50 đề thi điện công nghiệp

Phân tích hoạt động của bảo vệ quá tải và bảo vệ thấp điện áp trong sơ đồ - Hoạt động của bảo vệ quá tải: Khi động cơ bị quá tải thì dòng điện vào động cơ Đ tăng ⇒ rơ le nhiệt RN tác độ

Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 01 Câu 1: Trình bày ý nghĩa và các biện pháp nâng cao hệ số công suất Cosϕ trong mạng điện hạ áp?

* Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosϕ

Nâng cao hệ số công suất cosϕ có 2 lợi ích cơ bản:

- Lợi ích to lớn về kinh tế cho ngành điện và doanh nghiệp.

- Lợi ích về kỹ thuật: nâng cao chất lượng cung cấp điện.

+ Làm giảm tổn thất điện áp trên lưới điện

Giả thiết công suất tác dụng không đổi, cosϕ của xí nghiệp tăng từ cosϕ1 lên cosϕ2 nghĩa là công suất phản kháng truyền tải giảm từ Q 1 xuống Q 2 khi đó, do Q 1 > Q 2 nên:

2

2 2 2+

+ Làm tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp

Từ hình vẽ trên ta thấy:

- S 2 < S 1 nghĩa là đường dây và biến áp chỉ cần truyền tải công suất S 2 sau khi giảm lượng Qθ truyền tải

- Nếu đường dây và MBA đã chọn để tải thì với Q 2 có thể tải lượng P 2> P 1

* Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosϕ trong mạng điện hạ áp:

Có 2 nhóm biện pháp nâng cao hệ số công suất cosϕ

- Nhóm biện pháp tự nhiên:

+ Thay thế động cơ KĐB làm việc non tải bằng động cơ KĐB có công suất nhỏ hơn làm việc ở chế độ định mức,

+ Thường xuyên bảo dưỡng và nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ,

+ Sắp xếp, sử dụng hợp lý các quá trình công nghệ của các thiết bị điện,

+ Sử dụng động cơ đồng bộ thay cho động cơ KĐB,

+ Thay thế các MBA làm việc non tải bằng các MBA có dung lượng nhỏ hơn làm việc ở chế độ định mức.

+ Sử dụng chấn lưu điện tử hoặc chấn lưu sắt từ hiệu suất cao thay cho chấn lưu thông thường.

Nhóm biện pháp nhân tạo: Là giải pháp dùng các thiết bị bù (tụ bù hoặc máy bù) Các thiết bị bù phát ra Q để cung cấp 1 phần hoặc toàn bộ nhu cầu Q trong xí nghiệp.

Câu 2: Cho sơ đồ mạch điện máy tiện T616 (hình 1.1) Động cơ truyền động chính có thông số: Pđm = 4,5kW; cosϕ = 0,85; η = 85%; 380/220V

a Trình bày nguyên lý hoạt động của sơ đồ mạch điện.

b Tại sao trong các sơ đồ mạch điện khống chế động cơ không đồng bộ 3 pha lại phải quan tâm bảo vệ điện áp thấp cho động cơ?

c Phân tích hoạt động của bảo vệ điện áp thấp trong sơ đồ.

d Nếu rơ le nhiệt trên mạch động lực của động cơ truyền động chính chỉnh định ở trị số 10A thì động cơ được phép quá tải bao nhiêu phần trăm?

Biết điện áp lưới 380/220V ?

a + Chuẩn bị cho máy hoạt động: Đóng cầu dao CD; Đưa tay gạt về 0: tiếp điểm KC (1-3) rơle điện áp RU có điện, kiểm tra điện áp nguồn Nếu đủ trị số điện áp cho phép rơ le điện áp RU tác động đóng tiếp điểm RU (1-3) để tự duy trì chuẩn bị cho máy hoạt động.

+ Muốn giá cặp chi tiết quay thuận:

Tay gạt để ở vị trí I: tiếp điểm KC ( 3- 13) , KC ( 3- 5) đóng ⇒ 3K tác động ⇒ 3K ở mạch động lực đóng 2Đ hoạt động, bơm dầu bôi trơn; đồng thời tiếp điểm 3K (2- 4) đóng ⇒ 1K có điện, tiếp điểm 1K bên mạch động lực đóng ⇒ 1Đ quay thuận ⇒ giá cặp chi tiết quay thuận tiếp điểm 1K ( 9- 11) mở không cho 2K làm việc đồng thời + Muốn giá cặp chi tiết quay ngược:

Tay gạt để ở vị trí II: tiếp điểm KC ( 3- 13) ,KC ( 3- 9) đóng lại ⇒ 3K tác động ⇒ đóng tiếp điểm 3K bên mạch động lực lại Đ 2 hoạt động, bơm dầu bôi trơn đồng thời tiếp điểm 3K ( 2- 4)

đóng lại ⇒ 2K tác động ,đóng tiếp điểm 2K bên mạch động lực, 1Đ quay ngược ⇒ giá cặp chi tiết quay ngược tiếp điểm 2K (5-7) mở ra, không cho 1K làm việc đồng thời + Muốn dừng máy:

Tay gạt về 0, tiếp điểm KC ( 1- 3) ,RU (1-3) mở ra 1K hoặc 2K , 3K thôi tác động,các động cơ ngừng hoạt động

- Muốn động cơ bơm nước làm việc đóng cầu dao 2CD sau khi động cơ bơm dầu hoạt động

b Từ sơ đồ thay thế của động cơ KĐB 3 pha, ta có biểu thức mô men của động cơ:

π

=

X'2X1 2s

R'2

R1

2f

2

s

R '2pU

2

' 2

' 2

' 1 mm

+ +

=

Nếu điện áp giảm ⇒ M mm giảm, mà M C của tải không đổi:

+ Nếu M mm > M C thì thời giam mở máy động cơ tăng, ảnh hưởng xấu đến dây quấn động cơ và lưới điện

+ Nếu M mm < M C thì động cơ không mở máy được, động cơ làm việc ở chế độ ngắn mạch ⇒ cháy động cơ

+ Khi động cơ đang hoạt động: Điện áp giảm ⇒ M đc giảm, mà M C của tải không đổi ⇒ động cơ làm việc ở chế độ quá tải ⇒ dây quấn bị đốt nóng ⇒ có thể cháy động cơ

c Hoạt động của bảo vệ thấp điện áp trong sơ đồ:

+ Khi mở máy động cơ: Tay gạt ở vị trí 0, nếu điện áp lưới giảm thấp ⇒ rơ le điện áp RU không tác động ⇒ nếu đưa tay gạt sang I hoặc II: động cơ không hoạt động

+ Khi động cơ đang hoạt động: Tay gạt đang ở vị trí I hoặc II, nếu điện áp lưới giảm thấp ⇒ rơ le RU thôi tác động ⇒ các khởi động từ 1K hoặc 2K và 3K thôi tác động ⇒ các động cơ ngừng hoạt động

3 đm

đm

,85380.0,85.03

4,5.10.η

Câu 1 Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động, điều kiện mở và khoá Thysistor? 3d

SCR được cấu tạo bởi 4 lớp bán dẫn PNPN Như tên gọi ta thấy SCR là một diode chỉnh lưu được kiểm soát bởi cổng silicium Các tiếp xúc kim loại được tạo ra các cực Anod A,

Catot K và cổng G 0,5đ

Nếu ta mắc một nguồn điện một chiều VAA vào SCR như hình phía dưới Một dòng điện nhỏ IG kích vào cực cổng G sẽ làm nối PN giữa cực cổng G và catot K dẫn phát khởi dòng điện anod IA qua SCR lớn hơn nhiều Nếu ta đổi chiều nguồn VAA (cực dương nối với catod, cục âm nối với anod) sẽ không có dòng điện qua SCR cho dù có dòng điện kích IG Như vậy ta có thể hiểu SCR như một diode nhưng có thêm cực cổng G và để SCR dẫn điện phải có dòng điện kích IG vào cực cổng 0.5đ

Cơ chế hoạt động như trên của SCR cho thấy dòng IG không cần lớn và chỉ cần tồn tại trong thời gian ngắn Khi SCR đã dẫn điện, nếu ta ngắt bỏ IG thì SCR vẫn tiếp tục dẫn điện,

nghĩa là ta không thể ngắt SCR bằng cực cổng, đây cũng là một nhược điểm của SCR so với transistor 0.5đ

Người ta chỉ có thể ngắt SCR bằng cách cắt nguồn VAA hoặc giảm VAA sao cho dòng điện qua SCR nhỏ hơn một trị số nào đó (tùy thuộc vào từng SCR) gọi là dòng điện duy trì IH

5 , 47 k

Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp: ∆ Ucp ≥ ∆ U

Điện trở trên một km đường dây là rd = 1,33 [Ω/Km]

Điện trở dây ứng với chiều dài 20m của hai dây là:

% 100 x 220

264 , 1

% 100 x

Tổn thất điện áp nằm trong giới hạn cho phép

Vậy chọn dây cáp 14 thỏa mãn điều kiện kinh tế, kỹ thuật

Các tham số lúc không tải z 0 , r 0 và x 0

b Các tham số ngắn mạch z n , r n , x n và các thành phần của điện áp ngắn mạch.

Cho một máy biến áp ba pha có các số liệu sau đây: Sđm = 5600 kVA; U1/U2 = 35000/66000 V; I1/I2 = 92,5/49 A; P0 = 18,5 kW; i0 = 4,5%Iđm; Un = 7,5%; Pn = 57 kW; f = 50 Hz; Y/∆-11

Các tham số lúc không tải:

Điện áp pha sơ cấp:

V202083

350003

r

z

x

35616

Ω

249,1622,24,16

r

z

x

8,15

Câu 2:Sơ đồ mạch điện máy khoan đứng 2A – 125: (hình vẽ 3.1)

Động cơ truyền động chính có thông số: P đm = 2,8 kW ; cosϕ = 0,83 ; η = 82% ;380/220 V

a Phân tích nguyên lý hoạt động của sơ đồ mạch điện.

b Hãy cho biết các nguyên nhân gây quá tải cho động cơ truyền động chính.

c Khi động cơ truyền động chính bị quá tải thì sơ đồ hoạt động thế nào?

d Cho phép động cơ quá tải đến 10% Hãy xác định trị số đặt trên rơle nhiệt

Biết điện áp lưới 380/220V

Mạch điện của máy khoan đứng 2A - 125

+ Muốn khoan chi tiết: Tay gạt về vị trí khoan chi tiết: Tiếp điểm TG 1-2,TG 3-2,TG 4 -2 đóng.Tiếp điểm TG 5-2,TG 6-2 mở ⇒ 1K tác động ⇒ Đ1 quay thuận ⇒ trục khoan quay

thuận.Đồng thời tiếp điểm 1K 4 -3 đóng ,1K 5-7 mở ⇒ không cho 2K tác động đồng thời

+ Muốn rút mũi khoan: Tay gạt về vị trí rút mũi khoan: Tiếp điểm TG 1-2,TG 6-2,TG 5 -2 đóng.Tiếp điểm TG 3 -2,TG 4 -2 mở ⇒ 2K tác động Đồng thời tiếp điểm 2K 5 -6, 2K 5-7

mở ⇒ 1K thôi tác động ⇒ Đ1 được cắt khỏi lưới ⇒ 2K tác động ⇒ Đ1 quay ngược ⇒ trục khoan quay ngược

- Muốn dừng máy: Tay gạt về vị trí giữa: Tiếp điểm TG 1-2, mở ⇒ 1K hoặc 2K thôi tác động ⇒ Đ1 ngừng hoạt động

Các nguyên nhân gây quá tải cho động cơ truyền động chính:

Nguyên nhân về điện:

- Điện áp lưới giảm thấp

- Mất 1 trong 3 pha lưới điện cung cấp cho động cơ

Nguyên nhân về cơ khí:

- Do động cơ: + Khô dầu mỡ

+ Kẹt trục động cơ

+ Động cơ bị sát cốt

+ Kẹt quạt làm mát phía sau động cơ

- Do khớp truyền động từ động cơ sang máy khoan:

+ Thiếu dầu bôi trơn

+ Kẹt hệ thống bánh răng

- Do máy khoan:

+ Kẹt trục khoan

+ Do vật liệu của phôi cứng, không đúng tiêu chuẩn kỹ thuật

+ Do tỷ số tiến dao vượt quá định mức

Khi động cơ truyền động chính bị quá tải thì dòng điện vào động cơ Đ1 tăng ⇒ rơ le nhiệt RN tác động ⇒ tiếp điểm thường kín RN mở ra ⇒

1K hoặc 2K thôi tác động ⇒ Đ1 ngừng hoạt động

A6,26,82380.0,83.03

2,8.103.η

sơ đồ nguyên lý

Dạng điện áp vào và dạng điện áp ra ứng với góc mở α =450 với tải thuần trở

Nguyên lý hoạt động:

- Xét trong khoảng thời gian từ 0 ÷ t 2 điện áp nguồn u2 giả thiết VA> VB

trong khoảng thời gian từ 0 ÷ t 1

Thysistor T1, T4 có UAK> 0,UGK = 0 ⇒ Thysistor T1, T4 khóa

Thysistor T2, T3 có UAK < 0,UGK = 0 ⇒ Thysistor T2, T3 khóa

⇒ Điện áp ra trên tải Ud = 0V

trong khoảng thời gian từ t1÷ t 2 tại thời điểm t 1 cấp xung điều khiển vàocực G của T1, T4

Thysistor T1, T4 có UAK> 0,UGK > 0 sao cho IGK > 0 ⇒ Thysistor T1, T4 mở có dòng điện đi từ nguồn qua T1 qua phụ tải( Rd) qua T4 và trở về nguồn tại điểm B

Thysistor T2, T3 có UAK < 0,UGK = 0 ⇒ Thysistor T2, T3 khóa

⇒ Điện áp ra trên tải Ud = u2

T3

T1

T2

0

t t t t

Xét trong khoảng thời gian từ t2÷ t 4 điện áp nguồn u2 đổi cực tính VA< VB

trong khoảng thời gian từ t2÷ t 3 tại thời điểm t2

Thysistor T1, T4 có UAK < 0 ⇒ Thysistor T1, T4 khóa

Thysistor T2, T3 có UAK > 0,UGK = 0 ⇒ Thysistor T2, T3 khóa

⇒ Điện áp ra trên tải Ud = 0V

trong khoảng thời gian từ t3÷ t 4 tại thời điểm t 3 cấp xung điều khiển vàocực G của T2, T3

Thysistor T2, T3 có UAK> 0,UGK > 0 sao cho IGK > 0 ⇒ Thysistor T2, T3 mở có dòng điện đi từ nguồn qua T3 qua phụ tải( Rd) qua T2 và trở về nguồn tại điểm A

Thysistor T1, T4 có UAK < 0,UGK = 0 ⇒ Thysistor T1, T4 khóa

⇒ Điện áp ra trên tải Ud = u2

Chu kỳ sau lặp lại

Câu 2: Cho sơ đồ mạch điện máy tiện T616 (hình 4.1)

a Nguyên lý hoạt động:

- Chuẩn bị cho máy hoạt động: Đóng cầu dao CD

+ Đưa tay gạt về 0: tiếp điểm KC ( 1-3) đóng rơ le điện áp RU kiểm tra điện áp nguồn Nếu đủ trị số điện áp cho phép rơ

Rơle điện áp RU tác động đóng tiếp điểm RU (1-3 ) để tự duy trì chuẩn bị cho máy hoạt động

- Muốn giá cặp chi tiết quay thuận:

Tay gạt để ở vị trí I: tiếp điểm KC ( 3- 13) ,KC ( 3- 5) đóng lại ⇒ 3K tác động ⇒ đóng tiếp điểm 3K bên mạch động lực lại Đ2 hoạt

động, bơm dầu bôi trơn đồng thời tiếp điểm 3K ( 2- 4) đóng lại ⇒ 1K tác động ,đóng tiếp điểm 1K bên mạch động lực lại Đ1 quay thuận ⇒ giá cặp chi tiết quay thuận

tiếp điểm 1K ( 9- 11) mở ra, không cho 2K làm việc đồng thời

- Muốn giá cặp chi tiết quay ngược:

Tay gạt để ở vị trí II: tiếp điểm KC ( 3- 13) ,KC ( 3- 9) đóng lại ⇒ 3K tác động ⇒ đóng tiếp điểm 3K bên mạch động lực lại Đ2 hoạt động, bơm dầu bôi trơn đồng thời tiếp điểm 3K ( 2- 4) đóng lại ⇒ 2K tác động ,đóng tiếp điểm 2K bên mạch động lực lại Đ1 quay ngược ⇒ giá cặp chi tiết quay ngược

- tiếp điểm 2K ( 5- 7) mở ra, không cho 1K làm việc đồng thời

- Muốn dừng máy:

Tay gạt về 0 , tiếp điểm KC ( 1- 3 ,RU (1-3) mở ra 1K hoặc 2K ,3K thôi tác động,các động cơ ngừng hoạt động

- Muốn động cơ bơm nước làm việc đóng cầu dao 2CD sau khi động cơ bơm dầu hoạt động

Từ sơ đồ thay thế của động cơ KĐB 3 pha, ta có biểu thức mômen của động cơ: ( ) 

=

X'2 X1 2s

R'2 R1

2 f

2 s

R'2 pU

3 '1 M

' 2 1 2 '

2 1 2

' 2 ' 1 mm

+ +

=

Điện áp giảm ⇒ Mmm giảm, mà MC của tải không đổi:

+ Nếu Mmm > MC thì thời giam mở máy động cơ tăng, ảnh hưởng xấu đến dây quấn động cơ và ảnh hưởng xấu đến lưới điện

+ Nếu Mmm < MC thì động cơ không mở máy được Động cơ làm việc ở chế độ ngắn mạch ⇒ cháy động cơ

+ Khi động cơ đang hoạt động: Điện áp giảm ⇒ Mđc giảm, mà MC của tải không đổi ⇒ động cơ làm việc ở chế độ quá tải ⇒ dây quấn bị đốt nóng ⇒ có thể cháy động cơ

Hoạt động của bảo vệ thấp điện áp trong sơ đồ:

+ Khi mở máy động cơ: Tay gạt ở vị trí 0, nếu điện áp lưới giảm thấp ⇒ rơ le điện áp RU không tác động ⇒ nếu đưa tay gạt sang I hoặc II: động cơ không hoạt động

Khi động cơ đang hoạt động: Tay gạt đang ở vị trí I hoặc II, nếu điện áp lưới giảm thấp ⇒ rơ le RU thôi tác động ⇒ các khởi động từ 1K hoặc 2K và 3K thôi tác động ⇒

các động cơ ngừng hoạt động

A 3

đm

đm

,85 380.0,85.0 3.

4,5.10 η

a/ Cấu tạo:

Gồm có ba phần chính : Phần tĩnh, phần quay, các bộ phận khác

- Phần tĩnh (Stato) gồm có các bộ phận chính: lõi thép, dây quấn và vỏ máy, nắp

+ Lõi thép stato được làm từ nhiều lá t hép kỹ thuật điện dày 0,5mm

dập định hình, được ghép chặt với nhau các lá thép được sơn cách điện

mỏng để giảm dòng điện xoáy, bên trong có các rãnh để đặt dây quấn

+ Dây quấn stato được làm bằng dây đồng hoặc nhôm ( bọc cách điện ở bên ngoài ), gồm có ba bộ dây quấn có cấu tạo giống nhau được đặt lệch nhau 120 độ điện, các vòng dây cách điện với nhau và cách điện với lõi thép stato Dây quấn Stato có ba cuộn dây pha, 6 đầu dây đưa ra hộp cực ( Gồm có 3 đầu đầu là A, B, C và 3 đầu cuối là X,Y,Z )

- Phần quay ( rôto) gồm có lõi thép, dây quấn:

+ Lõi thép rôto cũng được tạo nên bởi các lá thép kỹ thuật điện mỏng được dập định hình ép chặt với nhau và ép chặt với trục của động cơ, mặt ngoài của lá thép có các rãnh để đăt dây quấn rôto, hai mặt lõi thép cũng được phủ một lớp sơn cách điện mỏng

+ Dây quấn rôto lồng sóc là các thanh dẫn bằng nhôm hoặc bằng đồng

Hai đầu các thanh dẫn được nối với nhau bởi 2 vòng ngắn mạch

- Các bộ phận khác:

+ Vỏ: vỏ của động cơ đúc bằng gang hoặc hợp kim nhôm có liền cả chân và cánh toả nhiệt

+ Nắp có nắp trước và nắp sau là nơi để đặt các ổ bi và bảo vệ các bộ phận ở bên trong của động cơ Nắp thường được lằm bằng vật liệu cùng với vỏ

+ Quạt gió làm bằng tôn, hợp kim nhôm, nhựa

+ Nắp gió ( ca bô ) được dập bằng tôn phía sau là các lỗ lấy gió

+ Nhãn máy: Ghi các thông số kỹ thuật

b/ Nguyên lý hoạt động

Khi đặt điện áp xoay chiều ba pha có tần số f vào ba pha dây quấn Stato, thì dòng điện xoay chiều ba pha chạy trong dây quấn sẽ sinh ra

Từ trường quay, quay với tốc độ:

Tốc độ trên trục động cơ (n) luôn nhỏ tốc độ quay từ trường (n1),

Tốc độ trên trục động cơ (n) luôn nhỏ tốc độ quay từ trường (n1),

Vì tốc độ rôto khác tốc độ trường quay nên ta gọi động cơ là động cơ không đồng bộ

Tốc độ trên trục động cơ được tính bằng:

Tra bảng chọn được dây cáp s = 14mm2 có dòng cho phép là 70A thỏa mãn điều kiện (70.0,7 = 49A 47,5A)

Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp

Tổn thất điện áp nằm trong giới hạn cho phép ∆U% = ± 2,5%

Vậy chọn dây cáp có s = 14mm2 thỏa mãn

Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 06 Câu 1: Trình bày cấu trúc, nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận loại điện dung?

Cấu trúc của cảm biến tiệm cận điện dung

Hình 1.1 : Cấu trúc tổng quát của cảm biến tiệm cận điện dung

- Bộ phận cảm biến (các bản cực(điện cực) cách điện) (hình 1.2)

- Mạch dao động

- Mạch ghi nhận tín hiệu

- Mạch điện ở ngõ ra

6/70

Nguyên lý làm việc

Tụ điện gồm hai bản cực và chất điện môi ở giữa Khoảng cách giữa hai điện cực ảnh hưởng đến khả năng tích trữ điện tích của một tụ điện (điện dung là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích trữ điện tích của một tụ điện)

Hình 1.3 : Khoảng cách giữa hai điện cực ảnh hưởng đến

khả năng tích trữ điện tích của một tụ điện

Nguyên tắc hoạt động của cảm biến tiệm cận loại điện dung dựa trên trường Từ sự thay đổi này trạng thái “On” hay “Off” của tín hiệu ngõ ra sự thay đổi điện dung khi vật thể xuất hiện trong vùng điện được xác định

Một bản cực là thành phần của cảm biến, đối tượng cần phát hiện là bản cực còn lại

Mối quan hệ giữa biên độ sóng dao động và vị trí đối tượng ở cảm biến tiệm cận điện dung trái ngược so với cảm biến tiệm cận điện cảm

Số điện môi lớn hơn không khí Vật liệu càng có hằng số điện môi càng cao thì càng dễ được cảm biến phát hiện Ví dụ nước và không khí, cảm biến tiệm cận điện dung rất dễ dàng phát hiện ra nước (hằng số điện môi = 80) nhưng không thể nhận ra không khí (hằng số điện môi = 1)

Đối với các chất kim loại khác nhau, khả năng phát hiện của cảm biến là không đổi Nhưng đối với các chất khác, thì phạm vi phát hiện của cảm biến đối với từng chất là khác nhau

Vì vậy, cảm biến tiệm cận điện dung có thể dùng để phát hiện các vật liệu có hằng số điện môi cao như chất lỏng dù nó được chứa trong hộp kín (làm bằng chất liệu có hằng số điện môi thấp hơn như thủy tinh, plastic) Cần chắc chắn rằng đối tượng cảm biến phát hiện là chất lỏng chứ không phải hộp chứa

2cos U 3

85 , 0 1 35

) ( )

2 1 2 2 1

U

Q Q P P

đm

= +

400m

P1=35kW cos= 0,85

A1

Đ

AT

P2 = 30kW cos= 0,8

A2

P3 = 33kW cos= 0,8

η = 0,85; Kmm = 6

∆UTT% = 100 63,36

ZZ

Z

Z

Z

đc d

BA

d

++

+

Kết luận: Như vậy độ sụt áp lớn hơn độ sụt áp cho phép do đó không được phép khởi động động cơ

b Điều kiện để chọn Aptômat cho mạng điện trên :

Chọn Aptomat A1: Từ Itt12=119,4(A) => chọn Aptomat đảm bảo điều kiện:

IđmA≥ 119,4(A); UđmA≥380V

Chọn Aptomat A2: Từ Iđc=73,7(A) => chọn Aptomat đảm bảo điều kiện:

IđmA≥ 73,7(A); UđmA≥380V

Chọn Aptomat tổng AT: Từ I TT Σ=193,08(A) => chọn Aptomat đảm bảo điều kiện:

IđmA≥ 193,08(A); UđmA≥380V

Câu 3: sơ đồ khống chế trạm bơm nước sinh hoạt dùng cảm biến điện cực: (Hình 6.1).

Phân tích nguyên lý hoạt động của sơ đồ

Chế độ vận hàng bằng tay:

+ Đóng CD

+ Ấn nút Đ ⇒ rơ le điện áp kiểm tra điện áp nguồn ⇒ chuẩn bị cho động cơ hoạt động

+ Nếu đủ điện áp cho phép ⇒ RU tác động ⇒ K tác động ⇒ động cơ và bơm hoạt

+ Muốn ngừng bơm: Ấn nút C ⇒ RU và 1K thôi tác động ⇒ động cơ và bơm ngừng hoạt động

- Chế độ vận hành tự động:

+ Giả sử mức nước trong bể chứa đang ở mức thấp: MD ; MT đang mở Muốn bơm nước: Ấn nút Đ ⇒ rơ le điện áp kiểm tra điện áp nguồn ⇒ chuẩn bị cho động cơ hoạt động

+ Nếu đủ điện áp cho phép ⇒ RU tác động ⇒ K tác động ⇒ động cơ và bơm hoạt động ⇒ mức nước trong bể chứa tăng dần

Khi mức nước tăng đến giới hạn trên: MD ; MT đóng ⇒ RTG tác động ⇒ K thôi tác động ⇒ động cơ và bơm ngừng hoạt động ⇒ mức nước giảm dần

Khi mức nước giảm tới giới hạn dưới: MD ; MT mở ⇒ RTG thôi tác động ⇒ K tác động ⇒ động cơ và bơm hoạt động ⇒ mức nước giảm dần quá trình lặp lại như trên.+ Muốn ngừng bơm: Ấn nút C ⇒ RU và 1K thôi tác động ⇒ động cơ và bơm ngừng hoạt động

b Phân tích hoạt động của bảo vệ quá tải và bảo vệ thấp điện áp trong sơ đồ

- Hoạt động của bảo vệ quá tải:

Khi động cơ bị quá tải thì dòng điện vào động cơ Đ tăng ⇒ rơ le nhiệt RN tác động ⇒ tiếp điểm thường kín RN mở ra ⇒ RU thôi tác động ⇒ K thôi tác động ⇒ Động cơ và bơm ngừng hoạt động

Hoạt động của bảo vệ thấp điện áp:

+ Khi mở máy động cơ: ấn nút Đ ⇒ cuộn RU có điện, nếu điện áp lưới giảm thấp ⇒ rơ le điện áp không tác động ⇒ khi thả tay khỏi nút ấn ⇒ RU và K không tác động ⇒ động

cơ và bơm không hoạt động

+ Khi động cơ đang hoạt động: nếu điện áp lưới giảm thấp ⇒ rơ le RU thôi tác động ⇒ các khởi động từ K thôi tác động ⇒ động cơ và bơm ngừng hoạt động

c Từ sơ đồ mạch điện điều khiển ta thấy: điện áp đặt và cuộn dây RU là điện áp dây: 380V, Điện áp chỉnh định: Ucd RU = 80% x 380 = 304 V

Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 07 Câu 1: Trên nhãn động cơ KĐB 3 pha, roto lồng sóc có ghi: P đm =10kW; ∆/Y=220/380V; n đm =1460 vòng/phút, η = 0 , 85; cosϕ= 0,8; Đấu động cơ vào lưới 3 pha có

U d =220V; f = 50Hz.?

a Pđm: Công suất cơ định mức đưa ra trên trục động cơ

nđm: tốc độ quay định mức của roto

∆/Y-220/380V: Lưới 3 pha có Ud=220V=> dây quấn Stato đấu ∆ Lưới 3 pha có Ud=380V => dây quấn Stato đấu Y

85

,

0

=

η : Hiệu suất của động cơ

cosϕ= 0,8: Hệ số công suất của động cơ

b Biểu thức dòng mở máy động cơ 3 pha: Imm =

) 2 ' x 1

) 2 ' r 1

Uf

+ +

Muốn giảm dòng điện mở máy cho động cơ trên ta có thể thực hiện bằng phương pháp giảm điện áp vào động cơ khi khởi động, bằng các cách sau:

+ Cách 1: Đổi nối Y- ∆ (vì khi làm việc thường dây quấn Stato đấu ∆) => giảm điện áp đặt vào động cơ khi khởi động => Imm giảm

+ Cách 2: Dùng cuộn kháng điện (điện trở) mắc nối tiếp với dây quấn Stato => giảm điện áp đặt vào động cơ => Imm giảm

c Khi khởi động dây quấn Stato đấu tam giác: Imm∆= 3

mm ∆ = => nên khi khởi động dây quấn đấu Y dòng điện mở máy giảm đi 3 lần.Khi khởi

động dây quấn đấu Y thì điện áp đặt vào mỗi pha động cơ giảm đi 3 lần mà mômen mở máy của động cơ tỷ lệ với bình phương điện áp nên mômen mở máy giảm đi 3 lần

Câu 2:Nêu trang bị điện của mạch và giải thích nguyên lý hoạt động mạch điện máy công cụ như hình 7.1.

8/70

a. Công tắc 3 pha 1CD, 2CD

Cầu chì mạch động lực 1CC, 2CC

• Công tắc tơ bơm dầu 3K

Bộ công tắc tơ điều khiển động cơ trục chính 1K,2K

Đóng cầu dao 1CD cấp nguồn cho mạch động lực và mạch điều khiển

Tay gạt cơ khí KC đang ở vị trí số 0 nên tiếp điểm KC(1,3) kín cấp điện cho RU, tiếp điểm RU(1,3) đóng lại chuẩn bị cho mạch làm việc.

Chạy phải

Vận hành máy bằng tay gạt KC Giả sử đặt KC ở vị trí số 1: Khi đó tiếp điểm KC(3,5) và KC(3,11) được nối kín Nên đầu tiên động cơ bơm dầu 2Đ làm việc làm cho tiếp điểm 3K

(4,2) đóng lại cấp nguồn cho cuộn 1K và mâm cập quay thuận chiều Nếu cần tưới làm mát, người thợ có thể bật công tắc 2CD, động cơ bơm nước sẽ hoạt động

Trong mạch này các động cơ hoạt động theo trình tự sử dụng cơ chế khoá Động cơ bơm dầu “khoá” động cơ trục chính

Câu 3: Trình bày các phương pháp lập trình cho PLC S7-200 Nêu ví dụ cụ thể

Phương pháp hình thang (Ladder Logic viết tắt là LAD).

Định nghĩa về LAD: LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa Những thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều khiển dùng rơle.

Phương pháp liệt kê lệnh (Statement List viết tắt là STL).

Đây là ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính Một chương trình được ghép bởi nhiều lệnh theo một thuật toán nhất định Mỗi lệnh chiếm một hàng và đều có cấu trúc chung là: “tên lệnh” + “toán hạng”

Phương pháp lập trình theo sơ đồ khối (Funtion Block Diagramm FBD).

Loại ngôn ngữ này thích hợp cho những người quen sử dụng và thiết kế mạch điều khiển số Chương trình được viết dưới dạng liên kết của các hàm logic kỹ thuật số

a 560KVA => Công suất biểu kiến định mức

35/0,4 kV => Điện áp định mức ở phía sơ cấp: U1đm = 35kV

Điện áp định mức ở phía thứ cấp: U2đm = 0,4kV

P0 =1060W => tổn hao công suất trong MBA ở chế độ không tải và đó chính là tổn hao trong mạch từ MBA

PN = 5470W => tổn hao công suất trong MBA ở chế độ ngắn mạch thí nghiệm và đó chính là tổn hao công suất trên điện trở dây quấn MBA ở chế độ tải định mức

UN%: Điện áp ngắn mạch thí nghiệm tương đối

I0%: Dòng điện không tải tương đối

Y/Y0 - 12: Tổ nối dây của MBA

+ 3 cuộn dây sơ cấp đấu Y

+ 3 cuộn dây thứ cấp đấu Y có dây trung tính đưa ra ngoài

+ Số 12 là chỉ số của góc lệch pha giữa điện áp dây sơ cấp và thứ cấp

5604,0.47,510.S

U

2 3

U

Câu 2: Đường dây CCĐ như hình vẽ sau:

a Tải 1: 560kVA; cosϕ=0,8 => p1=448kW; q1=336kVAr

- Tải 2: 320kVA; cosϕ=0,8 => p2=256kW; q2=192kVAr

- Tải 3: 400kVA; cosϕ=0,7 => p3=280kW; q3=285,6kVAr

Chọn dây dẫn theo hao tổn điện áp cho phép:

Tính: [∆ U] = [ ] 0 , 5 KV

100

10

đm

3

mm6,93L.pL.pL

Tra bảng chọn dây AC95 có: r0 = 0,33Ω / km; x0 = 0,4Ω / km

Kiểm tra lại dây dẫn đã chọn:

r

++

+ Muốn nghiền nguyên liệu ở 2 thùng chứa: Ấn nút M1 và M2: 1RTG tác động; 2RTG tác động ⇒ 3K tác động ⇒ quá trình lặp lại tương tự như trên

Dừng: Ấn nút C

b Giả sử Đ1, D2, D3 bị sự cố quá tải dòng điện qua 1RN tăng quá mức cho phép, sau 1 khoảng thời gian rơ le nhiệt 1RN tác động mở tiếp điểm 1RN trên mạch điều khiển Cuộn dây 1K mất điện, đèn 5Đ tắt, các tiếp điểm 1K mạch động lực mở ra, động cơ được cắt khỏi lưới điện

c Thời gian chỉnh định của 1Rt:

Dựa vào thời gian mở máy của động cơ Đ3

Thời gian chỉnh định của 2Rt:

Dựa vào thời gian mở máy của động cơ Đ2

Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 09

Câu 1: Trong trạm biến áp trung gian có đặt MBA 3 pha, trên nhãn máy có ghi: 3200 KVA - 38,5/10,5KV, Y/∆ - 11; η% = 98 , 5%; cosϕ2 = 0,8.

a Hãy giải thích ý nghĩa của các thông số ghi trên nhãn MBA.

3200KVA là công suất biểu kiến định mức ở phía thứ cấp MBA

38,5/10,5: là điện áp dây định mức ở phía sơ cấp và thứ cấp

Y/∆-11: có nghĩa dây quấn sơ cấp đấu sao, dây quấn thứ cấp đấu tam giác, góc lệch pha giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp là (11x300)= 3300

η: Hiệu suất của MBA ở chế độ tải định mức: 98,5%

cosϕ2 = 0 , 8 là hệ số công suất ở chế độ tải định mức

b Xác định góc lệch pha giữa vectơ điện áp dây phía sơ cấp với vectơ điện áp dây phía thứ cấp tương ứng?

Chỉ số điện áp thứ cấp lệch so với điện áp sơ cấp là 11 nên góc lệch pha giữa vectơ điện áp dây ở phía sơ với vectơ điện áp dây ở phía thứ tương ứng là (11x300 )=3300

c Hãy xác định tỷ số biến áp, dòng điện pha, điện áp pha và tổng tổn hao công suất ở chế độ định mức.

- Hệ số biến áp tính theo điện áp dây:

Công suất định mức ở phía thứ cấp: P2đm=Sđm cosϕ2=2560KW

Công suất tác dụng ở phía sơ cấp: P1đm=P2đm = 2600 Kw

Tổng tổn hao công suất trong MBA ở chế độ định mức:

KW 40 P

P = 1− Ρ2 =

∆ Σ

d Nếu đấu lại dây quấn MBA trên thành Y/Y0-12 thì:

Điện áp sơ cấp không đổi: U1đm=38,5Kv

1

A B

U

ab

Câu 2: Cho mạng điện phân phối như hình vẽ Dây dẫn trong mạng là dây A – 50; Dtb = 1 m; Uđm = 10 kV Hãy xác định Umax = ?∆

Nếu đấu lại dây quấn MBA trên thành Y/Y0-12 thì:

Điện áp sơ cấp không đổi: U1đm=38,5Kv

Điện áp thứ cấp: U2Fđm=10,5Kv => U2′đm= 3.U2Fđm=18,2Kv

Tỷ số biến áp:

11 , 2

355 , 0

X Q Q Q R

P

P

P

U U

U

2 2 2 2 01 3 2 1 01

3

2

1

12 01

max

)

()

Thay các tham số với Udm = 10 kV → ∆Umax = 571 V

Câu 3: Vẽ sơ đồ nguyên lý ( mạch điều khiển và mạch động lực) và trình bày nguyên lý hoạt động của mạch điện đổi nối Y/∆ động cơ không đồng bộ ba pha roto lồng sóc dùng khởi động từ theo nguyên tắc thời gian?

b Nguyên lý hoạt động

Cấp nguồn cho mạch động lực và mạch điều khiển

Ấn nút mở máy M(3,5) cuộn dây Đg(5,4) và KY(13,4) có điện đồng thời, làm cho các tiếp điểm Đg và KY ở mạch động lực đóng lại, động cơ bắt đầu mở máy ở trạng thái đấu Y

Khi đó RTh cũng được cấp nguồn và bắt đầu tính thời gian duy trì cho các tiếp điểm của nó Hết thời gian duy trì, tiếp điểm RTh(5,11) mở ra cuộn đây KY bị cắt; đồng thời tiếp

điểm RTh(7,9) đóng lại cấp nguồn cho cuộn dây K∆ Các tiếp điểm K∆ động lực đóng lại động cơ chuyển sang làm việc ở trạng thái đấu ∆, kết thúc quá trình mở máy

Dừng máy thì ấn nút D(3,5)

Bảo vệ và liên động

Mạch được bảo vệ ngắn mạch và quá tải

Liên động điện khóa chéo: KY(7,9) và K∆(11,13)

Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 10 Câu 1: (2 điểm)

Trên nhãn động cơ 3 pha roto lồng sóc có các số liệu như sau:

P đm = 15KW; ∆/Y-220/380V; n đm = 1420 vòng/phút; η = 0 , 835 ; cos ϕ = 0 , 84;

M mm /M đm =1,8; M max /M đm =2; I mm /I đm =5,5;

Đấu động cơ vào lưới điện 3 pha có U d = 380V; f=50Hz.

a Pđm: Công suất cơ định mức đưa ra trên trục động cơ

nđm: tốc độ quay định mức của roto

∆/Y-220/380V: Lưới 3 pha có Ud=220V=> dây quấn Stato đấu ∆

Lưới 3 pha có Ud=380V => dây quấn Stato đấu Y

cos ϕ = : Hệ số công suất của động cơ

- Từ ký hiệu ∆/Y-220/380V và lưới có Ud=380V=>3 cuộn dây của động cơ phải đấu Y

b Do dòng điện mở máy tỷ lệ bậc nhất với điện áp nên ta có:

500 (KW )

=> đm

2đmđm

2đm

U

M 8 , 1 ) U 6

+ 4 động cơ KĐB 3 pha rôto lồng sóc (Không đảo chiều quay)

+ 4 bộ tiếp điểm chính khống chế 4 động cơ 1K ; 2K ; 3K ; 4K

+ 4 rơ le nhiệt mắc trực tiếp trong mạch động lực của 4 động cơ: 1RN ; 2RN ; 3RN ; 4RN

Vẽ mạch điều khiển

+ Dùng nút bấm để điều khiển

+ Gồm 4 cuộn dây CTT

+ Tiếp điểm phụ 4K đặt nối tiếp trong mạch cuộn dây 3K

+ Tiếp điểm phụ 3K đặt nối tiếp trong mạch cuộn dây 2K

+ Tiếp điểm phụ 4K đặt nối tiếp trong mạch cuộn dây 1K

+ Mạch điều khiển dùng điện áp 220V

Nguyên lý hoạt động của sơ đồ

Các liên động và bảo vệ của sơ đồ:

q P

q P

S (

P P

P

đmN0

B= ∆ + ∆ =

kVAr 145 , 15 ) S

S (

100

S U 100

).

Q P (

).

Q P

Nêu ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosϕ ? Các giải pháp bù cosϕ ? Nêu ưu nhược điểm của các thiết bị bù cosϕ và phạm vi sử dụng của chúng?

Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cos ϕ

- Lợi ích to lớn về kinh tế cho ngành điện và doanh nghiệp

- Lợi ích về kỹ thuật: nâng cao chất lượng điện áp

Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosϕ thể hiện cụ thể như sau

 Làm giảm tổn thất điện áp trên lưới điện

Giả thiết công suất tác dụng không đổi, cosϕ của xí nghiệp tăng từ cosϕ1 lên cosϕ2 nghĩa là công suất phản kháng truyền tải giảm từ Q1 xuống Q2 khi đó, do Q1> Q2

2

2 2 2

+

=∆A2

 Làm tăng khả năng tải của đường dây và biến áp

Từ hình vẽ trên ta thấy S2 <S1 nghĩa là đường dây và biến áp chỉ cần tải công suất S2 sau khi giảm lượng Q truyền tải Nếu đường dâyvà MBA đã chọn để tải thì với Q2 có thể tải lượng P2>P1

Các giải pháp bù cosϕ

Có 2 nhóm giải pháp bù cosϕ

1 Nhóm giải pháp bù cosϕ tự nhiên:

- Hạn chế động cơ KĐB chạy non tải hoặc không tải bằng cách thay thế động cơ KĐB làm việc non tải bằng động cơ KĐB có công suất nhỏ hơn hoặc đặt bộ hạn chế chạy không tải

- Thường xuyên bảo dưỡng và nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ

- Sắp xếp, sử dụng hợp lý các quá trình công nghệ của các máy móc thiết bị điện

- Sử dụng động cơ đồng bộ thay cho động cơ KĐB

- Thay thế các MBA làm việc non tải bằng các MBA có dung lượng nhỏ hơn

Sử dụng chấn lưu điện tử hoặc chấn lưu sắt từ hiệu suất cao thay cho chấn lưu thông thường

2 Nhóm giải pháp bù cosϕ nhân tạo:

4 Đòn bẩy

5 Lò xo

6 Nút ấn phục hồi

Là giải pháp dùng các thiết bị bù (tụ bù hoặc máy bù) Các thiết bị bù phát ra Q để cung cấp 1 phần hoặc toàn bộ nhu cầu Q trong xí nghiệp.

Ưu nhược điểm của các thiết bị bù cos ϕ

Ưu nhược điểm của các thiết bị bù cosϕ được cho trong bảng sau:

Tiêu thụ nhiều điện năng

∆P=5%Qb

Tiêu thụ ít điện năng

∆P=(2 ÷ 5)% Qb

Điều chỉnh Qb trơn Điều chỉnh Qb theo cấp

Qua bảng trên ta thấy tụ bù có nhiều ưu điểm hơn máy bù, nhược điểm duy nhất của tụ bù là điều chỉnh có cấp khi tăng giảm số tụ bù Tuy nhiên điều này không quan trọng vì

bù cosϕ mục đích là sao cho cosϕ của xí nghiệp cao hơn cosϕ quy định là 0,85 chứ không cần có trị số thật chính xác, thường bù cosϕ lên trị số từ 0,9 đến 0,95

Trong các xí nghiệp công nghiệp, dịch vụ và dân dụng chủ yếu sử dụng bù bằng tụ điện

Câu 2: (2 điểm)

Vẽ sơ đồ nguyên lý cấu tạo, trình bày nguyên lý làm việc và đặc tính bảo vệ của rơle nhiệt?

+ Sơ đồ nguyên lý cấu tạo rơ le nhiệt

+ Nguyên lý làm việc của rơ le nhiệt

- Nguyên lý làm việc dựa vào tác dụng của dòng điện

- Bộ phận đốt nóng (1) đấu nối tiếp vào mạch điện chính của thiét bị cần bảo vệ Khi dòng điện trong mạch tăng quá mức quy định ( động cơ bị quá tải) thì nhiệt lượng toả ra làm cho tấm kim loại kép (3) cong lên phía trên ( về phía kim loại có hệ số giãn nở nhỏ) Nhờ lực kéo của lò xo (5), đòn bẩy (4) sẽ quay và mở tiếp điểm (2) Mạch điện tự động mất điện

Bộ phận đốt nóng nguội đi →thanh kim loại kép hết cong → ấn nút ấn phục hồi (6) đưa rơle về vị trí cũ, tiếp điểm (2) đóng

Đặc tính bảo vệ của rơle nhiệt.

- Đặc tính bảo vệ của rơle nhiệt là

quan hệ giữa thời gian tác động t và

dòng điện tác động I

t = f (I)

- Khi I < Iđm rơle không tác động, vì nhiệt

độ thấp, độ chuyển dời của kim loại kép bé,

chưa tạo ra lực cần thiết nên tiếp điểm chưa

thay đổi trạng thái Khi dòng điện càng tăng,

thời gian tác động càng giảm

Câu 3: (3 điểm)

Nêu nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo thời gian? Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện và trình bày khâu mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 2 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng theo nguyên tắc thời gian đồng thời cho nhận xét về nguyên tắc điều khiển này?

Nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo thời gian

Điều khiển theo nguyên tắc thời gian dựa trên cơ sở là thông số làm việc của mạch động lực biến đổi theo thời gian

Những tín hiệu điều khiển phát ra theo một quy luật thời gian cần thiết để làm thay đổi trạng thái của hệ thống

Nguyên lý hoạt động của mạch mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 2 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng :

Trạng thái ban đầu sau khi cấp nguồn động lực và điều khiển thì rơle thời gian 1RTh được cấp điện mở ngay tiếp điểm thường kín đóng chậm RTh(9-11) Để khởi động ta phải ấn nút mở máy M(3-5), công tắc tơ Đg hút sẽ đóng các tiếp điểm ở mạch động lực, phần ứng động cơ điện được đấu vào lưới điện qua các điện trở phụ khởi động r1, r2

Dòng điện qua các điện trở có trị số lớn gây ra sụt áp trên điện trở r1 Điện áp đó vượt quá ngưỡng điện áp hút của rơle thời gian 2RTh làm cho nó hoạt động sẽ mở ngay tiếp điểm thường kín đóng chậm 2RTh(11-13), trên mạch 2G cùng với sự hoạt động của rơle 1RTh chúng đảm bảo không cho các công tắc tơ 1G và 2G có điện trong giai đoạn đầu của quá trình khởi động

động Tiếp điểm phụ Đg(3-5) đóng để tự duy trì dòng điện cho cuộn dây công tắc tơ Đg khi ta thôi không ấn nút M nữa Tiếp điểm Đg(1-7) mở ra cắt điện rơ le thời gian 1RTh đưa rơ le thời gian này vào hoạt động để chuẩn bị phát tín hiệu chuyển trạng thái của truyền động điện Mốc không của thời gian t có thể được xem là thời điểm Đg(1-7) mở cắt điện 1RTh

Sau khi rơle thời gian 1RTh nhả, cơ cấu duy trì thời gian sẽ tính thời gian từ gốc không cho đến đạt trị số chỉnh định thì đóng tiếp điểm thường kín đóng chậm RTh(9-11) Lúc này cuộn dây công tắc tơ gia tốc 1G được cấp điện và hoạt động đóng tiếp điểm chính của nó ở mạch động lực và cấp điện trở phụ thứ nhất r1 bị nối ngắn mạch Động cơ sẽ chuyển sang khởi động trên đường đặc tính cơ thứ 2

Việc ngắn mạch điện trở r1 làm cho rơle thời gian 2RTh mất điện và cơ cấu duy trì thời gian của nó cũng sẽ tính thời gian tương tự như đối với rơle 1RTh, khi đạt đến trị số chỉnh định nó sẽ đóng tiếp điểm thường đóng đóng chậm 2RTh(11-13) Công tắc tơ gia tốc 2G có điện hút tiếp điểm chính

2G, ngắn mạch cấp điện trở thứ hai r2, động cơ sẽ chuyển sang tiếp tục khởi động trên đường đặc tính cơ tự nhiên cho đến điểm làm việc ổn định A

t

I/

m

Sơ đồ mạch động lực

Sơ đồ mạch điều khiển

Đặc tính cơ

Đặc tính tải

Nhận xét về điều khiển truyền động điện theo nguyên tắc thời gian

Ưu điểm của nguyên tắc điều khiển theo thời gian là có thể chỉnh được thời gian theo tính toán và độc lập với thông số của hệ thống động lực Trong thực tế ảnh hưởng của

mô men cản MC của điện áp lưới và của điện trở cuộn dây hầu như không đáng kể đến sự làm việc của hệ thống và đến quá trình gia tốc của truyền động điện, vì các trị số thực tế sai khác với trị số thiết kế không nhiều

Thiết bị của sơ đồ đơn giản, làm việc tin cậy cao ngay cả khi phụ tải thay đổi, rơle thời gian dùng đồng loạt cho bất kỳ công suất và động cơ nào, có tính kinh tế cao

Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 12 Câu 1: (2 điểm)

Trình bày các chế độ làm việc của động cơ điện?

Từ nguyên lý phát nóng và nguội lạnh của động cơ điện, người ta chia ba chế độ làm việc của động cơ tương ứng với ba dạng đồ thị phụ tải đặc trưng : Chế độ dài hạn, ngắn hạn, ngắn hạn lặp lại

- Chế độ làm việc dài hạn:

Chế độ làm việc khi phụ tải được duy trì trong thời gian đủ dài để nhiệt sai của động cơ đạt đến giá trị ổn định (hình 7-1a), giản đồ trên biểu thị đồ thị phụ tải dài hạn không đổi Pc

Ở chế độ này, thời gian tồn tại của phụ tải đủ ngắn nên nhiệt sai của động cơ chưa kịp đạt đén giá trị ổn định, còn thời gian không tải lại rất dài nên nhiệt sai của động cơ giảm đến không mà chu kỳ thiếp theo của phụ tải vẫn chưa

Giản đồ phụ tải (hình 7.1b)

- Chế độ ngắn hạn lặp lại:

Đặc điểm của chế độ này là thời gian làm việc (có tải) không đủ cho nhiệt độ động cơ tăng đến giá trị ổn định, và thời gian nghi cũng không đủ để cho nhiệt độ động cơ giảm đến nhiệt độ môi trường (τ = 0) Đồ thị phụ tải và đường cong nhiệt sai động cơ ở chế độ này được diểu diễn hình 7-1c Đặc trưng cho đồ thị phụ tải ngắn hạn lặp lại là độ lớncủa phụ tải Pc hoặc Mc và “thời gian đóng điện tương đối” TĐ hoặc TĐ%:

TĐ = tlv/tck, TĐ% = (tlv/tck)%

Trong đó : tlv là thời gian làm việc (có tải); tck = tlv + tn thời gian của chu kỳ, tn thời gian nghỉ

Giản đồ phụ tải (hình 7.1c)

Câu 2: (2 điểm)

Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, yêu cầu cơ bản khi lựa chọn cầu chì?

Cấu tạo của cầu chì

Gồm 2 phần chính:

- Dây chảy: Là thành phần chính của cầu chì, được đặt trong vỏ bằng vật liệu cách điện và được nối với các điện cực, điện cực được nối với mạch điện qua các dạng tiếp xúc như liên kết ốc vít, bulông, ngàm Dây chảy thường làm bằng đồng, bạc, thiếc, chì

- Vỏ: Có nhiệm vụ cách điện, ngăn chặn không khí nóng khi cầu chì tác động và là buồng dập hồ quang Thường được làm bằng nhựa cách điện, sứ hay thuỷ tinh

+ Nguyên lý làm việc của cầu chì

Khi dòng điện đi qua dây chảy lớn hơn dòng điện tới hạn Ith, lượng nhiệt sinh ra chủ yếu dùng để đốt nóng dây chảy, đó là trạng thái nóng chảy cục bộ, làm dây chảy từ trạng thái rắn chuyển sang mềm, hoá hơi rồi đứt Cầu chì sẽ cắt mạch

+ Yêu cầu khi lựa chọn cầu chì

Chọn cầu chì cần thoả mãn các điều kiện sau:

Uđm CC > Uđm LĐ

Icc > Itt

Trong đó:

Uđm CC - điện áp dịnh mức của cầu chì

Uđm LĐ - điện áp dịnh mức của lưới điện

Icc – dòng điện định mức của dây chảy

Itt - dòng điện tính toán tương ứng với công suất tính toán của phụ tải

- Đối với cầu chì bảo vệ động cơ điện ngoài các điều kiện trên cần thoả mãn điều kiện:

C - hằng số phụ thuộc vào chế độ khởi động của tải.

C = 2,5 đối với động cơ có thời gian khởi động bé ( 3÷10 s)

C = ( 1,6 ÷2) đối với động cơ có thời gian khởi động lớn (đến 40s)

Câu 3: (3 điểm)

Nêu nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo tốc độ? Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện và trình bày nguyên lý hoạt động của mạch mở máy động cơ điện một chiều kích

từ độc lập có 3 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng theo nguyên tắc tốc độ đồng thời cho nhận xét về nguyên tắc điều khiển này?

Nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo tốc độ

Tốc độ quay trên trục động cơ hay của cơ cấu chấp hành là một thông số đặc trưng quan trọng xác định trạng thái của hệ thống truyền động điện Do vậy, người ta dựa vào thông số này

để điều khiển sự làm việc của hệ thống Lúc này mạch điều khiển phải có phần tử thụ cảm được chính xác tốc độ làm việc của động cơ - gọi là rơle tốc độ Khi tốc độ đạt được đến những trị số ngưỡng đã đặt thì rơle tốc độ sẽ phát tín hiệu đến phần tử chấp hành để chuyển trạng thái làm việc của hệ thống truyền động điện đến trạng thái mới yêu cầu

Nguyên lý hoạt động của mạch mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 3 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng

Để làm các phần tử kiểm tra tốc độ, ở đây ta dùng các côngtăctơ gia tốc 1G, 2G và 3G có cuộn dây mắc trực tiếp vào 2 đầu phần ứng động cơ, nó tiếp thụ được điện áp tỷ lệ với tốc

độ động cơ với sai lệch nhỏ

Hoạt động của sơ đồ: Sau khi ấn nút mở máy M, côngtăctơ Đg có điện đóng mạch phần ứng động cơ vào nguồn qua 3 điện trở phụ r1, r2 và r3 Động cơ gia tốc trên đường đặc tính cơ (1)

Khi tốc độ động cơ đạt đến trị số ω 1 điện áp trên 2 đầu côngtăctơ 1G đạt trị số hút U1, do đó 1G hút, loại trừ điện trở r1, động cơ sẽ chuyển sang gia tốc trên đường đặc tính cơ (2) Khi tốc độ động cơ đạt đến trị số ω2(ω 2 > ω 1) điện áp trên 2 đầu côngtăctơ 2G đạt trị số hút U2, do đó 2G hút, loại trừ tiếp điện trở r2, động cơ sẽ chuyển sang gia tốc trên đường đặc tính cơ (3)

Khi tốc độ động cơ đạt đến trị số ω 3(ω 3 > ω 2) điện áp trên 2 đầu côngtăctơ 3G đạt trị số hút U3, do đó 3G hút, điện trở r3 bị ngắn mạch, động cơ sẽ chuyển sang gia tốc trên đường đặc tính cơ tự nhiên, cho đến điểm làm việc ổn định

Sơ đồ mạch động lực & Sơ đồ mạch điều khiển Đặc tính cơ

Đặc tính tải

Nhận xét về điều khiển truyền động điện theo nguyên tắc tốc độ

Ưu điểm là đơn giản và rẻ tiền, thiết bị có thể là côngtăctơ mắc trực tiếp vào phần ứng động cơ không cần thông qua rơle Nhược điểm là thời gian mở máy và hãm máy phụ thuộc nhiều vào mômen cản MC, quán tính J, điện áp lưới U và điện trở cuộn dây côngtăctơ

Các côngtăctơ gia tốc có thể không làm việc vì điện áp lưới giảm thấp, vì quá tải hoặc vì cuộn dây quá phát nóng, sẽ dẫn đến quá phát nóng điện trở khởi động, có thể làm cháy các điện trở đó

Khi điện áp lưới tăng cao có khả năng tác động đồng thời các côngtăctơ gia tốc làm tăng dòng điện quá trị số cho phép

Trong thực tế ít dùng nguyên tắc này để khởi động các động cơ, thường chỉ dùng nguyên tắc này để điều khiển quá trình hãm ĐC

Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 13 Câu 1: (2 điểm)

Trình bày cấu tạo, ký hiệu, nguyên lý tác động và cách lựa chọn cầu dao?

Cấu tạo của cầu dao

1: Tiếp điểm động ( thân dao)

2: Tiếp điểm tĩnh ( má dao)

Ký hiệu của cầu dao

- Cầu dao không có cầu chì bảo vệ

Hai

c

Bốn cực

- Cầu dao có cầu chì bảo vệ

Nguyên lý tác động của cầu dao:

- Khi thao tác trên cầu dao, nhờ vào lưỡi dao và hệ thống tiếp điểm tĩnh, mạch điện được đóng ngắt Trong quá tình đóng ngắt mạch cầu dao thường xảy ra hồ quang điện tại đầu lưỡi dao và điểm tiếp xúc ttrên tiếp điểm tĩnh Do đó người sử dụng cần phải thao tác nhanh để dập tắt hồ quang hồ quang

- Do tốc độ kéo bằng tay không thể nhanh được nên người ta là thêm lưỡi dao phụ Lúc đóng điện thì dao phụ tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh trước Khi ngắt điện, tay kéo lưỡi dao chính ra trước còn lưỡi dao phụ vẫn kẹp trong má dao Lò xo liên kết giữa hai lưỡi dao được kéo căng ra và tới một mức nào đó nó sẽ bật nhanh kéo lưỡi dao phụ ra khỏi má dao một cách nhanh chóng Do đó hồ quang được dập tắt nhanh chóng và không xuất hiện trên lưỡi dao chính

Cách lựa chọncầu dao

- Chọn cầu dao hạ áp theo 2 điều kiện:

Uđm CD > Uđm LD

Iđm CD > I tt

Trong đó: Uđm CD - điện áp định mức của cầu dao

Uđm LD - điện áp định mức của lưới điện hạ áp

Ngoài ra còn phải chú ý đến số pha, số cực, khả năng cắt tải, trong nhà, ngoài trời v.v…

Câu 2: (2 điểm)

Trình bày các bước tính chọn công suất động cơ làm việc ở chế độ dài hạn theo phương pháp tổn thất trung bình?

Trước hết cần có đồ thị phụ tải tĩnh Pc = f(t) hoặc Mc = f(t) giả sử đồ thị phụ tải của động cơ như hình 10 Động cơ được lựa chọn sơ bộ theo phụ tải trung bình với:

Pđm = (1,1 ÷ 1,3)Pc.tb hoặc Mđm = (1,1 ÷ 1,3)Mc.tb

Trong đó công suất và mômen trung bình được tính theo đồ thị phụ tải đã cho:

ck

i ci c

t

t P

1

.

ck

i ci c

t

t M t

M

+ +

+ +

=

2 1

2 2 1

- Kiểm nghiệm động cơ đã chọn theo điều kiện phát nóng

Trước hết cần có đồ thị phụ tải tĩnh P = f(t) hoặc M= f(t)

Tính toán công suất theo phương pháp tổn thất trung bình:

Nếu coi ổn định của động cơ tỷ lệ với tổn thất công suất trong động cơ od P

Như vậy từ đồ thị phụ tải ta suy ra đồ thị của tổn hao công suất ∆P= f(t), từ đó xác định được tổn thất trung bình

ck

i ci c

c tb

t

t P t

t

t P t P

+ +

+

∆ +

2 2 1 1

Mặt khác đối với động cơ đẫ chọn sơ bộ, có công suất là Pđm, tương ứng với tổn hao công suất định mức ∆Pđm và nhiệt sai cho phép theo thiết kế: τcp Trong đó:

dm

dm dm

Từ các số liệu trên, động cơ đã chọn sẽ đạt yêu cầu phát nóng nếu thoả mãn điều kiện: ∆ Ptb≤∆ Pđm

- Kiểm nghiệm động cơ đã chọn theo điều kiện quá tải và khởi động.

Động cơ đã chọn, sau khi đã kiểm nghiệm theo điều kiện phát nóng cần phải được kiểm nghiệm thêm điều kiện quá tải và điều kiện khởi động Động cơ sẽ được coi nếu thoả mãn yêu cầu:

Mmax ≥ Mcmax và MKĐ ≥ Mc0

Trong đó: Mcmax mômen cản lớn nhất

Mc0mômen cản khi khởi động

Mmax mômen lớn nhất của động cơ

MKĐ mômen khởi động của động cơ lấy theo catalo, hoặc gía trị cho phép của từng loại động cơ

18/70

Câu 3: (3 điểm)

Nêu nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo tốc độ? Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện và trình bày nguyên lý hoạt động của mạch mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 3 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng theo nguyên tắc tốc độ đồng thời cho nhận xét về nguyên tắc điều khiển này?

Nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo tốc độ

Tốc độ quay trên trục động cơ hay của cơ cấu chấp hành là một thông số đặc trưng quan trọng xác định trạng thái của hệ thống truyền động điện Do vậy, người ta dựa vào thông số này

để điều khiển sự làm việc của hệ thống Lúc này mạch điều khiển phải có phần tử thụ cảm được chính xác tốc độ làm việc của động cơ - gọi là rơle tốc độ Khi tốc độ đạt được đến những trị số ngưỡng đã đặt thì rơle tốc độ sẽ phát tín hiệu đến phần tử chấp hành để chuyển trạng thái làm việc của hệ thống truyền động điện đến trạng thái mới yêu cầu

Nguyên lý hoạt động của mạch mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 3 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng

Để làm các phần tử kiểm tra tốc độ, ở đây ta dùng các côngtăctơ gia tốc 1G, 2G và 3G có cuộn dây mắc trực tiếp vào 2 đầu phần ứng động cơ, nó tiếp thụ được điện áp tỷ lệ với tốc độ động cơ với sai lệch nhỏ

Hoạt động của sơ đồ: Sau khi ấn nút mở máy M, côngtăctơ Đg có điện đóng mạch phần ứng động cơ vào nguồn qua 3 điện trở phụ r1, r2 và r3 Động cơ gia tốc trên đường đặc tính cơ (1)

Khi tốc độ động cơ đạt đến trị số ω 1 điện áp trên 2 đầu côngtăctơ 1G đạt trị số hút U1, do đó 1G hút, loại trừ điện trở r1, động cơ sẽ chuyển sang gia tốc trên đường đặc tính cơ (2) Khi tốc độ động cơ đạt đến trị số ω2(ω 2 > ω 1) điện áp trên 2 đầu côngtăctơ 2G đạt trị số hút U2, do đó 2G hút, loại trừ tiếp điện trở r2, động cơ sẽ chuyển sang gia tốc trên đường đặc tính cơ (3)

Khi tốc độ động cơ đạt đến trị số ω 3(ω 3 > ω 2) điện áp trên 2 đầu côngtăctơ 3G đạt trị số hút U3, do đó 3G hút, điện trở r3 bị ngắn mạch, động cơ sẽ chuyển sang gia tốc trên đường đặc tính cơ tự nhiên, cho đến điểm làm việc ổn định

Sơ đồ mạch động lực & Sơ đồ mạch điều khiển

Đ ặc tính cơ

Đ ặc t ính t ải

Nhận xét về điều khiển truyền động điện theo nguyên tắc tốc độ

Ưu điểm là đơn giản và rẻ tiền, thiết bị có thể là côngtăctơ mắc trực tiếp vào phần ứng động cơ không cần thông qua rơle Nhược điểm là thời gian mở máy và hãm máy phụ thuộc nhiều vào mômen cản MC, quán tính J, điện áp lưới U và điện trở cuộn dây côngtăctơ

Các côngtăctơ gia tốc có thể không làm việc vì điện áp lưới giảm thấp, vì quá tải hoặc vì cuộn dây quá phát nóng, sẽ dẫn đến quá phát nóng điện trở khởi động, có thể làm cháy các điện trở đó

Khi điện áp lưới tăng cao có khả năng tác động đồng thời các côngtăctơ gia tốc làm tăng dòng điện quá trị số cho phép

Trong thực tế ít dùng nguyên tắc này để khởi động các động cơ, thường chỉ dùng nguyên tắc này để điều khiển quá trình hãm động cơ

Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 14 Câu 1: (2 điểm)

Trình bày chức năng của dao cách ly, đặc điểm của dao cách ly kiểu quay 3 trụ Cách lựa chọn dao cách ly?

Dao cách ly là khí cụ dùng để đóng cắt mạch điện cao áp ở chế độ không tải hoặc không dòng điện và tạo nên khoảng cách cách điện an toàn có thể nhìn thấy được, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người lắp đặt, bảo dưỡng sửa chữa lưới điện sau dao cách ly.

- Trong mạng điện, dao cách ly thường được đặt trước các thiết bị bảo vệ như cầu chì, máy cắt

- Ở trạng thái đóng, dao nối đất sẽ tự động nối phần mạch điện sau dao cách ly với đất để phóng điện áp dư trong mạch cắt,

Lựa chọn dao cách ly

Các điều kiện chọn và kiểm tra dao cách ly

Các điều kiện chọn và kiểm tra Điều kiện

qd

.

Câu 2: (2 điểm)

Trình bày sự phát nóng và nguội lạnh của động cơ điện?

Sự phát nóng của động cơ điện

Khi máy điện làm việc sẽ phát sinh các tổn thất công suất ∆ P và tổn thất năng lượng: ∆ W = ∫∆ P.dt

Tổn thất này sẽ đốt nóng máy điện Nếu máy điện không có sự trao đổi nhiệt với môi trường thì nhiệt độ trong máy điện sẽ tăng đến vô cùng và làm cháy máy điện Thực tế thì trong quá trình làm việc, máy điện có trao đổi nhiệt với môi trường nên nhiệt độ trong nó chỉ tăng đến mội giá trị ổn định nào đó Đối với vật thể đồng nhất ta có:

∆ P.dt = C.d τ + A τ dt (*)

Trong đó: τ = (tomđ - tomt) là nhiệt sai (độ chênh nhiệt độ giữa máy điện

và môi tr ường, tính theo độ oC)

tomđ là nhiệt độ của máy điện (oC)

tomt là nhiệt độ môi trường (oC)

A là hệ số toả nhiệt của máy điện (Jul/ cal.oC)

C là nhiệt dung của máy điện (Jul/ oC)

dt là khoảng thời gian nhỏ (s)

Quá trình đốt nóng khi máy điện làm việc: (nhiệt sai tăng): hình 9.1

Giải phương trình (*) ta được:

τ = τôđ + (τ bđ - τ ôđ).e-t/ θ

+ Các đường cong phát nóng và nguội lạnh của máy điện:

Trong đó:

Q là nhiệt lượng của máy điện (Jul/ s)

τ bđ là nhiệt sai ban đầu khi t = 0

4 .Đặt tụ bù tại cực của tất cả các động cơ

Đặt tụ bù phân tán tại các động cơ là có lợi nhất về tổn thất điện áp và điện năng Tuy nhiên đặt tụ kiểu nàychi phí cao và khó khăn trong quản lý, vận hành

Vì vậy, đặt tụ bù phía cao áp hay hạ áp, tập trung hay phân tán đến mức độ nào cần phải so sánh kinh tế - kỹ thuật Trong thực tế tuỳ theo quy mô xí nghiệp người ta tiến hành bù như sau:

Với máy bơm và xưởng cơ khí: Đặt tụ bù cạnh tủ phân phối

Với xí nghiệp nhỏ: Đặt tụ bù tập trung tại thanh cái hạ áp trạm biến áp Ngoài ra với các phân xưởng có động cơ công suất lớn,đặt độc lập nên đặt riêng1 bộ tụ bù

Với xí nghiệp lớn: Đặt tụ bù phân tán tại các phân xưởng

Khi bù phân tán công suất bù tối ưu tại điểm i nào đó xác định theo biểu thức: ( )

R

R Q Q Q Q

i td b i

bi= − Σ − Σ

Trong đó:

Qi : Công suất phản kháng yêu cầu tại nút i

QΣ: Tổng công suất phản kháng yêu cầu QΣ=∑nQi

1

Động cơ KĐB khi hãm tái sinh: ω > ω0, và có trả năng lượng, hãm tái sinh động cơ KĐB thường xảy ra trong các trường hợp như: có nguồn động lực quay rôto động cơ với tốc độ

ω > ω0, hay khi giảm tốc độ động cơ bằng cách tăng số đôi cực , hoặc khi động cơ truyền động cho tải có dạng thế năng lúc hạ tải với |ω | > |- ω0 | bằng cách đảo 2 trong 3 pha stato của động cơ

- Hãm tái sinh khi MSX trở thành nguồn động lực:

Sơ đồ nối dây

Hãm tái sinh khi giảm tốc độ bằng cách tăng số đôi cực

Động cơ đang làm việc ở điểm A, với p1, nếu ta tăng số đôi cực lên p2 > p1 thì động cơ sẽ chuyển sang đặc tính có ω0 và làm việc với tốc độ ω > ω0, trở thành máy phát, hay là hãm tái sinh, hình 2-2

Giải thích

Sơ đồ nối dây

- Hãm tái sinh khi đảo chiều từ trường stato động cơ:

Chữ số thứ hai đặt sau chữ số thứ nhất, chỉ mức độ bảo vệ chống sự xâm nhập của nước tới thiết bị và được chia làm 9 cấp: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8

Mức độ bảo vệ sự xâm nhập của các vật rắn ( chữ số thứ nhất ) được quy định như sau:

Cấp 0: Kiểu hở hoặc không có vỏ bảo vệ

Cấp 1: Bảo vệ tránh các vật rắn xâm nhập, có kích thước đến 50 mm, ví dụ bàn tay con người

Cấp 2: Bảo vệ các vật rắn kích thước đến 12 mm, ví dụ ngón tay con người

Cấp 3: Bảo vệ các vật rắn, kích thước đến 2,5 mm./

Cấp 4: Bảo vệ các vật rắn, kích thước đến 1 mm

Cấp 5: Bảo vệ chống bụi Bụi có thể chui vào được số lượng không đáng kể, không ảnh hưởng đến quá trình làm việc của thiết bị

Cấp 6: Kín hoàn toàn, bụi không thể xâm nhập được

Mức độ bảo vệ chống sự xâm nhập của nước vào thiết bị ( chữ số thứ hai) quy định như sau:

Cấp 0: Không có bảo vệ chống nước

Cấp 1: Chống được nước nhỏ giọt theo phương thẳng đứng

Cấp 2: Chống được nước nhỏ giọt nghiêng 150

Cấp 3: Chống được nước mưa, góc rơi đến 600

Cấp 4: Chống được nước mưa, nước nhỏ giọt mọi phía

Cấp 5: Chống được tia nước mọi phía

Cấp 6: Chống được sóng nước khi tràn vào thiết bị

Cấp 7: Chống được ngập nước với áp suất nước và thời gian ngập xác định

Cấp 8: Chống được ngập nước kéo dài và thiết bị có thể làm việc được trong môi trường ngập nước

Ví dụ Thiết bị điện có cấp bảo vệ IP56, có thể lắp đặt và làm việc trên sàn tàu thuỷ : Số 5 chỉ mức độ bụi xâm nhập

- Số 6 chỉ mức độ thấm nước, sóng có thể tràn vào nhưng không ảnh hưởng đến thiết bị

Góc pha α kể từ thời điểm bắt đầu nửa chu kỳ dương đến tơi điểm phát xung gọi là góc mở thyristor Thay đổi góc mở α sẽ thay đổi được khoảng thông của thyristor do đó điện áp chỉnh lưu và dòng điên chỉnh lưu thay đổi

Điện áp chỉnh lưu trung bình:

Ud =

π

2

2(1 + cosα)UKhi tăng góc mở α thì khoảng thông thyristor thu nhỏ Điện áp chỉnh lưu trung bình giảm

Giá trị dòng chỉnh lưu trung bình :

22/70

0 0

0

.360 2.360

20 36

p Z

py

γ

Id = R

Dòng trung bình qua tải: ID =Id

Điện áp ngược đặt lên thyristor: Ung max = 2U =1,4U

Do có sức điên động tự cảm tạo bởi điện cảm, dòng điện sẽ tăng chậm và giảm chậm hơn so với điện áp Thyristor sẽ khoá khi dòng diện giảm về 0 ứng với góc λ Do vậy dạng điện áp trên tải Ud và điện áp trên thyristor UAC như hình vẽ

Trị số trung bình của điện áp chỉnh lưu:

Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc và cách lựa chọn contactor?

36

=

m p

Z q

Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 17 Câu 1: (2 điểm)

Trình bày các trạng thái hãm của động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp?

Nhận xét: Động cơ một chiều kích từ nối tiếp có ω0 ≈ ∞, nên không có hãm tái sinh mà chỉ có hai trạng thái hãm: Hãm ngư ợc và Hãm động năng.

Trạng thái hãm ngược:- Đưa điện trở phụ lớn vào mạch phần ứng: Động cơ đang làm việc tại A, đóng Rf lớn vào phần ứng thì động cơ sẽ chuyển từ điểm làm việc ở A sang B, C

và sẽ thực hiện hãm ngược đoạn CD: Khi đó tốc độ quay của động cơ quay theo chiều ngược (ω<0) nhưng mômen động cơ lại tác dụng theo chiều thuận (M>0), do đó gây ra tác dụng hãm (hình 1.2)

Hãm ngược bằng cách đảo chiều điện áp phần ứng: Động cơ đang làm việc ở điểm A trên đặc tính cơ tự nhiên với: Uư > 0, quay với chiều ω > 0, làm việc ở chế độ động cơ, chiều mômen trùng với chiều tốc độ; Nếu ta đổi cực tính điện áp đặt vào phần ứng Uư < 0 (vì dòng đảo chiều lớn nên phải thêm điện trở phụ vào để hạn chế) và vẫn giữ nguyên chiều dòng kích từ thì dòng điện phần ứng sẽ đổi chiều Iư < 0 do đó mômen đổi chiều, động cơ sẽ chuyển sang điểm B trên đặc tính (hình 1.2), đoạn BC là đoạn hãm ngược, và sẽ làm việc xác lập ở D nếu phụ tải ma sát

Trạng thái hãm động năng: Động cơ đang làm việc với lưới điện (điểm A, hình 1.3), thực hiện cắt phần ứng động cơ ra khỏi lưới điện và đóng vào một điện trở hãm Rf, còn cuộn

kích từ được nối vào lưới điện qua điện trở phụ sao cho dòng kích từ có chiều và trị số không đổi , và như vậy giống với trường hợp hãm động năng kích từ độc lập

Hãm động năng tự kích từ Động cơ đang làm việc với lưới điện (điểm A), thực hiện cắt cả phần ứng và kích từ của động cơ ra khỏi lưới điện và đóng nối tiếp vào một điện trở

hãm Rh, nhưng dòng kích từ vẫn phải được giữ nguyên theo chiều cũ do động năng tích luỹ trong động cơ, cho nên động cơ vẫn quay và nó làm việc như một máy phát tự kích biến cơ năng thành nhiệt năng trên các điện trở (Hình 1.4)

Tại thời điểm bất kỳ pha nào có điện áp dương nhất thì van chỉnh lưu thuộc nhóm catốt nối chung nối vào pha đó sẽ ưu tiên dẫn còn pha nào có điện áp âm nhất thì van chỉnh lưu thuộc nhóm anốt nối chung nối vào pha đó sẽ ưu tiên dẫn: Như vậy:+ Tại thời điểm π/643π/6 pha a có điện áp dương nhất V1 dẫn còn V3 và V5 khoá, pha b có điện áp âm nhất nên V4 dẫn, dòng

24/70

+ Tại thời điểm 3π/645π/6 pha a có điện áp dương nhất V1 dẫn còn V3 và V5 khoá, pha c có điện áp âm nhất nên V6 dẫn, dòng qua phụ tải theo đường 0  ua V1 Rt V6

4 3

24

P m

Z

(rãnh)+ Bước quấn dây: y = β τ = 0,83.6 ≈5 (rãnh)

+ Thứ tự pha A÷B÷C = 2q + 1 = 5 (rãnh)

Câu 2: (2 điểm)

Trình bày nguyên lý hoạt động và giản đồ năng lượng của mạch chỉnh lưu hình tia 3 pha không điều khiển?

- Nguyên lý hoạt động

Tại thời điểm t bất kỳ pha nào có điện áp dương nhất thì van chỉnh lưu nối vào pha đó sẽ ưu tiên dẫn cũn cỏc van chỉnh lưu nối vào các pha cũn lại sẽ đóng Như vậy:

+ Tại thời điểm Υ14Υ2 điện áp pha a dương nhất, pha b và pha c âm hơn V1 dẫn V2 và V3 khoá Dòng điện từ nguồn áp ua qua V1 tới phụ tải về điểm trung tính Từ đó điện áp trên phụ tải bằng ua. = ud

+ Tại thời điểm Υ24Υ3 điện áp pha b dương nhất, pha a và pha c âm hơn V2 dẫn V1 và V3 khoá Dòng điện từ nguồn áp ub qua V2 tới phụ tải về điểm trung tính Từ đó điện áp trên phụ tải bằng ub. = ud

+ Tại thời điểm Υ34Υ4 điện áp pha c dương nhất, pha a và pha b âm hơn V3 dẫn V1 và V2 khoá Dòng điện từ nguồn áp uc qua V3 tới phụ tải về điểm trung tính Từ đó điện áp trên phụ tải bằng uc. = ud Như vậy trong mõi chu kỳ của nguồn 3 pha sẽ có 3 lầnchuỷen mạch (điốt này khoá điôt kia dẫn) Thời điểm chuyển mạch là thời điểm điện áp các pha liên tiếp bằng nhau.

Góc dẫn mỗi điốt trong một chu kỳ là 2 π/3 = 120 0:Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu theo tính toán :

Câu 3: (2 điểm)

Trình bày chức năng của dao cách ly, đặc điểm của dao cách ly kiểu quay 3 trụ Cách lựa chọn dao cách ly?

Chức năng của dao cách ly

Dao cách ly là khí cụ dùng để đóng cắt mạch điện cao áp ở chế độ không tải hoặc không dòng điện và tạo nên khoảng cách cách điện an toàn có thể nhìn thấy được, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người lắp đặt, bảo dưỡng sửa chữa lưới điện sau dao cách ly.

- Trong mạng điện, dao cách ly thường được đặt trước các thiết bị bảo vệ như cầu chì, máy cắt

- Dao cách ly thường có dao nối đất đi kèm và liên động với nhau

- Ở trạng thái đóng, dao nối đất sẽ tự động nối phần mạch điện sau dao cách ly với đất để phóng điện áp dư trong mạch cắt, đảm bảo an toàn

Sơ đồ cấu tạo của dao cách ly kiểu quay 3 trụ

+ Lựa chọn dao cách ly.

Các điều kiện chọn và kiểm tra dao cách ly

Các điều kiện chọn và kiểm tra Điều kiện

.

∞

Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 19 Câu 1: (2 điểm)

Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của áptômát dòng điện cực đại và áptômát dòng điện cực tiểu? Nêu cách lựa chọn áptômát?

Cấu tạo á ptômát dòng cực đại

1 Nam châm điện

2 Nắp từ động

26/70

3 Lò xo cản.

4 Móc răng

5 Cần răng

6 Lò xo kéo

7 Giải thích Nguyên lý hoạt động :

Áptômát dòng cực đại tự động ngắt mạch khi dòng điện trong mạch vượt quá trị số dòng chỉnh định Icđ Khi I > Icđ, lực điện từ của nam châm điện (1) thắng lực cản của lò xo (3), nắp (2) bị kéo làm móc răng (4) và cần răng (5) bật ra, lò xo (6) kéo tiếp điểm động ra khỏi tiếp điểm tĩnh Mạch điện bị ngắt

Áptômát dòng cực đại dùng để bảo vệ mạch điện khi bị quá tải hay ngắn mạch

Cấu tạo á ptômát dòng cực tiểu

1 Nam châm điện

2 Nắp từ động

3 Lò xo kéo

Giải thích + Nguyên lý hoạt động:

Áptômát dòng cực tiểu tự động ngắt mạch khi dòng điện trong mạch nhỏ hơn dòng chỉnh định Icđ Khi I < Icđ, lực điện từ của nam châm điện (1) không đủ sức giữ nắp (2) nên lực kéo của lò xo (3) sẽ kéo tiếp điểm động ra khỏi tiếp điểm tĩnh Mạch điện bị ngắt

Áptômát dòng cực tiểu dùng để bảo vệ máy phát khỏi chuyển sang chế độ động cơ khi nhiều máy làm việc song song.

Lựa chọn áptômát

- Việc lựa chọn áptômát chủ yếu dựa vào:

/ Dòng điện tính toán đi trong mạch điện

/ Dòng điện quá tải

/ Khả năng thao tác có chọn lọc

/ Ngoài ra còn phải căn cứ vào điều kiện làm việc của phụ tải

Câu 2: (3 điểm)

Nêu ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosϕ ? Các giải pháp bù cos ? Nêu ưu nhược điểm của các thiết bị bù cosϕ ϕ và phạm vi ứng dụng của chúng ?

Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cos ϕ

Nâng cao hệ số công suất cosϕ có 2 lợi ích cơ bản:

- Lợi ích to lớn về kinh tế cho ngành điện và doanh nghiệp

- Lợi ích về kỹ thuật: nâng cao chất lượng điện áp

Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosϕ thể hiện cụ thể như sau:

 Làm giảm tổn thất điện áp trên lưới điện

Giả thiết công suất tác dụng không đổi, cosϕ của xí nghiệp tăng từ cosϕ1 lên cosϕ2 nghĩa là công suất phản kháng truyền tải giảm từ Q1 xuống Q2 khi đó, do Q1> Q2nên:

∆U1 = > = ∆U2

Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cos ϕ

Nâng cao hệ số công suất cosϕ có 2 lợi ích cơ bản:

- Lợi ích to lớn về kinh tế cho ngành điện và doanh nghiệp

- Lợi ích về kỹ thuật: nâng cao chất lượng điện áp

Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosϕ thể hiện cụ thể như sau:

 Làm giảm tổn thất điện áp trên lưới điện

Giả thiết công suất tác dụng không đổi, cosϕ của xí nghiệp tăng từ cosϕ1 lên cosϕ2 nghĩa là công suất phản kháng truyền tải giảm từ Q1 xuống Q2 khi đó, do Q1> Q2nên:

2 2 2

+

=∆A2

 Làm tăng khả năng tải của đường dây và biến áp

Từ hình vẽ trên ta thấy S2 <S1 nghĩa là đường dây và biến áp chỉ cần tải công suất S2 sau khi giảm lượng Q truyền tải Nếu đường dâyvà MBA đã chọn để tải thì với Q2

có thể tải lượng P2>P1

Các giải pháp bù cosϕ

Có 2 nhóm giải pháp bù cosϕ

3 Nhóm giải pháp bù cosϕ tự nhiên:

- Thay thế động cơ KĐB làm việc non tải bằng động cơ có công suất nhỏ hơn hoặc đặt bộ hạn chế động cơ chạy non tải

- Thường xuyên bảo dưỡng và nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ

- Sắp xếp, sử dụng hợp lý các quá trình công nghệ của các máy móc thiết bị điện

- Sử dụng động cơ đồng bộ thay cho động cơ KĐB

- Thay thế các MBA làm việc non tải bằng các MBA có dung lượng nhỏ hơn

Sử dụng chấn lưu điện tử hoặc chấn lưu sắt từ hiệu suất cao thay cho chấn lưu thông thường

4 Nhóm giải pháp bù cosϕ nhân tạo:

Là giải pháp dùng các thiết bị bù (tụ bù hoặc máy bù) Các thiết bị bù phát ra Q để cung cấp 1 phần hoặc toàn bộ nhu cầu Q trong xí nghiệp

Ưu nhược điểm của các thiết bị bù cos ϕ

Ưu nhược điểm của các thiết bị bù cosϕ được cho trong bảng sau:

Tiêu thụ nhiều điện năng

Lập giản đồ hình thang điều khiển bằng PLC cho động cơ quay 2 chiều có hãm động năng trước lúc đảo chiều.

28/70

Câu 2: (2 điểm)

Trình bày các bước tính chọn công suất động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn theo phương pháp đẳng trị

Khái quát chung :

Muốn chọn công suất động cơ phải thực hiện bằng cách tiến dần từng bước: Chọn sơ bộ và kiểm nghiệm lại, nếu đạt yêu cầu thì bài toán kết thúc, nếu không đạt thì phải chọn lại một động cơ khác gần với yêu cầu hơn và kiểm nghiệm lại cho đến khi đạt yêu cầu

- Chọn sơ bộ công suất động cơ:

Trước hết cần có đồ thị phụ tải tĩnh Pc = f(t) hoặc Mc = f(t) Dựa vào đó ta xác định phụ tải ngắn hạn Pc nh hoặc Mcnh

Nếu phụ tải có dạng biến đổi nhiều cấp như trên hình 8.1b ta sẽ quy về dạng như hình 8-1a với giá trị phụ tải được

i

i ci dt c nh c

t

t P P

c nh c

t

t M M

Xác định hệ số quá tải: Từ việc phân tích nhiệt sai làm việc của động cơ, biểu thức tính hệ số quá tải: a

e

a K

1 , trong đó a là tỷ số giữa tổn hao thép

và tổn hao ma sát với tổn hao đồng trong động cơ:

dg

co th

P

P a

∆

∆

Để chọn sơ bộ động cơ ta có thể lấy gần đúng a ≈ 1 và tlv/Tn≈0,3÷0,5 để tính ra K

Động cơ sẽ được chọn sơ bộ theo điều kiện sau:

- Kiểm nghiệm động cơ đã chọn theo điều kiện phát nóng

Trước hết cần có đồ thị phụ tải tĩnh P = f(t) hoặc M= f(t)

Tính toán công suất theo phương pháp đẳng trị:

ck

i i dt

t t P t

t t P t P

P

2 2

1 2 2 1 1

+ + + +

=

Trong đó: P1, P2, … là giá trị công suất trong đồ thị phhụ tải P = f(t) ứng với các khỏng thời gian t1, t2… trong chu kỳ làm việc

Mặt khác từ các thông số động cơ tính a, Tn do đó tính lại hệ số quá tải chính xác Kcx Cuối cùng chọn động cơ thảo mãn điều kiện phát nóng nếu công suất định mức của nó:

K

M

- Kiểm nghiệm động cơ đã chọn theo điều kiện quá tải và khởi động

Động cơ đã chọn, sau khi đã kiểm nghiệm theo điều kiện phát nóng cần phải được kiểm nghiệm thêm điều kiện quá tải và điều kiện khởi động Động cơ sẽ được coi nếu thoả mãn yêu cầu:

Mmax ≥ Mcmax và MKĐ ≥ Mc0

Trong đó: Mcmax mômen cản lớn nhất

Mc0mômen cản khi khởi động

Mmax mômen lớn nhất của động cơ

MKĐ mômen khởi động của động cơ lấy theo catalo, hoặc gía trị cho phép của từng loại động cơ

Câu 3: (2 điểm)

Nêu nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo thời gian? Trình bày phương pháp mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập qua 2 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng theo nguyên tắc thời gian và nhận xét ưu nhược điểm của nguyên tắc này?

Nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo thời gian

Điều khiển theo nguyên tắc thời gian dựa trên cơ sở là thông số làm việc của mạch động lực biến đổi theo thời gian

Những tín hiệu điều khiển phát ra theo một quy luật thời gian cần thiết để làm thay đổi trạng thái của hệ thống

Nguyên lý hoạt động của mạch mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 2 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng

Trạng thái ban đầu sau khi cấp nguồn động lực và điều khiển thì rơle thời gian 1RTh được cấp điện mở ngay tiếp điểm thường kín đóng chậm RTh(9-11) Để khởi động ta phải ấn nút mở máy M(3-5), côngtắctơ Đg hút sẽ đóng các tiếp điểm ở mạch động lực, phần ứng động cơ điện được đấu vào lưới điện qua các điện trở phụ khởi động r1, r2 Dòng điện qua các điện trở có trị số lớn gây ra sụt áp trên điện trở r1 Điện áp đó vượt quá ngưỡng điện áp hút của rơle thời gian 2RTh làm cho nó hoạt động sẽ mở ngay tiếp điểm thường kín đóng chậm 2RTh(11-13), trên mạch 2G cùng với sự hoạt động của rơle 1RTh chúng đảm bảo không cho các công tắc tơ 1G và 2G có điện trong giai đoạn đầu của quá trình khởi động

Tiếp điểm phụ Đg(3-5) đóng để tự duy trì dòng điện cho cuộn dây côngtắctơ Đg khi ta thôi không ấn nút M nữa Tiếp điểm Đg(1-7) mở ra cắt điện rơle thời gian 1RTh đưa rơ le thời gian này vào hoạt động để chuẩn bị phát tín hiệu chuyển trạng thái của truyền động điện Mốc không của thời gian t có thể được xem là thời điểm Đg(1-7) mở cắt điện 1RTh

Sau khi rơle thời gian 1RTh nhả, cơ cấu duy trì thời gian sẽ tính thời gian từ gốc không cho đến đạt trị số chỉnh định thì đóng tiếp điểm thường kín đóng chậm RTh(9-11) Lúc này cuộn dây công tắc tơ gia tốc 1G được cấp điện và hoạt động đóng tiếp điểm chính của nó ở mạch động lực và cấp điện trở phụ thứ nhất r1 bị nối ngắn mạch Động cơ sẽ chuyển sang khởi động trên đường đặc tính cơ thứ 2 Việc ngắn mạch điện trở r1 làm cho rơle thời gian 2RTh mất điện và cơ cấu duy trì thời gian của nó cũng sẽ tính thời gian tương tự như đối với rơle 1RTh, khi đạt đến trị số chỉnh

định nó sẽ đóng tiếp điểm thường đóng đóng chậm 2RTh(11-13) Công tắctơ gia tốc 2G có điện hút tiếp điểm chính 2G, ngắn mạch cấp điện trở thứ hai r2, động cơ sẽ chuyển sang tiếp tục khởi động trên đường đặc tính cơ tự nhiên cho đến điểm làm việc ổn định A

Nhận xét về điều khiển truyền động điện theo nguyên tắc thời gian

Ưu điểm của nguyên tắc điều khiển theo thời gian là có thể chỉnh được thời gian theo tính toán và độc lập với thông số của hệ thống động lực

Trong thực tế ảnh hưởng của mô men cản MC của điện áp lưới và của điện trở cuộn dây hầu như không đáng kể đến sự làm việc của hệ thống và đến quá trình gia tốc của truyền động điện, vì các trị số thực tế sai khác với trị số thiết kế không nhiều

Thiết bị của sơ đồ đơn giản, làm việc tin cậy cao ngay cả khi phụ tải thay đổi, rơle thời gian dùng đồng loạt cho bất kỳ công suất và động cơ nào, có tính kinh tế cao Nguyên tắc điều khiển theo thời gian được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền động điện một chiều và xoay chiều

Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 21 Câu 1: (3,0 điểm)

Trình bày phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng cách điều chỉnh điện trở mạch phần ứng Nêu ưu, nhược điểm của phương pháp?

Sơ đồ nguyên lý:

CKT: Cuộn kích từ

R: Điện trở điều chỉnh

30/70

U ω

- Đơn giản, dễ điều chỉnh

- Dùng để khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ

 Nhược điểm:

- Phương pháp chỉ tạo ra được những tốc độ thấp hơn tốc độ cơ bản

- Giải điều chỉnh phụ thuộc vào độ lớn của mô men tải

- Độ chính xác duy trì tốc độ không cao, độ trơn điều chỉnh kém

-Tổn hao điện năng dưới dạng nhiệt

Câu 2: (2,0 điểm)

Cho 1 tời trục biết ở chế độ định mức kéo tải 1000 kg thì tải chuyển động với vận tốc 0,8m/s Đường kính tang chủ động của tời Dt = 500mm, hiệu suất truyền động của hệ là 0,85 Hãy tính chọn công suất động cơ và tỷ số truyền của hộp giảm tốc

Trọng lực của vật là F(PN) = m.g = 1000.9,8 = 9800 ( N)

Vật đi lên với tốc độ 0,8m/s  48m/phút

Tang quay có chu vi là : 3,14*2*0,5 = 3,14m

Vậy tang quay phải có tốc độ : nt = 48/3,14 = 15,29 vòng/phút

Công suất để kéo vật lên là : P = PN*v = 9800*0,8 = 7840W

Công suất tối thiểu của động cơ là : Pđ = 7840/0,85 = 9223,5W

Vậy chọn động cơ có công suất 10kW, tốc độ 735 v/ph, tỷ số truyền của hộp số là 12, giảm qua một lần tang - dây đai có tỷ số truyền 1:4 để đạt được tốc độ 15,29v/ph

Câu 3: (2,0 điểm)

Tính chọn dây dẫn cấp nguồn cho một nhóm động cơ điện 1 pha 220V có tổng công suất định mức Pđm = 8 kW; điện áp định mức Uđm = 220V; Cosϕ = 0,85; hiệu suất η = 0,9; hệ số hiệu chỉnh

Khc = 0,7 (hai dây đặt trong một ống) Động cơ đặt cách tủ điện chính một khoảng L = 20m Dây dẫn được chọn trong bảng tra thông số dây

Tính chọn dây dẫn

Pđm = 8kW = 8000W

L = 20m = 0,02Km

Giá trị dòng điện định mức:

Dây dẫn được chọn thỏa mãn điều kiện sau:

Tra bảng chọn được dây cáp 14 có dòng cho phép là 70A thỏa mãn điều kiện (70.0,7 = 49 47,5), điện trở dây là rd = 1,33 [Ω/Km]

Điện trở dây ứng với chiều dài 20m của hai dây là:

Rd20 = 2.rd.L = 2.1,33.0,02 = 0,0532 Ω

Sụt áp trên đường dây là ∆U = Iđm Rd20 = 47,5 0,0532 = 2,527 V

Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp

Vậy chọn dây cáp 14 thỏa mãn điều kiện kinh tế, kỹ thuật

Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 22

Câu 1: (3,0 điểm)

Trình bày phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng cách thay đổi điện áp phần ứng Nêu ưu, nhược điểm của phương pháp?

Sơ đồ nguyên lý:

- BD: Thiết bị biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều

- Udk: Điện áp điều khiển

2dm

R R

.Φ k

k

U ω

ω Khi giảm điện áp U2 nhỏ hơn U1;tốc độ động

cơ chưa kịp biến đổi do quán tính nên điểm làm việc chuyển sang điểm B trên đường đặc tính số 2 với MB nhỏ hơn MC Tốc độ giảm dần và động cơ làm việc ổn định tại điểm E với

- Sai số tốc độ không đổi

- Chỉ thay đổi tốc độ về phía giảm

- Giải điều chỉnh tương đối rộng D = 10 : 1

- Điều chỉnh vô cấp, triệt để

- Tổn hao năng lượng thấp

 Nhược điểm:

- Phương pháp điều chỉnh phức tạp

Câu 2: (2,0 điểm)

Trình bày nguyên lý hoạt động mạch chỉnh lưu có điều khiển một pha 1/2 chu kỳ cho trường hợp tải R+ L có đi ốt đệm

Trường hợp tải R+ L và có diôt đệm D 0

Dòng điện phụ tải sẽ liên tục khi thyristor khoá nhờ sự giải phóng năng lượng từ trường tích luỹ trong cuộn dây khi thyristor thông ( khoảng dẫn từ λ - α)

Thyristor dẫn dòng trong khoảng α  π

Điốt D0 dẫn dòng trong khoảng π  2π + α

Độ tự cảm L càng lớn thì dòng điện phụ tải càng bằng phẳng Mạch chỉnh lưu có điốt đệm sẽ làm việc tốt khi L lớn, tối thiểu với cosω = 0,4 Do vậy, mạch chỉnh lưu này thường

sử dụng trong mạch kích từ máy điện một chiều có công suất nhỏ

Vì có điốt đệm D0 nên Ud không thể âm và λ = π Đường biểu diễn Ud như trong trường hợp tải thuần trở R

Do có sức điên động tự cảm tạo bởi điện cảm, dòng điện sẽ tăng chậm và giảm chậm hơn so với điện áp Thyristor sẽ khoá khi dòng diện giảm về 0 ứng với góc λ

Do vậy dạng điện áp trên tải Udvà điện áp trên thyristor UAC như hình vẽ

Trị số trung bình của điện áp chỉnh lưu:

mức U đm = 220V, hiệu suất η = 0,9; hệ số hiệu chỉnh K hc = 0,7; Cosϕ = 0,85 Cho 1HP = 736W, yêu cầu tính toán cho 2 trường hợp chọn dây cấp nguồn trong bảng tra là dùng dây đơn và dây đôi.

2HP = 2.736 = 1472 W

Giá trị dòng điện định mức:

Dây dẫn được chọn thỏa mãn điều kiện sau:

Phương án 1: Chọn dây đôi mềm mã số VCm 2x1,5 có dòng điện cho phép 14 A thỏa mãn

Phương án 2: Chọn dây đơn 1 sợi mã số VC 1,0 có dòng điện cho phép 19 A thỏa mãn:

- R : điện trở điều chỉnh điện áp kích từ

Họ đặc tính điều chỉnh của động cơ:

U ω

Nguyên lý điều chỉnh:

+ Giả thiết ban đầu động cơ đang làm việc với dòng kích từ định mức và tải là Mc Khi đó điểm làm việc sẽ là điểm A trên đường đặc tính tự nhiên tương ứng với tốc độ

ω1 Khi giảm từ thông Φ1 < Φđm vì quán tính cơ học nên tốc độ biến đổi chậm hơn từ thông Φ Do Φ giảm làm cho sức điện động phần ứng giảm xuống và dòng điện phần ứng tăng lên, điểm làm việc chuyển sang điểm B trên đuờng đặc tính Vì Mb > Mc nên động cơ tăng tốc Do tốc độ tăng dẫn đến suất điện động phần ứng tăng còn dòng phần ứng giảm Kết quả là mômen của động cơ giảm dần cho đến khi mômen của động cơ cân bằng với mômen tải (Mb =Mc) thì hệ sẽ làm việc xác lập tại A’ ứng với ω2 > ω1

+ Nếu từ thông giảm đến một mức độ nào đó thì dòng phần ứng sẽ tăng rất lớn và gây ra sụt áp quá lớn trên điện trở mạch phần ứng Năng lượng điện từ chuyển cho động cơ giảm

đi Kết quả là mômen động cơ nhỏ hơn mômen tải và tốc độ động cơ giảm tốc Tương tự như trên sau quá trình quá độ, hệ sẽ làm việc xác lập tại điểm A” ứng với tốc độ ω3 < ω1

 Ưu điểm:

- Có thể thay đổi tốc độ về phía tăng

- Tổn hao điện năng thấp

- Thường được dùng để điều chỉnh tốc độ

- Phù hợp với máy sản xuất có đặc tính cơ loại máy tiện

m A

R I R

+

10 950 1000 10 50

6 6 max

max 3 2

1

1

A tai m A s

I I R I R R

A tai

m A

s I I

R I R

9950

) 1000 (

10 50 )

6 3 6 max

3 max 2 1 2

R R

I I R R I R R R

A tai m A s

+

= +

=

−

+

= +

- Ở thang đo 3: (100mA)

Áp dụng công thức:

max max

A tai

m A s

I I

R I R

−

1999

1000 10

99950

) 1000 (

10 50 )

6 2 3 6 max

2 3

max

1

3

R R R

R I

I

R R

20006,10521999

Công suất phản kháng tương ứng:

Q1 = S1.sinϕ1 = 562,5 x 0,6 = 337,5 kVAr

Công suất biểu kiến của tải mắc thêm vào:

) ( 143

Chọn khoảng dự trữ công suất máy biến áp

Trường hợp tốt nhất, tức điều chỉnh hệ số công suất đến 1 sẽ cho máy biến áp một khoảng dự trữ công suất bằng 630 – 550 = 80 kW Lúc đó bộ tụ phải có dung lượng bằng 439,5 kVAr

Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 24 Câu 1: (2,5 điểm)

Trình bày phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ xoay chiều 3 pha rô to lồng sóc bằng cách điều chỉnh điện áp đặt vào stato động cơ Nêu ưu, nhược điểm của phương pháp

Để biến đổi điện áp động cơ không đồng bộ người ta dùng bộ nguồn BĐ có điện áp ra thay đổi tuỳ theo tín hiệu đặt điều khiển (Uđk ) với sơ đồ nguyên lý như hình vẽ

Họ đặc tính điều chỉnh của động cơ

Khi giảm điện áp đến một giá trị nào đó tốc độ động cơ giảm xuống, tới điểm tốc độ tới hạn mà mômen động cơ vẫn nhỏ hơn mômen cản thì lúc này dòng điện tăng cao Đây là hiện tượng quá tải đối với động cơ điện

Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của Transistor

Gồm 3 lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp P-N Nếu ghép theo thứ tự PNP ta có Transitor thuận Nếu ghép theo thứ tự NPN ta có Transitor nghich

Về phuơng diện cấu tạo thì Transitor tương đương với hai Điode có dấu ngược chiều nhau