Bài tập ứng dụng Lý luận chung về máy điện xoay chiều - Đặng Văn Thành

Chia sẻ: | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

142
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài tập ứng dụng Lý luận chung về máy điện xoay chiều là tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên học chuyên ngành có tư liệu ôn thi tốt đạt kết quả cao trong các kì thi giữa kì và cuối kì. Chúc bạn học tốt.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài tập ứng dụng Lý luận chung về máy điện xoay chiều - Đặng Văn Thành

Bieân soaïn: Ñaëng Vaên Thaønh BAØI TAÄP ÖÙNG DUÏNG LYÙ LUAÄN CHUNG VEÀ MAÙY ÑIEÄN XOAY CHIEÀU 1
BAØI TAÄP 1 Veõ sô ñoà traûi daây quaán 3 pha daïng ñoàng khuoân taäp trung (1 lôp) cuûa maùy ñieän coù toång soá raõnh Z = 12; 2p = 4 ( veõ cho 1 pha, ñieàn vò trí ñaàu cuoái cuûa 2 pha coøn laïi)? BAØI GIAÛI Böôùc 1: Ñeå veõ sô ñoà traûi daây quaán, caàn tính toaùn caùc thoâng soá cô baûn cuûa boä daây quaán nhö sau: Z 12 Böôùc cöïc: = = =3 (raõnh). 2p 4  3 Soá raõnh moät pha / moät böôùc cöïc: q= = = 1 (raõnh). m 3 α = P360/z = 2.360/12 =600 , chon y = τ =3( ranh) Böôùc 2: Laäp baûng phaân boá Böôùc 3: Caáu taïo daây quaán Böôùc 4: veõ SDTDQ (kyù hieäu, keát noái 2p=4) BAØI TAÄP 2 Veõ sô ñoà traûi daây quaán 3 pha daïng ñoàng khuoân taäp trung (1 lôp) cuûa maùy ñieän coù toång soá raõnh Z = 36; 2p = 4 ( veõ cho 1 pha, ñieàn vò trí ñaàu cuoái cuûa 2 pha coøn laïi)? Tính heä soá daây quaán Kdq? pha B vaø C. BAØI GIAÛI Böôùc 1: Ñeå veõ sô ñoà traûi daây quaán, caàn tính toaùn caùc thoâng soá cô baûn cuûa boä daây quaán nhö sau: Z 36 Böôùc cöïc: = = =9 (raõnh). 2p 4  9 Soá raõnh moät pha / moät böôùc cöïc: q= = = 3 (raõnh). m 3 Böôùc 2: Veõ caùc ñoaïn thaúng song song (36 raõnh), phaân boá 4 böôùc cöïc  vaø veõ caùc boái daây cuûa pha A treân caùc raõnh 1, 2, 3, 10, 11, 12, 19, 20, 21, 28, 29, 30, choïn caùch noái daây cöïc giaû ñeå ñaûm baûo soá cöïc 2p, töông töï cho 2 pha B vaø C ñeå hình thaønh sô ñoà khai trieån nhö sau: 2
    1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 30 1 2 3 4 5 6 A Z B C X Y Sô ñoà daây quaán ba pha, daïng ñoàng khuoân taäp trung (Z = 36, 2p = 4). Nghi chuù: Caùc soá thöù töï töø 1ñeán 6 laø soá chæ soá thöù töï cuûa nhoùm boái. Ñöôøng ngaên caùch giöõa caùc böôùc cöïc. Böôùc 3: Boä daây quaán coù 2 nhoùm boái / pha, 6 boái / pha, soá raõnh moät pha / böôùc cöïc = q = 3. Ñeå taïo ra 4 cöïc, boä daây quaán ñaáu cöïc “giaû”. Soá maïch nhaùnh song song trong moät pha baèng 1. Pha A A X 1 4 B Y Pha B 3 5 Pha C C Z 4 6 Qui öôùc beân traùi cuûa boái daây laø ñaàu ñaàu vaø beân phaûi cuûa boái daây laø ñaàu cuoái. BAØI TAÄP 3 Veõ sô ñoà traûi daây quaán 3 pha daïng ñoàng taâm phaân taùn ñôn giaûn cuûa maùy ñieän coù toång soá raõnh Z = 36; 2p = 4. BAØI GIAÛI Böôùc 1: Ñeå veõ sô ñoà traûi daây quaán, caàn tính toaùn caùc thoâng soá cô baûn cuûa boä daây quaán nhö sau: Z 36 Böôùc cöïc: = = =9 (raõnh). 2p 4  9 Soá raõnh moät pha / moät böôùc cöïc: q= = = 3 (raõnh). m 3 Böôùc 2: Xaùc ñònh soá nhoùm boái phaân taùn trong pha A nhö sau: Do q leû neân nhoùm soá boái daây trong moãi nhoùm laø: q 1 3 1 Nhoùm ñaàu tieân: = = 2 (boái). 2 2 q 1 3 1 Nhoùm coøn laïi: = = 1 (boái). 2 2 3
Töông töï cho pha B vaø C. Toång soá nhoùm boái / pha = 4. Böôùc 3: Veõ caùc ñoaïn thaúng song song (36 raõnh), phaân boá 4 böôùc cöïc  vaø veõ 4 nhoùm boái daây cuûa pha A treân caùc raõnh 1, 2, 3, 10, 11, 12, 19, 20, 21, 28, 29, 30; choïn caùch ñaáu daây cöïc thaät thöïc hieän töông töï cho pha B vaø pha C hình thaønh sô ñoà khai trieån nhö sau:     2 5 8 11 a a b b 3 6 9 c 12 c 1 4 7 10 d d 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 30 1 2 3 4 5 6 e e f f g g h h k k l l A Z B C X Y Sô ñoà daây quaán 3 pha, daïng ñoàng taâm phaân taùn vôùi Z = 36, 2p = 4. Ñöôøng ngaên caùch caùc böôùc cöïc Soá thöù töï trong voøng troøn chæ soá thöù töï boái daây Ñaëc ñieåm boä daây quaán: Boä daây quaán coù 4 nhoùm boái/pha (2 nhoùm 2 boái vaø 2 nhoùm 1 boái), 6 boái / pha, soá raõnh moät pha / böôùc cöïc laø q = 3. Ñeå taïo ra 4 cöïc, boä daây quaán ñaáu cöïc “thaät”. Soá maïch nhaùnh song song trong moät pha 2a = 1 bieåu dieãn nhö sô ñoà sau: Pha A A X 1 4 7 10 B Y Pha B 2 5 8 11 C Z Pha C 3 6 9 12 Qui öôùc beân traùi cuûa boái daây laø ñaàu ñaàu vaø beân phaûi cuûa boái daây laø ñaàu cuoái. BAØI TAÄP 4 4
1/ Veõ sô ñoà traûi daây quaán 3 pha daïng daây quaán xeáp 2 lôùp cuûa maùy ñieän coù toång soá raõnh Z = 24; 2p = 4 (veõ cho 1 pha, ñieàn vò trí ñaàu cuoái 2 pha coøn laïi. 2/ Tính heä soá daây quaán Kdq khi khi y =5(
Boä daây quaán coù 4 nhoùm boái / pha, 8 boái / pha, soá raõnh moät pha / böôùc cöïc q = 2. Ñeå taïo ra 4 cöïc, boä daây quaán ñaáu cöïc “thaät”. Soá maïch nhaùnh song song trong moät pha = 1. Pha A A X 1 4 7 10 B Y Pha B 2 5 8 11 C Z Pha C 3 6 9 12 Qui öôùc beân traùi cuûa boái daây laø ñaàu ñaàu vaø beân phaûi cuûa boái daây laø ñaàu cuoái. 2/ Tính Kdq: Khi y= τ = 6. Kdq ≈ 0,966; khi y=5, Kdq ≈ 0,933 3/ Choïn y/ τ =2/3, töø ñoù y= 4; e3 =0 BAØI TAÄP 5 Tính heä soá daây quaán cuûa boä daây quaán 1 lôùp, bước đủ, cho stato ñoäng cô 3 pha coù Z = 24 raõnh, soá cöïc 2p = 4, m= 3. BAØI GIAÛI Caùc thoâng soá caàn thieát cuûa boä daây quaán 1 lôùp: Z 24 Böôùc cöïc: = = =6 (raõnh). 2p 4 Z  6 Soá raõnh moät pha / moät böôùc cöïc: q=  = = 2 (raõnh). 2.m.p m 3 Goùc leäch veà ñieän giöõa hai raõnh keá tieáp nhau: 180 o 180 o ñ  = = 30 o  6 Neân heä soá daây quaán ï:  30 o sin .(q ) sin .(2. ) kdq= 1. 2 = 2 = 0,9  30 o q. sin .( ) 2. sin .( ) 2 2 BAØI TAÄP 6 Tính söùc töø ñoäng cô baûn cuûa moät pha daây quaán trong ñoäng cô 3 pha. Bieát daây quaán xeáp 2 lôùp coù Z = 24, 2p = 4, böôùc daây quaán y = 5, soá voøng daây moãi phaàn töû Ws = 10 voøng. Ñoäng cô coù coâng suaát P = 5,5 kW vôùi U ñm = 380 V ñaáu Y, cos ñm = 0,8; ñm = 0,85. Moãi pha coù moät maïch nhaùnh song song. BAØI GIAÛI Caùc thoâng soá cuûa boä daây quaán xeáp 2 lôùp: 6
Z 24 Böôùc cöïc: = = =6 (raõnh). 2p 4  6 q= = =2 (raõnh). 3 3 180 o 180 o Goùc leäch pha veà ñieän:  ñ  =  30 o  6 ñ sin q.  2 Heä soá daây quaán: kdq = kn.kr = sin( . ).  2 q. sin ñ 2 30 o sin 2. 5  2 y 5 = sin( . ). o = 0,933 (vôùi heä soá  = = ). 6 2 2. sin 30  6 2 Toång soá voøng daây trong moät maïch nhaùnh song song. W = Ws.2p.q = 10.4.2 = 80 (voøng). Doøng ñieän daây ñònh möùc trong moät pha: Pñm 5,5.103 Iñm = = = 12,29 (A). 3.Uñm . cos . 3.380.0,8.0,85 Daây quaán ñaáu sao (Y) neân doøng ñieän Id = Ip = Iñm = 12,29(A). Do moãi pha coù moät maïch nhaùnh song song neân doøng ñieän Iñm = 12,29 (A) chính laø doøng ñieän treân moãi maïch nhaùnh song song I. Bieân ñoä söùc töø ñoäng ñaäp maïch laø: k dq 0,933 Fm = 0,9..W . .I = 0,9.80. .12,29 = 413 (A.voøng). p 2 Söùc töø ñoäng cuûa moät pha bieåu dieãn döôùi daïng phöông trình sau: Ff = Fm .sin t. cos  Ff = 413.sin t. cos  (A.voøng). Trong ñoù  ,  laø nhöõng giaù trò thay ñoåi theo thôøi gian, khoâng gian. 7
BAØI TAÄP ÖÙNG DUÏNG MAÙY ÑIEÄN KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ 8
BAØI TAÄP 1 Cho moät ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä 3 pha rotor loàng soùc coù P ñm = 10 kW, Uñm = 220/380 V, daây quaán ñaáu  /Y, toác ñoä quay nñm = 960 vg/ph, soá cöïc 2p = 6, taàn soá f = 50 Hz, heä soá coâng suaát cos  = 0,8; hieäu suaát  = 0,85. 1. Tính doøng ñieän ñònh möùc cuûa ñoäng cô. 2. Tính toång toån hao coâng suaát trong ñoäng cô. BAØI GIAÛI 1/ Doøng ñieän ñònh möùc thay ñoåi theo ñieän aùp laøm vieäc: Vôùi Uñm = 220 V. Pñm 10.103 Iñm = = = 38,59 (A). . 3.U ñm . cos  ñm 0,85. 3.220.0,8 Vôùi Uñm = 380 V. Pñm 10.103 Iñm = = = 22,34 (A). . 3.U ñm . cos  ñm 0,85. 3.380.0,8 2/ Toång toån hao coâng suaát trong ñoäng cô: P 10.10 3  P  ñm  Pñm = - 10.103 = 1764,7 (W). ñm 0,85 BAØI TAÄP 2 Cho moät ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä 3 pha daây quaán stato noái hình tam giaùc, ñieän aùp löôùi 220 V, f = 50 Hz. Soá lieäu ñoäng cô: p = 2 ñoâi cöïc, I 1 = 21 A, cos 1 = 0,82;  = 0,837; s = 0,053. Tính toác ñoä ñoäng cô, coâng suaát ñieän ñoäng cô tieäu thuï P1, toång caùc toån hao, coâng suaát höõu ích cuûa ñoäng cô P2 BAØI GIAÛI Toác ñoä goùc cuûa ñoäng cô: 2.f  = 1 . (1 – s) = .(1 – s) p 2.50 = .(1 – 0,053) = 148,68 (rad/s). 2 Toác ñoä quay cuûa ñoäng cô: 60.f 60.50 n = .(1 – s) = .(1 – 0,053) = 1420 (vg/ph). p 2 Coâng suaát ñieän ñoäng cô tieäu thuï: P1 = 3 . U1.I1. cos  = 3 . 220.21. 0,82 = 6561 (W). Coâng suaát ñieän höõu ích: 9
P2 = P1. 1 = 6561.0,837 = 5491 (W). Toång caùc toån hao coâng suaát:  P = P1 - P2 = 6561 – 5491 = 1070 (W). BAØI TAÄP 3 Moät ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä 3 pha rotor daây quaán coù soá ñoâi cöïc töø cuûa stato p = 3, taàn soá löôùi ñieän f = 50 Hz. Töø thoâng chính trong töø tröôøng ñoäng cô laø  = 3,12.10-2 Wb, soá voøng daây stato w1 = 124 voøng vaø rotor w2 = 98 voøng, heä soá daây quaán stato kdq1 = 0,95 vaø rotor kdq2 = 0,96. Haõy xaùc ñònh söùc ñieän ñoäng caûm öùng trong daây quaán stato vaø rotor khi rotor ñöùng yeân vaø khi rotor quay vôùi heä soá tröôït s = 3%. Tìm toác ñoä quay n cuûa rotor ñoäng cô. BAØI GIAÛI Söùc ñieän ñoäng caûm öùng daây quaán stato: E1=4,44.f.kdq.w1.  = 4,44.50.0,95.124.3,12.10-2 = 816 (V). Khi rotor coøn ñöùng yeân thì ñoäng cô gioáng nhö maùy bieán aùp: daây quaán stato nhö sô caáp vaø daây quaán rotor nhö thöù caáp cuûa maùy bieán aùp. Söùc ñieän ñoäng trong daây quaán rotor: E1 E1 w 2 .k dq2 E20 = w 1 .k dq1 = E1 . kE = w1 .k dq1 w 2 .k dq2 98.0,96 = 816. = 652 (V). 124.0,95 Söùc ñieän ñoäng trong daây quaán rotor khi quay vôùi heä soá tröôït s = 3%: E2s = s. E20 = 0,03.652 = 20 (V). Toác ñoä quay cuûa ñoäng cô laø: 60.f 60.50 n = n1.(1 – s) = .(1 – s) = .(1 – 0,03) p 3 = 970 (vg/ph). BAØI TAÄP 4 Moät ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä 3 pha rotor daây quaán khi ñeå rotor hôû maïch vaø cho ñieän aùp ñònh möùc vaøo stato thì ñieän aùp treân vaønh tröôït laø 250 V. Khi ñoäng cô laøm vieäc vôùi taûi ñònh möùc thì toác ñoä n = 1420 vg/ph. Tính: 1. Toác ñoä ñoàng boä. 2. Toác ñoä töø tröôøng quay do doøng ñieän rotor sinh ra so vôùi toác ñoä rotor. 3. Taàn soá doøng ñieän ôû rotor. 4. Söùc ñieän ñoäng cuûa rotor khi taûi ñònh möùc. BAØI GIAÛI 10
a/ Vì heä soá tröôït cuûa ñoäng cô raát beù s = 3%  6% neân toác ñoä töø tröôøng quay n1 = 1500 vg/ph, töùc laø coù hai ñoâi cöïc khi taàn soá laø 50 Hz. b/ Toác ñoä cuûa töø tröôøng quay cuûa rotor: n2 = n1 – n = 1500 – 1420 = 80 (vg/ph). c/ Taàn soá doøng ñieän rotor: p.n 2 2.80 f2 = = = 2,66 (Hz). 60 60 Hay f2 = s.f1 = 0,053.50 = 2,26 (Hz). n1  n 1500  1420 80 Trong ñoù: s= = = = 0,053 n1 1500 1500 d/ Söùc ñieän ñoäng cuûa rotor khi quay ôû toác ñoä ñònh möùc: E2s = s.E20 = 0,053.250 = 13,4 (V). BAØI TAÄP 5 Moät ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä 3 pha rotor loàng soùc coù caùc soá lieäu sau: P ñm = 11,9 kW, Ufñm = 220 V; Ifñm = 25 A; f = 50 Hz; 2p = 6; Pcu1 = 745 W; Pcu2 = 480 W; PFe = 235 W; Pcô = 180 W; Pf = 60 W. Tính coâng suaát ñieän töø, moâmen ñieän töø vaø toác ñoä quay cuûa ñoäng cô. BAØI GIAÛI a/ Coâng suaát ñieän töø cuûa ñoäng cô: Pñt = P2 + Pcô + Pf + Pcu2 = 11900 + 180 + 60 + 480 = 12620 (W). Moâmen ñieän töø cuûa ñoäng cô: Pñt Pñt 12620 Mñt = = = = 120 (Nm). 1 2.n 1 2 .1000 60 60 60.f 60.50 Trong ñoù: n1 = = = 1000 (vg/ph). p 3 c/ Toác ñoä quay n cuûa ñoäng cô: Pcu 2 480 Heä soá tröôït: s= = = 0,038 Pñt 12620 Neân n = n1.(1 – s) = 1000(1 - 0,038) = 962 (vg/ph). BAØI TAÄP 6 Moät ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä ba pha rotor daây quaán, R1 = 0,46  , X1 = 2,24  , R2 = 0,02  , X2 = 0,08  , kdq1 = 0,932, kdq2 = 0,955, w1 = 192 voøng, w2 = 36 voøng. Daây quaán stato ñaáu tam giaùc, maïng ñieän U = 220 V, f = 50 Hz, soá pha m 1 = m2 = 3. Tính heä soá qui ñoåi s.ñ.ñ kE, heä soá qui ñoåi doøng ñieän kI, ñieän trôû môû maùy maéc vaøo maïch môû maùy ñeå moâmen môû maùy cöïc ñaïi. Tính doøng ñieän trong daây quaán stato vaø rotor khi coù bieán trôû môû maùy vaø khi môû maùy tröïc tieáp. 11
BAØI GIAÛI Heä soá qui ñoåi söùc ñieän ñoäng kE: w1 .k dq1 192.0,932 kE = = = 5,2 w 2 .k dq2 36.0,955 Heä soá qui ñoåi doøng ñieän kI: m 1 .w1 .k dq1 3.192.0,932 kI = = = 5,2 m 2 .w 2 .k dq2 3.36.0,955 Heä soá qui ñoåi cuûa toaøn maïch: k = kE . kI = 5,2. 5,2 = 27,04 Ñieän trôû rotor qui ñoåi veà stato: R 2 = k.R2 = 27,04.0,02 = 0,54 (  ). , Ñieän khaùng rotor qui ñoåi veà stato: X 2 = k.X2 = 27,04.0,08 = 2,163 (  ) , Ñeå moâmen môû maùy (n=0) ñaït cöïc ñaïi thì heä soá tröôït( öùng vôùi n=0): , , R2  Rf sm = , =1 X 2  X1 Töø ñoù suy ra giaù trò ñieän trôû maéc vaøo maïch stato: R f = ( X 2  X1 ) - R 2 = (2,163 + 2,24) - 0,54 = 3,86 (  ). , , , Doøng ñieän pha stato khi môû maùy baèng ñieän trôû phuï ôû maïch rotor: UP Immp = , , , (R 1  R 2  R f ) 2  ( X1  X 2 ) 2 220 = = 33,54 (A). (0,46  0,54  3,86) 2  (2,24  2,163) 2 Doøng ñieän daây luùc môû maùy (do stato ñaáu tam giaùc): Imm = 3 . Immp = 3 .33,54 =58 (A). Doøng ñieän rotor khi môû maùy (do rotor ñaáu sao): I2 = kI.Immp = 5,2.33,54 = 174 (A). Doøng ñieän môû maùy tröïc tieáp laø: UP Imm = 3 . , , (R 1  R 2 ) 2  ( X1  X 2 ) 2 220 = 3. = 84,4 (A). (0,46  0,54) 2  (2,24  2,163) 2 Tyû soá doøng ñieän hai phöông phaùp môû maùy: 84,4  1,46 58 Nhaän xeùt : Khi duøng ñieän trôû môû maùy thì doøng ñieän môû maùy giaûm 1,46 laàn so vôùi môû maùy tröïc tieáp. BAØI TAÄP 7 Moät ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä ba pha rotor long soùc coù caùc soá lieäu ghi treân nhaõn maùy nhö sau: Pñm =14 kW, toác ñoä ñònh möùc nñm = 1450 vg/ph, hieäu suaát 12
ñònh möùc ñm = 0,885, heä soá coâng suaát ñònh möùc cos  ñm = 0,88; Y/  - 380/220 V; tyû soá doøng ñieän môû maùy Imm/Iñm = 5,5; moâmen môû maùy Mmm/Mñm = 1,3; moâmen cöïc ñaïi Mmax/Mñm = 2. Ñieän aùp maïng ñieän U = 380 V. Tính: a/ Coâng suaát taùc duïng vaø phaûn khaùng ñoäng cô tieâu thuï ôû cheá ñoä ñònh möùc. b/ Doøng ñieän, heä soá tröôït vaø moâmen ñònh möùc. c/ Doøng ñieän môû maùy, moâmen môû maùy vaø moâmen cöïc ñaïi. BAØI GIAÛI a/ Coâng suaát taùc duïng ñoäng cô tieâu thuï: Pñm 14 P1 = = = 15,82 (kW).  0,885 Coâng suaát phaûn khaùng ñoäng cô tieâu thuï: Q1 = P1.tg  = 15,82.0,54 = 8,54 (kVAr). b/ Doøng ñieän ñònh möùc: Pñm 14.103 I1ñm = = = 27,31 (A). 3.U1ñm . cos  ñm .ñm 0,885. 3.380.0,88 Heä soá tröôït ñònh möùc: n1  n 1500  1450 sñm = = = 0,0333 n1 1500 Sau khi tính I1ñm coù theå tính coâng suaát phaûn khaùng ñoäng cô tieâu thuï nhö sau: Q1 = 3 .U1ñm. I1ñm.sin  = 3 .380. 27,31.0,475 = 8,54 (kVAr). Moâmen ñònh möùc: Pñm 14.103 Mñm = 9,55. = 9,55. = 92,2 (Nm). n ñm 1450 c/ Moâmen môû maùy: Mmm = 1,3.Mñm = 1,3. 92,2 = 119,8 (Nm). Moâmen cöïc ñaïi: Mmax = 2.Mñm = 2. 92,2 = 184,4 (Nm). Doøng ñieän môû maùy: Imm = 5,5. I1ñm = 5,5. 27,31 = 150,2 (A). 13
BAØI TAÄP ÖÙNG DUÏNG MAÙY ÑIEÄN ÑOÀNG BOÄ 14
BAØI TAÄP 1 Maùy phaùt ñieän ñoàng boä ba pha cöïc aån coù Pñm = 30 MW, Uñm = 10,5 kV, cos  ñm = 0,8; soá ñoâi cöïc p = 1. Hieäu suaát ñònh möùc ñm = 98,32 %; taàn soá nguoàn phaùt f = 50 Hz. 1. Tính toác ñoä quay rotor vaø doøng ñieän ñònh möùc. 2. Tính coâng suaát bieåu kieán Sñm cuûa maùy, coâng suaát phaûn khaùng Qñm cuûa maùy. 3. Tính coâng suaát maø ñoäng cô sô caáp cung caáp cho maùy phaùt vaø toång caùc toån hao? BAØI GIAÛI 1/ Toác ñoä quay cuûa rotor maùy phaùt: 60.f 60.50 n = n1 = p = 1 = 3000 (vg/ph). Doøng ñieän ñònh möùc cuûa maùy phaùt: Pñm 30 Iñm = = = 2,064 (kA). 3.U ñm . cos  ñm 3.10,5.0,8 2/ Coâng suaát bieåu kieán cuûa maùy phaùt: Pñm 30 Sñm = = = 37,5 (MVA). cos  ñm 0,8 Coâng suaát phaûn khaùng cuûa maùy phaùt: Qñm = Sñm. sin  ñm = 37,5.0,6 = 22,5 (MVAr). sin  ñm = 0,6 suy ra töø cos  ñm = 0,8 3/ Coâng suaát cung caáp cho truïc maùy phaùt bôûi ñoäng cô sô caáp laø: Pñm 30 P1 =  ñm = 98,32 .100 = 30,51 (MW). 4/Toång toån hao: P  P1  Pñm = 30,51 – 30 = 0,51 (MW). BAØI TAÄP 2 Moät maùy phaùt ñieän ñoàng boä ba pha cöïc aån, daây quaán stato noái sao, ñieän aùp daây khoâng taûi Uo = 398,4 V. Khi doøng ñieän taûi I = 6 A, cos  = 0,8 (chaäm sau) thì ñieän aùp Ud = 380 V. Thoâng soá daây quaán stato nhö sau: ñieän trôû rö  0, ñieän khaùng taûn x ö = 0,2  . - Tính söùc ñieän ñoäng pha maùy phaùt khi khoâng taûi. - Tính ñieän khaùng ñoàng boä xñb vaø ñieän khaùng phaàn öùng xö. BAØI GIAÛI Maùy phaùt cöïc aån vôùi phöông trình caân baèng: 15
o o o U f  Eof  I .(rö + jx ñb) = Eof  o jIx ñb (vì rö =0) Töø ñoù veõ ñoà thò vectô doøng ñieän vaø ñieän aùp vôùi rö = 0: o E of  o U f o I o Do doøng ñieän I chaäm pha so vôùi ñieän aùp U f moät goùc o . o E of : söùc ñieän ñoäng pha khoâng taûi, vì maùy phaùt noái sao neân: U of 398,4 Eof = = = 230 (V). 3 3 Töø ñoà thò vectô suy ra giaù trò ñieän aùp treân ñieän khaùng ñoàng boä: Vôùi Ud = 380 V suy ra Uf = 220 V khi coù taûi. 2 I.xñb = E of  (U f . cos ) 2 - Uf.sin  Töø cos  = 0,8 suy ra sin  = 0,6 Do ñoù: I.xñb = 230 2  (220.0,8) 2 - 220.0,6 = 16,8 (v). Ñieän khaùng ñoàng boä khi doøng ñieän I = 6 A laø: 16,8 16,8 xñb = = = 2,68 (  ). I 6 Ñieän khaùng phaàn öùng laø: xö = xñb - x ö = 2,68 – 0,2 = 2,48 (  ). BAØI TAÄP3 Moät maùy phaùt ñieän ñoàng boä ba pha cöïc aån coù Sñm = 1500 kVA; Uñm = 6600 V; f = 50 Hz, cos  ñm = 0,8; daây quaán stato ñaáu sao, ñieän trôû daây quaán stato r = 0,45  ; ñieän khaùng ñoàng boä xñb = 6  . a/ Moät taûi coù U = 6600 V, cos  = 0,8; tieâu thuï doøng ñieän baèng ñònh möùc.Tính doøng ñieän, coâng suaát taùc duïng vaø phaûn khaùng cuûa taûi. 16
b/ Neáu caét taûi vaø doøng ñieän kích töø vaãn giöõ trò soá nhö luùc coù taûi treân thì ñieän aùp ñaàu cöïc maùy phaùt baèng bao nhieâu ? o Ef o j. I .x ñb o  Uf o I .rö o I BAØI GIAÛI a/ Doøng ñieän ñònh möùc cuûa maùy phaùt: Töø coâng thöùc: Sñm = 3 .Uñm.Iñm. Sñm 1500.103 Suy ra: Iñm = = = 131,2 (A). 3.U ñm 3.6600 Ñieän aùp pha cuûa maùy phaùt: U 6600 Ufñm = ñm = = 3810 (V). 3 3 Coâng suaát taùc duïng cuûa taûi tieâu thuï: Pñm = 3 .Uñm.Iñm.cos  ñm = 3 .6600.131,2.0,8 = 1200 (kW). Coâng suaát phaûn khaùng cuûa taûi tieâu thuï: Qñm = 3 .Uñm.Iñm.sin  ñm = 3 .6600.131,2.0,6 = 900 (kVAr). b/ Döïa vaøo phöông trình caân baèng: o o o U f  E f  I .(rö + jx ñb). Veõ ñöôïc ñoà thò vectô (nhö hình vẽ) vaø suy ra söùc ñieän ñoäng pha laø: o Ef o j. I .x ñb o  Uf o I .rö o I Ef = (U f . cos   I.r)2  (I.x ñb  U f . sin )2 = (3810.0,8  131,2.0,45) 2  (131,2.6  3810.0,6) 2 = 4370 (V). Ñieän aùp daây ñaàu cöïc khi caét taûi: Uo = 3 . Ef = 3 .4370 = 7659 (V). 17
BAØI TAÄP4 Ñoäng cô ñieän ñoàng boä ba pha coù caùc soá lieäu ghi trong nhaõn maùy: P ñm = 1000 kw; Uñm = 6000 V; p = 2 ; cos  ñm = 0,99; nñm = 1500 vg/ph. Toång toån hao coâng suaát P = 170 kW. 1. Tính coâng suaát ñieän maø ñoäng cô tieâu thuï. 2. Neáu moâmen phuï taûi baèng 25% moâmen ñònh möùc thì coâng suaát phaûn khaùng toái ña ñoäng cô coù theå phaùt ra cho maïng ñieän laø bao nhieâu ? BAØI GIAÛI 1/ Coâng suaát ñieän maø ñoäng cô tieâu thuï: P1 =1000 + 170 = 1170 (kw) 2/ Moâmen ñònh möùc cuûa ñoäng cô: Pñm Pñm 1000.103 Mñm = = = = 6366 (Nm).  ñm 2.n 2 .1500 60 60 Cô naêng ñoäng cô cung caáp cho phuï taûi khi moâmen phuï taûi baèng 25%moâmen ñònh möùc laø: 25 25 P= .P = .1000 = 250 (kW). 100 ñm 100 Coâng suaát ñoäng cô tieâu thuï khi phuï taûi baèng 25% moâmen ñònh möùc: P1 = P + P = 250 +170 = 420 (kW). Coâng suaát phaûn khaùng ñoäng cô coù theå phaùt ra cho maïng ñieän: Vôùi coâng suaát bieåu kieán töông öùng : P1 420 Sñm = = = 424 (kVA). cos  0,99 2 2 Q1 = Sñm  P1 = 424 2  420 2 = 58,1 (kVAr). BAØI TAÄP 5 Hai maùy phaùt ñieän laøm vieäc song song cung caáp ñieän cho hai taûi: Taûi 1: St1 = 5000 kVA; cos 1 = 0,8. Taûi 2: St2 = 3000 kVA; cos  2 = 1. Maùy phaùt thöù nhaát phaùt ra P1 = 4000 kW; Q1 = 2500 kVAr. Tính coâng suaát maùy phaùt thöù hai vaø heä soá coâng suaát moãi maùy phaùt. BAØI GIAÛI Coâng suaát taùc duïng cuûa hai taûi: Pt = St1.cos 1 + St2.cos  2 = 5000.0,8 + 3000.1 = 7000 (kW). 18
Coâng suaát phaûn khaùng cuûa hai taûi: Qt = St1.sin 1 + St2.sin  2 = 5000.0,6 + 3000.0 = 3000 (kVAr). Coâng suaát taùc duïng cuûa maùy phaùt 2: P2 = Pt – P1 = 7000 – 4000 = 3000 (kW). Coâng suaát phaûn khaùng cuûa maùy phaùt 2: Q2 = Qt – Q1 = 3000 – 2500 = 500 (kvar). Heä soá coâng suaát maùy phaùt 1: P1 4000 cos 1 = 2 2 = = 0,848. P1  Q1 4000 2  2500 2 Heä soá coâng suaát maùy phaùt 2: P2 3000 cos  2 = 2 2 = = 0,986. P2  Q 2 3000 2  500 2 BAØI TAÄP 6 Moät maùy phaùt ñieän ñoàng boä cung caáp cho hoä tieâu thuï moät coâng suaát 2500 + j3000 (kVA) vôùi ñieän aùp 6,3 kV. - Xaùc ñònh toång toån hao treân ñöôøng daây vaø trong maùy phaùt, bieát raèng ñieän trôû moät pha cuûa ñöôøng daây rd = 0,15 , cuûa maùy phaùt rö = 0,045 . - Neáu ñaët theâm moät maùy buø ñoàng boä vôùi coâng suaát buø laø 30 – j3000 (kVA) thì toång toån hao treân laø bao nhieâu? BAØI GIAÛI Coâng suaát cuûa taûi: S  P 2  Q 2  25002  30002  3910 (kVA). Doøng ñieän taûi khi chöa buø: S 3910 I   360( A). 3U 3  6,3 Heä soá coâng suaát khi chöa buø: P 2500 cos     0,64. S 3910 Toång toån hao khi chöa buø: p’ = 3I2(rd +rö) = 33602(0,15 + 0,045) = 75,2( kW). Coâng suaát cuûa maùy khi coù buø: S’ = S + Sbuø = (2500 + j3000) + (30 – j3000) = 2530 (kva). Doøng ñieän töông öùng: S' 2530 I '   233 ( A) 3U 3  6,3 19
Toång toån hao khi coù maùy buø: p’ = 3I’2(rd + rö) = 32332(0,15 + 0,045) = 31,5(kW). Heä soá coâng suaát khi coù buø: cos’ = 1 vì Q’ = 0. = 113,6 2  104 2 = 154 (kVA). Vaø caàn choïn ñoäng cô coù dung löôïng ñònh möùc thoûa ñieàu kieän: Sñm  154 (KVA) 20