Đề thi Máy điện tuyển sinh đại học năm 2010

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÔNG Á

ĐỀ THI TUYỂN SINH ĐẠI HỌC NĂM 2010 Môn thi: Máy điện Hệ đại học liên thông (đợt 2) Thời gian làm bài:180 phút (không kể thời gian phát đề)

Đề chính thức Câu 1 (2,5 điểm)

a) Nêu mục đích và trình bày thí nghiệm không tải, thí nghiệm ngắn mạch của máy

biến áp.

b) Trình bày các điều kiện làm việc song song của máy biến áp.

Câu 2 (2,0 điểm)

Một máy biến áp một pha Sđm = 9500VA; U1đm = 220V; U2đm = 127V. Thí nghiệm không tải:

U10 = 220V ; I10 = 2,4 A; P10 = 28W;

Thí nghiệm ngắn mạch:

I1nm = I1đm ; U1n = 8,4V; P1n = 75W.

a) Tính các thông số sơ đồ thay thế. b) Xác định hiệu suất và điện áp thứ cấp khi hệ số tải kt= 0,7 và cosφt = 0,85

Câu 3 (1,5 điểm)

Động cơ không đồng bộ

a) Các yêu cầu khi mở máy. b) Trình bày các phương pháp mở máy của động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc.

Ưu nhược điểm của từng phương pháp.

Câu 4 (2,5 điểm)

Một động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc có: Pđm = 12 KW, tần số f = 50Hz, số đôi cực 2p = 4, tốc độ định mức nđm = 1430 vòng/phút, hệ số công suất định mức cosφ = 0,75; hiệu suất định mức ; Y/Δ – 380/220V; tỉ số dòng điện mở 85,0 máy Imở/Iđm = 4,7; mômen mở máy Mmở/Mđm = 1,5. Điện áp mạng điện U = 380V.

a) Tính dòng điện định mức, dòng điện mở máy, hệ số trược, mômen định mức,

mômen mở máy của động cơ.

b) Để mở máy với tải có mômen cản ban đầu Mc = 0,52Mđm, người ta dùng máy biến áp tự ngẫu để mở máy có ImởBA = 50A. Xác định hệ số biến áp kBA và động cơ có mở máy được không?

Câu 5 (1,5 điểm)

Máy phát điện đồng bộ 3 pha cực ẩn có Pđm = 50MW; Uđm = 10,5KV; f = 50 Hz , cosφđm = 0,86, số đôi cực p = 2, hiệu suất η = 88,32%; điện trở dây quấn stato R1 = 0,0634  .

a) Tính tốc độ quay rôto và dòng điện định mức. b) Tính công suất biểu kiến Sđm của máy, công suất phản kháng Qdm của máy, công

suất động cơ sơ cấp, tổng tổn hao trong máy.

--------------Hết-------------

Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ tên thí sinh………………………………………..Số báo danh………… TRƯỞNG MÔN THI

TRƯỞNG BAN ĐỀ THI

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÔNG Á CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

PHIẾU CHẤM BÀI THI TUYỂN SINH LIÊN THÔNG TỪ CAO ĐẲNG LÊN ĐẠI HỌC

Số phách:……………….. Môn: Máy Điện…….Ngành: Điện Ngày thi: 28,29/08/2010

Nội dung đáp án Câu Thang điểm

1 Điểm chấm

1. Thí nghiệm không tải MBA (1 điểm)

Thí nghiệm không tải là để xác định hệ số biến áp k, tổn hao sắt từ trong

0,25đ

1.1

1.2

lõi thép pFe, và các thông số của mba ở chế độ không tải. Sơ đồ nối dây thí nghiệm không tải.

  I I

x’ r’ r1 x1

0I rm

1

0 1U

1E

0,25đ

Sơ đồ thay thế mba khi không tải và Sơ đồ nối dây thí nghiệm không tải Đặt điện áp U1 = U1đm vào dây quấn sơ cấp, thứ cấp hở mạch, các dụng cụ đo cho ta các số liệu sau: P0 là công suất tổn hao không tải; I0 là dòng điện không tải; còn U1đm và U20 là điện áp sơ cấp và thứ cấp. Từ đó ta tính được:

a) Hệ số biến áp k:

U âm 1 U 20

0,25đ



100



 %10%1

b) Dòng điện không tải phần trăm :

%I 0

I dm1

c) Tổn hao trong lõi thép : PFe = P0 - r1I0

2  P0

1.3

d) Tổng trở không tải

+ Điện trở không tải:

r0 = r1 + rm =

1.4

0,25đ

Do rm >> r1 nên gần đúng lấy bằng:

rm = r0 - r1

+ Tổng trở không tải :

Z  0

U dm1 I









+ Điện kháng không tải.

2 0

2 r 0

I P 0 2 0

Điện kháng từ hóa xm >> x1 nên lấy gần đúng bằng: xm = x0

cos

e) Hệ số công suất không tải.:

 0

P 0 IU dm1

2. Thí nghiệm ngắn mạch. (1,0đ)

0,25đ

Thí nghiệm ngắn mạch là để xác định điện áp ngắn mạch phần trăm Un%, tổn hao đồng định mức Pđ đm, hệ số công suất cosn, điện trở ngắn mạch rn và điện kháng ngắn mạch xn của mạch điện thay thế mba.

1.5

Sơ đồ thí nghiệm ngắn mạch: Tiến hành thí nghiệm như sau: Dây quấn thứ cấp nối ngắn mạch, dây quấn sơ cấp nối với nguồn qua bộ điều chỉnh điện áp. Ta điều chỉnh điện áp vào dây quấn sơ cấp bằng Un sao cho dòng điện trong các dây quấn bằng định mức. Điện áp Un gọi là điện áp ngắn mạch. Lúc đó các dụng cụ đo cho ta các số liệu sau: Un là điện áp ngắn mạch; Pn là tổn hao ngắn mạch; I1đm và I2đm là dòng điện sơ cấp và thứ cấp định mức.

0,25đ

1.6

Pn rn xn I1đm A

 1 nI I

Bộ điều chỉnh điện áp

I2đm Un U1

1U

Mạch điện thay thế m.b.a khi ngắn mạch và Sơ đồ th nghiệm ngắn mạch

a) Tổn hao ngắn mạch Lúc thí nghiệm ngắn mạch, điện áp ngắn mạch Un nhỏ nên từ thông  nhỏ, có thể bỏ qua tổn hao sắt từ. Công suất đo được trong thí nghiệm ngắn mạch Pn chính là tổn hao trên điện trở hai dây quấn khi mba làm việc ở chế độ định mức. Ta có:

1đm + r2I2

Pn = r1I2

2đm = rnIn

b) Tổng trở, điện trở và điện kháng ngắn mạch.

+ Tổng trở ngắn mạch: Zn =

U I

0,25đ

âm1

+ Điện trở ngắn mạch: rn = r1+ r’2 =

+ Điện kháng ngắn mạch: xn =

1.7

2 Z  n Trong m.b.a thường r1 = r’2 và x1 = x’2. Vậy điện trở và điện kháng tản của

dây quấn sơ cấp:

;

r1 = r’2 =

x1 = x’2 =

nr 2

nx 2

Pn 2 1âmI 2 r n

cos

c) Hệ số công suất ngắn mạch :

 n

âm

P n IU âm 1

d) Điện áp ngắn mạch

âm

%100



%100

Un% =

Điện áp ngắn mạch phần trăm: IZ U 1n U U

âm 1

0,25đ

+ Điện áp ngắn mạch tác dụng phần trăm:

âm



%100

Unr% =

âm

%100



Unx% =

Ir 1n U âm 1 + Điện áp ngắn mạch phản kháng phần trăm: Ix 1n U

âm 1

1.8

b. Các điều kiện làm việc song song của máy biến áp: - Cùng tổ nối dây. - Điện áp định mức sơ cấp và thứ ấp bằng nhau hoặc hệ số MBA k bằng nhau: U1I = U1II = . . .= U1n và U2I = U2II = . . . = U1n hoặc kI = kII = . . . = kn.

0,5đ

- Điện áp ngắn mạch bằng nhau : UnI = UnII = . . . = Unn. Trong thực tế chỉ có điều kiện 1 phải tuân thủ một cách tuyệt đối. Các điều kiện 2, 3 được thực hiện với một mức độ sai khác nhất định được qui định trong 1 giới hạn cho phép.

1.9

2.1

R



86,4



10 2

P I

Câu 2 (2,0đ) Điện trở nhánh từ hóa 28 4,2 Tổng trở nhánh từ hóa

0,25đ

Z



67,91



U I

220 4,2



54,91



 th Điện trở ngắn mạch

0,25đ

2.2 Điện kháng nhánh từ hóa

R



RR 



04,0



n1 2

75 18,43

P I

0,25đ

2.3 Tổng trở ngắn mạch

Z



195,0



U I

4,8 18,43

Điện kháng ngắn mạch 2







1904



Coi

R





02,0



XX 



0952



04,0 2 ,0 1904 2

dm1

0,25đ

2.4 Hệ số biến áp k



k



73,1

 XX;R R n 2 X n 2 220 127

U U

dm2

2.5 Thông số dây quấn thứ cấp chưa quy đổi



R

,0

0067



2 2

0,25đ

032 ,0

X





2 2

02,0 2 73,1 ,0 0952 2 73,1

R k X k 2.6 Hiệu suất máy biến áp khi định mức





,0

987 .S cos

cos 

 P

.S



P

9500

9500 85,0.

85,0.  28



75

0,25đ

t Khi hệ số tải kt = 0,7

.7,0



,0

989 

9500 

85,0.  28

85,0.

.7,0

9500

75.7,0

.S.k cos

cos P

 



Pk

.S.k

%U

. 100



. 100



%82,3

2.7 Điện áp ngắn mạch phần trăm 4,8 220

U U

dm1

Độ biến thiên điện áp thứ cấp phần trăm

 U(k%U

cos%.

U





sin%.

)

 t

Trong đó

cos%.U%U



,0.82,3

207



%79,0

 n

0,25đ

sin%.U%U



978,0.82,3



%736,3

 n

cos



207

 n

75 18,43.4,8

P n1 I.U n1

Với

sin





cos



978,0

Thay số:



;7,0

cos

85,0

 t



 U(k%U

cos%.

U

sin%.

%848,1)

 t

 t



 848,1U

U%.



127.



V35,2

dm2

848,1 100

0,25đ







127



35,2



V65,124

dm2

2.8

Câu 3(1,5đ)

0,5đ

3.1 Các yêu cầu khi mở máy:

- Mmm phải đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải. - Imm càng nhỏ càng tốt. - Phương pháp mở máy và các thiết bị cần dùng đơn giản, rẻ tiền và chắc chắn. - Tổn hao công suất trong quá trình mở máy ít.

0,25đ

3.2 Các phương pháp mở máy

0,25đ

3.3

0,25đ

3.4

3.5

1. Mở máy trực tiếp động cơ rotor lồng sóc: Dòng điện mở máy lớn, chỉ dùng cho các máy có công suất nhỏ. Nếu máy có công suất lớn thì dùng trong lưới điện có công suất lớn. Phương pháp này mở máy nhanh, đơn giản. 2. Phương pháp hạ điện áp mở máy: Chỉ dùng với các thiết bị yêu cầu moment mở máy nhỏ. a. Dùng cuộn kháng bão hòa trong mạch stator Theo phương pháp này nhờ có điện áp rơi trên cuộn kháng nên điện áp trực tiếp đặt vào động cơ giảm đi k lần. Imm giảm k lần thì Mmm giảm k2 lần. Phương pháp chỉ được dùng trong các trường hợp mà vấn đề trị số Mmm không có ý nghĩa quan trọng. b. Dùng biến áp tự ngẫu hạ U mở máy Theo phương pháp này điện áp trực tiếp đặt vào động cơ giảm đi k lần. Imm giảm k2 lần và Mmm giảm k2 lần. Khi mở máy bằng biến áp tự ngẫu dòng điện trong lưới giảm đi k2 lần so với Imm khi nối trực tiếp. c. Phương pháp: Y – Δ

Chỉ sử dụng với động cơ có 2 cấp điện áp 220/380 và làm việc thường

0,25đ

trực ở cấp 220V. Dòng điện mở máy trong lưới khi nối Y nhỏ hơn nhiều khi nối Δ 3 lần. Mmm cũng giảm đi 3 lần. Coi phương pháp này là trường hợp đặc biệt mở máy bằng biến áp tự ngẫu có k BA  Câu 4(2,5đ) Dòng điện định mức

10.12



A6,28



dm cos

380

85,0.75,0.

4.1 0,25đ



1500

vòng/phút

0,25đ

 . 4.2 Tốc độ từ trường quay 50.60 2

f60 p 4.3 Hệ số trược

0,25đ

1500

1430



0466

 1 n

 1500

4.4 Mômen định mức

9550



9550



Nm14,80



P dm n

P dm 

12 1430

dm 4.5 Mômen mở máy

60/

0,25đ

P dm n.2  Mmở = 1,5Mđm = 120,21Nm

Imở = 4,7Iđm = 134,42A

4.6 Dòng điện mở máy 0,25đ

MC = 0,52Mđm = 41,67Nm

4.7 Mômen cản 0,25đ

phương lần.

tt,m



BA,m

4.8 Dùng máy biến áp tự ngẫu để mở máy, ta có dòng điện mở máy giảm k bình

I Hệ số biến áp

tt,m



64,1

I I

42,134 50

BA,m

0,25đ

4.9 Mômen mở máy khi dùng máy biến áp tự ngẫu



Nm69,44

BA,m

21,120 2 64,1



0,25đ

M tt,m 2 k nên động cơ có thể mở máy được khi dùng máy biến áp tự ngẫu

4.10 Vì 0,25đ

M BA,m C để mở máy. Câu 5(1,5đ)

5.1 Tốc độ quay



1500

vòng/phút

n 1

60 p

50.60 2

0,25đ

50000

5.2 Dòng điện định mức

0,25đ   3196 85, I  P dm . 86,0.5,10.3  cos

58139



53,

KVA

50000 86,0

0,25đ

29651

16,

KVAr

dm 5.5 Công suất động cơ sơ cấp

0,25đ U 3 5.3 Công suất biểu kiến của máy phát ra P dm  cos 5.4 Công suất phản kháng máy phát ra S 58139 sin.  Q   51,0.53, 



56179

78,

P 1

dmP 

50000 89,0

0,25đ

56179 78,

50000

6179

KW 78,

dmPPP

0,25đ 5.6 Tổng tổn hao trong máy     

Đề thi tuyển sinh đại học môn Máy điện (năm học 2010)

Chủ đề:

Máy điện