Bài tập điện tử công suất -động cơ không đồng bộ một pha
lượt xem 25
download
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,
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
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 X2 ) 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 0.5R2 /(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) 90.939547.08o Dòng điện đưa vào stato: U1 220 2.4192 47.08 o A I1 o Z V 90.939547.08 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 X2 ) 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 0.5R2 /(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 30.841449.84o Dòng điện đưa vào stato: U1 110 3.5666 49.84 o A I1 o Z V 30.841449.84 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 R2 / 2 Uo Un R 1 / 2 j(X 1 X ) R 1 / 2 j(X 1 X ) 2 2 R2 / 4 R2 / 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 cosn n 0.6512 n = 49.3707o U n I n 43 5 Un 43 Ie j0.6271A jX m j2 34.2856 I I 549.38 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 R2 ) j(X 1 X2 ) 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 R2 / 2s j0.5XM jX UC 2 R2 / 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 jX2 ) Z T(s 1) Z N(s 1) m jX m (R 2 jX2 ) j48 (1.5 j2) 1.3812 + j1.9614 = 2.398954.85o 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 84.852845 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 663.1456F 2f 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 tgP 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 tgP P 0.5789 RP X C X P 0.5789 R P 8.55 0.5789 9.25 3.194 1 1 C 830.38F 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 tgP 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 524.23F 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 tgP P 1.2105 RP X C X P 1.2105 R P 3.6 1.2105 9.8 8.263 1 1 C 321.02F 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
-
Bài tập Điện tử công suất (50 bài)
23 p | 2820 | 998
-
Bài tập Lý thuyết điện tử công suất
6 p | 1805 | 797
-
Bài giảng điện tử công suất - chương 2 bộ chỉnh lưu
113 p | 1213 | 370
-
Bài tập ôn tập điện tử công suất
11 p | 251 | 310
-
Giáo trình điện tử công suất part 2
7 p | 785 | 298
-
Giáo trình điện tử công suất part 4
7 p | 611 | 273
-
Giáo trình điện tử công suất part 3
7 p | 634 | 271
-
Giáo trình điện tử công suất part 5
7 p | 594 | 261
-
Bài tập Điện tử công suất - Đào Nguyên Khánh
41 p | 847 | 239
-
Giáo trình điện tử công suất part 6
7 p | 512 | 228
-
Giáo trình điện tử công suất part 7
7 p | 490 | 220
-
Bài giảng Điện tử công suất: Chương 4 - Điều áp xoay chiều
56 p | 920 | 213
-
Giáo trình điện tử công suất part 8
7 p | 525 | 209
-
Bài giảng điện tử công suất
18 p | 521 | 180
-
Bài tập Điện tử công suất
5 p | 426 | 98
-
Các dạng bài tập điện tử công suất và thiết bị chuyển đổi điện tử công suất
10 p | 482 | 62
-
Bài giảng Điện tử công suất: Bộ nghịch lưu, biến tần Power Inverter (phần 2) - PGS.TS Lê Minh Phương
22 p | 199 | 49
-
Bài tập và ứng dụng Điện tử công suất: Phần 2
92 p | 125 | 24
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