bai tap may dien 1 chieu 2015

Bài tập máy điện Lê Hoàng Lâm CHƯƠNG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU BÀI TẬP CÓ GIẢI 1.1 Đọc Nameplate máy điện sau cho biết thông số định mức Đây nhãn máy động điện chiều có • Cơng suất định mức : 10 hp = 10x746 = 7460 W • Tốc độ định mức : 1180 vịng/phút (rpm [revolution per minute]) • Điện áp phần ứng định mức : 500 V DC • Dòng phần ứng định mức : 17 A ( ARM [Armature] : phần ứng) • Kiểu dây quấn : song song (Shunt)  Lưu ý : Với kiểu dây quấn ghi Shunt ta có dạng động kích từ song song động kích từ độc lập Nếu điện áp kích từ với điện áp phần ứng ta có động chiều kích từ song song cịn điện áp kích từ khác với điện áp phần ứng ta có động kích từ đơc lập • Dây quấn kích từ (FLD [Field] hay EXC.[Excite]) cấp điện áp 300V DC hay 150V DC Do điện áp kích từ khác điện áp phần ứng nên động DC kích từ độc lập Bài tập máy điện Lê Hồng Lâm 1.2 Máy phát điện chiều có cơng suất Pđm = 85 kW, điện áp Uđm = 230 V, tốc độ nđm=1470 vòng/phút (rpm), hiệu suất ηđm =0,895 a) Tính dịng điện định mức máy phát b) Tổng tổn hao công suất máy phát chế độ định mức Bài giải • Cơng suất đầu vào thiết bị : P1 • Cơng suất đầu thiết bị : P2 • Đối với máy phát điện ta có cơng suất đầu vào cơng suất (P1) công suất đầu công suất điện (P2) • Đối với động điện ta có cơng suất đầu vào cơng suất điện (P1) công suất đầu công suất (P2) • Công suất máy điện ghi nhãn máy cơng suất đầu định mức Đối với máy phát điện nhãn máy ghi công suất điện định mức máy phát ra, động điện nhãn máy ghi công suất định mức đầu trục rotor a) Dòng định mức máy phát : b) Công suất kéo máy phát quay máy phát phát công suất định mức : Tổng tổn hao công suất máy phát chế độ định mức 1.3 Động điện chiều kích từ song song có Iđm = 20 A, Uđm = 150V, tốc độ nđm = 1360 rpm, hiệu suất ηđm = 0,895 Tính : a) Cơng suất định mức động b) Tổng tổn hao công suất động chế độ định mức c) Moment định mức động Bài giải a) Công suất điện định mức cung cấp cho động : Công suất(cơ) định mức động : b) Tổng tổn hao công suất động c) Moment định mức động 1.4 Máy phát điện chiều kích từ song song có Pđm = 25KW, Uđm = 115V, tốc độ nđm = 1300 rpm, có thơng số sau : điện trở dây quấn kích từ song song Rktss= 12.5 Ω, điện trở dây quấn phần ứng Rư= 0,0238Ω, số đôi mạch nhánh song song a=2, số đôi cực từ p=2, số dẫn N=300 Bỏ qua điện áp rơi chổi than a) Xác định sức điện động phần ứng định mức b) Xác định từ thơng Φ Bài giải a) Dịng định mức máy phát : Bài tập máy điện Lê Hồng Lâm Dịng điện kích từ : Dòng điện phần ứng định mức Sức điện động phần ứng định mức b) Từ thông Φ 1.5 Người ta cho máy phát kích từ hỗn hợp 10kW, 220V chạy không tải điện áp vận tốc thích hợp; từ xác định tổn hao (cơ +phụ + từ)[còn gọi tổn hao quay] 705W Điện trở dây quấn kích từ song song Rktss = 110 Ω, điện trở dây quấn phần ứng Rư= 0,265Ω, Điện trở dây quấn kích từ nối tiếp Rktnt = 0,035 Ω a) Xác định sức điện động phần ứng định mức Eưđm b) Tính hiệu suất định mức máy Bài giải a) Dòng định mức máy phát : Dịng điện kích từ song song : Dòng điện phần ứng định mức Sức điện động phần ứng định mức b) Tổn hao đồng phần ứng tổn hao dây quấn kích từ nối tiếp: Tổn hao đồng dây quấn kích từ song song Tổn hao quay = tổn hao +phụ + từ = 705 W P2đm : Công suất điện đầu máy phát Công suất đầu vào máy phát định mức Hiệu suất định mức máy 1.6 Điện áp máy phát điện chiều kích từ song song 200kW 600V phát dịng định mức Điện trở phần kích từ 250 Ω, điện trở phần ứng 0,334 Ω a) Tính sức điện động dòng tải định mức b) Điện áp tải 620V dòng tải nửa dòng định mức Tính sức điện động lúc Bài giải a) Dòng định mức máy phát : Dòng điện kích từ định mức : Dịng điện phần ứng định mức: Bài tập máy điện Lê Hoàng Lâm Sức điện động phần ứng định mức: b) Dòng tải It = 333/2 = 166,5 A Dịng điện kích từkhi : Dịng điện phần ứng : Sức điện động phần ứng là: 1.7 Động điện chiều kích từ song song có 250V có điện trở phần kích từ 125 Ω, điện trở phần ứng 0,32 Ω Lúc không tải động lấy 12A từ nguồn 250V quay với tốc độ 1500 rpm Tính tốc độ động đầy tải (định mức) với dòng dây 82A Bài giải • Sức điện động phần ứng máy điện chiều là: • Trong tập khơng điều chỉnh dịng kích từ nên dịng kích từ không đổi nên = f(It) không đổi Do sức điện động phần ứng tỷ lệ với tốc độ động chế độ khác Chế độ = chế độ không tải, ta có Dịng điện kích từ : Dịng điện phần ứng không tải Sức điện động phần ứng không tải Chế độ = chế độ đầy tải, ta có Dịng điện kích từkhơng đổi 2A Dịng điện phần ứng định mức Sức điện động phần ứng định mức Tốc độ động đầy tải : 1.8 Máy phát điện chiều kích từ song song có Pđm = 7,5KW, Uđm = 230V, tốc độ nđm = 1450 rpm, có thơng số sau : điện trở dây quấn kích từ song song Rktss = 191,7 Ω, điện trở dây quấn phần ứng Rư= 0,54Ω Máy dùng chổi than với điện áp rơi chổi than ∆Utx=1V Bài tập máy điện Lê Hoàng Lâm Máy điện dùng chế độ động với điện áp đầu vào 230V, quay với tốc độ 1262rpm hiệu suất η=0,825 Xác định công suất điện động tiêu thụ công suất hữu ích trục rotor động Bài giải • Ở chế độ máy phát Dòng định mức máy phát : Dịng điện kích từ định mức : Dòng điện phần ứng định mức: Sức điện động phần ứng định mức • Ở chế độ động Vì điện áp máy phát phát điện áp động nhận vào 230V nên dịng kích từ chế độ giống nên từ thông Φ Sức điện động phần ứng tỷ lệ với tốc độ máy Dòng điện phần ứng động Dịng điện động tiêu thụ Cơng suất điện động tiêu thụ Công suất đầu trục rotor 1.9 Một động kích từ nối tiếp có điện trở dây quấn kích từ Rkt = 0,08 Ω, điện trở dây quấn phần ứng Rư= 0,215Ω, điện trở cực phụ Rp=0,05Ω Dòng đầy tải 82A, vận tốc đầy tải 600rpm, điện áp định mức 600V Biết mạch từ động chưa bão hòa bỏ qua tổn hao quay a) Tính tốc độ động moment đầu dòng tiêu thụ động 40A b) Tính biến trở mở máy để hạn chế dòng mở máy đồng thời cho moment mở máy 200% moment định mức Bài giải a) Sức điện động phần ứng máy điện chiều Nếu mạch từ chưa bão hịa tỷ lệ với dịng kích từ dịng phần ứng : • Ở chế độ đầy tải : Dịng kích từ = Dịng ứng = 82 A Sức điện động phần ứng định mức : Tốc độ đầy tải 600rpm Ở chế độ dòng tiêu thụ 40A : Dịng kích từ = Dịng ứng = 40 A • Bài tập máy điện Lê Hồng Lâm Sức điện động phần ứng : Tốc độ Do bỏ qua tổn hao quay nên cơng suất điện từ Pđt = P2 công suất động b) Ta có Moment tỷ lệ với bình phương dịng điện Biến trở mở máy mắc thêm vào Động điện chiều kích từ song song 20hp, 220V, 540rpm có điện trở phần kích từ 157 Ω, điện trở phần ứng 0,24 Ω Hiệu suất định mức 85% Bỏ qua dòng kích từ mở máy a) Nếu biến trở mở máy 1,7 Ω dịng dây lúc mở máy b) Tính biến trở mở máy cho dịng mở máy khơng vượt qua 150% dịng định mức Bài giải a) Dòng mở máy 1.10 b) Dòng định mức động Biến trở mở máy BÀI TẬP CÓ ĐÁP SỐ 1.11 Động điện chiều có cơng suất Pđm = 1,55 kW, điện áp Uđm = 220V, tốc độ nđm=1500 vòng/phút (rpm), hiệu suất ηđm = 0,82 Tính moment định mức, tổng tổn hao máy dòng điện định mức động Đáp số: a) Mđm=9,55 Nm b) Iđm=8,31 A c) ∆P=329,3 W 1.12 Máy phát điện chiều kích từ song song có Uđm = 115V cung cấp dịng điện 98,3 A cho tải Điện trở dây quấn kích từ song song Rktss = 19 Ω, điện trở dây quấn phần ứng Rư= 0,0735Ω Tổn hao cơ, sắt từ, phụ 4% công suất điện phát a) Xác định sức điện động phần ứng hiệu suất máy chế độ tải b) Tính dịng điện ngắn mạch ngắn mạch đầu cực máy phát Cho biết ngắn mạch từ thơng dư 3% từ thông máy chế độ tải tốc độ máy không đổi Đáp số: a) Eư=122,7V, η=0,853 b) Inm=50 A 1.13 Một động kích từ hỗn hợp có điện áp định mức 220V, dịng điện định mức 502 A, hiệu suất định mức ηđm =0,905, tổn hao (cơ +phụ + từ) [còn gọi tổn hao quay] 4136W Điện trở dây quấn kích từ song song Rktss = 50 Ω a) Tính cơng suất điện động tiêu thụ, công suất định mức động Bài tập máy điện Lê Hồng Lâm b) Tính tổng tổn hao điện trở phần ứng, điện trở kích từ nối tiếp điện trở dây quấn cực từ phụ Đáp số: a) P1=110,44 kW P2=100 kW b) ∆Ptt =5336 W, 5387W 1.14 Động điện chiều kích từ hỗn hợp có U đm = 115V, Iđm = 94 A, tốc độ nđm = 1100 rpm, có thơng số sau : điện trở dây quấn kích từ song song R ktss = 338 Ω, điện trở dây quấn phần ứng kích từ nối tiếp Rư+Rktnt =0,17Ω, số đôi mạch nhánh song song a=1, số đôi cực từ p=2, số dẫn N=372 Bỏ qua điện áp rơi chổi than a) Xác định sức điện động phần ứng định mức Eưđm b) Xác định từ thông Φ, công suất điện từ, Moment điện từ Đáp số: a) Eưđm =99,1 V b) Φ=7.26.10-3 Wb Pđt=9281,7 W Mđt=80,58 Nm Một động kích từ nối tiếp có Uđm = 110V, điện trở dây quấn phần ứng kích từ nối tiếp Rư + Rktnt = 0,282 Ω, Iđm = 26,6(A) a) Tính dịng điện mở máy trực tiếp b) Tính điện trở mở máy để dịng điện mở máy lần dòng điện định mức Đáp số: a) Imm =390 A b) Rmm =1,78 Ω 1.15 Một động kích từ song song có Pđm = 12 kW, Uđm = 220 V, tốc độ định mức 685 rpm, dịng định mức 64 A, dịng kích từ định mức 2A, điện trở dây quấn phần ứng R ư= 0,281Ω, Động kéo tải có moment cản khơng đổi Để giảm tốc độ động cơ, người ta dùng phương pháp sau: a) Thêm điện trở phụ Rp = 0,7 Ω vào mạch phần ứng Tính tốc độ hiệu suất động tình trạng b) Giảm điện áp đặt vào động Tính tốc độ hiệu suất lúc U=176,6V Có nhận xét hiệu suất phương pháp sử dụng Bỏ qua tổn hao cơ, từ, phụ giả sử từ thông không đổi trường hợp Đáp số: 1.16 Khi thêm điện trở phụ n =538 rpm, η =0,67 a) Khi giảm điện áp n =538 rpm, η =0,834 Trên nhãn động kích từ song song có ghi 25hp, 240V,1150 rpm Khi chạy đầy tải, tổn hao đồng phần ứng, tổn hao kích từ tổn hao quay 6%; 4% 4% công suất đầy tải Dùng số liệu trên, vẽ mạch tương đương động cơ, ghi tất thơng số tương ứng Đáp số: Rkt = 77,4 Ω 1.17 Bài tập máy điện Lê Hoàng Lâm Rư = 0,153 Ω Eư = 227 V I = 88,6 A 1.18 Một động kích từ song song 75hp, 500V,1150 rpm có điện trở phần cảm Rkt=75Ω , điện trở phần ứng 0,32 Ω, hiệu suất η=85% Tính tổn hao quay Đáp số: ∆Pquay = 1500 W 1.19 Một động kích từ song song tiêu thụ 34,4 A từ nguồn 240V quay 2500 rpm Điện trở phần cảm Rkt= 192Ω , điện trở phần ứng 0,38 Ω Biết mạch từ chưa bão hịa, tính biến trở kích từ mắc them vào mạch kích từ để vận tốc tăng lên 2750rpm dòng phần ứng giữ khơng đổi Đáp số: Dịng phần ứng khơng đổi nên Eư không đổi Tốc độ tỷ lệ với từ thơng tỷ lệ với dịng kích từ Giá trị biến trở mắc thêm vào 19,2 Ω 1.20 Động điện chiều kích từ song song 50hp, 550V, 540rpm có điện trở phần ứng 0,36Ω Lúc làm việc với tốc độ định mức, dòng phần ứng 75A Tính điện trở cần ghép nối tiếp với phần ứng cho tốc độ giảm 20% động sinh moment 70% định mức Giả sử từ thông không đổi Đáp số Giá trị biến trở mắc thêm vào 2,15 Ω 1.21 Một máy phát chiều kích từ song song có điện trở phần ứng 0,1Ω; Điện trở phần cảm Rkt= 25Ω phát 25kW điện áp 125V kéo với tốc độ 1200rpm Nếu máy làm động kích từ song song, tính: a) Tốc độ động tiêu thụ 25kW điện áp 125V Giả sử từ thông khe hở khơng khí khơng đổi b) Cơng suất tổn hao quay 2kW c) Hiệu suất động Đáp số: a) n = 870 rpm b) Pcơ= 18572 W c) η = 74,29% BÀI TẬP KHƠNG CĨ ĐÁP SỐ Một máy phát kích từ nối tiếp 10kW, 125V có Rktnt=0,05Ω a) Tính Rư , biết áp tải dòng tải định mức, sức điện động 137V b) Tính sức điện động tải 75% định mức với điện áp định mức c) Giả sử sức điện động 136V máy phát cung cấp 8kW Tính điện áp đặt lên tải 1.23 Một máy phát kích từ song song 30kW, 250V có Rư=0,12Ω Rkt=40Ω Sức điện động 267V điện áp tải 250V máy phát điện cho tải a) Tính cơng suất b) Hiệu suất máy phát 1.24 Khi làm việc nguồn DC 230V, động chiều kích từ song song tiêu thụ dòng ứng 205A Cho Rư=0,2Ω, tổn hao quay 1445W tốc độ 1750rpm Tính: 1.22 Bài tập máy điện Lê Hoàng Lâm a) Sức điện động phần ứng b) Công suất đầu c) Moment đầu Ở chế độ định mức, động kích từ nối tiếp 150hp, 600V tiêu thụ 200A quay 600rpm Cho Rư=0,12Ω ; Rkt=0,04Ω a) Sức điện động phần ứng b) Công suất điện từ moment c) Giả sử tải thay đổi dòng dây giảm xuống 150A Tính tốc độ moment với điều kiện mạch từ chưa bão hòa 1.26 Người ta muốn lúc mở máy, động 1.25 có dịng mở máy 150% dịng định mức Tính biến trở mở máy moment mở máy 1.27 Một động kích từ song song 10hp, 230V có Rư=0,3Ω ; Rkt=160Ω Lúc đầy tải, dòng phần ứng 40A Lúc không tải, động tiêu thụ 3,94A quay 1200rpm Tính a) Dịng phần ứng lúc khơng tải b) Công suất điện từ lúc không tải c) Hiệu suất đầy tải d) Tốc độ đầy tải 1.28 Một động kích từ song song 25hp, 230V có Rư=0,2Ω ; Rkt=216Ω Lúc đầy tải tiêu thụ dòng phần ứng 90A Tính a) Tổn hao quay b) Hiệu suất định mức 1.29 Một động kích từ nối tiếp 10hp, 240V, 600rpm có dịng định mức 38A; Rư=0,4Ω ; Rkt=0,2Ω Người ta muốn moment mở máy 225% moment định mức Tính giá trị biến trở mở máy với điều kiện mạch từ chưa bão hòa 1.30 Sức điện động máy phát kích từ độc lập 230V tốc độ 1000rpm dịng kích từ 1,25A Giả sử mạch từ chưa bão hịa a) Tính sức điện động dịng kích từ 1,1A 1200rpm b) Tính tốc độ sức điện động 210V dịng kích từ 1,2A c) Tính dịng kích từ sức điện động 205V tốc độ 1200rpm 1.25  ... trở dây quấn cực từ phụ Đáp số: a) P1 =11 0,44 kW P2 =10 0 kW b) ∆Ptt =5336 W, 5387W 1. 14 Động điện chiều kích từ hỗn hợp có U đm = 11 5V, Iđm = 94 A, tốc độ nđm = 11 00 rpm, có thơng số sau : điện trở... mức Bài giải a) Dòng mở máy 1. 10 b) Dòng định mức động Biến trở mở máy BÀI TẬP CÓ ĐÁP SỐ 1. 11 Động điện chiều có cơng suất Pđm = 1, 55 kW, điện áp Uđm = 220V, tốc độ nđm =15 00 vòng/phút (rpm), hiệu... thông số tương ứng Đáp số: Rkt = 77,4 Ω 1. 17 Bài tập máy điện Lê Hoàng Lâm Rư = 0 ,15 3 Ω Eư = 227 V I = 88,6 A 1. 18 Một động kích từ song song 75hp, 500V ,11 50 rpm có điện trở phần cảm Rkt=75Ω ,