


























































































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