Bài tập có hướng dẫn máy điện 2, assignments for electric machines

BÀI TẬP MÁY ĐIỆN MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Câu 1) Một động khơng đồng có 12 cực, 50 Hz a) Động quay với vận tốc bao nhiêu, hệ số trượt 0,06? n (1  s ) 60 f 60*50 (1- 0.06) p = 470(v/p) b) Tính tốc độ trượt gì? Tính tốc độ trượt động Độ chênh lệch tốc độ từ trường quay tốc độ trục rotor gọi tốc độ trượt: n2=n1-n(v/p) Bài Một động khơng đồng có cực; 60 Hz quay với tốc độ 860 vòng/phút lúc đầy tải Xác định: a) Tốc độ đồng n1  60  f 60 60  900 p (vòng/ph) b) Tần số dòng điện cảm ứng rotor s Hệ số trượt: n1  n 900  860  0.044 900 n1 Tần số dòng điện cảm ứng rotor: f  f s 0.044 60 2,64 Hz c) Tốc độ rotor từ trường quay stator Tốc độ rotor từ trường quay stator: n2 n1  n 900  860 40 (vòng/ph) Một động không đồng quay với vận tốc gần 1200 vịng/phút, lúc khơng tải 1140 vòng/ phút lúc đầy tải cấp điện nguồn 50 Hz a) Động có cực? p Số đôi cực từ động là: 60 f1 60.50  2,5 1200 n1 b) Tính hệ số trượt phần trăm lúc đầy tải s Hệ số trượt % đầy tải là: n1  n 1200  1140  0, 05.100% 5% 1200 n1 c) Tìm tần số điện áp rotor lúc đầy tải Tần số dòng điện rotor đầy tải là: f sf1 0,05.50 2,5Hz d) Tìm tốc độ từ trường quay rotor rotor; rotor với stator; từ trường quay rotor với từ trường quay stator Tốc độ từ trường quay rotor so với rotor: n2 n1  n 1200  1140 60(v / p) Tốc độ từ trường quay rotor so với stator: n1 1200(v / p) Bài 4: Tốc độ đầy tải động không đồng 50 Hz 460 vịng/phút Tìm số cực hệ số trượt lúc đầy tải n1 = Từ công thức 60f p dùng n thay cho n1 ta tính giá trị gần p: Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) 60f 60.50 = =6,5  p=6 n 460 2p=12 ( cực ) p= Vậy máy có Vận tốc đồng bộ: s= Hệ số trượt: n1 = 60.50 =500 ( vòng/phút ) n1 -n 500  460  0,08 n1 500 ( vòng/phút ) Câu : Tốc độ định mức động khơng đồng 25 Hz 720 vịng/phút tốc độ khơng tải 745 vịng/phút Tính hệ số trượt định mức động s Hệ số trượt động cơ: n1  n 745  720  0, 034 n1 745 Câu 6: Một động không đồng ba pha rotor dây quấn 60 Hz, cực, 220V, có stato đấu  rotor đấu Y Số vòng dây rotor 80% số vòng dây stator Khi hệ số trượt 0,04, tính điện áp vành trượt rotor Biết số dây quấn stator với hệ số dây quấn rotor Điện áp hai vành trượt rotor đứng yên: U 0.8 U1 0.8 220  304.84(V ) Khi s = 0.04 ta có: U s s U 0.04 304.84 12.1936(V ) Một động không đồng ba pha 440V, 60 Hz, làm việc với nguồn điện 25 Hz Tìm điện áp nguồn cần có để giữ cảm ứng từ khe hở khơng khí giá trị định mức (giá trị mà động thiết kế để làm việc 60 Hz) Suất điện động pha: U1 E1 4,44.f.k qd1.N1. m Lập tỉ số: U1 f  U1 ' f ' Điện áp nguồn: f' 25 U1 '  U1  440 183, 3(V) f 60 Một động không đồng rotor dây quấn 60 Hz, cực, 220V có stator đấu  rotor đấu Y Số vịng dây rotor stator Hãy tính điện áp tần số vành trượt nếu: a) Rotor đứng yên E2 N  0,5  E2 0,5 E1 0,5.220 110V  U d  3.110 190V Ta có: E1 N1 Tần số: f sf 1.60 60 Hz b) Hệ số trượt rotor 0,04 Suất điện động cảm ứng pha roto lúc roto với hệ số trượt s: E2 s sE2 0, 04.110 4, 4V Điện áp đo hai vành trượt roto điện áp dây: U ds  3.4, 7, Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) Tần số: f sf 0,04 f 2, Hz c) Rotor quay máy khác với vận tốc 800 vòng/phút theo chiều ngược với chiều từ trường quay stator n1  Vận tốc đồng bộ: s Hệ số trượt mới: Suy ra: 60 f 60.60  1200v / p p n1  n 1200  ( 800)  1, 67 1200 n1 E2 s 1,67.110 183V U ds  3.183 317V Tần số: f sf 1,67.60 100 Hz Bài 9: Xác định số cực, hệ số trượt tần số dòng điện rotor tải định mức động không đồng bộ, số liệu định mức sau: a) 2200V, 60Hz, 588 vòng/phút n1  Ta có : p 60 f p dùng n thay cho n1 ta tính giá trị gần p : 60 f 60.60  6, 22  p 6  p 12 588 n n1  Tốc độ đồng là: s Hệ số trượt là: 60 f 60.60  600 p (vòng/phút) n1  n 600  588  0, 02 600 n1 Tần số dòng điện roto tải định mức là: f s f1 0, 02.60 1, 2( Hz ) b) 120V, 60Hz, 873 vịng/phút p Ta có: 60 f 60.60  4,12  p 4  p 8 873 n n1  Tốc độ đồng là: s Hệ số trượt là: 60 f 60.60  900 p (vòng/phút) n1  n 900  873  0, 03 900 n1 Tần số dòng điện roto tải định mức là: f s f1 0, 03.60 1,8( Hz ) Bài 10 :Một động cảm ứng ba pha rotor dây quấn cực, 60 Hz Tính tần số dịng điện rotor trường hợp sau: a) Động đứng yên 2p=6 => p=3 n1  Tốc độ từ trường quay : 60 f 60*60  1200 p (vòng/phút) Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) f1 s * f  Tần số dòng điện rotor : n1  n *60 60 n1 Hz ( động đứng yên ) b) Động quay 500 vòng/phút chiều với từ trường quay Động quay 500 vòng/phút chiều với từ trường quay n1  Hệ số trượt : 60 f 60*50  1500 p 17 f1 s * f  *60 85 12 Tần số dòng điện rotor : Hz c) Động quay 500 vòng/phút ngược chiều với từ trường quay Động vận hành chế độ ? Động quay 500 vòng/phút ngược chiều với từ trường quay Động vận hành chế độ nào? s Hệ số trượt : n1  n 1200  ( 500) 17   1200 12 n1 17 f1 s * f  *60 85 12 Tần số dòng điện rotor : Hz Động vận hành chế độ hãm d) Động quay 2000 vòng/phút chiều với từ trường quay Động vận hành chế độ ? s Hệ số trượt : n1  n 1500  1425  0.05 1500 n1 Động vận hành chế độ máy phát Bài 11 Hệ số trượt định mức động 10 cực, 60 Hz 0,075 Tính: a) Vận tốc rotor từ trường quay n1  a) Vận tốc từ trường quay lõi thép stator là: 60* f 60*60  720  rpm  p b) Từ trường quay stator Vận tốc rotor từ trường quay là: n2 sn1 0.075*720 54  rpm  Bài 12 Hệ số trượt định mức động 50 Hz, cực 0,05 Tính: a) Vận tốc từ trường quay lõi thép stator n1  Vận tốc từ trường quay: 60* f 60*50  1500(v / p ) p b) Tần số dòng điện cảm ứng rotor Tần số dòng điện cảm ứng rotor: f s  f * s 50*0, 05 2.5( Hz ) Bài 13 Một động khơng đồng pha rotor lồng sóc có thông số: điện trở stator 0,5 ; điện trở rotor quy đổi stator 0,25; điện kháng stator với điện kháng rotor quy đổi stator 0,4 Động pha có cực, cuộn dây stator nối Y, tần số định mức 50 Hz điện áp định mức 415V a) Tính dịng khởi động động Dòng điện khởi động: Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) I mm  U dm  R  R   X ' 2  X 2'   Stato đấu nên 415 126  0.25   0.5    (0.4  0.4) 0.0333   b) Tính dịng điện động vận hành tốc độ 1450 vòng/phút s Độ trượt : n1  n 1500  1450  0.0333 1500 n1 I1 I  Dòng điện động cơ: U1 415   R  '  R1     X  X  s   ' 2 0.25    0.5    (0.4  0.4) 0.0333   =51.6 (A) Câu 14 Động không đồng ba pha đấu tam giác, có cơng suất định mức 50 Hp; cực; 220V; tần số 50 Hz; tốc độ định mức động 980 vòng/phút; sức điện động pha rotor đứng yên 110V Xác định: a) Hệ số trượt định mức sức điện động pha rotor quay S dm Hệ số trượt định mức: 60 f n n1  n 1000  980 p    0.02 60 f n1 980 p Sức điện động pha rotor quay: E2 s sE2 0, 02.110 2, 2V b) Biết điện trở rotor 0,02; điện kháng rotor 0,5 Tính dòng điện cảm ứng rotor Iu  sE2 2,  4, 23 A R2  X 0, 02  0,5 Bài 15 Cho động không đồng ba pha, cực, nối , 380V, 50Hz, 1400 vịng/phút Thơng số động (đã quy stator) sau: Động cấp nguồn ba pha 380V, 50Hz Giả tổn hao 100W (và không đổi) Tính dịng điện, hệ số cơng suất, moment điện từ hiệu suất động cơ: a) Ở chế độ định mức b) Khi kéo tải ứng với moment điện từ 1/4 momen định mức c) Khi chuyển sang nối Y, kéo tải ứng với moment điện từ 1/4 momen định mức d) So sánh kết câu b câu c, cho nhận xét Nhận định chế độ tiết kiệm lượng động chạy non tải giải thích e) Tính dịng điện, hệ số công suất, moment, công suất tiêu thụ động khởi động trực tiếp, khởi động phương pháp đổi nối Y →  So sánh hai kết trên, cho nhận xét Bài làm Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) s= 1500-1400 0.06 1500 Điện trở tải: Zt =9,6 1-s 150.4 s Zm = Điện trở mạch từ hóa: 5000.200j 199,8  87 5000  200 j Z =9,6+12,3j Z1 =9,0+12,3j Tổng trở vào Z v =Z1  ( Z  Z t ).Z m 131,8  41 (Z  Zt )  Z m Điện áp rotor Z ( Z  Z t ) E I p m 321,   0, 78 Z m  ( Z  Zt ) Dòng điện rotor I2  E 2   5 Z  Zt  Ip= a) Dòng điện stator: Up 380  2, 75   41 Z v 131,8  41   Công suất lấy từ lưới điện: S = 3.U p I p*  3.(2, 75  41).380 1366 1187 j 1809,9  41 Hệ số công suất: cos  cos(41 ) 0, 75 Các tổn hao PCu1 3.I12 R1 3.2, 752.9 204W PCu 3.I 2 R2 3.22.9, 115W Pfe 3 E12 3212 3 61w 5000 R fe Công suất động Pdt 3 I 22 9, 2.2.9, 3 1920 s 0, 06 Pco (1  s ).Pdt 1804,8 P2 Pco  100 1704,8 Hiệu suất động M Momen điện từ: Pdt 60.P2 60.1920   13Nm  2 (1  s )n1 2(1  0, 06).1400 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) b) kéo tải ¼ momen điện từ M 13 9, 75 Momen điện từ lúc là: Nm c) Khi đổi sang tam giác momen điện từ M 60.P2 Pdt 60.1920 *   7,5 Nm  2 (1  s )n1 2(1  0, 06).1400 d) Khi động chạy non tải có momen lớn e) Khi khởi động chế độ sao-tam giác giảm dịng khởi động, mà momen khơng giảm nhiều Có lợi khởi động trực tiếp Bài 16 Một động không đồng pha rotor lồng sóc, cuộn dây stator nối Y, 380V, 50Hz điện trở stator 0.26Ω/pha Ở chế độ khơng tải, động tiêu thụ 400W dịng khơng tải 3A Tính thơng số nhánh từ hố hệ số cơng suất khơng tải -Hệ số công suất không tải: P 3UI cos   cos   P 400  0,11 3U o I o 380 3 Thơng số nhánh từ hóa: Zvào, Rs , Rc = U 380 U pha  day  220V 3 -Điện áp pha Z vao  U pha -Tổng trở vào: 3I1  220 73,3 3 -Điện kháng nhánh từ hóa: Z vao Rs  j ( X m  X s )  j ( X m  X s ) Z vao  R  j ( X m  X s ) 73,3  0, 26 73, 04 17 Trong thí nghiệm ngắn mạch máy điện không đồng pha cực, nối Y, 50Hz, đo công suất vào 20 kW, điện áp 220V dịng điện ngắn mạch đo 90A Tính thông số điện trở rotor quy đổi stator, điện kháng stator, điện kháng rotor quy đổi stator động Biết điện trở stator 0,3 Điện trở ngắn mạch là: Tổng trở ngắn mạch : Điện kháng ngắn mạch stator : Điện kháng rotor quy đổi stator động là: Điện trở quy đổi là: Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) Bài 18: Sức điện động cảm ứng pha rotor lúc động không đồng đứng yên 100V Điện trở điện kháng tản pha rotor 3Ω 1Ω a) Tính dịng điện rotor hệ số công suất mạch rotor lúc động đứng yên Lúc động đứng yên n=0,s=1 nên ta có mạch tương đương roto : E2 1000o I2 = = =10 10-18,43o E R +jX 3+j Chọn làm gốc pha ta có : Hệ số cơng suất mạch roto: cos(18,43) 0,948 b) Tính dịng điện rotor hệ số cơng suất mạch rotor lúc hệ số trượt 0.06 Tính công suất điện từ mà rotor nhận 1000o I2 = = =2-1,14o R2 +jX +j E 0.06 s Chọn làm gốc pha ta có : E2 Hệ số công suất mạch roto : cos(1,14) 0,999 P=3 Công suất điện từ mà roto nhận : R2 I2 =3 .2 594,015 s 0,06 (W) Câu 19: Động không đồng pha, 15 Hp, 220V, 50Hz, cực, Y, mạch tương đương dạng hình  Thơng số động cơ: điện trở stator 0,129; điện trở rotor quy đổi stator 0,096; điện kháng tổng hai dây quấn tổng điện kháng stator điện kháng rotor quy đổi stator 0,047 ; điện trở từ hoá 60 mắc song song với điện kháng nhánh từ hoá 10 Tổng tổn hao 290W Ở độ trượt 2%, tính: a) Tốc độ, dịng điện stator, hệ số cơng suất động n1  Tốc độ : 60 f 60.50  1000(vg / p ) p Rn R1  R2 ' 0,129  0, 096 0.225() X n 0, 047() Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) RFe 60(), X m 10() U 220 U   1270o (V ) 3 Rt R2' Điện trở tải : 1 s  0, 02 0, 096 4, 704() s 0, 02 I2'  Dòng rotor quy stator: Dịng điện từ hóa: o  I  U1 1270  12, j ( A) m jX m 10 j Dòng tổn hao lõi thép : Dòng điện stator : U 1270o  25,  0, 245 j ( A) Rn  Rt  jX n 0, 225  4, 704  j 0, 047 o  I  U1 1270 2,1( A) c RFe 60 I1 I2'  I m  I c 25,  0, 245 j  12, j  2,1 30, 6  24,96 o ( A) Hệ số công suất : Cos  Cos(  24,96) 0.9 (trễ) b) Công suất vào, công suất ra, hiệu suất động Tổn hao đồng stator : Pd 3I12 R1 3.30, 62.0,129 362() Pt 3 Tổn hao lõi thép : U 12 127 3 806(W ) RFe 60 Tổn hao đồng rotor : Tổn hao : Pd 3I 2' R2' 3.25, 2.0, 096 190(W ) Pco 290(W ) Pth Pd  Pd  Pt  Pco 290  190  806  362 1648(W ) Tổng tổn hao : R2' '2 0, 096 26, 9511(W ) Pdt 3 I 3 0,02 s Công suất điện từ : Pc (1  s ) Pdt (1  0, 02).9511 9320(W ) Công suất : Công suất : P2 Pc  Pco 9320  290 9030(W ) Công suất vào : P1 P2  Pth 9030  1648 10678(W ) %  Hiệu suất động cơ: P2 9030 100%  100% 84, 6% P1 10678 Câu 20: Động không đồng pha; đấu Y; 220V; công suất 7,5kW; tần số 50Hz, cực Thông số động gồm điện trở stator 0,294, điện trở rotor quy đổi stator 0,144, điện kháng stator 0,503, Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) điện kháng rotor quy đổi stator 0,209, điện kháng nhánh từ hoá 13,25 Tổng tổn hao (Pqp = Ploss_mech) 250W bỏ qua tổn hao sắt từ Ở độ trượt 2%, tính: a) Tốc độ động Tốc độ đồng bộ: 60 f1 60.50  1500(vg / ph) p Tốc độ động cơ: n n1 (1  s) 1500 (1  0.02) 1470(vg / ph) n1  b) Dòng điện stator 1 s  0.02 Z t R2'  0.144  7.056() s 0.02 Tổng trở tải : Tổng trở mạch từ hóa: Z m  j X m 13.25 j () Tổng trở vào pha: Z v Z1  Z m ( Z 2'  Z t ) 13.25 j (0.144  0.209 j  7.056) 0.294  0.503 j  5.72  3.61 j () ' Z m  Z  Zt 13.25 j  0.144  0.209 j  7.056 U 220 15.88  10.02 j ( A) I1   Zv (5.72  3.61 j ) Dòng điện stator: c) Hệ số công suất động  * Công suất lấy từ lưới điện: S  U1 I1  220 (15.88  10.02 j ) 6051  3818 j 715532.25 (VA) P 6051(W) Hệ số công suất động cơ: cos  cos 32.25 0.85 d) Hiệu suất động Điện áp rotor: Z ( Z 2'  Z t ) 13.25 j (0.144  0.209 j  7.056) E I1  m (15.88  10.02 j )  117.3  j (V ) ' Z m  Z  Zt 13.25 j  0.144  0.209 j  7.056 I2'  Dòng điện rotor: E 117.3  j  16.26  1.17 j 16.3  4.10 ( A) Z  Z t 0.144  0.209 j  7.056 ' Công suất động cơ: I 2' R2' 16.32 0.144 3  5738.9(W) s 0.02 Pco (1  s ) Pdt (1  0.02) 5738.9 5624.122(W) Pdt 3 P2 Pco  Pth 5624.122  250 5374.122(W ) 10 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) Độ thay đổi điện áp %U  E  U 720  659  9,2% 659 U Câu 17: Một máy phát đồng ba pha 1000 kVA, 2200V, 60 Hz, đấu Y a) Tính dịng dây định mức b) Tính dịng dây phát 720 kW cho tải có hệ số cơng suất 0,8 (trễ) Giải Dòng điện định mức: I dm Sdm 1000.103   262, 4( A) 3.U dm 3.2200 Dòng dây phát: I dm  P 720.103  236,18( A) 3.U dm cos    3.2200.0.8 Câu 18: Cho máy phát đồng ba pha có cơng suất điện áp 30 kVA; 220V, dây quấn stator đấu Y Biết tổng trở đồng pha máy phát Z = Rpha + jXpha = 0,4 + 1,2 Ω Tính độ thay đổi điện áp máy phát đầy tải với điện áp cấp đến tải định mức Biết hệ số công suất tải 0,8 trễ Bài giải: Dòng điện phần ứng: Iu  S 30000  78,7( A) 3.U 3.220 Điện áp pha: Uf  U 220  127(V ) 3 Sức điện động: E U f  Iu Ru  j.Iu X 127  78, 7.0,  j.78, 7.1, 158, 48  94, 44 j (V ) Độ lớn sức điện động: E  158, 482  94, 44 184, 48(V ) Độ thay đổi điện áp: 0 U E Uf Uf P 184, 48  127 100 0  100 0 45, 26 0 127 Pđm 1000  1162,8( KW )  0,86 Hệ số công suất động cơ: P 1162,8 Cos    0,99 S 1174,3 52 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) b) Tổng tổn hao động cơ: P P  Pđm 1162,8  1000 162,8( KW ) Bài 19 Cho máy phát đồng ba pha có cơng suất điện áp 40 kVA; 220V, dây quấn stator đấu Z R  jX 0,5  1,2 j pha pha Y Biết tổng trở đồng pha máy phát Tính độ thay đổi điện áp máy phát đầy tải với điện áp cấp đến tải định mức Biết hệ số công suất tải 0,8 sớm Giải Sdm 40.103  105(A) 3U dm 3.220 Idm  Dòng điện định mức: U pha  Điện áp pha: U dm 220  127(V) 3 Sụt áp điện trở dây quấn stator: U r R pha I u 0,5.105 52,5V Sụt áp điện kháng tản dây quấn stator: U x X pha I u 1, 2.105 126V Sức điện động pha: Chọn Ut làm gốc pha cos  0,8 sớm  sin   0,6 E g (U t  U r cos   U x sin )  j(U x cos   U r sin ) E g  (127  52,5.0,8  126.0,6)  (126.0,8  52,5.0,6) 162(V) U%  Độ thay đổi điện áp: Eg  Ut Ut 162  127 100 27,56%  127 Bài 20 Máy phát đồng ba pha 25 kVA, 220 V, cung cấp công suất định mức cho tải có hệ số cơng suất 0,8 trễ Điện trở xoay chiều đo hai đầu cuộn dây ứng đấu 0,2; điện kháng đồng 0,6/pha, dịng kích từ 9,3A từ nguồn 115V, tổn hao ma sát quạt gió 460W, tổn hao lõi thép 610 W a) Tính độ thay đổi điện áp lúc đầy tải b) Tính hiệu suất lúc đầy tải 53 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) Giải: a) U 220 Up  d  127V 3 Điện áp pha: Iu  Dòng điện phần ứng: S đm 3.U đm Điện trở phần ứng pha:  25000 65, 6( A) 3.220 Ru  0, 0,1() Ta có: Cos  0,8  Sin  0, Suất điện động pha: E  U p Cos   U r )  (U p Sin   U x )  (127.0,8  65, 6.0,1)  (127.0,  65, 6.0, 6)2 158, 5(V ) Độ thay đổi điện áp: U %  E  Up Up 158,3  127 100%  100% 25% 127 b) Ta có: Pns 460W Pt 610W Tổn hao đồng: Pd S I u2 Ru 3.65, 62.0,1 1291(W ) Tổn hao kích từ: Pkt U kt I kt 115.9,3 1070(W ) Tổng tổn hao: Pth 460  610 1219  1070 3359(W ) Hiệu suất lúc đầy tải:  S dm Cos  25000.0,8  0,856 S dm Cos   Pth 25000.0,8  3359 Bài 21: Một nhà máy tiêu thụ công suất điện công suất 700 kW với hệ số công suất 0,7 Nhà máy có thêm tải với công suất 1000 kW Để kéo tải kết hợp nâng cao hệ số công suất người ta chọn động đồng có hiệu suất 0,88 Xác định công suất biểu kiến động đồng để nâng hệ số công suất nhà máy đạt 0,8 Bài giải: Công suất tiêu thụ động cơ: P1  P2 1000  1136(W)  0,88 54 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) Tổng công suất tiêu thụ: P 700  1136 1836(w) Công suất phản kháng sau bù: Qs P.tg 1836.0, 75 1377( kVar ) Công suất phản kháng trước bù: Qt P.tg 700.1, 02 714(kVar ) Công suất động bù: Qdc Qs  Qt 1377  714 663,3( kVar ) Công suất biểu kiến động cơ: S dc  Pdc2  Qdc2  11362  6632 922, 7(kVa ) => Sdc 922, 7( kVa ) Bài 22 : Một máy phát điện đồng ba pha cực ẩn công suất 1750 kVA; điện áp 2300V; bỏ qua điện trở phần ứng; điện kháng đồng 2,65/pha; đấu sao; tải có hệ số cơng suất 0,8 trễ Tính: a) Sức điện động pha máy phát b) Phần trăm thay đổi điện áp định mức Giải Sdm 1750*103 I dm    * 2300* U dm dòng điện định mức : 439,3(A) U 2300 U p  dm  1327,9 3 điện áp pha : Sức điện động pha : (V) ' E p' U p'  I dm * X db 1327,9  j 439,3* 2, 65 E  (1327,9)  (439,3* 2, 65) 1765,9 (V) Phần trăm thay đổi điện áp định mức: U E  Up Up 1765,9  1327,9 *100 0  *100 0 32,98 0 1327,9 Bài 23 Máy phát điện đồng pha cung cấp cho hộ tiêu thụ 1200 + j200 kVA với điện áp 6,3 kV a) Xác định công suất biểu kiến, công suất phản kháng, công suất tác dụng máy phát b) Khi hòa thêm máy bù đồng với công suất biểu kiến 30 – 20j kVA hệ số cơng suất bao nhiêu? A Công suất tác dụng : p 1200  kw  55 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) Công suất phản kháng là: Công suất biểu kiến là: Q 200  KVA  s  p  Q  1200  2002 1216.5  KVA  B Khi hòa thêm máy bù đồng với công suất biểu kiến s1 30  20 J ( KVA) s , s  s1 1200  200 j  30  20 j 1230  180 j cos     Hệ số công suất là: p, p,  Q,  1230 1230 180 0.98 Bài 24 Một nhà máy cơng nghiệp có cơng suất 1600 kVA hệ số cơng suất 0,6 trễ a) Tính cơng suất biểu kiến máy bù đồng cho hệ số công suất tổng hợp nâng lên thành b) Tính tổng cơng suất tác dụng tiêu thụ c) Khi hệ số cơng suất tổng hợp 0,9 trễ công suất biểu kiến máy bù đồng tổng công suất tác dụng tiêu thụ bao nhiêu? a Gọi S, P , Q : công suất biểu kiến, công suất thực công suất phản kháng máy phát S1, P1 , Q1 : công suất biểu kiến, công suất thực công suất phản kháng máy bù đồng ( bù đủ hệ số công suất 1) S2, P2 , Q2 : công suất biểu kiến, công suất thực công suất phản kháng máy phát sau bù (hệ số công suất 0,9) S3, P4 , Q4 : công suất biểu kiến, công suất thực công suất phản kháng máy bù đồng ( bù đủ hệ số công suất 0,9) S4, P2 , Q2 : công suất biểu kiến, công suất thực công suất phản kháng máy phát sau bù (hệ số công suất 0,9) cos  0,9  sin  0, 44 Nếu hệ số công suất cơng suất phản kháng máy bù phát phải công suất phản kháng nhà máy tiêu thụ: Q1  Q  S *sin   S *0, 44  1600*0,8  704(k var) Công suất biểu kiến máy bù đồng : S3 704(kVA) b.Tổng công suất tác dụng tiêu thụ : P4 S *cos  1600*1 1440( w) c Hệ số cơng suất tổng hợp 0,9 trễ cơng suất biểu kiến máy bù đồng : cos  0,9  sin  0, 44 56 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) Nếu hệ số cơng suất 0,9 cơng suất phản kháng máy bù phát phải công suất phản kháng nhà máy tiêu thụ: Q3  Q  S *sin   S *0, 44  1600*0,8  704(k var) Công suất biểu kiến máy bù đồng : S3 704( kVA) Tổng công suất tác dụng tiêu thụ: P4 S *cos  1600*0,9 1440( w) Bài 25 Một máy phát điện đồng ba pha đấu hình Y có cơng suất biểu kiến định mức 2000 kVA, điện áp 2,3 kV, điện trở pha máy phát Rư = 0,0425Ω; mạch kích từ tiêu thụ từ nguồn 220V, dịng điện kích từ 35A, tổn hao sắt 41,2 Fe  = P kW , tổn hao ∆Pcơ = 22,8 kW, bỏ qua tổn hao phụ Tính tổng tổn hao hiệu suất máy phát biết hệ số công suất máy phát 0,8 Bài giải Dòng điện định mức: I dm  Sdm 3U dm  2000 502 2.3 (A) Tổn hao kích từ: Pkt U kt I kt 220 35 7.7 (kw) Tổn hao đồng dây quấn phần ứng: Pcu 3I dm Ru 3 0.0425 502 32.13 (kw) Tổng tổn hao: P Pcu  Pkt  PFe  Pco 32.13  7.7  41.2  22.8 103.83 (kw) Hiệu suất máy:  Sdm cos  P2 2000 103 0.8   0.99 P1 S dm cos   P (2000 103 0.8) 103.83 Câu 26 Máy phát đồng cực từ ẩn ba pha công suất biểu kiến 20 kVA, điện áp định mức 220V, hệ số công suất 0,85 Điện trở đầu cực không đáng kể, điện kháng đồng 0,5 /pha Nối Y, điện áp kích từ 110VDC, dịng kích từ 10A, tổn hao sắt 700W, tổn hao ma sát quạt gió Pma sát, quạt gió… = 600W Xác định: Sức điện động pha dây quấn phần ứng Độ thay đổi điện áp phần trăm Hiệu suất máy phát chế độ định mức Dòng định mức Iu  S 20000  52, 49 A 3.U d 3.220 Điện áp pha 57 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) U U p  d 127V Sụt áp điện kháng U x =Iu X s =53,49.0,5=26,745V Sụt áp điện trở khơng đáng kể Vì Cos  =0.85 nên Sin  =0.53 E  (127.0,85  0)  (127.0,53  26, 745) 143, 2V Độ sụt áp U dm %  E  Up 143,  127 100%  100% 12, 76% Up 127 Hiệu suất  P2 S cos   0.88 P  Pth S cos   700  600  1100 Câu 27 Một máy phát điện đồng ba pha cực ẩn có cơng suất 15000 kVA; điện áp 6,6 kV; hệ số công suất 0,8; đấu Y, điện trở dây stator 0,45 Ω; điện kháng đồng 6Ω a) Một tải có dịng điện dịng định mức, điện áp 6,6 kV Tính dịng điện, cơng suất phản kháng tác dụng tải b) Nếu cắt tải dịng điện kích từ giữ giá trị lúc có tải, điện áp đầu cực máy phát bao nhiêu? a) Dòng định mức I  3.U I Cos   15000000 1640 3.6600.0,8 Do tải có dịng điện dịng định mức Cơng suất phản kháng Q S Cos  1500.103.0,8 1200000 Var Công suất tác dụng P S Sin  1500.103  0,82 900000 W b) Do máy phát làm việc chế độ định mức Nên cắt tải điện áp hai đầu cực điện áp định mức = 6600V 28 Máy điện đồng pha cực ần có công suất 10 MVA, 2300 V, 60 Hz, nối Y, điện kháng đồng Xs = 0,82 Ω/pha, bỏ qua điện trở phần ứng Máy với lưới điện 2300 V có cơng suất vơ lớn, bỏ qua tổn hao a) Nếu máy vận hành với sức điện động pha Ef = 3450 V góc công suất  = -20o , cho biết máy hoạt động máy phát hay động cơ? Tính cơng suất điện (MW) đầu cực hệ số công suất 58 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) b) Tìm giá trị Ef cần thiết phép mức tải 50% trước máy bị đồng (khi công suất điện đạt tới công suất cực đại) Cho biết định mức máy kích tử để có hệ số cơng suất đơn vị c) Tính góc cơng suất, hệ số cơng suất trường hợp máy có Ef có nhu câu b dịng định mức làm Máy hoạt động máy phát Dòng điện phần ứng Ia  S 10 106  2510( A) 3U 2300 Điện áp pha Uf  U 2300  1328(V ) 3 Hệ số công suất sin   I a X db cos  2510 0,82 cos   sin( 200 ) Ef 3450  cos   sin(200 ) 3450 0,57 2510 0,82 Công suất điện động P 3U f E f X db  1328 3450 16MW 0,82 Khi cơng suất điện cực đại sin  = P’= P + 0,5P= 16+0,5.16=24MW Giá tri sức điện động pha  Ef  P ' X db 24 106 0,82  4940(V ) 3U f 1328 Từ đồ thị vecto ta có E 2f (U f  I a X db sin  )  ( I a X db cos  )  49402 (1328  2510 0,82sin  )  (2510 0,82 cos  ) Suy : cos  =0,9 Góc cơng suất 59 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) sin   I a X db cos  2510 0,82 0,9  0,37 4940 Ef 29 Cho máy phát pha với thông số định mức 16 MVA, điện áp 10,5 kV, tần số 50Hz, hệ số công suất 0,8 sớm pha (hoặc chậm pha), hai cực, nối Y điện kháng đồng 13,77; tính: a) Tính cơng suất momen định cực đại, thông qua sức điện động tương ứng điều kiện định mức b) Tính momen định cực đại máy phát cấp tải 10 MW, điện áp dây kV hệ số công suất 0,6 (chậm pha) Bài 30 Một tubin phát điện pha có điện kháng đồng 14  cung cấp cho lưới công suất tác dụng 1,68MW với hệ số cong suất trễ Điện áp lưới 11kV, nối Y dịng điện stato 100A Tính hệ số cơng suất , góc tải sức điện động Ta có cơng suất tác dụng P2  3U dm I dm cos  P2 1,68.106  0,88 cos   3U dm I dm 3.11.103.100  Góc tải  90 Tải cảm góc lệch pha dịng điện sinh từ thông phần ứng ngược chiều với sức điện động Ta có dịng điện tải I t I dm 100 (A) U 11 U t  dm  103 3 (V) Điện áp tải Điện áp cảm kháng U x It X dp 100.14 1400 (V) Ta có cos  0,88  sin  0,47 Suất điện động Eg  (Ut.cos  )  (U t sin   U x )  ( 11 11 10 0,88)  ( 103.0,88  1400) 7103 3 Câu 31 : Máy phát điện đồng ba pha cực ẩn nối Y có cơng suất biểu kiến 280 kVA, điện áp 380V, hệ số công suất 1, điện kháng đồng 0,2Ω, bỏ qua điện trở phần ứng Tính dịng điện định mức máy phát điện áp máy phát khơng tải Giải Dịng điện định mức: 60 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) I dm S dm 280.103   425, 4( A) 3.U dm 3.380 Điện áp không tải : U 380 Up  d  219,3(V ) 3 Câu 32: Máy phát điện đồng pha có từ thơng cực từ 0,02 Wb (dạng sin), số vòng dây pha 56 vịng, số đơi cực từ 1, tốc độ quay rotor 3000 vòng/phút, hệ số dây quấn 0,92 Tính sức điện động pha máy phát Bài giải: f  Tần số: n p 3000.1  50 60 60 (Hz) Sức điện động pha máy phát: E0 4, 44 f kdq N1. = 4,44.50.0,92.56.0,02 = 228,7488 (V) 33 Máy phát điện đồng pha có từ thơng cực từ 0,0218Wb (dạng sin), 120 rãnh, số đôi cực từ 4, dây quấn có  = 12, số vịng dây pha 168 vòng, tốc độ quay rotor 900 vịng/phút Tính sức điện động pha máy phát Giải f Tần số:   Bước cực từ: Z 120  15 2p q Số rãnh pha cực từ: Góc độ điện rãnh: np 900.4  60(Hz) 60 60 Z 120  5 m.2p 3.8 d  2.p 2.4    (rad) Z 120 15 Hệ số bước ngắn: y  12  k n sin( ) sin( ) 0,022 15  Hệ số rải:  d ) ) sin(5 15.2  1 kr  d  q.sin( ) 5.sin( ) 15.2 Hệ số dây quấn: k dq k n k r 0,022 sin(q Sức điện động pha: E p 4,44.f.k dq N. m 4,44.60.0,022.168.0,0218 21,46(V) 61 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) 34 Một máy điện đồng pha 15 kVA, 220V, 50Hz, nối Y, cực, điện kháng đồng 8Ω/pha (bỏ qua điện trở dây quấn stator) Máy điện hoạt động chế độ máy phát nối song song vào lưới điện pha 220V, 50 Hz a) Tính điện áp cảm ứng góc moment máy điện phát công suất định mức với hệ số công suất 0,8 trễ Vẽ giàn đồ vectơ (sơ đồ pha) b) Với dịng điện kích từ câu a, công suất động sơ cấp tăng từ từ Nếu máy phát công suất cực đại xác định dịng điện, hệ số cơng suất, cơng suất cực đại máy phát điều kiện c) Máy điện chuyển sang hoạt động chế độ động Dịng điện kích từ điều chỉnh để hệ số công suất nhận công suất KW từ lưới điện Tính điện áp cảm ứng góc moment Vẽ giản đồ vector d) Nếu dịng điện tích từ giữ khơng thay đổi (như câu c) Momen trục động tăng từ từ, xác định momen điện từ cực đại máy Giải: a) Dòng điện định mức cấp đến tải: I dm  S dm 15 103  39,36( A) 3.U dm 3.220 Điện áp định mức pha cấp đến tải: U 220 U pha  dm  127(V ) 3 Giản đồ vector: Từ giản đồ vector chọn dòng Ipha làm chuẩn, ta suy quan hệ sau: E pha  (U pha Cos   R pha I pha )  (U pha Sin   X db I pha ) Thay số vào ta được: E pha  (127 0,8  39, 36)  (127 0,  39,36) 404(V ) Vậy điện áp cảm ứng Eung E pha 404V b) Dòng điện cực đại: I max I dm 39,36( A) 62 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) Máy phát công suất cực đại  Cos  1 Công suất cực đại: Pmax Pdm  3U dm I dm Cos   3.200.39,36.1 15000W c) Dòng điện định mức pha: I pha  P 3000  8, 66( A) 3.U Cos  3.220.1 Giản đồ vector: Từ đồ thị ta suy ra: E0  U pha  ( I pha X db )  2202  (8, 66.8) 230, 65(V ) Vậy điện áp cảm ứng Eung E0 230, 65V Bài 35 Trên nhãn máy phát thủy điện người ta đọc 108 MVA; hệ số công suất 1; điện áp 13,8 kV; đấu Y; 50 Hz; 120 vịng/phút Tính: a) Số cực rotor b) Cơng suất định mức c) Dịng định mức d) Công suất tuốc bin thủy điện kéo máy phát, hiệu suất phần ứng (nghĩa khơng thể tổn hao kích từ) 97% e) Momen tuốc bin kéo máy phát Giải p Số cực 60 f 60.50  25  p 50 120 n1 Công suất định mức: Pdm S dm cos  108.1 108(MW) Dòng định mức: 63 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) I dm  Sdm 108.106  4518( A) 3.U dm 3.103.13,8 Công suất tuốc bin thủy điện kéo máy phát Pco Pdm 97% 108.97% 104,76( MW) Momen cơ: 1  2 f 2. 50  4 ( rad / s ) p 25 M co  Pco 104, 76.106  8336535( Nm) 4 1 Bài 36 : Máy phát điện đồng ba pha, công suất biểu kiến 100 MVA, hệ số công suất 0,8, điện áp 66kV,hiệu suất làm việc 90%, nối Y, tần số 60 Hz, tốc độ định mức 360vòng/phút a) Số cực máy phát b) Công suất máy phát cấp cho tải c) Tính dịng điện định mức máy phát d) Công suất cần cung cấp cho máy phát e) Momen cần cung cấp cho máy phát Giải 6 Số cực máy phát : Pdm S dm *cos  100*10 *0.8 80*10 (W) Pdm S dm *cos  100*106 *0,8 80*106 (W) Công suất máy phát cấp cho tải : Dòng điện định mức máy phát : Sdm 100*106 I dm   874, 7(A) U dm * 66*103 * Công suất cần cung cấp cho máy phát : Pdm 80*106 P1   88,9*106 (W) 0,9  Momen cần cung cấp cho máy phát : M co 9,55* P1 88, 9*106 9,55* 2,3*10 (N.m) n 360 Bài 37 Máy phát điện đồng đấu Y; điện áp 6,3 kV cung cấp cho tải ba pha đấu Y, có tổng trở pha Z j = +  20 20 ( ) a) Xác định hệ số công suất máy b) Khi hòa thêm máy bù đồng với công suất bù 100 – j600 kVA hệ số cơng suất tồn hệ thống sau bù bao nhiêu? A 64 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) 20 r  cos      2 z 20  20 Hệ số cơng suất là: B Dịng tải trước bù là: i pha  u pha  3*z 6,3*103 128,  A  * 20 20 Công suất biểu kiến trước bù là: s  p  jQ 3RI  j XI 20*3*128.62  j3* 20*128.6 992  992 j ( KVA) Công suất sau bù: s , s  s1 992  992 j  100  600 j 1029  392 j p, cos     p,  Q, Hệ số công suất sau bù là:  1092 10922  3922 0.94 Bài 39: Cho hai máy phát điện đồng làm việc song song, cung cấp điện cho hai tải: a) Tải 1: Công suất biểu kiến S1 = 5000 kVA; hệ số công suất 0,8 b) Tải 2: Công suất biểu kiến S2 = 3000 kVA; hệ số công suất Máy thứ phát công suất tác dụng P1 = 4000 kW; công suất phản kháng Q1 = 2500 kVAr Tính cơng suất máy phát thứ hai hệ số công suất máy phát Công suất tác dụng tải: P S1 cos 1  S cos 2 5000 0.8  3000 1 7000 kw Công suất phản kháng tải: Q S1 sin 1  S sin 2 5000 0.6  3000 0 3000 Công suất tác dụng máy phát 2: P2 P  P1 7000  4000 3000 KW Công suất phản kháng máy phát 2: Q2 Q  Q1 3000  2500 500 Hệ số công suất máy phát 1: cos 1  P1 P Q 2  4000 40002  25002 0.848 Hệ số công suất máy phát 2: cos 2  P2 P22  Q22  3000 30002  5002 0.986 Câu 40 ( đồng ) Cho máy điện đồng ba pha 225 MVA, 15kV, nối Y, 50 Hz, cực, có điện kháng đồng 2,22Ω Biết tổn hao máy phát MW Khi máy phát hòa lưới 15 kV, cung cấp cho lưới 200 MW với hệ số công suất 0,95 trễ 65 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) a) Tính dịng điện, sức điện động góc tải Tính momen kéo máy phát b) Với dịng kích từ trên, tính cơng suất tác dụng cơng suất phản kháng cực đại mà máy phát cấp cho lưới c) Đề máy phát hịa lưới khơng tải, cần giảm dịng kích từ cịn phần trăm so với ban đầu? Giải: dòng điện S 8660,3 A 3U d Id  Sưc điện động pha:   E U p  jI dm X db 2342351o o Vậy góc tải   51 Moment kéo máy phát: M P P 9,55  9,55 636666.7 Nm 60 f ndm p công suất tác dụng: P1 S Cos  213, 75W Công suất tác dụng Q  S  P12 70, 76Var 66 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) ... Cho máy phát điện đồng pha có 2p = cực sức điện động pha 380V phát tần số 60 Hz Bây muốn máy phát cấp sức điện động pha 380V tần số 50 Hz ta cần phải điều chỉnh thông số máy phát? Bài làm Sức điện. .. m) 3 Bài 47: Động không đồng ba pha stator nối Y có cơng suất định mức 25 kW; điện áp 440V; momen mở máy 112 N.m; momen định mức 83 N.m; dòng điện mở máy 128A Xác định: a) Momen mở máy điện áp... mở máy với ImmĐK = 200A Xác định điện áp đặt lên động lúc mở máy động mở máy khơng 30 Động không đồng ba pha rotor dây quấn, bốn cực; hệ số quy đổi sức điện động dòng điện ke = ki = Điện trở điện