Câu 1. Phân loại máy phát một chiều (DC) theo kiểu kích từ (có vẽ hình)? Khi khởi động cơ điện một chiều kích từ độc lập, tốt nhất chúng ta thao tác theo thứ tự nào? Trước tiên cấp nguồn cho cuộn dây kích từ sau đó cấp nguồn cho cuộn dây phần ứng của động cơ. Máy phát điện một chiều kích từ song song có công suất định mức Pđm=25kW, điện áp định mức Uđm=115V, điện trở dây quấn kích từ song song Rkt=12,5Ω, Rư=0,02Ω, số đôi mạch nhánh song song a=2, số cực 2p=4, tổng số thanh dẫn N=300, tốc độ quay n=1300vòngphút. Hãy xác định: Dòng điện định mức của máy phát; Dòng điện Iư chạy trong dây quấn Roto (phần ứng); Suất điện động Eư của phần ứng. Giải Dòng điện định mức của máy phát 〖I 〗_đm=P_đmU_đm =(25 〖10〗3 )115 = 217,4 A Do kích từ song song nên điện áp kích từ chính bằng điện áp trên hai đầu cực của máy phát nên dòng điện kích từ là : 〖I 〗_kt=U_đmR_kt = 115(12,5 ) = 9,2 A Vì máy phát kích từ song song nên ta có : 〖I 〗_ư = I_đm + I_kt = 217,4 + 9,2 = 226,6 A Theo phương trình mô tả máy điện một chiều kích từ song song ta có sức điện động: E_ư=U+ I_ư R_ư=115+(226,60,02)=119,5V Câu 2. Nêu các phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ ba pha? Khởi động trực tiếp Khởi động bằng cách giảm điện áp đặt vào dây quấn stator Khởi động bằng cách giảm điện áp dùng cuộn kháng nối tiếp vào mạch stato Khởi động nhờ MBA tự ngẫu Khởi động nhờ đổi nối sao tam giác Khởi động nhờ đưa điện trở vào mạch roto
Câu 1 Phân loại máy phát chiều (DC) theo kiểu kích từ (có vẽ hình)? Khi khởi động điện chiều kích từ độc lập, tốt thao tác theo thứ tự nào? Trước tiên cấp nguồn cho cuộn dây kích từ sau cấp nguồn cho cuộn dây phần ứng động Máy phát điện chiều kích từ song song có cơng suất định mức P đm=25kW, điện áp định mức Uđm=115V, điện trở dây quấn kích từ song song R kt=12,5Ω, Rư=0,02Ω, số đôi mạch nhánh song song a=2, số cực 2p=4, tổng số dẫn N=300, tốc độ quay n=1300vòng/phút Hãy xác định: a Dòng điện định mức máy phát; b Dòng điện Iư chạy dây quấn Roto (phần ứng); c Suất điện động Eư phần ứng Giải Dòng điện định mức máy phát Pđm 25∗103 I đm= = = 217,4 [A] U đm 115 Do kích từ song song nên điện áp kích từ điện áp hai đầu cực máy phát nên dịng điện kích từ : I kt = U đm 115 = = 9,2 [ A] 12,5 R kt Vì máy phát kích từ song song nên ta có : I = I đm + I kt = 217,4 + 9,2 = 226,6 [A] Theo phương trình mơ tả máy điện chiều kích từ song song ta có sức điện động: Eư =U + I Rư =115+ ( 226,6∗0,02 )=119,5[V ] Câu Nêu phương pháp khởi động động không đồng ba pha? Khởi động trực tiếp Khởi động cách giảm điện áp đặt vào dây quấn stator Khởi động cách giảm điện áp dùng cuộn kháng nối tiếp vào mạch stato Khởi động nhờ MBA tự ngẫu Khởi động nhờ đổi nối - tam giác Khởi động nhờ đưa điện trở vào mạch roto Trình bày đặc điểm từ trường quay động không đồng ba pha? Tốc độ từ trường quay phụ thuộc vào tần số f dòng điện stato số cặp p cực máy n1 = f (vòng/ giây ) p n1 = 60 f (vòng/ phút) p Chiều quay từ trường phụ vào thứ tự pha dòng điện Muốn đổi chiều quay từ trường, ta thay đổi thứ tự hai pha cho Từ thông cực đại từ trường: ϕ max = m ϕ pmax Một động điện khơng đồng ba pha roto lồng sốc có thông số: Pđm=12kW, Uđm= 220V, Iđm= 25A, f = 50Hz, số cặp cực p = 3, ∆Pcu2 = 200W, ∆PFe = 150W, Pcơ=100W, ∆Pphụ=50W, cos=0,8 Hãy tính: a Cơng suất điện từ động cơ; b Moment điện từ động cơ; c Tốc độ quay động Giải a, công suất điện từ động Pđt =P2+ △ Pf + △ Pcơ + △ Pcu2 = 12+0,2+0,1+0,05= 12,35kW b, Momen điện tử động : M đt = Pđt = ω c, Tốc độ quay động : + n = ( 1- s).n.1 + s = Pcu2/Pdt = 0,2/12,35= 0,016 N= 984 vòng/ phút 12 , 35 =118 N m 1000 ( pi ) 60 Câu Cho biết điều kiện tự kích máy phát điện chiều kích từ song song? Trong máy cịn tồn từ thơng dư; Với chiều quay định, cuộn kích từ phải nối cho từ thơng kích từ sinh phải chiều với từ thơng dư; Điện trở kích từ phải nhở điện trở tới hạn Nêu phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều? Phương pháp thay đổi điện trở mạch phần ứng; Phương pháp thay đổi điện áp mạch phần ứng; Phương pháp điều chỉnh từ thông; Máy phát điện chiều có Pđm=85kW, Uđm=230V, tốc độ nđm=1500vịng/phút, hiệu suất ɳđm=0,9 Hãy tính: a Dịng điện định mức máy phát; b Công suất động sơ cấp; c Mô men động sơ cấp Giải a Dòng điện định mức MF I đm= Pđm 85∗103 = =369,5(A) U đm 230 b Công suất động sơ cấp Pcơ = P đm 85 = 94,4(kW) = 94,4.103 (W) = η 0,9 c Mô men động sơ cấp M = P 94,4.103 603 = =601,6(N.m) ωđm 2.3,14 1500 Câu Anh (chị) hiểu máy điện đồng ứng dụng nó? + Máy điện xoay chiều có tốc độ rơ to (n) tốc độ từ trường quay (n₁)) + Phần lớn dùng làm máy phát điện xoay chiều + Dùng làm động điện đồng để truyền tải cho phụ tải có yêu cầu tốc độ quay khơng đổi có cơng suất lớn (từ vài trăm kW trở lên) + Dùng làm máy bù đồng nâng cao hệ số công suất cosợ lưới điện Trình bày nguyên lý làm việc máy phát điện đồng bộ? + Dùng động sơ cấp quay roto mây phát điện đồng tới tốc độ n + Roto MFD nam châm vĩnh cửu (công suất bẻ) hay nam châm điện (công suất lớn) Để có nam châm điện cách cho dịng chiều vào dây quần rôto (Phần cảm) + Khi roto quay từ trường biến thiên rôto quét qua dây quấn phần ứng stato sinh suất điện động cảm ứng xoay chiều hình sin, với trị số sức điện động cảm ứng Một máy phát điện đồng ba pha cực ẩn đấu sao, S đm= 10MVA; Uđm = 6kV; f=50Hz; cos = 0,8; số đôi cực p = 2; điện trở dây quấn stato R = 0,04; tổn hao kích từ Pkt = 2% Pđm, tổn hao cơ, sắt từ Pcstf = 2,4% Pđm Hãy tính: a Tốc độ quay rơto máy phát; b Dịng điện định mức máy phát; c Tính cơng suất động sơ cấp kéo máy phát Giai a Tốc độ quay rôto máy phát; n= 60 x f 60 50 = =1500 ( Vòng/phút) p b Dòng điện định mức máy phát; S đm 10 103 I đm= = =962,3( A) √3 U đm √ 103 c Tính cơng suất động sơ cấp kéo máy phát P1=Pđm + Pkt + Pcơ ,Fe ,fn + Pcu Pđm=S đm Cosφφ =10.0,8 =8(MW) Pkt =2 % Pđm=0,024 8=0,16 ( MW ) Pcơ ,Fe , fn = 2,4% Pđm = 0,024 = 0,192(MW) Pcu = I đm R = 962,32 0,04=0,1( MW ) 2 P1=8+ 0,16+0,192+0,1=8,453( MW ) Câu Phân loại máy điện đồng theo kết cấu (kiểu roto)? Theo kết cấu cực từ • Máy cực ẩn (thường 2p = 2) • Máy cực lồi (thường 2p ≥4) © Theo chức • Máy phát * Động • Máy bù Trình bày cấu tạo máy điện đồng bộ? Stato máy diện dồng giống stato máy điện khơng đồng bộ, gồm hai phận lõi thép stato dây quần ba pha stato Dây quấn stato gọi dây quấn phần ứng Rôto máy điện đồng nam châm điện gồm có lõi sắt dây quấn kích thích Dịng điện đưa vào dây quấn kích thích dịng điện chiều Rơto máy điện đồng có hai kiểu rôto cực lối rôto cực ẩn Một động điện đồng ba pha đấu có thơng số sau: P đm=600kW, Uđm=6000V; số cặp cực p=3; Hiệu suất =0,95; cosđm=1; f=50Hz Hãy tính: a Tốc độ quay roto tốc độ góc định mức; b Dịng điện định mức; c Mơmen quay định mức Giai Tốc độ quay roto ; n= 60 x f 60 50 = =1000 ( Vòng/phút) p tốc độ góc định mức ω= πff 2.3,14 50 = =104,67 (rad/s) p Dòng điện định mức; I đm= P đm √3 U đm cosφφ = 600 103 =57,7( A) √ 103 Mômen quay định mức M đm= Pđm 600 103 = =5732( N m) ω đm 104,67 A Loại câu điểm Câu 1 Phân tích cách quấn dây phía sơ cấp, thứ cấp từ xác định xác tổ đấu dây máy biến áp pha hình hình 2? Hình Hình Cách quấn dây Trước hết vẽ tam giác điện áp phía cao áp theo qui ước cho véc-tơ AB thẳng đứng, thứ tự theo chiều kim đồng hồ ABC Xác định trọng tâm N tam giác này.Từ trọng tâm N, nối đường NA, NB, NC Các đoạn thẳng biểu thị véc tơ điện áp XA, YB ZC Chọn điểm n bên tam giác điện áp để làm gốc cho hệ thống véc tơ điện áp phía hạ áp Vẽ véc-tơ xa,yb,zc // chiều với XA,YB,ZC Gốc x véc tơ trùng với n Nối hai điểm ab, bc, ca Ba đường thẳng biểu thị cho tam giác điện áp phía hạ áp Tịnh tiến véc tơ ab phía tam giác điện áp phía cao áp, cho điểm a trùng với A Ta thấy véc tơ ab có vị trí giống kim ngắn đồng hồ 12 Như góc lệch tính theo máy biến áp 12 (hay giờ), tổ đấu dây máy biến áp Y/Y-12 (hay Y/Y-0) Thí nghiệm khơng tải máy biến áp nhằm để xác định tham số máy biến áp? + Xác định tổng trở, điện trở, điện kháng MBA + Xác định tỉ số BA, hệ số công suất không tải + Xác định tổn hao sắt từ trễ Máy biến áp (MBA) giảm áp pha lý tưởng có S=500kVA, U 1/ U2=22000V/220V, MBA nối vào lưới điện có điện áp 22kV, f=50Hz, từ thông cực đại lõi thép lúc 0,0682Wb Xác định số vòng dây quấn sơ cấp? Giair Số vòng dây quấn sơ cấp W 1= E1 E1 = =? vòng 4,44 ϕ f 4,44 50.0,0682 Câu Trình bày ứng dụng máy biến áp việc truyền tải điện xa? Tăng điện áp: Điện áp cao cường độ dịng điện nhỏ, giảm hao phí điện đường dây truyền tải Đây nguyên lý việc sử dụng máy biến áp truyền tải điện xa Giảm điện áp: Điện áp nơi tiêu thụ điện thường thấp điện áp nơi phát điện Vì vậy, cần phải sử dụng máy biến áp để giảm điện áp cuối đường dây truyền tải Chuyển mạch điện áp: Trong hệ thống truyền tải điện năng, sử dụng máy biến áp để chuyển đổi điện áp từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác Điều giúp nâng cao hiệu truyền tải điện đáp ứng nhu cầu sử dụng điện vùng miền khác Dựa vào giản đồ hình (ở dưới), phân tích q trình lượng xẩy máy biến áp? Hình P1 điện áp đầu vào Δ p tổn hao đồng sơ cấp : ΔPsφt tổn hao sắt từ ; ΔPd tổn hao đồng thứ cấp Pdt công sắt điện từ P2 công suất đầu Xét máy biến áp pha lý tưởng: Cuộn dây sơ cấp có 400 vịng, cuộn dây thứ cấp có 800 vịng, tiết diện lõi thép 40cm2 Cuộn dây sơ cấp đấu vào nguồn điện với điện áp 600V, 50Hz Xác định từ cảm cực đại lõi thép? Giải Từ cảm cực đại lõi thép : ϕ max = E1 E1 = = 0,0067(Wb) 4,44 W f 4,44 50 400 Βmax = ϕ max 0,0067 =1,68 (T ) = sφ 40 10−4 Câu Phân loại máy điện không đồng bộ? - Theo kết cấu vỏ: máy điện khơng đồng chia theo kiểu sau: kiểu kín, kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu chống - Theo kết cấu roto: roto kiểu lồng sóc roto kiểu dây quấn Theo số pha dây quấn sato: pha, pha, pha, Trình bày nguyên lý hoạt động động không đồng pha? Khi cho dòng điện ba pha tần số f vào dây quấn stato tạo tiừ trường quay với tốc độ n1 Từ trường quay cất dẫn dây quấn roto sinh sdd cảm ứng Vì dây quấn roto nối kín mạch nên sức điện động cảm ứng sinh dòng điện dẫn roto Dòng điện từ trường chịu tác động lực điện tử sinh moment quay làm roto quay với tốc độ n Dựa vào giản đồ hình (ở dưới), phân tích q trình lượng xẩy động điện không đồng bộ? Hình P1laf cơng suất đầu vào Δ pcu tổn hao đồng sơ cấp (stato) Δ pfe tổn hao sắt sơ cấp Câu Định nghĩa máy biến áp phân loại máy biến áp? Máy biến áp thiết bị điện tử nhưh, làm việc theo nguyên lý cá ứng điện tử dùng biến đổi điện áp dòng xoay chiều (tăng giảm) khơng làm thay đổi tần số Máy biến áp đóng vai trị quan trọng hệ thống điện, dùng để truyền tải, phân phối điện Theo cấu tạo ta phân chia thành máy biến áp pha máy biến áp ba pha Theo chức có máy biến áp hạ máy biến áp tăng Theo cách thức cách điện: máy biến áp lời dầu, máy biến áp lãi khơng khí Theo mối quan hệ cuộn dây ta chia thành biến áp tự ngẫu biến áp cảm ứng Theo nhiệm vụ: máy biến áp điện lực, máy biến áp cho dân dụng, máy biến áp hàn, máy biến áp xung Phân tích điều kiện để vận hành song song máy biến áp? Cùng tổ đây, tỉ số biến đổi, điện áp ngắn mạch Tổ đấu dây máy biến áp phải giống nhau, nghĩa cuộn dây máy biến áp phải nối với theo cách Điều đảm bảo cho máy biến áp có độ lệch pha cực sơ cấp thứ cấp Tỉ số biến đổi máy biến áp phải chênh lệch không 0,5% Điều đảm bảo cho máy biến áp có điện áp đầu Điện áp ngắn mạch máy biến áp phải chênh lệch không ±10% Điều đảm bảo cho máy biến áp có dịng điện ngắn mạch Máy biến áp giảm áp pha lý tưởng điện áp U 1/U2=2400V/120V, máy nối vào lưới điện có điện áp 2,4kV, từ thơng hình sin lõi thép lúc = 0,1125sin(200t) Wb Xác định tần số dòng điện số vòng dây quấn sơ cấp? Giải Tần số dòng điện ω=2 πff =≫ f = ω 200 = =31,8 (Hz) πf 3,14 Số vòng dây sơ cấp W 1= E1 2400 =151(Vòng) = 4,44 f Φ max 4,44 31,8 0,1125 Câu Cho biết quan hệ góc pha suất điện động cảm ứng cuộn dây sơ cấp thứ cấp máy biến áp với từ thơng sinh nó? Từ thơng vượt trước sức điện động góc 90 độ Phân tích q trình ghép máy biến áp làm việc song song có tỉ số biến đổi (hệ số biến áp) khác nhau? Khi không tải: xuất dịng cân bằng, có tài: tải phân bố khơng tỉ lệ theo cơng suất, máy có tỉ số biến đổi nhỏ bị tải, máy có tỉ số biến đổi lớn bị non tải Máy biến áp pha có cơng suất Sđm=2000kVA, U1đm=4800V, U2đm=600V, f=50Hz, chiều dài trung bình mạch từ 3,15m Khi nối dây quấn sơ cấp vào lưới điện có điện áp 4800V dịng điện từ hố 2,5% dòng định mức sơ cấp, cường độ từ trường 300A/m từ cảm cực đại 1,5T Xác định dòng điện định mức sơ cấp dòng điện từ hố để sinh từ thơng lõi thép? Giải Dòng điện định mức sơ cấp I dm=¿ Sđm 200 103 =¿ =416,67( A) U 1d, 4,8 10 Dịng điện từ hóa I th =2,5 % I dm=0,025 416,67=10,4 (A ) Câu 1 Cho biết ý nghĩa giá trị công suất định mức ghi nhãn máy phát điện chiều động chiều? Giá trị công suất định mức ghi nhãn máy phát điện chiều động chiều giá trị công suất lớn mà máy phát động cung cấp tiêu thụ điều kiện làm việc bình thường Giá trị xác định dựa thông số kỹ thuật máy phát động cơ, bao gồm: Điện áp định mức Dòng điện định mức Tốc độ định mức Vẽ giản đồ phân tích q trình lượng xẩy máy phát điện chiều kích từ độc lập? Phân tích q trình lượng Máy phát điện chiều kích từ độc lập sử dụng nguồn điện chiều bên ngồi để cung cấp dịng điện kích từ cho roto Dịng điện kích từ tạo từ trường roto Khi roto quay, dẫn phần ứng nằm từ trường roto sinh điện áp cảm ứng Điện áp truyền đến mạch ngồi qua chổi than cổ góp Năng lượng đầu vào máy phát điện chiều kích từ độc lập lượng điện từ nguồn điện kích từ Năng lượng chuyển đổi thành lượng từ trường roto Năng lượng từ trường chuyển đổi thành lượng điện phần ứng Năng lượng điện truyền đến mạch Câu Nguyên lý hoạt động máy điện dựa vào định luật nào? Phát biểu nội dung định luật? Định luật cảm ứng điện từ Faraday: Khi cuộn dây dẫn điện đặt từ trường biến thiên, cuộn dây xuất dòng điện cảm ứng Định luật Lenz: Dòng điện cảm ứng có chiều cho tác dụng từ trường chống lại nguyên nhân gây Cho máy phát điện chiều kích từ độc lập với dịng kích từ Ikt=const; tốc độ quay roto n=const Hãy phân tích q trình biến đổi điện áp đầu máy phát công suất tải nối với máy phát tăng? Khi công suất tải nối với máy phát tăng, dòng điện phần ứng Ip tăng lên Để giữ điện áp đầu khơng đổi, cần tăng dịng kích từ Ikt Điều Ip tăng, từ trường phần ứng tăng lên, làm giảm từ thông tổng hợp tác dụng lên cuộn dây phần ứng, dẫn đến điện áp cảm ứng E giảm Nếu không tăng dịng kích từ Ikt, điện áp đầu giảm Câu Nêu phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều? Phương pháp khí Phương pháp điện Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch phần ứng Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ Điều chỉnh tần số nguồn cấp Điều chỉnh độ lệch từ thơng Điều chỉnh dịng điện phần ứng Điều chỉnh điện trở phần ứng Điều chỉnh điện trở kích từ Phân tích nguyên nhân máy phát chiều kích từ song song cịn từ thơng dư, thành lập điện áp đầu hai cực máy phát? Từ thông dư không đủ lớn Điện trở phần ứng cao Điện trở tải cao Câu Nêu điều kiện tự kích máy phát điện chiều kích từ song song? Tốc độ quay máy phát phải lớn tốc độ khởi động Điện trở toàn phần mạch phần ứng phải nhỏ giá trị định Cuộn dây phần ứng phải quấn dây dẫn có điện trở thấp Phân tích ưu nhược điểm trình khởi động trực tiếp động điện chiều? Ưu điểm: Đơn giản, dễ thực hiện, không cần thiết bị khởi động phức tạp Moment khởi động lớn, phù hợp với động có qn tính lớn Thời gian khởi động ngắn Nhược điểm: Dịng điện khởi động lớn, gây sụt áp lưới, gây hao mịn khí động thiết bị điện khác Không điều chỉnh tham số khởi động Câu Cho biết chiều suất điện động phần ứng (Eư), dòng điện phần ứng (Iư) mô men điện từ (Mđt) sinh máy phát điện chiều có đặc điểm gì? Suất điện động phần ứng (Eư) có chiều ngược với chiều từ thông tổng hợp (Bt) cắt qua tiết diện phần ứng Dòng điện phần ứng (Iư) có chiều ngược với chiều suất điện động phần ứng (Eư) Mơ men điện từ (Mđt) có chiều ngược với chiều quay phần ứng Phân tích ưu nhược điểm phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều kích từ độc lập cách điều chỉnh điện áp mạch phần ứng? Ưu điểm Cấu trúc mạch đơn giản, dễ chế tạo, lắp đặt bảo dưỡng Dải điều chỉnh tốc độ rộng, từ tốc độ không tải đến tốc độ tối đa Chất lượng điều chỉnh tốt, không gây tượng rung lắc, tiếng ồn Tốn lượng, hiệu suất cao Nhược điểm Tốc độ động phụ thuộc vào điện áp nguồn, cần có nguồn ổn áp để đảm bảo tốc độ động không bị ảnh hưởng biến động điện áp lưới Khi tốc độ động giảm, mômen quay giảm theo, động khơng thể chịu tải lớn