zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Chương I: Cơ bản về biến đổi năng lượng điện cơ

Chia sẻ: Phan Thi Ngoc Giau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:38

Báo xấu

74
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương I: Cơ bản về biến đổi năng lượng điện cơ CƠ BẢN VỀ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG ĐIỆN CƠ IV. Sức điện động trong máy điện Ví dụ 1: Một hệ thống hai cuộn dây, Ls=0,8H, Lr=0,2H, Lsr=0,4cosθ H, tốc độ rotor ω=40rad/s, góc ban đầu (khi t=0) θ=0. Xác định giá trị tức thời của sức điện động của cuộn dây rotor er khi cuộn dây rotor hở mạch

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Chương I: Cơ bản về biến đổi năng lượng điện cơ

T©B Chương I: Cơ bản về biến đổi năng lượng điện cơ Chương I: CƠ BẢN VỀ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG ĐIỆN CƠ IV. Sức điện động trong máy điện Ví dụ 1: Một hệ thống hai cuộn dây, Ls=0,8H, Lr=0,2H, Lsr=0,4cosθ H, tốc độ rotor ω=40rad/s, góc ban đầu (khi t=0) θ=0. Xác định giá trị tức thời của sức điện động của cuộn dây rotor er khi cuộn dây rotor hở mạch. Biết dòng stator is=10cos(100t)A. Tính tần số rotor. Tính es theo us? rotor θ ir ur stator is us Ví dụ 2: Một hệ thống hai cuộn dây, Ls=0,1H, Lr=0,04H, Lsr=0,05cosθ H. a) Tốc độ rotor ω=200rad/s, góc ban đầu (khi t=0) θo=0 và biết dòng stator is=10cos(200t) A. Xác định giá trị tức thời của sức điện động của cuộn dây rotor er khi cuộn dây rotor hở mạch. Tính0020tần số rotor. b) Dòng điện qua hai cuộn dây đấu nối tiếp nhau is =ir=10cos(200t) A. Tìm tốc độ rotor biết momen trung bình khác 0. Tính giá trị momen trung bình đó. Xác đinh góc tải (góc ban đầu khi t=0) θo để momen trung bình đạt cực đại. θ = ωt + θo. Ví dụ 3: Một máy biến đổi điện-cơ có ba cuộn dây, 2 cuộn stator và 1 cuộn rotor. Hai cuộn stator đặt vuông góc nhau. Ls1=1H, Ls2=1H, Lr=0,95H, Ls1r=0,9cosθ H, Ls2r=0,9sinθ H, Ls1s2=0 H. Với θ=ωt-δ =ωt+ θo. ir=10Adc, is1=10cos(ωst)A, is2=10sin(ωst)A. a) Vẽ mô hình máy điện trên và xác định loại máy điện? b) Tính giá trị momen tức thời và momen trung bình của máy điện. Tính momen trung bình khi góc tải bằng 300. c) Vẽ đồ thị phụ thuộc của momen trung bình vào góc tải, xác định vùng hoạt động của động cơ và máy phát. I.1 Bài tập Kỹ Thuật Điện 2
T©B Chương I: Cơ bản về biến đổi năng lượng điện cơ V. Từ trường quay trong máy điện 3 pha Ví dụ 4: Một máy điện 3 pha với rotor có một cuộn dây có dòng điện DC. Hỗ cảm giữa các cuộn stator và rotor: Lra=Mcosθ, Lrb=Mcos(θ-2π/3), Lrc=Mcos(θ-4π/3) và dòng điện 3 pha trên các cuộn dây stator: ia=Imcos(ωst), ib=Imcos(ωst-2π/3), ic=Imcos(ωst-4π/3) Tính giá trị momen tức thời và momen trung bình của máy điện. Biết θ=ωst-δ= ωst+ θo. Biết rotor cực từ ẩn. Ví dụ 5: Một máy điện đồng bộ 3 pha với dòng điện DC trong cuộn rotor. Máy điện làm việc như một máy phát với tốc độ không đổi ω. Các cuộn dây stator hở mạch. Xác đinh sức điện động trong các cuộn dây stator? Biết hỗ cảm giữa các cuộn stator và rotor Lra=Mcosθ, Lrb=Mcos(θ-2π/3), Lrc=Mcos(θ-4π/3). Trong đó θ=ωt-δ= ωt+ θo. B B N R A A N S C C Phân tích trường hợp rotor là NCVC. Ví dụ 6: Chứng minh sức điện động trên cuộn dây stator và rotor: tương đương tương đương VI. Bài tập I.2 Bài tập Kỹ Thuật Điện 2
T©B Chương I: Cơ bản về biến đổi năng lượng điện cơ Bài tập 1: Bài tập 2: Một hệ thống 2 cuộn dây có điện cảm stator 0.1[H], điện cảm rotor 0.04 [H], và hỗ cảm 0.05 cos υ [H]. Nếu rotor quay với tốc độ 300rad/s và dòng điện stator là 10sint(300t). Tính sức điện động cảm ứng trên cuộn dây rotor nếu để hở mạch (góc cơ ban đầu của rotor bằng 0)? -er = 0.05*cos300t * 10*300*cos300t - 10*sin300t*0.05sin300t*300 er = -150*cos300t * cos300t + 150*sin300t*sin300t er = -150{cos300t * cos300t - sin300t*sin300t} er = -150cos600t I.3 Bài tập Kỹ Thuật Điện 2
T©B Chương I: Cơ bản về biến đổi năng lượng điện cơ Bài tập 3: Bài tập 4: I.4 Bài tập Kỹ Thuật Điện 2
T©B Chương I: Cơ bản về biến đổi năng lượng điện cơ Bài tập 5: Bài tập 6: Câu 1. Một hệ thống gồm một cuộn dây gắn trên stator Ls=0,2 (H) và một cuộn dây gắn trên rotor Lr=0,1 (H), hỗ cảm giữa hai cuộn dây là Lsr=0,1cosθ (H). Tốc độ quay của rotor ω= 90rad/s, góc ban đầu (khi t=0) θ0=0 và biết dòng stator is=2cos(100t) A. Khi cuộn dây rotor hở mạch, xác định: a. Giá trị tức thời của sức điện động trên cuộn dây stator es(t)? (1,0đ) b. Giá trị tức thời của sức điện động trên cuộn dây rotor er(t)? (1,0đ) Câu x1. Một máy biến đổi điện-cơ có ba cuộn dây, 2 cuộn stator và 1 cuộn rotor. Hai cuộn stator đặt vuông góc nhau. Cuộn dây rotor quay với góc θ =100t–δ như hình vẽ. a) Viết phương trình tính giá trị momen điện từ tức thời của máy điện trên. Chỉ ra thành phần moment từ trở (reluctance) và thành phần momen cơ bản (fundamental) của máy điện? Tính moment điện từ trung bình của máy điện nếu δ= – 450 ? (1,0đ) Biết: Ls1= 1,0 H, Ls2= 1,0 H, Lr = 0,9 H, Ls1r = 0,8cosθ H, Ls2r = 0,8sinθ H, Ls1s2= 0 H. is1 = 5 cos(100t) A, is2 = 5 sin (100t) A, ir = 10A. b) Máy điện trên đang chạy ở chế độ động cơ hay máy phát? Tính công suất điện từ trung bình của máy điện này? (1,0đ) I.5 Bài tập Kỹ Thuật Điện 2
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B Bài tập: Bài tập 1: Động cơ KĐB 3 pha,Y, 220V, 7,5kW, 50Hz, 4 cực. Thông số động cơ: Rs= 0,294Ω, R’r= 0,144Ω, Xs= 0,503Ω, X’r= 0,209Ω, Xm = 13,25Ω. Tổng tổn hao cơ (Pqp=Ploss_mech) 250W và bỏ qua tổn hao sắt. Ở độ trượt 2%, Tính tốc độ, dòng điện stator, hệ số công suất và hiệu suất? jX’r Rs jXs R 'r & &' Is Ir & Im 1− s ' & Us Rr s jXm Mạch tương đương động cơ KĐB với dòng từ hoá Bài tập 2: Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc có các thông số như sau: Rs = 0,5Ω, R’r= 0,25Ω, Xs= X’r= 0,4Ω Động cơ 3 pha có 4 cực, các cuộn dây stator nối Y, tần số định mức 50Hz và điện áp định mức 415V. Tính dòng khởi động của động cơ. Tính dòng điện của động cơ khi vận hành ở tốc độ 1450vòng/phút. Bài tập 3: Công suất truyền từ stator qua rotor của một máy điện không đồng bộ là 120kW khi chạy ở độ trượt 0,05. Tính tổn hao đồng rotor và công suất cơ của máy điện? Biết tổn hao đồng stator là 3kW, tổn hao cơ là 2kW, và tổn hao sắt là 1,7kW. Xác định công suất hữu ích và hiệu suất của động cơ? Bài tập 4: Động cơ KĐB 3 pha, 15HP, 220V, 50Hz, 6 cực, Y, mạch hình Γ. Thông số động cơ: Rs= 0,129Ω, R’r= 0,096Ω, Xs+ X’r= Xn= 0,047Ω, RFe= 60Ω // Xm=10Ω Tổng tổn hao cơ Pqp=290W. Ở độ trượt 2%, tính: a. Tốc độ, dòng điện stator, hệ số công suất? b. Công suất vào, ra, và hiệu suất? Rs jX’r jXs R 'r & &' Is Ir 1− s ' & & I Fe Im Rr & Us s RFe jXm Mạch tương đương dạng hình Γ Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 1
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B Bài tập 5: Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc, cuộn dây stator nối Y, 380V, 50Hz, có điện trở stator 0,26Ω/pha. Ở chế độ không tải, động cơ tiêu thụ 400W và dòng không tải là 3A. Ở thí nghiệm không tải trên, tính hệ số công suất không tải, và các thông số của nhánh từ hoá. Bài tập 6: Trong thí nghiệm ngắn mạch trên một máy điện không đồng bộ 3 pha 4 cực, nối Y, 50Hz, đo được công suất vào là 20kW, ở điện áp 220V và dòng điện ngắn mạch đo được là 90A. Tính các thông số của động cơ R’r, Xs, X’r? Biết điện trở stator là 0,3Ω. jXr Rs jXs R 'r & & Is Ir 1− s ' & Us Rr s Rr' Rs jX’r jXs & & I r' s Is & Us Bài tập 7: Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc, cuộn dây stator nối Y, 380V, 50Hz, có điện trở stator 0,26Ω/pha. Ở chế độ không tải máy điện tiêu thụ 400W và dòng không tải là 3A. Ở chế độ ngắn mạch ứng với điện áp định mức, máy điện tiêu thụ 5kW và dòng điện 40A. a. Từ các số liệu thí nghiệm ngắn mạch, tính: hệ số công suất ngắn mạch, điện trở rotor, điện kháng tản rotor và stator. b. Từ các số liệu thí nghiệm không tải, tính: tổn hao sắt và tổn hao cơ biết tổn hao sắt bằng 2 lần tổn hao cơ? Tính các thông số nhánh từ hóa, hệ số công suất không tải? Rs jX’r jXs &' → 0 & Is Ir & Im R 'r →0 Rm & Us s jXm Không tải: n→ns: s→0 Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 2
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B Rs & &' I0 Ir & I0 Rm & Us jXm Bài tập 8: ĐCKĐB 3 pha, Y, 2200V, 1000HP, 60Hz, 12 cực. Khi không tải, ở điện áp và tần số định mức, dòng không tải là 20A và công suất tiêu thụ không tải là 14kW. Thông số động cơ: Rs= 0,1Ω, R’r= 0,2Ω, Xn = 2Ω Ở độ trượt 3%, (bỏ qua nhánh từ hóa) tính: a. Tốc độ động cơ, tần số rotor. b. Dòng điện stator, dòng điện rotor qui đổi, dòng điện khởi động. c. Công suất vào, công suất điện từ, công suất ra. d. Hiệu suất, hệ số công suất. e. Momen điện từ, momen ra. Bài tập 9: Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc có các thông số sau (các thông số rotor đã qui về stator): Điện trở stator = điện trở rotor = 1Ω Điện kháng tản stator = điện kháng tản rotor = 2Ω Điện kháng từ hoá= 50Ω Động cơ có 4 cực, cuộc dây stator nối Y, tần số định mức là 50Hz và điện áp định mức 415V. Động cơ kéo tải định mức ở tốc độ 1400 vòng/phút. a. Vẽ dạng mạch tương đương và tính độ trượt định mức. b. Tính dòng điện stator định mức, hệ số công suất và công suất ngõ vào. c. Tính hiệu suất và momen điện từ ở trạng thái hoạt động trên. Bài tập 10: Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc có các thông số sau: Rs=0,5Ω, Rr’=0,25Ω, Xs = X’r = 0,4Ω. Động cơ 3 pha có 4 cực, các cuộn dây stator nối Y, tần số định mức 50Hz và điện áp định mức 380V. Tốc độ định mức 1450 vòng/phút. Bỏ qua tổn hao sắt và tổn hao cơ, và điện kháng nhánh từ hóa rất lớn. a. Khi động cơ ở định mức: tính độ trượt, dòng điện stator, hệ số công suất , công suất vào, công suất ra, hiệu suất, moment? b. Tính momen khởi động, dòng điện khởi động. Tính momen cực đại và độ trượt tương ứng. c. Tính và vẽ dạng đặc tuyến momen – độ trượt. Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 3
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B Bài tập 11: Động không đồng bộ ba pha, 380 V, 50 Hz, 4 cực, 1430 vòng/phút, nối Y. Rs jXs & Is R 'r jX’r & Us s Thông số động cơ theo mạch tương đương hình vẽ trên là: Rs= 4,0Ω; R’r = 4,0Ω, Xs = 10,0Ω, X’r =10,0. Bỏ qua nhánh từ hóa và bỏ qua tổn hao cơ. a. Tính dòng điện khởi động và momen khởi động của động cơ? b. Tính momen cực đại và độ trượt tới hạn (khi momen đạt cực đại) của động cơ? Khi động cơ vận hành ở tốc độ 1430 vòng/phút, tính: c. Dòng điện cấp cho động cơ, hệ số công suất cosϕ? d. Công suất vào, công suất ra, hiệu suất, momen ngõ ra? Cau a: I1kd = 10.185069 A, Mkd = 7.924819 Nm Cau b: Mmax = 18.840712 Nm, sth = 0.196116 Cau c: I1 = 2.386873 A, cos = 0.976041 Cau d: P1 = 1533.350081 W, P2 = 1396.618227 W, M2 = 9.326379 Nm Bài tập 12: Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc, cuộn dây stator nối Y, 2 cặp cực và được cấp nguồn 50Hz, 380V. Điện trở stator 10Ω, điên trở rotor qui đổi là 6,3Ω, điện kháng tản stator bằng 12Ω và điện kháng tản rotor qui đổi bằng 13Ω. Bỏ qua tổn hao cơ, tổn hao sắt và mạch tương đương của nhánh từ hoá. Động cơ chạy ở tốc độ 1450 vòng/phút. a. Với tốc độ trên, tính hệ số công suất, dòng điện stator, công suất vào, công suất ra, độ trượt, momen và hiệu suất? b. Tính momen cực đại và độ trượt tương ứng (cho động cơ). Tính momen khởi động và dòng điện khởi động. c. Vẽ dạng đặc tuyến momen – độ trượt của động cơ ứng với độ trượt từ 0 đến 1. Chỉ ra trên đặc tuyến 3 điểm momen và độ trượt đã tính ở 2 câu trên. Bài tập 13: Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc, có các thông số như sau: điện trở stator và rotor quy đổi bằng nhau và bằng 0,05Ω, điện kháng tản stator và rotor quy đổi bằng nhau và bằng 0,15Ω. Bỏ qua mạch nhánh từ hoá. Máy điện có 2 cực, cuộn dây stator nối Y, và vận hành với tần số 50Hz, 415V. a. Tính momen ra định mức và công suất ra định mức khi biết độ trượt định mức là 0,05 và bỏ qua tổn hao cơ? b. Khi momen đạt cực đại, tính độ trượt tới hạn và momen cực đại? c. Tính dòng điện khởi động và momen khởi động? Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 4
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B Bài tập 14: Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc có các thông số như sau: R1 = 0,39Ω, R’2= 0,14Ω, X1= X’2= 0,35Ω, Xm= 16Ω Động cơ 3 pha có 4 cực, các cuộn dây stator nối Y, tần số định mức 50Hz và điện áp định mức 220V. Tốc độ định mức 1450 vòng/phút. Bỏ qua tổn hao sắt và tổn hao cơ. a. Khi động cơ ở định mức: tính độ trượt, hệ số công suất, công suất vào, công suất ra, hiệu suất và momen điện từ. b. Tính momen khởi động, dòng điện khởi động. Tính momen cực đại và độ trượt tương ứng. Tính và vẽ dạng đặc tuyến momen – độ trượt. Bài tập15: Động cơ KĐB 3 pha, 15HP, 220V, 50Hz, 6 cực, Y (/Δ), mạch hình Γ. Thông số động cơ: Rs= 0,129Ω, R’r= 0,096Ω, Xn= 0,047Ω, RFe= 60Ω, Xm = 10Ω Ở độ trượt 2%: a) Tính tốc độ, dòng điện stator (/cấp cho động cơ), hệ số công suất, hiệu suất, momen điện từ, momen ra? b) Tính momen khởi động, dòng điện khởi động động cơ, momen cực đại và độ trượt tương ứng. c) Tính và vẽ dạng đặc tuyến momen – độ trượt. Rs jX’r jXs R 'r & &' Is Ir 1− s ' & & I Fe Im Rr & Us s RFe jXm Maïch töông ñöông dạng hình Γ d) Nếu cho tổn hao cơ 300W, tính lại Momen ra, hiệu suất? Tính tổn hao sắt PFe? Bài tập16: Một động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc có định mức 2 HP, 380V, 50Hz, 1 cặp cực, cuộn dây stator đấu Y, tốc độ định mức nđm = 2850 vòng/phút, hệ số công suất cosϕđm = 0,8. Khi mang tải định mức, động cơ tiêu thụ dòng điện dây Iđm = 3,5A, công suất tổn hao cơ là 100W. Khi động cơ làm việc với tốc độ, điện áp, dòng diện, cosϕ và công suất định mức, hãy xác định: a. Tốc độ đồng bộ ns, ωs. b. Độ trượt định mức sđm. c. Mômen ra định mức Tout_đm. d. Công suất điện từ Pđt. e. Công suất tổn hao dồng rotor Pcur. f. Mômen điện từ Tđt. g. Hiệu suất định mức ηđm. Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 5
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B Bài tập 17: Động cơ KĐB 3 pha,Y, 460V, 25kW, 60Hz, 4 cực, có: Rs = 0,103Ω, R’r = 0,225Ω, Xs = 1,10Ω, X’r = 1,13Ω, Xm = 59,4Ω Tổn hao cơ 265W, tổn hao sắt 220W. Tính tốc độ, hệ số công suất, momen đầu trục, hiệu suất ở độ trượt 3%? Có thể mô tả tổn hao sắt từ bằng điện trở RFe// Xm. Bài tập 18: Động cơ KĐB 3 pha,Y, 220V, 7,5kW, 50Hz, 4 cực. Thông số động cơ: Rs= 0,294Ω, R’r= 0,144Ω, Xs= 0,503Ω, X’r= 0,209Ω, Xm = 13,25Ω Tổng tổn hao cơ (Pqp) 250W và bỏ qua tổn hao sắt. Ở độ trượt 3%: a. Tính tốc độ, dòng điện stator, hệ số công suất, momen điện từ, momen đầu trục (Tout, M ra, M có ích, M tải, M2) và hiệu suất? b. Sử dụng mạch biến đổi Thevenin, tính hệ số công suất, dòng điện rotor qui đổi, công suất điện từ, momen điện từ, momen đầu trục và hiệu suất? c. Tính momen cực đại, độ trượt khi momen cực đại? d. Tính momen khởi động và dòng điện khởi động? Bài tập 19: Động cơ KĐB 3 pha,Y, 220V, 7,5kW, 50Hz, 4 cực. Thông số động cơ: Rs= 0,294Ω, R’r= 0,144Ω, Xs= 0,503Ω, X’r= 0,209Ω, Xm = 13,25Ω Tổng tổn hao cơ và tổn hao sắt là 403W và không phụ thuộc tải. Ở độ trượt 3%: Tính tốc độ, dòng điện stator, hệ số công suất, momen điện từ, momen đầu trục (Tout, M ra, M có ích, M tải, M2) và hiệu suất? Tổng tổn hao cơ và tổn hao sắt là 403W = Pqp! Bài tập 20: Động cơ KĐB 3 pha,Y, 230V, 15kW, 60Hz, 6 cực, vận hành đầy tải ở độ trượt 3,5%. Bỏ qua tổn hao cơ và tổn hao sắt. Thông số động cơ: Rs = R’r= 0,21Ω, Xs= X’r= 0,26Ω, Xm = 10,1Ω Sử dụng mạch biến đổi Thevenin, tính momen cực đại, độ trượt khi momen cực đại, momen khởi động? Bài tập 21: ĐC KĐB 3 pha rotor lồng sóc, Δ, 230V, 25kW, 50Hz, 6 cực. Có thông số pha: Rs = 0,045Ω, R’r= 0,054Ω, Xs= 0,29Ω, X’r= 0,28Ω, Xm = 9,6Ω a. Tính hệ số công suất, dòng điện, momen điện từ và hiệu suất ở độ trượt 5%? b. Tính momen khởi động và dòng điện khởi động? c. Giảm dòng khởi động bằng khởi động Y→Δ, vẽ mạch tương đương Y, tính dòng điện khởi động và momen khởi động? Bài tập 22: Động cơ KĐB 3 pha,Y, 230V, 60Hz, 6 cực, có momen đạt cực đại ở độ trượt 15% và bằng 288% momen định mức. Bỏ qua điện trở stator, tính tỷ lệ Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 6
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B momen cực đại mới theo momen định mức nếu động cơ được cấp nguồn 190V, 50Hz, và tính tốc độ khi momen đạt cực đại? Bài tập 23: Động cơ KĐB 3 pha,15HP, 220V, 50Hz, 6 cực, Y, mạch hình Γ. Thông số động cơ: Rs= 0,129Ω, R’r= 0,096Ω, Xn= 0,047Ω, RFe= 60Ω // Xm=10Ω Tổng tổn hao cơ Pqp=290W. Ở độ trượt 3%: a. Tính tốc độ, dòng điện stator, hệ số công suất? b. Công suất vào, ra, và hiệu suất? c. Momen ra điện từ, momen ra? d. Tính momen cực đại, độ trượt khi momen cực đại? e. Tính momen khởi động và dòng điện khởi động? Rs jX’r jXs R 'r & &' Is Ir 1− s ' & & I Fe Im Rr & Us s RFe jXm Maïch töông ñöông dạng hình Γ Bài tập: 5.3, 5.4, 5.6, 5.14, 5.15, 5.16, 5.18, 5.21, 5.24, 5.25, 5.35, 5.41, 5.48. Thí nghiệm ngắn mạch ở tần số thấp fbl hơn tần số định mức fn. ⎛ f ⎞⎛ Q ⎞ ⎛f ⎞ Pbl X n = ⎜ n ⎟X bl = ⎜ n ⎟⎜ 2bl ⎟ R n = R bl = Q bl = S 2 − Pbl 2 ⎜f ⎟ ⎜ f ⎟⎜ 3I ⎟ bl 2 3I s bl ⎝ bl ⎠ ⎝ bl ⎠⎝ s bl ⎠ ⎛ X − Xs ⎞ X 'r = (X n − X s )⎜ 0 ( X s ≈ X 'r ) ⎟ với tính và X 'r Xs ⎜X −X ⎟ ⎝0 ⎠ n 2 ⎛ X + X 'r ⎞ R = (R n − R s )⎜ m X m = (X 0 − X s ) ⎟ với tính ' ⎜X ⎟ r ⎝ ⎠ m Bài tập 24: Một động cơ điện không đồng bộ 3 pha 4 cực, nối Y, 380V, 50Hz. Thí nghiệm ngắn mạch với động cơ trên ở điện áp 100V, tần số 15Hz, đo được công suất vào là 5kW, và dòng điện ngắn mạch là 60A. Tính các thông số của động cơ R’r, Xs, X’r ở tần số định mức? Biết điện trở stator là 0,2Ω. Bỏ qua nhánh từ hóa (ở 15Hz và 50Hz). Động cơ loại C theo IEEE (Xs : X’r = 0,3:0,7). Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 7
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B Rs jX’r jXs R 'r & & I r' Is & Us jXr Rs jXs R 'r & & Is Ir 1− s ' & Us Rr s Bài tập 25: Động cơ KĐB 3 pha, 7,5HP, Y, 220V, 19A, 60Hz, 4 cực. Động cơ loại C theo IEEE (Xs : X’r = 0,3:0,7). Bỏ qua tổn hao của mạch từ. Rs = 0,262Ω. TN với điện áp DC: TN không tải (no-load) ở 60Hz: 219V, 5,7A, 380W. Tính tổn hao cơ không tải và tính các thông số của động cơ ở điều kiện bình thường (ở tần số 60Hz) theo 2 cách: a) TN ngắn mạch (block-rotor) ở 60Hz: 212V, 83,3A, 20,1kW b) TN ngắn mạch (block-rotor) ở 15Hz: 26,5V, 18,57A, 675W. Câu 2. Động không đồng bộ ba pha, 4 cực, cuộn dây stator nối Δ, có các thông số định mức: 380V, 50Hz, 1450 vòng/phút và mạch tương đương như hình vẽ sau: Thông số động cơ theo mạch tương đương hình vẽ trên là: Rs= 4,0Ω; R’r = 4,0Ω, Xs=5,0Ω, X’r = 5,0Ω, RFe=1200Ω, Xm = 200Ω. a. Tính dòng điện khởi động và momen khởi động của động cơ? (2,0đ) b. Tính momen cực đại và độ trượt tới hạn của động cơ? (1,0đ) c. Khi động cơ đang vận hành ở tốc độ định mức, tính dòng điện ,hệ số công suất, mômen kéo tải, và hiệu suất của động cơ? Biết tổn hao cơ là 300W. (4,0đ) d. Tính dòng điện khởi động và momen khởi động của động cơ nếu khởi động động cơ theo sơ đồ Y→Δ? (1,0đ) e. Tính hệ số công suất/ hiệu suất của động cơ khi vận hành 100%, ¾, ½, ¼ tải và không tải. Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 8
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B Rs jX’r jXs R 'r & &' Is Ir 1− s ' & & I Fe Im Rr & Us s RFe jXm Câu x1. Cho động cơ không đồng bộ ba pha, 4 cực, cuộn dây stator nối Δ, có các thông số định mức: 380V, 50Hz, 1450 vòng/phút, Rs=1,5Ω; R’r=1,5Ω, Xs=4,0Ω, X’r=4,0Ω, Xm=110Ω nối tiếp với Rm=20Ω. a. Tính dòng điện dây khởi động và momen khởi động của động cơ? (1,0đ) b. Tính momen cực đại và độ trượt tương ứng (độ trượt tới hạn) của động cơ? (1,0đ) c. Khi động cơ đang vận hành ở chế độ định mức, tính dòng điện dây, hệ số công suất, mômen điện từ, và tổn hao nhiệt của động cơ? Biết tổn hao cơ 500W do ma sát. (2,0đ) Câu x2. Cho động cơ không đồng bộ ba pha, 2 cực, cuộn dây stator nối Υ, có các thông số định mức: 380V, 50Hz, 2850 vòng/phút, Rs=2,0Ω; R’r=2,0Ω, Xs=4,0Ω, X’r=6,0Ω, Xm=100Ω. Bỏ qua tổn hao của mạch từ. a. Tính dòng điện khởi động và momen khởi động của động cơ? (1,0đ) b. Tính momen cực đại và độ trượt tương ứng (độ trượt tới hạn) của động cơ? (1,0đ) c. Khi động cơ đang vận hành ở tốc độ định mức, Tính dòng điện định mức, hệ số công suất, mômen điện từ, và hiệu suất của động cơ? Biết tổn hao cơ là 200W. (4,0đ) d. Khi cho động cơ trên vận hành ở điện áp 480V, 60Hz với độ trượt bằng độ trượt định mức ở tần số 50Hz. Tính dòng điện và mômen điện từ của động cơ khi đó? So sánh và nhận xét về giá trị dòng điện và moment tính được? (2,0đ) Câu x3: (4 Điểm) Một động cơ không đồng bộ 3 pha cân bằng, rotor lồng sóc, 6 cực, nối hình sao có các thộng số sau: 50 Hz, 230V, Rs = 0.045 Ω, Xs = 0.29 Ω, Xm = 9.6 Ω, R 'r = 0.054 Ω, X 'r = 0.28 Ω Tổn hao sắt từ là 600 W, tổn hao cơ là 400W, động cơ đang vận hành với hệ số trượt là 0.025, điện áp và tần số định mức, tính: a/ Hệ số công suất (0.5 điểm) b/ Moment điện từ (0.5 điểm) c/ Công suất tổn hao đồng trên rotor (0.5 điểm) d/ Công suất đầu ra (0.5 điểm) e/ Hiệu suất động cơ (0.5 điểm) Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 9
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B Giả sử nguồn điện có tần số là 20 Hz và điện áp là 92V, tổn hao sắt từ của động cơ ở tần số này là 250 W, tổn hao cơ không đổi. Động cơ được nối tam giác, và vận hành với hệ số trượt không đổi, tính: f/ Dòng stator (0.5 điểm) g/ Hiệu suất (1.0 điểm) Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 10
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B Chương 3: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ Ví dụ 1: Tính số cực của rotor của động cơ đồng bộ biết ở tần số 60Hz thì tốc độ quay rotor là 200 vòng/phút. Ví dụ 2: Tính tốc độ đồng bộ của hai họ động cơ đồng bộ thiết kế vận hành ở tần số 50Hz và 60Hz khi số cặp cực thay đổi từ 1 đến 10. Ví dụ 3: Một động cơ không đồng bộ kéo tải và tiêu thụ 350kW từ lưới ở hệ số công suất 0,707 chậm pha. Một động cơ đồng bộ thừa kích từ nối song song với động cơ không đồng bộ và tiêu thụ 150kW từ lưới. Nếu hệ số công suất chung của hai động cơ là 0,9 chậm pha, tính công suất phản kháng và công suất biều kiến của động cơ đồng bộ. (Điều chỉnh tăng hệ số công suất cosϕ) Ví dụ 4: Một động cơ đồng bộ vận hành với điện áp pha lưới 6,3kV, nối Y. Điện kháng đồng bộ là 14Ω và bỏ qua điện trở stator. Máy điện vận hành ở điều kiện không tải lý tưởng. Với các sức điện động pha 6000V, 6300V và 7850V, vẽ giản đồ pha, tính dòng stator và công suất phản kháng? Ví dụ 5: Vẽ mạch tương đương và giản đồ pha của động cơ đồng bộ bộ ở các chế độ thiếu kích từ và thừa kích từ. Ví dụ 6: Một động cơ đồng bộ nối Y, nối vào lưới 3 pha 3980V và điều chỉnh dòng rotor sao cho sức điện động cảm ứng pha là 1790V/pha (3000V/pha - thừa kích từ). Điện kháng đồng bộ là 22Ω và góc tải giữa điện áp và sức điện động cảm ứng là 30o. Xác định dòng stator và hệ số công suất, góc ϕ? Tính công suất biểu kiến, công suất tác dụng và công suất phản kháng? Bài tập Chương 3: Máy điện đồng bộ 1
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B jXs Rư I E U n Ví dụ 7: Một động cơ đồng bộ 3 pha nối Y, 150kW, 1200rpm, 460V có điện kháng đồng bộ 0,8Ω và sức điện động cảm ứng pha là 300V. Vẽ đặc tuyến công suất – góc tải, đặc tuyến momen – góc tải, công suất cực đại, momen cực đại. PđiệnAC Pout Pc ơ Pin Ps Pđ 1 Pqp Pkt Ví dụ 8: Một động cơ đồng bộ 3 pha nối Y, 3MW, 6,6kV, 60Hz, 200rpm, kích từ độc lập không đổi, vận hành ở đầy tải ở hệ số công suất 0,8 chậm pha. Nếu điện kháng đồng bộ là 11Ω, tính: công suất biểu kiến, dòng stator, sức điện động cảm ứng và góc tải? Nếu động cơ có tổn hao cơ Pqp là 200kW, tổn hao sắt Ps là 100kW, tổn hao kích từ Pkt là 50kW. Tính hiệu suất, momen điện từ, momen ngõ ra của động cơ? Tính công suất lớn nhất động cơ có thể kéo tải mà không mất đồng bộ? Khi tần số giảm còn 50Hz? U Re 0 θ jXsI ϕ E I Sách trang 153: 6.22, 6.26, 6.28, 6.23 Bài tập Chương 3: Máy điện đồng bộ 2
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B Ví dụ 9: Một máy phát đồng bộ nối lưới có điện áp pha 6,3kV, nối Y. Điện kháng đồng bộ là 14Ω, bỏ qua điện trở stator. Giả sử máy phát làm việc ở điều kiện không tải lý tưởng. Máy phát vận hành ở các sức điện động 6000V, 6300V và 7850V. Vẽ giản đồ pha, tính dòng stator và công suất phản kháng? Ví dụ 10: Vẽ mạch tương đương và giản đồ pha của máy phát động bộ ở các chế độ thiếu kích từ và thừa kích từ. Ví dụ 11: Một tuabin phát điện 3 pha có điện kháng đồng bộ là 14Ω và cấp cho lưới công suất tác dụng 1,68MW với hệ số công suất chậm pha. Điện áp lưới là 11kV, nối Y và dòng điện stator là 100A. Tính hệ số công suất, góc tải và sức điện động? Ví dụ 12: Cho một máy phát 3 pha với thông số định mức 16MVA, 10,5kV, 50Hz, cosϕđm = 0,8 som pha (/cham pha), hai cực, nối Y điện kháng đồng bộ 13,77Ω; tính: a. Tính công suất và momen định cực đại, thông qua sức điện động tương ứng ở điều kiện định mức? b. Tính momen định cực đại khi máy phát cấp tải 10MW, điện áp dây 8kV và hệ số công suất là 0,6 (chậm pha)? Ví dụ 13: Một động cơ không đồng bộ kéo tải và tiêu thụ 500kW từ lưới ở hệ số công suất 0,707 chậm pha. Một động cơ đồng bộ khác thừa kích từ nối song song với động cơ không đồng bộ và tiêu thụ 100kW từ lưới ở hệ số công suất 0,5. Tính hệ số công suất, công suất phản kháng và công suất biều kiến chung của hai động cơ. Tính dòng điện cấp cho động cơ không đồng bộ và dòng điện cấp chung cho cả 2 động cơ, biết U =380V? Nhận xét về kích thước dây dẫn? Bài tập 1: Một máy phát đồng bộ 3 pha hai cực có cấu trúc rotor dạng hình trụ có các thông số định mức 11kV, 50Hz, 20MVA, cuộn dây stator nối Y. Điện kháng đồng bộ 5Ω, cosϕđm = 0,9 chậm pha. Bài tập Chương 3: Máy điện đồng bộ 3
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B a. Tính giá trị sức điện động và góc tải ở điều kiện định mức? Tính giá trị công suất cực đại mà máy phát có thể cấp cho lưới với giá trị sức điện động đã tính ở trên. b. Tính giá trị sức điện động và góc tải nếu máy phát vận hành ở hệ số công suất 0,8 chậm pha, cấp cho lưới 12MW và điện áp lưới là 10kV. Tính giá trị công suất cực đại? c. Vẽ 2 đặc tính công suất – góc tải và chỉ ra các điểm làm việc đã tính ở trên. Bài tập 2: Một máy phát đồng bộ 3 pha hai cực có cấu trúc rotor dạng hình trụ có các thông số định mức 11kV, 50Hz, 20MVA, cuộn dây stator nối Y. Điện kháng đồng bộ 5Ω. a. Tính giá trị công suất, sức điện động và góc tải ở điều kiện định mức với tải có cosϕ = 0,9 chậm pha?Tính giá trị công suất tác dụng cực đại mà máy phát có thể cấp cho lưới với giá trị sức điện động đã tính ở trên? b. Tính giá trị công suất, sức điện động và góc tải nếu máy phát vận hành ở hệ số công suất 0,8 nhanh pha, cấp cho lưới 20MVA ở điện áp lưới định mức? c. Vẽ 2 đặc tính công suất – góc tải và chỉ ra các điểm làm việc đã tính ở trên? So sánh sức điện động của máy phát trong hai trường hợp trên? Bài tập 3: Hai máy phát đồng bộ 3 pha nối Y giống nhau vận hành ở 33kV, mỗi máy cung cấp 5MW cho tải 10MW, có hệ số công suất 0,8 chậm pha. Điện kháng đồng bộ của mỗi máy là 6Ω. Máy thứ nhất có dòng điện 125A chậm pha. a. Tính dòng điện và hệ số công suất của máy thứ 2? b. Tính góc tải và sức điện đông của cả hai máy? Bài tập 4: Một máy điện đồng bộ có cuộn dậy stator 3 pha, cuộn dây kích từ rotor và cấu trúc rotor và stator dạng hình trụ. a. Vẽ mạch tương đương và giản đồ pha tương ứng khi máy điện vận hành ở chế độ: i. Máy phát thừa kích từ ii. Máy phát thiếu kích từ iii. Động cơ thừa kích từ iv. Động cơ thiếu kích từ Xác định trong mỗi trường hợp chiều của công suất tác dụng và công suất phản kháng giữa máy điện và lưới; và xác định hệ số công suất nhanh hay chậm. Bài tập Chương 3: Máy điện đồng bộ 4
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B b. Một máy phát đồng bộ 3 pha hai cực có cấu trúc rotor dạng hình trụ có các thông số định mức 16MVA, 10,5kV, 50Hz, cuộn dây stator nối Y. Điện kháng đồng bộ 13,77Ω, cosϕđm = 0,8 chậm pha. Tính giá trị sức điện động và góc tải khi máy phát vận hành ở điều kiện định mức? Và tính giá trị công suất tác dụng cực đại mà máy phát có thể cấp cho lưới, với giá trị sức điện động như khi vận hành ở điều kiện định mức trên. Bài tập 5: a. Một tuabin phát điện 3 pha có điện kháng đồng bộ 14Ω và cấp cho lưới công suất tác dụng 1,68MW với hệ số công suất chậm pha. Cuộn dây stator máy phát nối Y, nối với lưới 11kV và dòng điện stator là 100A. Tính hệ số công suất, góc tải và sức điện động cảm ứng? b. Một máy phát đồng bộ và một máy phát không đồng bộ nối song song và cấp vào lưới điện công suất tác dụng 800kW với hệ số công suất chung bằng 0,8 chậm pha. Biết máy phát không đồng bộ vận hành ở công suất 0,9 và phát công suất tác dụng 300kW vào lưới. Xác định hệ số công suất và công suất tác dụng máy phát đồng bộ phát lên lưới. Bài tập 6: Một máy phát đồng bộ ba pha cực từ ẩn, 2 cực, đấu Y, có công suất định mức 10KVA, điện áp định mức 380V, 50Hz, nối lưới. Trên mỗi pha có điện kháng đồng bộ Xđb = 2Ω. Biết tổn hao sắt là là 200W và tổn hao cơ là 500W. Khi máy phát cấp điện cho tải định mức với hệ số công suất cosϕ = 0,8 (chậm pha), hãy xác định: a. Tính công suất tiêu thụ, hiệu suất và momen cơ cấpcho máy phát ở tải định mức? b. Vẽ giản đồ vector và tính sức điện động cảm ứng E, góc công suất δ. c. Độ thay đổi điện áp ΔU%. d. Công suất quá tải lớn nhất máy có thể phát được mà không mất đồng bộ, biết dòng kích từ và biên độ điện áp ngõ ra không đổi. e. Tính moment định mức và moment cực đại để kéo máy phát. BT1.1: Một máy phát đồng bộ ba pha cực từ ẩn, 2 cực, kích từ độc lập, dòng kích từ 1A, tần số 50Hz, nối Y, 12A. Bỏ qua điện trở phần ứng, điện kháng đồng bộ pha là 10Ω. Biết tổn hao cơ là 500W, bỏ qua tổn hao sắt. a. Khi máy phát cấp nguồn cho tải với điện áp định mức 380V, và dòng điện định mức 12A, tải có hệ số công suất cosϕ=0,8, chậm pha. Vẽ giản đồ vector, tính sức điện động cảm ứng pha, góc công suất và momen cơ kéo máy phát? (1,0đ) Bài tập Chương 3: Máy điện đồng bộ 5

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

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

65 tài liệu

2431 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.