CHƯƠNG 1 : MÁY ĐIỆN 1 CHIỀU Loại 1 : Bài toán xác định các bước của dây quấn sóng, xếp a. Dây quấn xếp đơn : quấn trái, + : quấn phải. Thường sử dụng quấn trái cho đỡ tốn đồng : bước quấn ngắn, + : bước quấn dài. Thường sử dụng bước quấn ngắn cho đỡ tốn đồng y2 = y1 y b. Dây quấn sóng đơn : quấn trái, + : quấn phải. Thường sử dụng quấn trái cho đỡ tốn đồng : bước quấn ngắn, + : bước quấn dài. Thường sử dụng bước quấn ngắn cho đỡ tốn đồng y = yG ; y2 = y y1 Ví dụ : Dây quấn sóng đơn, 2p=4 ; G=S=Znt=15. Tính Loại 2 : Tính sức từ động phần ứng Fư hoặc tính số ampe thanh dẫn trên đơn vị chiều dài chu vi phần ứng + Khi chổi than nằm trên đường trung tính hình học: Phụ tải đường: (Acm) Với (Ađôi cực) Bước cực: => Với dây quấn xếp đơn, 2a=2p Với dây quấn sóng đơn: a=1 + Khi chổi than lệch khỏi trung tính hình học một cung có độ dài là b + Sức từ động dọc trục: (A đôi cực) + Sức từ động ngang trục: (A đôi cực) + Nếu lệch 1 góc => (chiều dài chu vi phần ứng) + Nếu lệch đi g phiến góp với tổng số phiến góp là G =>
CHƯƠNG : MÁY ĐIỆN CHIỀU Loại : Bài tốn xác định bước dây quấn sóng, xếp a Dây quấn xếp đơn yG = y = - : quấn trái, + : quấn phải Thường sử dụng quấn trái cho đỡ tốn đồng y1 = Z nt ±ε 2p - : bước quấn ngắn, + : bước quấn dài Thường sử dụng bước quấn ngắn cho đỡ tốn đồng y2 = y1 - y b Dây quấn sóng đơn yG = G ±1 p - : quấn trái, + : quấn phải Thường sử dụng quấn trái cho đỡ tốn đồng y1 = Z nt ±ε 2p - : bước quấn ngắn, + : bước quấn dài Thường sử dụng bước quấn ngắn cho đỡ tốn đồng y = y G ; y2 = y - y Ví dụ : Dây quấn sóng đơn, 2p=4 ; G=S=Znt=15 Tính y1 = Z nt 15 ±ε = −ε = 2p G ± 15 − = =7 p → y = yG = yG = → y2 = y − y1 = − = y , yG , y1 , y2 Loại : Tính sức từ động phần ứng Fư tính số ampe dẫn đơn vị chiều dài chu vi phần ứng + Khi chổi than nằm đường trung tính hình học: A= Phụ tải đường: N.i π D i = Với F = A.τ (A/cm) I 2a (A/đôi cực) τ= Bước cực: 2.τ p = π D τ= => F = A.τ = Znt 2p π D 2p N.i π D N.i = π D 2p 2p Với dây quấn xếp đơn, 2a=2p Với dây quấn sóng đơn: a=1 + Khi chổi than lệch khỏi trung tính hình học cung có độ dài b + Sức từ động dọc trục: F d = A.2b + Sức từ động ngang trục: + Nếu lệch góc α0 F q = A.(τ − 2b) b= => (A/ đôi cực) α π D 180 2p (A/ đôi cực) (chiều dài chu vi phần ứng) b= + Nếu lệch g phiến góp với tổng số phiến góp G => Ví dụ: g π D G Một máy điện chiều có Iưđm = 36 A, tổng số dẫn N = 570, 2p = 4, Dư = 17 cm + Dây quấn sóng đơn, sức từ động phần ứng Fư chổi than nằm đường trung tính hình học máy bao nhiêu? + Dây quấn xếp đơn, sức từ động phần ứng Fư chổi than nằm đường trung tính hình học máy bao nhiêu? + Dây quấn sóng đơn, sức từ động phần ứng dọc trục ngang trục chổi than lệch khỏi trung tính hình học góc 100 + Dây quấn sóng đơn, sức từ động phần ứng dọc trục ngang trục chổi than lệch khỏi trung tính hình học phiến góp biết tổng số phiến góp 216 Giải: + Sóng đơn: a =1 i = A= I = 2a N.i = π D τ= π D = 2p F = A.τ = (A) (A/cm) (cm) (A/ đôi cực) Công thức để tính cho sức từ động ngang trục lúc đầy tải + Xếp đơn: a=p => 2a=2p = Tính tốn tương tự câu + Khi chổi than lệch 100 Chiều dài chu vi phần ứng α π D b= = 180 2p (cm) Sức từ động dọc trục với dây quấn sóng đơn F d = A.2b = (A/ đôi cực) Sức từ động ngang trục với dây quấn sóng đơn F d = A.(τ − 2b) = (A/ đôi cực) + Khi lệch phiến góp: b= g π D = G (cm) CHƯƠNG 2: MÁY BIẾN ÁP + Bài tập tính hiệu suất máy biến áp P0 = PFe ; P2 = U I cos ϕ2 ; β = I2 I dm ;U ≈ U 20 => S dm = U 20 I dm ≈ U I dm => P2 = β S dm cos ϕ PCu = rn I 22 = rn I 22dm β = β Pn P0 + β Pn η % = 1 − ÷.100% β S dm cos ϕ + P0 + β Pn + Hệ số tải hiệu suất cực đại: dη = => β = dβ P0 Pn U1n = + Điện áp pha ngắn mạch tính từ phía sơ cấp: U1f = + Điện áp pha sơ cấp: un%.U1f 100 U1 + Quy đổi phía sơ cấp: k= w1 E1 U1 I = ≈ ≈ w2 E2 U2 I1 U2' = kU 2; I 2' = I 2;r2' = k2.r2; x2' = k2.x2 k + Thí nghiệm khơng tải: z0 = U1 I0 r0 = P0 I 02 x0 = z02 − r02 k= W1 U1 ≈ W2 U 20 cos ϕ0 = + Thí nghiệm ngắn mạch: P0 U I zn = z1 + z2' rn = r1 + r2' xn = x1 + x2' zn = Un In rn = Pn I n2 xn = zn2 − rn2 unr % = U nr I r 100% = dm n 100% U dm U dm unx % = U nx I x 100% = dm n 100% U dm U dm unr % = I dm rn I dm Pn (W) 100% = U dm I dm 10.Sdm ( kVA) + Độ thay đổi điện áp: ∆U % = U 20 − U 100% = β (U nr %.cos ϕ + U nx %.sin ϕ2 ) U 20 Các tập ví dụ: VD1: Một máy biến áp ba pha có tổ nối dây Y/Δ-11, có Sđm = 250 kVA; U1/U2 = 35/6,6 kV; P0 = 9,5 kW; Pn = 4,2 kW; Un% = 8,5 Giá trị zn, rn, xn máy bao nhiêu? Giải: MBA đấu Y/ Δ -11: U1 U1f = U1n = = un%.U1f 100 I nf = I dm = (V) = Sdm 3.Udm zn = Un (Ω ) In rn = Pn = 3.I nf2 (V) = (A) xn = zn2 − rn2 VD: Một máy biến áp ba pha có tổ nối dây Y/Δ-11, có Sđm = 2000 kVA; U1/U2 = 35/6,6 kV; Pn = 32 kW; Un% = 7,5 Giá trị unr%, unx%, xác định giá trị ntn? unr % = Pn (W) = 10.S dm (kVA) unr2 + unx2 = un2 => unx = un2 − unr2 = • Ví dụ tính cơng suất ngắn mạch: Pn Trong máy biến áp ba pha có tổ nối dây Y/Y, tổng điện trở dây quấn sơ cấp thứ cấp 0,03 Ω , dòng điện sơ cấp định mức 100A Công suất ngắn mạch máy bao nhiêu? Giải: rn = • Pn → Pn = rn I n2 = (r1 + r2' ).I n2 = In Ví dụ tính điện áp ngắn mạch: Un Trong máy biến áp ba pha U1/U2 = 35 /10,5 kV ; Un% = 4,5 Điện áp ngắn mạch pha có giá trị máy đấu kiểu + Δ/Y-11 + Y/ Δ -11 Giải: + Trường hợp đấu kiểu Δ/Y-11 U1n = un%.U1 = 100 (V) + Trường hợp đấu kiểu Y/ Δ -11 U1f = U1n = • U1 = (V) un%.U1f 100 = Ví dụ quy đổi phía sơ cấp: Một máy biến áp pha lý tưởng có tỷ số biến áp 220/110, thông số dây quấn thứ cấp Z2 = 0,12 + j0,086 ; bỏ qua tổn hao sắt tử từ hóa Qui đổi tổng trở thứ cấp sơ cấp bao nhiêu? Giải: r2' = k2.r2 = x2' = k2.x2 = • VD tính hiệu suất hiệu suất cực đại Một máy biến áp ba pha có cơng suất định mức 400 kVA; P0 = 1210W; Pn = 5500W; hệ số công suất tải cos� = 0,8 Hiệu suất máy biến áp tải định mức bao nhiêu? Một m.b.a ba pha đấu ∆/Y0-11 có số liệu định mức sau: Sđm = 400 kVA; U1/U2 = 22/0,4 kV; P0 = 0,8 kW; Pn = 4,2 kW; un% = 4,0; cosφ2 = 0,85 chậm sau Hệ số tải để hiệu suất • cực đại bao nhiêu? Ví dụ độ thay đổi điện áp: Một m.b.a ba pha đấu ∆/Y0-11 có số liệu định mức sau: Sđm = 540 kVA; U1/U2 = 35/0,4 kV; P0 = 0,8 kW; Pn = 3,6 kW; un% = 4,0; cosφ2 = 0,85 chậm sau Độ thay đổi điện áp ∆U% tải định mức bao nhiêu? + Dạng tập MBA có dây quấn sơ cấp thứ cấp, cho Sđm, U1đm, U2đm => Nối tiếp S/2U; Song song => S/U Chú ý tính dòng điện sơ cấp hay thứ cấp để ý xem cuộn mắc nối tiếp hay song song Chương Hệ số trượt n → n = n1.(1 − s) n1 s = 1− n1 = 60 f1 p ω= 2.π n 60 Tỷ số biến đổi điện áp: Ke = E1 W1.kdq1 = E2 W2 k dq Quy đổi: E1 = E2' = ke E2 Tỷ số biến đổi dòng điện: • Ki = I2 • I'2 = m1.W1.k dq1 m W2 k dq2 2 m I m m W k r = 2' ÷ r2 = 1 dq1 ÷ r2 m1 I m1 m2 W2 k dq ÷ ' Tính cơng suất cơ: Pco = m1.η U I cos ϕ Tính tổng tổn hao cơng suất động cơ: ∆P = m1.(1 − η ).U I cos ϕ Một động điện không đồng pha roto dây quấn có w1 = 50 vòng; kdq1=2,2; w2 = 25 vòng; kdq2 = 1,1 Khi roto đứng yên người ta đo E2 = 110V giá trị E2’ bao nhiêu? E2' = ke E2 = W1.kdq1 W2 kdq E2 = 50.2, 110 = 440 25.1,1 (V) Một động điện không đồng pha roto dây quấn có w1 = 50 vòng; kdq1 = 2,2; w2 = 25 vòng; kdq2 = 1,1 Biết điện trở mạch roto r2 = 1,Ω điện trở mạch roto qui đổi sang phía stato r2’ bao nhiêu? 2 W1.kdq1 I2 50.2, r = ' ÷ r2 = r = = 16 (Ω) W k ÷ ÷ 25.1,1 ÷ I2 dq ' Một động không đồng pha cực, roto lồng sóc, dây quấn stato đấu tam giác Động đấu vào lưới điện 220V, 50Hz đo số liệu sau: I1=22A; cosφ1 = 0,81; η = 0,86; s = 0,05 Tính tốc độ quay động Tính vận tốc góc động 2p = => p = n1 = 60 f1 = p n = n1.(1 − s) = ω= 2.π n = 60 Một động không đồng m1 = pha cực, roto lồng sóc, dây quấn stato đấu tam giác Động đấu vào lưới điện U = 220V, 50Hz đo số liệu sau: I1 = 28A; cosφ1 = 0,85; η = 0,81; s = 0,05 Tính cơng suất đưa đầu trục động Tính tổng tổn hao cơng suất động ΔP? Pco = m1.η U I cos ϕ = ∆P = m1.(1 − η ).U I cos ϕ = Một động điện không đồng m1= pha, roto lồng sóc có: Pđm = 14kW; ηđm = 0,85; nđm = 1430vg/ph; cosφđm = 0,83; Y/Δ- 380/220V Động làm việc với nguồn điện áp U= 380V Dòng điện đưa vào động chế độ làm việc định mức bao nhiêu; Imm/Iđm = 5,5? Công suất phản kháng động tiêu thụ chế độ làm việc định mức bao nhiêu? Dòng điện mở máy động Imm bao nhiêu? I dm = Pco = m1.η.U cos ϕ → I mm = 5,5.I dm Pdt = Pco η →S = Pdt → Q = S − P2 cos ϕ Một động điện không đồng pha, roto lồng sóc có: Pđm = 14kW; ηđm = 0,885; nđm = 1450vg/ph; cosφđm = 0,88; Y/Δ- 380/220V; ; Mmax/ Mđm = 2; Động làm việc với nguồn điện áp 380V Mô men mở máy động Mmm bao nhiêu? Mô men lớn động Mmax bao nhiêu? Mô men mở máy động Mmm bao nhiêu? 2.π n = 60 P M dm = dm = ω M mm = 2.M dm = ω= (N.m) CHƯƠNG Cho máy phát điện đồng cực lồi có xd* = 0,843, xq* = 0,554, rư = Máy làm việc tải định mức với U* = 1, I* = 1, cosφđm = 0,8 chậm sau, góc lệch pha ψ s.đ.đ E dòng điện I ψ = 5504 Tính góc tải θ ứng với tải định mức Tính s.đ.đ E hệ đơn vị tương đối Dựa vào đồ thị vecto hệ đơn vị tương đối: U dm = 1∠0 cosφđm = 0,8 chậm sau => • I dm = 1∠ − 3609 • U dm + j I dm xq* = 1,332 + j.0, 443 θ dm = arctan Góc tải 0, 443 = 1805 1,332 I d * = I* sinψ = E* = U * cos θ + I d*.x d * = + Cho máy phát điện pha cực lồi có Ufđm = 220 V, Ifđm = 12 A, điện trở dây quấn phần ứng rư = 0,6 Ω, cosφđm = 0,8, ψ = 650, E = 400 V Tính điện kháng đồng ngang trục xq, dọc trục xd I d = I sinψ = cos ϕdm = 0,8 → ϕ dm = θ dm = ψ − ϕ dm = E* = U * cos θ + I d* x d * → x d = • • E − U cos θ = Id • U dm + ru I dm + j I dm xq = U dm + ru I dm + I dm sin ϕdm xq + j.I dm cos ϕdm xq tan θ dm = I dm cos ϕ dm xq • U dm + ru I dm + I dm sin ϕdm xq → xq = Cho hai máy phát điện đồng giống làm việc song song có dây quấn stato đấu hình Tải chung hai máy điện áp 13 kV 20 MW, hệ số cosφ = 0,86 (chậm sau) phân phối cho hai máy Thay đổi công suất hai máy để phân phối lại công suất tác dụng cho dòng điện tác dụng máy A Tính hệ số cơng suất cosφ2 máy hai I= P 3.U.cosϕ = cosϕ = 0,86 → ϕ = 300 • I = I ∠ − 300 = A − j.B Vì máy làm việc song song ta điều chỉnh thay đổi công suất tác dụng máy nên công suất phản kháng tác dụng máy là: Máy lại: Ire = A; B I im = = cosϕ = => I re I + I im re ... E2' = ke E2 = W1.kdq1 W2 kdq E2 = 50 .2, 110 = 440 25 .1,1 (V) Một động điện không đồng pha roto dây quấn có w1 = 50 vòng; kdq1 = 2, 2; w2 = 25 vòng; kdq2 = 1,1 Biết điện trở mạch roto r2 = 1,Ω điện. .. + Điện áp pha ngắn mạch tính từ phía sơ cấp: U1f = + Điện áp pha sơ cấp: un%.U1f 100 U1 + Quy đổi phía sơ cấp: k= w1 E1 U1 I = ≈ ≈ w2 E2 U2 I1 U2' = kU 2; I 2' = I 2; r2' = k2.r2; x2' = k2.x2... W1.kdq1 = E2 W2 k dq Quy đổi: E1 = E2' = ke E2 Tỷ số biến đổi dòng điện: • Ki = I2 • I '2 = m1.W1.k dq1 m W2 k dq2 2 m I m m W k r = 2' ÷ r2 = 1 dq1 ÷ r2 m1 I m1 m2 W2 k dq ÷