Bài tập lớn môn cơ sở truyền động điện

Bài tập lớn môn Cơ sở truyền động điện cung cấp cho các bạn những câu hỏi bài tập về truyền động điện động cơ điện 1 chiều, truyền động điện động cơ điện không đồng bộ, điều chỉnh tốc độ động cơ,... Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn chuyên ngành Điện Điện tử.

[ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập Bài tập lớn môn: Cơ sở truyền động điện CHƢƠNG 2: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHIỀU Bài 6: - Đặc tính tự nhiên Ta có : Ru  0.5(1   dm )  dm   ndm = 9,55 U dm =0,5 (1-0,87) 220/ 130,4 =0,109 Ω I dm =293,19 rad/s; (k ) =4,52 Ru ; 0  U dm = K dm K dm  U dm  I dmRu dm = =313,39 rad/s; =0,702; M dm  Pdm dm = =85,27 Nm -U1 = 50 0  U k I nm  = U = Ru =71 rad/s; =458,71 A;  (k ) =4,52 Ru M nm  kI nm =322 Nm -U2 = 100 0  U I nm  k = U = Ru =142,45 rad/s; =917 A; (k )  =4,52 Ru M nm  kI nm =643,7 Nm -r1=1 Ω 0  U dm = K dm I nm  U =198,38 A; Ru  r1 -r2=2 Ω =313 rad/s;  (k ) =0,44 Ru  r1 M nm  kI nm =1339,26 Nm [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập U   dm = K dm =313 rad/s;  (k ) =0,23 Ru  r2 [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập U =104 A; Ru  r2 I nm  M nm  kI nm = 73Nm -1 = 0,75đm 0  U k = U =2018 A; Ru I nm   = 415rad/s; (k ) =2,57 Ru M nm  kI nm =1069 Nm -1 = 0,9đm 0  U k = =349 rad/s; U = 2018 A; Ru I nm  (k )  =3,64 Ru M nm  kI nm = 1271 Nm Bài RU = (1 – Pdm/ Udm Idm ) Udm/Idm =0,26 => Idm=31 A ndm = 9,55 =230 rad/s; U dm = K dm = 239 rad/s;  dm  0  K dm  U dm  I dmRu M dm  dm Pdm dm = = =28 Nm ; -r1=1,26 Ω 0  U dm = K dm I nm  U = 145 A; Ru  r1 = 239rad/s;  (k ) =0,6 Ru  r1 M nm  kI nm =133 Nm =0,92  (k ) =3,3 Ru [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập Bài  dm  0  ndm = 9,55 U dm = K dm U dm  I dmRu  dm dm 1  = 40rad/s;    / 1  K dm  = 73,3 rad/s; = U dm =150 rad/s, K =0,27 dm = Bài Theo đề ta có : dm  M dm  n 1000   105 rad / s 9,55 9,55 Pdm 16.10   152,87 ( N.m) dm 105 Suy : M c  0,6M dm  0,6.152,87  91,76 ( N.m) Phươnh trình đặc tính điện động cơ:  U dm R u  R uf  I dm K dm K dm  U dm Ru  I dm K dm K dm suy ra: K dm  U dm  R u I dm 220  70.0,28   1.91 (T) dm 105 Vậy tốc độ động Rưf=0,52   U dm R u  R uf 220 0,28  0,52  Mc   91,76  91,72 rad / s K dm (K dm ) 1,91 1,912 Suy ra: n  9,55.  9,55.91,76  876 v / ph =5,5 [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập Bài 11 Ta có: dm  R u  (1  Pdm U 2,2 10 110 ) dm  (1  )  0,94  U dm I dm I dm 110.25,6 25,6 K  K dm  o  n dm 1430   149,75 rad / s 9,55 9,55 U dm  R u I dm 110  0,94.25,6   0,574 (T) dm 149,75 U dm 110   191,6 rad / s K 0,574 Và ta có: dmNT  M đm  Pđm đm  U dm  I dm (R u  R uf ) 110  25,6(0,94  0,78)   115 rad / s K 0,574 2,2.103  14,6 N / m ; 149,75 M đm  Pđm đmNT  2,2.103  19,13N / m 115 -Đặc tính tự nhiên : điểm thứ : M=0 , =0 điểm thứ hai : M=Mdm , =dm -Đặc tính nhân tạo: : điểm thứ : M=0 , =0 điểm thứ hai : M=Mdmnt , =dmnt [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập Bài 15 I=0,5Idm  dm  ndm = 9,55 K dm   =61,3 rad/s U dm  I dmRu dm = =3,3 U dm  0,5I dm Ru = K dm =64,2 rad/s n=9,55. =613 rpm -Rf =1,2  U dm  I dm ( Ru  R f ) K dm = =33 rad/s n=9,55. =315 rpm Bài 16 Rm  m U dm = I2 =1,7 lg(Rm/Ru) =4 lg( I / I1) R1=Ru.(I2/I1) = 0,29 Ω ;  r1=R1 –Ru=0,11 Ω R2=R1.(I2/I1) =0,5 Ω ;  r2=R2 –Ru=0,33 Ω [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ôn tập R3=R2.(I2/I1) =0,86 Ω ;  r3=R1 –Ru=0,69 Ω R4=R3.(I2/I1) =1,47 Ω ;  r3=R1 –Ru=1,3 Ω Bài 17 ndm = 9,55  dm  K dm  =147 rad/s; U dm  I dmRu dm = M dm  =1,4; 0,6M dm ( Ru  R f ) U  =100 K dm ( K dm ) 1  Rf =3,05 Ω Bài 18  dm  ndm = 9,55 =293,19 rad/s; Bài 19 RU = (1 – Pdm/ Udm Idm ) Udm/Idm=0,17  dm  ndm = 9,55 K dm  I hbd  =60 rad/s; U dm  I dm Ru dm  Ehbd Ru  Rh  =  K dm  dm Ru  Rh Rh=0,32 Ω C, 1 = 1/3.đm  U dm  I dm Ru K dm / =189 rad/s =3; =2Idm Pdm dm = =54 Nm [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập n=9,55 =1805 rpm Bài 20 ndm = 9,55  dm  Pdm M dm   dm = =147 rad/s; K dm  U dm  I dmRu dm = =1,4; =54 Nm U u Ru  Rh  M K ( K ) dm.0,6 =100 Rh=15 Ω Bài 21 RU = (1 – Pdm/ Udm Idm ) Udm/Idm=2,9 ndm = 9,55  dm   =105 rad/s; K dm  U dm  I dmRu dm = =1,3 n 9,55  =-84 rad/s U u Ru  Rh  M = -84 K ( K ) Rh=7,7 Ω Chƣơng TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Bài 30 M 3U 2f (r2,  r , s ) r2,  rs 0 s[(r1  )  ( x1  x2, ) s  Pdm= ,  = 3.220 (0,24  1,2) 0,24  1,2 0 s[(0,2  )  (0,39  0,46) s 3.220 (0,24  1,2) 0,24  1,2 s[(0,2  )  (0,39  0,46) s   [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ôn tập 22,5.103 =  s[(0,2  3.220 (0,24  1,2) 0,24  1,2 s[(0,2  )  (0,39  0,46) s  0,24  1,2 )  (0,39  0,46) =9,29 s  Vậy s=0,24 n1= =1500 rpm  n=n1- s.n1 =1140 rpm s= Bài 31 M 3U 2f r2, 3.220 2.0,24 = , 0,24  1,2 r2,  rs , )  (0,39  0,75  0,46) 0 s[(r1  )  ( x1  x  x2 )  0 s[(0,2  s s 3.220 2.0,24  Pdm= 0,24  1,2 s[(0,2  )  (0,39  0,75  0,46) s 3.220 2.0,24 22,5.103 = s[(0,2   s[(0,2  0,24 )  (0,39  0,75  0,46) s 0,24 )  (0,39  0,75  0,46) =1,5488 s  Vậy +s=0,5 n1= s=  =1500 rpm  n=n1- s.n1 =750 rpm   Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] +s=0,04 s=  n=n1- s.n1 =1440 rpm CHƢƠNG 4: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ Bài 49 Một động kích từ độc lập có thơng số sau : Pđm = 29KW, Uđm = 440V, Iđm = 76A, nđm = 1000rpm Hãy xác định Moment cho phép động phụ tải dài hạn với điều kiện làm việc Ic = Iđm tốc độ quay động 1,5 nđm Giải: -chỉ có phương pháp giảm  tốc độ động tăng lên = 1,5nđm nđm 1000 Pđm 29000 -ωđm = 9.55 = 9.55 =104.7 rad/s Mđm=ωđm = =277 Nmn 104.7 Pđm Uđm 1 29000 440 -Rư = (1-Uđm*Iđm )* Iđm = (1)* =0.384 Ω 2 440*76 76 Uđm-Iđm*Ru 440  76*0.384 -KEϕđm = = =0.41 v/phút ωđm 104.7 -Khi nđc= 1.5nđm : KEϕđm = KE đm = 0.27 v/phút 1.5 -Moment động sinh thì: Mđc= KEϕđc*Iđm -Ta lấy : KE đc 9.55KE đc Mđc KE đc = →Mđc = *Mđm = *Mđm KE  đm KE  đm Mđm 9.55KE đm [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập CHƢƠNG 6: CHỌN CƠNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN Bài 58 Cho đồ thị phụ tải tĩnh máy sản xuất có tham số sau : t (s) 25 12 40 40 15 Mc(Nm) 55 100 50 80 140 70 - Hệ thống yêu cầu tốc độ 1800V/phút - Động để kéo hệ thống có : Pđm = 13kW, nđm = 1000rpm, m = 2,2 - Hãy kiểm tra tính hợp lý động Giải : [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập n  Mi2ti Mdt= =74Nm n  ti Công suất phụ tải yêu cầu: Pdt  n* Mdt 1800 * 74   13.94 KW 9.55 9.55 Moment định mức động : Mdm  9.55*13000  77 Nm 1600 Ta thấy : Mdm > Mdt Vậy điều kiên phát nóng động thỏa mãn Kiểm tra điều kiện tải :  m * Mdm  2.2* 77 =169.4 Nm Từ đồ thị ta Mmax = 140Nm  m * Mdm > Mmax → thỏa mãn Bài 59 Cho đồ thị phụ tải tĩnh máy sản xuất có tham số sau : t (s) 20 10 40 40 20 Mc(Nm) 50 100 50 80 120 50 [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ôn tập Tốc độ yêu cầu máy sản xuất nyc = 1450vòng/phút Động kéo máy sản xuất có : Pđm = 13kW, nđm = 1450rpm, bội số tải Mmax/Mđm = 2,2 Hãy kiểm nghiệm xem động kéo máy sản xuất hay không? Giải : n  Mdt = Mi2ti = 68 Nm n  ti Công suất phụ tải yêu cầu: Pdt  n* Mdt 1450 * 68   10.32 KW 9.55 9.55 Moment định mức động : 9.55*13000 Mdm   85.6 Nm 1450 Ta thấy : Mdm > Mdt Vậy điều kiên phát nóng động thỏa mãn Kiểm tra điều kiện tải :  m * Mdm  2.2* 85.6 = 188.32 Nm Từ đồ thị ta Mmax = 120Nm  m * Mdm > Mmax → thỏa mãn Vậy động kéo máy [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ôn tập Bài 60: - Cho đồ thị phụ tải sau : t (s) 50 70 90 25 50 73 40 Mc(Nm) 230 200 30 230 0 - Có tốc độ yêu cầu nyc = 720V/phút - Động kéo máy có thơng số : Pđm = 11kW, nđm = 720rpm, Uđm = 220V/380V, đc = 60% đấu - Hãy kiểm tra công suất động Giải n  Mi2ti Mdt = = 137 Nm n  ti Hệ số đóng điện tương đối phụ tải với nyc = 720v/phút %  50  90  25  50 50  70  90  25  50  73  40 = 54% Công suất đẳng trị : Pdt  n* Mdt 720 *137   10 KW 9.55 9.55 Vậy Pdm > Pdt (11 > 10)  tc   % Vậy công sauaatsn động thỏa mãn [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập Bài 61 Hãy xác định công suất động kéo máy sản xuất có đồ thị phụ tải sau : t (s) 20 10 30 30 Mc(Nm) 40 90 40 70 120 - Có tốc độ yêu cầu 1450rpm Giải : n  Mdt = Mi2ti = 64Nm n  ti Công suất phụ tải yêu cầu: Pdt  n* Mdt 1450 * 64   9.7 KW 9.55 9.55 Vậy ta chọn động có cơng suất Pdm =10KW , n =1420v/phút m = 2,2 → Mdm  9.55*10000  67 Nm 1420 Vậy điều kiện phát nóng thỏa mãn Mdm > Mdt Khả tải :  m * Mdm  2.2*67=147.95 [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập Theo đồ thị phụ tải ta có Mmax = 120Nm >  m * Mdm > Mdm Bài 62: Cho đồ thị phụ tải sau : T (s) 15 20 10 15 40 Mc(Nm) 240 140 190 260 100 - Dùng cho động dài hạn có Pđm = 10 kW, nđm = 750rpm, Uđm = 220V/380V kéo phụ tải tốc độ định mức - Hãy kiểm tra công suất động Giải : n  Mi2ti Mdt = = 127Nm n  ti Công suất phụ tải yêu cầu: Pdt  n* Mdt 750 *127   10 KW 9.55 9.55 Mdm  9.55*10000  127.3Nm 750 → Vì Mdm > Mdt nên động phù hợp với yêu cầu [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ôn tập Bài 63 Hãy xác định công suất động cầu trục có đồ thị phụ tải sau : t (s) 12 20 10 25 15 40 Mc(Nm) 250 150 200 70 270 100 - Tốc độ yêu cầu 720V/phút, bỏ qua tổn hao khâu truyền lực Giải : Hệ số đóng điện tương đối: %  12   10  25   12   20  10  25  15    40 n  Mdt = = 46% Mi2ti = 119Nm n  ti Công suất phụ tải yêu cầu: Pdt  n* Mdt 720 *119   8.9 KW 9.55 9.55 Vậy ta chọn động có : Pdm = 11kW , ndm = 720v/phút , Udm = 380V , ε% =60% [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập Bài 64 t (phút) 4 … Pc(KW) 15 14 10 15 14 10 … Công suất động 14KW, tc = 60% Kiểm tra công suất động theo đồ thị phụ tải tĩnh cho Nếu giữ công suất động khơng thay đổi, giảm hệ số đóng điện động xuống 45% động có đạt u cầu khơng ? Giải : n  Pi * Pi* ti Pdt = =10.67 Nm n  ti Công suất phù hợp với phụ tải cho Khi thay đổi hệ số đóng điện động xuống 45% động đạt yêu cầu Pdt < Pdm Bài 66 t (s) 50 73 80 40 25 50 73 … Mc(Nm) 230 150 40 230 … Tốc độ yêu cầu = 720V/phút [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ôn tập Động kéo máy có số liệu sau : Pđm = 16kW, nđm = 720rpm, Uđm = 230V/380V, đc = 40% đấu Hãy kiểm nghiệm công suất động Giải : n  Mi2ti Mdt = = 126Nm n  ti Công suất phụ tải yêu cầu: Pdt  n* Mdt 720 *126   9.5 KW 9.55 9.55 Mdm  9.55*16000  212.2 Nm 720 Vì Mdm > Mdt → cơng suất động phù hợp với phụ tải cho Mc (Nm) 150 Bài 67: 110 110 Cho đồ thị phụ tải hình vẽ : Tốc độ yêu cầu hệ thống: 720rpm Động kéo hệ thống có Pđm = 11kW, Uđm = 380V, t(s) Mđg (Nm) 132 t(s) -160 700 tkđ tôđ th [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập m = 1,8, nđm = 720V/phút Hãy kiểm tra điều kiện tải động Giải → Mdm  9.55*11000  145.9 Nm 720 Khả tải :  m * Mdm  1.8*145.9=262.62 Theo đồ thị phụ tải ta có Mmax = 150Nm >  m * Mdm > Mdm >điều kiện tải động phừ hợp với phụ tải CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG Câu 1: Đặc tính máy sản xuất mối quan hệ giửa tốc độ quay máy sản xuất mô men cản máy sản xuất M C  f ( ) Máy sản xuất đa dạng, đặc Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] tính máy sản xuất củng đa dạng phần lơn biểu diển dạng sau: M C  M CO  (M dm  M CO ).(  ) dm Trong : Mco mơ men ứng với tốc độ   Mdm mô men ứng với tốc độ dm Mc mô men ứng với tốc độ  phân tích số dạng đặc tính cơ máy sản xuất: từ phương trình đặc tính : M C  M CO  (M dm  M CO ).(  ) ta có dm Với   0, M c  M dm không đổi chúng bao gồm cấu nâng hạ, bang tải cấu ăn giao máy cắt gọt thuộc loại (đường 1, hình 1-3, a) Với   , moment tỷ lệ bậc với tốc độ, ví dụ máy phát chiều tải trở Với   , moment tỷ lệ bậc với tốc độ đặc tính bơm, quạt gió (đường 3, hình 1-3, a) Moment cản phụ thuộc vào thời gian Mc=f(t), Ví dụ máy nghiền đá, quặng Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Moment cản cấu nâng hạ tải trọng (có đặc tính Mc = const khơng phụ thuộc vào chiều quay Moment phản kháng luôn chống lại chiều quay moment ma sát dao máy cắt gọt kim loại… Câu Trạng thái động cơ: trạng thái động trạng thái mà động nhận lượng từ lưới biến đổi trục động điện để cung cấp cho máy sản xuất hay gọi trạng thái động có cơng suất điện dương Trong trạng thái mô men động điện chiều với tốc độ quay Nếu biểu diển hệ trục tọa độ  (M ) điểm làm việc nằm góc phần tư thứ I thứ III Trạng thái động bao gồm chế độ làm việc không tải có tải Trạng thái hảm: trạng thái mà mô men động sinh ngược chiều với tốc độ động điện mô men hảm sinh trình biến đổi ngược từ máy sản xuất thành điện năng, động điện làm việc máy phát trạng thái hãm hay gọi trạng thái máy phát Trên trục tọa độ  (M ) điểm làm việc nằm góc phần tư thứ II IV Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Trạng thái hãm bao gồm: hãm không tải, hãm tái sinh, hãm ngược hãm động Hãm tái sinh: Pđiện < 0, Pcơ < 0, biến thành điện trả lưới - Hãm ngược: Pđiện > , Pcơ < 0, điện chuyển thành tổn thất ΔP - Hãm động năng: Pđiện = 0, Pcơ < 0, biến thành cơng suất tổn thất ΔP Câu Phương trình chuyển động truyền động điện có dạng: M  M C  M d Với M  dWC dW d ; MC  ; M d   ( j ) dt dt  dt Trong J=const M d  j  d dt Câu 6: Đặc tính động điện mối quan hệ giửa tốc độ quay rotor moment động M  f () Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Đặc tính máy sản xuất mối quan hệ giửa tốc độ quay máy sản xuất mô men cản máy sản xuất M C  f ( ) Máy sản xuất đa dạng, đặc tính máy sản xuất củng đa dạng phần lơn biểu diển dạng sau: M C  M CO  (M dm  M CO ).(  ) dm CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG câu : nguồn điện chiều có cơng suất lớn điện áp khơng đổi dòng kích từ song song với mạch phần ứng gần khơng thay đổi tải thay đổi gọi động chiều kích từ song song Khi nuồn điện chiều công suất không đủ lớn mạch điện phần ứng mạch kích từ mắc vào nguồn chiều độc lập với lúc động gọi động kích từ độc lập Phương trình cân điện áp mạch phản ứng phần ứng: Uu  Eu  ( Ru  R f ) Iu Sức điện động Eu phần ứng động xác định theo biểu thức: Eu  pN   k 2 a Phương trình đặc tính điện động điện chiều kích từ độc lập:  U Ru  R f  k k Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Phương trình đặc tính động điện chiều kích từ độc lập:  U Ru  R f  M k (k )2 ... thái động cơ: trạng thái động trạng thái mà động nhận lượng từ lưới biến đổi trục động điện để cung cấp cho máy sản xuất hay gọi trạng thái động có cơng suất điện dương Trong trạng thái mô men động. .. Hãm ngược: Pđiện > , Pcơ < 0, điện chuyển thành tổn thất ΔP - Hãm động năng: Pđiện = 0, Pcơ < 0, biến thành công suất tổn thất ΔP Câu Phương trình chuyển động truyền động điện có dạng: M  M C... =1,3 n 9,55  =-84 rad/s U u Ru  Rh  M = -84 K ( K ) Rh=7,7 Ω Chƣơng TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Bài 30 M 3U 2f (r2,  r , s ) r2,  rs 0 s[(r1  )  ( x1  x2, ) s  Pdm=