zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Bài tập điện tử công suất -động cơ không đồng bộ một pha

Chia sẻ: Phan Thi Ngoc Giau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Báo xấu

129
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài số 11-1. Một động cơ không đồng bộ một pha công suất 1/4 mã lực, 220V, 50Hz và 4 cực từ có tham số và tổn thất như sau : R1 = 8.2; X1 = X’2 = 10.5; R’2 = 10.5; XM = 210; Tổn hao sắt ở 110V là 25W; tổn hao ma sát và quạt gió là 12W; Với hệ số trượt là 0.05,

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài tập điện tử công suất -động cơ không đồng bộ một pha

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. CHƯƠNG 11: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA Bài số 11-1. Một động cơ không đồng bộ một pha công suất 1/4 mã lực, 220V, 50Hz và 4 cực từ có tham số và tổn thất như sau : R1 = 8.2; X1 = X’2 = 10.5; R’2 = 10.5; XM = 210; Tổn hao sắt ở 110V là 25W; tổn hao ma sát và quạt gió là 12W; Với hệ số trượt là 0.05, xác định dòng điện stato, công suất cơ, công suất ra trên trục, tốc độ và hiệu suất khi động cơ làm việc ở điện áp và tần số định mức. Tổng trở thứ tự thuận: 0.5jX M (0.5jX M  0.5R  / s) 2 Z T  R T  jX T  0.5R  / s  0.5j(X M  X2 ) 2 0.5j  210(0.5j  210  0.5  10.5 / 0.05)  (51.2195 + j51.2195)  0.5  10.5 / 0.05  0.5j(210  10.5) Tổng trở thứ tự ngược: 0.5jX M  0.5jX  0.5R2 /(2  s) 2 Z N  R N  jX N  0.5R  /(2  s)  0.5j(X M  X ) 2 2 0.5j  210(0.5j  10.5  0.5  10.5 / 1.95)  (2.503 + j4.8808)  0.5  10.5 / 1.95  0.5j(210  10.5) Tổng trở vào của động cơ: Z V  R 1  jX 1  Z T  Z N  8.2  j10.5  51.2195 + j51.2195 + 2.5030 + j4.8808  (61.9225 + j66.6003)  90.939547.08o  Dòng điện đưa vào stato:    U1  220  2.4192  47.08 o A I1 o Z V 90.939547.08 Hệ số công suất: cos = cos47.08o = 0.6809 Công suất đưa vào động cơ: P1  UIcos = 220  2.4192  0.6809 = 362.4002 W Công suất cơ: Pco  I1 (R T  R N )(1  s)  2.4192 2  (51.2195  2.503)  (1  0.05)  270.8569 W 2 Tổn hao sắt chủ yếu là tổn hao từ trễ và tỉ lệ với U1.6 nên với U = 220V ta có: 1.6  220   75.7858 W pFe  25     110  Công suất đưa ra: P2  Pco  pFe  pf  270.8569  75.7858  12  183.0711 W Hiệu suất của động cơ: 115
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. P2 183.0711  0.5052   P1 362.4002 Bài số 11-2. Một động cơ không đồng bộ một pha công suất 1/4 mã lực, 110V, 50Hz và 4 cực từ có tham số và tổn thất như sau : R1 = 2.0; X1 = 2.8; X’2 = 2.0; R’2 = 4.0; XM = 70; Tổn hao sắt ở 230V là 35W; tổn hao ma sát và quạt gió là 10W. Với hệ số trượt là 0.05, xác định dòng điện stato; công suất cơ; công suất ra trên trục, tốc độ; mômen và hiệu suất khi động cơ làm việc với dây quấn phụ được cắt ra ở điện áp và tần số định mức. Tổng trở thứ tự thuận: 0.5jX M (0.5jX M  0.5R  / s) 2 Z T  R T  jX T  0.5R  / s  0.5j(X M  X2 ) 2 0.5j  70(0.5j  70  0.5  4 / 0.05)  (16.9199 + j19.7721)  0.5  4 / 0.05  0.5j(70  2) Tổng trở thứ tự ngược: 0.5jX M  0.5jX  0.5R2 /(2  s) 2 Z N  R N  jX N  0.5R  /(2  s)  0.5j(X M  X ) 2 2 0.5j  70(0.5j  2  0.5  4 / 1.95)  (0.9687 + j0.9998)  0.5  4 / 1.95  0.5j(70  2) Tổng trở vào của động cơ: Z V  R 1  jX 1  Z T  Z N  8.2  j10.5  51.2195 + j51.2195 + 2.5030 + j4.8808  19.8886 + j23.5719  30.841449.84o  Dòng điện đưa vào stato:    U1  110  3.5666  49.84 o A I1 o Z V 30.841449.84 Hệ số công suất: cos = cos49.84o = 0.6449 Công suất đưa vào động cơ: P1  UIcos =110  3.5666  0.6449 = 253.0005 W Công suất cơ: Pco  I1 (R T  R N )(1  s)  3.5666 2  (16.9199  0.9687)  (1  0.05)  192.7683 W 2 Tổn hao sắt chủ yếu là tổn hao từ trễ và tỉ lệ với U1.6 nên với U = 220V ta có: 1.6  110   10.7531 W pFe  35     230  116
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Công suất đưa ra: P2  Pco  pFe  pf  192.7683  10.7531  10  172.0153 W Tốc độ quay của động cơ: 60f 60  50 n  (1  s)  (1  0.05)  1425vg / ph p 2 Mô men trên trục động cơ: P P  60 214.6649  60 M2  2  2  1.4385Nm  2 n 2  1425  Hiệu suất của động cơ: P 172.0153  2   0.6799 P1 253.0005 Bài số 11-3. Thí nghiệm không tải và ngắn mạch (thực hiện trên cuộn dây chính) của động cơ điện không đồng bộ một pha ¼ hp, 120 V, 60 Hz, 1730 vòng/phút thu đươc kết quả như sau: Thí nghiệm không tải: động cơ quay không tải V = 120 V; I = 3.5 A; P = 125W Thí nghiệm ngắn mạch: giữ rotor đứng yên V = 43 V; I = 5 A; P = 140W Xác định (a) tham số của mạch điện thay thế động cơ; (b) tổn hao quay. Mạch điện thay thế của động cơ khi không tải và ngắn mạch:  R 1 / 2 j(X 1  X ) R 1 / 2 j(X 1  X )   Im Io In 2 2  Ie j0.5XM j0.5XM R2 / 2   Uo Un R 1 / 2 j(X 1  X ) R 1 / 2 j(X 1  X ) 2 2 R2 / 4 R2 / 2 j0.5XM j0.5XM Khi không tải, ta có: 117
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. U o 120 0.5X m   34.2857  Io 3.5 Khi ngắn mạch: P 140 cosn  n   0.6512  n = 49.3707o U n I n 43  5    Un  43 Ie   j0.6271A jX m j2  34.2856   I  I  549.38 o  (  j0.6271)  3.2558 - j3.1676 = 4.5425  44.21o A  Im n e Các thông số của động cơ: U 43 (R 1  R2 )  j(X 1  X2 )   n   (6.7849 + 6.6011) I m 3.2558 - j3.1676 R 1  R   6.7849 2 X1  X  6.6011 2 Tổn hao quay bằng tổn hao không tải. Bài số 11-4. Một động cơ không đồng bộ một pha chạy bằng tụ, điện áp 120V, 60Hz và 4 cực từ có tham số của mạch điện thay thế như sau : R1C = 2.0 ; X1C =1.5 ; Cuộn dây chính: Cuộn dây phụ: R1P = 2.0 ; X1P = 2.5 ; Mạch rotor: R’2 = 1.5 ; X’2 = 2.0 ; XM = 48; C = 30 F; a = NP/NC = 1 Xác định (a) dòng điện khởi động và mômen khởi động của động cơ khi điện áp định mức; (b) trị số điện dung C của tụ điện nối song song với tụ đã có để mômen khởi động đạt giá trị cực đại; (c) dòng điện khởi động của động cơ trong trường hợp (b). Mạch điện thay thế của cuộn dây chính của động cơ(xem 625 Electric machines I.J.Nagrath, D.P. Kothari): jX jX1C R 1C / 2 2 R2 / 2s j0.5XM  jX UC 2 R2 / 2(2  s) j0.5XM 118 R 1C / 2 jX1C
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Khi khởi động s = 1 ta có: jX  (R 2  jX2 ) Z T(s 1)  Z N(s 1)  m jX m  (R 2  jX2 ) j48  (1.5  j2)  1.3812 + j1.9614 = 2.398954.85o   j48  (1.5  j2) Tổng trở của cuộn dây phụ: 10 6 Z P  R 1P  jX 1P  jX td  2  j2.5  j  (2.0 - j85.9194) 2   60  30 Quy đổi về cuộn dây chính ta có: ZP Z Z  2  P  (2.0 - j85.9194) P a 1 Như vậy tổng trở nhánh chung: Z  Z1C (2.0 - j85.9194) + (2 + j1.5)  (2.0000 - j42.2097) = 42.2571-87.3o  Z12  P  2 2 Điện áp thuận trên cuộn chính:  j  120  j U  o U CT   1     1    60  j60  84.8528  45 V 2  a 2  1 Điện áp ngược trên cuộn chính:  j  120  j U  o U CN   1     1    60  j60  84.852845 V 2 a 2 1 Dòng điện thuận trong cuộn chính:   U CT (Z1C  Z N  Z12 )  U CN Z12   9.3996 - j8.9373 = 12.9702-43.55o A I CT 2 (Z1C  Z T  Z12 )(Z1C  Z N  Z12 )  Z12 Dòng điện ngược trong cuộn chính:   U CN (Z1C  Z T  Z12 )  U CT Z12   7.9295 - j8.8032 = 11.848-47.99 o A I CN 2 (Z1C  Z T  Z12 )(Z1C  Z N  Z12 )  Z12 Dòng điện trong cuộn chính:   I  I  9.3996 - j8.9373 + 7.9295 - j8.8032 I C  CT  CN = 17.3291 - j17.7405 = 24.7997-45.67 o A Dòng điện trong cuộn phụ quy đổi:   j     I CT I CN  j(9.3996 - j8.9373 )  (7.9295 - j8.8032)  (0.134 + j1.47)A IP a Dòng điện khởi động lấy từ lưới:     I  17.3291 - j17.7405 + 0.134 + j1.47 = 17.4631 - j16.2705 I K I C P = 23.8682-42.97 o A 119
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tốc độ đồng bộ: 60f 60  60 n1   1800vg / ph  p 2 Mô men khởi động: 22 2  60 2 (12.9702 2  1.3812  11.848 2  1.3812) MK  (I CTR T  I CN R N )  2  1800 1  76.9383Nm Khi khởi động, muốn mô men bằng mô men cực đại thì dòng điện ngược phải bằng zero. Do vậy:   U CN (Z1C  Z T  Z12 )  U CT Z12  I CN 0 2 (Z1C  Z T  Z12 )(Z1C  Z N  Z12 )  Z12    U (Z  Z  Z )  U Z  0 CN 1C T 12 CT 12  U CN (Z1C  Z T ) 1   Z1P  Z1C   (0.0401 - j3.4213)  Z12   U 2  Z1P  (R 1P  jX1P  jX td )  2Z12  Z1C  (6 - j82.9194) Z  R 1P  jX 1P  R td  jX td   1P  (85.4194 + 4) j 10 6  C  663.1456F 2f  4 Dòng điện khởi động: Z  Z1C  (4 - j40.7097) = 40.905-84.38o  Z12  1P 2  (Z  Z  Z )  U Z  U CT 1C   9.4181 - j8.9803 = 13.0133-43.64 o A N 12 CN 12 I CT 2 (Z1C  Z T  Z12 )(Z1C  Z N  Z12 )  Z12   U CN (Z1C  Z T  Z12 )  U CT Z12   7.9110 - j8.7602 = 11.8036-47.91o A I CN 2 (Z1C  Z T  Z12 )(Z1C  Z N  Z12 )  Z12   I  I  17.3291 -17.7405 = 24.7997-45.67 o A   I C CT CN   j     I CT I CN  j(9.4181 - j8.9803 )  (7.9110 - j8.7602)  (0.2200 + j1.5072)A IP a Dòng điện khởi động lấy từ lưới:     I  17.5491 -16.2334 = 23.9059-42.77 o A I K I C P Bài số 11-5. Một động cơ điện không đồng bộ một pha hai cuộn dây 1/4hp, 120V và 60Hz có tham số khi khởi động như sau: RC = 3.94 và XC = 4.20; Cuộn dây chính: Cuộn dây phụ: RP = 8.42; và XP = 6.28. 120
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Động cơ được nối vào lưới điện có điện áp 120V và f = 60Hz. Xác định (a) dòng điện trong mỗi cuộn dây và dòng điện vào động cơ khi khởi động; (b) góc lệch pha giữa hai dòng điện; (c) mômen khởi động; (d) trị số điện trở mắc nối tiếp với cuộn dây phụ để góc lệch pha giữa hai dòng điện là 300. Tổng trở khi khởi động của cuộn dây chính: ZC = RC + jXC = (3.94 + j4.2) Tổng trở khi khởi động của cuộn dây phụ: ZP = RP + jXP = (8.42 + j6.28) Dòng điện trong cuộn chính khi khởi động:   U 120  14.2566 - j15.1974 = 20.8377-46.83o A IC Z C 3.94  j4.2 Dòng điện trong cuộn phụ khi khởi động:   U 120  9.1576 - j6.8301 = 11.4242-36.72 o A IP Z P 8.42  j6.28 Góc lệch pha giữa hai dòng điện:   C  P  46.83o  36.72o  10.11o Mô men khởi động: M K  kIC I P sin   k  20.8377  11.4242  sin 10.11  40.88kNm Trị số điện trở phụ để góc lệch pha là 30o: P  C  30 o  46.83o  30 o  16.83o XP tgP   0.3025 RP  R x XP 6.28  Rx   RP   8.42  12.34 0.3025 0.3025 Bài số 11-6. Một động cơ điện không đồng bộ một pha hai cuộn dây 120V và 60Hz có tham số khi rotor đứng yên (khởi động) như sau: cuộn dây chính RC = 2.20 và XC = 3.80; cuộn dây phụ RP = 9.25; XP = 8.55. Động cơ được nối vào lưới điện có điện áp 120V và f = 60Hz. Xác định (a) dòng điện trong mỗi cuộn dây; (b) góc lệch pha giữa hai dòng điện; (c) mômen khởi động; (d) điện dung C mắc nối tiếp với cuộn dây phụ để góc lệch pha giữa hai dòng điện khi khởi động là 900; (e) mômen khơi đồng trong trường hợp (d); (f) phần trăm mômen khởi động tăng so với khi không có tụ điện C. Tổng trở khi khởi động của cuộn dây chính: ZC = RC + jXC = (2.2 + j3.8) 121
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tổng trở khi khởi động của cuộn dây phụ: ZP = RP + jXP = (9.25 + j8.55) Dòng điện trong cuộn chính khi khởi động:    U  120  13.6929 - j23.6515 = 27.3293-59.93o A IC Z C 2.2  j3.8 Dòng điện trong cuộn phụ khi khởi động:   U 120  6.9959 - j6.4665 = 9.5267-42.75o A IP Z P 9.25  j8.55 Góc lệch pha giữa hai dòng điện:   C  P  59.83o  42.75o  17.08 o Mô men khởi động: M K  kIC I P sin   k  27.3293  9.5267  sin17.08  76.47kNm Trị số điện dung để góc lệch pha là 90o: P  C  30 o  59.93o  90o  30.07 o X  XC tgP  P  0.5789 RP  X C  X P  0.5789  R P  8.55  0.5789  9.25  3.194 1 1 C   830.38F  2 fX C 2  60  3.194 Mô men khởi động khi này: M K  kI CI P sin   k  27.3293  9.5267  260.36kNm Mô men tăng lên: 260.36  76.47  2.404  240.4% 76.47 Bài số 11-7. Dùng số liệu của bài tập số 11-2 để xác định (a) trị số điện dung C mắc nối tiếp với cuộn dây phụ để góc lệch pha giữa hai dòng điện khi khởi động là 80.60; (b) dòng điện trong mỗi cuộn dây và dòng điện vào động cơ khi khởi động với tụ điện C. Trị số điện dung để góc lệch pha là 90o: P  C  30 o  59.93o  80.6o  20.67 o X  XC tgP  P  0.3773 RP  X C  X P  0.3773  R P  8.55  0.3773  9.25  5.06 122
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 1 1 C   524.23F  2 fX C 2  60  5.06 Tổng trở khi khởi động của cuộn dây chính: ZC = RC + jXC = (2.2 + j3.8) Tổng trở khi khởi động của cuộn dây phụ: ZP = RP + jXP + jXC = (9.25 + j8.55 - j5.06) = (9.25 + j3.49) Dòng điện trong cuộn chính khi khởi động:    U  120  13.6929 - j23.6515 = 27.3293-59.93o A IC Z C 2.2  j3.8 Dòng điện trong cuộn phụ khi khởi động:   U 120  11.3564 - j4.2847 = 12.1378-20.67 o A IP Z P 9.25  j3.49 Dòng điện đưa vào động cơ:   I  I  13.6929 - j23.6515 + 11.3564 - j4.2847 = 25.0493 - j27.9362 I C P = 37.522-48.12 o A Bài số 11-8. Một động cơ điện không đồng bộ một pha hai cuộn dây 1/3hp, 120V và 60Hz có tham số khi khởi động cho là: RC = 4.6 và XC = 3.8; Cuộn dây chính Cuộn dây phụ RP = 9.8; và XP = 3.6. Động cơ được nối vào lưới điện có điện áp 120V và f = 60Hz. Xác định (a) dòng điện trong mỗi cuộn dây và dòng điện vào động cơ khi khởi động; (b) góc lệch pha giữa hai dòng điện; (c) điện dung C mắc nối tiếp với cuộn dây phụ để góc lệch pha giữa hai dòng điện khi khởi động là 900. Tổng trở khi khởi động của cuộn dây chính: ZC = RC + jXC = (4.6 + j3.8) Tổng trở khi khởi động của cuộn dây phụ: ZP = RP + jXP = (9.8 + j3.6) Dòng điện trong cuộn chính khi khởi động:    U  120  15.5056 - j12.809 = 20.112-39.56 o A IC Z C 4.6  j3.8 Dòng điện trong cuộn phụ khi khởi động:    U  120  10.789 - j3.9633 = 11.4939-20.17 o A IP Z P 9.8 + j3.6 Dòng điện đưa vào động cơ khi khởi động: 123
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.   I  I  15.5056 - j12.809 + 10.789 - j3.9633 = 26.2946 - j16.7723 I C P = 31.19-32.53o A Góc lệch pha giữa hai dòng điện:   C  P  39.56 o  20.17 o  19.4o Mô men khởi động: M K  kI C I P sin   k  20.112  11.4939  sin19.4 o  76.75kNm Trị số điện dung để góc lệch pha là 90o: P  C  30 o  39.56o  90 o  50.44o X  XC tgP  P  1.2105 RP  X C  X P  1.2105  R P  3.6  1.2105  9.8  8.263 1 1 C   321.02F  2 fX C 2   60  8.263 Điện dung có giá trị âm. Như vậy động cơ không thể tạo ra góc lệch pha 90o được.    124

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2428 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.