BÀI TẬP ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ

Chia sẻ: Nguyễn Đăng Minh Quân | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

691
lượt xem 123
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Xác định tốc độ của một động cơ đồng bộ 40 cực, làm việc với lưới điện 3 pha tần số 50Hz, điện áp 4600V Tốc độ của động cơ:

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: BÀI TẬP ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ

CHƯƠNG 1: ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ Bài số 8 1: Xác định tốc độ của một động cơ đồng bộ 40 cực, làm việc với lưới điện 3 pha tần số 50Hz, điện áp 4600V Tốc độ của động cơ: 60f 60 × 50 n= = 150vg / ph = p 20 Bài số 8 2: Xác định tần số nguồn cung cấp cho một động cơ đồng bộ có 16 cực , 408V, n = 225vg/ph Tần số của nguồn cung cấp cho động cơ: pn 8 × 225 f= = 30H z = 60 60 Bài số 8 3: Xác định số cực từ của một động cơ đồng bộ 3 pha làm việc với tần số 60Hz có n = 90vg/ph Số đôi cực từ của động cơ: 60f 60 × 60 p= = 40 = n 90 Bài số 8 4: Một động cơ đồng bộ 2 cực, ba pha, 736kW, 2300V nối sao làm việc với công suất định mức, điện áp định mức, tần số định mức và hệ số công suất 0.8 vượt trước. Hiệu suất của động cơ là 96.5% và góc công suất là 23o. Điện kháng đồng bộ một pha là 4.65Ω . Tính dòng điện và s.đ.đ của một pha. Công suất động cơ tiêu thụ từ lưới: P 736 × 10 3 P1 = dm = = 763694.3 W 0.965 η Dòng điện đưa vào một pha của động cơ:
P1 762690.3 I1 = = 239.3162A = 3Ucos ϕ 3 × 2300 × 0.8 S.đ.đ một pha: PX 762690.3 × 4.65 Ef = − 1 d b = − = 3946.4V U sin θ 2300 × sin( −23o ) Bài số 8 5: Một động cơ đồng bộ cực ẩn 2 cực, ba pha, 2984kW, 13200V nối sao làm việc với công suất định mức, điện áp định mức, tần số định mức và hệ số công suất 0.84 vượt trước. Hiệu suất của động cơ(không tính tổn hao trên dây quấn kích thích và dây quấn phần ứng) là 96.5%. Điện kháng đồng bộ một pha là 49.33Ω . Tính mô men định mức, dòng điện phần ứng, s.đ.đ kích thích, góc công suất và mô men cực đại. Tốc độ của động cơ: 60f 60 × 60 n1 = = 3600vg / ph = p 1 Mô men của động cơ: P P × 60 2944000 × 60 M 2 = d m = dm = 7809.2N m = 2 πn 1 2 π × 3600 Ω1 Công suất động cơ tiêu thụ từ lưới điện: Pdm 2984 × 10 3 P1 = = 3092.2 × 10 3 W = 0.965 η Dòng điện đưa vào phần ứng: P1 3.0922 × 10 3 I1 = = 161.0118A = 3Ucos ϕ 3 × 13200 × 0.84 Do cosϕ = 0.84 vượt trước nên ϕ = 32.86o và: I1 = 161.0118∠ 32.86 o A & S.đ.đ một pha: 13200 Ef = U − jI1Xd b = − j166.7961∠ 32.86 o × 49.33 = 11931 j6671.9 & & & 3 = 13669∠29.2149 o V Góc công suất: θ = 29.2o Mô men cực đại: 3Ef U f 3E f U f × 60 3 × 13669 × 13200 × 60 M m ax = = 16805N m = = Ω 1Xd b 2 πn 1Xdb 3 × 2 π × 3600 × 49.33
Bài số 8 6: Một động cơ đồng bộ ba pha, 1865kW, 6600V, 60Hz, 3600 vg/ph nối sao làm việc với góc công suất 28.5o và s.đ.đ một pha là 4500V. Điện kháng đồng bộ một pha là 15.8Ω . Tính mô men định mức, công suất cơ trên trục khi hiệu suất cơ là 94.3%, hệ số công suất và mô men cực đại. Mô men trên trục: Pd m Pdm × 60 1865 × 10 3 × 60 M dm = = 4947.1N m = = 2 πn 1 2 π × 3600 Ω1 Công suất điện từ: UE 6600 × 4500 Pdt = −3 f f sin θ = −3 sin( −28.5) = 1553.5 × 10 3 W Xd b 3 × 15.8 Công suất cơ: Pco = η Pd t = 0.943 × 1553.5 × 10 3 = 1465 × 10 3 W Điện áp rơi trong máy: 6600 ∆U = jIXd b = U f − E f = − 4500∠ − 28.5o = 2152∠ 93.84 o V & & & & 3 Dòng điện phần ứng: ∆U 2152 I= = 136.21A = Xd b 15.8 Hệ số công suất: Pdt 1553.5 × 10 3 × 3 cosϕ = = 0.9978 = 3U f I f 3 × 6600 × 136.21 Mô men cực đại: U f Ef 6600 × 4500 × 60 M m ax = 3 =3 = 8.6363 × 10 3 N m Ω 1Xd b 3 × 15.8 × 2 π × 3600 Bài số 8 7: Một động cơ đồng bộ ba pha 4 cực, 149.2kW, 460V, 60Hz nối sao làm việc với tải định mức có hệ số công suất 0.8 vượt trước. Hiệu suất của đông cơ là 94%. Điện kháng đồng bộ một pha là 1.16Ω . Tính s.đ.đ kích thích, góc công suất, mô men cực đại và mô men cực đại khi dòng điện kích thích chỉ còn một nửa. Tốc độ đồng bộ của động cơ: 60f 60 × 60 n1 = = 1800vg / ph = p 2 Công suất đưa vào động cơ:
Pd m 149200 P1 = = 158.72 kW = 0.94 η Dòng điện đưa vào động cơ: P1 158.72 × 10 3 I= = 249.02A = 3Ucos ϕ 3 × 460 × 0.8 Do cosϕ = 0.8 vượt trước nên ϕ = 36.9o và: I = 249.02∠ 36.9 o A & S.đ.đ một pha: 460 Ef = U − jI1Xd b = − j249.02∠ 36.9 o × 1.16 = 438.9 j231.09 & & & 3 = 496.0183∠ 27.7678 o V Góc công suất: θ = 27.8o Mô men cực đại: 3Ef U f 3E f U f × 60 3 × 496 × 460 × 60 M m ax = = 1807.4N m = = Ω 1Xd b 2 πn 1Xdb 3 × 2 π × 1800 × 1.16 Khi dòng kích thích giảm đi 2 lần, s.đ.đ giảm đi 2 lần nên mô men cực đại bằng 1/2 mô men khi kích thích bằng định mức: M 1807.4 M m ax1 = m ax = = 903.7N m 2 2 Bài số 8 11: Một động cơ đồng bộ ba pha cực ẩn 11190kW, 13200V, 60Hz, 1800vg/ph nối sao có điện kháng đồng bộ một pha là 14.95Ω . Vẽ họ đặc tính hình V ứng với 100%, 75% và 50% tải định mức; đường giới hạn ổn định; đường cosϕ = 1 và xác định điện áp kích thích min để máy vẫn đồng bộ. Các lệnh để vẽ: clc clear all i1 = inline('(1/14.95)*((e^2+(13200/sqrt(3))^22*sqrt((e^2*(13200/sqrt(3))^2 14.95^2*3730000^2))))^0.5','e'); i2 = inline('(1/14.95)*((e^2+(13200/sqrt(3))^22*sqrt((e^2*(13200/sqrt(3))^2 14.95^2*2797500^2))))^0.5','e'); i3 = inline('(1/14.95)*((e^2+(13200/sqrt(3))^22*sqrt((e^2*(13200/sqrt(3))^2 14.95^2*1865000^2))))^0.5','e'); fplot(i1,[7318, 16000]);
hold on fplot(i2,[5488, 16000]); fplot(i3,[3659, 16000]); Bài số 8 14: Một lưới điện 460V, 60Hz cung cấp cho một động cơ không đồng bộ ba pha. Động cơ tiêu thụ từ lưới 50kVA với cosϕ = 0.84. Lưới còn cung cấp cho tải chiếu sáng 30kW và một động cơ đồng bộ có công suất định mức 93.25kW, 6 cực nối sao có điện kháng đồng bộ một pha là 1.45Ω . Động cơ này tiêu thụ 80kW từ lưới điện.Tính hệ số công suất của động cơ để hệ làm việc với cosϕ = 1; s.đ.đ kích thích và góc công suất trong trường hợp này Công suất phản kháng của động cơ không đồng bộ: Q 1 = S1sin ϕ = 50000 × 0.5426 = 27129VAr Công suất tác dụng của động cơ không đồng bộ: P1 = S1cosϕ = 50000 × 0.84 = 42000 Tổng công suất tác dụng: P = P1 + P2 + P3 = 42000 + 30000 + 80000 = 152000 W Để cosϕ = 1 hay ϕ = 0o nên công suất phản kháng của động cơ đồng bộ là: Q 2 = Q 1 = 27129VAr Hệ số công suất của động cơ đồng bộ: Q 27129 tg ϕ 2 = 2 = = 0.3391 P2 80000  ϕ 2 = 18.73 o  cos ϕ 2 = 0.947 vượt trước. Dòng điện mà động cơ đồng bộ tiêu thụ là: P1 80 × 10 3 I2 = = 203.6275A = 3Ucos ϕ 2 3 × 460 × 0.4931  I = 203.6275∠18.73 A & o 2 S.đ.đ trên một pha: 460 Ef = U − jI1Xd b = − j203.6275∠18.73o × 1.45 = 360.4 j279.62= 456.1561∠ 37.8 o V & & & 3 Góc công suất: θ = 37.8 o Bài số 8 15: Làm lại ví dụ trên với điều kiện hệ thống có cosϕ = 0.8 vượt trước
Công suất phản kháng của động cơ không đồng bộ: Q 1 = S1sin ϕ = 50000 × 0.5426 = 27129VAr Công suất tác dụng của động cơ không đồng bộ: P1 = S1cosϕ = 50000 × 0.84 = 42000 Tổng công suất tác dụng: P = P1 + P2 + P3 = 42000 + 30000 + 80000 = 152000 W Để cosϕ = 0.8 hay ϕ = 36.87o ta cần có công suất phản kháng: Q = Ptg ϕ = 152000 × tg 36.87 o = 114000VAr Công suất phản kháng của động cơ đồng bộ là: Q 2 = Q + Q 1 = 114000 + 27129 = 141130VAr Hệ số công suất của động cơ đồng bộ: Q 141130 tg ϕ 2 = 2 = = 1.7641 P2 80000  ϕ 2 = 60.453 o  cosϕ 2 = 0.4931 vượt trước. Dòng điện mà động cơ đồng bộ tiêu thụ là: P1 80 × 10 3 I2 = = 203.6275A = 3Ucos ϕ 2 3 × 460 × 0.4931  I = 203.6275∠ 60.453 A & o 2 S.đ.đ trên một pha: 460 Ef = U − jI1Xd b = − j203.6275∠60.453o × 1.45 = 522.44 j145.6 & & & 3 = 542.3533∠15.57 o V Góc công suất: θ = 15.57 o Bài số 8 16: Một lưới điện 460V, 60Hz cung cấp cho một tải điện trở 10kVA nối tam giác, một động cơ không đồng bộ ba pha 50kVA với cos ϕ = 0.86 và một động cơ đồng bộ nối sao có điện kháng đồng bộ một pha là 6.05Ω , cosϕ = 0.62 vượt trước. Hệ thống làm việc với cosϕ = 1. Tính P, Q, I, E của động cơ đồng bộ. Công suất tác dụng của động cơ không đồng bộ: Pkdb = Skd b cosϕ kdb = 50000 × 0.86 = 43000 W Công suất phản kháng của động cơ không đồng bộ: Q kd b = Skd b sin ϕ kd b = 50000 × 0.86 = 25515 VAr Do hệ thống làm việc với cosϕ = 1 nên công suất phản kháng của động cơ đồng bộ:
Q d b = Q kdb = 25515VAr Công suất tác dụng của động cơ đồng bộ: Q db 25515 Pdb = = 20162 W = tg ϕd b 1.2655 Dòng điện của động cơ đồng bộ: Pdb 20162 I db = = 40.8153A = 3Ucos ϕd b 3 × 460 × 0.62  I = 40.8153∠ 51.68 A & o db S.đ.đ của động cơ đồng bộ: 460 Ef = U − jI1Xd b = − j40.8153∠ 51.68 o × 6.05 = 459.32 153.1 = 484.17∠ 18.43o V & & & 3 Bài số 8 17: Một lưới điện 575V, 60Hz làm việc với công suất 1500kW, cos ϕ = 0.92 chậm sau. Tải có một động cơ đồng bộ 373kW, 1200vg/ph, cos ϕ = 0.84 vượt trước , η = 96.2% mang tải định mức có điện kháng đồng bộ một pha là 0.567Ω . Tính cosϕ của hệ thống nếu cắt động cơ đồng bộ; cosϕ của hệ thống nếu động cơ đồng bộ không mang tải và kích thích không đổi(bỏ qua tổn hao không tải). Công suất tác dụng của động cơ đồng bộ: Pd m 373 × 10 3 Pdb = = 387730 W = 0.962 η Dòng điện tải của động cơ đồng bộ: Pdb 387730 I db = = 463.4747A = 3Ucos ϕdb 3 × 575 × 0.84  I = 463.4747∠ 32.86 A & o db S.đ.đ của động cơ đồng bộ: 575 Ef = U − jI db Xdb = − j463.4747∠ 32.86 o × 0.567 = 4.4.56 j220.74 & & & 3 = 523.3905∠ 24.94 o V Công suất phản kháng của động cơ đồng bộ có dấu âm vì động cơ làm việc với hệ số công suất vượt trước: Q d b = −Pdb tg ϕd b = −387730 × 0.6459 = 250450VAr Công suất phản kháng của hệ thống: Q ht = Pht tg ϕht = 1500000 × 0.426 = 639000VAr Khi cắt động cơ đồng bộ ra khỏi lưới thì công suất phản kháng và tác dụng của hệ thống là công suất phản kháng và tác dụng của các phụ tải khác trong lưới:
Q t = Q ht − Q db = 639000 ( 250450) = 889450VAr Pt = Pht − Pdb = 1500000 387730 = 1112300 W Hệ số công suất của hệ thống khi này là: Q 889450 tg ϕ = t = = 0.7997 Pt 1112300  cosϕ = 0.781 chậm sau Khi động cơ đồng bộ chạy không tải thì công suất tác dụng của động cơ bằng không. Động cơ chỉ cung cấp công suất phản kháng. Do dòng điện kích thích không đổi nên s.đ.đ của động cơ không đổi. Dòng điện trong động cơ khi này là: E − U f 523.3905 − 331.9764 I= f = 337.591A = Xd b 0.567 Công suất phản kháng của động cơ đồng bộ là: Q d b = 3UI d b = 3 × 575 × 337.591 = 336220VAr Công suất phản kháng của hệ thống: Q htnew = Q t − Q db = 889450 − 336220 = 553230VAr Hệ số công suất của hệ thống khi này là: Q 553230 tg ϕ = htnew = = 0.8954 Pt 1112300  cosϕ = 0.8954 chậm sau Bài số 8 18: Một động cơ đồng bộ 2611kW, 60Hz, 4000V, 450vg/ph nối Y có điện kháng đồng bộ dọc trục Xd = 5.76Ω và điện kháng đồng bộ ngang trục Xq = 4.8Ω . Động cơ làm việc trong điều kiện định mức với θ = 34.6o và hiệu suất η = 97.1%. Tính s.đ.đ kích thích, thành phần cơ bản và phản kháng của công suất Công suất đưa vào động cơ: Pd m 2611 × 10 3 Pdb = = 2689 × 10 3 W = 0.971 η Thành phần phản kháng của công suất:  Xd − Xq  2  4000   5.76 − 4.8  Pu = −3U   sin 2θ = −3   sin( −69.2 ) = 259.67 × 10 W 2 o 3 ÷  2Xd Xq   3   2 × 5.76 × 4.8    Thành phần chính: Pe = P − Pu = 2689 × 10 3 259.67 × 10 3 = 2429.3 × 10 3 S.đ.đ kích thích:
Pe Xd 2429.3 × 5.76 × 3 Ef = − = 3556.8V =− U sin θ 3 × 4000 × sin( −34.6 o )