Bài giảng máy điện - Máy điện không đồng bộ ba pha | Trường đại học Điện Lực
Bài giảng máy điện - Máy điện không đồng bộ ba pha | Trường đại học Điện Lực được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn sinh viên cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!
Môn: Điện chuyên ngành 16 tài liệu
Trường: Đại học Điện lực 314 tài liệu
Tác giả:
Preview text:
Bài giảng máy điện - Máy điện
không đồng bộ ba pha
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
PHẦN A : MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
TÓM TẮT SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT: I. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ:
1) Phương trình điện áp khi Rotor đứng yên:( n = o , s = 1 ) :
¾ Sức điện động pha dây quấn Stator: Ε = , 4 44xΝ xf xΚ φ x 1 1 1 d 1 q max
¾ Sức điện động pha dây quấn rotor: Ε = , 4 44xΝ xf xΚ φ x 2 2 2 dq 2 max Với f2 = s.f = f
¾ Hệ số quy đổi dòng đ iện : m Ν x Κ x 1 1 dq 1 . Ι2 Κ = = i m Ν x Κ x Ι 2 2 dq 2 . 1
¾ Hệ số quy đổi dòng điện : Ν Κ x 1 dq 1 . Ε1 Κ = = Ε Ν Κ x Ε 2 dq 2 . 2
¾ Dòng điện Rotor quy đổi về Stator: Ι 2 Ι′ = = Ι 2 1 Κi
¾ Sức điện động Rotor quy đổi về Stator: Ε′ = Κ xΕ = Ε 2 Ε 2 1
¾ Điện trở roto quy đổi về stator:
R′ = Κ xΚ xR 2 Ε i 2
¾ Điện kháng roto quy đổi về stator: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-1
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
X ′ = Κ xΚ xX 2 Ε i 2
¾ Dòng điện Rotor lúc đứng yên : Ε2 Ι = 2 2 2 R + X 2 2
2) Phương trình điện áp khi rotor quay ( n ≠ . 0 ..,0 < s <1 ):
¾ Sức điện động pha dây quấn Stator: Ε = , 4 44xΝ xf xΚ φ x 1 1 1 d 1 q max
¾ Sức điện động pha dây quấn rotor: Ε = ,
4 44xΝ xs. f xΚ xφ = sxΕ . 2 S 2 2 dq 2 max 2 Với f2.S = s.f2
¾ Dòng điện Rotor lúc quay : Ε SxΕ . 2 S 2 Ι = = 2 2 2 2 R + X + 2 . 2 S R SxX 2 ( )2 2 ¾ 3)
II. CÔNG SUẤT TRONG ĐỘNG CƠ ĐIỆN KĐB BA PHA:
1) Cấu trúc về công suất trong đcơ điện KĐB 3 pha: ΔΡ ΔΡ ΔΡ ΔΡ CU 1 . fe CU 2 . CO.MS.F Ρ Ρ Ρ D . T CO Ρ 1 . 2 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-2
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
2) Các công thức cơ bản :
¾ Công suất điện tiêu thụ ủ c a động cơ : Ρ = 3xU xΙ xCo = 3 Ι 1 . 1 f . 1 f ϕ s xU x xCo d 1 d ϕ s 1
¾ Công suất phản kháng của động cơ:
Q = 3xU xΙ xSi = 3 Ι . 1 f . 1 f ϕ n xU x xSi 1d 1d ϕ n
¾ Tổn hao đồng dây quấn Stator: 2 ΔΡ = 3xR Ι x CU 1 . 1 2
¾ Tổn hao đồng dây quấn Rotor: 2 2 ΔΡ = 3xR Ι x = 3 R x ′ Ι x ′ CU 2 . 2 2 2 2 ¾ Tổn hao sắt từ : 2 ΔΡ = 3xR xΙ fe 1 O
¾ Công suất điện từ : Ρ = Ρ − ΔΡ − ΔΡ = Ρ + ΔΡ + ΔΡ dt 1 CU .1 fe 2 CU .2 CO.MSF Hoặc : ΔΡCU 2. Ρ =
với S : là hệ số trượt. dt S ¾ Công suất phần cơ ủ c a đcơ: Ρ = Ρ − ΔΡ = 1 ( − 2 . S)Ρ CO dt CU dt
¾ Công suất cơ có ích ( công s ấ u t định mức ) của đ cơ:
Ρ = Ρ = Ρ − ΔΡ = Ρ − ΔΡ − ΔΡ dm 2 1 dt CU 2 . CO.MSF Hoặc Ρ = ΩxM 2 2 π Với : 2 .n Ω =
là tốc độ góc quay của Rotor 60 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-3
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
M2 là moment quay , moment định mức của đcơ.
¾ Hiệu suất của động cơ: Ρ2 η = Ρ1 ¾ Hệ số ả t i : Ιtai Κ = tai Ιdm Ρ ⇒ = 2 η Ρ2 + Ρ + Κ xΡ O tai n Với Ρ = ΔΡ + Δ Ρ là tổn hao không tải. O fe CO.MSF Ρ = ΔΡ + ΔΡ n CU 1 . CU 2 . BÀI TẬP Bài 1: Một động cơ không đ n
ồ g bộ 3 pha quay với tốc độ: n = 860
vòng/phút.được nối vào nguồn điện có f = 60 HZ, 2p = 8. Tính hệ số trượt , ầ t n số
dòng điện của Roto, tốc độ trư t ợ của động cơ. HD:
¾ Tốc độ quay của từ trường ( tốc độ đồng bộ ): 60 f 60x 60 n = = = (
900 vong / phut) 1 p 4 ¾ Hệ số trượt : n − n 900 − 860 1 s = = = 044 , 0 n 900 1 ¾ Tần số dòng đ iện của Roto lúc quay: f = = = 2 Sxf , 0 044x60 6 , 2 4H Z S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-4
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Tốc độ trư t ợ của ĐC:
n = n − n = − = vong phut 2 1 900 960 4 ( 0 / )
------------------------------------------------------------------------------ Bài 2:
Một đcơ KĐB 3 pha Roto dây quấn được nối vào nguồn có:Ud = 220V,
f= 50HZ , 2p = 4, Stator đấu tam giác. Khi Roto quay n= 1425vòng/phút, Tính hệ
số trượt, f2 , E2 lúc quay và lúc đứng yên. Biết 0 Ν = 40 Ν , Κ = Κ ,cho 0 2 1 d 1 q dq 2 rằng Ε ≈ U = V 220 . 1 1 f HD:
¾ Tốc độ từ trường: 60 f 60x 50 n = = = (
1500 vong / phut) 1 p 2 ¾ Hệ số trượt: n − n 1500− 1425 1 s = = = , 0 05 n1 1500 ¾ Tần số dòng đ iện lúc quay: f = Sxf = 0 , 0 5x50 = 5 , 2 H 2 Z
¾ Hệ số quy đổi sức đ iện động: Ν Κ x 1 d 1 q Ν1 100 Κ = = = = 5 , 2 e Ν Κ x Ν 2 dq 2 2 40
¾ Sức điện động pha roto lúc đứng yên: E U1f U 1 220 1 Κ = ≈ ⇒ E f = = = 8 V 8 e E E 2 Κ 5 , 2 2 2 e
¾ Sức điện động pha roto lúc quay: Ε = Ε = = 2 Sx 2 , 0 0 x 5 88 , 4 V 4 S S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-5
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 3 :
Một đcơ KĐB 3 pha Roto dây quấn có N1= 96 vòng. N2= 80 vòng, Κ = , Κ = 9 ,
0 57 , f = 50H , φ = ,
0 02wb , tốc độ đồng bộ n d 1 q 9 , 0 4 d 2 q Ζ max 1 = 1000 vòng/phút.
a/ Tính sức điện động pha cảm ứng của dây quấy roto và stator ( E1 , E2 )
lúc quay với tốc độ n = 950 vòng/phút, và lúc đứng yên.
b/ Tính tần số dòng điện roto trong 2 trường hợp trên.
c/ Tính dòng điện roto trong 2 trường hợp trên , Biết R , 2 = , 0 0 Ω 6 X = Ω 1 , 0 . 2 HD: a/
¾ Sức điện động pha cảm ứng của dây quấn stator:
E = 4,44xΝ xfxΚ xφ
= 4,44x96x50x 9 , 0 4x0 0 , 2 = 40 V 0 1 1 dq1 max
¾ Sức điện động pha cảm ứng của dây quấn Roto lúc đứng yên: E = , 4 44xΝ xfxΚ xφ = ,
4 44x80x50x 9 , 0 57x 0 , 0 2 = 34 V 0 2 2 dq2 max ¾ Hệ số trượt: n − n − 1 1000 950 s = = = , 0 05 n1 1000
¾ Sức điện động pha cảm ứng của dây quấn Roto lúc quay: E = SxE = 0 , 0 5 3 x 40 1 = 7(V) 2S 2 b/
Vì lúc đứng yên n = 0 ⇒ S = 1
Nên: f = Sxf = f = 50H 2 Z ¾ Tần số dòng đ iện lúc quay: f = Sxf = 0 , 0 5x50 = 5 , 2 H 2 Z S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-6
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN c/
¾ Dòng điện roto lúc đứng yên: E2 340 Ι = = = 2 291 A 5 R2 + + 2 X 22 , 0 062 1 , 0 2
¾ Dòng điện roto lúc quay: E 2 2 17 S SxE Ι = = = = 282 2 A R2 + + + 2 X 2 2 2 2 ( )2 2 0 0 , 62 0 ( 0 , 5 ) 1 , 0 2 S R SxX x
------------------------------------------------------------------------------- Bài 4 :
Một đcơ KĐB 3 pha roto dây quấn có : 2p = 6, R = , được nối vào 2 , 0 0 Ω 1
nguồn điện có Ud = 400 V, f =50H . Stator đấu tam giác, khi roto quay với n = Ζ
970 vòng/phút , thì dòng điện roto đo được I2 = 240A.
Tính : a/ điện kháng roto lúc quay và lúc đứng yên : X2 , X2S ?
b/ tính điện trở và điện kháng của roto quy đổi ề
v stator : R′ , X ′ ? 2 2
biết Κ = Κ ( bỏ qua tổng trở dây quấn ). e i HD:
¾ Tốc độ từ trường: 60 f 60x 50 n = = =100 ( 0 vong / phut) 1 p 3 ¾ Hệ số trượt: n − n 1000− 970 1 s = = = , 0 03 n 1000 1 a/
¾ Điện kháng roto lúc đứng yên: E E 2 2 2 2 212 Ι = ⇒ X = ( ) − R = ( ) 2 − , 0 01 2 = 818 , 0 Ω 2 2 2 2 Ι 2 R + X 2 240 2 2
¾ Điện kháng roto lúc quay: E = SxE = , 0 03 x 8 , 0 18 = , 0 024 ( 5 V) 2S 2 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-7
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN b/
¾ Hệ số quy đổi sức điện động: E U f U 1 1 1 400 Κ = ≈ = d = = e 8 , 1 8 E E E 212 2 2 2
¾ Điện trở roto quy đổi về stator: ′ R = Κ Κ x xR = x 2 e i 1 , 0 882 2 0 0 , 1= 0 , 0 3 Ω 5
¾ Điện kháng roto quy đổi về stator:
X ′ = Κ xΚ xX = 1 , 0 882 x 8 , 0 18 = 8 , 2 Ω 9 2 e i 2
------------------------------------------------------------------------------------- Bài 5:
Một đcơ KĐB 3 pha roto dây quấn có : p = 2, hệ số quy đổi Κ = Κ = 2 , e i điện trở và đ iện kháng ủ
c a roto lúc đứng yên: R = , X = .động cơ có 2 , 3 Ω 6 2 , 0 Ω 2
stator đấu sao,và được nối vào nguồn Ud = 380 V, f = 50H .cho rằng E Ζ 1f = U1f , ΔΡ = ΔΡ , ΔΡ = 14 W 5 , ΔΡ = 14 W 5 , s = 0,05. CU 1 CU 2 fe comsf
Tính: dòng điện roto lúc quay? ,công suất có ích P2? , hiệu suất của động cơ? HD: a/
¾ Sức điện động pha của roto lúc đứng yên: E U U 1 1 f 1 f U Ta có: 1 380 Κ = ≈ ⇒ E d = = = = 2 11 V 0 e E Κ 2 E2 3 3 2 e xE x 2
¾ Dòng điện roto lúc quay: E 2 2 0 0 . 5 110 S SxE x Ι = = = = 2 , 0 4 A 2 R2 + + + 2 X 2 2 2 2 ( )2 2 , 0 22 0 , 0 ( 5 , 3 ) 6 2 S R SxX x
¾ Tổn hao đồng dây quấn roto ΔΡ = x 3 R x 2 Ι = x 3 , 0 2x2 , 0 42 = 25 W 0 CU 2 2 2 ¾ Công suất điện từ: ΔΡCU 2 250 Ρ = = = 5000(W) dt s , 0 05 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-8
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Công suất có ích của động cơ: Ρ = Ρ − ΔΡ − ΔΡ = − − = dt CU comsf 5000 250 145 4650(W ) 2 2
¾ Hiệu suất của động cơ: Ρ Ρ 2 2 4650 η = = = = 8 , 0 5 Ρ + ΔΡ Ρ + ΔΡ + ΔΡ + ΔΡ + ΔΡ 4650 + 250 + 145 + 145 2 2 C 1 U CU2 fe COmsf III. MOMENT ĐIỆN TỪ:
Ta có : M = M + M (1) dt 2 O Moment không tải : ΔΡ + ΔΡ M = CO MSF (2) O Ω Momet quay của đcơ: Ρ M = 2 (3) 2 Ω
Từ (1) , (2), (3) ta suy ra : ΔΡ + ΔΡ + Ρ Ρ M 2 dt = CO MSF = CO Ω Ω
Mặt khác moment điện từ : Ρ 2π n . 2π . f M = dt với 1 Ω = =
là tốc độ góc của từ trường , p là số cực dt Ω 60 p 1 từ.
¾ Quan hệ công suất và moment điện từ : 2 2 ΔΡ 3 Ι 3 ′ Ι′ CU xR .2 2 x 2 R x 2x Ta có : 2 Ρ = = = (1) dt S S S S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-9
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Dòng điện Rotor quy đổi về stator lúc quay: U .1 f Ι′ = (2) 2 2 ⎛ R′ ⎞ 2 ⎜ R + ⎟ + X + X ′ 1 ( 1 )2 2 ⎝ S ⎠ Từ (1) và (2) ta có: R′ 2 2 3x xU Ρ = . 1 S f dt ⎡⎛ R′ 2 2 ⎞ ⎢⎜ R X X 1 + ⎟ + ( 1 + ′ ) ⎤ 2 2 ⎥ ⎢⎣⎝ S ⎠ ⎥⎦ ¾ Moment điện từ: R ′ 2 2 3x xU xP f M = 1 S dt ⎡⎛ ′ R2 ⎞2
2π . fx ⎢⎜R + X X 1 ⎟ + ( + ′ 1 ) ⎤ 2 2 ⎥ ⎢⎣⎝ S ⎠ ⎥⎦ d
¾ Muốn tìm moment cực đại ta lấy đạo hàm M = 0 d S R′
Ta có hệ số trượt tới hạn : 2 S = th X + X ′ 1 2 ¾ Moment cực đại : 2 2 3xPxU f 3xPxU , 1 . 1 M f = = MAX 2 ⎡ ⎤ 2π . 2 .
fx R + X + X
π fx R + R + X + X ′ ′ 1 1 ( 1 2 )2 [ 1 ( 1 2 )] ⎢⎣ ⎥⎦ Với p là số cực từ. S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-10
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
BÀI TẬP VÍ DỤ Bài 6:
Một đcơ KĐB 3 pha có 2p = 4, R , f = 50H , P 1 = 53 , 0 Ω Ζ 1=8500W, I1dm= 15A , ΔΡ = Δ .
2 Ρ . Tính moment điện từ : M CU1 fe dt ? HD:
¾ Tổn hao đồng dây quấn stator: ΔΡ = Ι = = 1 3xR x 2 1 1 3x0 5 , 3x152 35 , 7 W 7 CU ¾ Tổn hao sát từ: Δ Ρ Ta có : 1 . 357 7 CU ΔΡ = 2.ΔΡ ⇒ ΔΡ = = = W 1 85 , 178 CU fe fe 2 2 ¾ Công suất điện từ: Ρ =Ρ −ΔΡ − ΔΡ = 8500 − 357 7 , − 178 8 , 5 = 796 ( 3 W ) dt 1 C 1 U fe ¾ Moment điện từ: Ρ Ρ .p dt 7963x2 M dt = = = = , 50 ( 7 N. ) m dt Ω π f x x 1 2 . 2 14 , 3 50 2π n . 2π. Với 1 f Ω = =
là tốc góc quay của từ trường 1 60 p Bài 7:
Một đcơ KĐB 3 pha có stator nối hình sao, và được nối vào điện áp lưới
Ud = 220 V, f = 50H , p = 2. khi tải I cosϕ = , η = 8 , 0 4 , s= 0,053. Ζ 1 = 20A, 85 , 0 1
Tính : tốc độ của đcơ ? công suất điện tiêu thụ P1? , tổng tổn thất công
suất? công suất có ích P2 ? moment của đcơ ? HD:
¾ Công suất tiêu thụ điện của đ cơ:
Ρ = 3xU xΙ xCosϕ = 3x220x20x 8 , 0 5 = 647 , 7 ( 9 W ) 1 1d 1d 1
¾ Tốc độ từ trường: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-11
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN 60 f 60x 50 n = = =150 ( 0 vong / phut) 1 p 2
¾ Tốc độ của động cơ: n = n x 1 ( − ) s =1500 x 1 ( − , 0 05 ) 3 =1420(v/ ) p 1
¾ Công suất có ích của đ cơ: Ρ Ta có: 2 η = ⇒ Ρ = ηxΡ = 8 , 0 4x6477 9 , = 544 , 1 ( 4 W ) 2 1 Ρ1 ¾ Tổng ổ t n hao công suất: ΔΡ = Ρ − Ρ = 6477 9 , − 544 , 1 4 = 1036(W ) 1 2 ¾ Momet của động cơ: Ρ Ρ Ρ x60 x 2 2 2 514 , 4 4 60 M = = = = = 3 , 6 ( 6 N .m) 2 Ω 2π.n 2π .n 2x 1 , 3 4 1 x 420 60 π Với 2 .n Ω =
là tốc độ góc của roto. 60 Bài 8:
Một đcơ KĐB 3 pha có : p = 2, f = 50H , P Ζ 1= 3,2 KW, ΔΡ + ΔΡ = 30 W 0 , ΔΡ = 20 W 0 , R′ = 5 , 1 Ω , Ι′ = 5A . CU1 CU2 fe 2 2
Tính : tốc độ của đcơ ? moment điện từ ? HD:
¾ Tổn hao đồng dây quấn Rotor: ΔΡ = 3 R x ′ x 2 Ι′ = 3x 5 , 1 x52 = 122 W 5 , CU 2 2 2
¾ Tổn hao đồng dây quấn stator: ΔΡ = − ΔΡ = − = 1 300 300 122 5 , 187 W 5 , CU CÙ ¾ Công suất điện từ: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-12
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Ρ =Ρ −ΔΡ − ΔΡ = 3200 −187 5 , − 200 = 2812 ( 5 , W ) dt 1 C 1 U fe ¾ Hệ số trượt : ΔΡ ΔΡ CU 2 CU 2 122 5 , Ta có : Ρ = ⇒ s = = = 0 0 , 4 dt s Ρ 2812 5 , dt
¾ Tốc độ từ trường: 60 f 60x 50 n = = =150 ( 0 vong / phut) 1 p 2
¾ Tốc độ của động cơ: n = n x 1
( − s) = 1500x 1 ( − , 0 0 )
4 = 1440(v / p ) 1 ¾ Moment điện từ: Ρ Ρ .p dt 281 , 2 5x2 M dt = = = = 17 ( 9 , N .m ) dt Ω π f x x 1 2 . 2 1 , 3 4 50
----------------------------------------------------------------------------------- Bài 9:
Một đcơ KĐB 3 pha có Pdm = 7,5 KW, trên nhãn đcơ ghi: 220/380 (V) ,
f = 50H , p = 2, cos ϕ = 8 , 0 8 η = ΔΡ = 214 ΔΡ = 120 R = . Ζ , 8 , 0 8, W , W , , 0 Ω 7 1 fe comsf 1
Tính : Dòng điện định mức? Công suất tiêu thụ P1 ? Công suất phản
kháng ? Tốc độ quay của máy ? Mdt ? Biết đcơ được nối vào nguồn có Ud = 380V. HD:
¾ Công suất tiêu thụ của động cơ: Ρ 7500 2 Ρ = = = W 1 852 , 2 7( ) η 8 , 0 8
¾ Dòng điện định mức của đ n ộ g cơ: Ρ 852 , 2 7 1 Ι = = = 1 , 4 7A dm xU 3 xCosϕ 3x380x 8 , 0 8 d
¾ Công suất phản kháng của đ cơ: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-13
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Q = xU xΙ xSinϕ = xU xΙ x − Cosϕ 1 3 d 1 3 1 2 d d 1 ⇒ Q = 3 380 x x 7 , 14 x 1− 88 , 0 2 = ( 4595 KVAR) 1
¾ Tổn hao đồng dây quấn stator: ΔΡ = Ι = = 1
3xR1 x 21 3x 7 , 0 x1 , 4 72 453 W 8 , CU ¾ Công suất điện từ: Ρ =Ρ −ΔΡ − ΔΡ = − − = dt CU fe 852 , 2 7 453 7 , 214 785 ( 5 W ) 1 1
¾ Tổn hao đồng dây quấn roto ΔΡ
= Ρ − Ρ = 7855− 7500 = 23 W 5 CU2 dt 2 ¾ Hệ số trượt : ΔΡ ΔΡ Ta có : CU 2 CU 2 235 Ρ = ⇒ s = dt = = , 0 03 s Ρdt 7855
¾ Tốc độ từ trường: 60 f 60x 50 n = = =150 ( 0 vong / phut) 1 p 2
¾ Tốc độ của động cơ: n = n x 1 ( − ) s = 1500x 1 ( − , 0 ) 03 = ( 1455 v / p) 1 ¾ Moment điện từ: Ρ Ρ .p 7855x2 M dt dt = = = =50( . N ) m dt Ω 2π .f 2 x 14 , 3 50 x 1
---------------------------------------------------------------------------------------- S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-14
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
IV. MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN KĐB BA PHA:
1) Mở máy trực tiếp :
Khi mở máy ta có n = o , s = 1
¾ Dòng điện pha mở máy của Stator khi mở máy trực tiếp: U .1 f Ι = .
1 f .MO .TT
(R +R′ + X + X′ 1 )2 2 ( 1 )2 2
¾ Moment mở máy khi mở máy trực tiếp: 2 3 R x ′ xU xP 2 1 M f = .M . O TT
2π . fx (R + R′ + X + X ′ 1 )2 2 ( 1 )2 2
2) Mở máy khi có biến trở mở máy ( chỉ sử ụ d ng cho đcơ Rotor dây quấn) :
¾ Tìm điện trở mở máy :
Muốn moment mở máy cực đại hệ số trượt ớ t i hạn bằng không. R ′ + R ′ Ta có: 2 S MO =
=1 ⇒ R ′ = (X + X ′ − R′ th MO 1 2 ) 2 X + X ′ 1 2
¾ Dòng điện pha mở máy của Stator khi mở máy có biến trở : U .1f Ι = . 1 f . M . O BT
(R + R′ + R′ + X + X ′ 1 MO )2 2 ( 1 )2 2
¾ Moment mở máy khi mở máy có biến trở :
3x(R′ + R′ xU xP 2 MO ) 2 1 M f = .MO.BT
2π. fx(R + R′ + R′ )2 + ( X + X′ )2 1 2 MO 1 2 Với p là số cực từ. S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-15
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
3) Các phương pháp mở máy động cơ Rotor lồng sóc:
¾ Mở máy khi dùng điện kháng nối tiếp vào mạch Stator:
Nếu điện áp đặt vào stator giảm K lần , thì dòng điện mở máy sẽ giảm K
lần , và Moment mở máy giảm K2 lần .
¾ Mở máy dùng máy biến áp tự ngẫu :
Nếu điện áp đặt vào stator giảm K lần , thì dòng điện mở máy sẽ giảm K2
lần , và Moment mở máy giảm K2 lần .
¾ Mở máy dùng phương pháp đổi nối sao – tam giác ( c ỉ h áp ụ d ng đối với
đcơ lúc bình thường chay tam giác :
Khi mở máy chạy hình sao chuyển sang hoạt động ở chế độ tam giác thì :
Dòng mở máy sẽ giam đi 3 lần , và Moment mở máy cũng giảm 3 lần .
BÀI TẬP VÍ DỤ Bài 10:
Một đcơ KĐB 3 pha có 2p = 6, stator đấu hình sao,và được mắc vào lưới
điện có Ud = 220V , R , R ′ , ( X X , s = , 0 03 , 1 + ′ ) 2 = , 0 46Ω 2 = 0 , 0 94Ω 1 = 1 , 0 26Ω ΔΡ = 874 , ΔΡ = 28 W 0 , I fe W comsf dm= 44,4A.
Tính : Công suất có ích P2 ? Công suất tiêu thụ của động cơ ? Hiệu suất ?
và Moment quay của Đcơ ? M2 ? . HD:
¾ Tổn hao đồng dây quấn stator: ΔΡ = Ι = = CU 3 2 xR x 3x 1 , 0 26x4 , 4 42 745(W ) 1 1 1
¾ Dòng điện Rotor quy đổi về stator: U 1f 220 Ι′ = = = 3 , 8 6 A 2 ⎛ R 2 ′ ⎞ ⎛ ⎞ 2 2 0 , 0 94 2 ⎜ R + ⎟ + + ′ ⎜ + ⎟ + 1 (X X 1 2 ) x 3 1 , 0 26 , 0 462 ⎝ s ⎠ ⎝ , 0 03 ⎠ S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-16
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN U Với d U = 1f 3
¾ Tổn hao đồng dây quấn Rotor: ΔΡ = ′ Ι′ = = 2 3 R x 2 x 2 2 3x 0 , 0 94x38 6 , 2 42 W 0 CU ¾ Công suất điện từ: ΔΡCU 2 420 Ρ = = = 14000(W) dt s , 0 03
¾ Công suất tiêu thụ của đ cơ: Ρ Ρ = +ΔΡ
+ ΔΡ = 14000+ 745+ 874 = 15619(W ) 1 dt C 1 U fe
¾ Công suất có ích của động cơ: Ρ = Ρ − ΔΡ − ΔΡ
=14000 − 420 − 280 =13300(W) 2 dt CU 2 comsf
¾ Hiệu suất của động cơ: Ρ2 13300 η = = = 8 , 0 5 Ρ 15619 1
¾ Tốc độ của động cơ: 60f 60 5 x 0 n = n . 1 ( − ) s = x 1 ( −s) = x 1 ( − 0 , 0 ) 3 = 970(v / p) 1 p 3 ¾ Momet quay của đcơ: Ρ Ρ x x 2 2 60 13300 60 M = = = =13 ( 1 . N ) m Ω 2π.n 3x 1 , 3 4 9 x 70
-------------------------------------------------------------------------------------- S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-17
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 11:
Một đcơ KĐB 3 pha lồng sóc có : Pdm = 14KW , ndm = 1450 vòng/phút , Ι cosϕ = 8 , 0 8, η = 8 ,
0 8 . trên nhãn đcơ ghi : Υ 380 = (V) , MO = 6 , 1 Δ 220 Ι dm M M MO = 5 , 1 ,
Max = 2 . Đcơ được nối v ớ v i nguồn có U f = 50H , M M d = 380 V, Ζ dm dm 2p = 4.
Tính : a/ Công suất tiêu thụ ? công suất phản kháng của đcơ tiêu thụ ở chế độ định mức ?
b/ Hệ số trượt và Mdm ? c/ Imở ? Mmở ? Mma x? HD: a/
¾ Công suất tiêu thụ ủ c a đ cơ: Ρ Ρ Ta có: 2 2 14000 η = ⇒ Ρ = = = 15909(W ) 1 Ρ η 1 8 , 0 8
¾ Dòng điện stator định mức của đcơ: Ρ 15909 1 Ι = = = 27 5 , A d 1 m 3 xU xCosϕ 3x380x 8 , 0 8 d
¾ Công suất phản kháng của đcơ: Q = xU xΙ xSinϕ = xU xΙ x − Cosϕ 1 3 d 1 3 1 2 d d 1 ⇒ Q = 3 3 x 80x27 5 , x 1 − 8 , 0 8 2 = 8597(KVAR) 1 b/
¾ Tốc độ từ trường: 60 f 60x 50 n = = =150 ( 0 vong / phut) 1 p 2 ¾ Hệ số trượt: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-18
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN n − n − 1500 1450 1 s = = = , 0 03 n 1500 1
¾ Momet định mức của động cơ: Ρ Ρ Ρ x x 2 2 2 60 14000 60 M = = = = = 9 ( 2 N. ) m 2 Ω 2π .n 2π .n 2 x 1 , 3 4 1 x 450 60 π Với 2 .n Ω =
là tốc độ góc của roto. 60 c/
¾ Dòng điện mở máy của đcơ: Ι Ta có : MO = 6 ⇒ Ι = x 6 Ι = 6x27 5 , = 165A MO dm Ι dm ¾ Moment mở máy: M Ta có : MO = 5 , 1 ⇒ M = 5 , 1 xM = 5 , 1 9 x 2 = 13 ( 8 N.m) M MO dm dm ¾ Moment max : M Ta có : Max = 2 ⇒ M = 2xM
= 2x92 = 184(N.m) M Max dm dm Bài 12:
Một Đcơ KĐB 3 pha roto dây quấn có : N1= 190 vòng. N2= 36 vòng, Κ = , Κ = 9 ,
0 5 , f = 50H , R , R , X = Ω 5 , 2 , 2 = , 0 0 Ω 2 1 = 5 , 0 Ω dq1 9 , 0 32 dq 2 Ζ 1 X = 0 ,
0 8Ω . Stator của Đcơ được nối hình sao và nối vào nguồn có U 2 d = 380 V, f = 50H Ζ .
Tính : Hệ số quy đổi sức điện động và dòng điện ? Điện trở mở máy RMở
mắc vào Rotor để moment mở máy cực đại ? Dòng điện của stator và rotor khi mở
máy trực tiếp và khi có biến trở mở máy ? HD;
¾ Hệ số quy đổi sức điện động: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-19
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Ν Κ x 1 d 1 q 190x 9 , 0 32 Κ = e = = 1 , 5 8 Ν Κ x 36 x 9 , 0 5 2 d 2 q
¾ Hệ số quy đổi dòng điện : m .Ν Κ x 1 1 d 1 q 3 1 x 90 x 9 , 0 32 Κ = i = = 1 , 5 8 m .Ν Κ x 3x36x 0 9 , 5 2 2 dq 2
¾ Điện trở Rotor quy đổi về Stator: R′ = Κ Κ x xR = 1 , 5 8x 1 , 5 8x 0 , 0 2 = 5 , 0 Ω 4 2 e i 2
¾ Điện kháng Rotor quy đổi về Stator:
X ′ = Κ xΚ xX = 1 , 5 8x 1 , 5 8x0 0 , 8 = 1 , 2 Ω 5 2 e i 2
¾ Điện trở mở máy qui đổi mắc vào rotor :
Để moment mở máy bằng moment cực đại thì: ′ R + R′ S = 2 MO = 1 ⇒ R′
= (X + X ′ )− R′ = ( 5 , 2 + 1 , 2 ) 5 − 5 , 0 4 = 1 , 4 Ω 1 th X + X ′ MO 1 2 2 1 2
¾ Điện trở mở máy chưa qui đổi mắc vào rotor : R′ Ta có : R ′ MO 1 , 4 1 = Κ x Κ xR ⇒ R = = = 1 , 0 5Ω MO e i MO MO Κ Κ e x 1 , 5 8 i x 1 , 5 8
¾ Dòng điện Stator khi mở máy trực tiếp : U1 f 380 Ι = = = 46 A m 1 oTT (R + ′ + + ′ + + + 1 R )2 2 (X 1 X )2 2 x 3 ( 5, 0 5 , 0 ) 4 2 ( 5 , 2 1 , 2 ) 5 2 U Với d U = 1f 3
¾ Dòng điện Rotor khi mở máy trực tiếp: Ι Ta có : 2 Κ = ⇒ Ι = Κ xΙ = 1 , 5 8x46 = 238 3 , A i 2moTT i m 1 oTT Ι1 Với : Ι = Ι′ = Ι 1 2 1moTT S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-20
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Dòng điện Stator khi mở máy có biến trở : U1f 380 Ι = = = 1 3 , 1 7 A moBT (R + ′ + ′ + + ′ + + + + 1 R2 R 2 2 1 2 3 5 , 0 5 , 0 4 1 , 4 1 2 ( 5 , 2 1 , 2 ) 5 2 MO ) (X X ) x ( ) Với Ud U = 1f 3
¾ Dòng điện Rotor khi mở máy có điện trở mở máy: Ι Ta có : 2 Κ = ⇒ Ι = Κ xΙ = 1 , 5 8x3 , 1 7 = 16 , 4 2A i 2moBT i m 1 oBT Ι1 Với : Ι = Ι′ = Ι 1 2 m 1 oBT Bài 13:
Một Đcơ KĐB 3 pha Rotor lồng sóc khi mở máy trực tiếp có :
ImoTT = 135 A , MmoTT = 112,5 N.m .
Hãy tính toán cho các phương pháp mở máy sau:
a/ Dùng máy biến áp tự ngẫu để giảm dòng ImoTT xuống còn 2,25 lần , thì hệ ố s
máy biến áp KBA ? Và xác định moment cản tối đa ? Để Đcơ có thể mở máy đuợc.
b/ Nếu dung cuộn cảm mắc nối tiếp vào phía Stator để điện áp đặt vào giảm 20
% so vói định mức. Tính Imo ? Mmo ? . Xác định moment cản lúc mở máy để Đcơ
có thể mở máy bằng phương pháp này? HD:
a/ Mở máy dùng MBA tự ngẫu :
Theo lý thuyết máy điện thì khi mở máy bằng MBA tự ngẫu : Nếu điện áp
đặt vào stator giảm đi K lần, thì dòng điện mở máy sẽ giảm đi K2 lần,và moment cũng giảm đi K2 lần.
Do vậy theo đề bài ta có: 2 Κ = , 2 25 ⇒ Κ = BA 2 2 . 5 = 5 , 1
¾ Dòng điện mở máy khi dùng MBA tự ngẫu: Ι 135 moTT Ι = = = 60 A moBA 2 Κ , 2 25 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-21
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Moment mở máy khi dùng MBA tự ngẫu: M 112 5 , M moTT = = = moBA 5 ( 0 N. ) m 2 Κ , 2 25
¾ Để đcơ có thể mở máy được khi dùng MBA tự ngẫu với (KBA =1,5) thì
moment cản tối đa của Đcơ phải thỏa mãn điều kiện sau : M = M ≤ N m C 2 5 ( 0 . )
b/ Khi dùng cuộn cảm kháng với Umo = 80% Udm :
Theo lý thuyết máy điện thì khi mở máy bằng cuộn kháng : Nếu điện áp
đặt vào stator giảm đi K lần, thì dòng điện mở máy sẽ giảm đi K lần,và moment giảm đi K2 lần. U x 1 8 , 0 Ta có : f Ι = ( ) A 1mo
(R + R′ + X + X′ 1 )2 2 ( 1 )2 2
¾ dòng điện mở máy khi Umo = 80% Udm : Ι = x Κ Ι = 8 , 0 x135 =108A mo moTT
¾ moment mở máy khi Umo = 80% Udm : 2 M = Κ xM = 8 , 0 2 1 x 12 5 , = 7 ( 2 N.m) mo moTT
¾ Để đcơ có thể mở máy được khi dùng cuộn cảm kháng để mở máy với
Umo = 80% Udm. thì moment cản tối đa của Đcơ phải thỏa mãn điều kiện sau : M = M ≤ N m C 2 7 ( 2 . )
-------------------------------------------------------------------------------- S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-22
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 14:
Một đcơ KĐB 3 pha lồng sóc có : Pdm = 14KW , cosϕ = 8 , 0 8, η = 8 , 0 8 . 1 trên nhãn đcơ ghi : Υ 380 = (V ) Δ 220 ,. Đcơ được nối v ớ v i nguồn có Ud = 220 V, f = 50H . Ζ
Tính : a/ Công suất tiêu thụ của Đcơ P1 ? Công suất phản kháng Q? Dòng điện định mức Idm ?
b/ Tính Imo ? và Mmo ? bằng phương pháp đổi nối sao – tam giác (
Υ − Δ) . Đcơ có thể mở máy được không ? khi Mcản = 0,5 Mdm.
Biết: n = 1450 vòng/phút, Ι = 6xΙ , M = 5 , 1 xM . moTT dm moTT dm HD: a/
¾ Công suất tiêu thụ của đ cơ: Ρ Ρ Ta có: 14000 2 2 η = ⇒ Ρ = = = 15909(W ) 1 Ρ η 8 , 0 8 1
¾ Dòng điện stator định mức của đcơ: Ρ1 15909 Ι = = = 1 47 5 , A dm 3xU xCosϕ 3x220x 8 , 0 8 d
¾ Công suất phản kháng của đcơ:
Q = 3 xU xΙ xSinϕ = 3 xU xΙ x 1 2 − Cosϕ 1 d 1 d d 1
⇒ Q = 3x220x27 5 , x 1 − 8 , 0 8 2 = 8597(KVAR) 1 b/
¾ Dòng điện mở máy trực tiếp: Ta có : Ι = 6xΙ = 6x47 5 , = 285A moTT dm
¾ Momet định mức của đcơ: Ρ Ρ 6 x 0 x 2 14000 60 M dm = = = = 9 ( 2 N.m) dm Ω 2π.n 3x 1 , 3 4 1 x 450 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-23
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Moment mở máy trực tiếp : Ta có : M = 5 , 1 xM = , 1 5x92 = 13 ( 8 N. ) m moTT dm
¾ Dòng điện mở máy khi mở máy bằng phương pháp đổi nối ( Υ − Δ) : Ι 285 Ta có : moTT Ι Υ = = = 9 ( 5 ) A mo Δ 3 3
¾ moment mở máy khi mở máy bằng phương pháp đổi ố n i ( Υ − Δ) : M 138 Ta có :M moTT = = = 46( Υ N.m) mo Δ 3 3 ¾ moment cản của Đcơ :
Ta có : Mcản = 0,5 Mdm = 0,5x92 = 64 (N.m)
Vậy đcơ có thể mởi máy được khi mở máy bằng phương pháp đổi nối ( Υ − Δ) , Với : M = 5 , 0 M = M Υ = 46(N.m) CAN dm mo Δ
V. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA :
1) Bài toán về tốc độ và điện trở điều chỉnh:
¾ Moment cản không đổi , ẫ
d n đến Moment điện từ không đổi . Do đó R′ R
2 không đổi , hoặc 2 là không đổi. S S R R + R Vậy ta có : 2 DC = 2 (1) S S dm nt
¾ Với bài toán tìm tốc độ của đcơ khi có thêm RĐC :
Từ (1) ta tính được hệ số trượt nhân tao khi có thêm RĐC : S ( x R + R dm 2 ) S DC = nt R2 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-24
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN 60xf
Vậy tốc độ cần tìm là : n = n x 1 ( − 1 S ) = (x1− S ) nt nt nt P
¾ Với bài toán cho tốc độ nhân tạo ( khác tốc độ định mức ) ,Tìm điện trở điều chỉnh RĐC ?
Từ (1) ta tính được điện trở điều chỉnh như sau: R xS 2 R nt = − R DC 2 S dm −
Với hệ số trượt nhân tạo : n n 1 S nt = nt n1 −
Hệ số trượt định mức : n n 1 S dm = dm n1
2) Bài toán tính hiệu suất của đcơ khi có thêm RĐC : R′
Vì 2 không đổi nên I1 và P1 sẽ không thay đổi , vì moment cản không S π đổi nên công suất đ ầu ra của đ cơ 2 . . n xM2 Ρ = x Ω M = tỉ lệ thuận với 2 2 60
tốc độ . Từ 2 nhận xét trên ta có : η n nt nt = (2) η n dm dm
Từ (2) ta tìm được hiệu suất nhân tạo của đcơ khi có thêm RĐC : η n n nt nt nt = ⇒η = xη nt dm η n n dm dm dm
BÀI TẬP VÍ DỤ Bài 15:
Một Đcơ KĐB 3 pha rotor dây quấn có 2p = 6 , R , 2 = , 0 027 Ω 8 η = 8 , 0 85 , n = 97 ( 0 v / p) . dm
Tính điện trở mắc them vào Rotor để tốc độ đcơ giảm x ố u ng còn 700 v/p,
và hiệu suất lúc ấy ? Cho biết moment cản tải MC không phụ thuộc vào tốc độ ) S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-25
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN HD:
¾ Tốc độ quay của từ trường ( tốc độ đồng bộ ): 60 f 60x 50 n = = =100 ( 0 vong / phut) 1 p 3
¾ Hệ số trượt định mức ủ c a đ cơ: n − ndm − 1 1000 970 s = = = dm , 0 03 n1 1000 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-26
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Hệ số trượt nhân tạo khi có thêm Rf vào để nnt = 700 v/p: n − n nt − 1 1000 700 s = = = nt 3 , 0 n 1000 1
¾ Theo đề bài moment cản tải không phụ th ộ
u c vào tốc độ ⇒ moment R′ R
điện từ không đổi . Do đó ⇒ 2 không đổi , hoặc 2 không đổi. s s R R + R Vậy ta có : f 2 = 2 s s dm nt
⇒ Điện trở phụ cần them vào Rotor: R xS nt 0 0 . 278x 3 , 0 R = 2 − f R = − , 0 0278 = 0 2 , 5Ω 2 s , 0 03 dm R′
¾ Vì 2 không đổi nên I1 và P1 không đổi , moment cản không đ i ổ nên s M x π n 2 2 . Ρ = ΩxM =
tỉ lệ thuận với tốc độ 2 2 60 η Vậy ta có : dm ndm nnt 700 = ⇒ η = xη = x 8 , 0 85 = 6 , 0 4 η n nt n dm 790 nt nt dm Bài 16:
Một Đcơ KĐB 3 pha rotor dây quấn , Stator và Rotor nối hình sao. Có: 2p = 4 , R = , 0 017 Ω 2 , η = 9 , 0 1 , n =144 ( 8 v / p) , P cosϕ = 0, , 2 dm dm dm = 55KW , 876 1
động cơ được nối vào nguồn có : Ud = 380 V, f = 50H . Ζ
Tính : a/ Dòng điện định mức ? công suất tiêu thụ ? công s ấ u t p ả h n kháng? b/ nối R = 1 , 0 5 Ω
5 vào rotor để giảm tốc độ , tính n = ? , f dm η = ? khi mắc R ết M đổi. dm f vào . cho bi C không HD: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-27
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN a/
¾ Công suất tiêu thụ của đ cơ: Ρ Ρ Ta có: 2 2 5500 η = ⇒ Ρ = = = 60439(W ) 1 Ρ η 9 , 0 1 1
¾ Dòng điện stator định mức của đcơ: Ρ1 60493 Ι = = = 104 8 , d 1 m A 3 xU xCosϕ 3x380x 8 , 0 76 d
¾ Công suất phản kháng của đ cơ:
Q = 3 xU xΙ xSinϕ = 3 xU xΙ x 1 2 − Cosϕ 1 d 1 d d 1 ⇒ Q = 3 3 x 80 1 x 04 8 , x 1− 8 , 0 762 = KVAR 1 3326 ( 8 ) b/
¾ Tốc độ quay của từ trường ( tốc độ đồng bộ ): 60 f 60x 50 n = = =150 ( 0 vong / phut) 1 p 2
¾ Hệ số trượt định mức ủ c a đ cơ: n − n − 1 dm 1500 1448 s dm = = = 0 , 0 35 n 1500 1
¾ Theo đề bài moment cản tải không phụ th ộ
u c vào tốc độ ⇒ moment R′ R
điện từ không đổi . Do đó ⇒ 2 không đổi , hoặc 2 không đổi. s s R R + R Vậy ta có : f 2 = 2 s s dm nt
⇒ Hệ số trượt nhân tạo lúc mắc thêm Rf vào mạch rotor : (R +R 2 f ) ( 0, 0 127 + , 0 015 ) 5 s = xR = x 0 , 0 35 = 3 , 0 5 nt 2 sdm , 0 0127
¾ Tốc độ của đcơ khi mắc thêm Rf vào mạch rotor:
n = n x(1 − S ) = 1500x 1 ( − 3 , 0 ) 5 = 975(v / p) nt 1 nt S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-28
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN R′
¾ Vì 2 không đổi nên I1 và P1 không đổi , moment cản không đ i ổ nên s M x π n 2 2 . Ρ = ΩxM =
tỉ lệ thuận với tốc độ 2 2 60 η Vậy ta có : dm ndm nnt 975 = ⇒η = xη = x 9 , 0 1 = 6 , 0 13 η n nt n dm 1448 nt nt dm Bài 18:
Một Đcơ KĐB 3 pha roto dây quấn có : R = , R = 0 , 0 2 Ω 5 , 1 , 0 42Ω 2 X = 1 , 2 Ω 8 , X = 0 , 0 8 Ω
5 . Κ = Κ = 5 , Stator của Đcơ được nối hình tam giác và 1 2 e i
nối vào nguồn có Ud = 220 V, f = 50H . Ζ
1/ Để moment mở máy cực đại thì cần mắc thêm điện trở phụ ( điện trở mở
máy ) vào mạch roto là bao nhiêu ?
2/ Tính dòng điện dây của stato và roto lúc mở máy trong 2 trường hợp sau:
a/ Mở máy khi có biến trở ? b/ Mở máy trực tiếp ? HD: 1/
¾ Để moment mở máy cực đại thì hệ số trượt tới ạ h n phải ằ b ng 1 , có nghĩa là: R′ + R′ 2 S MO =
=1 ⇒ R′ = (X + X ′ ) − R ′ th MO 1 2 2 X + X ′ 1 2
¾ Điện trở roto quy đổi về stato : R′ = Κ Κ x xR = 5 5 x x 0 , 0 25 = , 0 625 Ω . 2 e i 2
¾ Điện kháng roto quy đổi về stato : X ′ x xX x x 2 = Κe Κi 2 = 5 5 0 , 0 85 = 1 , 2 2 . 5 Ω
¾ Điện trở mở máy quy đổi cần mắc vào roto để moment mở máy cực đ ại là :
R′ = (X + X ′ ) − ′ R = 2 ( 1 , 8 + 1 , 2 2 ) 5 − 6 , 0 25 = 6 , 3 8 Ω . MO 1 2 2
¾ Điện trở mở máy chưa quy đổi về stato : Ta có: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-29
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN R ′mo , 3 68 R ′ x xR R mo = Κ e Κi mo ⇒ mo = = = 1 , 0 4 . 7 Ω Κ xΚ 25 e i
2.a/ Mở máy có biến trở :
¾ Dòng điện pha mở máy của stato khi mở máy có biến trở:
Vì stato được đấu tam giác nên : Uf = Ud = 220.V U1f 220 Ι = = = 1 . 34 4 , 2 A f moBT
(R + R′ + R 2 2 ′ + + ′ , 0 42 + 0 6 , 25 + 6 , 3 8 2 + ( 1 , 2 8 + 1 , 2 2 ) 5 2 1 2 MO ) (X X 1 2) ( )
¾ Dòng điện dây mở máy của stato khi mở máy có biến trở : Vì stato được đ ấu tam giác nên ta có: Ι = x 3 Ι = 3x3 , 4 42 = 59 6 , .A d 1 .moBT 1 f .mo B . T
¾ Dòng điện roto khi mở máy có biến trở: Ι Ta có: . 2 mo.BT Κ = ⇒ Ι = Κ xΙ = = 2. . 1 . . 5x59 6 , 29 . 8 A i mo BT i d mo BT Ι d. 1 .mo.BT 2.b/ Mở máy trực tiếp:
¾ Dòng điện pha mở máy của stato khi mở máy trực tiếp:
Vì stato được đấu tam giác nên : Uf = Ud = 220.V U1f 220 Ι = = = 1 . 49 7 , A f moTT (R + R′ + + + ′ + + + 1 )2 2 (X X 1 )2 2 ( ,042 0 6,2 ) 5 2 ( 1 , 2 8 1 , 2 2 ) 5 2
¾ Dòng điện dây mở máy của stato khi mở máy trực tiếp : Vì stato được đ ấu tam giác nên ta có: Ι = 3xΙ = 3x49 7 , = 8 . 6 A d 1 .moTT 1 f .mo T . T
¾ Dòng điện roto khi mở máy trực tiếp: Ι Ta có: . 2 mo.TT Κ = ⇒ Ι = Κ xΙ = = . 2 . 1 . . 5x86 43 . 0 A i mo TT i d mo TT
Ι .1d.mo.TT S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-30
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
PHẦN II : MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ Bài 18:
Một máy phát điện đồng bộ 3 pha đấu hình sao có: Sdm = 2000.KVA, Udm =2,3 KV, R = 0 , 0 42 Ω
5 , mạch kích từ tiêu thụ từ nguồn U U KT = 220V, IKT = 35A, ΔΡ = 4 , 1 2KW , ΔΡ = 22 8 , KW . fe comsf
Tính : Tổng tổn hao ΔΡ = ? , và hiệu suất của máy phát ? Biết Cosϕ = 8 , 0 HD:
¾ Dòng điện định mức: S 2000 dm Ι = = = 502 A dm 3 xU x 3 3 , 2 dm
¾ Tổn hao dây quấn kích từ: ΔΡ = U xΙ = 220x35 =770 W 0 KT KT KT
¾ Tổn hao đồng dây quấn phần ứng: ΔΡ = 3 2 xR xΙ = 3x , 0 0425 5 x 022 = 3213 ( 1 W ) CUU U dm ¾ Tổng ổ t n hao công suất : ΔΡ = ΔΡ + ΔΡ + ΔΡ + ΔΡ
= 228000+ 7700 + 41200 + 32131 = 10383 . 1 (W ) COmsf KT fe CUU
¾ Hiệu suất của máy phát: Ρ S xCos ϕ dm dm 2000x103 x 8 , 0 η = = = = 9 , 0 4 Ρ + ΔΡ ϕ dm Sdm xCos + ΔΡ 2000 1 x 0 3 x 8 , 0 + 103831 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-31
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 19:
Trên nhãn một máy phát ghi : Sdm = 108.MVA, Udm =13,8 KV, máy phát
đấu hình sao , f = 60H , n Ζ dm= 1200 (v/p) .
Tính : Pdm ? Idm ? Công suất kéo máy phát P1 ? Moment kéo mát phát M1 ? Biết η = 9 , 0 7 , Cosϕ = 1 HD: ¾ Công suất tác ụ
d ng định mức của máy phát:
Ρ = S xCosϕ = 108 M . W dm dm
¾ Dòng điện định mức của máy phát: Ρ 108 106 dm x Ι = = = 451 , 8 4 A dm x 3 U xCosϕ x 3 13800 dm
¾ Công suất kéo của máy phát: Ρ Ρ Ta có : 2 2 108 η = ⇒ Ρ = = = 111 3 , 4 M . W 1 Ρ η 1 9 , 0 7
¾ Moment kéo của máy phát : Ρ Ρ x x x 1 60 111 2 , 4 10 6 1 60 M = = = = 8 , 0 86 1
x 0 6(N.m) 1 Ω 2π .n 3x 1 , 3 4 1 x 200
--------------------------------------------------------------------- Bài 20:
Một máy phát điện dồng bộ cung cấp cho hộ tiêu thụ có : Sdm = 2500 + j 3000 KVA . Udm = 6,3 KV
a/ Xác định tổng tổn hao trên đường dây và trong máy phát ? và hệ số
Cosϕ = ? Biết điện trở của đường dây R = 1 , 0 5Ω , R = 0 0 , 4 Ω 5 . d U
b/ Nếu đặt thêm vào một máy bù đồng bộ với : SBU = 30 - j 3000 KVA, thì tổng tổn hao Ρ
Δ ′ = ? , Biết Co ϕ
s ′ = 1 . Tính công suất phản kháng lúc có bù? DH: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-32
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN a/
¾ Công suất biểu kiến của máy phát:
S = 2500 + j300 ⇔ S = P + jQ ⇒ S 2
= Ρ + Q 2 = 25002 + 30002 = 3905 K . VA
¾ Dòng điện định mức cấp cho tải khi chưa có bù: S 3905 dm Ι = = = 358 A dm x 3 U x 3 3 , 6 dm
¾ Hệ số công suât khi chưa bù: Ρ 2500 Cosϕ = = = , 0 64 S 3905 ¾ Tổng ổ t n hao của dây đồng : ΔΡ = 3x 2 Ι + = 3 3582 1 , 0 5 + , 0 045 = 74 9 , 7 . 6 dm ( x R R d U ) x ( x ) KW b/ ¾ Tổng công s ấ
u t biểy kiến khi có bù:
S ′ = S + S
= 2500 + j3000 + 30 − j3000 = 2530 K . VA BU ¾ Dòng điện khi có bù: S′ 2530 Ι′ = = = 232A 3 xU 3 3 , 6 dm x ¾ Tổng ổ
t n hao của dây đồng khi có bù : ΔΡ = 3x 2
Ι′ x(R + R = 3 2322 1 , 0 5 + , 0 045 = 74 9 , 7 . 6 d U ) x ( x ) KW
¾ Công suất phản kháng khi có bù với Cosϕ′ = 1 Q = xU x d Ι′xSin ′ ϕ = 1 3 0 Với Co ϕ
s ′ = 1⇒ Sin ′ ϕ = 0 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-33
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 21:
Hai máy phát điện đồng bộ làm việc song song cung cấp cho 2 tải : Tải 1 có : S = , Cosϕ = 8 , 0 1 5000.KVA Tai T 1 Tải 2 có : S =
, Cosϕ = 1 . Máy phát 1 cung cấp: 2 3000.KVA Tai T 2
Ρ = 4000.KW , Q = 2500 K
. VAR . Tính : Ρ = ?, Q = ? , f 1 f 1 f 2 f 2 Cosϕ = ? Cosϕ = ? f 1 f 2 HD: ¾ Tổng công s ấ
u t tác dụng của 2 tải:
∑Ρ =Ρ +Ρ =S xCosϕ +S xCosϕ =5000x 8,0+3000x1=7000K.W T T 1 T 2 T 1 T 1 T 2 T 2 ¾ Công suất tác ụ d ng của máy phát 2 : Ρ 1 7000 4000 3000.
f = ∑ ΡT − Ρ = − = KW f ¾ Tổng công s ấ
u t khản kháng của 2 tải: ∑Q = Q ϕ ϕ
1 + Q 2 = S 1 xSin 1 + S 2 xSin = 5000x 1− 8 , 0 2 2 + 3000x0 = K . 3000 VAR T T T T T T T ¾ Công suất tác p ả
h n kháng của máy phát 2 : Q = 3000 2500 . 500 f ∑Q −Q = − = KVAR T f 1 ¾ Hệ số công s ấ u t của máy phát 1: Ρf Ρ 1 f 1 4000 Cosϕ = = = = 848 , 0 f 1 2 2 S f 1 Ρ + Q 40002 + 25002 f 1 f 1 ¾ Hệ số công s ấ u t của máy phát 2: Ρ Ρ f 2 f 2 3000 Cosϕ = = = = 9 , 0 86 f 2 2 2 Sf 2 Ρ + Q 30002 + 5002 f 2 f 2
---------------------------------------------------------------------------- S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-34
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 22:
Một Đcơ đồng bộ 3 pha đấu tam giác có các số liệu sau: U1dm = 415V, 2p = 8 , , R = Ω 5 , 0 , ΔΡ = , cosϕ = ,
0 7 , f = 50H , dòng điện pha . 200 . 0 W U Comsf KT Ζ phần ứng Ι = 35 5 , . Uf A
Tính : Dòng điện dây phần ứng? P1 ? Δ Ρ= ? η = ? M =? 2 HD:
¾ Dòng điện dây của phần ứng: Ι = 3xΙ = 3x35 5 , = 61 5 , .A Ud Uf
¾ Công suất tiêu thụ điện của đcơ:
Ρ = 3xU xΙ xCosϕ = 3x415x61 5 , x 7 , 0 = 3094 , 4 . 4 (W ) 1 1d 1d 1
¾ Tổn hao đồng dây quấn phần ứng: ΔΡ = 3xR x 2 Ι = 3x 5 , 0 x35 5 , 2 = 1890 W . CUU U Uf ¾ Tổng ổ t n hao: ΔΡ = ΔΡ + ΔΡ = 2000 +1890 = 389 . 0 comsf . KT CU.U W
¾ Công suất cơ ( công s ấ
u t định mức của Đcơ ): Ρ = Ρ = Ρ − ΔΡ = 3094 , 4 4 − 3890 = 2705 , 4 4 W . 2 dm 1
¾ Hiệu suất của động cơ: Ρ2 2705 , 4 4 η = = = 8 , 0 7 Ρ1 3094 , 4 4
¾ Tốc độ của động cơ: 60 f 60x50 n = = = 750(v / p) p 4 ¾ Momet quay của đcơ: Ρ Ρ x60 2705 , 4 4 6 x 0 2 2 M = = = = 344 6 , .(N.m) Ω 2π.n 3x 1 , 3 4 7 x 50 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-35
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 23:
Một đcơ điện đồng bộ 3 pha đấu hình sao có các số liệu sau: Pdm = 575
KW, Udm = 6000 V, 2p = 6 , cosϕ = 1, f = 50H , η = 9 , 0 5. Ζ
Tính : a/ Moment quay của động cơ ? Dòng điện định mức ?
b/ Nếu moment cản chỉ đặt 75 % Mdm thì công suất phản kháng tối
đa của Đcơ có thể bù cho mạng là bao nhiêu ? Muốn đặt đ
ược điều đó phải làm như thế nào? HD: a/
¾ Tốc độ của động cơ: 60 f 60x50 n = = = 100 ( 0 v / p) p 3 ¾ Momet quay của đcơ: Ρ Ρ x60 x 2 2 575000 60 M = = = = 5493 6 , .(N .m) Ω 2π.n 3x 1 , 3 4 1 x 000
¾ Công suất tiêu thụ của động cơ: Ρ2 575 Ρ = = = 605 K . W 1 η 9 , 0 5
¾ Dòng điện định mức của Đcơ: Ρ 605x103 1 Ι = = = 5 , 8 2.A dm x 3 U xCosϕ 3x6000 x1 dm b/ ¾ Tổng ổ t n hao : ΔΡ = Ρ − Ρ = − = 1 2 605 575 30 K . W
¾ Công suất cơ khi moment ả c n MCan = 0,75 .Mdm : Ρ′ = Ρ = = 2 0 7 , 5x 7 , 0 5x575 43 . 1 KW dm
¾ Công suất điện tiêu thụ lúc moment ả c n giam còn 75%: Ρ′ = ΔΡ + Ρ′ = + = 1 2 431 30 461 K . W S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-36
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Công suất biểu kiến: S
= 3xU xΙ = 3x6000x5 , 8 2 = 605 K . VA dm d d
¾ Công suất phản kháng khi moment cản giam còn 75%: Q = S 2 2 − Ρ′ = − = 1 6052 4612 391 8 , .KVAR dm
Kết luận: Muốn tăng công suất phản kháng thì phải tăng dòng điện kích từ của đcơ. Bài 24:
Một nhà máy điện tiêu thụ công suất điện Pt= 700KW, với cosϕ = 7 , 0 . t
Nhà máy có thêm 1 tải cơ với Pco= 100KW. Để kéo và kết hợp với nâng cao
cosϕ , người ta chọn 1 Đcơ đồng bộ có hiệu suất η = 8 ,
0 8 . Xác định công suất t
biểu kiến của đcơ Sdm ? để nâng hệ số công suất của nhà máy đạt Co ϕ s = 8 , 0 . HD:
¾ Công suất tiêu thụ ủ c a động cơ: Ρ2 100 Ρ = = = 113 6 , K . W 1 η 8 , 0 8 ¾ Tổng công s ấ u t tiêu thụ ủ c a nhà máy: ΣΡ = Ρ + Ρ = 700 +113 6 , = 813 6 , .KW t 1
¾ Công suất phản kháng trước khi có bù:
Q = Ρ xTgϕ = Ρ xTg45 5 , 70 = 700x , 1 02 = 71 . 4 KVAR t t t t
¾ Công suất phản kháng của nhà máy khi có đ cơ bù: Q Σ = Σ x Ρ Tgϕ′ = 813 6 , xTg36 8 , 70 = 81 , 3 6x , 0 75 = 61 , 0 . 2 KVAR
¾ Công suất phản kháng của đ cơ bù: Q = Q Σ − Q = 61 , 0 2 − 714 = −103 . 8 , KVAR DCBU t S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-37
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
Dấu “ – “ chứng tỏ Đcơ phát công suất phản kháng .
¾ Công suất biểu kiến của Đcơ: S 2 2 = Ρ 1 + = 113 6 , 2 + −103 8 , 2 = 15 . 4 DCBU Q DCNBU ( ) KVA
Vậy cần phải chọn Đcơ bù có dung lượng định mức S ≥ 154 K . VA dm
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
PHẦN III : MÁY Đ
IỆN MỘT CHIỀU
LÝ THUYẾT VỀ MÁY ĐIỆN 1 CHIỀU
1) SỨC ĐIỆN ĐỘNG PHẦN ỨNG : x Ν e Ν Ε = = xBLV U 2 a 2.a π. . D n V = tốc độ dài 60 . 2 τ. P D =
đường kính ngoài phần ứng π π D . τ = Bước cực từ 2 P . π .D.L 2.P φ = xB ⇒ B = φ x 2 P . π D . L . Ν 2.Pφ Lπ . D . n . Ν P . ⇒ Ε = = φ U x x x xn 2 a . π D . L . 60 60.a S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-38
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Ν.P Đặt Κ =
Được gọi là hệ số phụ thuộc cấu tạo dây quấn Ε 60 a .
phần ứng. với: N _ là số thanh dẫn , a _: số mạch nhánh // , p:_ là số đôi cực Vậy ta có : Ε = Κ φ U x xn Ε
SỨC ĐIỆN ĐỘNG PHẦN ỨNG VÀ DÒNG ĐIỆN PHẦN ỨNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN DC:
¾ Sức điện động phần ứng :
Ta có : U = Ε − Ι xR ⇒ Ε =U + Ι xR U U U U U U
¾ Dòng điện phần ứng : Ta có : Ι = Ι + Ι U KT
¾ Chú ý về dòng điện phần ứng và dòng kích từ đối với ỗ m i l ạ o i phát phát:
• Đối với máy phát kích từ // và kích từ hỗn hợp: Ι = Ι + Ι , U U KT dm = UKT
• Đối với máy phát kích từ nối tiếp và kích từ độc lập:
Ι = Ι = Ι , U = U
= Ι x(R + R ) U KT dm KT KT KT DC
SỨC ĐIỆN ĐỘNG PHẦN ỨNG VÀ DÒNG ĐIỆN PHẦN ỨNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN DC:
¾ Sức điện động phần ứng :
Ta có : U = Ε + Ι xR ⇒ Ε = U − Ι xR U U U U U U
¾ Dòng điện phần ứng : Ta có : Ι = Ι − Ι U KT S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-39
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
2) CÔNG SUẤT ĐIỆN TỪ - MOMENT ĐIỆN TỪ: ¾ Công suất điện từ: Ρ = Ε xΙ = Κ . . φ . Ε n Ι dt U U U ¾ Moment điện từ : Ρ Ν.P dt M = =
xφ Ι. = Κ .φ x . Ι dt U M U Ω 2π a . Ν Với P . Κ =
là hệ số phụ thuộc và cấu tạo dây quấn. M 2π a .
3) QUÁ TRÌNH NĂNG LƯỢNG MÁY ĐIỆN DC: a) Máy phát điện DC: ΔΡ ΔΡ ΔΡ ΔΡ CO.MS fe. f CU U . KT Ρ Ρ cơ D . T 1 . Ρ = Ρ 2 dm Điện Phần ROTO Phần STATO
¾ Công suất cơ kéo máy phát : Ρ = xM Ω = ΔΡ + ΔΡ + Ρ 1 1 co. ms. fe. f dt
¾ Công suất định mức của máy phát ( công suất điện ): Ρ = Ρ = U xΙ dm 2 dm dm S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-40
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Tổn hao đồng dây quấn phần ứng : 2 ΔΡ = R xΙ CU .U U U
¾ Tổn hao đồng dây quấn kích từ: ΔΡ = R xΙ2 . = U xΙ CU U KT KT KT KT b) Động cơ điện DC: ΔΡ CO.MS ΔΡ ΔΡ ΔΡ CU U . KT fe. f Ρ Ρ điện D . T 1 . Ρ = Ρ 2 dm cơ Phần STATO Phần ROTO
¾ Công suất cơ có ích của động cơ ( công s ấ u t định mức ): Ρ = ΩxM = Ρ − ΔΡ − ΔΡ 2 2 dt co m . s . fe .f
¾ Công suất điện tiêu thụ của động cơ: Ρ = U xΙ = Ux Ι + Ι 1 dm dm ( U KT ) ¾ Công suất ạ m ch phần ứng : Ρ = Ι xU = Ρ + ΔΡ P U . U dt CU U . S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-41
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
4) MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN DC: Các biện pháp mở máy : ¾ Mở máy trực tiếp : Ta có U Ι = U .MO RU
¾ Mở máy dùng điện trở mắc nối tiếp vào mạch phần ứng: Ta có : U Ι = U .MO R + R U MO
¾ Mở máy bằng cách giảm điện áp
5) ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC: U − R x U Ι Ta có : n = U Κ φ . Ε
Các phương pháp điều chỉnh tốc độ của đ ộng cơ DC: ¾ Mắc nối t ế
i p thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng ¾ Thay đổi điện áp
¾ Thay đổi dòng kích từ. ¾ Lúc định mức :
Ta có : Ε = U − R xΙ (1) U U U ¾ Lúc có Rf :
Ε′ = U − R + R xΙ (2) U ( U f ) U
Vì từ thông không đổi , sức điện động phần ứng : Ε = Κ tỉ lệ thuận với Ε .φ n . U tốc độ . Ε − Ι U U RU x U n Từ (1) và (2) ta có : = = (3) Ε′ U − Ι x + ′ U U (R R U f ) n
¾ Từ (3) ta có 2 bài toán : S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-42
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
Cho Rf tìm tốc độ nhân tạo nnt ?
Cho tốc độ nhân tạo nnt tìm Rf ?
6) BÀI TOÁN VỀ TỈ LỆ MOMENT CỦA ĐCƠ DC: M′ Tính : = ? M dm
Lập luận : Vì từ thông không đổi ta có : M =Κ . x
φ Ι tỉ lệ thuận với dòng điện M U phần ứng .
¾ Lúc định mức ta có : Ι = Ι − Ι U .dm KT ¾ Lúc nhân tạo ta có : Ι′ = Ι′ − Ι U KT M′ Ι′ Vậy ta có tỉ số : U = M Ι dm U .dm BÀI TẬP VÍ DỤ Bài 25:
Một máy phát điện DC kích từ song song có các số liệu sau :
Pdm = 25.KW , Udm = 115V , R = 12 Ω 5 , , R = , 0 023 Ω 8 , KT // U
a = 2 , p = 2 , N = 3000 , n = 130 . 0 (v / p) .
a/ Xác định: EƯ ? , φ = ?
b/ Giả sử dòng điện IKT không đổi , bỏ qua phản ứng phần ứng . Hãy xác định điện áp đ
ầu cực của máy phát khi giam dòng điện xuống còn I = 80,8.A HD: a/
¾ Dòng điện định mức của máy phát: Ρdm 25000 Ι = = = 217,4. A dm U 115 dm S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-43
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Dòng điện kích từ // : U 115 dm Ι = = = , 9 2. A KT R 12 5 , KT
¾ Dòng điện phần ứng: Ta có : Ι = Ι + Ι = 21 , 7 4 + , 9 2 = 226 6 , . A U KT
¾ Sức điện động phần ứng :
Ta có : U = E − Ι xR ⇒Ε = U + Ι xR = 115+ 22 , 6 6x 0 , 0 238 = 12 , 0 V . 4 U U U U U U
¾ Từ thông của máy phát : Ν Ρ Ta có : x 60 a . 6 x 0 x 2 12 , 0 4 Ε = xnxφ ⇒ φ = xΕ = = 0 , 0 185 W . b U 60xa . Ν Ρ n U . 300 x2x1300 b/
¾ Dòng điện phần ứng khi dòng điện giảm xuống còn Ι′ = 80 8 , .A : Ι′ = Ι′ + Ι = 80 8 , + , 9 2 = 90 A . U KT
¾ Điện áp đầu cực của máy phát lúc đ ó :
U ′ = E −Ι′ xR = 12 , 0 4 − 90x , 0 0238 = 118 3 , V . U U U Bài 26:
Một máy phát điện DC kích từ song song có các số liệu sau :Udm = 115V, R = 19Ω , R = , 0 073 Ω
5 ,cung cấp dòng điện tải Ι = 98 3 , A . cho tải KT // U t ΔΡ = 4 0 . . . 0 Ρ . Co fe f dm
a/ Xác định: EƯ ? , η = ? ở chế độ tải trên.
b/ Tính dòng điện ngắn mạch khi ngắn mạch 2 đầu cực của máy phát?
Cho biết từ thông dư bằng 3% từ thông của máy phát ở chế độ tải trên , và tốc độ của máy không đổi. HD: a/
¾ Dòng điện kích từ // : S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-44
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN U 115 dm Ι = = = 0 , 6 5. A KT R 19 KT
¾ Dòng điện phần ứng: Ta có : Ι = Ι + Ι = 98 3 , + 6 0 , 5 = 10 , 4 3 . 5 A U t KT
¾ Sức điện động phần ứng :
Ta có:U = E − Ι xR ⇒ Ε =U +Ι xR = 115 +104 3 , 5x 0 , 0 735 = 12 , 2 67V . U U U U U U
¾ Công suất định mức của máy phát: Ρ = Ρ = Ι = = 2 xU 98 3 , x115 11304 5 , W . dm t dm
¾ Tổn hao dây đồng phần ứng : ΔΡ = R x 2 Ι = , 0 0735x104 3 , 52 = 800 3 , W . CU.U U U
¾ Tổn hao dây quấn kích từ: ΔΡ = R x 2 Ι = 19x 0 , 6 52 = 69 , 5 45W . KT KT KT ¾ Tổn hao cơ , ắ s t phụ: Ta có : ΔΡ = 4 0 Ρ = = . . 0 . , 0 4x11304 5 , 452 1 , 8 W . Co fe f dm ¾ Tổng ổ t n hao: ΔΡ = ΔΡ + ΔΡ + ΔΡ = 452 1 , 8 +800 3 , +69 , 5 45 = 1947 9 , 3 W . CO .fe .f CU U . KT
¾ Hiệu suất của máy phát : Ρdm 11304 5 , η = = = 8 , 0 5 Ρ + ΔΡ 11304 5 , + 1947 9 , 3 dm b/
¾ Ta có phương điện áp của máy phát: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-45
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Ε − U U
U = Ε − Ι xR ⇒ Ι = (1) U U U U RU
Lúc ngắn mạch 2 đầu cực thì U = 0.V Ε Từ U ) 1 ( ⇒ Ι = U RU Do từ thông dư φ 0 = 3 0 xφ du dm ⇒ Ε = 30 Ε = = . 0 x 0 , 0 3x122 6 , 7 , 3 68 V . U nm U .dm
Vậy dòng điện lúc ngắn mạch 2 đầu cực máy phát: Ε . 6 , 3 8 U nm Ι = = = 50 7 , .A U .nm R 0 0 , 735 U
Nhận xét : ở máy phát điện DC ktừ // , dòng điện ngắn mạch nhỏ hơn dòng điện định mức . Bài 27:
Một máy phát điện DC kích từ song song có các số liệu sau :Udm = 240V, R = 60Ω, R = 0 1 , 5Ω , KT // U
cung cấp dòng điện tải Ι = 3 . 0 A cho tải ΔΡ = 200W . .,ΔΡ = 250W . tdm Co.ms fe. f
a/ Xác định: Pdm ? , η = ? ở chế độ tải trên.
b/ Tính tốc độ của máy phát ? Biết moment định mức Mdm = 50 N.m
c/ Nếu máy chỉ tải Ι′ = 20.A ,thì điện áp đầu cực máy phát là bao nhiêu ? t HD: a/
¾ Công suất định mức của máy phát: Ρ = U xΙ
= 240x30 = 7200 W . dm dm tdm
¾ Dòng điện kích từ // : U 240 dm Ι = = = 4. KT A R // 60 KT
¾ Dòng điện phần ứng: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-46
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Ta có : Ι = Ι + Ι = 30 + 4 = 3 . 4 A U tdm KT //
¾ Tổn hao dây đồng phần ứng : ΔΡ = R x 2 Ι = = . 0 1 , 5x342 17 , 3 4 W . CU U U U
¾ Tổn hao dây quấn kích từ: ΔΡ = R x 2 Ι = 60x42 = 960 W . KT KT KT ¾ Tổng ổ t n hao: ΔΡ = ΔΡ + ΔΡ + ΔΡ + ΔΡ = 200+ 250 + 17 , 3 4+ 960 = 158 , 3 4 W . CO m . s fe. f CU U . KT
¾ Hiệu suất của máy phát : Ρdm 7200 η = = = 8 , 0 2 Ρdm + ΔΡ 7200 + 158 , 3 4 b/
¾ Công suất cơ của máy phát : Ρ = Ρ + ΔΡ = 7200+ 158 , 3 4 = 878 , 3 W . 4 1 2
¾ Tốc độ của máy phát khi Mdm = 50.N.m: 2π.n 60x Ρ Ta có : dm 60 7 x 200 Ρ = ΩxM = xM ⇒ n = = = 137 . 5 (v / p ) dm dm 60 dm 2 x π M 2x 1 , 3 4 5 x 0 dm c/
¾ Dòng điện phần ứng khi dòng điện giảm xuống còn Ι′ = 2 . 0 A: Ι′ = Ι′ + Ι = 20 + 4 = 2 . 4 A U KT
¾ Sức điện động phần ứng khi It =30.A :
Ta có : U = E − Ι xR ⇒Ε = U + Ι xR = 240 + 34x 1 , 0 5 = 244 V . 5 , U U U U U U
¾ Điện áp đầu cực của máy phát lúc Ι′ = 2 . 0 A : S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-47
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
U ′ = E −Ι′ xR = 244 5 , − 24x0 1 , 5 = 240 9 , V . U U U Bài 28:
Một đcơ DC ktừ hỗn hợp có : Udm = 220V, R = 5 Ω 0 , η = 9 , 0 05 , KT // Ι = 502 A . , ΔΡ = . . . 4136 W . dm Co fe f
Tính : Công suất điện tiêu thụ của đcơ ? Công suất định mức ? Tổng tổn
hao dây quấn phần ứng và ktừ nối tiếp ? HD:
¾ Công suất tiêu thụ điện của đ cơ: Ρ = U xΙ = 220x502 =11 , 0 4 . 4 KW 1 dm dm
¾ Công suất định mức của đ cơ:
Ta có : Ρ = Ρ = ηxΡ = 0 9 , 0 x 5 11 , 0 44= 99 9 , 5 KW . dm 2 1 ¾ Tổng ổ t n hao:
ΔΡ = Ρ − Ρ = 110,44 − 99 9 , 5 = 1 , 0 4 . 9 KW = 10490 W . 1 2
¾ Tổn hao dây quấn ktừ song song: 2 ⎛ ⎞ 2 U ⎛ 220 2 ⎞ ΔΡ = R xΙ = R x dm = 50x⎜ ⎟ = 968W . KT // KT // KT // KT // ⎜⎜ R ⎟⎟ ⎝ ⎠ ⎝ 50 ⎠ KT //
¾ Tổn hao dây quấn phần ứng và ktừ nối t ế i p: Ta có : ΔΡ = ΔΡ − ΔΡ − ΔΡ
=10490 − 968− 4136 = 5386 W . CU.U.KTNT KT // co. fe. f Bài 29:
Một đcơ DC ktừ hỗn hợp có : Udm = 220V, R = 33 Ω 8 , KT // (R + R , Ι = 94 A
. ,. a = 1, p = 2 , N = 372 , n = 110 . 0 (v / p) . U KTNT ) = 1 , 0 7Ω dm
Tính : : EƯ ? , φ = ? , Pdt = ? Mdt= ? HD: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-48
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Dòng điện kích từ // : U 220 dm Ι = = = 6 , 0 5. A KT // R 338 KT //
¾ Dòng điện phần ứng: Ta có : Ι = Ι − Ι = − = // 94 , 0 65 93 3 , . 5 A U KT
¾ Sức điện động phần ứng :
Ta có : U = E + Ι xR ⇒Ε = U − Ι xR = 220 −93 3 , 5x0 1 , 7 = 20 . 4 V . U U U U U U ¾ Từ thông của đcơ : Ta có : x Ν Ρ 60 a . 60xx204 Ε = φ ⇒ φ = Ε = = , 0 01 . 5 U xnx x Wb 60xa . Ν Ρ n U . 372 x2x1100
¾ Công suất điện từ của đ cơ:
Ta có : Ρ = Ε xΙ = 204x93 3 , 5 = 1904 , 3 W . 4 dt U U
¾ Moment điện từ của đcơ: Ρ Ρ 6 x 0 Ta có : dt 1904 , 3 4 6 x 0 M dt = = = = 165 8 , .(N.m) dt Ω 2π .n 2x 1 , 3 4 1 x 100 Ν Ρ Hoặc ta có : . 372x2 M = xΙ xφ = x93 3 , 5x 0 , 0 15 = 165 . 8 , (N .m) dt 2π. . a U 2x 1 , 3 4 1 x Bài 30: Một đ cơ DC ktừ ố
n i tiếp có : Udm = 110V, , (R R ,Ι = 2 , 6 6 A. U + KTNT ) = 0 2 , 82Ω dm
Tính : Dòng điện mở máy trực tiếp ? Điện trở mở máy mắc thêm vào mạch
phần ứng để Imở = 2Idm ? HD:
¾ Dòng điện mở máy trực tiếp: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-49
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN U 110 dm Ι = = = 390.A moTT R + R , 0 282 U KTNT
¾ Điện trở mở máy mắc thêm vào mạch phần ứng Imỏ = 2Idm :
Ta có dòng điện mở máy khi có thêm điện trở mở máy mắc nối t ế i p vào mạch phần ứng : U U dm Ι = = 2xΙ ⇒ R = −(R +R ) moBT dm mo U KTNT R + R + R 2xΙ U KTNT mo dm 110 ⇒ R = − , 0 282 = 7 , 1 86 Ω . mo 2x2 , 6 6 Bài 31:
Một máy phát điện DC kích từ song song có các số liệu sau :Udm = 230V, Ι = 1.A, R = ,
0 7Ω , tốc độ quay của máy phát n = 1000 (vòng/phút) KT U Ι = 29 A . dm
a/ Xác định: EƯ ? , η = ? Biết cho ΔΡ = 430W . .. Co. fe. f
b/ Tính dòng điện ngắn mạch khi ngắn mạch 2 đầu cực của máy phát?
Cho biết từ thông dư bằng 7% từ thông của máy phát , và moment định mức ?. HD:
¾ Dòng điện phần ứng: Ta có : Ι = Ι + Ι = 29+ 1= 30 A . U dm KT
¾ Sức điện động phần ứng :
Ta có : U = E − Ι xR ⇒Ε = U + Ι xR = 230 +30x 7 , 0 = 251V . U U U U U U
¾ Công suất định mức của máy phát: Ρ = Ρ = Ι xU
= 29x230 = 6670 W . dm 2 dm dm
¾ Tổn hao dây đồng phần ứng : S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-50
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ΔΡ = R x 2 Ι = = . 7 , 0 x302 630 W . CU U U U
¾ Tổn hao dây quấn kích từ: ΔΡ = R x 2 Ι = U xΙ = = // 230x1 230 W . KT KT KT dm KT ¾ Tổng ổ t n hao: ΔΡ = ΔΡ + ΔΡ + ΔΡ = + + = . . . 430 630 230 1290 W . CO fe f CU U KT
¾ Hiệu suất của máy phát : Ρdm 6670 η = = = 8 , 0 4 Ρdm + ΔΡ 6670 +1290
¾ Moment định mức của máy phát : Ρ Ρ 6 x 0 dm 6670x60 M dm = = = = 63 7 , .(N .m ) dm Ω 2π .n 2x 1 , 3 4 1 x 000
¾ Ta có phương điện áp của máy phát: Ε − U U
U = Ε − Ι xR ⇒ Ι = (1) U U U U RU
Lúc ngắn mạch 2 đầu cực thì U = 0.V Ε Từ U ) 1 ( ⇒ Ι = U RU Do từ thông dư φ 0 = 7 0 xφ du dm ⇒ Ε = 7 0 Ε = = . 0 x 0 , 0 7x251 17 5 , 7 V . U nm U .dm
Vậy dòng điện lúc ngắn mạch 2 đầu cực máy phát: Ε . 17 5 , 7 U nm Ι = = = 25 . 1 , A U .nm R , 0 7 U S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-51
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 32:
Một máy Đcơ điện DC kích từ song song có các số liệu sau :Pdm = 12KW, Udm = 220V, Ι = , , n U R = , 0 281 Ω . // 2 A . KT
dm = 685( vòng/phút ). Động cơ kéo tải
có moment cản không đổi . Để giảm tốc độ đcơ người ta dùng 2 phương pháp :
a/ Thêm điện trở phụ R
mắc vào mạch phần ứng .Tính tốc độ và f = 7 , 0 Ω .
hiệu suất của Đcơ trong trường hợp này ?
b/ Giảm điện áp đặt vào đcơ , tính tốc độ và hiệu suất của đcơ khi U ′ = 176 6 , V
. ? ( Bỏ qua tổn hao cơ và p ụ
h trong 2 trường hợp trên ,và giữ từ thông
không đổi .) Nhận xét về 2 trường hợp trên . HD:
¾ Các thông số định mức của đcơ:
¾ Dòng điện phần ứng: Ta có : Ι = Ι − Ι = − = // 64 2 6 . 2 A U dm KT
¾ Sức điện động phần ứng :
Ta có : U = E + Ι xR ⇒Ε = U − Ι xR = 220 − 62x , 0 281 = 20 , 2 V . 6 U U U U U U a/
¾ Tính tốc độ của đcơ khi thêm điện trở phụ R = mắc vào mạch f 7 , 0 Ω . phần ứng: Cách 1: Từ công thức : U xR dm − ΙU U ΕU 20 , 2 6 n φ dm = ⇒ Κ = = = , 0 296 Κ Ε φ n 685 Ε dm
Theo đề bài vì từ thông không đổi do đó ta có tốc độ khi thêm điện trở phụ R = 7 , 0 Ω
. mắc vào mạch phần ứng: f
U − Ι x(R + R ) dm U U 220 − 62x 2 , 0 ( 81 + 7 , 0 ) n f = = = 538.(v / p) dm Κ φ Ε , 0 296
Cách 2: Nếu bỏ qua tổn hao cơ và phụ moment cơ trên trục đcơ bằng
moment điện từ , có nghĩa là:
M = M = Κ φ Ι. dt 2 M U
Và do tử thông không đổi và dòng điện phần ứng không đổi nên khi thêm
điện trở phụ R = , 0 Ω .
7 vào mạch phần ứng thì sức điện động phần ứng f tính như sau: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-52
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
Ε′ = U − Ι x(R + R ) = 220− 62x 2 , 0 ( 81+ 7 , 0 ) = 15 , 9 2 V . U U f
Vì từ thông không đổi nên sức điện động tỉ ệ l thuận với tốc độ n′ Ε′ Ε′ U U 159,2 Ta có: = ⇒ n′ = n = = dm x 685x 538.(v / p ) n Ε Ε 20 , 2 6 dm Udm Udm
¾ Moment định mức của đcơ : Ρ Ρ dm 6 x 0 12000x60 M dm = = = = dm 167 3 , .(N .m ) Ω 2π.n 2x 1 , 3 4x 685
¾ Công suất cơ có ích khi n′ = 538.(v / p) : Ρ′ π n′ x x 2 2 . 2 1 , 3 4 538 Ta có : M =
⇒ Ρ′ = M xΩ′ = M x = x = W 2 2 2 2 167 3 , 942 . 5 ( ) Ω 60 60 ¾ Hiệu suất của đ cơ trong trường ợ h p này: Ρ′ Ρ′ 2 2 9425 η = = = = 0 6 , 7 Ρ U dm Ι x x 1 220 64 dm b/
¾ Khi điện áp đặt vào đcơ giảm xuống còn U ′ =17 , 6 V . 6 sức điện động lúc đó là:
Ε′ = U ′ − Ι xR = 16 , 7 6 − 62x , 0 281 = 15 , 9 V . 2 U U U
¾ Tốc độ đcơ lúc đó : n′ Ε′ Ε′ U U 159,2 = ⇒ n′ = n x = 685x = 538.(v / p) n dm Ε Ε dm Udm Udm 20 , 2 6
¾ Công suất tiêu thụ điện của đcơ lúc đó là: Ρ′ = U x′Ι = 167 6 , x64 = 11302 W . 1 dm
¾ Công suất cơ có ích khi n′ = 538.(v / p) : Ρ′ π n′ x x 2 2 . 2 1 , 3 4 538 Ta có : M =
⇒ Ρ′ = M xΩ′ = M x = 167 3 , x = W 2 942 . 5 ( ) 2 2 2 Ω 60 60 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-53
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Hiệu suất của đ cơ trong trường ợ h p này: Ρ′ 9425 2 η = = = 8 , 0 34 Ρ′ 11302 1
Kết luận : so sánh trường hợp a và b , ta thấy rằng phương pháp dùng biến trở mắc nối t ế
i p vào mạch phần ứng có hiệu suất t ấ h p hơn nhiều so với
phương pháp giảm diện áp đặt vào đcơ. Bài 33:
Một máy phát điện DC kích từ song song có các số liệu sau :
Pdm = 7,5.KW , Udm = 230V , R = 19 , 1 7Ω, R = 5 , 0 4Ω , n = 145 .
0 (v / p).Điện KT // U Fdm
áp rơi trên chổi than UTX = 2.V. Máy phát sử dụng ở chế độ động cơ với U= 220V,
quay với tốc độ n = 116 .
2 (v / p) . Xác định công suất tiêu thụ của đcơ ? công suất DC
có ích của đcơ ? Biết từ thông ở 2 chế độ như nhau. HD:
Xét ở chế độ máy phát :
¾ Dòng điện định mức của máy phát: Ρ 7500 dm Ι = = = 3 , 2 . 6 A dm M . F U dm 230
¾ Dòng điện kích từ // : U 230 dm Ι = = = // , 1 2. A KT R 19 , 1 7 KT //
¾ Dòng điện phần ứng: Ta có : Ι = Ι + Ι = 3 , 2 6 + , 1 2 = 33 8 , .A UMF dm KT
¾ Sức điện động phần ứng : Ta có : Ε = U + Ι xR + U = 230 + 33 8 , x 5 , 0 4 + 2 = 250 3 , V . UMF dm UMF U TX
Xét ở chế độ động cơ ớ v i U=220V:
¾ Sức điện động phần ứng của động cơ : S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-54
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
Vì từ thông 2 trường hợp như nhau ( không đổi ), do đó sức điện động phần
ứng tỉ lệ thuận với tốc đ ô: Ε Ε . . 1162 250 3 , U DC nDC nDC x U MF x Ta có : = ⇒ Ε = = = 200 6 , V . Ε n U .DC n 1450 U. MF MF MF
¾ Dòng điện phần ứng ở chế độ đcơ : U − Ε − − − . 220 200 6 , 2 DC U DC UTX Ι = = = 3 , 2 2.A U .DC R 5 , 0 4 U
¾ Dòng điện kích từ // của đcơ : U 220 DC Ι = = = // . 1 , 1 5.A KT DC R // 19 , 1 7 KT
¾ Dòng điện tải của đcơ: Ι = Ι + Ι = 3 , 2 2 + 1 , 1 5 = 33 3 , 5.A t U .DC KT // .DC
¾ Công suất tiêu thụ điện ở c ế h độ đcơ: Ρ = Ι xU = 33 3 , 5x220 = 7337 W . 1.DC t DC
¾ Công suất cơ có ích ở c ế h độ đcơ: Ρ = Ρ xη = 7337 x 8 , 0 25 = 6035 W . 2 D . C 1 D . C
------------------------------------------------------------------------------------ Bài 34:
Một máy Đcơ điện DC kích từ song song có các số liệu sau :Pdm = 10KW, Udm = 220V, Ι = , R , η = 8 , 0 6 . U = 1 , 0 78 Ω . // . 2 ,26A KT
Tính : Dòng điện mở máy trực tiếp và Dòng điện mở máy khi thêm điên trở
mở để dòng Imở = 2.Idm . Tính điện trở thêm vào khi mở máy có biến trở. HD:
¾ Công suất tiêu thụ điện của đ cơ: Ρ 10000 dm Ρ = = = 11628 W . 1 η 8 , 0 6
¾ Dòng điện định mức của đcơ: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-55
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Ρ 11628 1 Ι = = = 52 8 , . A dm U 220 dm
¾ Dòng điện mở máy trực tiếp: U 220 dm Ι = = =1236.A moTT R 0 1 , 78 U
¾ Dòng điện mở máy khi mắc thêm vào mạch phần ứng Imỏ = 2Idm :
Ta có dòng điện mở máy khi có thêm điện trở mở máy mắc nối t ế i p vào mạch phần ứng : U dm U 220 Ι = = moBT 2 Ι x ⇒ dm R = − mo R = − 1 , 0 78 = 9 , 1 .Ω R + R 2x Ι U 2 5 x 2 8 , U mo dm
--------------------------------------------------------------------------------- Bài 35:
Một đcơ điện DC kích từ song song 10 sức ngựa ( 10 HP) có : Udm = 230V, R = 288 Ω . , R = 3 , 0 5 Ω . , I KT // U
Ư = 1,6.A thì n = 1040.(v/p).
Muốn cho dòng điện mạch ngoài I = 40,8.A và n = 600.(v/p). Hỏi:
a/ Trị số điện trở cần thêm vào mạch p ầ
h n ứng ? cho rằng khi tải thay đổi
thì từ thông không đổi.
b/ Với điện trở đó nếu Ι′ = 22 8
, .A thì tốc độ của đcơ bằng bao nhiêu ?
c/ Nếu Idm = 38,5.A hãy tính M/Mdm ? trong cả 2 trường hợp ở câu a và b .
d/ Công suất đưa vào đcơ điện ? Công suất mạch phần ứng ? công suất phần cơ ? khi I = 40,8.A. HD: a/
¾ Sức điện động phần ứng của đcơ khi IƯ = 1,6.A:
Ta có : U = E + Ι xR ⇒Ε = U − Ι xR = 230 − , 1 6x0 3 , 5 = 22 , 9 44 V . U U U U U U
¾ Dòng điện phần ứng lúc I = 40,8.A: ⎛ U ⎞ ⎛ 230⎞ dm Ι′ = Ι − Ι = 40 8 , − = 40 8 , − ⎜ ⎟ = 40 A . U KT// ⎜⎜ R ⎟⎟ ⎝ ⎠ ⎝ 288 KT // ⎠ S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-56
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Sức điện động phần ứng khi Ι′ = 40.A và có mắc thêm R U mở vào mạch phần ứng:
Ε′ = U − Ι′ x(R + R ) U U mo
¾ Theo bài ra từ thông không đổi ta có : Ε = Κ chỉ phụ thuộc vào Ε.φ n . U tốc độ rotor. ′ Ε′ ′ Do đó ta có : n 600 U n = ⇒ Ε′ = Ε x = 229,44x = 132 3 , 7 V . n U U Ε n 1040 dm Udm dm Mặt khác ta có: U − Ε′ =U − Ι′ ( x R + R ) =132 3 , 7 ⇒ R = 132 3 , 7 − R U U U mo mo Ι′ U U 230 −132 3 , 7 ⇔ R = − 3 , 0 5 = 1 , 2 Ω . mo 40
Vậy giá trị điện trở mở máy cần thêm vào mạch phần ứng là R = 1 , 2 Ω . mo b/ Với R , và Ι′ = 22 . 8 , A mo = 1 , 2 Ω .
¾ Dòng điện phần ứng lúc Ι′ = 22 8 , .A ⎛ U ⎞ ⎛ 230⎞ dm Ι ′ = Ι − Ι = 22 8 , − = 22 8 , − ⎜ ⎟ = 22 A . U KT// ⎜⎜ R ⎟⎟ ⎝ ⎠ ⎝ 288 KT // ⎠
¾ Sức điện động phần ứng khi Ι ′ = 22.A và có mắc thêm R U mở vào mạch phần ứng:
Ε ′ = U − Ι′ x(R + R ) = 230 − 22x( 3 , 0 5 + ) 1 , 2 = 176 1 , V . U U mo
¾ Theo bài ra từ thông không đổi ta có : Ε = Κ chỉ phụ thuộc vào Ε.φ n . U tốc độ rotor. ′ Ε ′ Ε′ Do đó ta có : n U U 176 1 , =
⇒ n ′ = n′x = 600x = 79 . 8 (v / p) n′ Ε′ Ε′ U U 132 3 , 7 c/
Vì theo bài ra từ thông không đổi ta có : M = Κ .φΙ. chỉ phụ thuộc vào dt M U dòng điện phần ứng.
Ta có dòng điện phần ứng với Idm = 38,5.A: Ι = Ι − Ι = 38 5 , − 8 , 0 =37 7 , . A Udm KT //
¾ Trường hợp ở câu a ớ v i Ι′ = 40.A U S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-57
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN M ′ Ι′U 40 Theo lý luận ta có : = = = 0 , 1 6 M Ι 3 , 7 7 dm U
¾ Trường hợp ở câu b với Ι′ = 22.A U M ′ Ι′ Theo lý luận ta có : U 22 = = = 5 , 0 8 M Ι dm U 3 , 7 7 d/
¾ Công suất đưa vào đcơ: Ρ = U xΙ = 230x40 8 , = 9384 W . 1 dm dm ¾ Công suất ạ m ch phần ứng: Ρ = Ι = = . U x 230x40 9200 W . P U dm Udm Hoặc Ρ = Ρ + ΔΡ = Ρ − R x 2 Ι = 9384 − 288x 8 , 0 2 = 9200 W . P U . dt CU.U 1 KT KT ¾ Công suất phần cơ : 2 Ρ = Ρ − Ι x + = − = . . . (R R ) 9200 402 x , 2 45 5280 W . P CO P U U dm U mo Bài 36:
Một máy phát điện DC kích từ song song có các số l ệ i u sau :Udm = 115.V, Ρ = 2 . 7 KW Ι = 5 A . , R = , 0 0 Ω
2 , tốc độ quay của máy phát n = 1150 dm KT U (vòng/phút) ,η = 8 , 0 6, 2 U Δ = V . 2 . dm TX
a/ Nếu đêm dùng như một đcơ điện ( bỏ qua phản ứng phần ứng ) ,với
Udm = 110.V , Ρ = 25.KW ,η = 8 ,
0 6 . Hãy tính tốc độ n ? của đcơ . dm DC
b/ Sự biến đỏi tốc độ từ đấy đến không tải . HD: a/ Khi làm việc ở c ế h độ máy phát :
¾ Dòng điện phần ứng của MF: Ρ . 27000 dm F Ι = + Ι = + 5 = 240 A . U. F U KT 115 dm F .
¾ Sức điện động phần ứng máy phát : Ta có : Ε = U + Ι xR + 2 U Δ =115 + 240x0 0 , 2 + 2 = 121 8 , V . UMF dm.F U.F U TX S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-58
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Khi làm việc ở c ế h độ động cơ :
¾ Dòng điện phần ứng của đ cơ : Ρ . 25000 110 dm DC Ι = − Ι = − = . . 5 x 259 5 , A . U DC x η U KT DC 8 , 0 6 x110 115 dm. DC
¾ Sức điện động phần ứng động cơ : Ta có : Ε = U − Ι xR − 2ΔU =110 + 259 5 , x0 0 , 2− 2 = 102 V . 8 , UM. DC dm. DC U. DC U TX
¾ Lập tỉ số giữ sđđ của MF và ĐC : Ε Κ φ n UDC . DC. DC 102 8 , = Ε = . (1) Ε φ n U MF Κ . . .MF MF 121 8 , Ε
Mác khác theo giả thuyết vì bỏ qua phản ứng phần ứng nên ta có : φ Ι DC KT .DC 8 , 4 = = .(2) φ Ι MF KT .MF 5
Từ (1) và (2) ta suy ra tốc độ của động cơ như sau: Ε 8 , 4 . x n U DC DC x x x . 102 8 , 102 8 , 5 102 8 , 5 1150 = = . ⇒ n = xn = = 101 . 1 (v / p) ΕU MF xn DC MF x MF x . 5 121 8 , 8 , 4 121 8 , 121 8 , 8 , 4 b/ ¾ Khi làm việc ở c ế h độ không tải: IƯ.DC = 0 , nên Ε = U = Κ Εφ xn UO.DC dm.DC DC O.DC
¾ Tốc độ của đcơ đến khi không tải : Ε .n 110 110 110 1 x 011 Ta có : UO.DC ODC = = . ⇒ n = = = O DC xn 108 . 1 ( DC v / p) Ε n 102 8 , . 102 8 , 102 8 , U. DC DC
-------------------------------------------------------------------------------- S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-59
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 37:
Một máy Đcơ điện DC kích từ song song có các số liệu sau :Pdm = 12KW, Udm = 250V, R = 170Ω, R , η = 0 8
, 73. Khi chạy không tải với điện U = 0 2 , 2 Ω . KT //
áp định mức , tốc độ không tải no = 1200 (v/p)., IƯ = 3.A , Khi kéo tải định mức
với điện áp định mức ,từ thông giảm 2 % so với khi không tải . Tính tốc độ định mức ? HD:
¾ Sức điện động phần ứng khi chạy không tải : Ta có : Ε = U − Ι
xR = 250 − 3x , 0 22 = 249 3 , 4 V . U .O dm U .O U
¾ Sức điện động phần ứng khi chạy lúc định mức : Ta có : Ε = U − Ι xR U dm . dm U .dm U
Với dòng điện phần ứng lúc c ạ h y định mức: Ρ . 12000 250 dm U dm Ι = Ι − Ι = − = − = 53 5 , . 1 A U dm . dm KT ηxU . 8 , 0 73 250 170 dm R x KT
¾ Vậy Sức điện động phần ứng khi chạy lúc định mức là Ε = U − Ι xR = 250 − 53 5 , x 1 , 0 22 = 23 , 8 23V . U dm . dm U dm . U ¾ Ta lập tỉ số : Ε Κ .φ .n UO Ε O O 249 3 , 4 = = . (1) Ε Κ φ n U .dm . .dm dm 23 , 8 23 Ε
Theo đề bài thì từ thông lúc lúc dcơ chạy định mức giảm 2 % so với lúc đcơ
chạy không tải, có nghĩa là: φ O 100 φ = 98 0 xφ ⇔ = (2) dm 0 O φ 98 dm
Từ (1) và (2) ta tính được tốc độ định mức của đcơ : 100 1 x 200 249 3 , 4 100x1200x 23 , 8 23 = ⇒ n = = dm 117 . 0 (v / p) 98 xn 23 , 8 23 98x249 3 , 4 dm S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-60
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 38:
Một máy phát điện DC kích từ song song có các số liệu sau :
Pdm = 100KW, Udm = 230V, R , . Tính sức điện U R = 0 , 0 5 Ω . KT // = 57 5 , Ω
động phần ứng của máy phát khi Udm với : a/ Hệ số tải Kt = 1 b/ Hệ số tải Kt = ,05 HD:
¾ Dòng điện kích từ // : U 230 dm Ι = = = 4. A KT R // 5 . 7 5 KT
¾ Dòng điện định mức : Ρ 100000 dm Ι = = = 434 7 , 8. A dm U 230 dm a/ Khi hệ số tải Kt = 1 Ι ta có : t Κ = = 1 ⇒ Ι = Ι = 434 7 , 8. t A t dm Ι dm
¾ Dòng điện phần úng của máy phát: Ta có : Ι = Ι + Ι = 43 , 4 78+ 4 = 43 , 8 7 . 8 A U t KT
¾ Sức điện động phần ứng :
Ta có : U = E − Ι xR ⇒Ε = U + Ι xR = 230 + 43 , 8 78x , 0 05 = 252 V . U U U U U U
b/ Khi hệ số tải Kt = 0,5 Ι ta có : t Κ = = 5 , 0 ⇒ Ι = x 5 , 0 Ι = , 0 x 5 434 7 , 8 = 217 3 , 9 A . t t dm Ι dm
¾ Dòng điện phần úng của máy phát: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-61
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Ta có : Ι = Ι + Ι = 217 3 , 9 + 4 = 221 3 , . 9 A U t KT
¾ Sức điện động phần ứng :
Ta có : U = E − Ι xR ⇒Ε = U + Ι xR = 230 + 221 3 , 9x 0 , 0 5 = 241 V . U U U U U U Bài 39 :
Một máy Đcơ điện DC kích từ hỗn hợp có các số l ệ i u sau : R = 125Ω , R = , 0 0 Ω 6 ,R =
khi làm việc với điện áp U KTNT , 0 0 Ω 4 KT // U dm =
250V, dòng điện I = 200.A , moment điện từ Mdt = 696 .N.m ,
a/ Tính công suất điện tiêu thụ của đcơ ?
b/ Tính tốc độ của đcơ ? HD: a/
¾ Công suất tiêu thụ điện của đ cơ: Ρ = U xΙ
= 250x200 = 50000 W . 1 dm dm
b/ Tính tốc độ của đcơ:
¾ Dòng điện kích từ // : U 250 dm Ι = = = 2. KT A // R 125 KT //
¾ Dòng điện phần ứng: Ta có : Ι = Ι − Ι = 200 − 2 =198.A U KT //
¾ Sức điện động phần ứng :
Ta có : Ε = U − Ι x(R + R ) = 250 −198x 0 ( 0 , 6 + 0 , 0 4) = 23 , 0 . 2 V . U U U KTNT
¾ Công suất điện từ : Ρ = Ε xΙ = 23 , 0 2x198 = 45579 6 , W . dt U U S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-62
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Ta có quan hệ : Ρ Ρ Ρ dt dt 6 x 0 dt x60 45579 6 , x60 M = = ⇒ n = = = 625.(v / ) p dt Ω 2π .n 2π .M 2πx696 dt
Vậy tốc độ của động cơ là : n = 625 vòng/phút .
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
PHẦN D : MÁY BIẾN ÁP
SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT :
I. MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA:
1) Diện tích đặc có ích : S = SxΚ .( 2 m , 2
cm ) với : S là tiết diện lõi thép , KC : ệ h số ép chặt CI C
2) Từ thông cực đại trong lõi thép : φ
= BxS .(Wb) với B: là từ cảm trong lõi thép max CI Ε Hoặc Ν = = .(vong.) , 4 44 xfxφ m
3) Tổn hao sắt từ trong lõi thép: 1,3 ⎛ f ⎞ 2
ΔΡ = ρ xΒ x⎜
⎟ xG =.(W) hay 2 ΔΡ = R Ι x fe 1 m fe th 50 ⎝ 50 ⎠ Với :
¾ Trọng lượng của lõi thép:
G = VxG = (Kg) trong đó G t
t (Kg/m2 ) là trọng lượng riêng của lõi thép
¾ Thể tích của lõi thép : V = S xl = CI TB ( 3 m ) S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-63
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
4) các đại lượng quy đ ổi:
¾ sức điện động thứ cấp quy đổi: Ε′ = Κ BAx Ε 2 2
¾ điện áp thứ cấp quy đổi: U ′ = Κ xU =U 2 BA 2 1 Ι
¾ dòng điện thứ cấp quy đổi: 2 Ι′ = = Ι 2 1 Κ BA
¾ điện trở thứ cấp quy đổi: 2 R′ = Κ xR 2 BA 2
¾ điện kháng thứ cấp quy đội : 2 X ′ = Κ xX 2 BA 2
¾ tổng trở thứ cấp quy đổi : 2 Ζ′ = Κ B x A Ζ 2 2 ¾ Tỉ số biến áp : Ε U Ι Ν 1 1 2 1 Κ = = = = BA Ε U Ι Ν 2 2 1 2
5) Thí nghiệm không tải : U
¾ Tổng trở lúc không ả t i : 1 Ζ = dm = Ζ + Ζ = ( ) Ω 0 1 Ι th 0
¾ Dòng điện lúc không tải : U U 1 1 Ι = = 0 Ζ0 (R + R + X + X th )2 1 ( th )2 1
¾ Dòng điện không tải phần trăm : Ι Ι % 0 = 1 x 00 0 Ι1dm ¾ Hệ số công s ấ u t lúc không tải: Ρ R 0 0 Cosϕ = = 0 2 2 U xΙ 1.dm 0 R + X 0 0 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-64
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Ρ
¾ Điện trở lúc không tải : R = 0 0 = R + R = Ω Ι2 1 th 0
¾ Điện kháng lúc không tải : X 0 =
Ζ 20 − R 2 = X 0 1 + X = Ω th
¾ Tổn hao sắt lúc không tải : 2 ΔΡ = Ρ − ΔΡ = Ρ − Ι fe CU xR .0 0 .1 0 0 1
6) Thí nghiệm ngắn mạch :
¾ Dòng điện ngắn mạch : Ι = Ι N 1.dm U ¾ Tổng trở n ắ g n mạch : N Ζ = N Ι N Ρ
¾ Điện trở lúc ngắn mạch : N R = N 2 Ι N
¾ Điện kháng ngắn mạch : X = Ζ2 − 2 R = Ω N N N R X Ta có : N R = R ′ = , N X = X ′ = 1 2 2 1 2 2
¾ Điện áp ngắn mạch phần trăm : U Ι xΖ U % N = x100 N N = 1 x 00 N U dm U 1. 1.dm
¾ Điện áp rơi trên điện trở ngắn mạch phần trăm: 2 U Ι xR Ι xR Ρ U % N. R = 1 x 00 1 dm N 1dm N = = 1 x 00 N = 1 x 00 N .R U dm U dm S dm S 1. 1 1 dm
¾ Điện áp rơi trên điện kháng ngắn mạch phần trăm: U Ι xX U % N. X = 1 x 00 1dm N = 1 x 00 N .X U U 1.dm 1dm S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-65
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Hệ số công s ấ u t lúc n ắ g n mạch : ΡN Cosϕ = N U xΙ N N
¾ Công suất ngắn mạch : 2 Ρ = ΔΡ + ΔΡ = Ι + Ι′ ′ = Ι + ′ = Ι .1 .2 1 xR 2 1 2 R x 2 2 1 x R1 R 2 2 1 xR N CU CU N N N ( ) N N
II. MÁY BIẾN ÁP BA PHA :
1) Dòng điện sơ cấp và thứ cấp định mức : S S dm Ι = , dm Ι = 1dm 3xU 2dm 3xU 1 d . m 2 d . m
2) Thí nghiệm không tải : U U
¾ Tổng trở lúc không ả t i : dm 1. 1 Ζ = = f ≈ Ζ = ( ) Ω 0 3 Ι x Ι th 0 f 0 f
¾ Dòng điện không tải phần trăm : Ι Ι % 0 f = 1 x 00 0 Ι1dm ¾ Hệ số công s ấ u t lúc không tải: Ρ Ρ Cos 0 0 ϕ = = 0 3xU xΙ 3xU xΙ 1.dm 0 1 f 0 f Ρ
¾ Điện trở lúc không tải : R = 0 = 0 R = Ω 3 Ι th x 20
¾ Điện kháng lúc không tải : X = Ζ 2 − R2 = X = Ω 0 0 0 th S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-66
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
3) Thí nghiệm ngắn mạch : U . U ¾ Tổng trở n ắ g n mạch : f N d .N Ζ = = N Ι 3xΙ N N Ρ
¾ Điện trở lúc ngắn mạch : N R = N 2 3 xΙN
¾ Điện kháng ngắn mạch : X = Ζ2 − 2 R = Ω N N N R X Ta có : N R = R ′ = , N X = X ′ = 1 2 2 1 2 2
¾ Điện áp ngắn mạch phần trăm : U U xU % 1 f . N 1. f N U dm xU % U % = 1 ⇒ = = N x 00 1. U N 1 f . U N f dm 100 x 1. 3 100
¾ Điện áp rơi trên điện trở ngắn mạch phần trăm: Ι fN xRN Ι xR U % 1 = 1 x 00 1dm N = 1 x 00 N .R U U 1f 1dm 3
¾ Điện áp rơi trên điện kháng ngắn mạch phần trăm: Ι fN xXN Ι xX U % 1 = 1 x 00 1dm N = 1 x 00 N .X U U 1 f 1dm 3
¾ Độ thay đổi điện áp thứ cấp phần trăm khi có : Kt và Cosϕ : 2 ΔU % = Κ x U %xCo ϕ s + U %xSinϕ 2 t ( N.R 2 N . X 2 ) U − U Hoặc U dm Δ = x 2 % . 2 2 100 U 2.dm S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-67
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Hệ số công s ấ u t lúc n ắ g n mạch : Ρ Ρ N N Cosϕ = = N 3xU xΙ 3xU xΙ d .N d 1 m f 1 N . d 1 m 4) Hiệu suất MBA : Κ ϕ t xS dm xCos 2 η = 1 x 00 2
Κ xS xCosϕ + Ρ + Κ xΡ t dm 2 0 t N
5) Hệ số tải lúc MBA có hiệu suất cực đại : Ρ Κ = 0 t ΡN
6) Hệ số tải lúc MBA không có hiệu suất cực đại: Ι Ρ Ι Κ = 2 = 2 = 1 t Ι Ρ 2. 2. Ι dm dm dm S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-68
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
BÀI TẬP VÍ DỤ MBA MỘT PHA Bài 1 :
Một cuộn dây được quấn trên lõi thép được ghèp bằng các lá thép kĩ thuật
điện , có tiết diện lõi thép 2 4 − 2 S = 25cm = 25 1
x 0 m . Hệ số ép chặt Κ = , 0 93 , từ cảm C
của lõi thép B = 1,2 Tesla ., điện áp đặt vào cuộn dây U = 220 V , f = 50H . Hãy Z xác định φ
, và điện áp đặt trên 1 vòng dây ? m = ? HD: ¾ Tiết diện có ích : S = SxΚ = 25 1 x 0− 4 x 9 , 0 3 = 2 , 3 25 1 x 0− .4( 2 m ) CI C
¾ Từ thông cực đại trong lõi thép : φ = BxS = , 1 2x2 , 3 25 1 x 0 4 − = 27 9 , 1 x 0 4 − .(Wb) max CI
¾ Số vòng dây quấn trên c ộ u n dây : Ε Ta có : 220 Ν = = = 35 . 5 (vong.) , 4 44xfx , 4 44 5 x 0 x27 9 , 1 x 0 4 − φm
Với Ε ≈ U = 220 V .
¾ Điện áp đặt lên 1 vòng : U 220 = = , 0 62..(V / . 1 vong ) Ν 355 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-69
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 2 :
Một MBA 1 pha có dung lượng S = 5 KVA , có 2 dây quấn sơ cấp và 2 dây
quấn thứ cấp giống nhau .Điện áp định mức của dây quấn sơ cấp là : U
1.dm = 10000.V , điện áp thứ cấp mỗi cuộn là : U2.dm = 110 V . Thay đổi cách ố n i
các dây quấn với nhau sẽ có các tỉ biến đổi điện áp định mức khác nhau . Với mỗi
cách nối hãy tính dòng điện định mức sơ cấp và thứ cấp ? HD:
a) Nối tiếp - nối tiếp: Ta có : S 5000 Ι = = = 0 2 , 5.A . 1 dm U + 1 10000 10000 S 5000 Ι = = = 22 7 , 3.A d . 2 m U + 2 110 110
b) Nối tiếp – song song: Ta có : S 5000 Ι = = = 0 2 , 5.A . 1 dm U 10000+ 10000 1 S 5000 Ι = = = . 2 45 4 , 5 A . dm U 110 2 c) Song song – song song : Ta có : S 5000 Ι = = = . 1 5 , 0 .A dm U 10000 1 S 5000 Ι = = = . 2 45 4 , 5 A . dm U 110 2
d) Song song – nối tiếp : Ta có : S 5000 Ι = = = . 1 5 , 0 .A dm U 10000 1 S 5000 Ι = = = . 2 22 7 , 3.A dm U 110 + 110 2 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-70
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 3:
a/ Một lõi thép được quấn 1 cuộn dây có : N = 300 vòng , lõi thép có chiều
dài trung bình l = 05 m . , tiết diện đo : 2 4 − 2 S = 3 , 5 5cm = 35 5 , 1
x 0 m , hệ số ép chặt TB Κ = 9 , 0 3, sức tổn hao : ρ = W
. Trọng lượng riên của thép 1 , 0 6 C kg 50 = 7650. Kg G
, cuộn dây được đặt vào nguồn U= 220V , f = 50H . Tính tổn t 3 m Z
hao sắt từ trong lõi thép ?
b/ Tính công suất tác dụng P ? Hệ số công suất ? và công suất phản kháng ?
của cuộn dây tiêu thụ . Cho biết R = 5 , 0 Ω . , I = 0,6 A .
c/ Xác định các thông số của cuộn dây : Zth ? Xth ? Rt h? HD: a/
¾ Từ thông trong lõi thép: Ε 220 − φ = = = m 33x10 4.(Wb) , 4 44xfxΝ , 4 44x 50x 300
¾ Tiết diện có ích của lõi thép: S = SxΚ = 35 5 , 1 x 0 4 − x 9 , 0 3 = 33 1 x 0 4−.( 2 m ) CI C
¾ Từ cảm trong lõi thép : − 33 10 4 φm x Β = = = . 1 Τ ( ). e Τ cla m S 33 x − 10 4 CI
¾ Trọng lượng của lõi thép: G = VxG t
Với thể tích của lõi thép : V = S xl = 33 1 x 0 4 − .( 2 m )x . 5 , 0 (m) = 16 5 , 1 x 0− .4( 3 m ) CI TB
Vậy ta có trọng lượng của lõi thép : −4 3 Kg G = VxG = 16 5
, x10 x7650 m . x = 3 12 6 , .Kg t m S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-71
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Tổn hao sắt từ ttrong lõi thép : , 1 3 ⎛ f 2 ⎞ 2 ⎛ 50 ,13 ΔΡ = ρ xΒ x ⎞ ⎜ ⎟ = ⎜ ⎟ = fe m xG 6 , 0 1 x x x12 6 , 7 5 , . 6 (W ) 150 ⎝ 50 ⎠ ⎝ 50 ⎠ b/ ¾ Công suất tác ụ d ng : Ρ = ΔΡ + ΔΡ CU fe
Với tổn hao đồng được tính như sau : 2 ΔΡ = RxΙ = 5 , 0 x , 0 62 = 1 , 0 . 8 (W ) CU
Vậy ta có : Ρ = ΔΡ + ΔΡ = 1 , 0 8 + 5 , 7 6 = 7,7 . 4 (W ) CU fe ¾ Hệ số công s ấ u t : Ρ , 7 74 Cosϕ = = = 0 , 0 58 U Ι x 220 x , 0 6
¾ Công suất phản kháng : Ta có :
Q = UxΙxSinϕ = UxΙx 1 2
− Cosϕ = 220x 6 , 0 x 1− 0 , 0 582 = 131 . 8 , (KVAR) c/ ¾ Tổng trở trong c ộ u n dây : U 220 Ζ th = = = 366 7 , Ω . Ι , 0 6 ¾ Điện trở từ hóa : ΔΡ fe 7 5 , 6 R = = = 21 Ω . th Ι2 , 0 62 ¾ Điện kháng từ hóa : X = Ζ2 − 2 R = th th th 36 , 6 72 − 212 = 366 Ω . S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-72
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 4:
Một MBA 1 pha có U1dm = 220.V , U2dm = 127.V , các thông số của dây quấn như sau : R = 3 , 0 Ω . , X = 0 2 , 5Ω . , R = , X = . Thứ cấp được nối 2 0 , 0 8 . 3 Ω 2 1 , 0 .Ω 1 1
với tải có tổng trở phức Ζ . tai = 8 , 5 + j 1 , 5 . 7 (Ω)
a/ Tính các thông số của sơ đồ thay thế ( các đại lượng quy đổi của thứ cấp ) .
Coi I0 = 0 . Tính dòng điện thứ cấp quy đổi ? và dòng điện sơ cấp ? , Hệ số công suất của sơ cấp ?
b/ tính công suất tác dụng ? công suất phản kháng của sơ cấp và của tải : P ? Q ? Pt ? Qt ? và Ut ? HD: a/ ¾ Hệ số biến áp : U 220 1 Κ = = = BA , 1 73 U2 127
¾ Điện trở thứ cấp quy đổi:
R′ = Κ 2 xR = , 1 732 x 1 , 0 = 3 , 0 Ω . 2 BA 2 ¾ Điện kháng quy đổi:
X ′ = Κ 2 xX = , 1 732 x 0 , 0 83 = 0 2 , 5 Ω . 2 BA 2
¾ Điện kháng tải quy đổi:
Từ tổng trở phức của tải ta có : Ζ = 8 , 5 + j 1 , 5 . 7 Ω ( ) = R + jX tai t t ⇒ R = 8 , 5 Ω . và ⇒ X = 1 , 5 7.Ω t t
Vậy điện kháng tải quy đổi là : X ′ = Κ 2 xX = 7 , 1 32 x 1 , 5 7 = 1 , 5 47 Ω . t BA t
¾ Điện trở tải quy đổi:
R′ = Κ 2 xR = , 1 732 x 8 , 5 = 17 3 , 6 Ω . t BA t
¾ Dòng điện sơ cấp và dòng thứ ấ c p quy đổi: Ta có : Ι = Ι + ( Ι − ′ ) 1 0 2 Vì Ι = 0⇒ Ι = −Ι′ 0 1 2 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-73
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN U1 Ι = Ι − ′ = = 1 2
(R + R′ + R′ + X + X ′ + X ′ 1 t )2 2 ( 1 2 t )2 Với : 220 = = 1 , 9 5.( ) A ( 3, 0 + 3 , 0 + 17 3 , 6)2 + ( , 0 25 + , 0 25 + 1 , 5 47)2 ¾ Hệ số công s ấ u t cơ ấ c p: R
(R +R′ + R′ 1 2 t ) Cosϕ = = = 1 Ζ
(R + R′ + R′)2 + (X + X ′ + X ′)2 1 2 t 1 2 t ( 3 , 0 + 3 , 0 + 17 3 , 6 ) = = 7 , 0 47 ( 3, 0 + 3 , 0 +17 3 , 6)2 + ( , 0 25 + , 0 25 +1 , 5 47)2 b/ ¾ Công suất tác ụ d ng của sơ ấ c p :
Ρ = U xΙ xCosϕ = 220x 1 , 9 5x 7 , 0 47 = 1503 7 , W . 1 1 1 1
¾ Công suất phản kháng của sơ ấ c p:
Q = U xΙ xSin ϕ = U xΙ x 1 2 − Cos ϕ = 220 9 x 1 , 5x 1− 7 , 0 47 2 = 1338 . 3 , (KVAR) 1 1 1 1 1 1 ¾ Công suất tác ụ d ng của ả t i: Ρ = R x 2 Ι = R x 2 Κ Ι′ = 8 , 5 , 1 73 1 , 9 5 2 = 1453 3 , . t t 2 t ( x BA 2 ) ( x x ) W
¾ Công suất phản kháng của ả t i: 2
Q = X xΙ = X x Κ xΙ′ = x x = KVAR t t 2 t ( BA )2 2 1 , 5 7 ( , 1 73 1 , 9 5 )2 1295 . 5 , ( ) ¾ Điện áp trên tải :
Ta có : U = Ζ xΙ = Ι + = + = 2 x R2 2 X 2 ( 7, 1 3x 1 , 9 5)x 8 , 5 2 1 , 5 7 2 123 V . t t t t
------------------------------------------------------------------------- S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-74
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 5:
Một MBA 1 pha có U1dm = 220.V , U2dm = 127.V, I0 = 1,4A , P0 = 30W, làm
thí nghiệm ngắn mạch thì: Ι = Ι = , U = V . 8 , 8 , Ρ =80 W . . Tính các . 1 . 1 1 , 1 3 . 5 A n dm . 1 n n
thông số sơ đồ thay thế ? Điện trở và điện kháng dây quấn thứ cấp quy đổi ? HD: a/ Thi nghiệm không tải: ¾ Tổng trở không ả t i : U1dm 220 Ζ = = = 15 . 7 Ω 0 Ι0 , 1 4
¾ Điện trở không tải: Ρ0 30 R = = = 15 3 , Ω . 0 Ι 2 , 1 4 2 0
¾ Điện kháng không tải: X = Ζ2 − 2 R = 1572 − 15 3 , 2 = 156 Ω . 3 , 0 0 0
b/ Thí nghiệm ngắn mạch : ¾ Tổng trở n ắ g n mạch : U 1N 8 , 8 Ζ = = = , 0 78 Ω . N ΙN 11 3 , 5
¾ Điện trở ngắn mạch: Ρn 8 , 8 R = = = 6 , 0 2 Ω . n Ι 2n 11 3 , 52
¾ Điện kháng ngắn mạch: X R N =
Ζ2N − 2N = 0 7 , 82 − 0 6 , 22 = , 0 47 Ω .
¾ Điện trở thứ cấp chưa quy đổi: R Ta có : N , 0 62 R ≈ R′ = = = 3 , 0 1 Ω . 1 2 2 2 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-75
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN U 220 Hệ số biến áp : 1 Κ BA = = = , 1 73 U 127 2
Vậy điện trở thứ cấp chưa quy đổi là : ′ R2 3 , 0 1 R = = = 1 , 0 .Ω 2 Κ 2 , 1 732 BA
¾ Điện kháng thứ cấp chứ quy đổi: X Ta có : n , 0 47 X ≈ X ′ = = = , 0 23 . 5 Ω 1 2 2 2 X ′2 , 0 235 ⇒ X = = = 0 , 0 8 Ω . 2 Κ 2 , 1 732 BA Bài 6 :
Một MBA 1 pha có dung lượng Sdm = 25KVA, U1dm = 380.V , 2 U dm = 127.V, U = 4% n0 0
a/ Tính dòng điện định mức sơ cấp và thứ cấp ?
b/ Tính dòng ngắn mạch khi điện áp đặt vào bằng U1dm và Un = 70% Udm ? HD: a/
¾ Dòng điện định mức sơ và t ứ h cấp : S 25000 Ι = = = . 1 65 8 , . A dm U 1 380 S 25000 Ι = = =196 8 , 5. d . 2 m A U 2 127 b/ o Khi Un = Udm :
¾ Dòng ngắn mạch phía sơ ấ c p : Ι .1 65 8 , dm Ι = x100 = x100 =164 . 5 A N . 1 U 0 4 N 0 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-76
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Dòng ngắn mạch phía thứ ấ c p : Ι .2 196 8 , 5 dm Ι = = = 2 x100 x100 4921.A N U 4 N 0 0 o Khi Un = 70%Udm :
¾ Dòng ngắn mạch phía sơ ấ c p : 70 Ι = x = . 1 1645 1151 5 , .A N 100
¾ Dòng ngắn mạch phía thứ ấ c p : 70 Ι = x = . 2 492 . 1 344 , 4 7A N 100 Bài 7:
Cho một MBA có dung lượng Sdm = 20000KVA , U1dm = 126,8.KV ,
U2dm = 11.KV, f= 50HZ, diện tích lõi thép S= 3595 cm2 , mật độ từ thông B= 1,35
Tesla . Tính số vòng dây của dây quấn sơ và thứ cấp . HD: ¾ Từ thông lõi thép : = Β = − φ = m xS 3 , 1 5 3 x 595 1 x 0 4 , 0 48 . 5 (W.b)
¾ Số vòng dây quấn sơ ấ c p : Ta có : 3 U x 1 126 8 , 10 Ν = = = 117 . 7 (vong) 1 , 4 44xfxφm , 4 44 5 x 0 x , 0 485
¾ Số vòng dây quấn thứ ấ c p : Ta có : 3 U x 2 11 10 Ν = = = vong 2 102.( ) , 4 44xfxφm , 4 44x50x , 0 485
------------------------------------------------------------------- S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-77
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 8: U 35
Cho MBA 1 pha có các số liệu sau: S 1 dm = 6637KVA, = .KV , U 10 2 Pn = 53500W, UN% = 8 a/ Tính Zn ? Rn ?
b/ Giả sử R = R′, Tính điện trở không quy đổi của dây quấn thứ cấp R = 2 ? 1 2 HD: a/
¾ Dòng điện định mức sơ cấp : S 6637 dm Ι = Ι = = = . 1 . 1 189 6 , 3.A dm N U1 35
¾ Điện trở ngắn mạch: ΡN 53500 R = = = 5 , 1 .Ω N Ι2 18 , 9 632 N ¾ Tổng trở n ắ g n mạch: Ι Ζ N x N U % Ta có : N 8 35000 U % = 1 N x 00 ⇒ Ζ = xU x N 1 = = 14 8 , Α . Ω U dm x dm 1 100 Ι N 100 18 , 9 63 b/
¾ Điện trở thứ cấp chưa quy đổi: R Ta có : n 5 , 1 R ≈ R′ = = = 7 , 0 5. Ω . 1 2 2 2 U Hệ số biến áp : 1 35 Κ = = = BA 5 , 3 U 10 2
Vậy điện trở thứ cấp chưa quy đổi là : R′ , 0 75 R = 2 2 = = , 0 06 . 1 .Ω Κ2BA 5 , 3 2
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-78
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
MÁY BIẾN ÁP BA PHA Bài 1:
Một MBA 3 pha nối (Υ ) có dung lượng S Δ dm = 60KVA , U1dm= 35KV,
U2dm= 400V . Làm thí nghiệm không tải : Ι = , P 0 % 11 0 = 502W. Làm thí nghiệm ngắn mạch : U % = 5 , 4 5% , P N 0 = 1200.W. Tính :
a/ Dòng điện định mức sơ cấp và thứ ấ
c p ? và dòng không tải Ι = ? 0 b/ Tính Co ϕ s = ? U Cosϕ = 0 N = ? ? N
c/ Tính Kt = ? hiệu suất của máy η = ? khi Κ = 5 , 0 và Cosϕ = 9 , 0 t HD: a/
¾ Điện áp pha sơ cấp : U Ta có : 1 35000 U d = = = 20207 V . 1 f 3 3
¾ Dòng điện định mức phía sơ cấp : S S 60000 dm dm Ι = = = = 1 1. A dm x 3 U1f 3xU 1 3 35000 d x
¾ Dòng điện định mức phía thứ cấp : S S 60000 dm dm Ι = = = = 2 86 6 , . A dm x 3 U 2 3 3 400 f xU x 2 d
¾ Dòng điện lúc không tải : Ι %xΙ 11 0 1dm Ι = = x1 = 1 , 0 1.A 0 100 100 b/ ¾ Hệ số công s ấ u t lúc không tải: Ρ = xU Ι ϕ ϕ f x f xCos = xU Ι d x d xCos 0 3 1 1 0 0 3 1 0 1 0 0 Ta có : Ρ0 502 ⇒ Cosϕ = = = 0 , 0 75 0 3 xU Ι x 3 3 x 5000 x 1 , 0 1 1 dm 0 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-79
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Điện áp dây khi ngắn mạch : U % 5 , 4 5 U = U x N = = 1 1 x35000 1592 V . 5 , dN dm 100 100
¾ Điện áp pha khi ngắn mạch : U1 . 1592 5 , U d N = = = 1 . 91 , 9 4 V . f N 3 3 ¾ Hệ số công s ấ u t lúc ngắn mạch: Ρ = ϕ ϕ N 3xU f NxΙ f x dm Cos = N xU d NxΙ d x dm Cos 1 . 1 3 1 . 1 . n Ta có : ΡN 1200 ⇒ Cos ϕ = = = , 0 43 N 3xU xΙ 3 1 x 592 5 , 1 x 1d. N 1dm c/ ¾ Hệ số ả
t i lúc MBA có hiệu suất cực đại : Ρ0 502 Κ = = = 6 , 0 46 t ΡN 1200
¾ Hiệu suất của MBA khi Κ = 5 , 0 và Co ϕ s = 9 , 0 t Ta có : Κ xS xCosϕ t dm x x 2 , 0 5 60000 9 , 0 η = = = 9 , 0 7 2 Κ ϕ t xS dm xCos + Ρ + Κ Ρ t x N x x + + x 2 0 5 , 0 60000 9 , 0 502 5 , 0 2 1200
------------------------------------------------------------------------------------------ S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-80
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 2:
Một MBA 3 pha nối (Υ −1 )1 có các thông số sau: U Δ 1dm= 35000V,
I1dm= 92,5A Làm thí nghiệm không tải : Ι % = 5 , 4 %, P 0 0 = 15,8KW. Làm thí
nghiệm ngắn mạch : U % = 5 , 7 .% , P N 0 = 57KW. Tính :
a/ Các tham số lúc không tải ( Z0 ? R0 ? X0 ? )
b/ Các tham số lúc ngắn mạch ( ZN ? RN ? XN ? )
Và các thành phần U % = ? , U % = ? NR NX
c/ Độ thay đổi điện áp ΔU .% = ? khi tải định mức với Cosϕ = 8 , 0 , Κ = 1 2 2 t
d/ Hệ số tải cực đại Kt = ? và hiệu suất của máy η = ? ở tải định mức. ớ v i Cosϕ = , Κ = 1 2 8 , 0 t HD: a/
¾ Dòng điện lúc không tải : Ι %xΙ 0 1dm 5 , 4 Ι = = x92 5 , = 1 , 4 6.A 0 100 100 ¾ Tổng trở không ả t i : U1f U 1dm 35000 Ζ = = = = 4857 Ω . 5 , 0 Ι .0 f 3xΙ f 3x 1 , 4 6 . 0
¾ Điện trở lúc không tải : Ρ x 0 18 5 , 1000 R = = = 356 Ω . 0 3 Ι x 3x 1 , 4 62 0
¾ Điện kháng lúc không tải : X R 0 = Ζ 20 − 20 = 4857 5 , 2 − 3562 = 484 , 4 Ω . 4 b ¾ Tổng trở lúc n ắ g n mạch : U Ta có : 1 f . N Ζ = N ΙN
Với điện áp pha lúc ngắn mạch là : S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-81
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN U1 % f xU N U U % 35000 7 5 , U dm 1 = = = = 1 . x N x 1515 V . f N 100 3 100 3 100 1515
Vậy tổng trở khi ngắn mạch là : Ζ N = = 1 , 6 Ω . 4 92 5 ,
¾ Điện trở ngắn mạch : Ρ Ρ N N 57000 R = = = = , 2 2 Ω . N 3 Ι 2 x N f x x . 3 (Ι1dm )2 3 92 5 , 2
¾ Điện kháng lúc ngắn mạch: X = Ζ2 − 2 R = 1 , 6 42 − , 2 22 = 1 , 6 Ω . 2 N N N
¾ Các thành phần ngắn mạch :
Điện áp rơi trên điện trở ngắn mạch phần trăm : Ι xR 1 x 00 Ι xR x x 1dm N 1dm N 92 5 , , 2 2 100 Ta có : U % = = 1 x 00 = = N . 0 , 1 2.% R U U 35000 1 f 1 d 3 3
Điện áp rơi trên điện kháng ngắn mạch phần trăm : Ι xX 1 x 00 Ι xX Ta có : x x 1dm N 1dm N 92 5 , 1 , 6 2 100 U % N X = = 1 x 00 = = , 7 43.% . U U 35000 1 f 1d 3 3 c/
¾ Độ thay đổi điện áp thứ cấp phần trăm : Δ U = Κ x U xCosϕ + U xSinϕ 2 % ( t N. % R 2 . % N X 2 ) Ta có : ⇒ ΔU = x x + x = 2 % 1 ( 0 , 1 2 8 , 0 , 7 43 6 , 0 ) , 5 27 Với Cosϕ = 8 , 0 ⇒ Sinϕ = , 0 6 2 2 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-82
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN d/ ¾ Hệ số ả
t i lúc MBA có hiệu suất cực đại : Ρ0 18500 Κ = = = t 5 , 0 7 Ρ 57000 N
¾ Hiệu suất của MBA khi ả
t i định mức với Co ϕ s = 8 , 0 , Κ = 1 2 t Ta có : Κ ϕ t xSdm xCos x x x x 2 1 3 35000 92 5 , 8 , 0 η = = = 9 , 0 7 2
Κ xS xCosϕ + Ρ + Κ Ρ x t dm t N x x x x + + x 2 0 1 3 35000 92 5 , 8 , 0 18500 12 57000 Với S = 3xU xΙ = 3x35000x92 5 , = 60 K . VA dm d 1 m d 1 m Bài 3 :
Cho 3 MBA 3 pha có cùng tổ nối dây và tỉ số biến áp , với các thông số sau :
S1dm= 180KVA , S2dm= 240KVA , S3= 320KVA , U % = , 5 4% , U % = 6% , 1 N 2N U % = ,
6 6.%.Hãy xác định tải của mỗi MBA khi tải chung của MBA bằng tổng 3N
công suất định mức của chúng St=740.KVA , và tính xem tải tổng tồi đa để không
MBA nào bị quá tải bằng bao nhiêu ? HD: ¾ Tổng ệ h s ấ u t động : n S 180 240 320 dm.i ∑ = + + = 121 . 8 , KVA =1 % , 5 4 6 , 6 6 i U N i. ¾ Hệ số ả t i : S Κ = t t n S U %x . N.i ∑ dm i i =1 UN i. S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-83
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN S 740 Với MBA 1 ta có : Κ = t t = = 1 , 1 25 1 . n S dm i x . , 5 4 121 8 , U %x N ∑ 1 . i 1 = UN .i ⇒ S = Κ = = 1 . 1 . xS 1 . 1 , 1 25x180 202 5 , K . VA t t dm
Tương tự với MBA 2 ta có : S t 740 Κ = = = , 1 01 t 2 . n S dm i x . 6 121 8 , U % N ∑ x 2 . i=1 U N.i ⇒ S = Κ = = 2 . 2 . xS 2 . 0 , 1 1x240 243 K . VA t t dm Với MBA 3 ta có : St 740 Κ = = = 9 , 0 2 t 3 . n Sdm i x . 6 , 6 121 8 , U %x N ∑ 3 . i 1 = U N .i ⇒S = Κ = = 3 . 3 . xS 3 . 0 , 92x320 294 . 5 , KVA t t dm
¾ Ta thấy MBA 1 có có U % nhỏ nhất ,bị tải nhiều . trong khi đó MBA 3 N
có U % lớn nhất bị hụt tải . Tải tổng tối đa để không MBA nào bị quá N tải ứng với khi Kt= 1 : St S Ta có t Κ = = = 1 ⇒ S = , 5 4 x1218 , = 657 7 , .KVA t n S . , 5 4 121 8 , dm i x t U %x∑ N 3 . i 1 = U N. i
Do đó phần công suất đặt của các MBA không được lợi dụng sẽ bằng : S = 740 − 65 , 7 7 = 82 . 3 , KVA dat Bài 4 : U
Cho 1 MBA 3 pha có các số liệu sau : S 1 35000 dm = 5600.KVA , = V . , U 2 6600 Ι1 , 9 25 = .A , P Ι % = 5 , 4 , U % = 7 5 , %, P Ι 490 0= 18,5.KW , % 0 0 N = 57 KW. 2 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-84
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Hãy xác định :
a/ Các tham số lúc không tải ( Z0 ? R0 ? X0 ? )
b/ Các tham số lúc ngắn mạch ( ZN ? RN ? XN ? )
Và các thành phần U , U % NX = ? NR % = ? HD: a/
¾ Dòng điện lúc không tải : Ι %xΙ 5 , 4 0 1dm Ι = = = 0 x92 5 , 1 , 4 6.A 100 100 ¾ Tổng trở không ả t i : U f U 1 1dm 35000 Ζ = = = = 4857 Ω . 5 , 0 Ι .0 f 3xΙ 3x 1 , 4 6 . 0 f
¾ Điện trở lúc không tải : Ρ x 0 18 5 , 1000 R = = = 356 Ω . 0 3 Ι x f 3x 1 , 4 62 0
¾ Điện kháng lúc không tải : X = Ζ 2 − 2 R = 0 0 4857 5 , 2 − 3562 = 484 , 4 Ω . 4 0 b/ ¾ Tổng trở lúc n ắ g n mạch : U Ta có : 1 f . N Ζ = N ΙN
Với điện áp pha lúc ngắn mạch là : U % 1 f xU N U1 U % 35000 7 5 , U dm = = x N = x = 1 . 1515 V . f N 100 3 100 3 100
Vậy tổng trở khi ngắn mạch là : 1515 Ζ = = 1 , 6 Ω . 4 N 92 5 , S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-85
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Điện trở ngắn mạch : Ρ Ρ N N 57000 R = = = = , 2 2 Ω . N 3 Ι 2 x N f x x . 3 (Ι1dm )2 3 92 5 , 2
¾ Điện kháng lúc ngắn mạch: X = Ζ2 − 2 R = N N N 1 , 6 42 − , 2 22 = 1 , 6 Ω . 2
¾ Các thành phần ngắn mạch :
Điện áp rơi trên điện trở ngắn mạch phần trăm : Ι xR 1 x 00 Ι xR x x Ta có : 1dm N 1dm N 92 5 , , 2 2 100 U % = = 1 x 00 = = 0 , 1 2.% N .R U U 35000 1 f 1 d 3 3
Điện áp rơi trên điện kháng ngắn mạch phần trăm : Ι xX 1 x 00 Ι xX x x Ta có : 1dm N 1dm N 92 5 , 1 , 6 2 100 U % = = 1 x 00 = = , 7 43.% N. X U U 35000 1 f 1d 3 3 Bài 5:
Một MBA 3 pha nối (Υ −1 ) 2 có các thông số sau: U Υ 1dm= 6000V,
Sdm= 180 KVA . Làm thí nghiệm không tải : Ι = , P 0% , 6 4.% 0 = 1000W. Làm
thí nghiệm ngắn mạch : U % = 5 , 5 ..%, P
R ≈ R′ , X ≈ X ′ N N = 4000 W.cho biết 1 2 1 2 Tính :
a/ Các tham số lúc không tải ( Z0 ? R0 ? X0 ? )
b/ Các tham số lúc ngắn mạch ( ZN ? RN ? XN ? )
Và các thành phần U % = ? , U % = ? NR NX HD: a/
¾ Dòng điện định mức phía sơ cấp : S 180000 dm Sdm Ι = = = = 1 17 3 , . A dm x 3 U1 3 3 6000 f xU x d 1 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-86
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Dòng điện lúc không tải : Ι %xΙ , 6 4 0 1dm Ι = = x17 3 , = 1 , 1 .A 0 100 100 ¾ Tổng trở không ả t i : U1f U 1dm 6000 Ζ = = = = 3149 Ω . 0 Ι f x x . 0 3 Ι 3 1 , 1 . 0 f
¾ Điện trở lúc không tải : Ρ0 1000 R = = = 275 Ω . 0 3 Ι x f 3x 1 , 1 2 0
¾ Điện kháng lúc không tải : X = Ζ2 − 2 R = 0 0 31492 − 2752 = 3137 Ω . 0 b/
¾ Điện áp dây khi ngắn mạch : U % 5 , 5 U = = = 1 U1 x N x6000 330 V . dN dm 100 100
¾ Điện áp pha khi ngắn mạch : U 330 U d 1 .N = = = 1 . 190 V . f N 3 3 ¾ Tổng trở lúc n ắ g n mạch : U U Ta có : 1 f .N 1f .N 190 Ζ = = = = 11 Ω . N Ι Ι 17 3 , N 1dm
¾ Điện trở ngắn mạch : Ρ Ρ N N 4000 R = = , 4 45. N 3 Ι 2 x N f x x . 3 (Ι ) = = Ω 2 3 17 3 , 2 1dm
¾ Điện kháng lúc ngắn mạch: S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-87
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN X R N =
Ζ2N − 2N = 112 − 4 4 , 52 = 10 Ω .
¾ Các thành phần ngắn mạch :
Điện áp rơi trên điện trở ngắn mạch phần trăm : Ι dmxRN x Ι dm xR x x Ta có : 1 100 1 N 17 3 , , 4 45 100 U = = x = = N .R % 100 , 2 2.% U U1 d 6000 1 f 3 3
Điện áp rơi trên điện kháng ngắn mạch phần trăm : Ι dm xX 1 N x 00 Ι dm xX x x Ta có : 1 1 N 17 3 , 10 100 U % = = 1 x 00 = = N. 5.% X U U 6000 1 f 1d 3 3 Bài 6:
Một MBA 3 pha nối (Υ −1 ) 2 Υ
có các thông số sau: U1dm= 15 KV,
U2dm= 400V , Sdm= 160 KVA .,P0 = 460W., U % = 4.% , P N N =2350 W.cho
biết R ≈ R′ , X ≈ X ′ 1 2 1 2 Tính : a/ Ι = ? , Ι
= ? , R = ? , X = ?, Z = ? , R = ?, R = ?, X = ? , X = ? 1dm 2dm N N N 1 2 1 2
Và các thành phần U % = ? , U % = ? NR NX
b/ Độ thay đổi điện áp ΔU .% = ? và U định mức vớ 2 2 = ? khi tải i Cosϕ = , Κ = 1 2 8 , 0 t
c/ Hiệu suất của máy η = ? khi. Cosϕ = 8 , 0 , Κ t = , 0 75 2 HD: a/
¾ Dòng điện định mức phía sơ cấp : S 160000 dm Sdm Ι = = = = 1 1 , 6 6.A dm x 3 U1 3 3 15000 f xU x d 1
¾ Dòng điện định mức phía thứ cấp : S 160000 dm Sdm Ι = = = = 23 . 0 2dm A x 3 U 2 f 3xU 3x400 2d S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-88
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Tổng trở lúc n ắ g n mạch : Ta có : Ι Ζ dmx Ι Ζ N dm x N U N xU 1 1 % U % = 1 N x 00 = ⇒ Ζ = 1dm = U U N 1dm f x x 1 100 3 Ιdm 3 4 1 x 5000 = = 5 , 6 2 Ω . 100 x 3x 1 , 3 6
¾ Điện trở ngắn mạch : Ρ Ρ N N 2350 R = = 20 6 , . N 3 Ι 2 x N f x x . 3 (Ι ) = = Ω 2 3 1 , 6 62 1dm
¾ Điện kháng lúc ngắn mạch: X = Ζ2 − 2 R = N N N 5 , 6 22 − 2 , 0 62 = 52 3 , Ω .
¾ Điện trở sơ cấp và điện trở thứ cấp quy đổi: R Ta có : N 2 , 0 6 R = R′ = = = 10 3 , Ω . 1 2 2 2
¾ Điện kháng sơ cấp và điện kháng thứ cấp quy đổi: X Ta có : 5 , 6 2 X = X ′ = N = = 28 . 1 , .Ω 1 2 2 2 ¾ Hiệu suất MBA : U 15000 1 Κ = = = BA 37 5 , U 400 2
¾ Điện trở và điện kháng chưa quy đổi : R ′ Ta có : 2 2 10 3 ,
R′ = Κ xR ⇒ R = = = 2 BA 2 2 0 0 , 07 Ω . Κ 2 37 5 , 2 BA X ′ 2 2 28 1 ,
X ′ = Κ xX ⇒ X = = = 2 BA 2 2 0 , 0 2 Ω . Κ2 37 5 , 2 BA S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-89
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
¾ Các thành phần ngắn mạch :
Điện áp rơi trên điện trở ngắn mạch phần trăm : Ι dm xRN x Ι dm xR x x Ta có : 1 100 1 N 1 , 6 6 20 6 , 100 U = = N R x = = . % 100 , 1 46.% U U 1 f 1 d 15000 3 3
Điện áp rơi trên điện kháng ngắn mạch phần trăm : Ι xX 1 x 00 Ι xX x x Ta có : 1dm N 1dm N 1 , 6 6 5 , 6 2 100 U % = = 1 x 00 = = 7 , 3 .% N. X U U 6000 1 f 1d 3 3 b/
¾ Độ thay đổi điện áp thứ cấp phần trăm khi Kt = 1, Co ϕ s = 8 , 0 ⇒ Sinϕ = , 0 6 : 2 2 Δ U % = Κ ( x U % xCosϕ + U % xSinϕ ) 2 t N. R 2 N. X 2 Ta có : ⇒ ΔU % = x 1 + = 2 ( ,146x 8, 0 , 3 7x 6 , 0 ) , 3 4 V .
¾ Điện áp thứ cấp khi Kt = 1 : U − U ΔU %xU Ta có : ΔU % . 2 dm 2 = 1 x 00 2 . 2 dm ⇒ U = U − 2 2 . 2 dm U .2dm 100 U Δ %xU Vậy 2 . 2 , 3 4 400 dm x U = U − = 400 − = 38 , 6 4V . 2 . 2 dm 100 100 c/
¾ Hiệu suất MBA khi Kt = 0,75, Co ϕ s = 8 , 0 : 2 Ta có: Κ xS xCosϕ t dm x x 2 7 , 0 5 160000 8 , 0 η = = = 9 , 0 8 2 Κ ϕ t xS dm xCos + Ρ + Κ Ρ t x N x x + + x 2 0 0 7 , 5 160000 8 , 0 460 , 0 75 2 2350 S VTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-90