Bài giảng môn Máy điện

Sinh viên cũng có thể nhận dạng được các loại máy điện có khả năng đáp ứng yêu cầu công việc, tuy nhiên, thiết kế chi tiết của các thiết bị điện cơ không thuộc nội dung môn học.. Nội dun

Khoa : Điện – Điện Tử

MÁY ðIỆN (ELECTRICAL MACHINERY)

- Đánh giá : Kiểm tra: 30% Kiểm tra Viết giữa kỳ 45 – 60 phút

Thang điểm 10/10 Thi cuối kỳ: 70% Thi Viết cuối kỳ - 90'

- Môn tiên quyết : - Biến đổi năng lượng điện cơ MS: 408001

- CTĐT ngành : Điện năng (Tham chiếu CTĐT ngành Điện- Điện Tử trường Đại Học

Illinois- Urbana Champaign )

- Trình độ :

(khối kiến thức-KT)

Môn bắt buộc chuyên ngành Điện Năng, năm thứ 3

- Ghi chú khác :

1 Mục tiêu của môn học:

Máy điện là môn học bắt buộc của sinh viên chuyên ngành Điện năng năm 3 hay môn tự chọn cho các chuyên ngành khác của ngành Điện – Điện tử Mục tiêu của môn học nhằm cung cấp các kiến thức nền tảng về các thiết bị điện cơ Sinh viên hoàn thành khóa học sẽ có khả năng giải thích và chứng minh trên cơ sở toán học các quá trình vận hành của các thiết bị điện cơ Sinh viên cũng có thể nhận dạng được các loại máy điện có khả năng đáp ứng yêu cầu công việc, tuy nhiên, thiết kế chi tiết của các thiết bị điện cơ không thuộc nội dung môn học

Aims:

This course is a undergraduate junior level core for power engineering and elective for other electrical engineering majors The goals are to impart an understanding of electro-mechanics from theoretical base The successful student will be able to explain how various electromechanical devices work, and justify the explanation mathematically Further, the students should be able to conceive a device that is capable of meeting performance criteria, though detailed design is not part

of the course

2 Nội dung tóm tắt môn học:

Môn học cung cấp các kiến thức liên quan đến thiết bị biến đổi năng lượng điện cơ (nguyên

lý, cấu tạo, ứng dụng, các phương pháp tính, cách xây dựng mô hình toán và mạch tương đương) Máy biến áp lực (máy biến áp một và ba pha, máy biến áp tự ngẫu, máy biến áp đo lường) Máy điện quay: Máy điện không đồng bộ (xây dựng và phân tích mạch tương đương, cách xác định các thông số mạch tương đương theo thí nghiệm, phân tích đặc tính moment,…), máy điện đồng bộ

tải ở điều kiện ổn định,…), máy điện một chiều (phản ứng phần ứng, vấn đề đổi chiều và giải pháp, phân tích dựa trên mạch điện và mạch từ, các đặc tính vận hành ở chế độ xác lập…), các loại động

cơ công suất nhỏ

Course outline:

The course provides knowledge about basic principles of electro-mechanical conversion, theories of single- and three-phase transformers, auto-transformers, instrument transformers, principles of rotating electrical machines, induction machines (equivalent circuit, parameter determination, torque characteristic analysis, etc), synchronous machines (synchronous inductances, equivalent circuit, open and short-circuit characteristics, steady-state power angle characteristics, etc) DC machines (effects of amature MMF, commutator action, analytical fundamentals – electric circuit and magnetic circuit aspects, etc), low power motors

3 Tài liệu học tập : (nên trong khoảng 3-5 đầu sách)

[1] Nguyễn Chu Hùng, Tôn Thất Cảnh Hưng, Kỹ Thuật Điện 1, Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí

[4] Chee Mung Ong, Electric Machinery Mathlab Simulation, Prentice Hall 1997.2

[5] P Krause, D Wasynczuk, and S D Sudhoff, Analysis of Electric Machinery, IEEE Press,

2002

4 Các hiểu biết,các kỹ năng cần đạt được sau khi học môn học

1 Giải thích các nguyên lý cơ bản của quá trình biến đổi năng lượng điện cơ, tính toán và giải tích lực/moment trong trường từ, sự tương tác điện – từ thông qua lực lorentz, tính toán năng lượng của hệ thống trường từ một – hay nhiều nguồn kích thích; giải thích về từ trường quay trong hệ thống máy điện, v.v

2 Phân tích, tính toán các biến trạng thái thuộc mô hình tĩnh của máy điện một chiều, xoay chiều Tính toán các thông số vào và ra của hệ thống máy điện

3 Giải thích và tính toán chế độ vận hành máy điện một cách hiệu quả nhất (hiệu suất cao), giúp sinh viên quan tâm nhiều hơn đến vấn đề tiết kiệm năng lượng, một vấn đề mang tính toàn cầu, từ đó góp phần làm giảm lượng khí thải CO2, và bảo vệ môi trường

4 Giải thích và thiết kế được các mô hình động đơn giản (hoặc là các phương trình) bằng simulink của matlab, giúp sinh viên tiếp cận nhanh hơn các môn học chuyên ngành sau này

5 Có khả năng nhận dạng được các loại máy điện, sự tương thích về tải cũng như yêu cầu công việc

Bảng tương ứng chuẩn đầu ra của môn học và chuẩn đầu ra của chương trình đào tạo

Chuẩn đầu ra của chương trình đào tạo

Learning outcomes:

1 Ability to explain Electromechanical Energy Conversion Principles, calculate and analyze

the forces and torques in magnetic field systems via the lorentz force law, energy in singly

and multiply-excited magnetic field systems, magnetic fields in rotating machinery and so

4 Ability to explain and design simulation of basically dynamic model (or equations) by matlab/simulink tools (k)

5 Ability to identify the kinds of electrical machine according to their loads or/and their applied fileds

5 Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá môn học:

Sinh viên nên tham dự giờ giảng trên lớp để nắm bắt vấn đề vì đây là môn học liên quan nhiều đến ứng dụng thực tế, nhiều khái niệm kỹ thuật mới

Bài tập về nhà cần được nộp khoảng 2 tuần sau khi đầu đề bài tập được công bố

Các cột điểm cho bài tập về nhà, và kiểm tra giữa kỳ sẽ được tổng hợp thành điểm kiểm tra (chiếm 30%), tỷ lệ giữa các phần do giảng viên công bố cho sinh viên ngay khi bắt đầu môn học

Thi cuối kỳ (chiếm 70%) sử dụng hình thức thi viết, với thời lượng 90 phút

Sinh viên chỉ cần đạt điểm tổng hợp là 5 trở lên thì xem như đạt môn học

Learning Strategies & Assessment Scheme:

Students should attend the lecture to easily understand and read the refferences because this subject

is close to real application with a lot of new conceptions

Homework assignments are normally due in 2 weeks time, from the moment they are announced (posted on the web site)

Homework assignment, and mid-term examination will be added together to make up the first mark (30%), and their weighting factors are to be fixed by the instructor and announced to the student right at the beginning of the course

Final examination (70%) will make use of writing format, lasting 90 minutes

A minimum final mark of 5 is required to pass the course

6 Nội dung chi tiết::

4,5,6 CHƯƠNG 5: Máy điện đồng bộ

4.1 Tổng quan về máy điện đồng bộ

4.2 Điện kháng đồng bộ Mạch điện tương đương

4.3 Các đặc tính không tải và ngắn mạch

4.4 Đặc tính công suất – góc máy đồng bộ trong trạng thái xác

lập

4.5 Các đặc tính vận hành

4.6 Các điều kiện làm việc song song các máy phát điện đồng bộ

4.8 Vấn đề điều chỉnh công suất tác dụng, công suất phản kháng

trong điều kiện máy phát làm việc với lưới điện vô cùng lớn

4.9 Vấn đề điều chỉnh công suất tác dụng, công suất phản kháng

trong điều kiện máy phát làm việc với các máy phát khác có công

suất tương đương

1.2 Cân bằng năng lượng

1.3 Năng lượng và lực từ trong hệ một nguồn kích từ

1.4 Tính toán lực từ: Đồng năng lượng

1.5 Năng lượng và lực từ trong hệ nhiều nguồn kích từ

1.6 Lực và moment trong hệ các mạch từ có nam châm vĩnh cửu

1.7 Phương trình động lực

1.8 Các phương pháp giải tích

[1,2] Hiểu,

Vận dụng

2.1 Giới thiệu về máy biến áp

2.2 Điều kiện không tải

2.3 Ảnh hưởng của dòng sơ cấp: Máy biến áp lý tưởng

2.4 Kháng trở và sơ đồ mạch tương đương

2.5 Các yếu tố kỹ thuật trong phân tích máy biến áp

2.6 Máy biết áp từ ngẫu: Máy biến áp nhiều cuộn dây

2.7 Máy biến áp ba pha

2.8 Máy biến điện áp và máy biến dòng

[1,2] Nắm vững

Vận dụng

3.1 Khái niệm

3.2 Giới thiệu về máy điện một chiều và xoay chiều

3.3 Sức từ động dây quấn rải

3.4 Từ trường trong máy điện

3.5 Từ trường quay trong máy điện xoay chiều

3.6 Sức điện động cảm ứng

3.7 Moment trong máy điện cực từ ẩn

3.8 Máy điện tuyến tính

3.9 Hiện tượng bão hoà mạch từ

3.10 Từ thông tản

[1-5] Vận dụng

Tổng hợp

7,8,9 CHƯƠNG 4 : Máy điện không đồng bộ 3 pha

5.1 Tổng quan về máy điện không đồng bộ

5.2 Dòng và từ thông trong máy điện không đồng bộ

5.3 Các phương trình cơ bản

5.4 Phân tích mạch tương đương

5.5 Phương trình tính moment và công suất dùng mạch

Thevenin

5.6 Các thí nghiệm không tải và ngắn mạch

5.7 Mô phỏng máy điện không đồng bộ

[1-5] Nắm vững

Vận dụng

10,11 CHƯƠNG 6 : Máy điện một chiều

6.1 Tổng quan về máy điện một chiều

6.2 Sức từ động phản ứng phần ứng

6.3 Phân tích dựa trên mạch điện

6.4 Phân tích dựa trên mạch từ

6.5 Các đặc tính vận hành

6.6 Vấn đề đổi chiều và dây quấn cực từ phụ

6.7 Dây quấn bù

6.8 Điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều

6.9 Mô phỏng máy điện một chiều

7.1.2 Cấu tạo các loại động cơ từ trở

7.1.3 Dạng sóng dòng cần thiết cho việc tạo moment quay

7.1.4 Các hệ truyền động dùng động cơ từ trở

7.1.5 Động cơ từ trở trong trường hợp mạch từ phi tuyến

7.2 Động cơ công suất nhỏ

7.2.1 Động cơ không đồng bộ một pha

7.2.2 Đặc tính mở máy và vận hành của động cơ không đồng bộ

7.2.7 Động cơ một chiều nam châm vĩnh cửu

7.2.8 Động cơ xoay chiều nam châm vĩnh cửu

[1-5] Hiểu,

Vận dụng

CHƯƠNG 1:

CÁC NGUYÊN LÝ CỦA QUÁ TRÌNH

BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG ĐIỆN CƠ

I Các nguyên lí của quá trình biến đổi năng lượng điện cơ

I.1 Lực và moment trong hệ các mạch từ

Định luật Lorentz: F q ( E v B )

r r r r

× +

=

Nếu chỉ có từ trường: F q v B

r r r

r

I r

e

F r

I

r

e

F r

B r

I

r

F r

i

rrr

×

=

0

Biết I=10A, B=0,5T, R=0,1m, l=0,3m, α=30o

Tính lực điện từ Fe tác động lên mỗi thanh dẫn rotor?

Tính moment tác động lên 2 thanh dẫn rotor?

mech fld

mech fld dW

id ψ = fld + fld giả sử ffld=const

dx f id

dWfld = ψ − fld

B

r

I r

e

F

r

B r

I r

1 e

Fr

α

I.2 Cân bằng năng lượng

Điện năng = Năng lượng từ trường + Cơ năng + Nhiệt năng

fld mech

dWmech = fld

dx f id

dWfld = ψ − fld

Với i L ( x )

ψ

=

(λ=ψ) Nếu mạch từ tuyến tính, ψ = L ( x ) i , nên Wfld chỉ phụ thuộc vào ψ và x

0 fld

x , 0

0 fld

x ,

0 0

0

W

0 0 0

0 0

ψ ψ

ψ

ψ ψ

0

0 0

0

fld

) x ( L

1 2

1 d

) x ( L d

) x , ( i x

,

W

0 0

ψ ψ

ψ ψ

ψ ψ

ψ ψ

0

fld

) x ( L

1 2

1 x

µ

Tính Wfld khi piston dịch chuyển một đoạn x=0,01m?

Biết N=1000 vòng, δ=0,002m=g+g, d=0,15m, l=0,1m, I=10A

δ

A N

W x

∂

∂

ψ ψ

i

) x , ( W )

x , ( dW i

d x ,

dW

' fld

' fld fld

'

fld

∂

∂ +

i

) x , ( W dx

f di

' fld

' fld fld

∂

∂ +

∂

∂

= +

ψ

⇒

i

) x , (

' fld fld

' fld e

Với hệ thống tuyến tính, có thể tính đồng năng lượng:

2 0 0 i

0 0 i

0

0 0

) x , ( )

x , i (

W

0 0

Ví dụ: Tính lực tác động lên piston ffld theo Wfld và W’fld

khi piston dịch chuyển một đoạn x=0,01m?

0 fld

) x ( L

1 2

1 x

,

x

) x , ( W

1

W =

Ví dụ: Tính lực tác động lên nắp mạch từ biết N = 100 vòng?

Chương 2:

MÁY BIẾN ÁP

I Giới thiệu về máy biến áp

MBA một pha:

V1đm, V2đm = V20,

I1đm, I2đm,

Sđm = V2đm.I2đm≈ V1đm.I1đm[VA]

MBA bapha: Vđm dây, Iđm dây, Sđm = 3 V2đm.I2đm≈

Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng Gồm cuộn dây sơ cấp nối nguồn điện và cuộn dây cảm ứng nối tải là cuộn thứ cấp Ký hiệu:

Ví dụ: Biết Pc =16W, (VI)rms=20VA, V=194Vrms Tính cos θ θθθc, Iϕ ϕ ϕ,

Im?

Ví dụ: Cho mạch tương đương của một máy biến áp lý tưởng như hình sau:

Trở kháng cuộn thứ cấp R2+jX2 = 1+j4Ω N1/N2=5:1

a) Vẽ mạch tương đương quy về sơ cấp

b) Cấp điện áp vào cuộn sơ cấp 120Vrms, nối tắt A-B, tính dòng điện sơ cấp và dòng điện qua điểm ngắn mạch?

Ví dụ: Cho máy biến áp: 2400:240V, 50Hz

Nếu cấp điện 2400V vào cuộn sơ cấp, tính dòng điện qua nhánh từ hóa?

V Các yếu tố kỹ thuật trong phân tích máy biến áp

Ví dụ: Cho máy biến áp: 2400:240V, 50Hz

R1+jX1 = 0,72+j0,92Ω

R2+jX2 = 0,007+j0,009Ω

Rc//jXm = 6,32+j43,7Ω

Nếu cấp điện 2400V vào cuộn sơ cấp:

a) Vẽ mạch tương đương quy về sơ cấp?

trước đường dây cấp nguồn cho biến thế là 2400V Biến thế nối tải định mức có hệ số công suất bằng 0,8 (chậm pha) Bỏ qua sụt áp do nhánh từ hóa trên biến thế và đường dây Tính điện áp trên cuộn dây thứ cấp?

/10

Ví dụ: Tính lại câu trên nếu tải có cosθ θθθ=0,8 (nhanh pha)?

Ví dụ: Cho máy biến áp: 50kVA, 2400:240V, 50Hz

Thí nghiệm ngắn mạch: với điện áp (sơ cấp) 48V, đo được dòng điện ngắn mạch (sơ cấp) là 20,8A và công suất ngắn mạch là 617W

Thí nghiệm không tải: điện áp hở mạch (thứ cấp) là 240V, dòng không tải (sơ cấp) là 5,41A, công suất hở mạch là 186W

a) Tính hiệu suất của biến thế khi làm việc đầy tải, tải có hệ số công suất 0,8 (chậm pha)?

b) Tính các thông số của máy biến áp (quy về sơ cấp)?

c) Tính Độ ổn định điện áp ở định mức?

100 V

V V

regulation voltage

%

load 2

load 2 load _ no

=

d) Tính hiệu suất của biến thế khi làm việc ở xx% tải, biết tải có hệ

số công suất 0,8 (chậm pha) theo 2 cách?

Với xx = (MSSV.499T02 79+100 )/2

Biến áp 3 pha, ∆/Y, 15kV/380V

Ví dụ: Cho máy biến áp: 50kVA, 2400:240V, 50Hz

Tính lại độ ổn định điện áp cho ví dụ trên khi đầy tải 50kW với tải cĩ hệ số cơng

suất đơn vị?

Giản đồ năng lượng của máy biến áp

Hệ số tải của máy biến áp

dm 1 1 dm 2

2

I

I I

I

≈

=βKhi β = 1 - tải định mức; β < 1 - non tải; β > 1 - quá tải

Hiệu suất của máy biến áp

P P P

P P

P

+ +

=

= η

P 2 = U 2 I 2 cosθ = β.S đm cosθ

P Cu = I 12R 1 + I 22R 2 = I 12(R 1 +R’2 ) = I 12R eq = β2P n (TN ngắn mạch với: I 1đm )

⇒

n

2 0 dm

dm

P P

cos S

cos S

β θ

β

θ β

η

+ +

=

nếu cosθ không đổi thì hiệu suất sẽ cực đại khi:

β

ηd

d = 0 ⇔ β 2 P n = P 0

Hệ số tải ứng với hiệu suất cực đại là: β = P0

P n VớiPo là cơng suất khơng tải ở điện áp định mức

Và P n là cơng suất ngắn mạch ở dịng điện định mức

Độ thay đổi điện áp của máy biến áp

%U

dm 2

2 dm 2 2

k

U k U k

%

U

dm 1

' 2 dm 1 dm

2

2 dm 2 2

%.

U U

sin U cos U

%

dm 1

eqx eqr

∆

Lưu ý: sin θ > 0 khi dòng điện chậm pha (tải cảm)

sin θ < 0 khi dòng điện sớm pha (tải dung)

100 U

I X 100 U

U

% U

%

U

100 U

I R 100 U

U

% U

%

U

I Z U U U

I X U U

I R U U

dm 1

dm 1 eq dm

1

eqx eqx

nx

dm 1

dm 1 eq dm

1

eqr eqr

nr

dm 1 eq eq sc n

dm 1 eq eqx nx

dm 1 eq eqr nr

⇒ ∆U 2 % phú thuoôc vaøo heô soâ tại vaø tính chaât cụa tại

Töø ∆U 2 % ta tính ñöôïc ñieôn aùp thöù caẫp U 2 theo cođng thöùc:

dm 2 2 dm 2 2

Ví dụ: Cho mây biến âp: 50kVA, 2400:240V, 50Hz

Thí nghiệm ngắn mạch: với điện âp (sơ cấp) 48V, đo được dòng điện ngắn mạch (sơ cấp) lă 20,8A vă công suất ngắn mạch lă 617W

Thí nghiệm không tải: điện âp hở mạch (thứ cấp) lă 240V, dòng không tải (sơ cấp)

lă 5,41A, công suất hở mạch lă 186W

_ Tính hiệu suất vă độ thay đổi điện âp của biến thế khi lăm việc:

+ 100% tải, tải có hệ số công suất 0,8 (nhanh pha)?

+ 50% tải, tải có hệ số công suất 0,8 (nhanh pha)?

_ Tính hiệu suất cực đại, tải vă hệ số tải khi đó, biết tải có hệ số công suất 0,8 (nhanh pha)?

VI Mây biết âp từ ngẫu; Mây biến âp nhiều cuộn dđy

VI.1 Mây biết âp từ ngẫu

Không câch ly Từ tản nhỏ, ít tổn hao, dòng không tải nhỏ, rẻ tiền, có thể lăm ổn âp

β

Biến áp trên làm biến áp từ ngẫu, với ab làm cuộn 240V và bc làm cuộn 2400V

a Tính điện áp ab và ac?

b Tính công suất biểu kiến định mức [kVA] và dòng điện định mức?

c Tính hiệu suất khi cấp điện cho tải định mức có HSCS=0,8 chậm pha? Biết

VI.2 Máy biến áp nhiều cuộn dây

7 8

9 13 10 16

VII Máy biến áp ba pha

Tỷ số máy biến áp

1 2 2 1 2

1

I

I V

V N

N a

Y/Y

Có thể thay thế cuộn ∆ bằng cuộn Y với điều kiện:

a) Máy biến áp ba pha nối Y/Y riêng biệt, không tồn tại dòng bậc ba phía sơ cấp =>từ thông vạt đầu do hài bậc ba=> điện áp thứ cấp bị nhọn đầu => hạn chế sử dụng

b) Máy biến áp ba pha 3 trụ nối Y/Y, không tồn tại dòng bậc ba phía sơ cấp, nhưng từ thông cũng không có hài bậc ba do không thể khép mạch từ trụ này qua trụ khác, song có thể khép mạch ra không khí hay dầu biến áp, gây tổn hao, nên cũng không dùng cho biến thế công suất lớn

c) Máy biến áp ba pha nối ∆/Y, tồn tại dòng bậc ba khép kín phía sơ cấp => dòng điện sơ cấp nhọn đầu =>từ thông dạng sin=> điện áp thứ cấp dạng sin chuẩn => thường sử dụng

d) Máy biến áp ba pha nối Y/∆, không tồn tại dòng bậc ba khép kín phía sơ cấp

=>từ thông hài bậc ba Φ3Y=> từ thông bậc ba tạo điện áp cảm ứng thứ cấp e23=> hạn chế sử dụng chậm pha 90o so với Φ3Y e23 tạo ra i23 khép kín phía thứ cấp chậm pha hơn 90o, sinh ra từ thông bậc ba Φ3∆, ngược pha và triệt tiêu với Φ3Y Φ3 = Φ3Y + Φ3∆ ≈ 0 => từ thông không bị vạt đầu => điện

áp thứ cấp dạng sin chuẩn=> thường sử dụng

Ví dụ: Cho ba máy biến một pha, 50kVA, 2400:240V, 50Hz,

áp làm việc với dịng điện định mức và tải cĩ HSCS=0,8 chậm pha

Ví dụ: Tính lại ví dụ trên nếu biến thế nối Y/Y

Ví dụ 2.9: Cho biến thế như ví dụ trên, nối ∆/∆, được cấp điện áp dây 2400V thơng qua điện cảm 0,8Ω Biến thế này kết nối tới cuộn thứ cấp biến thế khác nối Y/∆ 500kVA, 24kV:2400V Tổng trở tương đương quy về phía 2400V của biến thế này là 0,17+j0,92Ω/pha Điện áp cấp vào cuộn sơ cấp của biến thế trước là 24kV Nếu xảy ra ngắn mạch ở phía 240V Tính dịng điện xác lập của sơ cấp và thứ cấp của 2 biến thế

VIII Máy biến áp làm việc song song

Điều kiện để máy biến áp làm việc song song:

) 1 ( )

1

(

U

U U

U Z

I

U I

% U U

U

) 1 ( sc

) 2 ( sc ) 1 ( sc

) 2 ( sc )

IX Máy biến điện áp và máy biến dòng

Máy biến áp (TU):

A x

U1

U2

(Biến áp làm việc ở chế độ hở mạch)

Tổng trở của cuộn dây sơ cấp Z 1 của máy biến áp càng nhỏ càng chính xác

Giảm góc lệch pha bằng cách giảm R 1

Máy biến dịng (CT, TI):

I 2

I 1

(Biến áp làm việc ở chế độ ngắn mạch)

Tổng trở mạch từ Z m của biến áp càng lớn (góc lệch pha càng nhỏ) càng chính xác

Tổng trở của các cuộn dây Z n của máy biến áp càng nhỏ càng chính xác

Giảm góc lệch pha bằng cách tăng Z m

Ví dụ 2.10: Biến áp 2400:120V, 60Hz, cĩ thơng số quy về 2400V là:

c) Để sai số góc pha điện áp nhỏ hơn 1 độ Tính Zb=Rb nhỏ nhất?

Bài tập 2.8: Tính lại câu trên nếu Zb=jXb

Ví dụ 2.11: Biến dòng 800:5A, 60Hz, có thông số quy về 800A là:

R1+jX1 = 10,3+j44,8µΩ

R’2+jX’2 = 9,6+j54,3µΩ

Rc//jXm = j17,7mΩ

Cấp vào 800A, tải Rb=2,5Ω Tính biên độ và góc pha của dòng điện hạ thế?

Bài tập 2.9: Thông số như câu trên: tính giá trị Zb=jXb lớn nhất sao cho khi ngõ vào 800A và dòng thứ cấp lớn hơn 4,95A (sai số 1%)

mức fđm = 50 Hz, điện áp định mức U1đm/U2đm = 220/110 V Mạch tương đương hình Γ (như hình vẽ) có các thông số Rc=600Ω, Xm=50Ω, R1=0,10 Ω, X1=0,50

c Tính dòng điện I1 khi máy biến áp đạt hiệu suất cực đại ηmax, tính ηmax

d Tính công suất biểu kiến của tải khi máy biến áp đạt hiệu suất cực đại

R 1 X 1 R’2 X’2

Z’L '

2

U &

Xm

R c 1

U&

Bài tập 3: Máy biến áp 3 pha Y/Y-12, 180kVA, U1/U2=6000/400V, Io%=6,

Po=1000W, Un%=5,5, Pn=4000W

a Vẽ mạch tương đương của MBA? Tính điện trở của một cuộn dây thứ cấp?

b Tính hiệu suất ở định mức (với tải có HSCS=1)?

c Khi MBA làm việc ở 70% tải có HSCS=0,8 nhanh pha Tính hiệu suất, độ biến thiên và độ thay đổi điện áp?

d Tính hiệu suất cực đại của MBA khi cấp điện cho tải có HSCS=0,8 chậm pha?

Điện kháng MBA nhìn từ phía sơ cấp là 34Ω

a Điện áp ngắn mạch?

b Tính dòng điện Isc khi biến áp bị ngắn mạch ngõ ra?

Khi MBA mang tải có HSCS=0,8 chậm pha Tính

c Hiệu suất cực đại?

d Độ thay đổi điện áp?

e Điện áp trên tải?

TN ko tải: 220V, 2A, 165W

TN ngắn mạch thứ cấp: 12V, 15A, 60W

a Vẽ mạch tương đương quy về sơ cấp

b Dùng mạch tương đương (chính xác) tính điện áp trên tải có hệ số tải 70% và HSCS=0,8 chậm pha.Tính hiệu suất MBA khi đó?

TN ko tải: 2000V, 1A, 50W

TN ngắn mạch thứ cấp: 13V, 200A, 750W

MBA cấp điện cho tải có HSCS=0,8 chậm pha

a Tính hiệu suất định mức của MBA?

b Tính hiệu suất cực đại của MBA

Biết hệ số tải 70%:

c Tính điện áp trên tải?

d Tính hiệu suất của MBA?

Bài tập 7: Cho MBA 1 pha, 8,66kV/220V, 50Hz,

a) Tính các thông số của máy biến áp (quy về sơ cấp)?

b) Tính độ ổn định điện áp ở định mức?

100 V

V V

regulation voltage

%

load 2

load 2 load _ no

=

c) MBA cấp điện cho tải có hệ số công suất bằng 1 Tính hiệu suất ở nửa tải và đầy tải; và tính hiệu suất cực đại?

MBA cấp điện cho tải có HSCS=0,8 chậm pha và có hệ số tải 70%:

d) Tính hiệu suất của biến áp?

e) Tính độ thay đổi điện áp và điện áp trên tải?

Chương 4: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ

I Giới thiệu máy điện quay AC

I.1 Máy điện không đồng bộ