Đề thi và đáp an: Máy điện

Tính : a Sức điện động pha cảm ứng trong dây quấn stato và rotor lúc quay với vận tốc 950 vòng/phút và lúc rôto bị ghìm đứng yên.. Câu 1: 2 điểm Trình bày phương pháp đảo chiều quay: độ

1/3

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ THI HỌC KỲ MÔN: MÁY ĐIỆN 1

Mã đề thi: MĐ1-01 LỚP: CĐ Đ-ĐT 13 Ngày thi: 30/12/2014

Thời gian: 90 phút (Không kể thời gian chép/phát đề thi)

……….Sinh viên không sử dụng tài liệu

Câu 1: (1.5 điểm)

Trình bày các kiện để máy biến áp làm việc song song

Câu 2: (1.5 điểm)

Trình bày đặc điểm của từ trường quay trong dây quấn ba pha ?

Câu 3: (4 điểm)

Một máy biến áp ba pha có các số liệu như sau: Sđm = 20 kVA; U1/U2 = 6/0,4 kV; Pn = 0,6 kW; Un% = 5,5%;nối Y/Yn Tính:

a) Các thông số trong sơ đồ thay thế máy biến áp khi ngắn mạch

b) Unr%; Unx%

c) U% khi hệ số tải  1 cos2 0,8(tải cảm)

d) Hiệu suất của máy biến áp ở tải trên

Câu 4: (3 điểm)

Một động cơ không đồng bộ ba pha rotor dây quấn có các thông số như sau :

Số vòng dây stato W1 = 96, số vòng dây rotor W2 =80 Hệ số dây quấn stato kdq1 = 0,945, hệ

số dây quấn rotor kdq2 = 0,96 Tần số dòng điện stato f = 50Hz, 6 cực, từ thông dưới mỗi cực Фm = 0,02 Wb Tính :

a) Sức điện động pha cảm ứng trong dây quấn stato và rotor lúc quay với vận tốc 950 vòng/phút và lúc rôto bị ghìm đứng yên

b) Tính tần số dòng điện rôto trong cả hai trường hợp trên

c) Cho dây quấn rotor có điện trở R2 = 0,06 Ω và điện kháng X2 = 0,1 Ω Tính dòng điện rotor khi rotor quay

TP.HCM, ngày tháng năm 2014

BM Điện công nghiệp

2/3

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHŨ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐÁP ÁN MÔN: MÁY ĐIỆN 1

Mã đề thi: MĐ1-01 LỚP: CĐ ĐĐT 13 Ngày thi: 30/12/2014 Thời gian: 90 phút ( Không kể thời gian phát đề thi)

1

(1,5đ)

2

(1,5đ)

- Tốc độ từ trường quay

p

f

- Chiều quay của từ trường (chiều quay của từ trường phụ thuộc vào thứ tự pha của

- Biên độ của từ trường

max max

2 p

m



3

(3đ)

Sơ đồ thay thế máy biến áp khi ngắn mạch

r 1 x 1

U 1

Điện áp pha định mức sơ cấp:

1 1

U 6000

3464( )

đm fđm

Điện áp pha ngắn mạch:

 

1 0, 055

5, 5

3

100 464 190, 52

vì phía sơ cấp nối Y nên:

1

20000

1, 92 ( )

3 3 6 000

đm đmf đmd

đm

S

I



Tổng trở ngắn mạch:

1

190,52

99, 23 ( ) 1,92

m

nf n

đ

U Z

U

f

0,25

Điện trở ngắn mạch:

1

600

54, 25( )

3 3 1,92

n n

f đm

P R

I

Điện kháng ngắn mạch:

99, 23 54, 25 83, 08( )

0,25

3/3

Điện trở sơ cấp, thứ cấp qui đổi về

1 2

54, 25

n

R

0,25

Điện trở thứ cấp, thứ cấp qui đổi về

'

1 2

83, 08

41, 54 ( )

n

X

Điện áp ngắn mạch tác dụng phần trăm

1 1

1,92 54, 25

3464

đmf n nr

f đm

I R U

U



Điện áp ngắn mạch phản kháng phần trăm

1 1

1,92 83, 08

3464

f f

m đ

n nx

m đ

I X U

U



Độ thay đổi điện áp:

1(3 0,8 4, 6 0, 6) 5,16 %

3

0

1 20 10 0,8

1 20 10 0,8 180 1 600

m 2 2

S cos cos

đ



4

(3đ)

Sức điện động stator khi rotor đứng yên

 

1 4, 44 dq1W1 max 4, 44 50 0,945 96 0, 02 402, 7

E  fk        V

0,5

Sức điện động rotor khi rotor đứng yên

 

2 4, 44 dq2W2 max 4, 44 50 0,96 80 0, 02 341

0,5 Tốc độ từ trường

1

1000

f

p



0,25

Hệ số trượt

1 1

1000 950

0, 05 1000

n n

s

n

0,25

Sức điện động rotor khi rotor quay

 

2s 4 44, dq2W2 m 2 0 05 341 17, ( )

E  sf k  sE    V

0,5 Tần số dòng điện rotor khi rotor đứng yên

2 1 50 50 ( )

0,25 Tần số dòng điện rotor khi rotor quay

2 0 05 50, 2 5, ( )

0,25 Dòng điện rotor khi rotor quay

2

2S

0,5

Tp.HCM, Ngày tháng 12 năm 2014

BM Điện Công Nghiệp

1/3

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ THI HỌC KỲ MÔN: MÁY ĐIỆN 1 LỚP: CĐ Đ-ĐT 13 Ngày thi: 17/ 01/2015 Thời gian: 90 phút (Không kể thời gian chép/phát đề thi)

………Sinh viên không được sử dụng tài liệu

Câu 1: (2 điểm)

Trình bày phương pháp đảo chiều quay: động cơ không đồng bộ 3 pha, động cơ không đồng

bộ 1 pha tụ làm việc (vẽ hình minh họa)

Câu 2: (1,5 điểm)

Trình bày cấu tạo máy biến áp cách ly một pha

Câu 3: (2,5 điểm)

Một máy biến áp phân phối một pha 2300 V/230 V; 500 kVA được thí nghiệm:

 Không tải: U1 = 2300 V; I0 = 9.4 A; P0 = 2250 W

 Ngắn mạch: Un = 94.5 V; In = I1đm ; Pn = 8220 W

1 Tính Un%; Unr%; Unx%

2 U2 % khi hệ số tải  = 0.5 với cos2 = 0.8 (tải cảm)

3 Tính hiệu suất của máy biến áp ở tải trên

Câu 4: (4 điểm)

Một động cơ KĐB 3 pha có p=2, f=50Hz, P1=3,2KW, ΔPfe=200W, ΔPđ1+ ΔPđ2 =300W, R’2=1,5Ω, I’2=5A, ΔPcơ, f=100W

1 Tính tốc độ của động cơ,

2 Tính moment điện từ, moment quay

3 Tính hiệu suất động cơ

Tp.HCM, ngày tháng năm 2014

BM Điện Công Nghiệp

2/3

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ THI HỌC KỲ MÔN: MÁY ĐIỆN 1 LỚP: CĐ ĐĐT 13

Mã đề thi: MĐ01 Ngày thi: 17/ 01/2015 Thời gian: 90 phút ( Không kể thời gian phát đề thi)

1

(2đ)

- Động cơ không đồng bộ 3 pha: đảo thứ tự 2 trong 3 pha nguồn bất kỳ cấp vào

0,5

- Động cơ không đồng bộ 1 pha tụ làm việc: đảo 2 đầu cuộn chính hoặc cuộn phụ

0,5

A

X B Y

C LV

A

X Y B

C LV

X

A B Y

C LV

0,5

2

(1,5đ) Máy biến áp có các bộ phận chính: Lõi thép, dây quấn và vỏ máy 0,25

Lõi thép máy biến áp: dùng để dẫn từ thông, được chế tạo bằng các vật liệu dẫn

từ tốt, thường là thép kỹ thuật điện có bề dày từ 0.3-0.5mm, mặt ngoài có sơn cách

điện rồi ghép lại với nhau thành lõi thép

Lõi thép gồm 2 phần: trụ và gông Trụ T là phần đặt dây quấn, còn gông G là phần

nối liền giữa các trụ để tạo thành mạch từ kín

0,5

Dây quấn máy biến áp: thường là dây quấn đồng hoặc nhôm, tiết diện tròn hay

chữ nhật, bên ngoài dây dẫn có bọc cách điện

Dây quấn gồm nhiều vòng dây và lồng vào trụ thép Giữa các vòng dây, giữa các

dây quấn, giữa dây quấn và thép thép đều cách điện

0,5

Vỏ máy biến áp: gồm thùng và nắp thùng

Thùng máy biến áp: thùng MBA đặt lõi thép, dây quấn và dầu MBA

Nắp thùng MBA: dùng để đậy thùng máy biến áp, trên đó có các bộ phận: Sứ dây

quấn cao áp và hạ áp; bình dãn dầu; ống bảo hiểm v.v

0,25

3/3

3

(2,5đ)

1

95

2300

n n

đm

U U

U

10 [ ] 10.500

n nr

đm

P W U

S kVA

0,5

] sin

%

cos

%

.[

2  U nr  U nx 



2% 0,5.[1,66.0,8 3,78.0,6] 1,8%

U

0,5

3

0

0,5 500 10 0,8

0,5 500 10 0,8 2250 0,5 8220

m 2 2

S cos cos

đ



0,5

4

(4đ)

Tổn hao đồng ở roto:

2 3 2 2' ' 3 1 5 5, 112 5, ( )

cu

Tổn hao đồng ơ stator:

W P

P cu1300 cu2 300112,5187,5



0,25

Công suất điện từ:

W P

P P

P đt  1 cu1 fe 3200187,52002815,5

0,5

Hệ số trượt:

2

cu

đt P

sP 

04 , 0 5 , 2815

5 , 112





đt

cu

P

P s

0,5

Tốc độ từ trường quay

1

60 60 50

1500

f

p



0,25

Tốc độ động cơ

1

1 1 0 04 1500 1440

0,25 Moment điện từ

1

2815 5

9 55 9 55 17 9

1500

, , Pđt , , ( )

0,5

Công suất động cơ

2 1 cu fe co f, 3200 300 200 100 2600( )

Moment quay

2 2

2600

9 55 9 55 17 2

1440 , P , , ( )

n

0,5

Hiệu suất động cơ

2 1

2600

3200

P

0,5

Tp.HCM, ngày tháng năm 2014

BM Điện Công Nghiệp

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ THI MÔN: MÁY ĐIỆN 2 LỚP: CĐ Đ ĐT 12 ĐA, ĐB, ĐC

Mã đề thi: MĐ2-01 NGÀY THI: 18/12/2014 Thời gian: 90 phút

………

Câu 1 (1,5 điểm)

Phân loại máy phát DC theo kiểu kích từ (có vẽ hình) ?

Câu 2 (1,5 điểm)

Trình bày ưu điểm và nhược điểm của động cơ điện đồng bộ so với động cơ điện không đồng bộ?

Câu 3 (4 điểm)

Máy phát điện đồng bộ ba pha cực ẩn có Sđm = 15MVA; Uđm = 10,5kV; dây quấn stator đấu Y; cosđm = 0,8; số đôi cực p =1; điện trở dây quấn phần ứng rư = 0,035, điện kháng đồng bộ

xđb = 1; tổn hao kích từ pt = 2%Pđm; tổng tổn hao sắt, tổn hao cơ và tổn hao phụ p Fe,cơ,f = 2,4% Pđm; tần số 50 Hz Tính:

a) Tốc độ quay rôto, dòng điện định mức

b) Công suất tác dụng Pđm và công suất phản kháng Qđm của máy phát

c) Hiệu suất định mức của máy phát

d) Công suất tua bin quay máy phát

Câu 4 (3 điểm)

Động cơ một chiều kích từ độc lập Uđm= 220V; Pđm= 10kW; tốc độ nđm= 2250 (v/ph); hiệu suất 0,9

 ; điện trở phần ứng là 0,178 Tính :

a) Momen định mức, dòng điện định mức

b) Dòng mở máy trực tiếp

c) Điện trở mở máy cần mắc nối tiếp trên mạch phần ứng để giới hạn dòng mở máy sao cho dòng mở máy bằng 1,5 lần dòng điện định mức

d) Tính điện áp mở máy để dòng điện mở máy bằng 5 lần dòng điện định mức

BM Điện công nghiệp

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHŨ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐÁP ÁN

ĐỀ THI MÔN: MÁY ĐIỆN 2 LỚP: CĐ Đ ĐT 12 ĐA, ĐB, ĐC

Mã đề thi: MĐ2-01 NGÀY THI: 18/12/2014 Thời gian: 90 phút

1

(1,5đ)

Máy phát điện một chiều kích từ độc lập (Hình a)

Kích từ song song (Hình b)

Kích từ nối tiếp (Hình c)

Kích từ hỗn hợp (Hình d)

1,0

0,5

2

(1,5đ)

- Ưu điểm:

+ Động cơ điện đồng bộ do được kích thích bằng dòng điện một chiều nên có thể

làm việc với cos1, nghĩa không cần lấy công suất phản kháng từ lưới điện,

làm giảm được điện áp rơi và tổn hao công suất trên đường dây 0,25 + Động cơ điện đồng bộ ít chịu ảnh hưởng đối với sự thay đổi điện áp của lưới

điện do mô men của động cơ đồng bộ chỉ tỷ lệ với U trong khi mô men của động

cơ không đồng bộ tỷ lệ với U2

0,25

+ Hiệu suất của động cơ đồng bộ thường cao hơn 0,25

- Nhược điểm

+ Cấu tạo phức tạp, đòi hỏi phải có máy kích từ hoặc nguồn cung cấp dòng điện

một chiều khiến cho giá thành cao

0,25

+ Điều chỉnh tốc độ của động cơ đồng bộ chỉ có thể thực hiện bằng cách thay đổi

3

(4đ)

-Tốc độ quay rotor:

n = n1 =60 60.50 3000

1

f

p   (vg/ph)

0,25

-Dòng điện định mức:

6

15.10

824,8( )

3 3.10,5.10

dm m

dm

S

U

-Công suất tác dụng định mức Pđm:

Pđm = Sđm Cosdm= 15.106.0,8 = 12 (MW) 0,5 -Công suất phản kháng định mức:

Qđm = Sđm sindm= 15.106 1 0,8 2 9 (Mvar) 0,5

- Dây quấn stator đấu Y nên Ifđm = Idđm = 824,8 (A) 0,25

- Tổn hao đồng:

3 3.824,8 0, 035 71, 4 (k W)

cu fdm u

p I R

0,25

- Tổn hao kích từ:

2% 0, 02 240 k W)(

- Tổng tổn hao sắt, cơ và phụ:

 

, , 2, 4% = 0, 024 12 288





0,25

- Tổng tổn hao:

 

71, 4 240 288 600

-Công suất của tua bin quay máy phát:

 

1 đm 12 0, 6 12, 6

- Hiệu suất máy phát:

12

12 0, 6

dm

dm

P

0,5

4

(3đ) Mômen định mức của động cơ:

10 1000

2850

đm

đm

P

n



0,5

Dòng điện định mức của động cơ:

10 1000

50 5

220 0 9 , ( ) ,

đm đm đm

P

U 





0,5

Dòng mở máy trực tiếp của động cơ:

220

1236( ) 0,178

ñm mm

ö

U

R

0,5

Dòng điện mở máy khi sử dụng biến trở:



' ñm 1,5

U

0,5



220

2,9( ) 1,5 1,5 50,5

2,9 2,9 0,178 2,72( )

ñm

ñm

U

I

0,5

Dòng điện mở máy khi sử dụng giảm điện áp:

 

' ' '

5

50,5 5 0,178 45 ( )

ö

ñm ö

U

R

0,5

Tp.HCM, Ngày tháng năm 2014

BM Điện công nghiệp

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ THI MÔN : MÁY ĐIỆN 2 LỚP: CĐ Đ ĐT 12 ĐA, B, C

Mã đề thi: MĐ2-02 NGÀY THI: 10/01/2015 Thời gian: 90 phút

………

Câu 1 (1,5đ)

Phân loại máy phát DC theo kiểu kích từ (có vẽ hình) ?

Câu 2 (1,5đ)

Nêu các điều kiện để hòa đồng bộ giữa máy phát điện đồng bộ và lưới điện?

Câu 3 (4đ)

Hai máy phát điện đồng bộ làm việc song song cung cấp điện cho hai tải:

Tải 1: St1=10000 kVA , Cos1=0,65

Tải 2: St2=8000 kVA , Cos2=0,75

Máy phát thứ nhất phát ra P1=7000 kW, Q1=6500 kVar

Tính P2 , Q2 của máy phát hai và hệ số công suất mỗi máy phát

Câu 4 (3đ)

Cho một động cơ điện một chiều kích từ song song với các số liệu sau: Pđm = 10kW, Uđm= 200V,

Idm=54,5A, Iktđm =1,5A, Rư = 0,2Ω, nđm = 500v/p

Tính hiệu suất của động cơ khi tải định mức;

Tính sức điện động phần ứng khi tải định mức;

Tính tổng tổn hao đồng trong máy; moment định mức của động cơ

BM Điện công nghiệp

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHŨ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐÁP ÁN

ĐỀ THI MÔN: MÁY ĐIỆN 2 LỚP: CĐ Đ ĐT 12 ĐA, B, C

Mã đề thi: MĐ2-02 NGÀY THI: 10/01/2015 Thời gian: 90 phút

1

(1,5đ)

Máy phát điện một chiều kích từ độc lập (Hình a)

Kích từ song song (Hình b)

Kích từ nối tiếp (Hình c)

Kích từ hỗn hợp (Hình d)

1

0,5

2

(1,5đ)  Tần số của máy phát phải bằng tần số lưới điện. 0,5

 Điện áp của máy phát phải bằng điện áp của lưới điện, và trùng pha nhau 0,5

 Thứ tự pha của máy phát phải cùng thứ tự pha của lưới điện 0,5

3

(4đ)

Tải 1:

Công suất tác dụng:

1 1cos 1 10000 0 65, 6500( W)

Công suất phản kháng:

10000 0 76 7600

0 76

sin sin( cos ) ,

Q S

ar



0,5

Tải 2:

Công suất tác dụng:

2 2cos 2 8000 0 75, 6000( )

0,5

Công suất phản kháng:

8000 0 66 5280

0 66

sin sin( cos ) ,

Q S

ar



Công suất tác dụng của máy phát thứ hai:

2 t1 t2 1 6500 6000 7000 5500 (kW)

0,5

Công suất phản kháng của máy phát thứ hai:

2 t1 t2 1 7600 5280 6500 6380 (kVar)

0,5

Hệ số công suất:

Máy phát 1:

73 , 0 6500 7000

7000 cos

2 2

2 1 2 1

1









Q P

P



0,5

Máy phát 2:

65 , 0 6380 5500

5500 cos

2 2

2 2 2 2

2









Q P

P

4

(3đ)

Công suất điện của động cơ

1 đm đm 200 54 5 10900, (W)

0,5 Hiệu suất

2 1

10000

10900

P

0,5

Dòng điện phần ứng

A I

I

I u  đm ktđt 54,51,553

0,5

Sức điện động phần ứng

V R

I U

E u   u u 200530,2189,4

0,5

Tổn hao đồng trong máy

2

1011 8, ( )

cu u u kt

0,5

Moment định mức

10000

500

dm

dm

P

n

0,5

Tp HCM, ngày tháng năm 2014

BM Điện công nghiệp