Thông tin tài liệu
ĐỀ THI (cuối học kỳ) Môn thi: BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG ĐIỆN CƠ Ngày thi: Ký tên 02/06/2013 Thời gian thi: 90 phút (Sinh viên phép sử dụng tài liệu riêng mình) Họ & tên SV: MSSV: Bài Một máy phát điện đồng pha, 50 kVA, nối Y, 50 Hz, 440 V, cực, có điện kháng đồng 1,2 Ω/pha Dịng điện kích từ điều chỉnh cho điện áp đầu cực máy không tải 480 V Bỏ qua điện trở dây quấn phần ứng Hãy xác định: a) Tốc độ quay máy phát (tính vòng/phút) (1 đ) b) Điện áp đầu cực máy phát máy cung cấp dòng điện định mức cho tải có hệ số cơng suất 0,8 trễ (1 đ) c) Độ thay đổi điện áp máy phát tụ điện pha có cơng suất 60 kVAr mắc song song với tải câu b) (1 đ) Bài Một động không đồng pha, 22 kW, nối Y, 50 Hz, 400 V, cực, có tham số mạch tương đương pha xác sau: Ra = 0,2 Ω; xls = 0,6 Ω; xlr′ = 0,25 Ω; x M = 25 Ω; Rr′ = 0,12 Ω Tổng tổn hao ma sát lõi thép 990 W coi không đổi câu a) b) a) Ở độ trượt s = 0,03, xác định tốc độ động cơ, mơmen hữu ích đầu trục, hệ số cơng suất ngõ vào (1,5 đ) b) Xác định tốc độ định mức, mômen định mức hiệu suất định mức động Biết cơng suất điện từ 23459 W (1,5 đ) c) Xác định tốc độ ứng với mômen điện từ cực đại, giá trị mômen cực đại (1 đ) Bài Một máy điện DC kích từ độc lập có dịng điện kích từ điều chỉnh cho điện áp hở mạch máy phát ứng với tốc độ 3000 vòng/phút 220 V Máy có điện trở phần ứng Ra = 0,5 Ω, dịng điện kích từ giữ ngun giá trị nói điều kiện vận hành a) Đặt điện áp 200 V vào mạch phần ứng động mang tải cho dòng điện phần ứng 30 A, xác định tốc độ động mômen tạo (1 đ) b) Đặt điện áp 100 V vào mạch phần ứng tải động điều chỉnh cho dòng điện phần ứng 40 A, xác định tốc độ động mômen tạo (1 đ) c) Với điện áp 200 V đặt vào mạch phần ứng, xác định dòng điện (phần ứng) mở máy lý thuyết Đề xuất giải pháp để có dòng điện mở máy 40 A (1 đ) HẾT Bài 1: 60 f = 1500 vòng/phút (1 đ) p S 50000 b) I adm = dm = = 65,61 A 3Vdm (440) a) n = Khi không tải, điện áp đầu cực có giá trị với điện áp cảm ứng (giá trị dây), tức Ea ( L − L ) = 480 V Dựa vào giản đồ vectơ, suy cơng thức tính điện áp pha Va = Ea2 − ( xs I adm cos(θ )) − xs I adm sin (θ ) = 480 / − (62,99 ) − 47,24 = 222,6 V Điện áp dây tương ứng 385,6 V (1 đ) 2 c) Công suất tải trước mắc tụ = 40 + j30 kVA Sau mắc thêm tụ, tổng công suất tải 40 + j30 – j60 = 40 – j30 kVA (Tải có hệ số cơng suất thay đổi từ tính cảm sang tính dung) Có thể thấy, công suất biểu kiến tải không đổi, suy dòng điện phần ứng máy phát có giá trị câu b) Vẽ lại giản đồ vectơ cho trường hợp hệ số công suất 0,8 sớm, suy cơng thức tính điện áp pha Va = Ea2 − ( xs I adm cos(θ )) + xs I adm sin (θ ) = 480 / − (62,99 ) + 47,24 = 317,1 V Điện áp dây tương ứng 549,3 V! Có thể thấy việc bù công suất phản kháng mức có khả gây nguy hiểm cho tải (0,5 đ) Độ thay đổi điện áp: 480 − 549,3 ∆V % = × 100% = −12,62% (0,5 đ) 549,3 2 Bài 2: Nguồn Thevenin pha tương đương jxM 400 j 25 Vth = Va = ∠ 0° = 225,5∠0,4476° V Ra + j ( xls + xM ) 0,2 + j (0,6 + 25) (Ra + jxls ) jxM = 0,1907 + j 0,5874 Ω Z th = Ra + j ( xls + xM ) a) Tốc độ động cơ: 60 f n = (1 − s )ns = (1 − s ) = 1455 vòng/phút (0,5 đ) p Vth I r′ = = 52,77∠ − 10,85° A Rr′ Z th + + jxlr′ s R′ Pm = (1 − s )3 r (I r′ ) = 32415 W s P2 = Pm − (Prot + Pi ) = 31425 W P2 Mơmen hữu ích đầu trục: T2 = = 206,2 N.m (0,5 đ) 2πn / 60 R′ Điện áp hai đầu nhánh từ hóa: Vab = r + jxlr′ I r′ = 211,5∠ − 7,277° V s V Dòng điện ngõ vào: I a = ab + I r′ = 53,96∠ − 19,85° A jxM Hệ số công suất ngõ vào: PF = cos(19,85°) = 0,94 trễ (0,5 đ) b) Ở chế độ làm việc định mức, công suất đầu trục 22 kW Nếu công suất điện từ biết, ta có 23459(1 − sdm ) = P2 dm + (Prot + Pi ) = 22000 + 990 Suy ra: sdm = 0,02 Tốc độ động lúc này: ndm = (1 − sdm )ns = 1470 vịng/phút (0,5 đ) P2 dm Mơmen định mức: T2 dm = = 142,9 N.m (0,5 đ) 2πndm / 60 Ia = Va = 37,46∠ − 20,63° A Rr′ + jxlr′ ( jxM ) sdm (Ra + jxls ) + Rr′ + jxlr′ + jxM sdm P1dm = 3Ra (I a ) + Pagdm = 24301 W Hiệu suất định mức: ηdm = c) smT = P2 dm = 0,9049 = 90,5% (0,5 đ) P1dm Rr′ Re(Z th ) + ( xlr′ + Im(Z th )) 2 = 0,1397 nmax T = (1 − smT )ns = 1290 vòng/phút (0,5 đ) e = Tmax 3(Rr′ / smT )Vth2 p = 462,7 N.m (0,5 đ) (2πf ) (Rr′ / smT + Re(Z th ))2 + (xlr′ + Im(Z th ))2 Bài 3: πn (GI ) 260 = 220 V, suy (GI ) = 0,7003 H a) Ta có: V = (GI )ω + R I hay 200 = (GI )ω f f a f m1 Tốc độ động cơ: ωm1 = Hay n1 = a a f m1 + 0,5(30 ) 200 − 15 = 264,2 rad/s (0,5 đ) 0,7003 ωm1 (60) = 2523 vịng/phút 2π Mơmen tạo ra: T1e = (GI f )I a = 21 N.m (0,5 đ) b) Tương tự câu a), ta có: 100 − 20 ωm = = 114,2 rad/s (0,5 đ) 0,7003 ω (60) Hay n2 = m = 1091 vịng/phút 2π Mơmen tạo ra: T1e = (GI f )I a = 28 N.m (0,5 đ) c) Dòng điện (phần ứng) mở máy lý thuyết: V 200 I amm = amm = = 400 A (0,5 đ) Ramm 0,5 Để giảm giá trị xuống 40 A (tức giảm 10 lần), ta giảm điện áp đặt vào phần ứng 10 lần, tăng điện trở mạch phần ứng mở máy lên 10 lần (thêm 4,5 Ω vào mạch phần ứng mở máy), kết hợp hai biện pháp (0,5 đ) ... 3Vdm (440) a) n = Khi không tải, điện áp đầu cực có giá trị với điện áp cảm ứng (giá trị dây), tức Ea ( L − L ) = 480 V Dựa vào giản đồ vectơ, suy cơng thức tính điện áp pha Va = Ea2 − ( xs I adm... hệ số công suất 0 ,8 sớm, suy cơng thức tính điện áp pha Va = Ea2 − ( xs I adm cos(θ )) + xs I adm sin (θ ) = 480 / − (62,99 ) + 47,24 = 317,1 V Điện áp dây tương ứng 549,3 V! Có thể thấy việc... R′ Điện áp hai đầu nhánh từ hóa: Vab = r + jxlr′ I r′ = 211,5∠ − 7,277° V s V Dòng điện ngõ vào: I a = ab + I r′ = 53,96∠ − 19 ,85 ° A jxM Hệ số công suất ngõ vào: PF = cos(19 ,85 °) =
Ngày đăng: 02/11/2022, 10:16
Xem thêm:
