50 Đề thi điện công nghiệp

Chia sẻ: Tran Anh Hung | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:70

Thêm vào BST

Báo xấu

616
lượt xem 154
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cùng tham khảo tài liệu 50 đề thi điện công nghiệp dưới đây để hỗ trợ trong việc ôn tập và hệ thống kiến thức điện công nghiệp, mỗi đề thi có các câu hỏi lý thuyết và câu hỏi bài tập đồng thời trong mỗi đề thi có kèm theo hướng dẫn trả lời. Hy vọng với tài liệu này các bạn có thể ôn tập đạt hiệu quả cao.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: 50 Đề thi điện công nghiệp

Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 01 Câu 1: Trình bày ý nghĩa và các biện pháp nâng cao hệ số công suất Cosϕ trong mạng điện hạ áp? * Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosϕ Nâng cao hệ số công suất cosϕ có 2 lợi ích cơ bản: - Lợi ích to lớn về kinh tế cho ngành điện và doanh nghiệp. - Lợi ích về kỹ thuật: nâng cao chất lượng cung cấp điện. + Làm giảm tổn thất điện áp trên lưới điện Giả thiết công suất tác dụng không đổi, cosϕ của xí nghiệp tăng từ cosϕ1 lên cosϕ2 nghĩa là công suất phản kháng truyền tải giảm từ Q1 xuống Q2 khi đó, do Q1> Q2 nên: ∆U1 = > ∆U2 = + Làm giảm tổn thất công suất trên lưới điện ∆S1 = > ∆S2 = + Làm giảm tổn thất điện năng trên lưới 2 2 P +Q 2 P +Q 2 ∆A1 = 2 1 Rτ > ∆A2 = 2 2 Rτ U U + Làm tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp Từ hình vẽ trên ta thấy: - S2 < S1 nghĩa là đường dây và biến áp chỉ cần truyền tải công suất S2 sau khi giảm lượng Qθ truyền tải. - Nếu đường dây và MBA đã chọn để tải thì với Q2 có thể tải lượng P2 > P1. * Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosϕ trong mạng điện hạ áp: Có 2 nhóm biện pháp nâng cao hệ số công suất cosϕ - Nhóm biện pháp tự nhiên: + Thay thế động cơ KĐB làm việc non tải bằng động cơ KĐB có công suất nhỏ hơn làm việc ở chế độ định mức, + Thường xuyên bảo dưỡng và nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ, + Sắp xếp, sử dụng hợp lý các quá trình công nghệ của các thiết bị điện, + Sử dụng động cơ đồng bộ thay cho động cơ KĐB, + Thay thế các MBA làm việc non tải bằng các MBA có dung lượng nhỏ hơn làm việc ở chế độ định mức. + Sử dụng chấn lưu điện tử hoặc chấn lưu sắt từ hiệu suất cao thay cho chấn lưu thông thường. Nhóm biện pháp nhân tạo: Là giải pháp dùng các thiết bị bù (tụ bù hoặc máy bù). Các thiết bị bù phát ra Q để cung c ấp 1 ph ần ho ặc toàn b ộ nhu c ầu Q trong xí nghi ệp. Câu 2: Cho sơ đồ mạch điện máy tiện T616 (hình 1.1). Động cơ truyền động chính có thông số: Pđm = 4,5kW; cosϕ = 0,85; η = 85%; 380/220V. a. Trình bày nguyên lý hoạt động của sơ đồ mạch điện. b. Tại sao trong các sơ đồ mạch điện khống chế động cơ không đồng bộ 3 pha lại phải quan tâm bảo vệ điện áp thấp cho động c ơ? c. Phân tích hoạt động của bảo vệ điện áp thấp trong sơ đồ. d. Nếu rơ le nhiệt trên mạch động lực của động cơ truyền động chính chỉnh định ở trị số 10A thì động cơ được phép quá tải bao nhiêu phần trăm? Biết điện áp lưới 380/220V ? a .+ Chuẩn bị cho máy hoạt động: Đóng cầu dao CD; Đưa tay gạt về 0: tiếp điểm KC(1-3) rơle điện áp RU có điện, kiểm tra điện áp nguồn. Nếu đủ trị số điện áp cho phép rơ le điện áp RU tác động đóng tiếp điểm RU(1-3) để tự duy trì chuẩn bị cho máy hoạt động. + Muốn giá cặp chi tiết quay thuận: Tay gạt để ở vị trí I: tiếp điểm KC( 3- 13), KC( 3- 5) đóng ⇒ 3K tác động ⇒ 3K ở mạch động lực đóng 2Đ hoạt động, bơm dầu bôi trơn; đồng thời tiếp điểm 3K(2- 4) đóng ⇒ 1K có điện, tiếp điểm 1K bên mạch động lực đóng ⇒ 1Đ quay thuận ⇒ giá cặp chi tiết quay thuận. tiếp điểm 1K( 9- 11) mở không cho 2K làm việc đồng thời. + Muốn giá cặp chi tiết quay ngược: Tay gạt để ở vị trí II: tiếp điểm KC( 3- 13) ,KC( 3- 9) đóng lại ⇒ 3K tác động ⇒ đóng tiếp điểm 3K bên mạch động lực lại Đ2 hoạt động, bơm dầu bôi trơn đồng thời tiếp điểm 3K ( 2- 4) đóng lại ⇒ 2K tác động ,đóng tiếp điểm 2K bên mạch động lực, 1Đ quay ngược ⇒ giá cặp chi tiết quay ngược. tiếp điểm 2K (5-7) mở ra, không cho 1K làm việc đồng thời + Muốn dừng máy: Tay gạt về 0, tiếp điểm KC( 1- 3) ,RU(1-3) mở ra 1K hoặc 2K , 3K thôi tác động,các động cơ ngừng hoạt động. - Muốn động cơ bơm nước làm việc đóng cầu dao 2CD sau khi động cơ bơm dầu hoạt động b. Từ sơ đồ thay thế của động cơ KĐB 3 pha, ta có biểu thức mô men của động cơ: 3pU ' R ' 1 2 M =  ' 2    R s  ( 2 s.2 πf  R1+ 2  + X1+ X '2   )   Khi mở máy động cơ: ' 3pU1 R '2 M mm = [ 2π.f ( R 1+ R '2 ) + ( X1+ X '2 ) 2 2 ] Nếu điện áp giảm ⇒ Mmm giảm, mà MC của tải không đổi: + Nếu Mmm > MC thì thời giam mở máy động cơ tăng, ảnh hưởng xấu đến dây quấn động cơ và lưới điện. 1/70
+ Nếu Mmm < MC thì động cơ không mở máy được, động cơ làm việc ở chế độ ngắn mạch ⇒ cháy động cơ. + Khi động cơ đang hoạt động: Điện áp giảm ⇒ Mđc giảm, mà MC của tải không đổi ⇒ động cơ làm việc ở chế độ quá tải ⇒ dây quấn bị đốt nóng ⇒ có thể cháy động cơ. c. Hoạt động của bảo vệ thấp điện áp trong sơ đồ: + Khi mở máy động cơ: Tay gạt ở vị trí 0, nếu điện áp lưới giảm thấp ⇒ rơ le điện áp RU không tác động ⇒ nếu đưa tay gạt sang I hoặc II: động cơ không hoạt động + Khi động cơ đang hoạt động: Tay gạt đang ở vị trí I hoặc II, nếu điện áp lưới giảm thấp ⇒ rơ le RU thôi tác động ⇒ các khởi động từ 1K hoặc 2K và 3K thôi tác động ⇒ các động cơ ngừng hoạt động. Pđm 4,5.103 d. Iđm = 3U .cosϕ .η = 3.380.0,85.0 ,85 = 9,47 A đm Khi rơ le nhiệt trên mạch động lực của động cơ truyền động chính chỉnh định ở giá trị 10 A thì động cơ được phép quá tải: Icd − Iđm 10 − 9,47 100 = 100 = 5,6% Iđm 9,47 Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 02 Câu 1. Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động, điều kiện mở và khoá Thysistor? 3d SCR được cấu tạo bởi 4 lớp bán dẫn PNPN. Như tên gọi ta thấy SCR là một diode chỉnh lưu được kiểm soát bởi cổng silicium. Các tiếp xúc kim loại được tạo ra các cực Anod A, Catot K và cổng G. 0,5đ Nếu ta mắc một nguồn điện một chiều VAA vào SCR như hình phía dưới. Một dòng điện nhỏ IG kích vào cực cổng G sẽ làm nối PN giữa cực cổng G và catot K dẫn phát khởi dòng điện anod IA qua SCR lớn hơn nhiều. Nếu ta đổi chiều nguồn VAA (cực dương nối với catod, cục âm nối với anod) sẽ không có dòng điện qua SCR cho dù có dòng điện kích IG. Như vậy ta có thể hiểu SCR như một diode nhưng có thêm cực cổng G và để SCR dẫn điện phải có dòng điện kích IG vào cực cổng. 0.5đ Cơ chế hoạt động như trên của SCR cho thấy dòng IG không cần lớn và chỉ cần tồn tại trong thời gian ngắn. Khi SCR đã dẫn điện, nếu ta ngắt bỏ IG thì SCR vẫn tiếp tục dẫn điện, nghĩa là ta không thể ngắt SCR bằng cực cổng, đây cũng là một nhược điểm của SCR so với transistor. 0.5đ Người ta chỉ có thể ngắt SCR bằng cách cắt nguồn VAA hoặc giảm VAA sao cho dòng điện qua SCR nhỏ hơn một trị số nào đó (tùy thuộc vào từng SCR) gọi là dòng điện duy trì IH (hodding current) 0,5đ 0,5đ Câu 2. Tính chọn dây dẫn cấp nguồn cho động cơ điện 1 pha 220V có công suất định mức Pđm = 8 kW; điện áp định mức Uđm = 220V; Cosϕ = 0,85; hiệu suất η = 0,9; hệ số hiệu chỉnh Khc = 0,7. Động cơ đặt cách tủ điện chính một khoảng l = 20m. Dây dẫn được chọn trong bảng tra thông số dây. 4d Ta có: Pđm = 8 kW = 8000 W L = 20 m = 0,02 km - Giá trị dòng điện định mức: 0,5đ k hc .I cp > I đm Dây dẫn được chọn thỏa mãn điều kiện sau: I đm 47,5 I cp > = = 67,85 A Suy ra: k hc 0,7 0,5đ Tra bảng ta chọn dây cáp tiết diện danh định là 14mm2 có dòng cho phép là 70A thỏa mãn điều kiện. 0,5đ ∆U ≥ ∆U cp Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp: Điện trở trên một km đường dây là rd = 1,33 [Ω/Km] 2/70
Điện trở dây ứng với chiều dài 20m của hai dây là: Rd20 = rd.L = 1,33.0,02 = 0,0266 Ω Sụt áp trên đường dây là: ∆U = Iđm. Rd20 = 47,5. 0,0266 = 1,264 V Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp ∆U 1,264 ∆U % = x100% = x100% = 0,58 U 220 Tổn thất điện áp nằm trong giới hạn cho phép Vậy chọn dây cáp 14 thỏa mãn điều kiện kinh tế, kỹ thuật. Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 03 Câu 1: Cho một máy biến áp ba pha có các số liệu sau đây: Sđm = 5600 kVA; U1/U2 = 35000/66000 V; I1/I2 = 92,5/49 A; P0 = 18,5 kW; i0 = 4,5%Iđm; Un = 7,5%; Pn = 57 kW; f = 50 Hz; Y/∆-11. Hãy xác định: a. Các tham số lúc không tải z0, r0 và x0. b. Các tham số ngắn mạch zn, rn, xn và các thành phần của điện áp ngắn mạch. Cho một máy biến áp ba pha có các số liệu sau đây: Sđm = 5600 kVA; U1/U2 = 35000/66000 V; I1/I2 = 92,5/49 A; P0 = 18,5 kW; i0 = 4,5%Iđm; Un = 7,5%; Pn = 57 kW; f = 50 Hz; Y/∆- 11. Các tham số lúc không tải: Điện áp pha sơ cấp: U1 35000 U 1f = = = 20208 V 3 3 Dòng điện pha không tải: I0f = 0,045I = 0,045. 92,5 = 4,16A. Các tham số không tải: U 1f 20200 z0 = = = 4857 Ω ,6 I 0f 4,16 P0 18500 r0 = = = 356 Ω 3I 0f 3.4,162 x0 = z2 − r0 = 4850 − 356 = 4844 Ω 0 2 2 2 ,5 b. Các tham số ngắn mạch: Điện áp pha ngắn mạch tính từ phía sơ cấp: U1n = U1f . un = 20200 . 0,075 = 1520V. Các tham số ngắn mạch: U1n 1520 zn = = = 164Ω , I 1f 925 , Pn 57000 rn = = = 18Ω , 3I 1f 3.9252 2 , xn = z2 − rn = 1642 − 2,222 = 16249 n 2 , , Ω Các thành phần của điện áp ngắn mạch: I 1f rn 925.2,22 , unr% = ⋅ 100= ⋅ 100= 1 01 , U1f 20208 I 1f xn 925.163 , , unx% = ⋅ 100= ⋅ 100= 7,45 U1f 20208 Câu 2:Sơ đồ mạch điện máy khoan đứng 2A – 125: (hình vẽ 3.1). Động cơ truyền động chính có thông số: Pđm = 2,8 kW ; cosϕ = 0,83 ; η = 82% ;380/220 V. a. Phân tích nguyên lý hoạt động của sơ đồ mạch điện. b. Hãy cho biết các nguyên nhân gây quá tải cho động cơ truyền động chính. c. Khi động cơ truyền động chính bị quá tải thì sơ đồ hoạt động thế nào? d. Cho phép động cơ quá tải đến 10%. Hãy xác định trị số đặt trên rơle nhiệt. Biết điện áp lưới 380/220V Mạch điện của máy khoan đứng 2A - 125 - Mạch động lực: - Mạch điều khiển: - Mạch chiếu sáng: 3/70
Nguyên lý hoạt động: - Mở máy: + Đóng cầu dao CD; + Muốn khoan chi tiết: Tay gạt về vị trí khoan chi tiết: Tiếp điểm TG 1-2,TG 3-2,TG 4 -2 đóng.Tiếp điểm TG 5-2,TG 6-2 mở ⇒ 1K tác động ⇒ Đ1 quay thuận ⇒ trục khoan quay thuận.Đồng thời tiếp điểm 1K 4 -3 đóng ,1K 5-7 mở ⇒ không cho 2K tác động đồng thời + Muốn rút mũi khoan: Tay gạt về vị trí rút mũi khoan: Tiếp điểm TG 1-2,TG 6-2,TG 5 -2 đóng.Tiếp điểm TG 3 -2,TG 4 -2 mở ⇒ 2K tác động .Đồng thời tiếp điểm 2K 5 -6, 2K 5-7 mở ⇒ 1K thôi tác động ⇒ Đ1 được cắt khỏi lưới ⇒ 2K tác động ⇒ Đ1 quay ngược ⇒ trục khoan quay ngược. - Muốn dừng máy: Tay gạt về vị trí giữa: Tiếp điểm TG 1-2, mở. ⇒ 1K hoặc 2K thôi tác động ⇒ Đ1 ngừng hoạt động. . Các nguyên nhân gây quá tải cho động cơ truyền động chính: Nguyên nhân về điện: - Điện áp lưới giảm thấp. - Mất 1 trong 3 pha lưới điện cung cấp cho động cơ. Nguyên nhân về cơ khí: - Do động cơ: + Khô dầu mỡ. + Kẹt trục động cơ + Động cơ bị sát cốt + Kẹt quạt làm mát phía sau động cơ - Do khớp truyền động từ động cơ sang máy khoan: + Thiếu dầu bôi trơn. + Kẹt hệ thống bánh răng. - Do máy khoan: + Kẹt trục khoan. + Do vật liệu của phôi cứng, không đúng tiêu chuẩn kỹ thuật. + Do tỷ số tiến dao vượt quá định mức. Khi động cơ truyền động chính bị quá tải thì dòng điện vào động cơ Đ1 tăng ⇒ rơ le nhiệt RN tác động ⇒ tiếp điểm thường kín RN mở ra ⇒ 1K hoặc 2K thôi tác động ⇒ Đ1 ngừng hoạt động. 3 Pđm 2,8.10 Iđm = = = 6,26 A 3U.cosϕ .η 3.380.0,83.0 ,82 Iqt10% = Iđm + 10% Iđm = 6,26 +10%.6,26 = 6,886 A IcđRN = 6,9 A Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 04 Câu 1:Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu cầu một pha, đối xứng có điều khiển dùng Thysistor. Vẽ dạng điện áp vào và dạng điện áp ra ứng với góc m ở α =45 0 với tải thuần trở. Trình bày nguyên lý hoạt động của mạch? sơ đồ nguyên lý T T T A 1 i3 R Dạng điện áp vào và dạng điện áp ra ứng với góc mở α =450 với tải thuần trở. U U i U 3 d B 1 2 i i d 1 T T 22 44 V u t O t t t t 2 α UG1 = 1 2 3 4 t O t UG2 45 G1 K1 α O0 t UG4 K1 U = K2 O UG3 α 45 t K4 d 0α K3 = = Nguyên lý hoạt động: 45 khoảng thời gian từ 0 ÷ - Xét trong 45 t 2 điện áp nguồn u2 giả thiết VA> VB 0 0 trong khoảng thời gian từ 0 ÷ t 1 Thysistor T1, T4 có UAK> 0,UGK = 0 ⇒ Thysistor T1, T4 khóa Thysistor T2, T3 có UAK < 0,UGK = 0 ⇒ Thysistor T2, T3 khóa ⇒ Điện áp ra trên tải Ud = 0V trong khoảng thời gian từ t1 ÷ t 2 tại thời điểm t 1 cấp xung điều khiển vào cực G của T1, T4 Thysistor T1, T4 có UAK> 0,UGK > 0 sao cho IGK > 0 ⇒ Thysistor T1, T4 mở có dòng điện đi từ nguồn qua T1 qua phụ tải( Rd) qua T4 và trở về nguồn tại điểm B. Thysistor T2, T3 có UAK < 0,UGK = 0 ⇒ Thysistor T2, T3 khóa ⇒ Điện áp ra trên tải Ud = u2 Xét trong khoảng thời gian từ t2 ÷ t 4 điện áp nguồn u2 đổi cực tính VA < VB 4/70
trong khoảng thời gian từ t2 ÷ t 3 tại thời điểm t2 Thysistor T1, T4 có UAK < 0 ⇒ Thysistor T1, T4 khóa Thysistor T2, T3 có UAK > 0,UGK = 0 ⇒ Thysistor T2, T3 khóa ⇒ Điện áp ra trên tải Ud = 0V trong khoảng thời gian từ t3 ÷ t 4 tại thời điểm t 3 cấp xung điều khiển vào cực G của T2, T3 Thysistor T2, T3 có UAK> 0,UGK > 0 sao cho IGK > 0 ⇒ Thysistor T2, T3 mở có dòng điện đi từ nguồn qua T3 qua phụ tải( Rd) qua T2 và trở về nguồn tại điểm A. Thysistor T1, T4 có UAK < 0,UGK = 0 ⇒ Thysistor T1, T4 khóa ⇒ Điện áp ra trên tải Ud = u2 Chu kỳ sau lặp lại Câu 2: Cho sơ đồ mạch điện máy tiện T616 (hình 4.1). a. Nguyên lý hoạt động: - Chuẩn bị cho máy hoạt động: Đóng cầu dao CD + Đưa tay gạt về 0: tiếp điểm KC ( 1-3) đóng rơ le điện áp RU kiểm tra điện áp nguồn. Nếu đủ trị số điện áp cho phép rơ Rơle điện áp RU tác động đóng tiếp điểm RU (1-3 ) để tự duy trì chuẩn bị cho máy hoạt động. - Muốn giá cặp chi tiết quay thuận: Tay gạt để ở vị trí I: tiếp điểm KC ( 3- 13) ,KC ( 3- 5) đóng lại ⇒ 3K tác động ⇒ đóng tiếp điểm 3K bên mạch động lực lại Đ2 hoạt động, bơm dầu bôi trơn đồng thời tiếp điểm 3K ( 2- 4) đóng lại ⇒ 1K tác động ,đóng tiếp điểm 1K bên mạch động lực lại Đ1 quay thuận ⇒ giá cặp chi tiết quay thuận. tiếp điểm 1K ( 9- 11) mở ra, không cho 2K làm việc đồng thời - Muốn giá cặp chi tiết quay ngược: Tay gạt để ở vị trí II: tiếp điểm KC ( 3- 13) ,KC ( 3- 9) đóng lại ⇒ 3K tác động ⇒ đóng tiếp điểm 3K bên mạch động lực lại Đ 2 hoạt động, bơm dầu bôi trơn đồng thời tiếp điểm 3K ( 2- 4) đóng lại ⇒ 2K tác động ,đóng tiếp điểm 2K bên mạch động lực lại Đ1 quay ngược ⇒ giá cặp chi tiết quay ngược. - tiếp điểm 2K ( 5- 7) mở ra, không cho 1K làm việc đồng thời - Muốn dừng máy: Tay gạt về 0 , tiếp điểm KC ( 1- 3 ,RU (1-3) mở ra 1K hoặc 2K ,3K thôi tác động,các động cơ ngừng hoạt động - Muốn động cơ bơm nước làm việc đóng cầu dao 2CD sau khi động cơ bơm dầu hoạt động ' 3pU R ' 1 2 M =  ' 2  Từ sơ đồ thay thế của động cơ KĐB 3 pha, ta có biểu thức mômen của động cơ: R2  s.2πf  R1+   s  ( )2  + X1+ X '2      ' 3pU1 R '2 Khi mở máy động cơ: M mm = 2π.f [( ) ' 2 ( ) ' 2 R1+ R 2 + X1+ X 2 ] Điện áp giảm ⇒ Mmm giảm, mà MC của tải không đổi: + Nếu Mmm > MC thì thời giam mở máy động cơ tăng, ảnh hưởng xấu đến dây quấn động cơ và ảnh hưởng xấu đến lưới điện. + Nếu Mmm < MC thì động cơ không mở máy được. Động cơ làm việc ở chế độ ngắn mạch ⇒ cháy động cơ. + Khi động cơ đang hoạt động: Điện áp giảm ⇒ Mđc giảm, mà MC của tải không đổi ⇒ động cơ làm việc ở chế độ quá tải ⇒ dây quấn bị đốt nóng ⇒ có thể cháy động cơ. Hoạt động của bảo vệ thấp điện áp trong sơ đồ: + Khi mở máy động cơ: Tay gạt ở vị trí 0, nếu điện áp lưới giảm thấp ⇒ rơ le điện áp RU không tác động ⇒ nếu đưa tay gạt sang I hoặc II: động cơ không hoạt động. Khi động cơ đang hoạt động: Tay gạt đang ở vị trí I hoặc II, nếu điện áp lưới giảm thấp ⇒ rơ le RU thôi tác động ⇒ các khởi động từ 1K hoặc 2K và 3K thôi tác động ⇒ các động cơ ngừng hoạt động. Pđm 4,5.103 = 9,47 A Iđm = = 3U đm .cosϕ .η 3.380.0,85.0 ,85 Khi rơ le nhiệt trên mạch động lực của động cơ truyền động chính chỉnh định ở giá trị 10 A thì động cơ được phép quá tải: Icd − Iđm 10 − 9,47 100 = 100 = 5,6% Iđm 9,47 Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 05 Câu 1:Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ điện không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc.? a/ Cấu tạo: Gồm có ba phần chính : Phần tĩnh, phần quay, các bộ phận khác - Phần tĩnh (Stato) gồm có các bộ phận chính: lõi thép, dây quấn và vỏ máy, nắp + Lõi thép stato được làm từ nhiều lá t hép kỹ thuật điện dày 0,5mm dập định hình, được ghép chặt với nhau các lá thép được sơn cách điện mỏng để giảm dòng điện xoáy, bên trong có các rãnh để đặt dây quấn. + Dây quấn stato được làm bằng dây đồng hoặc nhôm ( bọc cách điện ở bên ngoài ), gồm có ba bộ dây quấn có cấu tạo gi ống nhau được đặt l ệch nhau 120 đ ộ đi ện, các vòng dây cách điện với nhau và cách điện với lõi thép stato. Dây quấn Stato có ba cuộn dây pha, 6 đầu dây đưa ra hộp cực ( Gồm có 3 đầu đầu là A, B, C và 3 đầu cuối là X,Y,Z ). - Phần quay ( rôto) gồm có lõi thép, dây quấn: + Lõi thép rôto cũng được tạo nên bởi các lá thép kỹ thuật điện mỏng được dập định hình ép chặt với nhau và ép chặt với tr ục của động cơ, mặt ngoài của lá thép có các rãnh để đăt dây quấn rôto, hai mặt lõi thép cũng được phủ một lớp sơn cách điện mỏng. + Dây quấn rôto lồng sóc là các thanh dẫn bằng nhôm hoặc bằng đồng. Hai đầu các thanh dẫn được nối với nhau bởi 2 vòng ngắn mạch - Các bộ phận khác: + Vỏ: vỏ của động cơ đúc bằng gang hoặc hợp kim nhôm có liền cả chân và cánh toả nhiệt. + Nắp có nắp trước và nắp sau là nơi để đặt các ổ bi và bảo vệ các bộ phận ở bên trong của động cơ. Nắp thường được lằm bằng vật li ệu cùng với vỏ. + Quạt gió làm bằng tôn, hợp kim nhôm, nhựa. + Nắp gió ( ca bô ) được dập bằng tôn phía sau là các lỗ lấy gió. + Nhãn máy: Ghi các thông số kỹ thuật 5/70
b/ Nguyên lý hoạt động Khi đặt điện áp xoay chiều ba pha có tần số f vào ba pha dây quấn Stato, thì dòng điện xoay chiều ba pha chạy trong dây quấn sẽ sinh ra 60 f Từ trường quay, quay với tốc độ: n1 = p Từ trường quay quét qua các thanh dẫn rôto sinh ra sức điện động E2 .Dây quấn ro to nối ngắn mạch nên E2 sinh ra dòng điện I2 chạy trong dây quấn rôto. Chiều của E2 và I2 được xác định theo quy tắc bàn tay phải. Dòng điệnI2 nằm trong từ t rường quay sẽ chịu lực tắc dụng tương hỗ , tạo thành momen M tắc dụng lên rôto làm nó quay với tốc độ n theo chiều quay từ tr ườ ng ( dùng quy t ắc bàn tay trái đ ể xác đ ịnh chi ều c ủa l ực và Momen M tác d ụng lên rôto ). Tốc độ trên trục động cơ (n) luôn nhỏ tốc độ quay từ trường (n1), Tốc độ trên trục động cơ (n) luôn nhỏ tốc độ quay từ trường (n1), Vì t ố c đ ộ rôto khác t ố c đ ộ tr ườ ng quay nên ta g ọi đ ộng c ơ là động cơ không đ ồng bộ. Tốc độ trên trục động c ơ đ ược tính b ằng: n = n1(1- s) - n: Tốc độ quay của từ trường - n1: Tốc độ qua - s: Hệ số trượt Câu 2: Tính chọn dây dẫn cấp nguồn cho một nhóm động cơ điện 1 pha 220V có tổng công suất định mức Pđm = 8 kW; điện áp định mức Uđm = 220V; Cosϕ = 0,85; hiệu suất η = 0,9; hệ số hiệu chỉnh Khc = 0,7 (hai dây đặt trong một ống). Động cơ đặt cách tủ điện chính một khoảng L = 20m. Dây dẫn được chọn trong bảng tra thông số dây.? Tính chọn dây dẫn Pđm = 8kW = 8000W L = 20m = 0,02Km Tính chọn theo điều kiện phát nhiệt. Giá trị dòng điện định mức: Dây dẫn được chọn thỏa mãn điều kiện sau: Tra bảng chọn được dây cáp s = 14mm2 có dòng cho phép là 70A thỏa mãn điều kiện (70.0,7 = 49A 47,5A) Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp điện trở dây là: rd = 1,33 [Ω/Km]. Điện trở dây ứng với chiều dài 20m của hai dây là: Rd20 = 2.rd.L = 2.1,33.0,02 = 0,0532 Ω Sụt áp trên đường dây là: ∆U = Iđm. Rd20 = 47,5. 0,0532 = 2,527 V Tổn thất điện áp nằm trong giới hạn cho phép ∆U% = ± 2,5% Vậy chọn dây cáp có s = 14mm2 thỏa mãn Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 06 Câu 1: Trình bày cấu trúc, nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận loại điện dung? Cấu trúc của cảm biến tiệm cận điện dung Hình 1.1 : Cấu trúc tổng quát của cảm biến tiệm cận điện dung - Bộ phận cảm biến (các bản cực(điện cực) cách điện) (hình 1.2) - Mạch dao động - Mạch ghi nhận tín hiệu - Mạch điện ở ngõ ra 6/70
Nguyên lý làm việc Tụ điện gồm hai bản cực và chất điện môi ở giữa. Khoảng cách giữa hai điện cực ảnh hưởng đến khả năng tích trữ điện tích của một tụ đi ện (điện dung là đại l ượng đặc trưng cho khả năng tích trữ điện tích của một tụ điện). Hình 1.3 : Khoảng cách giữa hai điện cực ảnh hưởng đến khả năng tích trữ điện tích của một tụ điện Nguyên tắc hoạt động của cảm biến tiệm cận loại điện dung dựa trên trường. Từ sự thay đổi này trạng thái “On” hay “Off” của tín hi ệu ngõ ra sự thay đổi điện dung khi v ật thể xuất hiện trong vùng điện được xác định. Một bản cực là thành phần của cảm biến, đối tượng cần phát hiện là bản cực còn lại. Mối quan hệ giữa biên độ sóng dao động và vị trí đối tượng ở cảm biến tiệm cận điện dung trái ngược so với cảm bi ến ti ệm cận đi ện cảm. Số điện môi lớn hơn không khí. Vật liệu càng có hằng số điện môi càng cao thì càng dễ được cảm biến phát hiện. Ví dụ nước và không khí, cảm biến ti ệm cận đi ện dung r ất dễ dàng phát hiện ra nước (hằng số điện môi = 80) nhưng không thể nhận ra không khí (hằng số điện môi = 1). Đối với các chất kim loại khác nhau, khả năng phát hiện của cảm biến là không đổi. Nhưng đối với các chất khác, thì phạm vi phát hi ện của cảm biến đối với từng chất là khác nhau. Vì vậy, cảm biến tiệm cận điện dung có thể dùng để phát hiện các vật liệu có hằng số điện môi cao như chất lỏng dù nó được chứa trong hộp kín (làm bằng chất li ệu có hằng số điện môi thấp hơn như thủy tinh, plastic). Cần chắc chắn rằng đối tượng cảm biến phát hiện là chất lỏng chứ không phải hộp chứa. Câu 2: (3 điểm) Cho mạng điện như hình vẽ: A1 B C P = 30kW P1=35kW 2 AT A A cos= 0,85 cos= 0,8 D MBA 2 400m Đ P3 = 33kW cos= 0,8 η = 0,85; Kmm = 6 Đoạn BC: P2 It2= = 56,9(A) . 3.U đm . cos ϕ 2 Chọn dây: A16 có [I]= 105A 1 − 0,85 2 Đoạn AB: P1=35kW; Q1= 35. = 21,69 (kVAr) 0,85 P2=30kw; Q2=22,5 KVAr ( P1 + P2 ) 2 + (Q1+ Q2 ) 2 Ι ΤΤ12 = = 119,4( A) 3.U đm Chọn dây A25 có [I]= 130A. Đoạn AD: Pđc IđmĐ= =73,7(A) => Chọn dây A16. 3.U đm .η. cos ϕ 2 U N % U đm .10 = 0,02(Ω) ZBA = Sđm Zd = 2,082 + 0,27 2 × 0,4 = 0,838( Ω ) U đm Zđc= = 0,496( Ω ) 3K mm I đm 7/70
Z BA + Z d ∆UTT% = × 100 = 63,36 Z BA + Z d + Z đc Kết luận: Như vậy độ sụt áp lớn hơn độ sụt áp cho phép do đó không được phép khởi động động cơ. b. Điều kiện để chọn Aptômat cho mạng điện trên : Chọn Aptomat A1: Từ Itt12=119,4(A) => chọn Aptomat đảm bảo điều kiện: IđmA ≥ 119,4(A); UđmA ≥ 380V. Chọn Aptomat A2: Từ Iđc=73,7(A) => chọn Aptomat đảm bảo điều kiện: IđmA ≥ 73,7(A); UđmA ≥ 380V. I Chọn Aptomat tổng AT: Từ TT Σ =193,08(A) => chọn Aptomat đảm bảo điều kiện: IđmA ≥ 193,08(A); UđmA ≥ 380V. Câu 3: sơ đồ khống chế trạm bơm nước sinh hoạt dùng cảm biến điện cực: (Hình 6.1). Phân tích nguyên lý hoạt động của sơ đồ. Chế độ vận hàng bằng tay: + Đóng CD. + Ấn nút Đ ⇒ rơ le điện áp kiểm tra điện áp nguồn ⇒ chuẩn bị cho động cơ hoạt động. + Nếu đủ điện áp cho phép ⇒ RU tác động ⇒ K tác động ⇒ động cơ và bơm hoạt + Muốn ngừng bơm: Ấn nút C ⇒ RU và 1K thôi tác động ⇒ động cơ và bơm ngừng hoạt động. - Chế độ vận hành tự động: + Giả sử mức nước trong bể chứa đang ở mức thấp: MD ; MT đang mở. Muốn bơm nước: Ấn nút Đ ⇒ rơ le điện áp kiểm tra điện áp nguồn ⇒ chuẩn bị cho động cơ hoạt động. + Nếu đủ điện áp cho phép ⇒ RU tác động ⇒ K tác động ⇒ động cơ và bơm hoạt động ⇒ mức nước trong bể chứa tăng dần. Khi mức nước tăng đến giới hạn trên: MD ; MT đóng ⇒ RTG tác động ⇒ K thôi tác động ⇒ động cơ và bơm ngừng hoạt động ⇒ mức nước giảm dần. Khi mức nước giảm tới giới hạn dưới: MD ; MT mở ⇒ RTG thôi tác động ⇒ K tác động ⇒ động cơ và bơm hoạt động ⇒ mức nước giảm dần...quá trình lặp lại như trên. + Muốn ngừng bơm: Ấn nút C ⇒ RU và 1K thôi tác động ⇒ động cơ và bơm ngừng hoạt động. b. Phân tích hoạt động của bảo vệ quá tải và bảo vệ thấp điện áp trong sơ đồ - Hoạt động của bảo vệ quá tải: Khi động cơ bị quá tải thì dòng điện vào động cơ Đ tăng ⇒ rơ le nhiệt RN tác động ⇒ tiếp điểm thường kín RN mở ra ⇒ RU thôi tác động ⇒ K thôi tác động ⇒ Động cơ và bơm ngừng hoạt động Hoạt động của bảo vệ thấp điện áp: + Khi mở máy động cơ: ấn nút Đ ⇒ cuộn RU có điện, nếu điện áp lưới giảm thấp ⇒ rơ le điện áp không tác động ⇒ khi thả tay khỏi nút ấn ⇒ RU và K không tác động ⇒ động cơ và bơm không hoạt động. + Khi động cơ đang hoạt động: nếu điện áp lưới giảm thấp ⇒ rơ le RU thôi tác động ⇒ các khởi động từ K thôi tác động ⇒ động cơ và bơm ngừng hoạt động. c. Từ sơ đồ mạch điện điều khiển ta thấy: điện áp đặt và cuộn dây RU là điện áp dây: 380V, Điện áp chỉnh định: Ucd RU = 80% x 380 = 304 V Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 07 Câu 1: Trên nhãn động cơ KĐB 3 pha, roto lồng sóc có ghi: Pđm=10kW; ∆/Y=220/380V; nđm=1460 vòng/phút, η = 0,85 ; cos ϕ = 0,8; Đấu động cơ vào lưới 3 pha có Ud=220V; f = 50Hz.? a. Pđm: Công suất cơ định mức đưa ra trên trục động cơ. nđm: tốc độ quay định mức của roto ∆/Y-220/380V: Lưới 3 pha có Ud=220V=> dây quấn Stato đấu ∆. Lưới 3 pha có Ud=380V => dây quấn Stato đấu Y. η = 0,85 : Hiệu suất của động cơ cos ϕ = 0,8: Hệ số công suất của động cơ Uf b. Biểu thức dòng mở máy động cơ 3 pha: Imm = 2 2 (r + r ' ) + (x + x ' ) 1 2 1 2 Muốn giảm dòng điện mở máy cho động cơ trên ta có thể thực hiện bằng phương pháp giảm điện áp vào động cơ khi khởi động, bằng các cách sau: + Cách 1: Đổi nối Y- ∆ (vì khi làm việc thường dây quấn Stato đấu ∆) => giảm điện áp đặt vào động cơ khi khởi động => Imm giảm. + Cách 2: Dùng cuộn kháng điện (điện trở) mắc nối tiếp với dây quấn Stato => giảm điện áp đặt vào động cơ => Imm giảm. Ud c. Khi khởi động dây quấn Stato đấu tam giác: Imm∆= . 3 Z đc Ud I mm∆ Khi khởi động dây quấn Stato đấu Y: ImmY= Do vậy: = 3 => nên khi khởi động dây quấn đấu Y dòng điện mở máy giảm đi 3 lần.Khi khởi 3.Z đc I mmY động dây quấn đấu Y thì điện áp đặt vào mỗi pha động cơ giảm đi 3 lần mà mômen mở máy của động cơ tỷ lệ với bình phương điện áp nên mômen mở máy giảm đi 3 lần. 8/70
Câu 2:Nêu trang bị điện của mạch và giải thích nguyên lý hoạt động mạch điện máy công cụ như hình 7.1. a. Công tắc 3 pha 1CD, 2CD Cầu chì mạch động lực 1CC, 2CC • Công tắc tơ bơm dầu 3K Bộ công tắc tơ điều khiển động cơ trục chính 1K,2K • Rơ le điện áp RU Biến áp BA • Công tắc điều khiển bằng tay gạt KC • Đèn chiếu sáng Đ Công tắc đèn K b. Chuẩn bị Đóng cầu dao 1CD cấp nguồn cho mạch động lực và mạch điều khiển. Tay gạt cơ khí KC đang ở vị trí số 0 nên tiếp điểm KC(1,3) kín cấp điện cho RU, tiếp điểm RU(1,3) đóng lại chuẩn bị cho mạch làm việc. Chạy phải Vận hành máy bằng tay gạt KC. Giả sử đặt KC ở vị trí số 1: Khi đó tiếp điểm KC(3,5) và KC(3,11) được nối kín. Nên đầu tiên động cơ bơm dầu 2Đ làm việc làm cho tiếp điểm 3K (4,2) đóng lại cấp nguồn cho cuộn 1K và mâm cập quay thuận chiều. Nếu cần tưới làm mát, người thợ có thể bật công tắc 2CD, động cơ bơm nước sẽ hoạt đ ộng. Dừng máy Dừng máy bằng cách chuyển tay gạt về số 0, cắt hẳn nguồn bằng cầu dao 1CD Chạy trái Tương tự như quay thuận nhưng chuyển tay gạt về vị trí 2. Nâng cao trục chính sẽ chạy trái. Bảo vệ và liên động Máy tiện này cho phép đảo chiều quay tức thì khi cắt ren ( không cần dừng trước khi đảo chiều quay). Hai công tắc tơ được liên động bằng cặp ti ếp điểm thường đóng và khoá cơ khí. Trong mạch này các động cơ hoạt động theo trình tự sử dụng cơ chế khoá. Động cơ bơm dầu “khoá” động cơ trục chính. Câu 3:Trình bày các phương pháp lập trình cho PLC S7-200. Nêu ví dụ cụ thể. Phương pháp hình thang (Ladder Logic viết tắt là LAD). Định nghĩa về LAD: LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa. Những thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng đi ều khi ển dùng rơle. Phương pháp liệt kê lệnh (Statement List viết tắt là STL). Đây là ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính. Một chương trình được ghép bởi nhiều lệnh theo một thuật toán nhất định. Mỗi lệnh chi ếm một hàng và đều có cấu trúc chung là: “tên lệnh” + “toán hạng” Phương pháp lập trình theo sơ đồ khối (Funtion Block Diagramm FBD). Loại ngôn ngữ này thích hợp cho những người quen sử dụng và thiết kế mạch điều khiển số. Chương trình được viết dưới dạng liên kết của các hàm logic kỹ thuật số. Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 08 Câu 1: Trong trạm biếp áp phân phối có đặt máy biến áp 3 pha. Trên nhãn MBA ghi: 560kVA, 35/0,4 kV, P0 =1060W, PN = 5470W, UN% = 5%, I0% = 1,5%; Y/Y0 – 12, U NR % = 0,976 V, U NX % = 4,903 V. a. 560KVA => Công suất biểu kiến định mức. 35/0,4 kV => Điện áp định mức ở phía sơ cấp: U1đm = 35kV Điện áp định mức ở phía thứ cấp: U2đm = 0,4kV. P0 =1060W => tổn hao công suất trong MBA ở chế độ không tải và đó chính là tổn hao trong mạch từ MBA. PN = 5470W => tổn hao công suất trong MBA ở chế độ ngắn mạch thí nghiệm và đó chính là tổn hao công suất trên đi ện trở dây quấn MBA ở chế độ tải định mức. 9/70
UN%: Điện áp ngắn mạch thí nghiệm tương đối. I0%: Dòng điện không tải tương đối. Y/Y0 - 12: Tổ nối dây của MBA + 3 cuộn dây sơ cấp đấu Y. + 3 cuộn dây thứ cấp đấu Y có dây trung tính đưa ra ngoài. + Số 12 là chỉ số của góc lệch pha giữa điện áp dây sơ cấp và thứ cấp ∆ΡN .U 2 5,47.0,4 2 b. R BA = đm 2 .10 3 = .10 3 = 0,00279 Ω S đm 560 2 2 U N % .U đm X BA = .10 = 0,0143Ω . S đm c. Tính độ biến thiên điện áp thứ cấp: ∆U 2% = K t .( U NR % . cos ϕ t + U NX % . sin ϕ t ) Vậy ∆U 2% = 0,7.(0,976.0,8 + 4,903.0,6) = 2,6 Giá trị điện áp hao tổn trong MBA: ∆U 2% .U 2đm ∆U 2 = = 0,0104 kV = 10,4V 100 - Điện áp thứ cấp: U2 = U2đm - ∆U 2 = 389,6V Câu 2: Đường dây CCĐ như hình vẽ sau: a. Tải 1: 560kVA; cos ϕ =0,8 => p1=448kW; q1=336kVAr. - Tải 2: 320kVA; cos ϕ =0,8 => p2=256kW; q2=192kVAr - Tải 3: 400kVA; cos ϕ =0,7 => p3=280kW; q3=285,6kVAr. 560kVA 320kVA 400kVA Chọn dây dẫn theo hao tổn điện áp cho phép: ϕ cos =0,8 cos ϕ =0,8 cos ϕ =0,7 Tính: [ ∆U ] = [ ∆U % ].10 = 0,5KV 100 Sơ bộ chon X0 = 0,4 Ω / Km . - Tính tổn hao điện áp trên điện kháng đường dây: x0 ∆U ′′ = [ q1 .L1 + q 2 .L 2 + q 3 .L 3 ] = 254,1(V) U đm Tổn hao điện áp trên điện trở đường dây: ∆U ′ = [ ∆U ] − ∆U ′′ = 245,9V - Tiết diện dây dẫn: chọn dây AC 10 3 F= [ p1 .L1 + p 2 .L 2 + p 3 .L 3 ] = 93,6mm 2 γ.∆U ′.U đm Tra bảng chọn dây AC95 có: r0 = 0,33 Ω / km ; x0 = 0,4 Ω / km . Kiểm tra lại dây dẫn đã chọn: x r ∆U tt = U 0 [ q1 .L1 + q 2 .L 2 + q 3 .L 3 ] + U 0 [ p1.L1 + p 2 .L 2 + p 3 .L 3 ] đm đm ∑ ( Pi2 + Qi2 ).ri = 33,583(kW) 1 n b. Tính: ∆Pd = 2 U đm 1 ∑ ( Pi2 + Q i2 ).x i = 40,7(KVAr ) 1 n ∆Q d = 2 U đm 1 Tổng công suất tại A: n PA= ∑ p tải+ ∆P =1017,583kW. d 1 10/70
n QA= ∑ q tải+ ∆Qd = 854,3kVAr. 1 2 SA= PA + Q2 A = 1328,6kVA Câu 3:Mạch điện khống chế các động cơ trong dây chuyền nghiền thức ăn gia súc: (Cho sơ đồ). a. Mở máy: + Muốn nghiền nguyên liệu ở thùng chứa SP1: Ấn nút M1: 1RTG tác động ⇒ 3K tác động ⇒ Đ3 hoạt động ; 1Rt bắt đầu tính thời gian. sau khoảng thời gian duy trì ⇒ 2K tác động ⇒ Đ2 hoạt động ; 2Rt bắt đầu tính thời gian. sau khoảng thời gian duy trì ⇒ 1K tác động ⇒ Đ1 hoạt động ⇒ N1 tác động ⇒ mở cửa thùng chứa nguyên liệu ở thùng chứa 1. + Muốn nghiền nguyên liệu ở thùng chứa SP2: Ấn nút M2: 2RTG tác động ⇒ 3K tác động ⇒ ... quá trình lặp lại tương tự như trên. + Muốn nghiền nguyên liệu ở 2 thùng chứa: Ấn nút M1 và M2: 1RTG tác động; 2RTG tác động ⇒ 3K tác động ⇒...quá trình lặp lại tương tự như trên Dừng: Ấn nút C b. Giả sử Đ1, D2, D3 bị sự cố quá tải dòng điện qua 1RN tăng quá mức cho phép, sau 1 khoảng thời gian rơ le nhiệt 1RN tác động mở ti ếp đi ểm 1RN trên mạch điều khiển. Cuộn dây 1K mất điện, đèn 5Đ tắt, các tiếp điểm 1K mạch động lực mở ra, động cơ được cắt khỏi lưới điện c. Thời gian chỉnh định của 1Rt: Dựa vào thời gian mở máy của động cơ Đ3. Thời gian chỉnh định của 2Rt: Dựa vào thời gian mở máy của động cơ Đ2 Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 09 Câu 1: Trong trạm biến áp trung gian có đặt MBA 3 pha, trên nhãn máy có ghi: 3200 KVA - 38,5/10,5KV, Y/∆ - 11; η % = 98,5 %; cos ϕ 2= 0,8. a. Hãy giải thích ý nghĩa của các thông số ghi trên nhãn MBA. 3200KVA là công suất biểu kiến định mức ở phía thứ cấp MBA 38,5/10,5: là điện áp dây định mức ở phía sơ cấp và thứ cấp Y/∆-11: có nghĩa dây quấn sơ cấp đấu sao, dây quấn thứ cấp đấu tam giác, góc l ệch pha giữa đi ện áp sơ cấp và thứ cấp là (11x30 0)= 3300 η : Hiệu suất của MBA ở chế độ tải định mức: 98,5%. cos ϕ 2 = 0,8 là hệ số công suất ở chế độ tải định mức. b. Xác định góc lệch pha giữa vectơ điện áp dây phía sơ cấp với vectơ điện áp dây phía thứ cấp tương ứng? Chỉ số điện áp thứ cấp lệch so với điện áp sơ cấp là 11 nên góc lệch pha giữa vectơ điện áp dây ở phía sơ với vectơ điện áp dây ở phía thứ tương ứng là (11x300 )=3300 1 1 1U 2 U ab A B c. Hãy xác định tỷ số biến áp, dòng điện pha, điện áp pha và tổng tổn hao công suất ở chế độ định mức. - Hệ số biến áp tính theo điện áp dây: U1đm KB = = 3,67 U 2 đm S đm I1đm= = 48 A 3.U1đm Sđm - I2đm= = 176 A 3.U 2 đm U1đm Sơ cấp đấu Y nên điện áp pha: U1Fđm= = 22,3Kv 3 Thứ cấp đấu ∆ nên điện áp pha: U2Fđm=U2đm=10,5Kv. Công suất định mức ở phía thứ cấp: P2đm=Sđm. cos ϕ 2 =2560KW. P2đm Công suất tác dụng ở phía sơ cấp: P1đm= = 2600 Kw . η Tổng tổn hao công suất trong MBA ở chế độ định mức: ∆PΣ = P1 − Ρ2 = 40KW d. Nếu đấu lại dây quấn MBA trên thành Y/Y0-12 thì: Điện áp sơ cấp không đổi: U1đm=38,5Kv. Điện áp thứ cấp: U2Fđm=10,5Kv => ′ U 2 đm = 3 .U =18,2Kv 2Fđm 11/70
Tỷ số biến áp: U1đm KB = = 2,11 U′2đm Câu 2: Cho mạng điện phân phối như hình vẽ. Dây dẫn trong mạng là dây A – 50; Dtb = 1 m; Uđm = 10 kV. Hãy xác định ∆ Umax = ? Nếu đấu lại dây quấn MBA trên thành Y/Y0-12 thì: Điện áp sơ cấp không đổi: U1đm=38,5Kv. Điện áp thứ cấp: U2Fđm=10,5Kv => ′ U 2 đm = 3 .U 2Fđm =18,2Kv Tỷ số biến áp: U1đm KB = = 2,11 U′ đm 2 Sơ đồ thay thế của mạng điện: 2 800 + Z1 Z0 1 j500 0 2 (KVA) 1 1000 Z13 500 + 3 (KW x = 0,355 Tra bảng: j1000 r = 0,63 Ω/km; A=50 → 0 0 Ω/km 3.0,63 + j3.0,355 ) Z 01 = = 0,945 + j0,522(Ω) (KVA)2 Z12 = 4x0,63 + j4x0,355 = 2,52 + j1,420 (Ω) Z13 = Z12 = 2,53 + j1,420 (Ω) Điểm 2 sẽ có ∆Umax (vì Z12 = Z13 nhưng S3 < S2 ) ∆U max = ∆U 01 + ∆U 12 = ( P1 + P2 + P3 ).R01 + (Q1 + Q2 + Q3 ). X 01 P2 .R2 + Q2 . X 2 + U dm U dm Thay các tham số với Udm = 10 kV → ∆Umax = 571 V Câu 3: Vẽ sơ đồ nguyên lý (mạch điều khiển và mạch động lực) và trình bày nguyên lý hoạt động của mạch điện đổi nối Y/∆ động cơ không đồng bộ ba pha roto lồng sóc dùng khởi động từ theo nguyên tắc thời gian? b. Nguyên lý hoạt động Cấp nguồn cho mạch động lực và mạch điều khiển. Ấn nút mở máy M(3,5) cuộn dây Đg(5,4) và KY (13,4) có điện đồng thời, làm cho các tiếp điểm Đg và KY ở mạch động lực đóng lại, động cơ bắt đầu mở máy ở trạng thái đấu Y. Khi đó RTh cũng được cấp nguồn và bắt đầu tính thời gian duy trì cho các tiếp điểm của nó. Hết thời gian duy trì, tiếp đi ểm RTh(5,11) mở ra cuộn đây KY bị cắt; đồng thời tiếp điểm RTh(7,9) đóng lại cấp nguồn cho cuộn dây K∆ . Các tiếp điểm K∆ động lực đóng lại động cơ chuyển sang làm việc ở trạng thái đấu ∆, kết thúc quá trình mở máy Dừng máy thì ấn nút D(3,5) Bảo vệ và liên động Mạch được bảo vệ ngắn mạch và quá tải. Liên động điện khóa chéo: KY(7,9) và K∆(11,13). Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 10 Câu 1: (2 điểm) Trên nhãn động cơ 3 pha roto lồng sóc có các số liệu như sau: Pđm= 15KW; ∆/Y-220/380V; nđm= 1420 vòng/phút; η = 0,835; cosϕ = 0,84 ; Mmm/Mđm=1,8; Mmax/Mđm=2; Imm/Iđm=5,5; Đấu động cơ vào lưới điện 3 pha có Ud= 380V; f=50Hz. a. Pđm: Công suất cơ định mức đưa ra trên trục động cơ. nđm: tốc độ quay định mức của roto ∆/Y-220/380V: Lưới 3 pha có Ud=220V=> dây quấn Stato đấu ∆. Lưới 3 pha có Ud=380V => dây quấn Stato đấu Y η = 0,835 : Hiệu suất của động cơ cos ϕ = 0,84 : Hệ số công suất của động cơ - Từ ký hiệu ∆/Y-220/380V và lưới có Ud=380V=>3 cuộn dây của động cơ phải đấu Y. b. Do dòng điện mở máy tỷ lệ bậc nhất với điện áp nên ta có: Khi U=Uđm => Imm= ImmTT = 5Iđm Khi Imm=3Iđm 12/70
3 U= U đm = 0,6U đm = 228V 5 Mômen tỷ lệ với bình phương điện áp nên ta có: Khi U=Uđm ta có: U2đm => Mmm=MmmTT =1,8Mđm Khi U=0,6Uđm ta có: ′ (0,6Uđm)2 =>Mmm= M mm (0,6 U đm ) 2 .1,8M đm => M ′mm = 2 = 0,648M đm U đm Vậy M ′mm =0,648 M đm > MC=0,6Mđm => động cơ khởi động được. Câu 2: (3 điểm) Vẽ sơ đồ mạch điện khống chế 4 động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc không đảo chiều quay của 1 dây chuyền sản xuất, thỏa mãn yêu cầu sau: Vẽ mạch động lực + 4 động cơ KĐB 3 pha rôto lồng sóc (Không đảo chiều quay). + 4 bộ tiếp điểm chính khống chế 4 động cơ 1K ; 2K ; 3K ; 4K. + 4 rơ le nhiệt mắc trực tiếp trong mạch động lực của 4 động cơ: 1RN ; 2RN ; 3RN ; 4RN. Vẽ mạch điều khiển + Dùng nút bấm để điều khiển. + Gồm 4 cuộn dây CTT. + Tiếp điểm phụ 4K đặt nối tiếp trong mạch cuộn dây 3K. + Tiếp điểm phụ 3K đặt nối tiếp trong mạch cuộn dây 2K. + Tiếp điểm phụ 4K đặt nối tiếp trong mạch cuộn dây 1K. + Mạch điều khiển dùng điện áp 220V. Mạch tín hiệu + Đèn báo có điện. + Đèn báo Đ1 hoạt động. + Đèn báo Đ2 hoạt động. + Đèn báo Đ3 hoạt động. + Đèn báo Đ4 hoạt động Nguyên lý hoạt động của sơ đồ Các liên động và bảo vệ của sơ đồ: Câu 3: (2 điểm) Sơ đồ cung cấp điện như hình vẽ sau: AC70-5km A120-500m A MBA 150Kw; cos= 0,7 a. Phụ tải: P=150Kw; Q=153KVAr. Tổn hao công suất trên đường dây hạ áp: 1 ∆PHA = 2 ( P 2 + q 2 ).rHA = 44,510 Kw U đm 1 ∆QHA = 2 ( P 2 + q 2 ).xHA = 34,972 KVAr U đm Công suất trên thanh góp thứ cấp MBA: PTG0,4=P+∆PHA=194,51Kw. QTG0,4=Q+∆QHA=187,972Kw. 2 2 STG0,4= PTG 0, 4 + Q TG 0, 4 = 270,495 Tổn hao công suất trên MBA: S ∆PB = ∆P0 + ∆PN .( ) = 3,02kW Sđm I 0% .Sđm U .S S 2 ∆Q BA = + N % đm .( ) = 15,145kVAr 100 100 Sđm Công suất truyền tải trên đường dây cao áp: PCA=∆PBA+PTG0,4=197,53Kw (0,25 điểm) QCA=∆QBA+QTG0,4=203,117KVA Tổn hao công suất trên đường dây cao áp: 13/70
12 2 ∆PC = 2 (PCA + Q CA ).rCA = 2608,9 W = 2,608kW U đm 1 2 2 ∆Q CA = 2 (PCA + Q CA ).x CA = 1605VAr = 1,605kVAr U đm Tổng tổn hao công suất trên toàn bộ lưới điện: ∆P Σ =∆PCA+∆PBA+∆PHA=50,138Kw ∆Q Σ =∆QCA+∆QBA+∆QHA=51,722Kw b. - Các biện pháp giảm tổn hao công suất trên đường dây: + Tăng điện áp. + Giảm Q. + Cắt giảm đỉnh. + Tăng tiết diện dây dẫn Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 11 Câu 1: (2 điểm) Nêu ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosϕ ? Các giải pháp bù cosϕ ? Nêu ưu nhược điểm của các thiết bị bù cosϕ và phạm vi sử dụng của chúng? Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosϕ - Lợi ích to lớn về kinh tế cho ngành điện và doanh nghiệp. - Lợi ích về kỹ thuật: nâng cao chất lượng điện áp. Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosϕ thể hiện cụ thể như sau  Làm giảm tổn thất điện áp trên lưới điện Giả thiết công suất tác dụng không đổi, cosϕ của xí nghiệp tăng từ cosϕ1 lên cosϕ2 nghĩa là công suất phản kháng truyền tải giảm từ Q1 xuống Q2 khi đó, do Q1> Q2 nên: ∆U1 = > = ∆U2  Làm giảm tổn thất công suất trên lưới điện 1. Bộ phận đốt nóng. ∆S1 = = =∆S2 2. Tiếp điểm thường đóng. 3. Thanh  Làm giảm tổn thất điện năng trên lưới kim loại kép. 2 (có hệ số giãn nở P +Q 2 2 P +Q 2 nhiệt khác nhau). ∆A1= 2 1 Rτ > 2 2 Rτ =∆A2 4. Đòn bẩy. U U 5. Lò xo. 6. Nút ấn phục hồi.  Làm tăng khả năng tải của đường dây và biến áp Từ hình vẽ trên ta thấy S2 < S1 nghĩa là đường dây và biến áp chỉ cần tải công suất S2 sau khi giảm lượng Q truyền tải. Nếu đường dâyvà MBA đã chọn để tải thì với Q2 có thể tải lượng P2 >P1. Các giải pháp bù cosϕ Có 2 nhóm giải pháp bù cosϕ 1. Nhóm giải pháp bù cosϕ tự nhiên: - Hạn chế động cơ KĐB chạy non tải hoặc không tải bằng cách thay thế động cơ KĐB làm việc non tải bằng động cơ KĐB có công suất nhỏ hơn hoặc đặt bộ hạn chế chạy không tải. - Thường xuyên bảo dưỡng và nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ. - Sắp xếp, sử dụng hợp lý các quá trình công nghệ của các máy móc thiết bị điện. - Sử dụng động cơ đồng bộ thay cho động cơ KĐB. - Thay thế các MBA làm việc non tải bằng các MBA có dung lượng nhỏ hơn. Sử dụng chấn lưu điện tử hoặc chấn lưu sắt từ hiệu suất cao thay cho chấn lưu thông thường. 2. Nhóm giải pháp bù cosϕ nhân tạo: Là giải pháp dùng các thiết bị bù (tụ bù hoặc máy bù). Các thiết bị bù phát ra Q để cung cấp 1 phần hoặc toàn bộ nhu cầu Q trong xí nghiệp. Ưu nhược điểm của các thiết bị bù cosϕ Ưu nhược điểm của các thiết bị bù cosϕ được cho trong bảng sau: 14/70
Máy bù Tụ bù Cấu tạo vận hành sửa chữa Cấu tạo vận hành sửa phức tạp chữa đơn giản Giá thành cao Giá thành thấp Tiêu thụ nhiều điện năng Tiêu thụ ít điện năng ∆P=5%Qb ∆P=(2 ÷ 5)% Qb Tiến ồn lớn Yên tĩnh Điều chỉnh Qb trơn Điều chỉnh Qb theo cấp Qua bảng trên ta thấy tụ bù có nhiều ưu điểm hơn máy bù, nhược điểm duy nhất của tụ bù là điều chỉnh có cấp khi tăng giảm số tụ bù. Tuy nhiên đi ều này không quan tr ọng vì bù cosϕ mục đích là sao cho cosϕ của xí nghiệp cao hơn cosϕ quy định là 0,85 chứ không cần có trị số thật chính xác, thường bù cosϕ lên trị số từ 0,9 đến 0,95. Trong các xí nghiệp công nghiệp, dịch vụ và dân dụng chủ yếu sử dụng bù bằng tụ điện. Câu 2: (2 điểm) Vẽ sơ đ ồ nguyên lý c ấu tạo, trình bày nguyên lý làm vi ệc và đ ặc tính b ảo v ệ c ủa r ơle nhi ệt? + Sơ đồ nguyên lý cấu tạo rơ le nhiệt + Nguyên lý làm việc của rơ le nhiệt - Nguyên lý làm việc dựa vào tác dụng của dòng điện. - Bộ phận đốt nóng (1) đấu nối tiếp vào mạch điện chính của thiét bị cần bảo vệ. Khi dòng điện trong mạch tăng quá mức quy định ( động cơ bị quá tải) thì nhiệt lượng toả ra làm cho tấm kim loại kép (3) cong lên phía trên ( về phía kim loại có hệ số giãn nở nhỏ). Nhờ lực kéo của lò xo (5), đòn bẩy (4) sẽ quay và m ở ti ếp đi ểm (2). Mạch điện tự động mất điện. Bộ phận đốt nóng nguội đi → thanh kim loại kép hết cong → ấn nút ấn phục hồi (6) đưa rơle về vị trí cũ, tiếp điểm (2) đóng. Đặc tính bảo vệ của rơle nhiệt. - Đặc tính bảo vệ của rơle nhiệt là quan hệ giữa thời gian tác động t và t dòng điện tác động I. t = f (I) - Khi I < Iđm rơle không tác động, vì nhiệt độ thấp, độ chuyển dời của kim loại kép bé, chưa tạo ra lực cần thiết nên tiếp điểm chưa thay đổi trạng thái. Khi dòng điện càng tăng, thời gian tác động càng giảm. I/ Câu 3: (3 điểm) Iđ Nêu nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo thời gian? Vẽ sơ đồ nguyên lý mach điên và trình bày khâu mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 2 cấp m ̣ ̣ điện trở phụ trong mạch phần ứng theo nguyên tắc thời gian đông thời cho nhận xét về nguyên tắc điều khiển này? ̀ Nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo thời gian Điều khiển theo nguyên tắc thời gian dựa trên cơ sở là thông số làm việc của mạch động lực biến đổi theo thời gian. Những tín hiệu điều khiển phát ra theo một quy luật thời gian cần thiết để làm thay đổi trạng thái của hệ thống. Nguyên lý hoạt động của mạch mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 2 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng: Trạng thái ban đầu sau khi cấp nguồn động lực và điều khiển thì rơle thời gian 1RTh được cấp điện mở ngay tiếp điểm thường kín đóng chậm RTh(9-11). Để khởi động ta phải ấn nút mở máy M(3-5), công tắc tơ Đg hút sẽ đóng các tiếp điểm ở mạch động lực, phần ứng động cơ điện được đấu vào lưới điện qua các điện trở phụ khởi động r1, r2. Dòng điện qua các điện trở có trị số lớn gây ra sụt áp trên điện trở r1. Điện áp đó vượt quá ngưỡng điện áp hút của rơle thời gian 2RTh làm cho nó hoạt động sẽ mở ngay tiếp điểm thường kín đóng chậm 2RTh(11-13), trên mạch 2G cùng với sự hoạt động của rơle 1RTh chúng đảm b ảo không cho các công tắc tơ 1G và 2G có điện trong giai đoạn đầu của quá trình khởi động. động. Tiếp điểm phụ Đg(3-5) đóng để tự duy trì dòng điện cho cuộn dây công tắc tơ Đg khi ta thôi không ấn nút M nữa. Tiếp điểm Đg(1-7) mở ra cắt điện rơ le thời gian 1RTh đưa rơ le thời gian này vào hoạt động để chuẩn bị phát tín hiệu chuyển trạng thái của truyền động điện. Mốc không của thời gian t có thể được xem là thời điểm Đg(1-7) mở cắt điện 1RTh. Sau khi rơle thời gian 1RTh nhả, cơ cấu duy trì thời gian sẽ tính thời gian từ gốc không cho đến đạt trị số chỉnh định thì đóng tiếp điểm thường kín đóng chậm RTh(9-11). Lúc này cuộn dây công tắc tơ gia tốc 1G được cấp điện và hoạt động đóng tiếp điểm chính của nó ở mạch động lực và cấp điện trở phụ thứ nhất r1 bị nối ngắn mạch. Động cơ sẽ chuyển sang khởi động trên đường đặc tính cơ thứ 2. Việc ngắn mạch điện trở r1 làm cho rơle thời gian 2RTh mất điện và cơ cấu duy trì thời gian của nó cũng sẽ tính thời gian tương tự như đối với rơle 1RTh, khi đạt đến trị số chỉnh định nó sẽ đóng tiếp điểm thường đóng đóng chậm 2RTh(11-13). Công tắc tơ gia tốc 2G có điện hút tiếp điểm chính 2G, ngắn mạch cấp điện trở thứ hai r2, động cơ sẽ chuyển sang tiếp tục khởi động trên đường đặc tính cơ tự nhiên cho đến điểm làm việc ổn định A. Sơ đồ mạch động lực 15/70
Sơ đồ mạch điều khiển Đặc tính cơ Đặc tính tải Nhận xét về điều khiển truyền động điện theo nguyên tắc thời gian Ưu điểm của nguyên tắc điều khiển theo thời gian là có thể chỉnh được thời gian theo tính toán và độc lập với thông số của hệ thống động lực. Trong thực tế ảnh hưởng của mô men cản MC của điện áp lưới và của điện trở cuộn dây hầu như không đáng kể đến sự làm việc của hệ thống và đến quá trình gia tốc của truyền động điện, vì các trị số thực tế sai khác với trị số thiết kế không nhiều. Thiết bị của sơ đồ đơn giản, làm việc tin cậy cao ngay cả khi phụ tải thay đổi, rơle thời gian dùng đồng loạt cho bất kỳ công suất và động cơ nào, có tính kinh tế cao. Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 12 Câu 1: (2 điểm) Trình bày các chế độ làm việc của động cơ điện? Từ nguyên lý phát nóng và nguội lạnh của động cơ điện, người ta chia ba chế độ làm việc của động cơ tương ứng với ba dạng đồ thị phụ tải đặc trưng : Chế độ dài hạn, ngắn hạn, ngắn hạn lặp lại. - Chế độ làm việc dài hạn: Chế độ làm việc khi phụ tải được duy trì trong thời gian đủ dài để nhiệt sai của động cơ đạt đến giá trị ổn định (hình 7-1a), gi ản đồ trên bi ểu thị đồ thị phụ tải dài hạn không đổi Pc = f(t) = const và đường cong nhiệt sai của động cơ với giá trị τ đạt đến τôđ. Động cơ của các máy như quạt gió, bơm nước, các máy công cụ cỡ lớn như máy tiện đứng, máy bào giường, máy cán liên tục… đều làm việc ở chế độ dài hạn. Giản đồ phụ tải (hình 7.1a) - Chế độ ngắn hạn: Ở chế độ này, thời gian tồn tại của phụ tải đủ ngắn nên nhiệt sai của động cơ chưa kịp đạt đén giá trị ổn định, còn thời gian không tải lại rất dài nên nhiệt sai của động cơ giảm đến không mà chu kỳ thiếp theo của phụ tải vẫn chưa xuất hiện (hình 7-1b). Động cơ đóng mở của đập nước, động cơ nâng hạ nhịp cầu giao thông, động cơ kẹp phôi trong máy cắt gọt kim loại … thường làm việc ở chế độ này. Giản đồ phụ tải (hình 7.1b) - Chế độ ngắn hạn lặp lại: Đặc điểm của chế độ này là thời gian làm việc (có tải) không đủ cho nhiệt độ động cơ tăng đến giá trị ổn định, và thời gian nghi cũng không đủ để cho nhi ệt độ động cơ gi ảm đến nhiệt độ môi trường (τ = 0). Đồ thị phụ tải và đường cong nhiệt sai động cơ ở chế độ này được diểu diễn hình 7-1c. Đặc trưng cho đồ thị phụ tải ngắn hạn l ặp lại là độ lớn của phụ tải Pc hoặc Mc và “thời gian đóng điện tương đối” TĐ hoặc TĐ%: TĐ = tlv/tck, TĐ% = (tlv/tck)% Trong đó : tlv là thời gian làm việc (có tải); tck = tlv + tn thời gian của chu kỳ, tn thời gian nghỉ . Giản đồ phụ tải (hình 7.1c) Câu 2: (2 điểm) Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, yêu cầu cơ bản khi lựa chọn cầu chì? Cấu tạo của cầu chì Gồm 2 phần chính: - Dây chảy: Là thành phần chính của cầu chì, được đặt trong vỏ bằng vật liệu cách điện và được nối với các đi ện cực, điện cực được nối với mạch đi ện qua các dạng tiếp xúc như liên kết ốc vít, bulông, ngàm. Dây chảy thường làm bằng đồng, bạc, thiếc, chì. - Vỏ: Có nhiệm vụ cách điện, ngăn chặn không khí nóng khi cầu chì tác động và là buồng dập hồ quang. Thường được làm bằng nhựa cách điện, sứ hay thu ỷ tinh. + Nguyên lý làm việc của cầu chì Khi dòng điện đi qua dây chảy lớn hơn dòng điện tới hạn Ith, lượng nhiệt sinh ra chủ yếu dùng để đốt nóng dây chảy, đó là trạng thái nóng chảy cục bộ, làm dây chảy từ trạng thái rắn chuyển sang mềm, hoá hơi rồi đứt. Cầu chì sẽ cắt mạch. + Yêu cầu khi lựa chọn cầu chì Chọn cầu chì cần thoả mãn các điều kiện sau: Uđm CC > Uđm LĐ Icc > Itt Trong đó: Uđm CC - điện áp dịnh mức của cầu chì. Uđm LĐ - điện áp dịnh mức của lưới điện Icc – dòng điện định mức của dây chảy. Itt - dòng điện tính toán tương ứng với công suất tính toán của phụ tải. - Đối với cầu chì bảo vệ động cơ điện ngoài các điều kiện trên cần thoả mãn điều kiện: I cc > I kd C Ikđ - dòng điện khởi động lớn nhất của tải. C - hằng số phụ thuộc vào chế độ khởi động của tải. C = 2,5 đối với động cơ có thời gian khởi động bé ( 3 ÷ 10 s). C = ( 1,6 ÷ 2) đối với động cơ có thời gian khởi động lớn (đến 40s). 16/70
Câu 3: (3 điểm) Nêu nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo tốc độ? Vẽ sơ đồ nguyên lý mach điên và trình bày nguyên lý hoạt động của mạch mở máy động cơ đi ện một chi ều ̣ ̣ kích từ độc lập có 3 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng theo nguyên tắc tốc độ đông thời cho nhận xét về nguyên tắc đi ều khi ển này? ̀ Nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo tốc độ Tốc độ quay trên trục động cơ hay của cơ cấu chấp hành là một thông số đặc trưng quan trọng xác định trạng thái của hệ thống truyền động điện. Do vậy, người ta dựa vào thông số này để điều khiển sự làm việc của hệ thống. Lúc này mạch điều khiển phải có phần tử thụ cảm được chính xác tốc độ làm việc của động cơ - gọi là rơle tốc độ. Khi tốc độ đạt được đến những trị số ngưỡng đã đặt thì rơle tốc độ sẽ phát tín hiệu đến phần tử chấp hành để chuyển trạng thái làm việc của hệ thống truyền động điện đ ến trạng thái mới yêu cầu. Nguyên lý hoạt động của mạch mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 3 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng Để làm các phần tử kiểm tra tốc độ, ở đây ta dùng các côngtăctơ gia tốc 1G, 2G và 3G có cuộn dây mắc trực tiếp vào 2 đầu phần ứng động cơ, nó tiếp thụ được đi ện áp tỷ l ệ với tốc độ động cơ với sai lệch nhỏ. Hoạt động của sơ đồ: Sau khi ấn nút mở máy M, côngtăctơ Đg có điện đóng mạch phần ứng động cơ vào nguồn qua 3 điện trở phụ r1, r2 và r3. Động cơ gia tốc trên đường đặc tính cơ (1). Khi tốc độ động cơ đạt đến trị số ω 1 điện áp trên 2 đầu côngtăctơ 1G đạt trị số hút U1, do đó 1G hút, loại trừ điện trở r1, động cơ sẽ chuyển sang gia tốc trên đường đặc tính cơ (2). Khi tốc độ động cơ đạt đến trị số ω2(ω 2 > ω 1) điện áp trên 2 đầu côngtăctơ 2G đạt trị số hút U2, do đó 2G hút, loại trừ tiếp điện trở r2, động cơ sẽ chuyển sang gia tốc trên đường đặc tính cơ (3). Khi tốc độ động cơ đạt đến trị số ω 3(ω 3 > ω 2) điện áp trên 2 đầu côngtăctơ 3G đạt trị số hút U3, do đó 3G hút, điện trở r3 bị ngắn mạch, động cơ sẽ chuyển sang gia tốc trên đường đặc tính cơ tự nhiên, cho đến điểm làm việc ổn định Sơ đồ mạch động lực & Sơ đồ mạch điều khiển Đặc tính cơ Đặc tính tải Nhận xét về điều khiển truyền động điện theo nguyên tắc tốc độ Ưu điểm là đơn giản và rẻ tiền, thiết bị có thể là côngtăctơ mắc trực tiếp vào phần ứng động cơ không cần thông qua rơle. Nhược điểm là thời gian mở máy và hãm máy phụ thuộc nhiều vào mômen cản MC, quán tính J, điện áp lưới U và điện trở cuộn dây côngtăctơ. Các côngtăctơ gia tốc có thể không làm việc vì điện áp lưới giảm thấp, vì quá tải hoặc vì cuộn dây quá phát nóng, sẽ dẫn đến quá phát nóng điện trở khởi động, có thể làm cháy các điện trở đó. Khi điện áp lưới tăng cao có khả năng tác động đồng thời các côngtăctơ gia tốc làm tăng dòng điện quá trị số cho phép. Trong thực tế ít dùng nguyên tắc này để khởi động các động cơ, thường chỉ dùng nguyên tắc này để điều khiển quá trình hãm ĐC Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 13 Câu 1: (2 điểm) Trình bày cấu tạo, ký hiệu, nguyên lý tác động và cách lựa chọn cầu dao? Cấu tạo của cầu dao g ( thân dao). 2 5 ( má dao). 6 3 4 h. iện 1 ầu dao là tiếp điểm tĩnh và tiếp điểm động, được làm bằng hợp kim đồng. Ngoài ra bộ phận nối hợp kim đồng. Giải thích hình vẽ Ký hiệu của cầu dao - Cầu dao không có cầu chì bảo vệ -M Cầu Hai cầu chì bảo vệ dao có Ba Bố n ột cực cự cực 17/70 cự c c
Nguyên lý tác động của cầu dao: - Khi thao tác trên cầu dao, nhờ vào lưỡi dao và hệ thống tiếp điểm tĩnh, mạch điện được đóng ngắt. Trong quá tình đóng ngắt mạch cầu dao thường xảy ra hồ quang đi ện tại đầu lưỡi dao và điểm tiếp xúc ttrên tiếp điểm tĩnh. Do đó người sử dụng cần phải thao tác nhanh để dập tắt hồ quang hồ quang. - Do tốc độ kéo bằng tay không thể nhanh được nên người ta là thêm lưỡi dao phụ. Lúc đóng điện thì dao phụ tiếp xúc với tiếp đi ểm tĩnh trước. Khi ngắt điện, tay kéo lưỡi dao chính ra trước còn lưỡi dao phụ vẫn kẹp trong má dao. Lò xo liên kết giữa hai lưỡi dao được kéo căng ra và tới một mức nào đó nó sẽ bật nhanh kéo l ưỡi dao phụ ra khỏi má dao một cách nhanh chóng. Do đó hồ quang được dập tắt nhanh chóng và không xuất hi ện trên lưỡi dao chính. Cách lựa chọncầu dao. - Chọn cầu dao hạ áp theo 2 điều kiện: Uđm CD > Uđm LD Iđm CD > I tt Trong đó: Uđm CD - điện áp định mức của cầu dao. Uđm LD - điện áp định mức của lưới điện hạ áp. Ngoài ra còn phải chú ý đến số pha, số cực, khả năng cắt tải, trong nhà, ngoài trời v.v… Câu 2: (2 điểm) Trình bày các bước tính chọn công suất động cơ làm việc ở chế độ dài hạn theo phương pháp tổn thất trung bình? Trước hết cần có đồ thị phụ tải tĩnh Pc = f(t) hoặc Mc = f(t). giả sử đồ thị phụ tải của động cơ như hình 10. Động cơ được lựa chọn sơ bộ theo phụ tải trung bình với: Pđm = (1,1 ÷ 1,3)Pc.tb hoặc Mđm = (1,1 ÷ 1,3)Mc.tb Trong đó công suất và mômen trung bình được tính theo đồ thị phụ tải đã cho: Pc1t1 + Pc 2 t 2 + ... ΣPci t i Pc.tb = = t1 + t 2 + ... t ck M c1t1 + M c 2 t 2 + ... ΣM ci t i M c.tb = = t1 + t 2 + ... t ck t ck = Σt i Thời gian của chhu kỳ làm việc Thuyết minh Hình vẽ - Kiểm nghiệm động cơ đã chọn theo điều kiện phát nóng Trước hết cần có đồ thị phụ tải tĩnh P = f(t) hoặc M = f(t). Tính toán công suất theo phương pháp tổn thất trung bình: ∆P Nếu coi ổn định của động cơ tỷ lệ với tổn thất công suất trong động cơ τ od = thì nhiệt sai trung bình hoặc nhiệt sai cuối kỳ làm việc sẽ tỷ lệ với công suất A ∆Ptb trung bình trong chu kỳ: τ = tb A ∆Pc1t1 + ∆Pc 2 t 2 + ... Σ∆Pci t i Như vậy từ đồ thị phụ tải ta suy ra đồ thị của tổn hao công suất ∆P= f(t), từ đó xác định được tổn thất trung bình ∆Ptb = = t1 + t 2 + ... t ck Mặt khác đối với động cơ đẫ chọn sơ bộ, có công suất là Pđm, tương ứng với tổn hao công suất định mức ∆Pđm và nhiệt sai cho phép theo thiết kế: τcp. Trong đó: 1 − η dm ∆Pdm ∆Pdm = Pdm và τ cp = η dm A Từ các số liệu trên, động cơ đã chọn sẽ đạt yêu cầu phát nóng nếu thoả mãn điều kiện: ∆ Ptb ≤ ∆ Pđm - Kiểm nghiệm động cơ đã chọn theo điều kiện quá tải và khởi động. Động cơ đã chọn, sau khi đã kiểm nghiệm theo điều kiện phát nóng cần phải được kiểm nghiệm thêm điều kiện quá tải và đi ều kiện khởi động. Động cơ sẽ được coi nếu thoả mãn yêu cầu: Mmax ≥ Mcmax và MKĐ ≥ Mc0 Trong đó: Mcmax mômen cản lớn nhất Mc0mômen cản khi khởi động Mmax mômen lớn nhất của động cơ MKĐ mômen khởi động của động cơ lấy theo catalo, hoặc gía trị cho phép của từng loại động cơ. Câu 3: (3 điểm) 18/70
Nêu nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo tốc độ? Vẽ sơ đồ nguyên lý mach điên và trình bày nguyên lý hoạt đ ộng c ủa m ạch mở máy ̣ ̣ động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 3 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng theo nguyên tắc tốc độ đông thời cho nhận xét về nguyên tắc điều khiển này? ̀ Nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo tốc độ Tốc độ quay trên trục động cơ hay của cơ cấu chấp hành là một thông số đặc trưng quan trọng xác định trạng thái của hệ thống truyền động điện. Do vậy, người ta dựa vào thông số này để điều khiển sự làm việc của hệ thống. Lúc này mạch điều khiển phải có phần tử thụ cảm được chính xác tốc độ làm việc của động cơ - gọi là rơle tốc độ. Khi tốc độ đạt được đến những trị số ngưỡng đã đặt thì rơle tốc độ sẽ phát tín hiệu đến phần tử chấp hành để chuyển trạng thái làm việc của hệ thống truyền động điện đ ến trạng thái mới yêu cầu. Nguyên lý hoạt động của mạch mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 3 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng Để làm các phần tử kiểm tra tốc độ, ở đây ta dùng các côngtăctơ gia tốc 1G, 2G và 3G có cuộn dây mắc trực tiếp vào 2 đầu phần ứng động cơ, nó tiếp thụ được đi ện áp tỷ l ệ với tốc độ động cơ với sai lệch nhỏ. Hoạt động của sơ đồ: Sau khi ấn nút mở máy M, côngtăctơ Đg có điện đóng mạch phần ứng động cơ vào nguồn qua 3 điện trở phụ r1, r2 và r3. Động cơ gia tốc trên đường đặc tính cơ (1). Khi tốc độ động cơ đạt đến trị số ω 1 điện áp trên 2 đầu côngtăctơ 1G đạt trị số hút U1, do đó 1G hút, loại trừ điện trở r1, động cơ sẽ chuyển sang gia tốc trên đường đặc tính cơ (2). Khi tốc độ động cơ đạt đến trị số ω2(ω 2 > ω 1) điện áp trên 2 đầu côngtăctơ 2G đạt trị số hút U2, do đó 2G hút, loại trừ tiếp điện trở r2, động cơ sẽ chuyển sang gia tốc trên đường đặc tính cơ (3). Khi tốc độ động cơ đạt đến trị số ω 3(ω 3 > ω 2) điện áp trên 2 đầu côngtăctơ 3G đạt trị số hút U3, do đó 3G hút, điện trở r3 bị ngắn mạch, động cơ sẽ chuyển sang gia tốc trên đường đặc tính cơ tự nhiên, cho đến điểm làm việc ổn định Sơ đồ mạch động lực & Sơ đồ mạch điều khiển Đ ặc tính cơ Đ ặc t ính t ải Nhận xét về điều khiển truyền động điện theo nguyên tắc tốc độ Ưu điểm là đơn giản và rẻ tiền, thiết bị có thể là côngtăctơ mắc trực tiếp vào phần ứng động cơ không cần thông qua rơle. Nhược điểm là thời gian mở máy và hãm máy phụ thuộc nhiều vào mômen cản MC, quán tính J, điện áp lưới U và điện trở cuộn dây côngtăctơ. Các côngtăctơ gia tốc có thể không làm việc vì điện áp lưới giảm thấp, vì quá tải hoặc vì cuộn dây quá phát nóng, sẽ dẫn đến quá phát nóng điện trở khởi động, có thể làm cháy các điện trở đó. Khi điện áp lưới tăng cao có khả năng tác động đồng thời các côngtăctơ gia tốc làm tăng dòng điện quá trị số cho phép. Trong thực tế ít dùng nguyên tắc này để khởi động các động cơ, thường chỉ dùng nguyên tắc này để điều khiển quá trình hãm động cơ. Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 14 Câu 1: (2 điểm) Trình bày chức năng của dao cách ly, đặc điểm của dao cách ly kiểu quay 3 trụ. Cách lựa chọn dao cách ly? Chức năng của dao cách ly Dao cách ly là khí cụ dùng để đóng cắt mạch điện cao áp ở chế độ không tải hoặc không dòng điện và tạo nên khoảng cách cách điện an toàn có thể nhìn thấy được, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người lắp đặt, bảo dưỡng sửa chữa lưới điện sau dao cách ly. - Trong mạng điện, dao cách ly thường được đặt trước các thiết bị bảo vệ như cầu chì, máy cắt. - Dao cách ly thường có dao nối đất đi kèm và liên động với nhau - Ở trạng thái đóng, dao nối đất sẽ tự động nối phần mạch điện sau dao cách ly với đất để phóng điện áp dư trong mạch cắt, đảm bảo an toàn. Sơ đồ cấu tạo của dao cách ly kiểu quay 3 trụ 1. Trụ đỡ. 2. Khung. 3. Sứ cố định 4. Sứ động. 5. Thanh dẫn động. 6. Đầu nối. 7. Hộp truyền động. 8. Dao nối đất. 19/70
Lựa chọn dao cách ly. Các điều kiện chọn và kiểm tra dao cách ly Các điều kiện chọn và kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức ( kV) Uđm DCL ≥U . đm LĐ Dòng điện định mức ( A) Iđm DCL ≥I cb Dòng điện ổn định động( kA) Iđ đm ≥I xk ≥ t qd Dòng điện ổn định nhiệt ( kA) I nh.đm I ∞ t nh.dm Câu 2: (2 điểm) Trình bày sự phát nóng và nguội lạnh của động cơ điện? Sự phát nóng của động cơ điện Khi máy điện làm việc sẽ phát sinh các tổn thất công suất ∆ P và tổn thất năng lượng: ∆ W = ∫∆ P.dt Tổn thất này sẽ đốt nóng máy điện. Nếu máy điện không có sự trao đổi nhiệt với môi trường thì nhiệt độ trong máy đi ện sẽ tăng đến vô cùng và làm cháy máy đi ện. Thực t ế thì trong quá trình làm việc, máy điện có trao đổi nhiệt với môi trường nên nhiệt độ trong nó chỉ tăng đến mội giá trị ổn định nào đó. Đối với vật thể đồng nhất ta có: ∆ P.dt = C.d τ + A. τ .dt (*) Trong đó: τ = (tomđ - tomt) là nhiệt sai (độ chênh nhiệt độ giữa máy điện và môi tr ường, tính theo độ oC). tomđ là nhiệt độ của máy điện (oC). tomt là nhiệt độ môi trường (oC). A là hệ số toả nhiệt của máy điện (Jul/ cal.oC). C là nhiệt dung của máy điện (Jul/ oC). dt là khoảng thời gian nhỏ (s). Quá trình đốt nóng khi máy điện làm việc: (nhiệt sai tăng): hình 9.1 Giải phương trình (*) ta được: τ = τôđ + (τ bđ - τ ôđ).e-t/ θ + Các đường cong phát nóng và nguội lạnh của máy điện: Trong đó: τôđ = Q/ A là nhiệt sai ổn định của máy điện khi t = ∞ Q là nhiệt lượng của máy điện (Jul/ s). τ bđ là nhiệt sai ban đầu khi t = 0. θ = C/A là hằng số thời gian đốt nóng. Khi t = 0 và τ bđ = 0 (tức ban đầu tomđ = tomt) thì: τ = τ ôđ.(1 - e -t/ θ ) + Quá trình nguội lạnh khi máy điện ngừng làm việc (nhiệt sai giảm): τ = τ bđ.e--t/ θ Trong đó: θ là hằng số thời gian nguội lạnh Câu 3: (3 điểm) Nêu cách xác định công suất phản kháng cần bù và phân phối bù tối ưu trên lưới điện xí nghiệp? Xác định công suất phản kháng cần bù Khi công suất tác dụng không đổi thì ứng với cosϕ1 có: Q1=P.tgϕ1 Với cosϕ2 có: Q2=P.tgϕ2 Công suất bù tại xí nghiệp để tăng hệ số công suất từ cosϕ1 lên cosϕ2 là: 20/70