TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP - HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCĐ (b) η = n 2 t otđmt tđmt PkPcosSk cosSk ++ϕ ϕ = 2350x75,04608,0x160000x75,0 8,0x160000x75,0 2 ++ = 0,9818 → η% = 98,18% (c) U nR % = đmP1 nđm1 U R.I .100% = 3 15000 64,20x16,6 .100% = 1,47% ; U nX % = đmP1 nđm1 U X.I .100% = 3 15000 32,52x16,6 .100% = 3,72% ; cosϕ t = 0,8 trễ → sinϕ t = 0,6 → ∆U 2 % = k t (U nR %cosϕ t + U nX %sinϕ t ) = 1(1,47% x0,8 + 3,72% x0,6) = 3,4% . Biết : ∆U 2 % = đm2 2đm2 U UU − .100% → U 2 = U 2đm - %100 %UU 2.đm2 ∆ = 400 - %100 %4,3x400 = 386,4V Bài 15 (a) Áp dây thứ cấp : U d2 = 240V ; S 2 = S t = 3U d2 I d2 → Dòng dây thứ cấp : I d2 = 2d 2 U3 S = 240x3 600000 = 1443,38A . Dòng pha thứ cấp : I P2 = I d2 = 1443,38A . Áp pha thứ cấp : U P2 = 3 U 2d = 3 240 = 138,56V . Áp dây sơ cấp : U 1 = 2400V . Áp pha sơ cấp : U P1 = 3 U 1d = 3 2400 = 1385,64V . Biết : U P1 I P1 = U p2 I P2 . Suy ra dòng pha sơ cấp : I P1 = 1P 2P2P U IU = 64,1385 38,1443x56,138 = 144,33A . Dòng dây sơ cấp : I d1 = I P1 = 144,33A (b) S P = 3 600 = 200KVA BÀI TẬP CHƯƠNG 6 – MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Bài 1 (a) n 1 = p f60 = 2 50x60 = 1500 v/p (b) s đm = 1 đm1 n nn − = 1500 14251500 − = 0,05 (c) n = n 1 (1 – s) = 1500(1 – 0,02) = 1470 v/p (d) n 2 (b) = n 1 – n đm = 1500 – 1425 = 75 v/p ; n 2 (c) = n 1 – n(c) = 1500 – 1470 = 30 v/p Bài 2 (a) Lúc rôto đứng yên : E 1 = 4,44fw 1 k dq1 φ m = 4,44x50x96x0,945x0,02 = 402,8V ; E 2 = 4,44fw 2 k dq2 φ m = 4,44x50x80x0,96x0,02 = 340,99V . Lúc rôto quay với tốc độ n = 950 v/p , hệ số trượt s = 1 1 n nn − = 1000 9501000 − = 0,05 : E 1 = 402,8V ; E 2s = sE 2 = 0,05x340,99 = 17,05V (b) Tần số dòng rôto lúc đứng yên bằng tần số dòng stato là f = 50Hz . Tần số dòng rôto lúc quay : f 2s = sf = 0,05x50 = 2,5Hz (c) Dòng rôto lúc đứng yên : I 2 = 2 2 2 2 2 XR E + = 22 1,006,0 99,340 + = 2923,97A . Dòng rôto lúc 22 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP - HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCĐ quay : I 2 = 2 2 2 2 s2 )sX(R E + = 22 )1,0x05,0(06,0 05,17 + = 282,21A . Kết luận : I 2 lúc rôto bò ghìm đứng yên tăng lên rất lớn so với lúc rôto quay Bài 3 (a) n 1 = p f60 = 2 50x60 = 1500 v/p → s = 1 1 n nn − = 1500 14251500 − = 0,05 (b) k e = 2 1 E E = 2dq2 1dq1 kw kw = 1 1 w4,0 w = 4,0 1 → E 2 = 0,4E 1 ≈ 0,4U 1 = 0,4x220 = 88V (c) E 2s = sE 2 = 0,05x88 = 4,4V (d) U 2d = 3E 2s = 3 x4,4 = 7,62V (e) f 2s = sf = 0,05x50 = 2,5Hz Bài 4 Với lưới điện U d = 380V , động cơ đấu Y : E 1P = 3 U d = 3 380 = 220V . Sđđ pha rôto lúc dứng yên : E 2 = e P1 k E = 2 220 = 110V . Dòng pha rôto lúc quay : I 2 = 2 2 2 2 2 )sX(R sE + = 22 )6,3x05,0(2,0 110x05,0 + = 20,44A . Dòng pha stato : I 1 = i 2 k I = 2 44,20 = 10,22A . Công suất điện từ : P đt = s IR3 2 2 2 = 05,0 44,20x2,0x3 2 = 5013,52W . Tổn hao đồng ở stato và rôto : ∆P đ1 = ∆P đ2 = 3R 2 I 2 2 = 3x0,2x20,44 2 = 250,68W . Công suất cơ toàn bộ : P cơ = P đt - ∆P đ2 = 5013,52 – 250,68 = 4762,84W . Công suất cơ hữu ích trên trục : P 2 = P cơ - ∆P msf = 4762,84 – 145 = 4617,84W . Công suất điện cung cấp cho động cơ : P 1 = P 2 + ∆P msf + ∆P đ2 + ∆P st + ∆P đ1 = 4617,84 + 145 + 250,68 + 145 + 250,68 = 5409,2W . Hiệu suất động cơ : η = 1 2 P P = 2,5409 84,4617 = 0,85 Bài 5 (a) Áp pha stato : U 1 = 3 U d = 3 220 = 127V . Các thông số của sơ đồ thay thế gần đúng : R 1 + s 'R 2 = 0,344 + 028,0 147,0 = 0,344 + 5,25 = 5,594Ω ; X 1 + X’ 2 = 0,498 + 0,224 = 0,722Ω ; R th = 0,528Ω ; X th = 12,578Ω . Coi = 127∠0 1 U & o , dòng rôto quy đổi : ’I & 2 = )'XX(j) s 'R R( U 21 2 1 1 +++ & = 722,0j594,5 127 + = 22,52∠- 7,35 o = 22,33 – j2,88 (A) . Dòng stato không tải : I & 0 = thth 1 jXR U + & = 578,12j528,0 0127 o + ∠ = 10,09∠- 87,6 o = 0,42 – j10,08 (A) → Dòng dây của dộng cơ : I & 1 = I & 0 + ’I & 2 = 0,42 – j10,08 + 22,33 – j2,88 = 22,75 – j12,96 = 26,18∠- 29,67 o (A) . Hệ số công suất của động cơ : cosϕ = cos29,67 o = 0,869 trễ . 23 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP - HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCĐ (b) Công suất điện từ : P đt = 3I’ 2 2 S 'R 2 = 3x22,52 2 x5,25 = 7987,62W . Công suất cơ trên trục : P cơ = (1 – s)P đt = (1 – 0,028)x7987,62 = 7755,22W . Công suất cơ hữu ích trên trục : P 2 = P cơ - ∆P msf = 7755,22 – 101 = 7654,22W . Tốc độ góc của động cơ : ω = ω 1 (1 – s) = p f2π (1 – s) = 3 50x2 π (1 – 0,028) = 32,4π rad/s → Momen quay động cơ : M 2 = ω 2 P = π4,32 22,7654 = 75,2Nm . (c) Tổn hao đồng trong dây quấn stato : ∆P đ1 = 3I 1 2 R 1 = 3x26,18 2 x0,344 = 707,32W . Tổn hao đồng trong dây quấn rôto : ∆P đ2 = sP đt = 0,028x7987,62 = 223,65W . Tổn hao sắt từ : ∆P st = 3I 0 2 R th = 3x10,09 2 x0,528 = 161,26W . Tổng tổn hao : ∑∆P = ∆P đ1 + ∆P đ2 + ∆P st + ∆P msf = 707,32 + 223,65 + 161,26 + 101 = 1193,23W . Công suất điện cung cấp cho động cơ : P 1 = P 2 + ∑∆P = 7654,22 + 1193,23 = 8847,45W . Hiệu suất động cơ : η = 1 2 P P = 45,8847 22,7654 = 0,865 Bài 6 Dòng stato đònh mức : I 1đm = đmđmđm1 đm cosU3 P ηϕ = 88,0x88,0x380x3 7500 = 14,71A . Công suất tác dụng P 1 động cơ tiêu thụ : P 1 = đm đm P η = 88,0 7500 = 8522,73W . Công suất phản kháng Q 1 động cơ tiêu thụ : Q 1 = P 1 tgϕ 1 = P 1 tg(Arccos0,88) = 8522,73tg28,36 o = 4600,08VAR . Tổn hao đồng trong dây quấn stato : ∆P đ1 = 3I 1đm 2 R 1 = 3x14,71 2 x0,69 = 447,92W Công suất điện từ : P đt = P 1 - ∆P st - ∆P đ1 = 8522,73 – 220 – 447,92 = 7854,81W . Tổn hao đồng trong dây quấn rôto : ∆P đ2 = P đt - ∆P cf – P 2 = 7854,81 – 124,5 – 7500 = 230,31W . Hệ số trượt đònh mức : s = đt 2đ P P ∆ = 81,7854 31,230 = 0,029 . Tốc độ từ trường quay : n 1 = p f60 = 2 50x60 = 1500 v/p → Tốc độ động cơ : n = n 1 (1 – s) = 1500(1 – 0,029) = 1456,5 v/p . Tốc độ góc của từ trường quay : ω 1 = p ω = p f2π = 2 50x2 π = 50π rad/s . Momen điện từ : M đt = 1 đt P ω = π50 81,7854 = 50Nm Bài 7 n = n 1 (1 – s) = p f60 (1 – s) = 2 50x60 (1 – 0,053) = 1420,5 v/p ; P 1 = 3U 1 I 1 cosϕ = 3x220x21x0,82 = 6561,7W ; P 2 = ηP 1 = 0,837x6561,7 = 5492,14W ; ∑∆P = P 1 – P 2 = 6561,7 – 5492,14 = 1069,56W ; ω = 30 n π = 30 5,1420x π = 47,35π rad/s ; M 2 = ω 2 P = π35,47 14,5492 = 36,92Nm Bài 8 (a) Coi U & 1 = 3 440 ∠0 o (V) → Dòng rôto quy đổi : I & ’ 2 = n 2 1 1 jX) s 'R R( U ++ & = 75,0j) 03,0 12,0 1,0( 0 3 440 o ++ ∠ = 60,95∠- 10,37 o = 59,95 – j10,97 (A) . Dòng không tải : I & 0 = thth 1 jXR U + & 24 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP - HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCĐ = 175,14j255,1 0 3 440 o + ∠ = 17,85∠- 84,94 o = 1,57 – j17,78 (A) . Dòng stato : I & 1 = I & 0 + I & ’ 2 = 1,57 – j17,78 + 59,95 – j10,97 = 61,52 – j28,75 = 67,91∠- 25,05 o (A) . Hệ số công suất : cosϕ 25 KHOA KHOA HỌC CƠ SỞ TỔ BỘ MÔN ĐIỆN KỸ THUẬT = cos25,05 o = 0,906 trễ (b) Công suất điện từ : P đt = s 'R'I3 2 2 2 = 03,0 12,0x95,60x3 2 = 44578,83W . Công suất cơ : P cơ = (1 – s)P đt = (1 – 0,03)44578,83 = 43241,47W . Tổn hao sắt từ : ∆P st = 3I 0 2 R th = 3x17,85 2 x1,255 = 1199,61W . Tổn hao cơ : ∆P cf = ∆P st = 1199,61W . Công suất cơ hữu ích : P 2 = P cơ - ∆P cf = 43241,47 – 1199,61 = 42041,86W (c) Lúc mở máy : s = 1 → ’I & 2mở = n21 1 jX)'RR( U ++ & = 75,0j)12,01,0( 0 3 440 o ++ ∠ = 325,02∠- 73,65 o (A) . Công suất điện từ lúc mở máy : P đtmở = 3I’ 2mở 2 R’ 2 = 3x325,02 2 x0,12 = 38029,68W . Tốc độ góc của từ trường quay : ω 1 = p ω = p f2 π = 3 60x2π = 40π rad/s . Momen mở máy : M mở = 1 đtmở P ω = π 40 68,38029 = 302,63Nm Bài 9 (a) Công suất tác dụng động cơ tiêu thụ : P 1 = đm đm P η = 885,0 14 = 15,82KW . Công suất phản kháng động cơ tiêu thụ : Q 1 = P 1 tgϕ 1 = P 1 tg(Arcos0,88) = 15,82xtg28,36 o = 8,54KVAR . (b) Dòng đònh mức : I 1đm = đmđmđm1 đm cosU3 P ηϕ = 885,0x88,0x380x3 14000 = 27,31A . Tốc độ đồng bộ : n 1 = p f60 = 2 50x60 = 1500 v/p . Hệ số trượt đònh mức : s = 1 1 n nn − = 1500 14501500 − = 0,033 . Momen đònh mức : M đm = ω đm P = 60 n2 P đm đm π = 1450x2 14000x60 π = 92,2Nm . (c) Momen mở máy : M mở = 1,3M đm = 1,3x92,2 = 119,86Nm . Momen cực đại : M max = 2M đm = 2x92,2 = 184,4Nm . Dòng mở máy : I mở = 5,5I 1đm = 5,5x27,31 = 150,21A Bài 10 (a) Công suất tác dụng động cơ tiêu thụ : P 1 = η đm P = 885,0 14 = 15,82KW . Công suất phản kháng động cơ tiêu thụ : Q 1 = P 1 tgϕ 1 = P 1 tg(Arcos0,88) = 15,82xtg28,36 o = 8,54KVAR . Dòng đònh mức : I 1đm = đmđmđm1 đm cosU3 P ηϕ = 885,0x88,0x220x3 14000 = 47,18A . Dòng mở máy : I mở = 5,5I đm = 5,5x47,18 = 259,49A . Momen đònh mức : M đm = ω đm P = 60 n2 P đm đm π = 1450x2 14000x60 π = 92,2Nm . Momen mở máy : M mở = 1,3M đm = 1,3x92,2 = 119,86Nm . Momen cực đại : M max = 2M đm = 2x92,2 = 184,4Nm . (b) Khi mở máy đấu Y sau đó chuyển về ∆ thì dòng mở máy : I mở = 3 49,259 = 86,5A . Momen mở máy : M mở = 3 86,119 = 39,95Nm . Nếu momen cản khi mở máy là M C = 0,5M đm 25 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP - HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCĐ = 0,5x92,2 = 46,1Nm > M mở = 39,95Nm → Không thể mở máy được . Bài 11 k e = 2dq2 1dq1 kw kw = 955,0x36 932,0x192 = 5,2 ; k i = 2dq22 1dq11 kwm kwm = 955,0x36x3 932,0x192x3 = 5,2 ; k = k e ki = 5,2x5,2 = 27,04 ; R’ 2 = k 2 R 2 = 27,04x0,02 = 0,54Ω ; X’ 2 = k 2 X 2 = 27,04x0,08 = 2,16Ω . Để momen mở máy cực đại : s th = 21 f2 'XX 'R'R + + = 1 → 16,224,2 'R54,0 f + + = 1 → R’ f = 4,4 – 0,54 = 3,86Ω . Điện trở phụ chưa quy đổi : R f = k 'R f = 04,27 86,3 = 0,143Ω . Dòng pha stato khi mở máy có R f : I Pmở = 2 21 2 f21 P )'XX()'R'RR( U ++++ = 22 )16,224,2()86,354,046,0( 220 ++++ = 33,56A . Dòng dây lúc mở máy ( stato đấu ∆ ) : I mở = 3I Pmở = 3 x33,56 = 58,13A . Dòng rôto khi mở máy ( rôto đấu Y ) : I 2 = k i I 1 = k i I Pmở = 5,2x33,56 = 174,51A . Nếu không có R f thì dòng mở máy là : I mở = 3. 22 )16,224,2()54,046,0( 220 +++ = 84,45A ( lớn hơn 13,58 45,84 = 1,45 lần so với khi có R f ) Bài 12 Dòng đònh mức : I 1đm = đmđmđm1 đm cosU3 P ηϕ = 885,0x88,0x380x3 14000 = 27,31A . Dòng mở máy (trực tiếp ) : I mởtt = 5,5I 1đm = 5,5x27,31 = 150,21A . Momen đònh mức : M đm = ω đm P = 60 n2 P đm đm π = 1450x2 14000x60 π = 92,2Nm . Momen mở máy ( trực tiếp ) : M mở = 1,3M đm = 1,3x92,2 = 119,86Nm (a) Gọi k ba = 2 1 U U là hệ số biến áp của máy biến áp tự ngẫu . Để dòng mở máy giảm đi 2,25 lần thì k ba = 25,2 = 1,5 . Dòng mở máy khi dùng máy biến áp tự ngẫu : I mởba = 2 ba mởtt k I = 25,2 21,150 = 66,76A . Momen mở máy khi dùng máy biến áp tự ngẫu : M mởba = 2 ba mởtt k M = 25,2 86,119 = 53,27Nm . Để động cơ có thể mở máy khi k ba = 1,5 thì momen cản lúc mở máy phải là M C < 53,27Nm . (b) Khi dùng cuộn cảm , điện áp đặt vào dây quấn động cơ sẽ bằng 0,9U 1đm , do đó dòng mở máy sẽ là : I mở = 0,9I mởtt = 0,9x150,21 = 135,19A . Momen mở máy sẽ là : M mở = 0,9 2 M mởtt = 0,9 2 x119,86 = 97,09Nm . Để động cơ có thể mở máy bằng cách này thì momen cản lúc mở máy phải là M C < 97,09Nm . Bài 13 Tốc độ đồng bộ : n 1 = p f60 = 3 50x60 = 1000 v/p . Hệ số trượt đònh mức : s đm = 1 đm1 n nn − = 1000 9701000 − = 0,03 . Hệ số trượt ứng với n = 700 v/p : s = 1000 7001000 − = 0,3 26 . v/p (b) s đm = 1 đm1 n nn − = 150 0 14 251 500 − = 0, 05 (c) n = n 1 (1 – s) = 150 0(1 – 0,0 2) = 1470 v/p (d) n 2 (b) = n 1 – n đm = 150 0 – 14 25 = 75 v/p ; n 2 (c) = n 1 – n(c) = 150 0 –. p ω = p f2π = 2 50 x2 π = 50 π rad/s . Momen điện từ : M đt = 1 đt P ω = 50 81,7 854 = 50 Nm Bài 7 n = n 1 (1 – s) = p f60 (1 – s) = 2 50 x60 (1 – 0, 05 3) = 1420 ,5 v/p ; P 1 = 3U 1 I 1 cosϕ. 2 21 2 f21 P )& apos;XX () & apos;R'RR( U ++++ = 22 )1 6,224, 2 () 86, 354 ,046, 0( 220 ++++ = 33 ,56 A . Dòng dây lúc mở máy ( stato đấu ∆ ) : I mở = 3I Pmở = 3 x33 ,56 = 58 ,13A . Dòng rôto khi mở máy (