz ta có: 60 60 Xn = Xn 1 =1 0.381 = 1.915Ω 15 15 Coi  X1 = XX2  ta có: X 1.915 X1 = X2 = n = 2 = 0.9575Ω 2 2 XM = Xo − X1 = 15.541 ­ 0.9575 = 14.5835Ω (XX+ XM )2 (0.9575 + 14.5835)2 R + = (R n − R 1 ) 2 2 = (0.381 − 0.1915 ) = 3.1384Ω XM 14.5835 Tổng tổn hao sắt, tổn hao ma sát và quạt gió trong máy: p q = Po − m 1I o R 1 = 1381.4 −R 17 2 0.1915 = 1215.3 W 2 1 3 Bài số 9­30. Kết quả thu được từ thí nghiệm không tải ở tần số 60Hz, ngắn mạch ở tần số 15Hz  và một chiều của động cơ không đồng bộ ba pha có P = 15hp, Uđm = 460V, nối Y, Iđm= 14A, f  = 60Hz. như sau:  Ngắn mạch Không tải Một chiều Un = 18.5V U0 = 459.8 V VDC = 5.6 V In = 13.9A I0  = 6.2A IDC = 14.0 A Pn = 264.6 W P0 = 799.5 W Hãy xác định các tham số của mạch điện thay thế IEE và tổng các tổn hao sắt, ma sát và quạt  gió. Điện trở một pha dây quấn stato: U 5.6 R DC = DC = = 0.4Ω I DC 14 76
  11. R DC 0.4 R 1Y = = = 0.2Ω 2 2 Từ số liệu không tải ta có: P 799.8 R o = o2 = = 6.9355Ω 3I o 3 = 6.2 2 U 459.8 zo = o = = 42.817Ω 3I o 3 = 6.2 Xo = z o − R o = 42.817 2 − 6.93552 = 42.2516Ω 2 2 Từ số liệu ngắn mạch ta có: P 264.6 R n = n2 = = 0.4565Ω 3I n 3 = 13.9 2 Un 18.5 zn = = = 0.7684Ω 3I n 3 = 13.9 Xn 1 = z n − R n = 0.7684 2 − 0.45652 = 0.6181Ω 2 2 Quy đổi về tần số 60Hz ta có: 60 60 Xn = Xn 1 =1 0.6181 = 2.4725Ω 15 15 Coi  X1 = XX2  ta có: X 2.4725 X1 = X2 = n = 2 = 1.2362Ω 2 2 XM = Xo − X1 = 42.2516 ­ 1.2362 = 41.0154Ω (XX+ XM )2 (1.2362 + 41.0154)2 R + = (R n − R 1 ) 2 2 = (0.4565 ­ 0.2) = 11.1641Ω XM 41.0154 Tổng tổn hao sắt, tổn hao ma sát và quạt gió trong máy: p q = Po − m 1I o R 1 = 799.8 −R 6.2 2 0.2 = 776.736 W 2 7 3 W       −    77
Đồng bộ tài khoản