Động cơ không đồng bộ 3 pha rotor dây quấn, nối Y, 380V, 400Hp, bốn cực, 50Hz, khi làm việc ở điều kiện định mức (với các biến trở phụ được nối tắt) có độ trượt là s=0.0159. Các thông số của động cơ (quy về stator, đơn vị ohm): R1=0.00536; R’2=0.00613; Rc=7.66; X1=0.0383; X’2=0.0383; Xm=0.5743 (trong mạch tương đương Rc mắc song song với Xm). a. Cho biết số cực của dây quấn rotor. (0.5đ) b. Tần số dòng điện trong dây quấn rotor (điều kiện định mức). (0.5đ) c. Moment tải định mức. (0.5đ) d. Độ trượt ứng với moment cực đại. (0.5đ) e. Tốc độ của động cơ khi moment điện từ giảm 1⁄2 so với trường hợp định mức. (1.5đ) f. Trong trường hợp câu e. Hãy tính giá trị của biến trở pha (nối vào rotor thông qua vành trượt) cần thiết để động cơ làm việc ở tốc độ định mức. Biết tỉ số (vòng dây statorvòng
Trang 1ĐỀ THI GIỮA KỲ, HỌC KỲ 2, 2011-2012
MÔN THI MÁY ĐIỆN Thời gian: 65 phút
Sinh viên chỉ được sử dụng 1 tờ giấy A4 tài liệu viết tay
Câu 1 Động cơ không đồng bộ 3 pha rotor dây quấn, nối Y, 380V, 400Hp, bốn cực, 50Hz, khi
làm việc ở điều kiện định mức (với các biến trở phụ được nối tắt) có độ trượt là s=0.0159 Các thông số của động cơ (quy về stator, đơn vị ohm):
R 1 =0.00536; R’ 2 =0.00613; R c =7.66; X 1 =0.0383; X’ 2 =0.0383; X m =0.5743 (trong mạch tương đương R c mắc song song với X m )
a Cho biết số cực của dây quấn rotor (0.5đ)
b Tần số dòng điện trong dây quấn rotor (điều kiện định mức) (0.5đ)
c Moment tải định mức (0.5đ)
d Độ trượt ứng với moment cực đại (0.5đ)
e Tốc độ của động cơ khi moment điện từ giảm ½ so với trường hợp định mức (1.5đ)
f Trong trường hợp câu e Hãy tính giá trị của biến trở pha (nối vào rotor thông qua vành trượt) cần thiết để động cơ làm việc ở tốc độ định mức Biết tỉ số (vòng dây stator/vòng dây
rotor) k là 2 (bỏ qua sự ảnh hưởng của dây quấn phân bố rải) (1.5đ)
Chú ý: sinh viên có thể dùng công thức Klauss:
ax
2
dt
th m
th
M
s s M
=+
để giải câu e,f
Câu 2 Cho một máy biến áp 3 pha với các số liệu sau: Sđm =20kVA, U 1 /U 2 = 6/0.4 kV,
P n =0.6kW, điện áp ngắn mạch phần trăm U n %=5.5%, nối Y/Y Tính:
a Tính điện áp ngắn mạch (U n (V)), tổng trở ngắn mạch (Z n ), điện trở ngắn mạch (R n ), điện điện kháng ngắn mạch (X n ), hệ số công suất ngắn mạch cosϕ n , Các thành phần điện áp ngắn mạch U nr (V), U nx(V) (ngắn mạch phía hạ áp) (2 đ)
b Độ biến thiên điện áp phần trăm khi hệ số tải là 0.75, hệ số công suất tải cosϕ 2 =0.8 (trong hai trường hợp sớm pha và trễ pha) Chứng minh công thức độ biến thiên điện áp
phần trăm mà sinh viên sử dụng (2đ)
c Biết P =0.18kW, tính hiệu suất của máy biến áp ở các tải nói trên (1đ)
Trang 2ĐỀ THI GIỮA HỌC KỲ 2, NĂM HỌC 2013-2014
MÔN THI: MÁY ĐIỆN
Sinh viên chỉ được sử dụng tài liệu là một tờ A4 viết tay
Thời gian: 65 phút
Câu 1 Máy biến áp
Cho một máy biến áp ba pha được thiết kế theo quyết định số 1094EVN/ĐL2.4, có tổ đấu dây
∆/Y 0 -11, cấp điện áp 22/0.4kV, công suất biểu kiến định mức 100kVA Các thí nghiệm không tải và ngắn mạch đều được đo đạc phía cao áp có các thông số sau:
- Thử nghiệm không tải:
o Tổn hao không tải: P0=205W
o Dòng điện không tải phần trăm: i0%=2%
đó tính hiệu suất của máy biến áp trên (2 điểm)
Gợi ý: Sinh viên được phép dùng công thức gần đúng bên dưới (với β là hệ số tải)
Câu 2 Máy điện không đồng bộ
Cho một động cơ không đồng bộ 3 pha 275kW, 600V, sáu cực, 50Hz, tốc độ định mức 966 vòng/phút, có các thông số sau (tính bằng Ohms/pha, đã quy đổi về stator, có sơ đồ tương đương
1 pha như Hình 1a)):
R1 = 0,0139, R’2 = 0,036, X1 = 0,129, X’2 = 0,125, Xm = 4,33, bỏ qua tổn hao sắt từ.
Hi nh 1 a) Sơ đồ tương đương 1 pha của Động cơ không đồng bộ; b) Sơ đồ thay thế Thevenin
của Động cơ không đồng bộ a) Xác định tần số dòng điện trong rotor, và giá trị dòng điện chạy trong dây quấn stator khi động cơ vận hành ở chế độ định mức (1 điểm)
Sử dụng động cơ trên để kéo một máy bơm nước, cánh quạt và hệ truyền động được thiết
kế sao cho ở mọi trạng thái hoạt động (kể cả trạng thái định mức) công suất tỉ lệ bậc 3 với tốc
độ (P2=αn 3 ), cho tổn hao do ma sát và quạt gió cũng tỉ lệ bậc 3 với tốc độ (Pmq=βn 3 )
b) Tính các thông số của mạch tương đương một pha như Hình 1b) (thay thế Thevenin nhìn
từ hai điểm AB) (1 điểm)
c) Xác định công suất điện từ truyền từ stator vào rotor của động cơ khi động cơ vận hành ở chế độ định mức và các hệ số α, β (1,5 điểm)
d) Thay đổi điện áp đặt vào động cơ (giữ nguyên tần số 50Hz) sao cho động cơ làm việc ở moment điện từ cực đại (độ trượt đạt giá trị tới hạn) khi kéo tải bơm nước như trên Tính giá trị điện áp đặt vào động cơ (1.5 điểm)
Trang 3ĐỀ THI HỌC KỲ 2, NĂM HỌC 2011-2012
MÔN THI: MÁY ĐIỆN
Sinh viên chỉ được sử dụng tài liệu là một tờ giấy A4 viết tay
Thời gian: 110 phút
Sinh viên chọn 3 trong 4 câu được cho bên dưới Đề thi gồm 02 trang
Câu 1: Máy biến áp
Tài liệu kỹ thuật của một máy biến áp ba pha 100KVA, 22/0.4KV, nối Y/∆, cho thấy tổn hao không tải là 230W, dòng điện không tải là 2%, tổn hao ngắn mạch là 1320W và điện
áp ngắn mạch 4%, ứng với các điều kiện thí nghiệm chuẩn
a) Dựa vào các số liệu đã cho, xác định sơ đồ tương đương gần đúng 1 pha của máy biến áp, với các tham số quy đổi về phía cao áp (1.5 điểm) b) Từ đó xác định độ ổn định điện áp của máy khi cấp cho tải 60kW ở hệ số công suất 0.8 trễ và sớm (hai trường hợp), với điện áp ngõ ra bằng giá trị định mức (1.5 điểm) c) Xác định điều kiện tải đối với tải thuần trở để hiệu suất của máy đạt cực đại, và tính
Câu 2 Máy điện không đồng bộ
Động cơ không đồng bộ rotor dây quấn, 40kW, 440V, sáu cực, 60Hz, có tốc độ định mức là 1164V/phút ở tải định mức khi các vành trượt được nối ngắn mạch Bội số moment cực đại max
dm
M M
là 3 Điện trở dây quấn rotor là 0.1(Ohm/pha), rotor nối Y Bỏ qua các tổn hao quay, tổn hao phụ và điện trở dây quấn stator
b) Tốc độ của động cơ khi tải có moment cực đại (1 điểm) c) Tính điện trở cần nối tiếp với mạch rotor để moment mở máy có giá trị cực đại
Bây giờ động cơ được vận hành với lưới điện 50Hz có điện áp lưới được điều chỉnh thích hợp sao cho từ thông trong khe hở không khí vẫn có giá trị giống như khi vận hành với lưới 60Hz
Câu 3: Máy điện đồng bộ
Cho một máy điện đồng bộ ba pha 225MVA, 15kV, nối Y, 50Hz, hai cực, có các số liệu thí nghiệm:
Dòng kích từ Dòng ngắn mạch Điện áp không tải Điện áp khe hở
Trang 4b) Tính sức điện động, góc tải? (1 điểm)
c) Với dòng kích từ như ở câu b: Tính công suất tác dụng cực đại mà máy phát có thể cấp
cho lưới mà chưa mất đồng bộ? Tính moment cơ cực đại khi đó? (1 điểm)
d) Để cho máy phát chạy ở chế độ bù công suất phản kháng, cần điều chỉnh dòng kích từ
sao cho dòng điện phần ứng bằng định mức , hệ số công suất bằng 0, chậm pha Khi đó,
Câu 4 Máy điện một chiều
Một máy phát DC kích từ song song có sức điện động cảm ứng trên cuộn phần ứng E a
khi đang chạy ở vận tốc 1200 rpm được xấp xỉ như sau:
f
f a
I
I E
+
+
=3
30250
, I f là dòng kích từ Điện trở phần ứng 1 Ω
a/ Tính điện áp đầu cực và dòng phần ứng của máy phát biết máy đang vận hành ở
vận tốc 1300 rpm(vòng/phút), điện trở nhánh kích từ song song 25 Ω, dòng đầu cực
b/ Tính hiệu suất của máy phát trong câu trên? (1 điểm)
c/ Nếu xem xét phản ứng phần ứng, điện áp đầu cực trong câu trên sẽ tăng hay giảm,
-HẾT -
Chú ý: Trong trường hợp đã giải 4 câu đề nghị sinh viên chỉ rõ câu mà sinh viên cần bỏ
Ngược lại bài thi sẽ được tính điểm 3 câu theo trình tự giải bài từ trên xuống cuối bài
Trang 5ĐỀ THI HỌC KỲ 2, NĂM HỌC 2011-2012
MÔN THI: MÁY ĐIỆN
Sinh viên chỉ được sử dụng tài liệu là một tờ giấy A4 viết tay
Thời gian: 110 phút
Sinh viên chọn 3 trong 4 câu được cho bên dưới Đề thi gồm 02 trang
Câu 1: Máy biến áp
Tài liệu kỹ thuật của một máy biến áp ba pha 100KVA, 22/0.4KV, nối Y/∆, cho thấy tổn hao không tải là 230W, dòng điện không tải là 2%, tổn hao ngắn mạch là 1320W và điện áp ngắn mạch 4%, ứng với các điều kiện thí nghiệm chuẩn
a) Dựa vào các số liệu đã cho, xác định sơ đồ tương đương gần đúng 1 pha của máy biến áp, với các tham số quy đổi về phía cao áp (1.5 điểm) b) Từ đó xác định độ ổn định điện áp của máy khi cấp cho tải 60kW ở hệ số công suất 0.8 trễ và sớm (hai trường hợp), với điện áp ngõ ra bằng giá trị định mức (1.5 điểm) c) Xác định điều kiện tải đối với tải thuần trở để hiệu suất của máy đạt cực đại, và tính
Câu 2 Máy điện không đồng bộ
Động cơ không đồng bộ rotor dây quấn, 40kW, 440V, sáu cực, 60Hz, có tốc độ định mức là 1164V/phút ở tải định mức khi các vành trượt được nối ngắn mạch Bội số moment cực đại max
dm
M M
là 3 Điện trở dây quấn rotor là 0.1(Ohm/pha), rotor nối Y Bỏ qua các tổn hao quay, tổn hao phụ và điện trở dây quấn stator
c) Tính điện trở cần nối tiếp với mạch rotor để moment mở máy có giá trị cực đại
Bây giờ động cơ được vận hành với lưới điện 50Hz có điện áp lưới được điều chỉnh thích hợp sao cho từ thông trong khe hở không khí vẫn có giá trị giống như khi vận hành với lưới 60Hz
Câu 3: Máy điện đồng bộ
Cho một máy điện đồng bộ ba pha 225MVA, 15kV, nối Y, 50Hz, hai cực, có các số liệu thí nghiệm:
Dòng kích từ Dòng ngắn mạch Điện áp không tải Điện áp khe hở
Trang 6b) Tính sức điện động, góc tải? (1 điểm)
c) Với dòng kích từ như ở câu b: Tính công suất tác dụng cực đại mà máy phát có thể cấp
cho lưới mà chưa mất đồng bộ? Tính moment cơ cực đại khi đó? (1 điểm)
d) Để cho máy phát chạy ở chế độ bù công suất phản kháng, cần điều chỉnh dòng kích từ
sao cho dòng điện phần ứng bằng định mức , hệ số công suất bằng 0, chậm pha Khi đó,
Câu 4 Máy điện một chiều
Một máy phát DC kích từ song song có sức điện động cảm ứng trên cuộn phần ứng E a
khi đang chạy ở vận tốc 1200 rpm được xấp xỉ như sau:
f
f a
I
I E
, I f là dòng
kích từ Điện trở phần ứng 1 Ω
a/ Tính điện áp đầu cực và dòng phần ứng của máy phát biết máy đang vận hành ở
vận tốc 1300 rpm(vòng/phút), điện trở nhánh kích từ song song 25 Ω, dòng đầu cực
c/ Nếu xem xét phản ứng phần ứng, điện áp đầu cực trong câu trên sẽ tăng hay giảm,
-HẾT -
Chú ý: Trong trường hợp đã giải 4 câu đề nghị sinh viên chỉ rõ câu mà sinh viên cần bỏ
Ngược lại bài thi sẽ được tính điểm 3 câu theo trình tự giải bài từ trên xuống cuối bài
Trang 7ĐỀ THI HỌC KỲ 2, NĂM HỌC 2012-2013
MÔN THI: MÁY ĐIỆN
Sinh viên chỉ được sử dụng tài liệu là một tờ giấy A4 viết tay
Thời gian: 105 phút Sinh viên chn 3 trong 4 câu được cho bên dưới Đề thi gồm 02 trang
Câu 1: Máy biến áp
Cho một máy biến áp ba pha Y/Y, có công suất biểu kiến định mức 180kVA, điện
áp định mức phía sơ cấp là 6kV, điện áp định mức phía thứ cấp là 0.4kV
- Thử nghiệm không tải khi cấp điện áp bằng điện áp định mức vào phía cao áp, sau đó tiến hành đo đạc thu được các số liệu sau: dòng điện không tải phần trăm
là 6.4; tổn hao không tải là 1kW
- Thử nghiệm ngắn mạch bằng cách ngắn mạch phía hạ áp, điều chỉnh điện áp sao cho dòng điện đo được bằng dòng điện định mức Điện áp lúc này đo được bằng 5.5% điện áp định mức, công suất đo bên phía cao áp là 4kW
- Giả sử rằng khi quy về sơ cấp thì điện trở và điện kháng của phía sơ cấp và thứ cấp bằng nhau (r1=r’2, x1=x’2)
a) Tính các thông số và vẽ mạch tương đương một pha của máy biến áp quy về sơ
Câu 2 Máy điện không đồng bộ
Cho động cơ không đồng bộ ba pha, 4 cực, nối Y, 380 V, 50Hz, 1395 vòng/phút Thông số động cơ (đã quy về stator) như sau: Rs=3,0Ω, Xls=4,1Ω; R’r=3,2Ω, X’lr=4,1Ω; Xm=66Ω song song với Rc=2000Ω (sử dụng mạch tương đương chính xác) Tổn hao cơ là 60W Động cơ được cấp nguồn ba pha 380V, 50Hz
a) Ở chế độ định mức, tính dòng điện làm việc, moment điện từ, và công suất tổn hao trên động cơ? Để đạt hệ số công suất đơn vị, tính dung lượng tụ bù (VAr)
b) Khi động cơ bị kẹt tải, không quay được: tính dòng điện, moment, và công suất tổn hao trên động cơ? So sánh và nhận xét với chế độ định mức? (1đ) c) Khi động cơ bị quá tải (ngắn hạn), tính moment điện từ lớn nhất mà động cơ có thể kéo tải? Khi đó, tính độ trượt, tốc độ, và công suất điện từ của động cơ?
(1đ)
Trang 8d) Khi động cơ kéo tải với moment điện từ bằng 75% định mức: tính độ trượt theo công thức Klauss
ax
2dt
th m
th
M
ssM
=+
? Tính tốc độ và dòng điện của động cơ? Tính
công suất phản kháng cấp cho động cơ, nhận xét dung lượng tụ bù như ở câu
Câu 3: Máy điện đồng bộ
Một máy phát đồng bộ 3 pha, 6 cực, nối Y, 10 kVA, 220 V, 60 Hz, cảm kháng đồng
bộ Xs = 3 Ω/pha, bỏ qua điện trở phần ứng Ra Đặc tính không tải của điện áp pha tại vận tốc 1000 rpm được trình bày trong bảng bên dưới
c/ Máy phát trên vận hành như động cơ, xác định góc tải và dòng kích từ để có hệ
Câu 4 Máy điện một chiều
Động cơ DC kích từ song song hoạt động ở điện áp 230V có điện trở mạch phần ứng là 0,2Ω và điện trở cuộn dây quấn kích từ 230Ω
Đường cong từ hóa khi làm việc như máy phát không tải ở tốc độ 1600 vũng/phút:
Bỏ qua ảnh hưởng của phản ứng phần ứng
b/ Khi dũng phần ứng là 50A và mạch kích từ không đổi, tính tốc độ của động cơ?
(1đ) c/ Tính điện trở phụ thêm vào nối tiếp với cuộn kích từ để tốc độ động cơ là 1650
-HẾT - Chú ý: Trong trường hợp đã giải 4 câu đề nghị sinh viên chỉ rõ câu mà sinh viên cần bỏ Ngược lại bài thi sẽ được tính điểm 3 câu theo trình tự giải bài từ trên xuống cuối bài
Trang 9ĐỀ KIỂM TRA GIỮA HỌC KỲ 2, NĂM HỌC 2011-2012
MÔN THI: MÁY ĐIỆN Thời gian: 70 phút
Sinh viên chỉ được sử dụng tài liệu là một tờ giấy A4 viết tay
Câu 1: Cho một máy biến áp ba pha có các thông số như sau: 750kVA, 15kV/0,4kV, nối
Y/Y, tổn hao không tải 1,15kW, dòng điện không tải 1,5%, tổn hao ngắn mạch 10,15kW, điện áp ngắn mạch phần trăm 5,5% Máy biến áp cấp điện cho tải có
hệ số công suất là 0,9 trễ pha
a) Tính các thông số của mạch tương đương (quy về sơ cấp) của máy biến áp? (1đ)
b) Tính hệ số tải để máy biến áp đạt hiệu suất cực đại? Tính hiệu suất cực đại? (1đ)
c) Khi máy biến áp vận hành với hệ số tải 0,8, tính hiệu suất, công suất tổn hao trên máy biến áp, độ biến thiên điện áp phần trăm, và điện áp dây cấp cho tải? (2đ)
Câu 2: Cho động cơ không đồng bộ ba pha, rotor dây quấn, 4 cực, cuộc dây stator nối Y,
220V, 50Hz, 1400 vòng/phút Biết tổn hao cơ là 200W
_ Thí nghiệm không tải ở điện áp định mức, đo được dòng điện dây là 3A và công suất vào là 600W
_ Thí nghiệm ngắn mạch ở tần số 50Hz với điện áp dây 35V, đo được dòng điện dây là 15A và công suất vào là 720W
a) Tính các thông số của mạch tương đương R’r, Xs, X’r, Rc, Xm? Biết Rc//Xm, điện trở
b) Khi động cơ trên đang vận hành ở chế độ định mức, tính dòng điện stator, hệ số công suất, moment điện từ, công suất cấp cho tải và hiệu suất của động cơ? (2,5đ)
c) Khi khởi động động cơ trên với điện áp định mức: tính dòng điện khởi động và moment
-HẾT -
Trang 12TEXT = sprintf( 'a) Rr = %f' , Rr); disp(TEXT)
TEXT = sprintf( 'a) Xr = %f' , Xr); disp(TEXT)
TEXT = sprintf( 'a) Rc = %f' , Rc); disp(TEXT)
TEXT = sprintf( 'a) Xm = %f' , Xm); disp(TEXT)
Trang 13TEXT = sprintf( 'b) Is = %f' , Is_RMS); disp(TEXT) TEXT = sprintf( 'b) cosphi = %f' , cosphi); disp(TEXT) TEXT = sprintf( 'b) Te = %f' , Te); disp(TEXT)
TEXT = sprintf( 'b) Pout = %f' , Pout); disp(TEXT) TEXT = sprintf( 'b) Eff = %f' , Eff); disp(TEXT)
TEXT = sprintf( 'c) Is_st = %f' , Is_st_RMS); disp(TEXT) TEXT = sprintf( 'c) Te_st = %f' , Te_st); disp(TEXT)
Trang 14ĐỀ THI HỌC KỲ 2, NĂM HỌC 2011-2012 LỚP BT09DT1
MÔN THI: MÁY ĐIỆN Thời gian: 105 phút
Sinh viên được sử dụng tài liệu
Câu 1: Cho một máy biến áp ba pha có các thông số như sau: 560kVA, 15kV/0,4kV, nối
Y/Y, tổn hao không tải 1,02kW, dòng điện không tải 2%, tổn hao ngắn mạch
6,04kW, điện áp ngắn mạch là 4,5%
a) Tính các thông số của mạch tương đương (quy về sơ cấp) của máy biến áp? (1đ)
b) Tính hiệu suất cực đại khi máy biến áp cấp điện cho tải thuần trở? (0,5đ)
c) Khi máy biến áp cấp điện cho tải cảm 400kVA, có hệ số công suất 0,85 trễ pha Tính
hệ số tải, hiệu suất, độ biến thiên điện áp phần trăm, và điện áp pha cấp cho tải? (1đ)
Câu 2: Cho động cơ không đồng bộ ba pha, 4 cực, cuộn dây stator nối Y, thông số định
mức 440V, 50Hz, 1455 vòng/phút Động cơ có các thông số mạch tương đương
gần đúng là: Rs=0,075 Ω, R’r=0,065 Ω, Xs=0,17 Ω, X’r=0,18 Ω, Xm=7,5Ω song
song với Rc=175Ω Biết tổn hao cơ là 1kW
a) Khi động cơ vận hành ở định mức: tính dòng điện stator, hệ số công suất, moment điện
b) Tính dòng điện khởi động và moment khởi động của động cơ trên? (1đ)
Câu 3: Cho một máy phát điện đồng bộ ba pha 2 cực, nối Y, 15kV, 50Hz, 225 MVA,
điện kháng đồng bộ 2,22 Ω Khi máy phát hòa lưới 15kV, cung cấp cho lưới
200MW với hệ số công suất là 0.9 chậm pha Bỏ qua các tổn hao
b) Với dòng kích từ không đổi như ở câu a, tính công suất tác dụng và công suất phản
kháng lớn nhất có thể cấp cho lưới mà máy phát chưa mất đồng bộ? Tính moment kéo
Câu 4: Một động cơ một chiều kích từ song song có các thông số định mức: 300V, 10A,
2000 vòng/phút, điện trở phần ứng 2 Ω, điện trở kích từ 600 Ω Biết tổn hao cơ là
150W Bỏ qua các tổn hao phụ và tổn hao trên mạch từ
a) Khi động cơ vận hành ở định mức, tính công suất, moment cấp cho tải, và hiệu suất của
b) Khi động cơ được cấp dòng điện 5A, tính tốc độ và moment điện từ của động cơ? (1đ)
-HẾT -