Bài tập lớn truyền động điện

Bài Tập Lớn Cơ Sở Truyền Động Điện ,Đề Tài: Tính toán các trạng thái làm việc của động cơ điện trong hệ truyền động điện , TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH , KHOA ĐIỆN , 1. Xây dựng đặc tính cơ và cơ điện tự nhiên. 2. Xây dựng đặc tính cơ và cơ điện nhân tạo khi thực hiện giảm từ thông kích từ (3+K)% so với từ thông kích từ định mức. (K là số thứ tự sinh viên) 3. Xây dựng đặc tính cơ và cơ điện nhân tạo biến trở khi mắc vào mạch phần ứng điện trở có giá trị (2+0,K)(). 4. Xây dựng đặc tính cơ và cơ điện nhân tạo khi thực hiện giảm điện áp phần ứng (7+K)% so với điện áp định mức. 5. Tính các cấp điện trở khởi động với yêu cầu khởi động nhanh qua 4 cấp. 6. Động cơ đang làm việc trên đặc tính tự nhiên với mômen phụ tải bằng (37+K)% Mđm, thực hiện đảo chiều điện áp phần ứng, giữ nguyên từ thông kích từ và mắc thêm vào mạch phần ứng điện trở có giá trị 3(). Hãy tính mômen điện từ động cơ sinh ra đầu và cuối quá trình hãm, vẽ đặc tính hãm? 7. Động cơ đang làm việc trên đặc tính tự nhiên với mômen phụ tải bằng (37+K)% Mđm, thực hiện cắt nguồn phần ứng, giữ nguyên từ thông kích từ và mắc thêm vào mạch phần ứng điện trở có giá trị 4(). Hãy tính mômen điện từ động cơ sinh ra đầu và cuối quá trình hãm, vẽ đặc tính hãm?

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA ĐIỆN  Bài Tập Lớn Cơ Sở Truyền Động Điện Đề Tài: Tính toán các trạng thái làm việc của động cơ điện trong hệ truyền động điện Giáo Viên Hướng Dẫn : Ths.Nguyễn Minh Thư Sinh Viên Thực Hiện : Phan Trọng Tiến Mã Sinh Viên : 1505200773 Lớp : DHDDTCK15(DCN)B Lớp Học Phần : Cơ Sở Truyền Động Điện (122)_02 Nghệ An, 1/2023 KHOA ĐIỆN BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA 0&0 - BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Sinh viên thực hiện:Phan Trọng Tiến Lớp:DHDDTCK15(DCN)B Giáo viên hướng dẫn:Ths.Nguyễn Minh Thư Lớp:Cơ Sở Truyền Động Điện (122)_2 I ĐỀ.TÀI: Tính toán các trạng thái làm việc của động cơ điện trong hệ truyền động điện II CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT: Động cơ điện một chiều kích thích độc lập: Pđm= 16kW; Uđm=220V; Iđm=84,8A; nđm=1200vg/ph; Rư=0,07  III NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN: 1 Xây dựng đặc tính cơ và cơ điện tự nhiên 2 Xây dựng đặc tính cơ và cơ điện nhân tạo khi thực hiện giảm từ thông kích từ (3+K)% so với từ thông kích từ định mức (K là số thứ tự sinh viên) 3 Xây dựng đặc tính cơ và cơ điện nhân tạo biến trở khi mắc vào mạch phần ứng điện trở có giá trị (2+0,K)() 4 Xây dựng đặc tính cơ và cơ điện nhân tạo khi thực hiện giảm điện áp phần ứng (7+K)% so với điện áp định mức 5 Tính các cấp điện trở khởi động với yêu cầu khởi động nhanh qua 4 cấp 6 Động cơ đang làm việc trên đặc tính tự nhiên với mômen phụ tải bằng (37+K)% Mđm, thực hiện đảo chiều điện áp phần ứng, giữ nguyên từ thông kích từ và mắc thêm vào mạch phần ứng điện trở có giá trị 3() Hãy tính mômen điện từ động cơ sinh ra đầu và cuối quá trình hãm, vẽ đặc tính hãm? 7 Động cơ đang làm việc trên đặc tính tự nhiên với mômen phụ tải bằng (37+K)% Mđm, thực hiện cắt nguồn phần ứng, giữ nguyên từ thông kích từ và mắc thêm vào mạch phần ứng điện trở có giá trị 4() Hãy tính mômen điện từ động cơ sinh ra đầu và cuối quá trình hãm, vẽ đặc tính hãm? IV KẾ HOẠCH THỰC HIỆN: Ngày giao đề tài: 6/1/2023 Ngày nộp đề tài: 2/2/2023 Bộ môn Giáo viên hướng dẫn BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BÀI 1: Xây dựng đặc tính cơ và cơ điện tự nhiên - Xây dựng đặc tính cơ và cơ điện tự nhiên Tốc độ định mức n 1200 ωđm = 9,55 = 9,55 = 125,65 (rad/s) Kϕđm = Uđm − Iđm.Rư = 220 − 84,8.0,07 = 1,704 ωđm 125,65 Tốc độ không tải lý tưởng ω0 = Uđm = 220 = 129,11(rad/s) Kϕđm 1,704 Mô Mên Định Mức,Dòng định mức Mđm = Pđm.1000 ωđm = 16.1000 125,65 = 127,338, Iđm = 84,8 (A) => Phương trình đặc tính cơ ω= U − 2 Ru M = 220 − 2 0,07 127,338 = 126,038 Kϕđm (Kϕđm) 1,704 (1,704) ω = U − Ru I = 220 − 0,07 84,8 = 125,624 Kϕđm Kϕđm 1,704 1,704 ω ω ω0 (129,11) TN ω0 (129,11) TN ωđm (125,65) ωđm (125,65) 0 Iđm(84,8) I 0 Mđm(127,338) M 1 SVTH:Phan Trọng Tiến BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Câu 2: Xây dựng đặc tính cơ và cơ điện nhân tạo khi thực hiện giảm từ thông kích từ (3+K)% = (3+47)=50% so với từ thông kích từ định mức (K là số thứ tự sinh viên) - Xây Dựng đặc tính cơ và cơ điện nhân tạo khi giảm  kích từ 50% so với  kích từ định mức ωđm = n 9,55 = 1200 9,55 = 125,65 (rad/s) ,Kϕđm = 1,704 Kϕ = 50%Kϕđm = 0,50.1,704 = 0,852 Tốc độ không tải lý tưởng ω0NT = Uđm Kϕ = 220 0,852 = 258,216 (rad/s) , ω0TN = Uđm Kϕđm = 220 1,704 = 129,11 Dòng ngắn mạch,Mô Men Ngắn Mạch: Inm = Uđm = 220 = 3142,9 Rư 0,07 Mnm = Kϕ Inm = Kϕ Uđm = 0,852 220 = 2677,714 Rư 0,07 Phương trình đặc tính cơ và cơ điện ω = Uđm K − ϕ (Kϕ)2 Rư M = 220 0,852 − (0,852)2 0,07 127,338 = 245,937 ω = Uđm − Rư I = 220 − 0,07 84,8 = 251,249 Kϕ Kϕ 0,852 0,852 - Vẽ Đặc tính nhân tạo đặc tính cơ và cơ điện khi thay đổi từ thông SVTH:Phan Trọng Tiến 2 BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Câu 3: Xây dựng đặc tính cơ và cơ điện nhân tạo biến trở khi mắc vào mạch phần ứng điện trở có giá trị (2+0,K) = (2+0,47)=2,47() - Xây dựng đặc tính cơ và cơ điện nhân tạo khi mắc Rf = 2,47 () ω0TN = Uđm = 220 = 129,11 (rad/s) Kϕđm 1,704 Mô men định mức,dòng điện định mức: Mđm = 127,338 , Iđm = 84,8 Phương trình đặc tính cơ và cơ điện ωNT = Uđm K − ϕđm (K )2 Rư + Rf M = 220 1,704 − (1,704)2 0,07 + 2,47 127,338 = 17,716 ϕđm ωNT = Uđm K − Rư + Rf I = 220 − 0,07 + 2,47 84,8 = 2,704 ϕđm Kϕđm 1,704 1,704 - Vẽ Đặc tính nhân tạo đặc tính cơ và cơ điện khi mắc vào mạch phần ứng Rf SVTH:Phan Trọng Tiến 3 BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ω ω ω0TN(129,11) ω0TN (129,11) ωđm (125,65) ωđm (125,65) ωNT(17,716) ωNT(2,704) 0 Mđm(127,338) 0 ĐẶC TÍNH CƠ NHÂN TẠO ĐẶC TÍNH CƠ ĐIỆN NHÂN TẠO Bài 4: Xây dựng đặc tính cơ và cơ điện nhân tạo khi thực hiện giảm điện áp phần ứng (7+K)% = (7+47)%=54% so với điện áp định mức - Xây dựng đặc tính cơ và cơ điện nhân tạo khi U = 54%Uđm + Tốc độ không tải lý tưởng UA = 54%Uđm = 0,54.220=66 ω0TN = Uđm Kϕđm = 220 1,704 = 129,11 (rad/s), ω0A = UA = 0,54.220 = 69,718 (rad/s) Kϕđm 1,704 + Phương trình đặc tính cơ và cơ điện ωNT = UA K − ϕđm (K )2 Rư M = 0,54.220 1,704 − (1,704)2 0,07 127,338 = 66,648 ϕđm ωNT = UA K − Rư I = 0,54.220 − 0,07 84,8 = 66,235 ϕđm Kϕđm 1,704 1,704 Vẽ Đường Đặc Tính Nhân tạo Cơ và Cơ điện SVTH:Phan Trọng Tiến 4 BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ω ω ω0TN ω0TN ωđm TN ωđm TN ω0A (69,718) U=54%Uđm ωNT (66,648) ω0A (69,718) U=54%Uđm ωNT (66,235) 0 Mđm(127,338) 0 Câu 5: Tính các cấp điện trở khởi động với yêu cầu khởi động nhanh qua 4 cấp Ta có: Rư = 0,07,Rđm = Uđm Iđm = 220 84,8 = 2,59 ∗ Rư 0,07 Rư = = = 0,027 Rđm 2,59 + Xác định dòng khởi động lớn nhất: Ikđ = I1 = (2 – 2,5)Iđm = 2,2.84,8=186,56 ∗ I1 186,56 I1 = = = 2,2 Iđm 84,8 Ta tính được bội số dòng điện khởi động: m=4 m Uđm m 1 4 1 = √ = √ ∗ ∗=√ = 2,026 Rư I1 Rư I1 0,027.2,2 Kiểm nghiệm lại giá trị dòng điện I2 SVTH:Phan Trọng Tiến 5 BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN I2 = I1 = 186,56 = 92,08  2,026 Điện trở phụ qua các cấp : Rf1 = ( − 1) Rư = (2,026 − 1).0,07 = 0,072 Rf2 =  ( − 1) Rư = 2,026 (2,026 − 1).0,07 = 0,146 Rf3 = 2 ( − 1) Rư = 2,0262 (2,026 − 1).0,07 = 0,295 Rf4 = 3 ( − 1) Rư = 2,0263 (2,026 − 1).0,07 = 0,597 Câu 6: Động cơ đang làm việc trên đặc tính tự nhiên với mômen phụ tải bằng (37+K)% Mđm, thực hiện đảo chiều điện áp phần ứng, giữ nguyên từ thông kích từ và mắc thêm vào mạch phần ứng điện trở có giá trị 3() Hãy tính mômen điện từ động cơ sinh ra đầu và cuối quá trình hãm, vẽ đặc tính hãm? Mc = (37+47)%Mđm =84%Mđm Kϕ = Kϕđm = Uđm − Iđm Rư = 1,704 ωđm Ta có: Mđm = 127,338 => Mc = 84%Mđm = 0,84.127,338=106,964 => ωđm = n 9,55 = 1200 9,55 = 125,65 (rad/s) => ωA = Uđm Kϕ − Kϕ2 Rư Mc = 220 1,704 − 1,7042 0,07 106,964 = 126,529 Dòng hãm đầu Ih1 = − Uđm + Kϕđm ωA = − 220 + 1,704.126,529 = −141,891 Rư + Rfư 0,07 + 3 Dòng hãm cuối Ih2 = − Uđm = − 220 = −71,661 Rư + Rfư 0,07 + 3 SVTH:Phan Trọng Tiến 6 BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Mô men điện từ động cơ sinh ra đầu quá trình hãm Mhđ = Kϕ Ih1 = 1,704 (−141,891) = −241,782 Mô men điện từ sinh ra cuối quá trình hãm Mhc = Kϕ Ih2 = 1,704 (−71,661) = −122,110 Vẽ Đặc tính Hãm Ngược ω0TN (129,11) ωA (126,529) - Mc Mc=0,84.Mđm −ωôđ Mhđ(-241,782) Mhc −ω0TN (−129,11) Câu 7: Động cơ đang làm việc trên đặc tính tự nhiên với mômen phụ tải bằng (37+K)% Mđm, thực hiện cắt nguồn phần ứng, giữ nguyên từ thông kích từ và mắc thêm vào mạch phần ứng điện trở có giá trị 4() Hãy tính mômen điện từ động cơ sinh ra đầu và cuối quá trình hãm, vẽ đặc tính hãm? Mc = (37+K)%Mđm = (37+47)%Mđm = 84%Mđm,Rf = 4() n 1200 ωđm = 9,55 = 9,55 = 125,65 (rad/s) SVTH:Phan Trọng Tiến 7 BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Kϕ = Kϕđm = Uđm − Iđm Rư = 1,704 ωđm Ta có: Mđm = Pđm ωđm = Pđm nđm 9,55 = 16.1000 1200 9,55 = 127,338 Mc = 84%Mđm =0,84.127,338=106,964 - Tốc độ không tải lý tưởng ω0 = Uđm = 220 = 129,11 Kϕđm 1,704 Phưởng trình đặc tính cơ khi hãm động năng ωc = − Kϕ2 Rư + Rf Mc = − 1,7042 0,07 + 4 106,964 = −149,931 ωhbđ = Uđm K − ϕ Kϕ2 Rư Mc = 220 1,704 − 1,7042 0,07 106,964 = 126,529 Dòng hãm ban đầu Ihbđ = − Kϕ ωhbđ = − 1,704.126,529 = −52,974 Rư + Rfư 0,07 + 4 Mô men điện từ sinh ra đầu quá trình hãm Mhbđ = Kϕ Ihbđ = 1,704 (−52,974) = −90,268 Mô men điện từ sinh ra cuối quá trình hãm: Mhc = 0 SVTH:Phan Trọng Tiến 8