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) 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: n 2=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 p 60 60 900 (vòng/ph) b) Tần số dòng điện cảm ứng rotor Hệ số trượt: Tần số dòng điện cảm ứng rotor: f f s 0.044 60 2,64 c) Tốc độ rotor từ trường quay stator n Tốc độ rotor từ trường quay stator: n Hz n 900 860 40 (vịng/ph) Một động khơng đồng quay với vận tốc gần 1200 vòng/phút, lúc khơng tải 1140 vịng/ phút lúc đầy tải cấp điện nguồn 50 Hz a) Động có cực? Số đơi cực từ động là: b) Tính hệ số trượt phần trăm lúc đầy tải s n n 1200 1140 0,05.100% 5% Hệ số trượt % đầy tải là: c) Tìm tần số điện áp rotor lúc đầy tải f Tần số dòng điện rotor đầy tải là: sf 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 n Tốc độ từ trường quay rotor so với rotor: Tốc độ từ trường quay rotor so với stator: n n1 n 1200 1140 60( v / p) 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 Từ công thức Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) p= Vậy máy có 60f Vận tốc đồng bộ: s= =6,5 p=6 n 460 2p=12 n= 60.50 = ( cực ) 60.50 =500 ( vòng/phút ) n -n 500 460 n1 0,08 500 Hệ số trượt: ( vòng/phút ) Câu : Tốc độ định mức động không đồng 25 Hz 720 vịng/phút tốc độ khơng tải 745 vịng/phút Tính hệ số trượt định mức động s n 745 720 n 0,034 Hệ số trượt động cơ: 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: Khi s = 0.04 ta có: U 2s sU U 0.8 U 0.8 220 304.84(V ) 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: U E 4,44.f.k N qd1 m Lập tỉ số: Điện áp nguồn: 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 E Ta có: E f Tần số: b) Hệ số trượt rotor 0,04 sf 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: U2ds 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, 4Hz c) Rotor quay máy khác với vận tốc 800 vòng/phút theo chiều ngược với chiều từ trường quay stator n Vận tốc đồng bộ: Hệ số trượt mới: Suy ra: E 2s U 1,67.110 183V ds3.183 317V Tần số: f sf 1,67.60 100Hz 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 n p Ta có : 60 f p n 588 Tốc độ đồng là: Hệ số trượt là: Tần số dòng điện roto tải định mức là: f s f 0,02.60 1, 2( Hz) b) 120V, 60Hz, 873 vịng/phút p Ta có: Tốc độ đồng là: Hệ số trượt là: Tần số dòng điện roto tải định mức là: f s f 0,03.60 1,8( Hz) Bài 10 :Một động cảm ứng ba pha rotor dây quấn cực, 60 Hz Tính tần số dòng điện rotor trường hợp sau: a) Động đứng yên 2p=6 => p=3 Tốc độ từ trường quay : Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) b) Động quay 500 vòng/phút chiều với từ trường quay Động quay 500 vòng/phút chiều với từ trường quay Hệ số trượt : Tần số dòng điện rotor : 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 n n 1200 ( 500) 17 Hệ số trượt : Tần số dòng điện rotor : Động vận hành chế độ hãm d) Động quay 2000 vòng/phút chiều với từ trường quay Động vận hành chế độ ? Hệ số trượt : 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: b) Từ trường quay stator Vận tốc rotor từ trường quay là: sn n 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 Vận tốc từ trường quay: b) Tần số dòng điện cảm ứng rotor Tần số dòng điện cảm ứng rotor: f 2s f * s 50*0,05 2.5( Hz) Bài 13 Một động không đồng pha rotor lồng sóc có thơng 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 Stato đấu nên b) Tính dịng điện động vận hành tốc độ 1450 vòng/phút s Độ trượt : Dịng điện động cơ: Câu 14 Động khơng 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: Sức điện động pha rotor quay: E 2s sE 0,02.110 2, 2V b) Biết điện trở rotor 0,02 ; điện kháng rotor 0,5 Tính dòng điện cảm ứng rotor I u 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 ln khơng đổi) Tính dịng điện, hệ số công 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 cơng 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) Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) I X sin a db cos 2510 0,82 0,9 Ef 0,37 4940 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 cos 900 Góc tải Tải cảm góc lệch pha dịng điện sinh từ thơng phần ứng ngược chiều với sức điện động Ta có dịng điện tải I t U Điện áp tải Điện áp cảm kháng Ta có cos 0,88 U I X x sin t 100.14 1400 dp (V) 0,47 Suất điện động Eg (Ut cos ) (U t 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 dòng 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) S I dm 3.Ud Điện áp không tải : U 380 U p 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 n p 3000.1 60 50 60 Tần số: (Hz) Sức điện động pha máy phát: E 4,44 f k N dq = 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 đơi cực từ 4, dây quấn có = 12, số vòng dây pha 168 vòng, tốc độ quay rotor 900 vịng/phút Tính sức điện động pha máy phát Giải np 900.4 f Tần số: 60(Hz) Z 120 15 Bước cực từ: q Số rãnh pha cực từ: Z120 m.2p 3.8 p d Góc độ điện rãnh: 15 (rad) Z 120 k Hệ số bước ngắn: sin( n k Hệ số rải: r Hệ số dây quấn: Sức điện động pha: k E p 4,44.f.k dq N m dq k n k r 0,022 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: S I dm 3.U Điện áp định mức pha cấp đến tải: U 220 pha Udm 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 )2 pha Thay số vào ta được: E pha(127 0,8 39,36) Vậy điện áp cảm ứng (127 0,6 39,36) E E ung 404V pha b) Dòng điện cực đại: I I max 39,36( A) dm 62 404(V ) Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) Máy phát công suất cực đại Công suất cực đại: 15000W P max Cos P dm 3U dm I Cos 3.200.39,36.1 dm c) Dòng điện định mức pha: I P 3.U.Co pha Giản đồ vector: Từ đồ thị ta suy ra: E U Vậy điện áp cảm ứng E E ung pha 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 vòng/phút Tính: a) Số cực rotor b) Cơng suất định mức c) Dịng định mức d) Cơng suất tuốc bin thủy điện kéo máy phát, hiệu suất phần ứng (nghĩa khơng thể tổn hao kích từ) 97% e) Giải Momen tuốc bin kéo máy phát Số cực Công suất định mức: Pdm Sdm.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 Công suất tuốc bin thủy điện kéo máy phát Pc o Pdm.97% 108.97% 104,76( MW) Momen cơ: f .50 ( rad / s ) p P co M co 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 Số cực máy phát : P S dm dm *cos 100*106 *0.8 80*106 (W) Pdm Sdm *cos 100*10 *0,8 80*10 (W) Công suất máy phát cấp cho tải : Dòng điện định mức máy phát : I U dm Công suất cần cung cấp cho máy phát : P P dm 80*106 88,9*10 (W) 0,9 Momen cần cung cấp cho máy phát : M P co 9,55* n360 9,55* 88,9*106 2,3*10 (N.m) 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 cơng suất máy b) Khi hịa thêm máy bù đồng với công suất bù 100 – j600 kVA hệ số cơng suất toàn hệ thống sau bù bao nhiêu? A 64 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) Hệ số cơng suất là: B Dịng tải trước bù là: i u pha pha 3*z Công suất biểu kiến trước bù là: s p jQ 3RI j XI 20*3*128.6 j3*20*128.62 992 992 j ( KVA) Công suất sau bù: s , s s1 992 992 j 100 600 j 1029 392 j Hệ số công suất sau bù là: 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; cơng 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 S2 cos 5000 0.8 3000 7000 kw Công suất phản kháng tải: Q S1 sin S2 sin 5000 0.6 3000 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 Hệ số công suất máy phát 2: cos 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 hòa lưới khơng tải, cần giảm dịng kích từ cịn phần trăm so với ban đầu? Giải: dòng điện Id S 8660,3A 3Ud Sưc điện động pha: E U p jI dm Xdb 23423 51o Vậy góc tải 51o Moment kéo máy phát: M p công suất tác dụng: P1 S Cos 213,75W Công suất tác dụng Q S2 P12 70,76Var 66 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) ... dòng điện mở máy Momen mở máy: Dòng điện định mức: Dòng điện mở máy: c) Mở máy thông qua cuộn kháng, xác định hệ số điện áp cuộn kháng, dòng điện lưới cấp cho động cơ, momen mở máy qua cuộn kháng... kháng Biết dòng điện mở máy gấp hai lần dòng điện định mức Dòng điện mở máy trực tiếp: I mmtt 5.I Dòng điện mở máy qua cuộn kháng: dm I 2.I mmck dm k Hệ số điện áp cuộn kháng: Dòng điện lưới cấp... tỉ số dòng điện mở máy dòng điện định mức 4,5 Xác định: a) Dòng điện mở máy hệ số trượt định mức Dòng điện định mức: P I dm Dòng điện mở máy: s dm Hệ số trượt định mức: b) Momen mở máy tổng tổn