BỘ bài tập cơ sở TRUYỀN ĐỘNG điện có lời GIẢI

BỘ bài tập, cơ sở TRUYỀN ĐỘNG điện, có lời GIẢI

BỘ BÀI TẬP CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

CÓ LỜI GIẢI

BÀI TẬP CHƯƠNG I :

CƠ SỞ TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

 Bài 1 :

Cho một vật có khối lượng m = 500kg , g = 9,81m/s2 Tỷ số truyền

i = 10, đường kính quán tính Dt = 10cm Hiệu suất của bộ biến đổi là0,9 Nếu vật có thể đi lên và có tốc độ tối thiểu = 0,5 m/s thì phải chọnđộng cơ có Mđm và tốc độ là bao nhiêu ?

G = 500Kg với vận tốc 2 m/s Tính Moment quán tính quy đổi về đầu trụcđộng cơ

 Bài 5 :

Một động cơ khởi động cho một cơ cấu (từ tốc độ = 0) đến tốc độ n

= 800V/phút, rồi sau đó cùng với phanh cơ khí, nó làm giảm tốc cơ cấu vềtrạng thái đứng yên Hãy xác định thời gian tăng tốc và giảm tốc củatruyền động nếu cho biết :

Moment tĩnh do lực ma sát sinh ra Mc = 80Nm

Moment quán tính của truyền động (động cơ, cơ cấu và sản phẩm) qui đổi

về trục động cơ là : J = 6,25Kgm2

Momet do phanh cơ khí sinh ra Mh = 280Nm

Đặc tính của động cơ có dạng như sau :

Động cơ sinh ra được những Moment sau :

Khi khởi động Ma = 500Nm (điểm a)

» P là công suất trên tải

»  là hiệu suất cho bằng 1000 (hiệu suất băng tải)

» Pđc là công suất động cơ

Mđgo = - 80 - 280 = -360 Nm

 tdo = 1s

BÀI TẬP CHƯƠNG II : ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

* ĐỘNG CƠ KÍCH TỪ ĐỘC LẬP

 Bài 1 :

Một động cơ điện một chiều kích từ độc lập, đang làm việc trên đặctính cơ tự nhiên với Mc = 30 Nm

Động cơ có các thông số sau Uđm = 220V, Iđm = 30A, nđm = 1000v/phút, Pđm

= 4KW Xác định trị số điện trở phụ cần thêm vào để động cơ đổi chiềuquay sang tốc độ n = - 800v/phút và vẽ đặc tính cơ khi tốc độ

n = -800v/phút

 Bài 2 :

Một động cơ kích từ độc lập có các tham số sau :

Pđm = 10KW, Uđm = 110V, Iđm = 100A, nđm = 500v/phút Trang bị cho một

cơ cấu nâng đang làm việc trên đường đặc tính tự nhiên với phụ tải Mc =0,8 Mđm và động cơ đã nâng hàng xong

Hãy vẽ đặc tính cơ và xác định Rf cần nối vào mạch phần ứng để động cơ

hạ tải với tốc độ bằng 1/2 tốc độ nâng

 Bài 3 :

Một động cơ một chiều kích từ độc lập có các tham số sau :

Pđm = 4,2KW, Uđm = 220V, Iđm = 20A, nđm = 500v/phút được trang bị chomột cơ cấu nâng Khi động cơ đang nâng tải trên đặc tính cơ tự nhiên.Người ta đọc được giá trị dòng điện chạy trong mạch phần ứng 21A Đểdừng tải lại người ta sử dụng hãm động năng kích từ độc lập Hãy vẽ đặctính cơ và xác định trị số điện trở hãm dùng để nối kín mạch phần ứng saocho dòng điện hãm ban đầu nằm trong phạm vi cho phép

Hãy vẽ đặc tính cơ và xác định giá trị R dùng để nối kín mạch phần ứng đểđộng cơ hạ tải trong trạng thái hãm động năng với tốc độ hãm bằng 1/2 tốc

vẽ đặc tính cơ của động cơ tại thời điểm điện áp vừa thay đổi

 Bài 5 :

Một động cơ một chiều kích từ độc lập có Pđm = 4KW, Uđm = 220V,

Iđm = 20A, n = 1000V/phút Động cơ khởi động với Mc = 0,8 Mđm Dòngđiện lớn nhất trong quá trình khởi động I1 = 50A Hãy xác định số cấp khởiđộng và xác định giá trị của R cần cắt ra khi chuyển đặc tính

 Bài 6 :

Một động cơ một chiều kích từ độc lập có Pđm = 75KW, Uđm = 440V,

nđm = 1000V/phút, Iđm = 194A, Rư = 0,072

Xác định độ cứng của đường đặc tính cơ tự nhiên

Xác định tốc độ khi giảm từ thông còn 2/3 đm với phụ tải là định mức vàđiện trở phụ trong mạch phần ứng bằng 0

* ĐỘNG CƠ KÍCH TỪ NỐI TIẾP

 Bài 7 :

Một động cơ một chiều kích từ nối tiếp đang làm việc ở trạng tháiđộng cơ trên đường đặc tính cơ tự nhiên, người ta đo được dòng điệnchạy qua động cơ bằng 18A Để hãm dừng nhanh động cơ, người ta ápdụng biện pháp đảo ngược cực tính điện áp phần ứng và nối thêm Rf

Hãy tính Rf bằng bao nhiêu ? để dòng điện hãm ban đầu  2,5Iđm

Tham số của động cơ :

 Bài 9 :

Cho một động cơ một chiều kích từ nối tiếp có Rcknt = 0,96 ,

Pđm = 7 KW, nđm = 1180 V/phút, Uđm = 220V, Iđm = 37,5A Tính điện trởphụ nối tiếp để động cơ mang tải Mc = 70Nm, nc = 750V/phút

* ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA

Hãy xác định Moment mở máy của động cơ khi mở máy trực tiếp Tốc độcủa động cơ khi động cơ làm việc trên đặc tính tự nhiên với

Mc = 0,8Mđm

 Bài 12 :

Một động cơ một chiều kích từ độc lập có các tham số sau :

Pđm = 25KW , nđm = 500V/phút, Iđm = 120A, Uđm = 220V

Moment quán tính của roto JA = 3,7 Mc = 382Nm, Jqđ = 6,3 kgm2

Động cơ khởi động gián tiếp qua các cấp Rf và đòng điện lớn nhất trongqua trình khởi động là : I1 = 2,5Iđm = 300A

Hãy xác định các cấp R và thời gian khởi động

 Bài 13 :

Một động cơ điện không đồng bộ ba pha Roto dây quấn, đang làmviệc trên đường đặc tính cơ tự nhiên với Mc = 23,7Nm Các số liệu củađộng cơ như sau :

Pđm=2,2KW , nđm = 885V/phút,m = 2,3, 2p = 6,Iđm = 12,8A, Uđm = 220V

E2 = 135V

Xác định tốc độ động cơ khi thêm vào Roto điện trở bằng 1,5

Tính Rf cần thiết thêm vào khi động cơ làm việc với tốc độ

 Bài 15 :

Tính điện trở trong mạch một chiều để hãm động năng động cơkhông đồng bộ ba pha có các số liệu như sau :

Uđm = 380V, Pđm = 11KW, nđm = 685 V/phút, Istđm = 28,8A, dòng ba pha không tải Isto = 19,4 A, rst = 0,43 Nguồn xoay chiều củađộng cơ là một bộ biến tần 25Hz Lưới một chiều để cung cấp dòng điệncho hãm động năng có điện áp 220V Yêu cầu hãm nhanh

 Bài 16 :

Tính điện trở khởi động cho một động cơ không đồng bộ 380V,40KW, 980V/phút, Erđm = 191V, Irđm = 126A Dùng để truyền động mộtmáy đập có bánh đà Để dùng phần động năng của bánh đà người ta nốivào Roto một đoạn điện trở cố định để cho động cơ có độ trượt

scđ = 0,1 khi Moment bằng định mức

 Bài 17 :

Chọn máy phát hãm động năng và tính toán điện trở Roto khi hãmđộng năng cho một động cơ không đồng bộ có bánh đà dùng để truyềnđộng giá cán Động cơ 850KW, 6000V, 590V/phút, Moment định mứcbằng 13,5KNm, Isto = 27,8A, rst = 0,6  Moment cản tĩnh tổng của Roto

và bánh đà J = 12,5 Tm2 Moment cản tĩnh không tải bằng 1,4KNm.Động cơ được điều khiển nhờ một bộ điều chỉnh trượt dùng công tắc tơ.Thời gian hãm cho phép khoảng 2 phút

 Bài 18 :

Tính toán điện trở phụ nối thêm vào mạch kích từ và điện hãm củamạch hãm động năng động cơ không đồng bộ, 380V,5KW, 940V/phút,

Erđm = 164V, Irđm = 20,6A, Istđm = 14,9A, Isto = 10,9A,

rst = 1,22 Dòng điện kích từ một chiều được cấp từ lưới 220V Động cơđiều khiển nhờ một Công tắc tơ đặt cách động cơ 30m Yêu cầu hãmnhanh

E

1 (nâng)

Ic = 21A

I = - 321 A M

c = 0,8 Mđm

@ Xác định Imm với phụ tải định mức trên đặc tính tự nhiên.

* Khi bắt đầu mở máy :

1000 C

B n

o = 1408

 Moment khởi động của động cơ :

 Khi động cơ khởi động thì s = 1

sđms t

Mc Mkđ Mth

Snt = sTN

1,2 = 0,41 6,1 * 2,92 = 6,1 + Rf

17,85 = 6,1 + Rf

 Rf = 11,75 

 BÀI 14 :

@ Ta chọn Moment khởi động nhân tạo bằng 1,2 Moment định mức

 Điện trở khởi động mạch ngoài sẽ là :

M

A

B TN

Rf = 1,5

r2 = 0,144.

r1 = 0,271

 BÀI 17 :

a/ Chọn máy phát hãm động năng để dừng được truyền trộng trong vòng

2 phút cần phải có Moment hãm trung bình :

@ Ta chọn máy phát có các thông số sau :

115V, 4,8KW, 1450V/phút và động cơ kéo có thông số 380V, 7KW, 1460V/phút loại Roto lồng sóc

b/ Tính toán mạch Roto

Đối với điện trở hãm động năng thông thường không cần tính toán gìphức tạp mà người ta lấy luôn giá trị điện trở đã được tính theo điều kiện khởi động

@ Ta chọn giá trị điện trở hãm bằng 0,2 Rđm

 BÀI 18 :

* Đáp án :

@ Điện trở của toàn mạch kích từ là :

R = 6,7 (Trong đó Ikt = 3Isto = 33A)

@ Điện trở của dây nối có tiết diện 10mm2 là :

Xác định tốc độ quay của động cơ ứng với M = 1,8 Nm cho biết:

Hằng số Moment - dòng điện của động cơ là 1Nm/A, Rư = 6 (bỏ qua tổn hao bộ chỉnh lưu)

số từ thông 0,9Nm/A (vòng/rad/s) Người ta đưa vào một mạch vòng kín

để duy trì tốc độ không đổi là 1000V/phút, cho tới khi Moment là 4Nm.Xácđịnh biến thiên của góc mở bắt đầu từ lúc chạy không tải để thỏa mãnđiều kiện tốc độ không đổi

Một động cơ không đồng bộ ba pha roto dây quấn r2 = 0,0278,

nđm = 970V/phút,hiệu suất = 0,885 Để thay đổi tốc độ động cơ người tamắc thêm Rf vào mạch roto Tính Rf ? để tốc độ động cơ bằng 700V/phút.Biết rằng Moment cản của tải không phụ thuộc tốc độ

f = 50Hz, no = 1000V/phút

 Bài 6 :

Một đồng cơ không đồng bộ ba pha roto lồng sóc có bốn cực, điện áp

U = 220V, f = 50Hz Người ta dùng bộ nghịch lưu để cung cấp điện chođộng cơ Để thay đổi tốc độ động cơ người ta sử dụng phương pháp biếnđổi tần số Hãy tính tốc độ động cơ và lượng điện áp đầu ra của bộ nghịchlưu với f = 30Hz, 40Hz, 50Hz,60Hz

 Bài 7 :

Một động cơ không đồng bộ ba pha Roto dây quấn sáu cực được nốiqua bộ nghịch lưu, biết điện áp giữa các vành trượt E2 = 600V Xác địnhgóc mồi của bộ nghịch lưu ở tốc độ 600V/phút Bộ nghịch lưu được nốivào lưới ba pha 415V, 50Hz Bỏ qua hiện tượng chuyển mạch và các tổnhao

 Bài 8 :

Một bộ nghịch lưu cung cấp cho động cơ roto lồng sóc 4 cực điện áp

U = 240V,50Hz Xác định tần số và hiệu điện thế ở đầu ra khi tốc độ củađộng cơ bằng 900V/phút

 Bài 9 :

Một bộ nghịch lưu cung cấp cho một động cơ không đồng bộ ba pha ở tần

số 52Hz và thành phần cơ bản của điện áp pha là 208V

ở tốc độ 24,96V/s động cơ làm việc ở chế độ vượt đồng bộ với hệ số trượt

là : = - 0,04 Do đó động cơ ở chế độ hãm tái sinh vì hệ số trượt âm.Như vậy máy điện làm việc ở chế độ máy phát đồng bộ với Moment hãm

CHƯƠNG IV : CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN

t (s) 50 70 90 25 50 73 40

- Có tốc độ yêu cầu nyc = 720V/phút

- Động cơ kéo máy trên có thông số :

t (phút) 2 3 1 4 2 3 1 4 ….

Công suất động cơ là 14KW, tc = 60%

Kiểm tra công suất động cơ theo đồ thị phụ tải tĩnh đã cho Nếu giữ côngsuất động cơ không thay đổi, giảm hệ số đóng điện của động cơ xuống là45% thì động cơ có đạt yêu cầu không ?

Cho đồ thị phụ tải như hình vẽ :

Tốc độ yêu cầu của hệ thống bằng 720V/phút

-160

GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG IV : CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ

* Vậy điều kiện phát nóng được thỏa mãn :

 Kiểm tra điều kiện quá tải :

m * Mđm = 2,2 * 77 = 169,4 Nm

 Từ đồ thị phụ tải ta thấy Mmax = 140Nm

* Vậy khả năng quá tải động cơ vừa chọn thỏa mãn

 BÀI 3 :

Mđt = 64 Nm

- Công suất phụ tải yêu cầu : Pyc = 9,7 KW

- Vậy ta chọn động cơ có công suất : Pđm = 10 KW, nđm = 1420V/phút

m = 2,2

Mđmđcơ = = 67Nm

- Vậy điều kiện phát nóng thỏa mãn Mđm > Mđt

- Kiểm tra khả năng quá tải :

 Công suất động cơ là phù hợp với phụ tải tĩnh đã cho

Nếu giữ công suất động cơ không thay đổi, giảm hệ số đóng điện tiêuchuẩn xuống là 45% thì động cơ vẫn đạt yêu cầu vì có Pđm > Pđmqđ

 Bài 7 :

 Đáp án :

- Công suất động cơ trên phù hợp với phụ tải đã cho

 Bài 8 :

 Đáp án

- Khả năng quá tải của động cơ được chọn là phù hợp

BÀI TẬP CHƯƠNG V : QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG HỆ THỐNG

Tính : Trị số Rf = ? Khi động cơ chuyển sang làm việc với

n = 350V/phút Hãy vẽ đặc tính quá độ cơ học n = f(t) và M = f(t) củaquá trình giảm tốc trên

Moment cản của động cơ có tính phản kháng, để dừng động cơ người ta

sử dụng biện pháp hãm động năng kích từ độc lập với dòng điện hãm banđầu bằng 2,5Iđm Hãy khảo sát quá trình quá độ của quá trình hãm trên.(n = f(t),M = f(t), I = f(t))và Tính Rhãm , thời gian hãm bằng bao nhiêu ?

 BÀI 3 :

Một động cơ điện một chiều kích từ song song đang làm việc với phụ tải có tính phản kháng có trị số Mc = 80%Mđm trên đặc tính cơ tự nhiên Đổi chiều di chuyển bằng phương pháp đổi chiều cực tính điện áp đặt vào phần ứng, với dòng hãm ban đầu bằng 2,5 Iđm

Khảo sát quá trình quá độ cơ học của quá trình đổi chiều trên

(n = f(t),M = f(t), I = f(t)) từ lúc bắt đầu quay ngược với tốc độ mới

Động cơ có số liệu như sau :

Pđm = 19 KW, Uđm = 220V, nđm = 750V, Iđm = 93A,

Mqt = 3,1Kgm2, Mqtccsx = 2,79Kgm2

 BÀI 4 :

Một động cơ một chiều kích từ độc lập có các tham số sau :

Động cơ có các số liệu sau :

Động cơ có các số liệu sau :

Một động cơ kích từ độc lập đang làm việc với tải phản kháng có trị

số Mc = 0,8 Mđm trên đường đặc tính cơ tự nhiên, để dừng động cơ người

ta sử dụng hãm động năng kích từ độc lập với dòng điện hãm ban đầu

bằng 2,5Iđm Khảo sát quá trình cơ học của quá trình trên (n = f(t),

M = f (t), n = f(t)) Số liệu của động cơ như sau :

Tham số của động cơ như sau :

Động cơ có các số liệu sau :

Pđm = 27,75 KW, Uđm = 200V, Iđm = 50A, nđm = 500V/phút,

Jqtđcơ = 0,11Kgm2, Jccsx = 12,5kgm2

ĐÁP ÁN CHƯƠNG V : QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG HỆ THỐNG

Trang 30

C n,M

C

Mbđ

nođ0

Mn1

Mc1

nbđ

M n2 D

C Mc2

nođ2

no

 BÀI 4 :

+ Ta có :

Rư = 0,25 và CEđm = 0,21+ Chọn I1 = 2,5Iđm = 50A  R1 = = 4,4 

* Trong (I) : Thay I = I2  n = n1

1532,2 78,47

M,n

KẾT LUẬN

Qua 8 tuần làm đề tài và dưới sự hướng dẫn tận tình của giáo viênhướng dẫn, người thực hiện đã hoàn thành xong đề tài Tuy nhiên do thờigian có hạn và trình độ của người thực hiện còn nhiều thiếu sót nên chấtlượng của đề tài không cao

Trong đề tài chỉ xây dựng được các bài tập về đặc tính của động cơ

DC kích từ độc lập,động cơ kích từ nối tiếp, động cơ không đồng bộ bapha Nhưng các bài tập của các chương chưa được nhiều và phong phú.Nếu thời gian dài hơn, người thực hiện xin trình bày hết tất cả nội dungcòn thiếu nhằm tạo thêm sự phong phú cho đề tài

Em mong rằng sẽ luôn nhận được sự hướng dẫn tận tình của quí thầy cô và đặc biệt là thầy Nguyễn Lê Trung đã giúp Em hoàn thành tốt tập Đồ An Tốt Nghiệp này.

Một lần nữa Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Lê Trung

TP.Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm……

Sinh viên thực hiện

HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG

TÀI LIỆU THAM KHẢO

 Bài Giảng Cơ Sở Truyền Động Điện - KS NGUYỄN LÊ TRUNG 1998

 Truyền Động Điện - BÙI QUỐC KHÁNH , NGUYỄN VĂN LIỄN, NGUYỄN THỊ HIỀN (NXB KHKT Hà Nội)

 Các Đặc Tính Cơ Của Động Cơ Trong Truyền Động Điện - X.M

VESENE VXXI - Người dịch Bùi Đình Tiếu, Lê Tòng

(NXB KHKT 1979)

 Điện Tử Công Suất - Nguyễn Xuân Khai

 Kỹ Thuật Điện - LÊ VĂN DOANH, ĐẶNG VĂN ĐÀO (NXB KHKT 1997)

 Điện Tử Công Suất Và Điều Khiển Động Cơ Điện -

GYRILW.LANDER (NXB KHKT 1997)

 Máy Điện - TRẦN THANH HÀ,VŨ GIA HANH (NXB KHKT 1998)