Đề cương bài tập ôn tập môn truyền động điện –Trường Đại học bách khoa Hà Nội
Bài 1 :
Cho một vật có khối lượng m = 500kg , g = 9,81m/s2. Tỷ số truyền
i = 10, đường kính quán tính Dt = 10KM. Hiệu suất của bộ biến đổi là 0,9. Nếu vật có thể đi lên và có tốc độ tối thiểu = 0,5 m/s thì phải chọn động cơ có Mđm và tốc độ là bao nhiêu ?
Đề cương bài tập ôn tập môn truyền động điện –Trường Đại học bách khoa Hà Nội
Tài liệu gồm 10 trang , giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao
Môn: Truyền động điện 28 tài liệu
Trường: Đại học Bách Khoa Hà Nội 4.4 K tài liệu
Tác giả:
Preview text:
Chương 1 :
CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bài 1 :
Cho một vật có khối lượng m = 500kg , g = 9,81m/s2. Tỷ số truyền
i = 10, đường kính quán tính Dt = 10KM. Hiệu suất của bộ biến đổi là 0,9. Nếu
vật có thể đi lên và có tốc độ tối thiểu = 0,5 m/s thì phải chọn động cơ có Mđm và tốc độ là bao nhiêu ? Bài 2 :
Một vật có m = 500kg, g = 9,81 m/s2 di chuyển với vận tốc bằng
1 m/s, Jt = 500kg/m2, ibt = 100, GD2 = 100kgm2. Hãy quy đổi Moment quán tính
của hệ thống về đầu trục động cơ. Bài 3 :
Cho một động cơ có GD2 = 100kgm2, nđ = 720v/phút, i = 10, một phần tử
chuyển động quay có J = 15kgm2, một vật chuyển động thẳng có G = 500Kg với
vận tốc 2 m/s. Tính Moment quán tính quy đổi về đầu trục động cơ. Bài 4 :
Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền cho một hệ thống dùng băng tải
để chuyển hàng từ nơi này đến nơi khác cho biết :
F = 1110kg (lực kéo băng tải), vận tốc băng tải vbt = 0,47m/s. Băng tải làm việc
một chiều, tải coi như ổn định. Tính Moment cản trên đầu trục động cơ. Biết rằng nđc = 1400v/phút Bài 5 :
Một động cơ khởi động cho một cơ cấu (từ tốc độ = 0) đến tốc độ n =
800V/phút, rồi sau đó cùng với phanh cơ khí, nó làm giảm tốc cơ cấu về trạng thái
đứng yên. Hãy xác định thời gian tăng tốc và giảm tốc của truyền động nếu cho biết :
Moment tĩnh do lực ma sát sinh ra Mc = 80Nm.
Moment quán tính của truyền động (động cơ, cơ cấu và sản phẩm) qui đổi về trục n
động cơ là : J = 6,25Kgm2 d b
Momet do phanh cơ khí sinh ra Mh = 280Nm
Đặc tính của động cơ có dạng như sau :
Động cơ sinh ra được những Moment sau :
Khi khởi động Ma = 500Nm (điểm a) M
Khi tốc độ đạt đến 800V/phút .Mb = 100Nm (điểm b) 400 0 100 a
Moment hãm đầu tiên Md = 400Nm (điểm d) 1 ĐÁP ÁN CHƢƠNG I :
Cơ sở Truyền Động Điện Bài 1 : Đáp số : Mđm = 28Nm. nđ = 955V/phút. Bài 2 : Đáp số : J = 25,13Kgm2 Bài 3 : Đáp số : J = 25Kgm2 Bài 4 :
P là công suất trên tải
là hiệu suất cho bằng 1000 (hiệu suất băng tải)
Pđc là công suất động cơ
+ Ta có : Công suất trên băng tải là :
P = F * Vbt = 1100 * 0,47 = 517 W P Công suất động cơ P = = 5,22 KW đc
- Động cơ không trực tiếp kéo băng tải mà thông qua bộ truyền lực nên hiệu suất 5.22
bằng 0,87 ➔ Pđc = 0.87 = 6 KW 9.55 V
Moment cản trên đầu trục động cơ là : Mc = * F * n = 40,92 Nm đ Bài 5 : + Ta có :
* Thời gian tăng tốc từ điểm a đến b là : J n M t = b - na lg đga ab 4.15 Mđga - Mđgb Mđgb - Trong đó :
Mđga = + | Ma | - | Mc | = 500 - 80 = 420Nm
Mđgb = + | Mb | - | Mc | = 100 - 80 = 20Nm ➔ tab = 4s * Thời gian giảm tốc : + Ta có : nd = 800V/phút no = 0
Mđgd = - 400 - 80 - 280 = -760 Nm Mđgo = - 80 - 280 = -360 Nm ➔ tdo = 1s 2 CHƢƠNG II
ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN Câu hỏi thảo luận:
1. Khái niệm về đặc tính cơ của máy sản xuất và của động cơ điện? Ý nghĩa của việc
nghiên cứu đặc tính cơ (đặc tính cơ điện)?
2. Vẽ sơ đồ đấu dây của động cơ một chiều kích từ độc lập, động cơ một chiều kích
từ song song? Với điều kiện nào thì động cơ một chiều kích từ độc lập được coi
như động cơ một chiều kích từ song song?
3. Các bước tiến hành xây dựng phương trình đặc tính cơ và đặc tính cơ điện của
động cơ một chiều kích từ độc lập?
4. Ảnh hưởng của các tham số tới phương trình đặc tính cơ?
5. Cách vẽ đặc tính cơ và đặc tính cơ điện của động cơ một chiều kích từ độc lập?
6. Vẽ sơ đồ đấu dây của động cơ một chiều kích từ nối tiếp? Đặc điểm của cuộn dây
kích từ trong động cơ một chiều kích từ nối tiếp?
7. Cách vẽ đặc tính cơ và đặc tính cơ điện của động cơ một chiều kích từ nối tiếp?
8. Cách tính điện trở khởi động của động cơ một chiều kích từ độc lập? (phương pháp
giải tích và phương pháp đồ thị)
9. Các trạng thái hãm của động cơ một chiều kích từ độc lập?
10. Các trạng thái hãm của động cơ một chiều kích từ nối tiếp?
11. Các bước tiến hành xây dựng phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ba pha?
12. Các thông số ảnh hưởng đên đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ?
13. Cách tính điện trở khởi động của động cơ không đồng bộ?
14. Các trạng thái hãm của động cơ không đồng bộ?
ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP Bài 1 :
Một động cơ điện một chiều kích từ độc lập, đang làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên với Mc = 30 Nm
Động cơ có các thông số sau Uđm = 220V, Iđm = 30A, nđm = 1000v/phút, Pđm =
4KW. Xác định trị số điện trở phụ cần thêm vào để động cơ đổi chiều quay sang
tốc độ n = - 800v/phút và vẽ đặc tính cơ khi tốc độ n = -800v/phút. Bài 2 :
Một động cơ kích từ độc lập có các tham số sau :
Pđm = 10KW, Uđm = 110V, Iđm = 100A, nđm = 500v/phút. Trang bị cho một cơ cấu
nâng đang làm việc trên đường đặc tính tự nhiên với phụ tải Mc = 0,8 Mđm và động cơ đã nâng hàng xong.
Hãy vẽ đặc tính cơ và xác định Rf cần nối vào mạch phần ứng để động cơ hạ tải với
tốc độ bằng 1/2 tốc độ nâng. 3 Bài 3 :
Một động cơ một chiều kích từ độc lập có các tham số sau :
Pđm = 4,2KW, Uđm = 220V, Iđm = 20A, nđm = 500v/phút được trang bị cho một cơ
cấu nâng. Khi động cơ đang nâng tải trên đặc tính cơ tự nhiên. Người ta đọc được
giá trị dòng điện chạy trong mạch phần ứng 21A. Để dừng tải lại người ta sử dụng
hãm động năng kích từ độc lập. Hãy vẽ đặc tính cơ và xác định trị số điện trở hãm
dùng để nối kín mạch phần ứng sao cho dòng điện hãm ban đầu nằm trong phạm vi cho phép.
Hãy vẽ đặc tính cơ và xác định giá trị R dùng để nối kín mạch phần ứng để động cơ
hạ tải trong trạng thái hãm động năng với tốc độ hãm bằng 1/2 tốc độ nâng. Bài 4 :
Một động cơ kích từ độc lập có Pđm = 10KW, Uđm = 110V,
Iđm = 100A, nđm = 500v/phút. Đang làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên với phụ tải
Mc = 0,8Mđm. Khi động cơ đang làm việc ổn định thì đột ngột điện áp giảm xuống
còn 90V. Hãy xác định tốc độ ổn định của động cơ lúc ban đầu rồi phân tích các
trạng thái làm việc của động cơ khi chuyển từ tốc độ ban đầu đến tốc độ sau. Xác
định dòng điện chạy qua phần ứng động cơ và vẽ đặc tính cơ của động cơ tại thời
điểm điện áp vừa thay đổi. Bài 5 :
Một động cơ một chiều kích từ độc lập có Pđm = 4KW, Uđm = 220V,
Iđm = 20A, n = 1000V/phút. Động cơ khởi động với Mc = 0,8 Mđm. Dòng điện lớn
nhất trong quá trình khởi động I1 = 50A. Hãy xác định số cấp khởi động và xác
định giá trị của R cần cắt ra khi chuyển đặc tính. Bài 6 :
Một động cơ một chiều kích từ độc lập có Pđm = 75KW, Uđm = 440V, nđm =
1000V/phút, Iđm = 194A, Rư = 0,072
Xác định độ cứng của đường đặc tính cơ tự nhiên.
Xác định tốc độ khi giảm từ thông còn 2/3 đm với phụ tải là định mức và điện trở
phụ trong mạch phần ứng bằng 0.
* ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ NỐI TIẾP Bài 7 :
Một động cơ một chiều kích từ nối tiếp đang làm việc ở trạng thái động cơ
trên đường đặc tính cơ tự nhiên, người ta đo được dòng điện chạy qua động cơ
bằng 18A. Để hãm dừng nhanh động cơ, người ta áp dụng biện pháp đảo ngược
cực tính điện áp phần ứng và nối thêm Rf.
Hãy tính Rf bằng bao nhiêu ? để dòng điện hãm ban đầu 2,5Iđm 4 Tham số của động cơ :
Pđm = 4KW ; Uđm = 220V ; Iđm = 20A ; nđm = 500V/phút
Động cơ không đồng bộ ba pha. Bài 8 :
Tính điện trở cấp hãm ngược dùng cho động cơ kích từ nối tiếp kiểu M -
72, 80KW, 220V, 460V/phút. 405A ứng với TD 25%. Yêu cầu hãm nhanh. Bài 9 :
Cho một động cơ một chiều kích từ nối tiếp có Rcknt = 0,96 ,
Pđm = 7 KW, nđm = 1180 V/phút, Uđm = 220V, Iđm = 37,5A. Tính điện trở phụ nối
tiếp để động cơ mang tải Mc = 70Nm, nc = 750V/phút
* ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Bài 10 :
Một động cơ điện không đồng bộ ba pha có tham số sau :
Pđm = 60KW , nđm = 720V/phút, fđm = 50Hz , m = 2,2, 2p = 8.
Hãy xác định tốc độ của động cơ khi Moment phụ tải đặc lên trục động cơ Mc = 0,8 Mđm
Khi động cơ mở máy trực tiếp thì Moment khởi động của động cơ là bao nhiêu ? Bài 11:
Một động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha có các tham số sau :
Pđm = 7,5KW, nđm = 945V/phút, fđm= 50Hz , m= 2,5, 2p = 6, Iđm= 20A, Uđm 380V
Hãy xác định Moment mở máy của động cơ khi mở máy trực tiếp. Tốc độ của
động cơ khi động cơ làm việc trên đặc tính tự nhiên với Mc = 0,8Mđm. Bài 12 :
Một động cơ một chiều kích từ độc lập có các tham số sau :
Pđm = 25KW , nđm = 500V/phút, Iđm = 120A, Uđm = 220V.
Moment quán tính của roto JA = 3,7 Mc = 382Nm, Jqđ = 6,3 kgm2
Động cơ khởi động gián tiếp qua các cấp Rf và đòng điện lớn nhất trong qua trình
khởi động là : I1 = 2,5Iđm = 300A.
Hãy xác định các cấp R và thời gian khởi động. Bài 13 :
Một động cơ điện không đồng bộ ba pha Roto dây quấn, đang làm việc trên
đường đặc tính cơ tự nhiên với Mc = 23,7Nm. Các số liệu của động cơ như sau :
Pđm=2,2KW, nđm = 885V/phút, m = 2,3, 2p = 6,Iđm= 12,8A, Uđm = 220V,E2 = 135V. 5
Xác định tốc độ động cơ khi thêm vào Roto điện trở bằng 1,5 .
Tính Rf cần thiết thêm vào khi động cơ làm việc với tốc độ n = - 300V/phút. Bài 14 :
Cho một động cơ điện không đồng bộ có các tham số sau :
Uđm = 380 V, Pđm = 7,5KW, nđm = 905 V/phút, Istđm = 19,3A, IkđTN = 4,4Istđm,
MkđTN = 3Mđm , Cos nm = 0,74. Để cho tải trọng của một palăng khỏi bị giật
mạnh, khi khởi động người ta nối stator động cơ qua 1 điện trở khởi động. Hãy tính
giá trị điện trở ngoài cho động cơ đó. Bài 15 :
Tính điện trở trong mạch một chiều để hãm động năng động cơ không đồng
bộ ba pha có các số liệu như sau :
Uđm = 380V, Pđm = 11KW, nđm = 685 V/phút, Istđm = 28,8A, dòng ba pha không tải
Isto = 19,4 A, rst = 0,43 . Nguồn xoay chiều của động cơ là một bộ biến tần 25Hz.
Lưới một chiều để cung cấp dòng điện cho hãm động năng có điện áp 220V. Yêu cầu hãm nhanh. Bài 16 :
Tính điện trở khởi động cho một động cơ không đồng bộ 380V, 40KW,
980V/phút, Erđm = 191V, Irđm = 126A. Dùng để truyền động một máy đập có bánh
đà . Để dùng phần động năng của bánh đà người ta nối vào Roto một đoạn điện
trở cố định để cho động cơ có độ trượt scđ = 0,1 khi Moment bằng định mức. Bài 17 :
Chọn máy phát hãm động năng và tính toán điện trở Roto khi hãm động
năng cho một động cơ không đồng bộ có bánh đà dùng để truyền động giá cán.
Động cơ 850KW, 6000V, 590V/phút, Moment định mức bằng 13,5KNm, Isto =
27,8A, rst = 0,6 . Moment cản tĩnh tổng của Roto và bánh đà J = 12,5 Tm2.
Moment cản tĩnh không tải bằng 1,4KNm. Động cơ được điều khiển nhờ một bộ
điều chỉnh trượt dùng công tắc tơ. Thời gian hãm cho phép khoảng 2 phút. Bài 18 :
Tính toán điện trở phụ nối thêm vào mạch kích từ và điện hãm của mạch
hãm động năng động cơ không đồng bộ, 380V,5KW, 940V/phút, Erđm = 164V, Irđm
= 20,6A, Istđm = 14,9A, Isto = 10,9A, rst = 1,22 .
Dòng điện kích từ một chiều được cấp từ lưới 220V. Động cơ điều khiển nhờ một
Công tắc tơ đặt cách động cơ 30m. Yêu cầu hãm nhanh. 6
ĐÁP ÁN CHƯƠNG II : BÀI 1 :
Giá trị điện trở phụ cần thêm vào để động cơ đổi chiều quay sang tốc độ n = -800V/phút:
+ Ta có : Phương trình đặc tính nhân tạo khi đảo chiều. n I R R n C u f nt = no - no = 1235 K 2 K Rf = 0 (ĐTCTN) M C dm - Ta lại có : KM KE 2đm = 9,55 (KE đm)2 1 U R = đmIđm - Pđm = 1,4 ư 2 I2đm Rf = 19 (ĐTCNT) U K đm - RưIđm E đm = n = 0,178 đm Uđm * nđm no = U = 1235 V/phút I, M đm - IđmRư + Vậy : 30(1.4 + R -800V/phút n f) nt = no - 9.55 (0.178)2 30(1.4 + Rf) - 800 = 1235 - 9.55 (0.178)2
+ Hình vẽ đặc tính cơ nhân tạo : Rf = 19 . BÀI 2 :
* Giá trị điện trở phụ cần nối vào mạch phần ứng để động cơ hạ tải với tốc độ bằng 1/2 tốc độ nâng n Rư = 0,05 no U R R I n dm u f C nnâng ha = K E dm U →R đm - Ehạ f = IC - Rư -Vì E nâng = KE đm. nn M C = 0,8Mđm E hạ = KE đm.nhạ → nhạ = 1/2 nnâng E ha = 1/2Enâng. I, M
(Eha sẽ mang dấu âm vì ngược chiều).
* Vậy : En = Uđm - RưIC = 106 V. * Với I n C = 80A →Eha = - 53 V. hạ 110 + 53 Rf = 1,9875 → Rf = 80 - 0,05 = 1,9875 Hình vẽ đặc tính cơ : 7 BÀI 3 :
Giá trị Rhãm khi dòng điện hãm ban đầu nằm trong phạm vi cho phép. + Ta có : U n đm = E + Rư IC Ebđ = Uđm - RưIC E E TN E → I bđ hbđ = Rư + RH E → R bđ H = I - Rư hbđ - Mà Rư = 0,25 (2 - 2,5)I E đm I, M bđ = 214,75V
- Chọn Ihbđ = 2,5Iđm = 40A. * Vậy : RH = 5,11 → (2Iđm)4,04 Rh 5,11 (2,5Iđm)
+ Giá trị Rh khi động cơ hạ tải với tốc độ hãm bằng 1/2 tốc độ nâng. + Ta có : R R n u H nha = I C K E U R I dm u C E1(nâng) nnâng = Eha = 1/2 Enâng * Vậy : nn Uđm - RưIC = Ic = 21A nha (Rư + RH)IC 2(Rư + RH)IC = Uđm - RưIC Uđm - RưIC E2(hạ) RH = 2IC - Rư 220 - 0.25 * 21 = 2 * 21 - 0,25 ➔ RH = 4,86 BÀI 4 :
Tốc độ ổn định lúc ban đầu và sau của động cơ : U R I + Ta có : n dm u C bđ = = 505V/phút. K E dm 8
* Với : KE đm = 0,21 và Rư = 0,05 n no U R I n u C s = = 410 V/phút
Xác định no' không tải : no' U ' 90 no' = = 0.21 429 V/phút. - Ta lại có : I = - 321 A M M,I E c = 0,8 Mđm
bđ = KE đm * nbđ = 0,21 * 505 = 106,05 V U' - E 90 - 106.05 I = bđ R = ư 0.05 = - 321 A
Kết luận : Hệ thống sẽ không dừng lại được mà chỉ kìm hãm tốc độ mà thôi. BÀI 5 :
Xác định số cấp khởi động : Uđm Rư = 0,5 ; R 1 = = 4,4 I 1 I c = 0,8 * Iđm = 16A
- Chọn 2 cấp khởi động : 2 0,98 R = 1 = 2,96 Rư =0,5 2,92 Rư I 50 I 1 2 = = 2.96 = 16,89 > Ic 1,48 → R2 = * Rư = 1,48 4,4 + Ta có :
I2 > Ic thì ta chọn 2 cấp khởi động là phù hợp. BÀI 6 :
Độ cứng của đường đặc tính cơ tự nhiên d K K 2 TN = M d = E M dm n R u Rư = 0,13 và KE đm = 0,41 2 9 ,55 K Nm TN = - E dm = - 12,34 R V/phút u
+ Khi giảm 2/3 đm với phụ tải định mức Rf = 0 9 + Ta có :
KE đm = 0,41 và = 2/3 đm = 0,6 đm → đm = /0,6 → KE = 0,41 * 0,6 = 0,246 U 440 - 0.13 * 194 n = đm - RưIđm = = 1686 V/phút. kE 0.246 Nm TN = - 0,84 V/phút * Với : Rư = 0,5 KE đm = 0,21
Moment điện từ do động cơ sinh ra ở trạng thái định mức :
Mđtđm = KM đm * Iđm = 9,55 * 0,21 * 20 = 40,11 Nm
Moment cơ định mức do động cơ đưa ra trên trục : Pđm M = 9550 đm n = 38,2 Nm đm
Moment tổn thất khi động cơ làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên với tải định mức Mđm = Mtt - Mđm = 1,91 Nm
Xác định Imm với phụ tải định mức trên đặc tính tự nhiên.
* Khi bắt đầu mở máy : n n = 0 → E = 0 no = 1408 U I đm mm = Rư = 440A
* Tốc độ không tải lý tưởng. B U 1000 no = dm = 1048 V/phút. C K E dm
* Vậy đặc tính cơ tự nhiên đi qua 2 điểm sau : M đm = 38,2Nm 20A 440 n M,I o = 1048 V/phút 38,2 n đm = 1000
- Đặc tính tốc độ qua 2 điểm : A (0, 1048) B (20,1000)
+ Hiệu suất của động cơ có Rf = 1,5 + Ta có : Mđm = KM đm * Iđm Mđt = KM đm* I Mđt I Mcơ M = = đm Iđm Mcơđm 10 Pđm
- Mà : Mcơđm = 9550 n = 38,2Nm đm I 15 M = M ư = 38,2 = 28,65Nm đm Iđm 20 - Ta lại có : U R R I 220 - (0.5 + 1.5)15 n = dm u f kt = 0.21 = 905V /phút.
Hiệu suất của động cơ khi có Rf n 905 M * 9.55 28.65 * 9.55 = U = đm * Ikt 220 * 15 = 0,82 n M đm đm * 9.55 đm = U = 0,90 đm * Iđm BÀI 7 : + Ta có : Rư = 0,5 và Rk = 1/2 Rư = 0,25
→ E = U - RĐI = 220 - 18* 0,75 = 206,5V * Với : RĐ = Rư + Rk = 0,75
* Vì U và E cùng chiều nên ta có : (U + E ) = (RĐ + Rf)Ih U + E → Rf = I - RĐ = 7,78 hbđ
Chọn Ihbđ = 2,5 Iđm = 2,5 * 20 = 50 Bài 8 :
Điện trở hãm ngược là : 0.7 * 220
* Đáp số : Rhn = 0,7Rđm = 405 = 0,38 BÀI 10 :
Ta có tốc độ không đồng bộ của động cơ : 60f no = = 750V/phút P
Hệ số trượt định mức của động cơ : n s o - nđm đm = no = 0,04
Hệ số trượt tới hạn của động cơ 11 m m st = sđm ( 2 - 1 ) →st1 = 0,0096 & st2 = 0,166 Ta chọn st > sđm Vậy st = 0,166
* Phương trình đặc tính cơ tự nhiên :
+ Ta chọn biểu thức gần đúng : 2M M 1 s s M = t → t = t + st s M 2 s s + t s st - Khi M = 0,8 Mđm M + Ta có : t m = M = 2,2 → Mt = m * Mđm đm Pđm M = 9550 đm n = 795 Nm đm
- Vậy Mt = 2,2 * 795 = 1749 Nm 1749 0.166 s →0.8M + → s1 = 0,03 và s2 = 0,87 đm = 0,5 s 0.166 - Ta chọn s < sđm * Vậy : s = 0,03 no
Tốc độ làm việc của động cơ
n = no (1 - s) = 750 (1 - 0,03) = 727,5 v/phút. n sđm
Moment khởi động của động cơ :
Khi động cơ khởi động thì s = 1 st + Ta có : M 2M 2 * 1749 kđ = t s = t 1 1 1 + st 0.166 + 0.166 M ➔ M c Mkđ Mth kđ = 573 Nm. BÀI 11 : no = 1000V/phút Sđm = 0,055 St = 0,264 Mkđ = 189,48 Nm Mc = 0,8Mđm n = 935V/phút 12 BÀI 12 : Rư = 0,05 Uđm R1 = = 0,7 I 1 KE đm = 0,43
Ta chọn cấp khởi động m =3 3 R1 → = R 2,41 ư I I = 1 = 124,48A > I 2 Ta lại có : Mc Ic M = → Ic = 96A đm Iđm R2 = m-1 * Rư = 0,29 R3 = * Rư = 0,1205 R 3' = R1 - R2 = 0,41 R 2' = R2 -R3 = 0,1695 R 1' = R3 - Rư = 0,0705
- Thời gian khởi động :
+ Ta có : J = 6,3 + 3,7 = 10Kgm2 →T J R c(I) = * 1 = 0,49 9.55 9.55(kE đm)2 J R T c(II) = * 1 = 0,17 9.55 9.55(kE đm)2 Tc(III) = 0,071
Tc(IV) = 0,09 (với Rư = 0,05) I → t 1 - Ic 1 = Tc(I) ln I2 - Ic = 0,8s I t 1 - Ic 2 = Tc(II) ln I = 0,33s 2 - Ic I t 1 - Ic 3 = Tc(III) ln I = 0,13s 2 - Ic I t 1 - Ic 4 = Tc(IV) ln I = 0,09s 2 - Ic
* Vậy : T = t1 + t2 + t3 + t4 = 1,35s BÀI 13 :
Từ công thức tính độ trượt nhân tạo snt ta có : r R S 2' + R'f2 2 + Rf nt = sTN r * 2' = sTN r2 13 n - Ta lại có : s o - nnt nt = n
- nnt = snt * no →nnt = - s nt.no + no o → no n = n o - ntn o (-snt + 1) và stn = no 60f
- Mà no = P = 1500V/phút và Mđm = 23,7Nm * Vậy Mđm = Mc = 23,7 Nm
* Nên nA = nđm = nTN = 855V/phút → sTN = 0,41 E 135
Điện trở của Roto là : R 2đm 2 = = = 6,12 3 I2 3 12.8
sNT = 0,51 → nnt = 1500 (- 0,51 + 1) = 735 V/phút
* Khi n = - 300V/phút → Giá trị Rf là : + Ta có : nnt = no (- snt + 1) n - 300 = 1500 (-snt + 1) no
- 0,2 = - snt + 1 → Snt =1,2 A TN r2 + Rf nA * Vậy : Snt = sTN r2 nB 6.1 + R B 1,2 = 0,41 f 6.1 6,1 * 2,92 = 6,1 + Rf 17,85 = 6,1 + Rf ➔ Rf = 11,75 M Rf = 1,5 BÀI 14 :
Ta chọn Moment khởi động nhân tạo bằng 1,2 Moment định mức
Điện trở khởi động mạch ngoài sẽ là : Uđm rng = 2,1 * Znm = 2,1 * 3 I = 5,44 kđTN BÀI 15 : 750 - 685
Ta có hệ số trượt định mức : sđm = 750 = 0,087
Ta phải đưa thêm một điện trở ngoài vào mạch Stato là U r đm ng = I - 2rst = 2 kt + Trong đó :
Dòng điện kích từ ta chọn là : Ikt = 4Ist.o = 4 * 19,4 = 77,7A 14 BÀI 16 : Đáp án + Ta có : = 1,88
rcđ : là điện trở cố định.
Điện trở của từng cấp được xác định như sau : E R rđm rđm = = 0,875 . 3 Irđm rcđ = 0,070 . r3 = 0,077 . r2 = 0,144 . r1 = 0,271 . BÀI 17 :
a/ Chọn máy phát hãm động năng để dừng được truyền trộng trong vòng 2 phút
cần phải có Moment hãm trung bình : Mtb = 6,4KNm; Mtb = 0,37Mđm
Ta chọn dòng kích từ một chiều bằng 1,5 dòng điện ba pha không tải, nghĩa là : Ikt = 1,5 Isto = 42A.
- Và để có dòng điện một chiều này, điện áp máy phát phải là : Ukt = Ikt * 2rst = 50V.
* Ở đây để hãm động năng ta chọn loại thông dụng có điện áp là 115V.
Như vậy công suất định mức của máy phát phải là : Uđm * Ikt P = 1000 = 4,8KW.
Ta chọn máy phát có các thông số sau :
115V, 4,8KW, 1450V/phút và động cơ kéo có thông số 380V, 7KW, 1460V/phút loại Roto lồng sóc. b/ Tính toán mạch Roto.
Đối với điện trở hãm động năng thông thường không cần tính toán gì phức
tạp mà người ta lấy luôn giá trị điện trở đã được tính theo điều kiện khởi động.
Ta chọn giá trị điện trở hãm bằng 0,2 Rđm. BÀI 18 : * Đáp án :
Điện trở của toàn mạch kích từ là :
R = 6,7 (Trong đó Ikt = 3Isto = 33A)
Điện trở của dây nối có tiết diện 10mm2 là : rd = 0,1
Điện trở phụ nối thêm trong mạch kích từ ta cần tìm là : rng = 4,16
Điện trở hãm khi hãm động năng là : rhãm = 0,92 15 CHƢƠNG III
ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ Bài 1 :
Một động cơ kích từ độc lập có các thông số sau :
Pđm = 29KW, Uđm = 440V, Iđm = 76A, nđm = 1000V/phút
Hãy xác định Moment cho phép của động cơ khi phụ tải dài hạn với điều kiện làm
việc Ic = Iđm và tốc độ quay của động cơ là 1,5 nđm. Bài 2 :
Một động cơ điện một chiều kích từ độc lập có công suất nhỏ được cấp điện
qua chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển. Biết điện áp nguồn xoay chiều U = 240V,
Thyristo được mồi với góc mở = 110o . Điện áp đặt vào phần ứng động cơ có dạng như hình vẽ sau.
Xác định tốc độ quay của động cơ ứng với M = 1,8 Nm cho biết:
Hằng số Moment - dòng điện của động cơ là 1Nm/A, Rư = 6 (bỏ qua tổn hao bộ chỉnh lưu) Um Eư 50o 110o 180o 360o t Bài 3 :
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập được cung cấp điện từ chỉnh lưu cầu
1 pha bán điều khiển có điện áp nguồn xoay chiều U = 240V, f = 50Hz E M
có E = 150V, R = 6 , = 80o, tỷ số ư = = 0,9 ư ư n Iư
Utb = 169V. Xác định Moment trung bình và tốc độ quay của động cơ. Bài 4 :
Người ta cung cấp cho một động cơ một chiều công suất nhỏ kích từ độc lập
từ nguồn 240V,50Hz qua chỉnh lưu cầu một pha bán điều khiển. Các thông số của
phần ứng là điện cảm = 0,06H, điện trở bằng 6 , hằng số từ thông 0,9Nm/A
(vòng/rad/s). Người ta đưa vào một mạch vòng kín để duy trì tốc độ không đổi là
1000V/phút, cho tới khi Moment là 4Nm. Xácđịnh biến thiên của góc mở bắt đầu
từ lúc chạy không tải để thỏa mãn điều kiện tốc độ không đổi. 16 Bài 5 :
Một động cơ không đồng bộ ba pha roto dây quấn r2 = 0,0278 ,
nđm = 970V/phút,hiệu suất = 0,885. Để thay đổi tốc độ động cơ người ta mắc thêm
Rf vào mạch roto. Tính Rf ? để tốc độ động cơ bằng 700V/phút. Biết rằng Moment
cản của tải không phụ thuộc tốc độ. f = 50Hz, no = 1000V/phút Bài 6 :
Một đồng cơ không đồng bộ ba pha roto lồng sóc có bốn cực, điện áp U =
220V, f = 50Hz. Người ta dùng bộ nghịch lưu để cung cấp điện cho động cơ. Để
thay đổi tốc độ động cơ người ta sử dụng phương pháp biến đổi tần số. Hãy tính tốc
độ động cơ và lượng điện áp đầu ra của bộ nghịch lưu với f = 30Hz, 40Hz, 50Hz,60Hz. Bài 7 :
Một động cơ không đồng bộ ba pha Roto dây quấn sáu cực được nối qua bộ
nghịch lưu, biết điện áp giữa các vành trượt E2 = 600V. Xác định góc mồi của bộ
nghịch lưu ở tốc độ 600V/phút. Bộ nghịch lưu được nối vào lưới ba pha 415V,
50Hz. Bỏ qua hiện tượng chuyển mạch và các tổn hao. Bài 8 :
Một bộ nghịch lưu cung cấp cho động cơ roto lồng sóc 4 cực điện áp U =
240V,50Hz. Xác định tần số và hiệu điện thế ở đầu ra khi tốc độ của động cơ bằng 900V/phút. Bài 9 :
Một bộ nghịch lưu cung cấp cho một động cơ không đồng bộ ba pha ở tần số 52Hz
và thành phần cơ bản của điện áp pha là 208V.
- Xác định tốc độ khi hệ số trượt bằng 0,04.
- Khi bộ nghịch lưu chuyển đột ngột sang f = 48Hz và điện áp = 192V thì tốc độ bằng bao nhiêu ? 17 ĐÁP ÁN CHƢƠNG III
ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ Bài 1 :
Chỉ có phương pháp giảm vì tốc độ động cơ tăng lên = 1,5 nđm
+ Ta có : Rư = 0,384 ; Mđm = 276,95 Nm KE đm = 0,41 V/phút
Khi tốc độ tăng lên = 1,5 nđm →KE = 0,27 V/phút
- Theo định nghĩa : Mđm = KM đm * Iđm
- Moment điện từ do động cơ sinh ra thì Mcp = KM đc * Iđm M Ta lấy cp = K K 9 ,55 K M dc M dc E dc M →Mcp = Mđm = Mđm đm K K 9 ,55 K M dm M dm E dm ➔ Mcp = 182,38 Nm Bài 2 :
Theo hình dạng đường cong của chỉnh lưu ta xác định được điện áp chỉnh lưu 180 1 60 Utb = 2 * 240 sin t d t + E ư 180 110 → Utb = 71,1 + 0,333 Eư M 1.8
Dòng điện trung bình Iư = = k 1.0 = 1,8 A
Theo phương trình cơ bản của động cơ ta có :
Eư = Utb - IưRư = 71,1 → Eư = 90,33V Công suất điện từ : EưIư Pđt = EưIư =M.n →n = M - I Vì tỷ số ư M = 1
→ n = Eư = 90,33 rad/s = 864V/phút. Bài 3 : + Ta có
Eư = 150V →Itb * R = Utb - Eư →Itb = 3,22A Mtb = Itb * 0,9 = 2,89 Nm E ➔ Tốc độ : n = ư
0.9 = 166,7 rad/s = 1592V/phút. Bài 4 : + Ta có :
E = 1000 * (2 /60) * 0,9 = 94,25V 18
Với góc arcsin(94,25 / 240 2 ) = 163,9o
Ở giá trị Moment = 0 nhu khi góc mở ở chế độ không tải, nhưng thực tế dòng
điện phải chạy qua để cung cấp cho Moment tổn hao.
Ta chọn góc mở đặc biệt nhỏ hơn 163,9o
Như vậy với góc mở 150o thì Moment là 0,04Nm .140o thì Moment là 0,2Nm .
130o thì Moment là 0,58Nm .120o thì Moment là 1,06Nm
110o thì Moment là 2,79Nm .90o thì Moment là 3,92Nm * Kết luận :
Điều khiển bằng mạch vòng kín là cần thiết để giữ cho tốc độ cố định cho dù
tải thay đổi. Khi dòng điện gián đoạn, khoảng thời gian không có điện áp trên tải có
thể kéo dài làm giảm tốc độ đáng kể nếu góc mở Tiristo vẫn giữ nguyên. Bài 5 :
Moment cản không đổi dẫn đến moment điện từ không đổi. n + Ta có : S o - nđm đm = no = 0,03
Khi tốc độ là n = 700V/phút thì hệ số trượt là 1000 - 700 S = 1000 = 0,3 R * Vậy 2 R2 + Rf 0.0287 0.0287 + Rf s = = = đm S 0.03 0.3 → Rf = 0,25 Bài 6 : Pn + Ta có : f = 60f 60 → n = P * Vậy : 220 f = 30Hz → n = 900V/phút và U = 50 * 30 = 132V f = 40 Hz → n = 1200V/phút và U = 176 V f = 50 Hz → n = 1500V/phút và U = 220 V f = 60 Hz → n = 1800V/phút và U = 264 V Bài 7 :
Tốc độ đồng bộ của động cơ 60f 60 * 50 n1 = = P 3 = 1000V/phút. n 1000 - 600 s = 1 - n n = 1 1000 = 0,4
Điện áp trên roto ở tốc độ bằng 600V/phút U2 = s* E2 = 0,4 * 600 = 240V 19
Giả sử ta dùng sơ đồ cầu ba pha thì điện áp một chiều là : 6 * 240 2 Uo = sin = 324 V 6 Gọi là góc mồi ta có : 6 * 415 2 o U = sin 6 cos = 324 V ➔ = 54o7 P - Với o U = sin P s U ; s
U = đện áp ra hiệu dụng Bài 8 :
Đáp số : f = 30Hz, U = 132V Bài 9 : * Đáp án : + Ta có : f =52Hz ; s = 0,04
Tốc độ của động cơ 4 cực là :
n = 52/2 (1 - 0,04) = 24,96V/s
Khi bộ nghịch lưu giảm đến 48Hz thì tốc độ đồng bộ là 24V/s, do đó ở tốc 24 - 24.96
độ 24,96V/s động cơ làm việc ở chế độ vượt đồng bộ với hệ số trượt là : 24
= - 0,04 . Do đó động cơ ở chế độ hãm tái sinh vì hệ số trượt âm. Như vậy máy
điện làm việc ở chế độ máy phát đồng bộ với Moment hãm. 20
Tài liệu liên quan:
-
Đề thi môn truyền động điện –Trường Đại học bách khoa Hà Nội
22 11 -
Đề bài: Trình bày cơ sở lý thuyết, ứng dụng và mô phỏng hệ chopper-motor- môn truyền động điện –Trường Đại học bách khoa Hà Nội
22 11 -
Câu hỏi lý thuyết môn truyền động điện –Trường Đại học bách khoa Hà Nội
26 13 -
Đề thi cuối kỳ môn truyền động điện –Trường Đại học bách khoa Hà Nội
34 17 -
Bài tập môn truyền động điện –Trường Đại học bách khoa Hà Nội
27 14