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? 60 f n =(1 - s) p 60 * 50 =(1-0.06) * = 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: n 2=ni-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 : j =60x60 =900 p4 (vòng/ph) b) Tần số dòng điện cảm ứng rotor s ==1^ = 90° -6860 =0.044 n1 Hệ số trượt: 900 X Tần số dòng điện cảm ứng rotor: f2 f s 0.044 60 2,64 Hz c) Tốc độ rotor từ trường quay stator X Tốc độ rotor từ trường quay stator: n2 =n n =900 860 =40 (vịng/ph) Một động khơng 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? _ _60 f1 _ 60.50 r p = n 1200 =■ =2,5 Số đôi cực từ động là: b) Tính hệ số trượt phần trăm lúc đầy tải s Hệ số trượt % đầy tải là: = =1 = n = 1200-1140 c) Tìm tần số điện áp rotor lúc đầy tải Tần số dòng điện rotor đầy tải là: =0,05.100% =5% 1200 f2 =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 n2 =n1 - n =1200 - 1140 =60(v / p) Tôc độ từ trường quay rotor so với rotor: n1 =1200(v / p) Tốc độ từ trường quay rotor so với stator: Bài 4: Tốc độ đầy tải động không đồng 50 Hz 460 vịng/phút Tìm số cực hệ số trượt lúc đầy tải n Từ công thức p = 60f dùng n thay cho ta tính giá trị gần p: Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) 60f _ 60.50 _ p= = =6,5 ^ p=6 n 460 Vậy máy có 2p=12 ( cực ) =500 500 ( vòng/phút ) - 460 =0,08 ( vòng/phút ) Vận tốc đồng bộ: n 60.50 = n1-n 500 n1 Hệ số trượt: 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 =7^ n^n =0,034 745 Hệ số trượt động cơ: Câu 6: Một động không đồng ba pha rotor dây quấn 60 Hz, cực, 220V, có stato đấu A 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 U =0.8 XU =0.8 X220 XV3 =304.84(7) Điện áp hai vành trượt rotor đứng yên: n =s XU, =0.04 X304.84 =12.1936(7) Khi s = 0.04 ta có: 2s Một động khơng 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) U Suất điện động pha: ''■•• =f-Mm U1 = f U f 1' ' Lập ti số: f' Điện áp nguồn: U' f 60 25 =y U = 440 =183,3(V) Một động không đồng rotor dây quấn 60 Hz, cực, 220V có stator đấu A rotor đấu Y Số vòng dây rotor stator Hãy tính điện áp tần số vành trượt nếu: a) Rotor đứng yên EN =7^ Ta có: EN 11 =0,5 ^ E =0,5E =0,5.220 =1107 ^ U =5/3.110 =1907 2d f2 =sf =1.60 =60Hz Tan số: b) Hệ số trượt rotor 0,04 Suất điện động cảm ứng pha roto lúc roto với hệ số trượt s: E2s =sE2 =0,04.110 =4,47 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) Điện áp đo hai vành trượt roto điện áp dây: U 2ds =/3-4,4 =7,6 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) Tần số: f =sf =0,04f =2’4Hz c) Rotor quay máy khác với vận tốc 800 vòng/phút theo chiều ngược với chiều từ trường quay stator „, =6°t =6°62 =1200v / p p3 Vận tốc đồng bộ: s = n - n —1200 - (- 800) =1 67 n 1200 Hệ số trượt mới: Suy ra: E2S =1,67.110 =183V U2ds =/3.183 =317V f =sf =1,67.60 =100Hz Tần số: 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 vịng/phút Ta có : n =60 f p dùng n thay cho n ta tính giá trị gần p : „60 f 60.60 p =—- =—— ^6,22 => p =6 => p =12 n 588 n1 =60f =60.60 =600 p6 p6 Tốc độ đồng là: (vòng/phút) s — "" -58» =0,02 n 600 Hệ số trượt là: Tần số dòng điện roto tải định mức là: f2 s.f1 0’02.60 12(Hỉ) b) 120V, 60Hz, 873 vòng/phút .60 f _ 60.60 Ta có: p= = n 873 "2 M,12 => p =4 => 2p =8 n1 =6°f =60 60 =900 Tốc độ đồng là: p4 (vòng/phút) s = n^n =900-873 =0’03 Hệ số trượt là:_ n 900 Tần số dòng điện roto tải định mức là: f2 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 dòng điện rotor trường hợp sau: a) Động đứng yên 2p=6 => p=3 =60*60 =1200 Tốc độ từ trường quay : p3 (vòng/phút) Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) f _ * f _ n1- n *60 —60 n Tần số dòng điện rotor : 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 n _ 601 _6Ọ*5Ọ_1500 p2 Hệ số trượt : , 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? _n1 - n _ 1200 - (- 500) _17 1200 Hệ số trượt : s ■ V ■ 17 f _s* Tần số dòng điện rotor : Động vận hành chế độ hãm 12 Hz f _ỉi*60 _85 d) Động quay 2000 vòng/phút chiều với từ trường quay Động vận hành chế độ ? s _iin _150°;2425 =0.05 n 1500 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 „1 a) _60*60 _720( rpm) b) a) Tần số dòng điện cảm ứng rotor _ c) Tần số dòng điện cảm ứng rotor: f2s f *s :0'0II: _2-5(Hz) d) Bài 13 Một động không đồng pha rotor lồng sóc có thơng số: điện trở stator 0,5 Q; điện trở rotor quy đổi stator 0,25Q; điện kháng stator với điện kháng rotor quy đổi stator 0,4Q 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 e) Dòng điện khởi động: Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) ĩ Stato đấu nên Độ trượt : =1 mm Ị{ „ ' \2 / f) =3 ^2 =126 02 g) J( R + R2) + (X1 + X2) 0-5 + + (0-4 + 0.4)2 v h) \[ 0.0333 ’ i) vịng/phút Tính dịng điện động vận hành tốc độ 1450 j) Câu 14 Động khơng đồng ba pha đấu tam giác, có cơng suất định mức 1450 „ _n n 1500 - s= n 1500 'L =0.0333 Ĩ1 ''' 12' U = R +R Dòng điện động cơ: 415 + ( X1 + X ) n c 0.25 0.5 + "'"" 0.0333 + (0.4 + 0.4)2 =51.6 (A) 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 m) n) k) 60 f l) —-n n 1- n _p_1000^980 'dm n 60 f 980 Hệ số trượt định mức: p S o) p) Sức điện động pha E2s =sE2 =0,02.110 =2,2V rotor quay: ĩu sE2 R2 + X 2,2 =4,23 A 0,02 + 0,5 b) q) r) Biết điện trở rotor 0,02Q; điện kháng rotor 0,5Q Tính dịng điện cảm ứng rotor s) Bài 15 Cho động không đồng ba pha, cực, nối A, 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 đổ’i nối Y — A So sánh hai kết trên, cho nhận xét t) Bài tàm u) 1500-1400 Document shared on www.docsity.com Downloaded by: dat-nguyen-13 (datkan1357@gmail.com) v) -w) x) Z „„ ,., y) Z 2=9,6+12,3j z) Z1=9,0+12,3j aa) Tổng trở vào - •-■■'■ ■■”'■ ‘ ab) (Z, + Z,).Zm ,„o -131,8 < 41° ac) ad) Z =Z + v1 (Z2 + Zt) + Zm ae) Điện áp rotor af) ag) ah) Eỵ -in m ZJ + ZL\ -321,7 < - 0,78° 1P Zm + (Z2 + Zt ) Dòng điện rotor ỉ ai) aj) t )± - ^ ( E ’> ■ ĩfe ■ < -5 ak) al) I' = = -2,750 f 60.50 , =25^ 2p =50 Từ đồ thịawd) ta suy ra: p =—- = ' awe) n 120 awf) So cực awg) Công suất định mức: awh) Pdm =Sdm cos^ =108.1 =108(MW) awi) Dòng định mức: 108.106 = Sdm =4518( A) ^3-Udm 73.103.13,8 awj) awk) Công suất tuốc bin thủy điện kéo máy phát ^dm Pco =Pdm 97% =108.97% =104,76( MW) awl) Momen cơ: awm) 11 = 2T f = awn) p 25 awo) ~^' ’' 50 =4.T( rad / s) 104 76 10 Mco =Pc^ = =8336535( Nm) awp) 01 4.1 awq) 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 ctf cần cung cấp cho máy phát awr) Giải awt) aws) Pdm =Sdm *cos^ =100*106*0.8 =80*106(W) Số cực máy phát : dm dm awu) awv) Pdm =Sdm *cos^ =100*106*0,8 =80*106(W) Công suất máy phát cấp cho tải : aww) Dòng điện định mức máy phát : awx) axc) 100*106 S axd) 74,7(A axf) = awy) -ĩ ) axg) Công suất cần cung cấp cho máy phát : axh) P = Ễdm =80*10 =88,9*106 (W) p 0,9 axi) Momen cần cung cấp cho máy phát : P1 M n OT =9,55* =9,55* 360 axj)co 88, 9* 10 =2,3*106(N.m) axk) 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 = + Q 20 20 ( ) a) Xác định hệ số công suất máy b) Khi hòa thêm máy bù đồng với cơng suất bù 100 - j600 kVA hệ số cơng suất tồn hệ thống sau bù bao nhiêu? axl) A axn) axm) r_ 20 _V2 z ” V20 + 202 _ cos ( ^) Hệ số công suất là: axo) B 6,3*103 U pha =128,6 (A) ■Ự3* 73*2^/20 z axp) Dòng tải trước bù là: axq) Công suất biểu kiến trước bù là: Ipha s = p + jQ =3RI2 + j3XI2 =20*3*128.62 + j3*20*128.62 =992 + 992 j( KVA) axr) Công suất sau bù: 1092 A/10922 Hệ số công suất sau bù là: + 3922 =0.94 axs)axt) S’ =s + S1 =992 + 992 j +100 - 600 j =1029 + 392 j axu) 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 axv) Công suất tác dụng tải: axw) P =S1 cos y + S2 cos y2 =5000 X0.8 + 3000 X1 =7000 kw axx) Công suất phản kháng tải: axy) Q =S1 sin y + S2 sin y2 =5000 X0.6 + 3000 X0 =3000 axz) Công suất tác dụng máy phát 2: aya) P2 =P - P1 =7000 - 4000 =3000 KW ayb) Công suất phản kháng máy phát 2: ayc) Q2 =Q - Q1 =3000- 2500 =500 ayd) Hệ số công suất máy phát 1: aye) ayg) P1 cosy1 = = 4000 2 ayf) ựp/ + Q1 V4000 + 25002 =0.848 Hệ số công suất máy phát 2: ayh) ayi) ayj) P2 P22 Ự 3000 + Q22 cosy2 = — = =0.986 V30002 + 5002 ayk) Câu 40 ( đồng ) Cho máy điện đồng ba pha 225 MVA, 15kV, nối Y, 50 Hz, cực, có điện kháng đồng 2,22Q 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 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: ayl) dòng điện S Id = ^ aym) =8660,3A ayn) Sưc điện động pha: ayo) E =U p + jIdm Xdb =23423Z51° Vậy góc tải =* =51“ ayp) Moment kéo máy phát: ayq) _P P _ ayr) M =^— 9,55 = 9,55 =636666.7Nm ays) ndm 60 f ayt) p công suất tác dụng: ayu) P1 =S Cos

/3 mp) Dòng điện mở máy: mq) mr) Im U =t 220 =526( A) ự + Xn V0.1222 + 0.42 b) Dùng điện kháng mở máy ImmĐK = 300A Tính điện cảm