Bài giảng Máy điện - Máy điện không đồng bộ ba pha - Lương Văn Hùng

91 trang hapham 2380

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Máy điện - Máy điện không đồng bộ ba pha - Lương Văn Hùng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_may_dien_may_dien_khong_dong_bo_ba_pha_luong_van_h.pdf

Nội dung text: Bài giảng Máy điện - Máy điện không đồng bộ ba pha - Lương Văn Hùng

Bài giảng máy điện - Máy điện không đồng bộ ba pha
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN PHẦN A : MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA TÓM TẮT SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT: I. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ: 1) Phương trình điện áp khi Rotor đứng yên:( n = o , s = 1 ) : ¾ Sức điện động pha dây quấn Stator: Ε1 = 4,44xΝ1 xf1 xΚ dq1 xφmax ¾ Sức điện động pha dây quấn rotor: Ε 2 = 4,44xΝ 2 xf 2 xΚ dq2 xφmax Với f2 = s.f = f ¾ Hệ số quy đổi dòng điện : m1 xΝ1 xΚ dq.1 Ι 2 Κ i = = m2 xΝ 2 xΚ dq.2 Ι1 ¾ Hệ số quy đổi dòng điện : Ν1 xΚ dq.1 Ε1 Κ Ε = = Ν 2 xΚ dq.2 Ε 2 ¾ Dòng điện Rotor quy đổi về Stator: Ι 2 Ι′2 = = Ι1 Κ i ¾ Sức điện động Rotor quy đổi về Stator: Ε′2 = Κ Ε xΕ 2 = Ε1 ¾ Điện trở roto quy đổi về stator: R2′ = Κ Ε xΚ i xR2 ¾ Điện kháng roto quy đổi về stator: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-1
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN X 2′ = Κ Ε xΚ i xX 2 ¾ Dòng điện Rotor lúc đứng yên : Ε 2 Ι 2 = 2 2 R2 + X 2 2) Phương trình điện áp khi rotor quay ( n ≠ 0 ,0 < s < 1 ): ¾ Sức điện động pha dây quấn Stator: Ε1 = 4,44xΝ1 xf1 xΚ dq1 xφmax ¾ Sức điện động pha dây quấn rotor: Ε 2.S = 4,44xΝ 2 xs. f 2 xΚ dq2 xφmax = sxΕ 2 Với f2.S = s.f2 ¾ Dòng điện Rotor lúc quay : Ε 2.S SxΕ 2 Ι 2 = = 2 2 2 2 R2 + X 2.S R2 + ()SxX 2 ¾ 3) II. CÔNG SUẤT TRONG ĐỘNG CƠ ĐIỆN KĐB BA PHA: 1) Cấu trúc về công suất trong đcơ điện KĐB 3 pha: ΔΡ ΔΡ ΔΡ ΔΡ CU .1 fe CU .2 CO.MS.F Ρ Ρ Ρ .DT1 CO .1 Ρ2 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-2
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN 2) Các công thức cơ bản : ¾ Công suất điện tiêu thụ của động cơ : Ρ1 = 3xU1. f xΙ1. f xCosϕ = 3xU1d xΙ1d xCosϕ ¾ Công suất phản kháng của động cơ: Q = 3xU1. f xΙ1. f xSinϕ = 3xU1d xΙ1d xSinϕ ¾ Tổn hao đồng dây quấn Stator: 2 ΔΡCU .1 = 3xR1 xΙ 2 ¾ Tổn hao đồng dây quấn Rotor: 2 2 ΔΡCU .2 = 3xR2 xΙ 2 = 3xR2′ xΙ′2 ¾ Tổn hao sắt từ : 2 ΔΡ fe = 3xR1 xΙ O ¾ Công suất điện từ : Ρdt = Ρ1 − ΔΡCU .1 − ΔΡfe = Ρ2 + ΔΡCU .2 + ΔΡCO.MSF ΔΡ Hoặc : Ρ = CU .2 với S : là hệ số trượt. dt S ¾ Công suất phần cơ của đcơ: ΡCO = Ρdt − ΔΡCU .2 = (1− S)Ρdt ¾ Công suất cơ có ích ( công suất định mức ) của đcơ: Ρdm = Ρ2 = Ρ1 − ΔΡ = Ρdt − ΔΡCU .2 − ΔΡCO.MSF Hoặc Ρ2 = ΩxM 2 2π.n Với : Ω = là tốc độ góc quay của Rotor 60 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-3
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN M2 là moment quay , moment định mức của đcơ. ¾ Hiệu suất của động cơ: Ρ η = 2 Ρ1 ¾ Hệ số tải : Ι tai Κ tai = Ι dm Ρ ⇒ η = 2 Ρ2 + ΡO + Κ tai xΡn Với ΡO = ΔΡfe + ΔΡCO.MSF là tổn hao không tải. Ρn = ΔΡCU .1 + ΔΡCU .2 BÀI TẬP Bài 1: Một động cơ không đồng bộ 3 pha quay với tốc độ: n = 860 vòng/phút.được nối vào nguồn điện có f = 60 HZ, 2p = 8. Tính hệ số trượt , tần số dòng điện của Roto, tốc độ trượt của động cơ. HD: ¾ Tốc độ quay của từ trường ( tốc độ đồng bộ ): 60 f 60x60 n = = = 900(vong / phut) 1 p 4 ¾ Hệ số trượt : n − n 900 − 860 s = 1 = = 0,044 n1 900 ¾ Tần số dòng điện của Roto lúc quay: f 2 = Sxf = 0,044x60 = 2,64H Z SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-4
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Tốc độ trượt của ĐC: n2 = n1 − n = 900 − 960 = 40(vong / phut) Bài 2: Một đcơ KĐB 3 pha Roto dây quấn được nối vào nguồn có:Ud = 220V, f= 50HZ , 2p = 4, Stator đấu tam giác. Khi Roto quay n= 1425vòng/phút, Tính hệ 0 số trượt, f2 , E2 lúc quay và lúc đứng yên. Biết Ν 2 = 40 0 Ν1 , Κ dq1 = Κ dq2 ,cho rằng Ε1 ≈ U1 f = 220V . HD: ¾ Tốc độ từ trường: 60 f 60x50 n = = = 1500(vong / phut) 1 p 2 ¾ Hệ số trượt: n − n 1500 −1425 s = 1 = = 0,05 n1 1500 ¾ Tần số dòng điện lúc quay: f 2 = Sxf = 0,05x50 = 2,5H Z ¾ Hệ số quy đổi sức điện động: Ν1 xΚ dq1 Ν1 100 Κ e = = = = 2,5 Ν 2 xΚ dq2 Ν 2 40 ¾ Sức điện động pha roto lúc đứng yên: E1 U1 f U1 f 220 Κ e = ≈ ⇒ E2 = = = 88V E2 E2 Κ e 2,5 ¾ Sức điện động pha roto lúc quay: Ε 2S = SxΕ 2 = 0,05x88 = 4,4V SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-5
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 3 : Một đcơ KĐB 3 pha Roto dây quấn có N1= 96 vòng. N2= 80 vòng, Κ dq1 = 0,94 , Κ dq2 = 0,957 , f = 50H Ζ , φmax = 0,02wb , tốc độ đồng bộ n1 = 1000 vòng/phút. a/ Tính sức điện động pha cảm ứng của dây quấy roto và stator ( E1 , E2 ) lúc quay với tốc độ n = 950 vòng/phút, và lúc đứng yên. b/ Tính tần số dòng điện roto trong 2 trường hợp trên. c/ Tính dòng điện roto trong 2 trường hợp trên , Biết R2 = 0,06Ω , X 2 = 0,1Ω . HD: a/ ¾ Sức điện động pha cảm ứng của dây quấn stator: E1 = 4,44xΝ1 xfxΚ dq1 xφmax = 4,44x96x50x0,94x0,02 = 400V ¾ Sức điện động pha cảm ứng của dây quấn Roto lúc đứng yên: E2 = 4,44xΝ 2 xfxΚ dq2 xφmax = 4,44x80x50x0,957x0,02 = 340V ¾ Hệ số trượt: n − n 1000 − 950 s = 1 = = 0,05 n1 1000 ¾ Sức điện động pha cảm ứng của dây quấn Roto lúc quay: E2S = SxE2 = 0,05x340 = 17(V ) b/ Vì lúc đứng yên n = 0 ⇒ S = 1 Nên: f 2 = Sxf = f = 50H Z ¾ Tần số dòng điện lúc quay: f 2 = Sxf = 0,05x50 = 2,5H Z SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-6
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN c/ ¾ Dòng điện roto lúc đứng yên: E2 340 Ι 2 = = = 2915A 2 2 2 2 R2 + X 2 0,06 + 0,1 ¾ Dòng điện roto lúc quay: E2S SxE2 17 Ι 2 = = = = 282A 2 2 2 2 2 2 R2 + X 2S R2 + (SxX 2 ) 0,06 + (0,05x0,1) Bài 4 : Một đcơ KĐB 3 pha roto dây quấn có : 2p = 6, R2 = 0,01Ω , được nối vào nguồn điện có Ud = 400 V, f = 50H Ζ . Stator đấu tam giác, khi roto quay với n = 970 vòng/phút , thì dòng điện roto đo được I2 = 240A. Tính : a/ điện kháng roto lúc quay và lúc đứng yên : X2 , X2S ? b/ tính điện trở và điện kháng của roto quy đổi về stator : R2′ , X 2′ ? biết Κ e = Κ i ( bỏ qua tổng trở dây quấn ). HD: ¾ Tốc độ từ trường: 60 f 60x50 n = = = 1000(vong / phut) 1 p 3 ¾ Hệ số trượt: n − n 1000 − 970 s = 1 = = 0,03 n1 1000 a/ ¾ Điện kháng roto lúc đứng yên: E2 E2 2 2 212 2 2 Ι 2 = ⇒ X 2 = ( ) − R2 = ( ) − 0,01 = 0,818Ω 2 2 Ι 240 R2 + X 2 2 ¾ Điện kháng roto lúc quay: E2S = SxE2 = 0,03x0,818 = 0,0245(V ) SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-7
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN b/ ¾ Hệ số quy đổi sức điện động: E1 U1 f U1d 400 Κ e = ≈ = = = 1,88 E2 E2 E2 212 ¾ Điện trở roto quy đổi về stator: 2 R2′ = Κ e xΚ i xR2 = 0,188 x0,01 = 0,035Ω ¾ Điện kháng roto quy đổi về stator: 2 X 2′ = Κ e xΚ i xX 2 = 0,188 x0,818 = 2,89Ω Bài 5: Một đcơ KĐB 3 pha roto dây quấn có : p = 2, hệ số quy đổi Κ e = Κ i = 2 , điện trở và điện kháng của roto lúc đứng yên: R2 = 0,2Ω , X 2 = 3,6Ω .động cơ có stator đấu sao,và được nối vào nguồn Ud = 380 V, f = 50H Ζ .cho rằng E1f = U1f , ΔΡCU1 = ΔΡCU 2 , ΔΡfe = 145W , ΔΡcomsf = 145W , s = 0,05. Tính: dòng điện roto lúc quay? ,công suất có ích P2? , hiệu suất của động cơ? HD: a/ ¾ Sức điện động pha của roto lúc đứng yên: E1 U1 f U1 f U1d 380 Ta có: Κ e = ≈ ⇒ E2 = = = = 110V E2 E2 Κ e 3xE2 3x2 ¾ Dòng điện roto lúc quay: E2S SxE2 0.05x110 Ι 2 = = = = 20,4A 2 2 2 2 2 2 R2 + X 2S R2 + (SxX 2 ) 0,2 + (0,05x3,6) ¾ Tổn hao đồng dây quấn roto 2 2 ΔΡCU 2 = 3xR2 xΙ 2 = 3x0,2x20,4 = 250W ¾ Công suất điện từ: ΔΡ 250 Ρ = CU 2 = = 5000(W ) dt s 0,05 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-8
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Công suất có ích của động cơ: Ρ2 = Ρdt − ΔΡCU 2 − ΔΡcomsf = 5000 − 250 −145 = 4650(W ) ¾ Hiệu suất của động cơ: Ρ Ρ 4650 η = 2 = 2 = = 0,85 Ρ2 + ΔΡ Ρ2 + ΔΡCU1 + ΔΡCU 2 + ΔΡfe + ΔΡCOmsf 4650 + 250 +145 +145 III. MOMENT ĐIỆN TỪ: Ta có : M dt = M 2 + M O (1) Moment không tải : ΔΡ + ΔΡ M = CO MSF (2) O Ω Momet quay của đcơ: Ρ M = 2 (3) 2 Ω Từ (1) , (2), (3) ta suy ra : ΔΡ + ΔΡ + Ρ Ρ M = CO MSF 2 = CO dt Ω Ω Mặt khác moment điện từ : Ρdt 2π.n1 2π. f M dt = với Ω = = là tốc độ góc của từ trường , p là số cực Ω1 60 p từ. ¾ Quan hệ công suất và moment điện từ : ΔΡ 3xR xΙ 2 3xR′ xΙ′2 Ta có : Ρ = CU .2 = 2 2 = 2 2 (1) dt S S S SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-9
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Dòng điện Rotor quy đổi về stator lúc quay: U1. f Ι′2 = (2) 2 ⎛ R2′ ⎞ 2 ⎜ R1 + ⎟ + ()X 1 + X 2′ ⎝ S ⎠ Từ (1) và (2) ta có: R2′ 2 3x xU1. f Ρ = S dt ⎡ 2 ⎤ ⎛ R2′ ⎞ 2 ⎢⎜ R1 + ⎟ + ()X 1 + X 2′ ⎥ ⎣⎢⎝ S ⎠ ⎦⎥ ¾ Moment điện từ: R2′ 2 3x xU1 f xP M = S dt ⎡ 2 ⎤ ⎛ R2′ ⎞ 2 2π. fx⎢⎜ R1 + ⎟ + ()X 1 + X 2′ ⎥ ⎣⎢⎝ S ⎠ ⎦⎥ d ¾ Muốn tìm moment cực đại ta lấy đạo hàm M = 0 d S R2′ Ta có hệ số trượt tới hạn : Sth = X 1 + X 2′ ¾ Moment cực đại : 2 2 3xPxU1, f 3xPxU1. f M MAX = = 2 2 2π. fx R + X + X ′ 2π. fx⎡R + R + ()X + X ′ ⎤ []1 ()1 2 ⎣⎢ 1 1 1 2 ⎦⎥ Với p là số cực từ. SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-10
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN BÀI TẬP VÍ DỤ Bài 6: Một đcơ KĐB 3 pha có 2p = 4, R1 = 0,53Ω , f = 50H Ζ , P1=8500W, I1dm= 15A , ΔΡCU1 = 2.ΔΡfe . Tính moment điện từ : Mdt ? HD: ¾ Tổn hao đồng dây quấn stator: 2 2 ΔΡCU1 = 3xR1 xΙ1 = 3x0,53x15 = 357,7W ¾ Tổn hao sát từ: ΔΡ 357.7 Ta có : ΔΡ = 2.ΔΡ ⇒ ΔΡ = CU1 = = 178,85W CU1 fe fe 2 2 ¾ Công suất điện từ: Ρdt =Ρ1 −ΔΡCU1 − ΔΡfe = 8500 − 357,7 −178,85 = 7963(W ) ¾ Moment điện từ: Ρdt Ρdt .p 7963x2 M dt = = = = 50,7(N.m) Ω1 2π. f 2x3,14x50 2π.n 2π. f Với Ω = 1 = là tốc góc quay của từ trường 1 60 p Bài 7: Một đcơ KĐB 3 pha có stator nối hình sao, và được nối vào điện áp lưới Ud = 220 V, f = 50H Ζ , p = 2. khi tải I1 = 20A, cosϕ1 = 0,85 , η = 0,84, s= 0,053. Tính : tốc độ của đcơ ? công suất điện tiêu thụ P1? , tổng tổn thất công suất? công suất có ích P2 ? moment của đcơ ? HD: ¾ Công suất tiêu thụ điện của đcơ: Ρ1 = 3xU1d xΙ1d xCosϕ1 = 3x220x20x0,85 = 6477,9(W ) ¾ Tốc độ từ trường: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-11
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN 60 f 60x50 n = = = 1500(vong / phut) 1 p 2 ¾ Tốc độ của động cơ: n = n1 x(1− s) = 1500x(1− 0,053) = 1420(v / p) ¾ Công suất có ích của đcơ: Ρ2 Ta có: η = ⇒ Ρ2 = ηxΡ1 = 0,84x6477,9 = 5441,4(W ) Ρ1 ¾ Tổng tổn hao công suất: ΔΡ = Ρ1 − Ρ2 = 6477,9 − 5441,4 = 1036(W ) ¾ Momet của động cơ: Ρ Ρ Ρ x60 5144,4x60 M = 2 = 2 = 2 = = 36,6(N.m) 2 Ω 2π.n 2π.n 2x3,14x1420 60 2π.n Với Ω = là tốc độ góc của roto. 60 Bài 8: Một đcơ KĐB 3 pha có : p = 2, f = 50H Ζ , P1= 3,2 KW, ΔΡCU1 + ΔΡCU 2 = 300W , ΔΡfe = 200W , R2′ = 1,5Ω , Ι′2 = 5A. Tính : tốc độ của đcơ ? moment điện từ ? HD: ¾ Tổn hao đồng dây quấn Rotor: 2 2 ΔΡCU 2 = 3xR2′ xΙ′2 = 3x1,5x5 = 122,5W ¾ Tổn hao đồng dây quấn stator: ΔΡCU1 = 300 − ΔΡCÙ = 300 −122,5 = 187,5W ¾ Công suất điện từ: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-12
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Ρdt =Ρ1 −ΔΡCU1 − ΔΡfe = 3200 −187,5 − 200 = 2812,5(W ) ¾ Hệ số trượt : ΔΡCU 2 ΔΡCU 2 122,5 Ta có : Ρdt = ⇒ s = = = 0,04 s Ρdt 2812,5 ¾ Tốc độ từ trường: 60 f 60x50 n = = = 1500(vong / phut) 1 p 2 ¾ Tốc độ của động cơ: n = n1 x(1− s) = 1500x(1− 0,04) = 1440(v / p) ¾ Moment điện từ: Ρdt Ρdt .p 2812,5x2 M dt = = = = 17,9(N.m) Ω1 2π. f 2x3,14x50 Bài 9: Một đcơ KĐB 3 pha có Pdm = 7,5 KW, trên nhãn đcơ ghi: 220/380 (V) , f = 50H Ζ , p = 2, cosϕ1 = 0,88 , η = 0,88, ΔΡfe = 214W , ΔΡcomsf = 120W , R1 = 0,7Ω . Tính : Dòng điện định mức? Công suất tiêu thụ P1 ? Công suất phản kháng ? Tốc độ quay của máy ? Mdt ? Biết đcơ được nối vào nguồn có Ud = 380V. HD: ¾ Công suất tiêu thụ của động cơ: Ρ 7500 Ρ = 2 = = 8522,7(W ) 1 η 0,88 ¾ Dòng điện định mức của động cơ: Ρ1 8522,7 Ι dm = = = 14,7A 3xU d xCosϕ 3x380x0,88 ¾ Công suất phản kháng của đcơ: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-13
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Q = 3xU xΙ xSinϕ = 3xU xΙ x 1− Cosϕ 2 1 d 1d d 1 2 ⇒ Q1 = 3x380x14,7x 1− 0,88 = 4595(KVAR) ¾ Tổn hao đồng dây quấn stator: 2 2 ΔΡCU1 = 3xR1 xΙ1 = 3x0,7x14,7 = 453,8W ¾ Công suất điện từ: Ρdt =Ρ1 −ΔΡCU1 − ΔΡfe = 8522,7 − 453,7 − 214 = 7855(W ) ¾ Tổn hao đồng dây quấn roto ΔΡCU 2 = Ρdt − Ρ2 = 7855 − 7500 = 235W ¾ Hệ số trượt : ΔΡCU 2 ΔΡCU 2 235 Ta có : Ρdt = ⇒ s = = = 0,03 s Ρdt 7855 ¾ Tốc độ từ trường: 60 f 60x50 n = = = 1500(vong / phut) 1 p 2 ¾ Tốc độ của động cơ: n = n1 x(1− s) = 1500x(1− 0,03) = 1455(v / p) ¾ Moment điện từ: Ρdt Ρdt .p 7855x2 M dt = = = = 50(N.m) Ω1 2π. f 2x3,14x50 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-14
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN IV. MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN KĐB BA PHA: 1) Mở máy trực tiếp : Khi mở máy ta có n = o , s = 1 ¾ Dòng điện pha mở máy của Stator khi mở máy trực tiếp: U1. f Ι1. f .MO.TT = 2 2 ()()R1 + R2′ + X 1 + X 2′ ¾ Moment mở máy khi mở máy trực tiếp: 3xR′ xU 2 xP M = 2 1 f .MO.TT 2 2 2π. fx ()()R1 + R2′ + X 1 + X 2′ 2) Mở máy khi có biến trở mở máy ( chỉ sử dụng cho đcơ Rotor dây quấn) : ¾ Tìm điện trở mở máy : Muốn moment mở máy cực đại hệ số trượt tới hạn bằng không. R2′ + RMO′ Ta có: Sth = = 1 ⇒ RMO′ = ()X 1 + X 2′ − R2′ X 1 + X 2′ ¾ Dòng điện pha mở máy của Stator khi mở máy có biến trở : U1. f Ι1. f .MO.BT = 2 2 ()()R1 + R2′ + RMO′ + X 1 + X 2′ ¾ Moment mở máy khi mở máy có biến trở : 3x()R′ + R′ xU 2 xP M = 2 MO 1 f .MO.BT 2 2 2π. fx ()()R1 + R2′ + RMO′ + X 1 + X 2′ Với p là số cực từ. SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-15
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN 3) Các phương pháp mở máy động cơ Rotor lồng sóc: ¾ Mở máy khi dùng điện kháng nối tiếp vào mạch Stator: Nếu điện áp đặt vào stator giảm K lần , thì dòng điện mở máy sẽ giảm K lần , và Moment mở máy giảm K2 lần . ¾ Mở máy dùng máy biến áp tự ngẫu : Nếu điện áp đặt vào stator giảm K lần , thì dòng điện mở máy sẽ giảm K2 lần , và Moment mở máy giảm K2 lần . ¾ Mở máy dùng phương pháp đổi nối sao – tam giác ( chỉ áp dụng đối với đcơ lúc bình thường chay tam giác : Khi mở máy chạy hình sao chuyển sang hoạt động ở chế độ tam giác thì : Dòng mở máy sẽ giam đi 3 lần , và Moment mở máy cũng giảm 3 lần . BÀI TẬP VÍ DỤ Bài 10: Một đcơ KĐB 3 pha có 2p = 6, stator đấu hình sao,và được mắc vào lưới điện có Ud = 220V , R1 = 0,126Ω , R2′ = 0,094Ω , (X 1 + X 2′ ) = 0,46Ω , s = 0,03 , ΔΡfe = 874W , ΔΡcomsf = 280W , Idm= 44,4A. Tính : Công suất có ích P2 ? Công suất tiêu thụ của động cơ ? Hiệu suất ? và Moment quay của Đcơ ? M2 ? . HD: ¾ Tổn hao đồng dây quấn stator: 2 2 ΔΡCU1 = 3xR1 xΙ1 = 3x0,126x44,4 = 745(W ) ¾ Dòng điện Rotor quy đổi về stator: U1 f 220 Ι′2 = = = 38,6A 2 2 ⎛ R2′ ⎞ 2 ⎛ 0,094 ⎞ 2 ⎜ R1 + ⎟ + ()X 1 + X 2′ 3x ⎜0,126 + ⎟ + 0,46 ⎝ s ⎠ ⎝ 0,03 ⎠ SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-16
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN U d Với U1 f = 3 ¾ Tổn hao đồng dây quấn Rotor: 2 2 ΔΡCU 2 = 3xR2′ xΙ′2 = 3x0,094x38,6 = 420W ¾ Công suất điện từ: ΔΡ 420 Ρ = CU 2 = = 14000(W ) dt s 0,03 ¾ Công suất tiêu thụ của đcơ: Ρ1 =Ρ dt +ΔΡCU1 + ΔΡfe = 14000 + 745 + 874 = 15619(W ) ¾ Công suất có ích của động cơ: Ρ2 = Ρdt − ΔΡCU 2 − ΔΡcomsf = 14000 − 420 − 280 = 13300(W ) ¾ Hiệu suất của động cơ: Ρ 13300 η = 2 = = 0,85 Ρ1 15619 ¾ Tốc độ của động cơ: 60 f 60x50 n = n .(1− s) = x(1− s) = x(1− 0,03) = 970(v / p) 1 p 3 ¾ Momet quay của đcơ: Ρ Ρ x60 13300x60 M = 2 = 2 = = 131(N.m) Ω 2π.n 3x3,14x970 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-17
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 11: Một đcơ KĐB 3 pha lồng sóc có : Pdm = 14KW , ndm = 1450 vòng/phút , Ι cosϕ = 0,88 , η = 0,88 . trên nhãn đcơ ghi : Υ = 380 (V ) , MO = 6 , 1 Δ 220 Ι dm M MO M Max = 1,5 , = 2 . Đcơ được nối vvới nguồn có Ud = 380 V, f = 50H Ζ , M dm M dm 2p = 4. Tính : a/ Công suất tiêu thụ ? công suất phản kháng của đcơ tiêu thụ ở chế độ định mức ? b/ Hệ số trượt và Mdm ? c/ Imở ? Mmở ? Mmax ? HD: a/ ¾ Công suất tiêu thụ của đcơ: Ρ2 Ρ2 14000 Ta có: η = ⇒ Ρ1 = = = 15909(W ) Ρ1 η 0,88 ¾ Dòng điện stator định mức của đcơ: Ρ1 15909 Ι1dm = = = 27,5A 3xU d xCosϕ 3x380x0,88 ¾ Công suất phản kháng của đcơ: Q = 3xU xΙ xSinϕ = 3xU xΙ x 1− Cosϕ 2 1 d 1d d 1 2 ⇒ Q1 = 3x380x27,5x 1− 0,88 = 8597(KVAR) b/ ¾ Tốc độ từ trường: 60 f 60x50 n = = = 1500(vong / phut) 1 p 2 ¾ Hệ số trượt: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-18
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN n − n 1500 −1450 s = 1 = = 0,03 n1 1500 ¾ Momet định mức của động cơ: Ρ Ρ Ρ x60 14000x60 M = 2 = 2 = 2 = = 92(N.m) 2 Ω 2π.n 2π.n 2x3,14x1450 60 2π.n Với Ω = là tốc độ góc của roto. 60 c/ ¾ Dòng điện mở máy của đcơ: Ι MO Ta có : = 6 ⇒ Ι MO = 6xΙ dm = 6x27,5 = 165A Ι dm ¾ Moment mở máy: M MO Ta có : = 1,5 ⇒ M MO = 1,5xM dm = 1,5x92 = 138(N.m) M dm ¾ Moment max : M Max Ta có : = 2 ⇒ M Max = 2xM dm = 2x92 = 184(N.m) M dm Bài 12: Một Đcơ KĐB 3 pha roto dây quấn có : N1= 190 vòng. N2= 36 vòng, Κ dq1 = 0,932 , Κ dq2 = 0,95 , f = 50H Ζ , R1 = 0,5Ω , R2 = 0,02Ω , X 1 = 2,5Ω , X 2 = 0,08Ω . Stator của Đcơ được nối hình sao và nối vào nguồn có Ud = 380 V, f = 50H Ζ . Tính : Hệ số quy đổi sức điện động và dòng điện ? Điện trở mở máy RMở mắc vào Rotor để moment mở máy cực đại ? Dòng điện của stator và rotor khi mở máy trực tiếp và khi có biến trở mở máy ? HD; ¾ Hệ số quy đổi sức điện động: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-19
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Ν1 xΚ dq1 190x0,932 Κ e = = = 5,18 Ν 2 xΚ dq2 36x0,95 ¾ Hệ số quy đổi dòng điện : m1.Ν1 xΚ dq1 3x190x0,932 Κ i = = = 5,18 m2 .Ν 2 xΚ dq2 3x36x0,95 ¾ Điện trở Rotor quy đổi về Stator: R2′ = Κ e xΚ i xR2 = 5,18x5,18x0,02 = 0,54Ω ¾ Điện kháng Rotor quy đổi về Stator: X 2′ = Κ e xΚ i xX 2 = 5,18x5,18x0,08 = 2,15Ω ¾ Điện trở mở máy qui đổi mắc vào rotor : Để moment mở máy bằng moment cực đại thì: R2′ + RMO′ Sth = = 1 ⇒ RMO′ = (X 1 + X 2′ ) − R2′ = (2,5 + 2,15) − 0,54 = 4,11Ω X 1 + X 2′ ¾ Điện trở mở máy chưa qui đổi mắc vào rotor : RMO′ 4,11 Ta có : RMO′ = Κ e xΚ i xRMO ⇒ RMO = = = 0,15Ω Κ e xΚ i 5,18x5,18 ¾ Dòng điện Stator khi mở máy trực tiếp : U1 f 380 Ι1moTT = = = 46A 2 2 2 2 ()()R1 + R2′ + X 1 + X 2′ 3x ()0,5 + 0,54 + (2,5 + 2,15) U d Với U1 f = 3 ¾ Dòng điện Rotor khi mở máy trực tiếp: Ι 2 Ta có : Κ i = ⇒ Ι 2moTT = Κ i xΙ1moTT = 5,18x46 = 238,3A Ι1 Với : Ι1 = Ι′2 = Ι1moTT SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-20
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Dòng điện Stator khi mở máy có biến trở : U1 f 380 Ι1moBT = = = 31,7A 2 2 2 2 ()()R1 + R2′ + RMO′ + X 1 + X 2′ 3x ()0,5 + 0,54 + 4,11 + (2,5 + 2,15) U d Với U1 f = 3 ¾ Dòng điện Rotor khi mở máy có điện trở mở máy: Ι 2 Ta có : Κ i = ⇒ Ι 2moBT = Κ i xΙ1moBT = 5,18x31,7 = 164,2A Ι1 Với : Ι1 = Ι′2 = Ι1moBT Bài 13: Một Đcơ KĐB 3 pha Rotor lồng sóc khi mở máy trực tiếp có : ImoTT = 135 A , MmoTT = 112,5 N.m . Hãy tính toán cho các phương pháp mở máy sau: a/ Dùng máy biến áp tự ngẫu để giảm dòng ImoTT xuống còn 2,25 lần , thì hệ số máy biến áp KBA ? Và xác định moment cản tối đa ? Để Đcơ có thể mở máy đuợc. b/ Nếu dung cuộn cảm mắc nối tiếp vào phía Stator để điện áp đặt vào giảm 20 % so vói định mức. Tính Imo ? Mmo ? . Xác định moment cản lúc mở máy để Đcơ có thể mở máy bằng phương pháp này? HD: a/ Mở máy dùng MBA tự ngẫu : Theo lý thuyết máy điện thì khi mở máy bằng MBA tự ngẫu : Nếu điện áp đặt vào stator giảm đi K lần, thì dòng điện mở máy sẽ giảm đi K2 lần,và moment cũng giảm đi K2 lần. 2 Do vậy theo đề bài ta có: Κ = 2,25 ⇒ Κ BA = 2.25 = 1,5 ¾ Dòng điện mở máy khi dùng MBA tự ngẫu: Ι 135 Ι = moTT = = 60A moBA Κ 2 2,25 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-21
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Moment mở máy khi dùng MBA tự ngẫu: M 112,5 M = moTT = = 50(N.m) moBA Κ 2 2,25 ¾ Để đcơ có thể mở máy được khi dùng MBA tự ngẫu với (KBA =1,5) thì moment cản tối đa của Đcơ phải thỏa mãn điều kiện sau : M C = M 2 ≤ 50(N.m) b/ Khi dùng cuộn cảm kháng với Umo = 80% Udm : Theo lý thuyết máy điện thì khi mở máy bằng cuộn kháng : Nếu điện áp đặt vào stator giảm đi K lần, thì dòng điện mở máy sẽ giảm đi K lần,và moment giảm đi K2 lần. U1 f x0,8 Ta có : Ι1mo = (A) 2 2 ()()R1 + R2′ + X 1 + X 2′ ¾ dòng điện mở máy khi Umo = 80% Udm : Ι mo = ΚxΙ moTT = 0,8x135 = 108A ¾ moment mở máy khi Umo = 80% Udm : 2 2 M mo = Κ xM moTT = 0,8 x112,5 = 72(N.m) ¾ Để đcơ có thể mở máy được khi dùng cuộn cảm kháng để mở máy với Umo = 80% Udm. thì moment cản tối đa của Đcơ phải thỏa mãn điều kiện sau : M C = M 2 ≤ 72(N.m) SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-22
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 14: Một đcơ KĐB 3 pha lồng sóc có : Pdm = 14KW , cosϕ1 = 0,88 , η = 0,88 . Υ = 380 (V ) trên nhãn đcơ ghi : Δ 220 ,. Đcơ được nối vvới nguồn có Ud = 220 V, f = 50H Ζ . Tính : a/ Công suất tiêu thụ của Đcơ P1 ? Công suất phản kháng Q? Dòng điện định mức Idm ? b/ Tính Imo ? và Mmo ? bằng phương pháp đổi nối sao – tam giác ( Υ − Δ) . Đcơ có thể mở máy được không ? khi Mcản = 0,5 Mdm. Biết: n = 1450 vòng/phút, Ι moTT = 6xΙ dm , M moTT = 1,5xM dm . HD: a/ ¾ Công suất tiêu thụ của đcơ: Ρ2 Ρ2 14000 Ta có: η = ⇒ Ρ1 = = = 15909(W ) Ρ1 η 0,88 ¾ Dòng điện stator định mức của đcơ: Ρ1 15909 Ι1dm = = = 47,5A 3xU d xCosϕ 3x220x0,88 ¾ Công suất phản kháng của đcơ: Q = 3xU xΙ xSinϕ = 3xU xΙ x 1− Cosϕ 2 1 d 1d d 1 2 ⇒ Q1 = 3x220x27,5x 1− 0,88 = 8597(KVAR) b/ ¾ Dòng điện mở máy trực tiếp: Ta có : Ι moTT = 6xΙ dm = 6x47,5 = 285A ¾ Momet định mức của đcơ: Ρ Ρ x60 14000x60 M = dm = 2 = = 92(N.m) dm Ω 2π.n 3x3,14x1450 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-23
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Moment mở máy trực tiếp : Ta có : M moTT = 1,5xM dm = 1,5x92 = 138(N.m) ¾ Dòng điện mở máy khi mở máy bằng phương pháp đổi nối ( Υ − Δ) : Ι 285 Ta có : Ι = moTT = = 95(A) moΥ Δ 3 3 ¾ moment mở máy khi mở máy bằng phương pháp đổi nối ( Υ − Δ) : M 138 M = moTT = = 46(N.m) Ta có : moΥ Δ 3 3 ¾ moment cản của Đcơ : Ta có : Mcản = 0,5 Mdm = 0,5x92 = 64 (N.m) Vậy đcơ có thể mởi máy được khi mở máy bằng phương pháp đổi nối ( Υ − Δ) , M = 0,5M = M = 46(N.m) Với : CAN dm moΥ Δ V. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA : 1) Bài toán về tốc độ và điện trở điều chỉnh: ¾ Moment cản không đổi , dẫn đến Moment điện từ không đổi . Do đó R′ R 2 không đổi , hoặc 2 là không đổi. S S R R + R Vậy ta có : 2 = 2 DC (1) S dm Snt ¾ Với bài toán tìm tốc độ của đcơ khi có thêm RĐC : Từ (1) ta tính được hệ số trượt nhân tao khi có thêm RĐC : S dm x()R2 + RDC S nt = R2 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-24
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN 60xf Vậy tốc độ cần tìm là : n = n x()1− S = x()1− S nt 1 nt P nt ¾ Với bài toán cho tốc độ nhân tạo ( khác tốc độ định mức ) ,Tìm điện trở điều chỉnh RĐC ? Từ (1) ta tính được điện trở điều chỉnh như sau: R2 xS nt RDC = − R2 S dm n1 − nnt Với hệ số trượt nhân tạo : S nt = n1 n1 − ndm Hệ số trượt định mức : S dm = n1 2) Bài toán tính hiệu suất của đcơ khi có thêm RĐC : R2′ Vì không đổi nên I1 và P1 sẽ không thay đổi , vì moment cản không S 2π.n.xM đổi nên công suất đầu ra của đcơ Ρ = ΩxM = 2 tỉ lệ thuận với 2 2 60 tốc độ . Từ 2 nhận xét trên ta có : η n nt = nt (2) η dm ndm Từ (2) ta tìm được hiệu suất nhân tạo của đcơ khi có thêm RĐC : η nt nnt nnt = ⇒ η nt = xη dm η dm ndm ndm BÀI TẬP VÍ DỤ Bài 15: Một Đcơ KĐB 3 pha rotor dây quấn có 2p = 6 , R2 = 0,0278Ω , ηdm = 0,885 , n = 970(v / p) . Tính điện trở mắc them vào Rotor để tốc độ đcơ giảm xuống còn 700 v/p, và hiệu suất lúc ấy ? Cho biết moment cản tải MC không phụ thuộc vào tốc độ ) SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-25
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN HD: ¾ Tốc độ quay của từ trường ( tốc độ đồng bộ ): 60 f 60x50 n = = = 1000(vong / phut) 1 p 3 ¾ Hệ số trượt định mức của đcơ: n1 − ndm 1000 − 970 sdm = = = 0,03 n1 1000 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-26
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Hệ số trượt nhân tạo khi có thêm Rf vào để nnt = 700 v/p: n1 − nnt 1000 − 700 snt = = = 0,3 n1 1000 ¾ Theo đề bài moment cản tải không phụ thuộc vào tốc độ ⇒ moment R′ R điện từ không đổi . Do đó ⇒ 2 không đổi , hoặc 2 không đổi. s s R R + R Vậy ta có : 2 = 2 f sdm snt ⇒ Điện trở phụ cần them vào Rotor: R2 xSnt 0.0278x0,3 R f = − R2 = − 0,0278 = 0,25Ω sdm 0,03 R2′ ¾ Vì không đổi nên I1 và P1 không đổi , moment cản không đổi nên s M x2π.n Ρ = ΩxM = 2 tỉ lệ thuận với tốc độ 2 2 60 η dm ndm nnt 700 Vậy ta có : = ⇒ η nt = xη dm = x0,885 = 0,64 η nt nnt ndm 790 Bài 16: Một Đcơ KĐB 3 pha rotor dây quấn , Stator và Rotor nối hình sao. Có: 2p = 4 , R2 = 0,0172Ω , ηdm = 0,91, ndm = 1448(v / p) , Pdm = 55KW , cosϕ1 = 0,876 , động cơ được nối vào nguồn có : Ud = 380 V, f = 50H Ζ . Tính : a/ Dòng điện định mức ? công suất tiêu thụ ? công suất phản kháng? b/ nối R f = 0,155Ω vào rotor để giảm tốc độ , tính ndm = ? , ηdm = ?khi mắc Rf vào . cho biết MC không đổi. HD: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-27
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN a/ ¾ Công suất tiêu thụ của đcơ: Ρ2 Ρ2 5500 Ta có: η = ⇒ Ρ1 = = = 60439(W ) Ρ1 η 0,91 ¾ Dòng điện stator định mức của đcơ: Ρ1 60493 Ι1dm = = = 104,8A 3xU d xCosϕ 3x380x0,876 ¾ Công suất phản kháng của đcơ: Q = 3xU xΙ xSinϕ = 3xU xΙ x 1− Cosϕ 2 1 d 1d d 1 2 ⇒ Q1 = 3x380x104,8x 1− 0,876 = 33268(KVAR) b/ ¾ Tốc độ quay của từ trường ( tốc độ đồng bộ ): 60 f 60x50 n = = = 1500(vong / phut) 1 p 2 ¾ Hệ số trượt định mức của đcơ: n1 − ndm 1500 −1448 sdm = = = 0,035 n1 1500 ¾ Theo đề bài moment cản tải không phụ thuộc vào tốc độ ⇒ moment R′ R điện từ không đổi . Do đó ⇒ 2 không đổi , hoặc 2 không đổi. s s R R + R Vậy ta có : 2 = 2 f sdm snt ⇒ Hệ số trượt nhân tạo lúc mắc thêm Rf vào mạch rotor : (R2 + R f ) ()0,0127 + 0,0155 snt = xR2 = x0,035 = 0,35 sdm 0,0127 ¾ Tốc độ của đcơ khi mắc thêm Rf vào mạch rotor: nnt = n1 x()1− S nt = 1500x(1− 0,35) = 975(v / p) SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-28
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN R2′ ¾ Vì không đổi nên I1 và P1 không đổi , moment cản không đổi nên s M x2π.n Ρ = ΩxM = 2 tỉ lệ thuận với tốc độ 2 2 60 η dm ndm nnt 975 Vậy ta có : = ⇒ η nt = xη dm = x0,91 = 0,613 η nt nnt ndm 1448 Bài 18: Một Đcơ KĐB 3 pha roto dây quấn có : R1 = 0,42Ω , R2 = 0,025Ω , X 1 = 2,18Ω , X 2 = 0,085Ω . Κ e = Κ i = 5 , Stator của Đcơ được nối hình tam giác và nối vào nguồn có Ud = 220 V, f = 50H Ζ . 1/ Để moment mở máy cực đại thì cần mắc thêm điện trở phụ ( điện trở mở máy ) vào mạch roto là bao nhiêu ? 2/ Tính dòng điện dây của stato và roto lúc mở máy trong 2 trường hợp sau: a/ Mở máy khi có biến trở ? b/ Mở máy trực tiếp ? HD: 1/ ¾ Để moment mở máy cực đại thì hệ số trượt tới hạn phải bằng 1 , có nghĩa là: R2′ + RMO′ Sth = = 1 ⇒ RMO′ = (X 1 + X 2′ ) − R2′ X 1 + X 2′ ¾ Điện trở roto quy đổi về stato : R2′ = Κ e xΚ i xR2 = 5x5x0,025 = 0,625.Ω ¾ Điện kháng roto quy đổi về stato : X 2′ = Κ e xΚ i xX 2 = 5x5x0,085 = 2,125.Ω ¾ Điện trở mở máy quy đổi cần mắc vào roto để moment mở máy cực đại là : RMO′ = (X 1 + X 2′ ) − R2′ = (2,18 + 2,125) − 0,625 = 3,68.Ω ¾ Điện trở mở máy chưa quy đổi về stato : Ta có: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-29
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Rmo′ 3,68 Rmo′ = Κ e xΚ i xRmo ⇒ Rmo = = = 0,147.Ω Κ e xΚ i 25 2.a/ Mở máy có biến trở : ¾ Dòng điện pha mở máy của stato khi mở máy có biến trở: Vì stato được đấu tam giác nên : Uf = Ud = 220.V U1 f 220 Ι1 f .moBT = = = 34,42A 2 2 2 2 ()()R1 + R2′ + RMO′ + X 1 + X 2′ ()0,42 + 0,625 + 3,68 + (2,18 + 2,125) ¾ Dòng điện dây mở máy của stato khi mở máy có biến trở : Vì stato được đấu tam giác nên ta có: Ι1d.moBT = 3xΙ1 f .mo.BT = 3x34,42 = 59,6.A ¾ Dòng điện roto khi mở máy có biến trở: Ι 2.mo.BT Ta có: Κ i = ⇒ Ι 2.mo.BT = Κ i xΙ1d.mo.BT = 5x59,6 = 298.A Ι1.d.mo.BT 2.b/ Mở máy trực tiếp: ¾ Dòng điện pha mở máy của stato khi mở máy trực tiếp: Vì stato được đấu tam giác nên : Uf = Ud = 220.V U1 f 220 Ι1 f .moTT = = = 49,7A 2 2 2 2 ()()R1 + R2′ + + X 1 + X 2′ ()0,42 + 0,625 + (2,18 + 2,125) ¾ Dòng điện dây mở máy của stato khi mở máy trực tiếp : Vì stato được đấu tam giác nên ta có: Ι1d.moTT = 3xΙ1 f .mo.TT = 3x49,7 = 86.A ¾ Dòng điện roto khi mở máy trực tiếp: Ι 2.mo.TT Ta có: Κ i = ⇒ Ι 2.mo.TT = Κ i xΙ1d.mo.TT = 5x86 = 430.A Ι1.d.mo.TT SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-30
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN PHẦN II : MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ Bài 18: Một máy phát điện đồng bộ 3 pha đấu hình sao có: Sdm = 2000.KVA, Udm =2,3 KV, RU = 0,0425Ω , mạch kích từ tiêu thụ từ nguồn UKT = 220V, IKT = 35A, ΔΡfe = 41,2KW , ΔΡcomsf = 22,8KW . Tính : Tổng tổn hao ΔΡ = ? , và hiệu suất của máy phát ? Biết Cosϕ = 0,8 HD: ¾ Dòng điện định mức: Sdm 2000 Ιdm = = = 502A 3xU dm 3x2,3 ¾ Tổn hao dây quấn kích từ: ΔΡKT = U KT xΙ KT = 220x35 = 7700W ¾ Tổn hao đồng dây quấn phần ứng: 2 2 ΔΡCUU = 3xRU xΙ dm = 3x0,0425x502 = 32131(W ) ¾ Tổng tổn hao công suất : ΔΡ = ΔΡCOmsf + ΔΡKT + ΔΡfe + ΔΡCUU = 228000 + 7700 + 41200 + 32131 = 103831.(W ) ¾ Hiệu suất của máy phát: 3 Ρdm Sdm xCosϕ 2000x10 x0,8 η = = = 3 = 0,94 Ρdm + ΔΡ S dm xCosϕ + ΔΡ 2000x10 x0,8 +103831 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-31
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 19: Trên nhãn một máy phát ghi : Sdm = 108.MVA, Udm =13,8 KV, máy phát đấu hình sao , f = 60H Ζ , ndm= 1200 (v/p) . Tính : Pdm ? Idm ? Công suất kéo máy phát P1 ? Moment kéo mát phát M1 ? Biết η = 0,97 ,Cosϕ = 1 HD: ¾ Công suất tác dụng định mức của máy phát: Ρdm = S dm xCosϕ = 108.MW ¾ Dòng điện định mức của máy phát: 6 Ρdm 108x10 Ι dm = = = 4518,4A 3xU dm xCosϕ 3x13800 ¾ Công suất kéo của máy phát: Ρ2 Ρ2 108 Ta có : η = ⇒ Ρ1 = = = 111,34.MW Ρ1 η 0,97 ¾ Moment kéo của máy phát : Ρ Ρ x60 111,24x106 x60 M = 1 = 1 = = 0,886x106 (N.m) 1 Ω 2π.n 3x3,14x1200 Bài 20: Một máy phát điện dồng bộ cung cấp cho hộ tiêu thụ có : Sdm = 2500 + j 3000 KVA . Udm = 6,3 KV a/ Xác định tổng tổn hao trên đường dây và trong máy phát ? và hệ số Cosϕ = ? Biết điện trở của đường dây Rd = 0,15Ω , RU = 0,045Ω . b/ Nếu đặt thêm vào một máy bù đồng bộ với : SBU = 30 - j 3000 KVA, thì tổng tổn hao ΔΡ′ = ? , Biết Cosϕ′ = 1. Tính công suất phản kháng lúc có bù? DH: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-32
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN a/ ¾ Công suất biểu kiến của máy phát: S = 2500 + j300 ⇔ S = P + jQ ⇒ S = Ρ 2 + Q 2 = 25002 + 30002 = 3905.KVA ¾ Dòng điện định mức cấp cho tải khi chưa có bù: S dm 3905 Ι dm = = = 358A 3xU dm 3x6,3 ¾ Hệ số công suât khi chưa bù: Ρ 2500 Cosϕ = = = 0,64 S 3905 ¾ Tổng tổn hao của dây đồng : 2 2 ΔΡ = 3xΙ dm x()Rd + RU = 3x358 x(0,15 + 0,045) = 74,976.KW b/ ¾ Tổng công suất biểy kiến khi có bù: S′ = S + S BU = 2500 + j3000 + 30 − j3000 = 2530.KVA ¾ Dòng điện khi có bù: S′ 2530 Ι′ = = = 232A 3xU dm 3x6,3 ¾ Tổng tổn hao của dây đồng khi có bù : 2 2 ΔΡ = 3xΙ′ x()Rd + RU = 3x232 x(0,15 + 0,045) = 74,976.KW ¾ Công suất phản kháng khi có bù với Cosϕ′ = 1 Q1 = 3xU d xΙ′xSinϕ′ = 0 Với Cosϕ′ = 1 ⇒ Sinϕ′ = 0 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-33
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 21: Hai máy phát điện đồng bộ làm việc song song cung cấp cho 2 tải : Tải 1 có : STai1 = 5000.KVA, CosϕT1 = 0,8 Tải 2 có : STai2 = 3000.KVA , CosϕT 2 = 1. Máy phát 1 cung cấp: Ρf 1 = 4000.KW , Q f 1 = 2500.KVAR . Tính : Ρf 2 = ? , Q f 2 = ?, Cosϕ f 1 = ? Cosϕ f 2 = ? HD: ¾ Tổng công suất tác dụng của 2 tải: ∑ΡT = ΡT1 + ΡT 2 = ST1 xCosϕT1 + ST 2 xCosϕT 2 = 5000x0,8 + 3000x1 = 7000.KW ¾ Công suất tác dụng của máy phát 2 : Ρf = ∑ΡT − Ρf 1 = 7000 − 4000 = 3000.KW ¾ Tổng công suất khản kháng của 2 tải: 2 ∑QT = QT1 + QT 2 = ST1 xSinϕT1 + ST 2 xSinϕT 2 = 5000x 1− 0,8 + 3000x0 = 3000.KVAR ¾ Công suất tác phản kháng của máy phát 2 : Q f = ∑QT − Q f 1 = 3000 − 2500 = 500.KVAR ¾ Hệ số công suất của máy phát 1: Ρf 1 Ρf 1 4000 Cosϕ f 1 = = = = 0,848 S 2 2 2 2 f 1 Ρf 1 + Q f 1 4000 + 2500 ¾ Hệ số công suất của máy phát 2: Ρf 2 Ρf 2 3000 Cosϕ f 2 = = = = 0,986 S 2 2 2 2 f 2 Ρf 2 + Q f 2 3000 + 500 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-34
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 22: Một Đcơ đồng bộ 3 pha đấu tam giác có các số liệu sau: U1dm = 415V, 2p = 8 , , RU = 0,5Ω , ΔΡComsf .KT = 2000.W , cosϕ = 0,7 , f = 50H Ζ , dòng điện pha phần ứng ΙUf = 35,5A. Tính : Dòng điện dây phần ứng? P1 ? ΔΡ = ? η = ? M 2 = ? HD: ¾ Dòng điện dây của phần ứng: ΙUd = 3xΙUf = 3x35,5 = 61,5.A ¾ Công suất tiêu thụ điện của đcơ: Ρ1 = 3xU1d xΙ1d xCosϕ1 = 3x415x61,5x0,7 = 30944,4.(W ) ¾ Tổn hao đồng dây quấn phần ứng: 2 2 ΔΡCUU = 3xRU xΙUf = 3x0,5x35,5 = 1890.W ¾ Tổng tổn hao: ΔΡ = ΔΡcomsf .KT + ΔΡCU .U = 2000 +1890 = 3890.W ¾ Công suất cơ ( công suất định mức của Đcơ ): Ρ2 = Ρdm = Ρ1 − ΔΡ = 30944,4 − 3890 = 27054,4.W ¾ Hiệu suất của động cơ: Ρ 27054,4 η = 2 = = 0,87 Ρ1 30944,4 ¾ Tốc độ của động cơ: 60 f 60x50 n = = = 750(v / p) p 4 ¾ Momet quay của đcơ: Ρ Ρ x60 27054,4x60 M = 2 = 2 = = 344,6.(N.m) Ω 2π.n 3x3,14x750 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-35
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 23: Một đcơ điện đồng bộ 3 pha đấu hình sao có các số liệu sau: Pdm = 575 KW, Udm = 6000 V, 2p = 6 , cosϕ = 1, f = 50H Ζ , η = 0,95. Tính : a/ Moment quay của động cơ ? Dòng điện định mức ? b/ Nếu moment cản chỉ đặt 75 % Mdm thì công suất phản kháng tối đa của Đcơ có thể bù cho mạng là bao nhiêu ? Muốn đặt được điều đó phải làm như thế nào? HD: a/ ¾ Tốc độ của động cơ: 60 f 60x50 n = = = 1000(v / p) p 3 ¾ Momet quay của đcơ: Ρ Ρ x60 575000x60 M = 2 = 2 = = 5493,6.(N.m) Ω 2π.n 3x3,14x1000 ¾ Công suất tiêu thụ của động cơ: Ρ 575 Ρ = 2 = = 605.KW 1 η 0,95 ¾ Dòng điện định mức của Đcơ: 3 Ρ1 605x10 Ι dm = = = 58,2.A 3xU dm xCosϕ 3x6000x1 b/ ¾ Tổng tổn hao : ΔΡ = Ρ1 − Ρ2 = 605 − 575 = 30.KW ¾ Công suất cơ khi moment cản MCan = 0,75 .Mdm : Ρ2′ = 0,75xΡdm = 0,75x575 = 431.KW ¾ Công suất điện tiêu thụ lúc moment cản giam còn 75%: Ρ1′ = ΔΡ + Ρ2′ = 431+ 30 = 461.KW SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-36
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Công suất biểu kiến: S dm = 3xU d xΙ d = 3x6000x58,2 = 605.KVA ¾ Công suất phản kháng khi moment cản giam còn 75%: 2 2 2 2 Q = S dm − Ρ1′ = 605 − 461 = 391,8.KVAR Kết luận: Muốn tăng công suất phản kháng thì phải tăng dòng điện kích từ của đcơ. Bài 24: Một nhà máy điện tiêu thụ công suất điện Pt= 700KW, với cosϕt = 0,7 . Nhà máy có thêm 1 tải cơ với Pco= 100KW. Để kéo và kết hợp với nâng cao cosϕt , người ta chọn 1 Đcơ đồng bộ có hiệu suất η = 0,88. Xác định công suất biểu kiến của đcơ Sdm ? để nâng hệ số công suất của nhà máy đạt Cosϕ = 0,8. HD: ¾ Công suất tiêu thụ của động cơ: Ρ 100 Ρ = 2 = = 113,6.KW 1 η 0,88 ¾ Tổng công suất tiêu thụ của nhà máy: ΣΡ = Ρt + Ρ1 = 700 +113,6 = 813,6.KW ¾ Công suất phản kháng trước khi có bù: 0 Qt = Ρt xTgϕt = Ρt xTg45,57 = 700x1,02 = 714.KVAR ¾ Công suất phản kháng của nhà máy khi có đcơ bù: ΣQ = ΣΡxTgϕ′ = 813,6xTg36,870 = 813,6x0,75 = 610,2.KVAR ¾ Công suất phản kháng của đcơ bù: QDCBU = ΣQ − Qt = 610,2 − 714 = −103,8.KVAR SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-37
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Dấu “ – “ chứng tỏ Đcơ phát công suất phản kháng . ¾ Công suất biểu kiến của Đcơ: 2 2 2 2 S = Ρ 1 + Q DCNBU = 113,6 + ()−103,8 = 154.KVA DCBU Vậy cần phải chọn Đcơ bù có dung lượng định mức S dm ≥ 154.KVA ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ PHẦN III : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU LÝ THUYẾT VỀ MÁY ĐIỆN 1 CHIỀU 1) SỨC ĐIỆN ĐỘNG PHẦN ỨNG : Νxe Ν Ε = = xBLV U 2a 2.a π.D.n V = tốc độ dài 60 2.P.τ D = đường kính ngoài phần ứng π π.D τ = Bước cực từ 2.P π.D.L 2.P φ = xB ⇒ B = xφ 2.P π.D.L Ν 2.Pφ L.π.D.n Ν.P ⇒ Ε = x x = xφxn U 2.a π.D.L 60 60.a SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-38
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Ν.P Đặt Κ = Được gọi là hệ số phụ thuộc cấu tạo dây quấn Ε 60.a phần ứng. với: N _ là số thanh dẫn , a _: số mạch nhánh // , p:_ là số đôi cực Vậy ta có : ΕU = Κ Ε xφxn SỨC ĐIỆN ĐỘNG PHẦN ỨNG VÀ DÒNG ĐIỆN PHẦN ỨNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN DC: ¾ Sức điện động phần ứng : Ta có : U = ΕU − ΙU xRU ⇒ ΕU = U + ΙU xRU ¾ Dòng điện phần ứng : Ta có : ΙU = Ι + Ι KT ¾ Chú ý về dòng điện phần ứng và dòng kích từ đối với mỗi loại phát phát: • Đối với máy phát kích từ // và kích từ hỗn hợp: ΙU = Ι + Ι KT , Udm = UKT • Đối với máy phát kích từ nối tiếp và kích từ độc lập: ΙU = Ι = Ι KT , U dm = U KT = Ι KT x(RKT + RDC ) SỨC ĐIỆN ĐỘNG PHẦN ỨNG VÀ DÒNG ĐIỆN PHẦN ỨNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN DC: ¾ Sức điện động phần ứng : Ta có : U = ΕU + ΙU xRU ⇒ ΕU = U − ΙU xRU ¾ Dòng điện phần ứng : Ta có : ΙU = Ι − Ι KT SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-39
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN 2) CÔNG SUẤT ĐIỆN TỪ - MOMENT ĐIỆN TỪ: ¾ Công suất điện từ: Ρdt = ΕU xΙU = Κ Ε .φ.n.ΙU ¾ Moment điện từ : Ρ Ν.P M = dt = xφ.Ι = Κ .φ.xΙ dt Ω 2π.a U M U Ν.P Với Κ = là hệ số phụ thuộc và cấu tạo dây quấn. M 2π.a 3) QUÁ TRÌNH NĂNG LƯỢNG MÁY ĐIỆN DC: a) Máy phát điện DC: ΔΡ ΔΡ ΔΡ ΔΡ CO.MS fe. f CU .U KT Ρ Ρ .DT1 Ρ = Ρ Ρ.1 cơ 2 dm Điện Phần ROTO Phần STATO ¾ Công suất cơ kéo máy phát : Ρ1 = ΩxM 1 = ΔΡco.ms. + ΔΡfe. f + Ρdt ¾ Công suất định mức của máy phát ( công suất điện ): Ρdm = Ρ2 = U dm xΙ dm SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-40
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Tổn hao đồng dây quấn phần ứng : 2 ΔΡCU .U = RU xΙU ¾ Tổn hao đồng dây quấn kích từ: 2 ΔΡCU .U = RKT xΙ KT = U KT xΙ KT b) Động cơ điện DC: ΔΡCO.MS ΔΡCU .U ΔΡKT ΔΡfe. f Ρ Ρ .DT1 Ρ = Ρ Ρ.1 điện 2 dm cơ Phần STATO Phần ROTO ¾ Công suất cơ có ích của động cơ ( công suất định mức ): Ρ2 = ΩxM 2 = Ρdt − ΔΡco.ms. − ΔΡfe. f ¾ Công suất điện tiêu thụ của động cơ: Ρ1 = U dm xΙ dm = Ux()ΙU + Ι KT ¾ Công suất mạch phần ứng : ΡP.U = ΙU xU = Ρdt + ΔΡCU .U SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-41
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN 4) MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN DC: Các biện pháp mở máy : ¾ Mở máy trực tiếp : U Ta có ΙU .MO = RU ¾ Mở máy dùng điện trở mắc nối tiếp vào mạch phần ứng: U Ta có : ΙU .MO = RU + RMO ¾ Mở máy bằng cách giảm điện áp 5) ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC: U − R xΙ Ta có : n = U U Κ Ε .φ Các phương pháp điều chỉnh tốc độ của động cơ DC: ¾ Mắc nối tiếp thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng ¾ Thay đổi điện áp ¾ Thay đổi dòng kích từ. ¾ Lúc định mức : Ta có : ΕU = U − RU xΙU (1) ¾ Lúc có Rf : Ε′U = U − (RU + R f )xΙU (2) Vì từ thông không đổi , sức điện động phần ứng : ΕU = Κ Ε .φ.n tỉ lệ thuận với tốc độ . Ε U − R xΙ n Từ (1) và (2) ta có : U = U U = (3) Ε′U U − ΙU x()RU + R f n′ ¾ Từ (3) ta có 2 bài toán : SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-42
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Cho Rf tìm tốc độ nhân tạo nnt ? Cho tốc độ nhân tạo nnt tìm Rf ? 6) BÀI TOÁN VỀ TỈ LỆ MOMENT CỦA ĐCƠ DC: M ′ Tính : = ? M dm Lập luận : Vì từ thông không đổi ta có : M = Κ M .φxΙU tỉ lệ thuận với dòng điện phần ứng . ¾ Lúc định mức ta có : ΙU .dm = Ι − Ι KT ¾ Lúc nhân tạo ta có : Ι′U = Ι′ − Ι KT M ′ Ι′ Vậy ta có tỉ số : = U M dm ΙU .dm BÀI TẬP VÍ DỤ Bài 25: Một máy phát điện DC kích từ song song có các số liệu sau : Pdm = 25.KW , Udm = 115V , RKT // = 12,5Ω , RU = 0,0238Ω , a = 2 , p = 2 , N = 3000 , n = 1300.(v / p) . a/ Xác định: EƯ ? , φ = ? b/ Giả sử dòng điện IKT không đổi , bỏ qua phản ứng phần ứng . Hãy xác định điện áp đầu cực của máy phát khi giam dòng điện xuống còn I = 80,8.A HD: a/ ¾ Dòng điện định mức của máy phát: Ρdm 25000 Ι dm = = = 217,4.A U dm 115 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-43
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Dòng điện kích từ // : U dm 115 Ι KT = = = 9,2.A RKT 12,5 ¾ Dòng điện phần ứng: Ta có : ΙU = Ι + Ι KT = 217,4 + 9,2 = 226,6.A ¾ Sức điện động phần ứng : Ta có : U = EU − ΙU xRU ⇒ ΕU = U + ΙU xRU = 115 + 226,6x0,0238 = 120,4.V ¾ Từ thông của máy phát : ΝxΡ 60.a 60x2x120,4 Ta có : Ε = xnxφ ⇒ φ = xΕ = = 0,0185.Wb U 60xa Ν.Ρ.n U 300x2x1300 b/ ¾ Dòng điện phần ứng khi dòng điện giảm xuống còn Ι′ = 80,8.A: Ι′U = Ι′ + Ι KT = 80,8 + 9,2 = 90.A ¾ Điện áp đầu cực của máy phát lúc đó : U ′ = EU − ΙU′ xRU = 120,4 − 90x0,0238 = 118,3.V Bài 26: Một máy phát điện DC kích từ song song có các số liệu sau :Udm = 115V, RKT // = 19Ω , RU = 0,0735Ω ,cung cấp dòng điện tải Ι t = 98,3.A cho tải 0 ΔΡCo. fe. f = 4 0 .Ρdm . a/ Xác định: EƯ ? , η = ? ở chế độ tải trên. b/ Tính dòng điện ngắn mạch khi ngắn mạch 2 đầu cực của máy phát? Cho biết từ thông dư bằng 3% từ thông của máy phát ở chế độ tải trên , và tốc độ của máy không đổi. HD: a/ ¾ Dòng điện kích từ // : SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-44
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN U dm 115 Ι KT = = = 6,05.A RKT 19 ¾ Dòng điện phần ứng: Ta có : ΙU = Ι t + Ι KT = 98,3 + 6,05 = 104,35.A ¾ Sức điện động phần ứng : Ta có:U = EU − ΙU xRU ⇒ ΕU = U + ΙU xRU = 115 +104,35x0,0735 = 122,67.V ¾ Công suất định mức của máy phát: Ρdm = Ρ2 = Ι t xU dm = 98,3x115 = 11304,5.W ¾ Tổn hao dây đồng phần ứng : 2 2 ΔΡCU .U = RU xΙU = 0,0735x104,35 = 800,3.W ¾ Tổn hao dây quấn kích từ: 2 2 ΔΡKT = RKT xΙ KT = 19x6,05 = 695,45.W ¾ Tổn hao cơ ,sắt phụ: 0 Ta có : ΔΡCo. fe. f = 4 0 .Ρdm = 0,4x11304,5 = 452,18.W ¾ Tổng tổn hao: ΔΡ = ΔΡCO. fe. f + ΔΡCU .U + ΔΡKT = 452,18 + 800,3 + 695,45 = 1947,93.W ¾ Hiệu suất của máy phát : Ρ 11304,5 η = dm = = 0,85 Ρdm + ΔΡ 11304,5 +1947,93 b/ ¾ Ta có phương điện áp của máy phát: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-45
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ΕU −U U = ΕU − ΙU xRU ⇒ ΙU = (1) RU Lúc ngắn mạch 2 đầu cực thì U = 0.V ΕU Từ (1) ⇒ ΙU = RU 0 Do từ thông dư φdu = 3 0 xφdm 0 ⇒ ΕU .nm = 3 0 xΕU .dm = 0,03x122,67 = 3,68.V Vậy dòng điện lúc ngắn mạch 2 đầu cực máy phát: ΕU .nm 3,68 ΙU .nm = = = 50,7.A RU 0,0735 Nhận xét : ở máy phát điện DC ktừ // , dòng điện ngắn mạch nhỏ hơn dòng điện định mức . Bài 27: Một máy phát điện DC kích từ song song có các số liệu sau :Udm = 240V, RKT // = 60Ω , RU = 0,15Ω , cung cấp dòng điện tải Ι tdm = 30.A cho tải ΔΡCo.ms = 200.W ., ΔΡfe. f = 250.W a/ Xác định: Pdm ? , η = ? ở chế độ tải trên. b/ Tính tốc độ của máy phát ? Biết moment định mức Mdm = 50 N.m c/ Nếu máy chỉ tải Ι′t = 20.A ,thì điện áp đầu cực máy phát là bao nhiêu ? HD: a/ ¾ Công suất định mức của máy phát: Ρdm = U dm xΙ tdm = 240x30 = 7200.W ¾ Dòng điện kích từ // : U dm 240 Ι KT = = = 4.A RKT // 60 ¾ Dòng điện phần ứng: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-46
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Ta có : ΙU = Ι tdm + Ι KT // = 30 + 4 = 34.A ¾ Tổn hao dây đồng phần ứng : 2 2 ΔΡCU .U = RU xΙU = 0,15x34 = 173,4.W ¾ Tổn hao dây quấn kích từ: 2 2 ΔΡKT = RKT xΙ KT = 60x4 = 960.W ¾ Tổng tổn hao: ΔΡ = ΔΡCO.ms + ΔΡfe. f + ΔΡCU .U + ΔΡKT = 200 + 250 +173,4 + 960 = 1583,4.W ¾ Hiệu suất của máy phát : Ρ 7200 η = dm = = 0,82 Ρdm + ΔΡ 7200 +1583,4 b/ ¾ Công suất cơ của máy phát : Ρ1 = Ρ2 + ΔΡ = 7200 +1583,4 = 8783,4.W ¾ Tốc độ của máy phát khi Mdm = 50.N.m: 2π.n 60xΡdm 60x7200 Ta có : Ρdm = ΩxM dm = xM dm ⇒ n = = = 1375.(v / p) 60 2πxM dm 2x3,14x50 c/ ¾ Dòng điện phần ứng khi dòng điện giảm xuống còn Ι′ = 20.A: Ι′U = Ι′ + Ι KT = 20 + 4 = 24.A ¾ Sức điện động phần ứng khi It =30.A : Ta có : U = EU − ΙU xRU ⇒ ΕU = U + ΙU xRU = 240 + 34x0,15 = 244,5.V ¾ Điện áp đầu cực của máy phát lúc Ι′ = 20.A : SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-47
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN U ′ = EU − Ι′U xRU = 244,5 − 24x0,15 = 240,9.V Bài 28: Một đcơ DC ktừ hỗn hợp có : Udm = 220V, RKT // = 50Ω , η = 0,905, Ι dm = 502.A , ΔΡCo. fe. f = 4136.W . Tính : Công suất điện tiêu thụ của đcơ ? Công suất định mức ? Tổng tổn hao dây quấn phần ứng và ktừ nối tiếp ? HD: ¾ Công suất tiêu thụ điện của đcơ: Ρ1 = U dm xΙ dm = 220x502 = 110,44.KW ¾ Công suất định mức của đcơ: Ta có : Ρdm = Ρ2 = ηxΡ1 = 0,905x110,44 = 99,95.KW ¾ Tổng tổn hao: ΔΡ = Ρ1 − Ρ2 = 110,44 − 99,95 = 10,49.KW = 10490.W ¾ Tổn hao dây quấn ktừ song song: 2 ⎛ U ⎞ 220 2 2 ⎜ dm ⎟ ⎛ ⎞ ΔΡKT // = RKT // xΙ KT // = RKT // x⎜ ⎟ = 50x⎜ ⎟ = 968.W ⎝ RKT // ⎠ ⎝ 50 ⎠ ¾ Tổn hao dây quấn phần ứng và ktừ nối tiếp: Ta có : ΔΡCU .U .KTNT = ΔΡ − ΔΡKT // − ΔΡco. fe. f = 10490 − 968 − 4136 = 5386.W Bài 29: Một đcơ DC ktừ hỗn hợp có : Udm = 220V, RKT // = 338Ω , ()RU + RKTNT = 0,17Ω , Ι dm = 94.A ,. a = 1, p = 2 , N = 372 , n = 1100.(v / p) . Tính : : EƯ ? , φ = ? , Pdt = ? Mdt= ? HD: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-48
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Dòng điện kích từ // : U dm 220 Ι KT // = = = 0,65.A RKT // 338 ¾ Dòng điện phần ứng: Ta có : ΙU = Ι − Ι KT // = 94 − 0,65 = 93,35.A ¾ Sức điện động phần ứng : Ta có : U = EU + ΙU xRU ⇒ ΕU = U − ΙU xRU = 220 − 93,35x0,17 = 204 V ¾ Từ thông của đcơ : ΝxΡ 60.a 60xx204 Ta có : Ε = xnxφ ⇒ φ = xΕ = = 0,015.Wb U 60xa Ν.Ρ.n U 372x2x1100 ¾ Công suất điện từ của đcơ: Ta có : Ρdt = ΕU xΙU = 204x93,35 = 19043,4.W ¾ Moment điện từ của đcơ: Ρ Ρ x60 19043,4x60 Ta có : M = dt = dt = = 165,8.(N.m) dt Ω 2π.n 2x3,14x1100 Ν.Ρ 372x2 Hoặc ta có : M = xΙ xφ = x93,35x0,015 = 165,8.(N.m) dt 2π.a. U 2x3,14x1 Bài 30: Một đcơ DC ktừ nối tiếp có : Udm = 110V, , ()RU + RKTNT = 0,282Ω , Ι dm = 26,6A . Tính : Dòng điện mở máy trực tiếp ? Điện trở mở máy mắc thêm vào mạch phần ứng để Imở = 2Idm ? HD: ¾ Dòng điện mở máy trực tiếp: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-49
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN U dm 110 Ι moTT = = = 390.A RU + RKTNT 0,282 ¾ Điện trở mở máy mắc thêm vào mạch phần ứng Imỏ = 2Idm : Ta có dòng điện mở máy khi có thêm điện trở mở máy mắc nối tiếp vào mạch phần ứng : U dm U Ι moBT = = 2xΙ dm ⇒ Rmo = − ()RU + RKTNT RU + RKTNT + Rmo 2xΙ dm 110 ⇒ R = − 0,282 = 1,786.Ω mo 2x26,6 Bài 31: Một máy phát điện DC kích từ song song có các số liệu sau :Udm = 230V, Ι KT = 1.A, RU = 0,7Ω , tốc độ quay của máy phát n = 1000 (vòng/phút) Ι dm = 29.A a/ Xác định: EƯ ? , η = ? Biết cho ΔΡCo. fe. f = 430.W b/ Tính dòng điện ngắn mạch khi ngắn mạch 2 đầu cực của máy phát? Cho biết từ thông dư bằng 7% từ thông của máy phát , và moment định mức ?. HD: ¾ Dòng điện phần ứng: Ta có : ΙU = Ι dm + Ι KT = 29 +1 = 30.A ¾ Sức điện động phần ứng : Ta có : U = EU − ΙU xRU ⇒ ΕU = U + ΙU xRU = 230 + 30x0,7 = 251.V ¾ Công suất định mức của máy phát: Ρdm = Ρ2 = Ι dm xU dm = 29x230 = 6670.W ¾ Tổn hao dây đồng phần ứng : SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-50
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN 2 2 ΔΡCU .U = RU xΙU = 0,7x30 = 630.W ¾ Tổn hao dây quấn kích từ: 2 ΔΡKT = RKT xΙ KT = U dm xΙ KT // = 230x1 = 230.W ¾ Tổng tổn hao: ΔΡ = ΔΡCO. fe. f + ΔΡCU .U + ΔΡKT = 430 + 630 + 230 = 1290.W ¾ Hiệu suất của máy phát : Ρ 6670 η = dm = = 0,84 Ρdm + ΔΡ 6670 +1290 ¾ Moment định mức của máy phát : Ρ Ρ x60 6670x60 M = dm = dm = = 63,7.(N.m) dm Ω 2π.n 2x3,14x1000 ¾ Ta có phương điện áp của máy phát: ΕU −U U = ΕU − ΙU xRU ⇒ ΙU = (1) RU Lúc ngắn mạch 2 đầu cực thì U = 0.V ΕU Từ (1) ⇒ ΙU = RU 0 Do từ thông dư φdu = 7 0 xφdm 0 ⇒ ΕU .nm = 7 0 xΕU .dm = 0,07x251 = 17,57.V Vậy dòng điện lúc ngắn mạch 2 đầu cực máy phát: ΕU .nm 17,57 ΙU .nm = = = 25,1.A RU 0,7 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-51
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 32: Một máy Đcơ điện DC kích từ song song có các số liệu sau :Pdm = 12KW, Udm = 220V, Ι KT // = 2.A , RU = 0,281.Ω , ndm = 685( vòng/phút ). Động cơ kéo tải có moment cản không đổi . Để giảm tốc độ đcơ người ta dùng 2 phương pháp : a/ Thêm điện trở phụ R f = 0,7.Ω mắc vào mạch phần ứng .Tính tốc độ và hiệu suất của Đcơ trong trường hợp này ? b/ Giảm điện áp đặt vào đcơ , tính tốc độ và hiệu suất của đcơ khi U ′ = 176,6.V ? ( Bỏ qua tổn hao cơ và phụ trong 2 trường hợp trên ,và giữ từ thông không đổi .) Nhận xét về 2 trường hợp trên . HD: ¾ Các thông số định mức của đcơ: ¾ Dòng điện phần ứng: Ta có : ΙU = Ι dm − Ι KT // = 64 − 2 = 62.A ¾ Sức điện động phần ứng : Ta có : U = EU + ΙU xRU ⇒ ΕU = U − ΙU xRU = 220 − 62x0,281 = 202,6.V a/ ¾ Tính tốc độ của đcơ khi thêm điện trở phụ R f = 0,7.Ω mắc vào mạch phần ứng: Cách 1: U dm − ΙU xRU ΕU 202,6 Từ công thức : ndm = ⇒ Κ Εφ = = = 0,296 Κ Εφ ndm 685 Theo đề bài vì từ thông không đổi do đó ta có tốc độ khi thêm điện trở phụ R f = 0,7.Ω mắc vào mạch phần ứng: U dm − ΙU x(RU + R f ) 220 − 62x(0,281+ 0,7) ndm = = = 538.(v / p) Κ Εφ 0,296 Cách 2: Nếu bỏ qua tổn hao cơ và phụ moment cơ trên trục đcơ bằng moment điện từ , có nghĩa là: M dt = M 2 = Κ M φ.ΙU Và do tử thông không đổi và dòng điện phần ứng không đổi nên khi thêm điện trở phụ R f = 0,7.Ω vào mạch phần ứng thì sức điện động phần ứng tính như sau: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-52
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ΕU′ = U − Ι x(RU + R f ) = 220 − 62x(0,281+ 0,7) = 159,2.V Vì từ thông không đổi nên sức điện động tỉ lệ thuận với tốc độ n′ Ε′U ΕU′ 159,2 Ta có: = ⇒ n′ = ndm x = 685x = 538.(v / p) ndm ΕUdm ΕUdm 202,6 ¾ Moment định mức của đcơ : Ρ Ρ x60 12000x60 M = dm = dm = = 167,3.(N.m) dm Ω 2π.n 2x3,14x685 ¾ Công suất cơ có ích khi n′ = 538.(v / p) : Ρ′ 2π.n′ 2x3,14x538 Ta có : M = 2 ⇒ Ρ′ = M xΩ′ = M x = 167,3x = 9425.(W ) 2 Ω 2 2 2 60 60 ¾ Hiệu suất của đcơ trong trường hợp này: Ρ′ Ρ′ 9425 η = 2 = 2 = = 0,67 Ρ1 U dm xΙ dm 220x64 b/ ¾ Khi điện áp đặt vào đcơ giảm xuống còn U ′ = 176,6.V sức điện động lúc đó là: ΕU′ = U ′ − ΙU xRU = 167,6 − 62x0,281 = 159,2.V ¾ Tốc độ đcơ lúc đó : n′ Ε′U ΕU′ 159,2 = ⇒ n′ = ndm x = 685x = 538.(v / p) ndm ΕUdm ΕUdm 202,6 ¾ Công suất tiêu thụ điện của đcơ lúc đó là: Ρ1′ = U ′xΙ dm = 167,6x64 = 11302.W ¾ Công suất cơ có ích khi n′ = 538.(v / p) : Ρ′ 2π.n′ 2x3,14x538 Ta có : M = 2 ⇒ Ρ′ = M xΩ′ = M x = 167,3x = 9425.(W ) 2 Ω 2 2 2 60 60 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-53
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Hiệu suất của đcơ trong trường hợp này: Ρ′ 9425 η = 2 = = 0,834 Ρ1′ 11302 Kết luận : so sánh trường hợp a và b , ta thấy rằng phương pháp dùng biến trở mắc nối tiếp vào mạch phần ứng có hiệu suất thấp hơn nhiều so với phương pháp giảm diện áp đặt vào đcơ. Bài 33: Một máy phát điện DC kích từ song song có các số liệu sau : Pdm = 7,5.KW , Udm = 230V , RKT // = 191,7Ω , RU = 0,54Ω , nFdm = 1450.(v / p) .Điện áp rơi trên chổi than UTX = 2.V. Máy phát sử dụng ở chế độ động cơ với U= 220V, quay với tốc độ nDC = 1162.(v / p) . Xác định công suất tiêu thụ của đcơ ? công suất có ích của đcơ ? Biết từ thông ở 2 chế độ như nhau. HD: Xét ở chế độ máy phát : ¾ Dòng điện định mức của máy phát: Ρdm 7500 Ι dm.MF = = = 32,6.A U dm 230 ¾ Dòng điện kích từ // : U dm 230 Ι KT // = = = 1,2.A RKT // 191,7 ¾ Dòng điện phần ứng: Ta có : ΙUMF = Ι dm + Ι KT = 32,6 +1,2 = 33,8.A ¾ Sức điện động phần ứng : Ta có : ΕUMF = U dm + ΙUMF xRU +U TX = 230 + 33,8x0,54 + 2 = 250,3.V Xét ở chế độ động cơ với U=220V: ¾ Sức điện động phần ứng của động cơ : SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-54
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Vì từ thông 2 trường hợp như nhau ( không đổi ), do đó sức điện động phần ứng tỉ lệ thuận với tốc đô: ΕU .DC nDC nDC xΕU .MF 1162x250,3 Ta có : = ⇒ ΕU .DC = = = 200,6.V ΕU .MF nMF nMF 1450 ¾ Dòng điện phần ứng ở chế độ đcơ : U DC − ΕU .DC −U TX 220 − 200,6 − 2 ΙU .DC = = = 32,2.A RU 0,54 ¾ Dòng điện kích từ // của đcơ : U DC 220 Ι KT // .DC = = = 1,15.A RKT // 191,7 ¾ Dòng điện tải của đcơ: Ι t = ΙU .DC + Ι KT // .DC = 32,2 +1,15 = 33,35.A ¾ Công suất tiêu thụ điện ở chế độ đcơ: Ρ1.DC = Ι t xU DC = 33,35x220 = 7337.W ¾ Công suất cơ có ích ở chế độ đcơ: Ρ2.DC = Ρ1.DC xη = 7337x0,825 = 6035.W Bài 34: Một máy Đcơ điện DC kích từ song song có các số liệu sau :Pdm = 10KW, Udm = 220V, Ι KT // = 2.,26A , RU = 0,178.Ω , η = 0,86. Tính : Dòng điện mở máy trực tiếp và Dòng điện mở máy khi thêm điên trở mở để dòng Imở = 2.Idm . Tính điện trở thêm vào khi mở máy có biến trở. HD: ¾ Công suất tiêu thụ điện của đcơ: Ρ 10000 Ρ = dm = = 11628.W 1 η 0,86 ¾ Dòng điện định mức của đcơ: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-55
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Ρ1 11628 Ι dm = = = 52,8.A U dm 220 ¾ Dòng điện mở máy trực tiếp: U dm 220 Ι moTT = = = 1236.A RU 0,178 ¾ Dòng điện mở máy khi mắc thêm vào mạch phần ứng Imỏ = 2Idm : Ta có dòng điện mở máy khi có thêm điện trở mở máy mắc nối tiếp vào mạch phần ứng : U dm U 220 Ι moBT = = 2xΙ dm ⇒ Rmo = − RU = − 0,178 = 1,9.Ω RU + Rmo 2xΙ dm 2x52,8 Bài 35: Một đcơ điện DC kích từ song song 10 sức ngựa ( 10 HP) có : Udm = 230V, RKT // = 288.Ω , RU = 0,35.Ω , IƯ = 1,6.A thì n = 1040.(v/p). Muốn cho dòng điện mạch ngoài I = 40,8.A và n = 600.(v/p). Hỏi: a/ Trị số điện trở cần thêm vào mạch phần ứng ? cho rằng khi tải thay đổi thì từ thông không đổi. b/ Với điện trở đó nếu Ι′ = 22,8.A thì tốc độ của đcơ bằng bao nhiêu ? c/ Nếu Idm = 38,5.A hãy tính M/Mdm ? trong cả 2 trường hợp ở câu a và b . d/ Công suất đưa vào đcơ điện ? Công suất mạch phần ứng ? công suất phần cơ ? khi I = 40,8.A. HD: a/ ¾ Sức điện động phần ứng của đcơ khi IƯ = 1,6.A: Ta có : U = EU + ΙU xRU ⇒ ΕU = U − ΙU xRU = 230 −1,6x0,35 = 229,44.V ¾ Dòng điện phần ứng lúc I = 40,8.A: ⎛ U ⎞ ⎛ 230 ⎞ ′ ⎜ dm ⎟ ΙU = Ι − Ι KT // = 40,8 − ⎜ ⎟ = 40,8 − ⎜ ⎟ = 40.A ⎝ RKT // ⎠ ⎝ 288 ⎠ SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-56
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Sức điện động phần ứng khi ΙU′ = 40.A và có mắc thêm Rmở vào mạch phần ứng: ΕU′ = U − Ι′ x(RU + Rmo ) ¾ Theo bài ra từ thông không đổi ta có : ΕU = Κ Ε .φ.n chỉ phụ thuộc vào tốc độ rotor. n′ Ε′U n′ 600 Do đó ta có : = ⇒ ΕU′ = ΕU x = 229,44x = 132,37.V ndm ΕUdm ndm 1040 Mặt khác ta có: U −132,37 ΕU′ = U − ΙU′ x(RU + Rmo ) = 132,37 ⇒ Rmo = − RU ΙU′ 230 −132,37 ⇔ R = − 0,35 = 2,1.Ω mo 40 Vậy giá trị điện trở mở máy cần thêm vào mạch phần ứng là Rmo = 2,1.Ω b/ Với Rmo = 2,1.Ω , và Ι′ = 22,8.A ¾ Dòng điện phần ứng lúc Ι′ = 22,8.A ⎛ U ⎞ ⎛ 230 ⎞ ′′ ⎜ dm ⎟ ΙU = Ι − Ι KT // = 22,8 − ⎜ ⎟ = 22,8 − ⎜ ⎟ = 22.A ⎝ RKT // ⎠ ⎝ 288 ⎠ ¾ Sức điện động phần ứng khi ΙU′′ = 22.A và có mắc thêm Rmở vào mạch phần ứng: Ε′U′ = U − Ι′′x(RU + Rmo ) = 230 − 22x(0,35 + 2,1) = 176,1.V ¾ Theo bài ra từ thông không đổi ta có : ΕU = Κ Ε .φ.n chỉ phụ thuộc vào tốc độ rotor. n′′ Ε′′ Ε′′ 176,1 Do đó ta có : = U ⇒ n′′ = n′x U = 600x = 798.(v / p) n′ Ε′U Ε′U 132,37 c/ Vì theo bài ra từ thông không đổi ta có : M dt = Κ M .φ.ΙU chỉ phụ thuộc vào dòng điện phần ứng. Ta có dòng điện phần ứng với Idm = 38,5.A: ΙUdm = Ι − Ι KT // = 38,5 − 0,8 = 37,7.A ¾ Trường hợp ở câu a với ΙU′ = 40.A SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-57
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN M ′ Ι′ 40 Theo lý luận ta có : = U = = 1,06 M dm ΙU 37,7 ¾ Trường hợp ở câu b với ΙU′ = 22.A M ′′ Ι′′ 22 Theo lý luận ta có : = U = = 0,58 M dm ΙU 37,7 d/ ¾ Công suất đưa vào đcơ: Ρ1 = U dm xΙ dm = 230x40,8 = 9384.W ¾ Công suất mạch phần ứng: ΡP.U = U dm xΙUdm = 230x40 = 9200.W 2 2 Hoặc ΡP.U = Ρdt + ΔΡCU .U = Ρ1 − RKT xΙ KT = 9384 − 288x0,8 = 9200.W ¾ Công suất phần cơ : 2 2 ΡP.CO = ΡP.U − ΙU .dm x(RU + Rmo ) = 9200 − 40 x2,45 = 5280.W Bài 36: Một máy phát điện DC kích từ song song có các số liệu sau :Udm = 115.V, Ρdm = 27.KW Ι KT = 5.A , RU = 0,02Ω , tốc độ quay của máy phát n = 1150 (vòng/phút) ,ηdm = 0,86 , 2ΔU TX = 2.V . a/ Nếu đêm dùng như một đcơ điện ( bỏ qua phản ứng phần ứng ) ,với Udm = 110.V , Ρdm = 25.KW ,η DC = 0,86. Hãy tính tốc độ n ? của đcơ . b/ Sự biến đỏi tốc độ từ đấy đến không tải . HD: a/ Khi làm việc ở chế độ máy phát : ¾ Dòng điện phần ứng của MF: Ρdm.F 27000 ΙU .F = + Ι KT = + 5 = 240.A U dm.F 115 ¾ Sức điện động phần ứng máy phát : Ta có : ΕUMF = U dm.F + ΙU .F xRU + 2ΔU TX = 115 + 240x0,02 + 2 = 121,8.V SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-58
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Khi làm việc ở chế độ động cơ : ¾ Dòng điện phần ứng của đcơ : Ρdm.DC 25000 110 ΙU .DC = − Ι KT .DC = − 5x = 259,5.A ηxU dm.DC 0,86x110 115 ¾ Sức điện động phần ứng động cơ : Ta có : ΕUM .DC = U dm.DC − ΙU .DC xRU − 2ΔU TX = 110 + 259,5x0,02 − 2 = 102,8.V ¾ Lập tỉ số giữ sđđ của MF và ĐC : Ε Κ .φ .n 102,8 UDC = Ε DC DC = . (1) ΕU .MF Κ Ε .φ.MF nMF 121,8 Mác khác theo giả thuyết vì bỏ qua phản ứng phần ứng nên ta có : φ Ι 4,8 DC = KT .DC = .(2) φMF Ι KT .MF 5 Từ (1) và (2) ta suy ra tốc độ của động cơ như sau: ΕU .DC 4,8x.nDC 102,8 102,8x5 102,8x5x1150 = = . ⇒ nDC = xnMF = = 1011.(v / p) ΕU .MF 5xnMF 121,8 4,8x121,8 121,8x4,8 b/ ¾ Khi làm việc ở chế độ không tải: IƯ.DC = 0 , nên ΕUO.DC = U dm.DC = Κ ΕφDC xnO.DC ¾ Tốc độ của đcơ đến khi không tải : ΕUO.DC .nODC 110 110 110x1011 Ta có : = = . ⇒ nO.DC = xnDC = = 1081.(v / p) ΕU .DC nDC 102,8 102,8 102,8 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-59
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 37: Một máy Đcơ điện DC kích từ song song có các số liệu sau :Pdm = 12KW, Udm = 250V, RKT // = 170Ω , RU = 0,22.Ω , η = 0,873. Khi chạy không tải với điện áp định mức , tốc độ không tải no = 1200 (v/p)., IƯ = 3.A , Khi kéo tải định mức với điện áp định mức ,từ thông giảm 2 % so với khi không tải . Tính tốc độ định mức ? HD: ¾ Sức điện động phần ứng khi chạy không tải : Ta có : ΕU .O = U dm − ΙU .O xRU = 250 − 3x0,22 = 249,34.V ¾ Sức điện động phần ứng khi chạy lúc định mức : Ta có : ΕU .dm = U dm − ΙU .dm xRU Với dòng điện phần ứng lúc chạy định mức: Ρdm. U dm 12000 250 ΙU .dm = Ι dm − Ι KT = − = − = 53,51.A ηxU dm. RKT 0,873x250 170 ¾ Vậy Sức điện động phần ứng khi chạy lúc định mức là ΕU .dm = U dm − ΙU .dm xRU = 250 − 53,51x0,22 = 238,23.V ¾ Ta lập tỉ số : Ε Κ .φ .n 249,34 UO = Ε O O = . (1) ΕU .dm Κ Ε .φ.dm ndm 238,23 Theo đề bài thì từ thông lúc lúc dcơ chạy định mức giảm 2 % so với lúc đcơ chạy không tải, có nghĩa là: φ 0 O 100 φdm = 98 0 xφO ⇔ = (2) φdm 98 Từ (1) và (2) ta tính được tốc độ định mức của đcơ : 100x1200 249,34 100x1200x238,23 = ⇒ ndm = = 1170.(v / p) 98xndm 238,23 98x249,34 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-60
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 38: Một máy phát điện DC kích từ song song có các số liệu sau : Pdm = 100KW, Udm = 230V, RKT // = 57,5Ω , RU = 0,05.Ω . Tính sức điện động phần ứng của máy phát khi Udm với : a/ Hệ số tải Kt = 1 b/ Hệ số tải Kt = ,05 HD: ¾ Dòng điện kích từ // : U dm 230 Ι KT = = = 4.A RKT // 57.5 ¾ Dòng điện định mức : Ρdm 100000 Ι dm = = = 434,78.A U dm 230 a/ Khi hệ số tải Kt = 1 Ι t ta có : Κ t = = 1 ⇒ Ι t = Ι dm = 434,78.A Ι dm ¾ Dòng điện phần úng của máy phát: Ta có : ΙU = Ι t + Ι KT = 434,78 + 4 = 438,78.A ¾ Sức điện động phần ứng : Ta có : U = EU − ΙU xRU ⇒ ΕU = U + ΙU xRU = 230 + 438,78x0,05 = 252.V b/ Khi hệ số tải Kt = 0,5 Ι t ta có : Κ t = = 0,5 ⇒ Ι t = 0,5xΙ dm = 0,5x434,78 = 217,39.A Ι dm ¾ Dòng điện phần úng của máy phát: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-61
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Ta có : ΙU = Ι t + Ι KT = 217,39 + 4 = 221,39.A ¾ Sức điện động phần ứng : Ta có : U = EU − ΙU xRU ⇒ ΕU = U + ΙU xRU = 230 + 221,39x0,05 = 241.V Bài 39 : Một máy Đcơ điện DC kích từ hỗn hợp có các số liệu sau : RKT // = 125Ω , RU = 0,06Ω , RKTNT = 0,04Ω khi làm việc với điện áp Udm = 250V, dòng điện I = 200.A , moment điện từ Mdt = 696 .N.m , a/ Tính công suất điện tiêu thụ của đcơ ? b/ Tính tốc độ của đcơ ? HD: a/ ¾ Công suất tiêu thụ điện của đcơ: Ρ1 = U dm xΙ dm = 250x200 = 50000.W b/ Tính tốc độ của đcơ: ¾ Dòng điện kích từ // : U dm 250 Ι KT // = = = 2.A RKT // 125 ¾ Dòng điện phần ứng: Ta có : ΙU = Ι − Ι KT // = 200 − 2 = 198.A ¾ Sức điện động phần ứng : Ta có : ΕU = U − ΙU x(RU + RKTNT ) = 250 −198x(0,06 + 0,04) = 230,2 V ¾ Công suất điện từ : Ρdt = ΕU xΙU = 230,2x198 = 45579,6.W SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-62
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Ta có quan hệ : Ρdt Ρdt x60 Ρdt x60 45579,6x60 M dt = = ⇒ n = = = 625.(v / p) Ω 2π.n 2π.M dt 2πx696 Vậy tốc độ của động cơ là : n = 625 vòng/phút . xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx PHẦN D : MÁY BIẾN ÁP SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT : I. MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA: 1) Diện tích đặc có ích : 2 2 SCI = SxΚ C .(m ,cm ) với : S là tiết diện lõi thép , KC : hệ số ép chặt 2) Từ thông cực đại trong lõi thép : φmax = BxSCI .(Wb) với B: là từ cảm trong lõi thép Ε Hoặc Ν = = .(vong.) 4,44xfxφm 3) Tổn hao sắt từ trong lõi thép: 1,3 2 ⎛ f ⎞ 2 ΔΡfe = ρ 1 xΒm x⎜ ⎟ xG = .(W ) hay ΔΡfe = Rth xΙ 50 ⎝ 50 ⎠ Với : ¾ Trọng lượng của lõi thép: 2 G = VxGt = (Kg) trong đó Gt (Kg/m ) là trọng lượng riêng của lõi thép ¾ Thể tích của lõi thép : 3 V = SCI xlTB = (m ) SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-63
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN 4) các đại lượng quy đổi: ¾ sức điện động thứ cấp quy đổi: Ε′2 = Κ BA xΕ 2 ¾ điện áp thứ cấp quy đổi: U 2′ = Κ BA xU 2 = U1 Ι 2 ¾ dòng điện thứ cấp quy đổi: Ι′2 = = Ι1 Κ BA 2 ¾ điện trở thứ cấp quy đổi: R2′ = Κ BA xR2 2 ¾ điện kháng thứ cấp quy đội : X 2′ = Κ BA xX 2 2 ¾ tổng trở thứ cấp quy đổi : Ζ′2 = Κ BA xΖ 2 ¾ Tỉ số biến áp : Ε1 U1 Ι 2 Ν1 Κ BA = = = = Ε 2 U 2 Ι1 Ν 2 5) Thí nghiệm không tải : U1dm ¾ Tổng trở lúc không tải : Ζ 0 = = Ζ1 + Ζth = (Ω) Ι 0 ¾ Dòng điện lúc không tải : U1 U1 Ι 0 = = 2 2 Ζ0 ()()R1 + Rth + X 1 + X th ¾ Dòng điện không tải phần trăm : Ι 0 Ι 0 % = x100 Ι1dm ¾ Hệ số công suất lúc không tải: Ρ0 R0 Cosϕ0 = = U xΙ 2 2 1.dm 0 R0 + X 0 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-64
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Ρ0 ¾ Điện trở lúc không tải : R0 = 2 = R1 + Rth = Ω Ι 0 2 2 ¾ Điện kháng lúc không tải : X 0 = Ζ 0 − R0 = X 1 + X th = Ω ¾ Tổn hao sắt lúc không tải : 2 ΔΡfe.0 = Ρ0 − ΔΡCU .1 = Ρ0 − Ι 0 xR1 6) Thí nghiệm ngắn mạch : ¾ Dòng điện ngắn mạch : Ι N = Ι1.dm U N ¾ Tổng trở ngắn mạch : Ζ N = Ι N ΡN ¾ Điện trở lúc ngắn mạch : RN = 2 Ι N 2 2 ¾ Điện kháng ngắn mạch : X N = Ζ N − RN = Ω R X Ta có : R = R′ = N , X = X ′ = N 1 2 2 1 2 2 ¾ Điện áp ngắn mạch phần trăm : U N Ι N xΖ N U N % = x100 = x100 U1.dm U1.dm ¾ Điện áp rơi trên điện trở ngắn mạch phần trăm: 2 U N.R Ι1dm xRN Ι1dm xRN ΡN U N .R % = x100 = = x100 = x100 U1.dm U1dm S1dm S dm ¾ Điện áp rơi trên điện kháng ngắn mạch phần trăm: U N.X Ι1dm xX N U N .X % = x100 = x100 U1.dm U1dm SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-65
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Hệ số công suất lúc ngắn mạch : ΡN Cosϕ N = U N xΙ N ¾ Công suất ngắn mạch : 2 2 2 2 Ρ N = ΔΡCU .1 + ΔΡCU .2 = Ι1N xR1 + Ι′2N xR2′ = Ι1N x(R1 + R2′ ) = Ι1N xRN II. MÁY BIẾN ÁP BA PHA : 1) Dòng điện sơ cấp và thứ cấp định mức : Sdm S dm Ι1dm = , Ι 2dm = 3xU1.dm 3xU 2.dm 2) Thí nghiệm không tải : U1dm U1. f ¾ Tổng trở lúc không tải : Ζ 0 = = ≈ Ζth = (Ω) 3xΙ 0 f Ι 0 f ¾ Dòng điện không tải phần trăm : Ι 0 f Ι 0 % = x100 Ι1dm ¾ Hệ số công suất lúc không tải: Ρ0 Ρ0 Cosϕ0 = = 3xU1.dm xΙ 0 3xU1 f xΙ 0 f Ρ0 ¾ Điện trở lúc không tải : R0 = 2 = Rth = Ω 3xΙ 0 2 2 ¾ Điện kháng lúc không tải : X 0 = Ζ 0 − R0 = X th = Ω SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-66
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN 3) Thí nghiệm ngắn mạch : U f .N U d.N ¾ Tổng trở ngắn mạch : Ζ N = = Ι N 3xΙ N ΡN ¾ Điện trở lúc ngắn mạch : RN = 2 3xΙ N 2 2 ¾ Điện kháng ngắn mạch : X N = Ζ N − RN = Ω R X Ta có : R = R′ = N , X = X ′ = N 1 2 2 1 2 2 ¾ Điện áp ngắn mạch phần trăm : U1 f .N U1. f xU N % U1.dm xU N % U N % = x100 ⇒ U1 f .N = = U f 1.dm 100 3x100 ¾ Điện áp rơi trên điện trở ngắn mạch phần trăm: Ι1 fN xRN Ι1dm xRN U N .R % = x100 = x100 U1 f U1dm 3 ¾ Điện áp rơi trên điện kháng ngắn mạch phần trăm: Ι1 fN xX N Ι1dm xX N U N .X % = x100 = x100 U1 f U1dm 3 ¾ Độ thay đổi điện áp thứ cấp phần trăm khi có : Kt và Cosϕ 2 : ΔU 2 % = Κ t x()U N .R %xCosϕ2 +U N.X %xSinϕ2 U 2.dm −U 2 Hoặc ΔU 2 % = x100 U 2.dm SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-67
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Hệ số công suất lúc ngắn mạch : ΡN ΡN Cosϕ N = = 3xU d.N xΙ1dm 3xU1 f .N xΙ1dm 4) Hiệu suất MBA : Κ t xS dm xCosϕ 2 η = 2 x100 Κ t xSdm xCosϕ 2 + Ρ0 + Κ t xΡN 5) Hệ số tải lúc MBA có hiệu suất cực đại : Ρ0 Κ t = ΡN 6) Hệ số tải lúc MBA không có hiệu suất cực đại: Ι 2 Ρ2 Ι1 Κ t = = = Ι 2.dm Ρ2.dm Ι dm SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-68
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN BÀI TẬP VÍ DỤ MBA MỘT PHA Bài 1 : Một cuộn dây được quấn trên lõi thép được ghèp bằng các lá thép kĩ thuật 2 −4 2 điện , có tiết diện lõi thép S = 25cm = 25x10 m . Hệ số ép chặt Κ C = 0,93, từ cảm của lõi thép B = 1,2 Tesla ., điện áp đặt vào cuộn dây U = 220 V , f = 50H Z . Hãy xác định φm = ? , và điện áp đặt trên 1 vòng dây ? HD: ¾ Tiết diện có ích : −4 −4 2 SCI = SxΚ C = 25x10 x0,93 = 23,25x10 .(m ) ¾ Từ thông cực đại trong lõi thép : −4 −4 φmax = BxSCI = 1,2x23,25x10 = 27,9x10 .(Wb) ¾ Số vòng dây quấn trên cuộn dây : Ε 220 Ta có : Ν = = −4 = 355.(vong.) 4,44xfxφm 4,44x50x27,9x10 Với Ε ≈ U = 220.V ¾ Điện áp đặt lên 1 vòng : U 220 = = 0,62 (V /1.vong) Ν 355 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-69
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 2 : Một MBA 1 pha có dung lượng S = 5 KVA , có 2 dây quấn sơ cấp và 2 dây quấn thứ cấp giống nhau .Điện áp định mức của dây quấn sơ cấp là : U1.dm = 10000.V , điện áp thứ cấp mỗi cuộn là : U2.dm = 110 V . Thay đổi cách nối các dây quấn với nhau sẽ có các tỉ biến đổi điện áp định mức khác nhau . Với mỗi cách nối hãy tính dòng điện định mức sơ cấp và thứ cấp ? HD: a) Nối tiếp - nối tiếp: Ta có : S 5000 Ι1.dm = = = 0,25.A U1 10000 +10000 S 5000 Ι 2.dm = = = 22,73.A U 2 110 +110 b) Nối tiếp – song song: Ta có : S 5000 Ι1.dm = = = 0,25.A U1 10000 +10000 S 5000 Ι 2.dm = = = 45,45.A U 2 110 c) Song song – song song : Ta có : S 5000 Ι1.dm = = = 0,5.A U1 10000 S 5000 Ι 2.dm = = = 45,45.A U 2 110 d) Song song – nối tiếp : Ta có : S 5000 Ι1.dm = = = 0,5.A U1 10000 S 5000 Ι 2.dm = = = 22,73.A U 2 110 +110 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-70
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 3: a/ Một lõi thép được quấn 1 cuộn dây có : N = 300 vòng , lõi thép có chiều 2 −4 2 dài trung bình lTB = 05.m , tiết diện đo : S = 35,5cm = 35,5x10 m , hệ số ép chặt W Κ C = 0,93, sức tổn hao : ρ 1 = 0,6 . Trọng lượng riên của thép 50 kg G = 7650.Kg , cuộn dây được đặt vào nguồn U= 220V , f = 50H . Tính tổn t m3 Z hao sắt từ trong lõi thép ? b/ Tính công suất tác dụng P ? Hệ số công suất ? và công suất phản kháng ? của cuộn dây tiêu thụ . Cho biết R = 0,5.Ω , I = 0,6 A . c/ Xác định các thông số của cuộn dây : Zth ? Xth ? Rth ? HD: a/ ¾ Từ thông trong lõi thép: Ε 220 φ = = = 33x10−4.(Wb) m 4,44xfxΝ 4,44x50x300 ¾ Tiết diện có ích của lõi thép: −4 −4 2 SCI = SxΚ C = 35,5x10 x0,93 = 33x10 .(m ) ¾ Từ cảm trong lõi thép : −4 φm 33x10 Β m = = −4 = 1.(Τ).Τecla SCI 33x10 ¾ Trọng lượng của lõi thép: G = VxGt Với thể tích của lõi thép : −4 2 −4 3 V = SCI xlTB = 33x10 .(m )x0,5.(m) = 16,5x10 .(m ) Vậy ta có trọng lượng của lõi thép : G = VxG = 16,5x10−4 x7650.m3 x Kg = 12,6.Kg t m3 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-71
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Tổn hao sắt từ ttrong lõi thép : 1,3 1,3 2 ⎛ f ⎞ 2 ⎛ 50 ⎞ ΔΡfe = ρ 1 xΒm x⎜ ⎟ xG = 0,6x1 x⎜ ⎟ x12,6 = 7,56.(W ) 50 ⎝ 50 ⎠ ⎝ 50 ⎠ b/ ¾ Công suất tác dụng : Ρ = ΔΡCU + ΔΡfe Với tổn hao đồng được tính như sau : 2 2 ΔΡCU = RxΙ = 0,5x0,6 = 0,18.(W ) Vậy ta có : Ρ = ΔΡCU + ΔΡfe = 0,18 + 7,56 = 7,74.(W ) ¾ Hệ số công suất : Ρ 7,74 Cosϕ = = = 0,058 UxΙ 220x0,6 ¾ Công suất phản kháng : Ta có : Q = UxΙxSinϕ = UxΙx 1− Cosϕ 2 = 220x0,6x 1− 0,0582 = 131,8.(KVAR) c/ ¾ Tổng trở trong cuộn dây : U 220 Ζ = = = 366,7.Ω th Ι 0,6 ¾ Điện trở từ hóa : ΔΡ 7,56 R = fe = = 21.Ω th Ι 2 0,62 ¾ Điện kháng từ hóa : 2 2 2 2 X th = Ζth − Rth = 366,7 − 21 = 366.Ω SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-72
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 4: Một MBA 1 pha có U1dm = 220.V , U2dm = 127.V , các thông số của dây quấn như sau : R1 = 0,3.Ω , X 1 = 0,25.Ω , R2 = 0,1.Ω , X 2 = 0,083.Ω . Thứ cấp được nối với tải có tổng trở phức Ζtai = 5,8 + j5,17.(Ω) . a/ Tính các thông số của sơ đồ thay thế ( các đại lượng quy đổi của thứ cấp ) . Coi I0 = 0 . Tính dòng điện thứ cấp quy đổi ? và dòng điện sơ cấp ? , Hệ số công suất của sơ cấp ? b/ tính công suất tác dụng ? công suất phản kháng của sơ cấp và của tải : P ? Q ? Pt ? Qt ? và Ut ? HD: a/ ¾ Hệ số biến áp : U1 220 Κ BA = = = 1,73 U 2 127 ¾ Điện trở thứ cấp quy đổi: 2 2 R2′ = Κ BA xR2 = 1,73 x0,1 = 0,3.Ω ¾ Điện kháng quy đổi: 2 2 X 2′ = Κ BA xX 2 = 1,73 x0,083 = 0,25.Ω ¾ Điện kháng tải quy đổi: Từ tổng trở phức của tải ta có : Ζtai = 5,8 + j5,17.(Ω) = Rt + jX t ⇒ Rt = 5,8.Ω và ⇒ X t = 5,17.Ω 2 2 Vậy điện kháng tải quy đổi là : X t′ = Κ BA xX t = 1,73 x5,17 = 15,47.Ω ¾ Điện trở tải quy đổi: 2 2 Rt′ = Κ BA xRt = 1,73 x5,8 = 17,36.Ω ¾ Dòng điện sơ cấp và dòng thứ cấp quy đổi: Ta có : Ι1 = Ι 0 + (−Ι′2 ) Vì Ι 0 = 0 ⇒ Ι1 = −Ι′2 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-73
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN U1 Ι1 = −Ι′2 = = ()()R + R′ + R′ 2 + X + X ′ + X ′ 2 Với : 1 2 t 1 2 t 220 = = 9,15.(A) ()()0,3 + 0,3 +17,36 2 + 0,25 + 0,25 +15,47 2 ¾ Hệ số công suất cơ cấp: R (R1 + R2′ + Rt′) Cosϕ1 = = = Ζ ()()R + R′ + R′ 2 + X + X ′ + X ′ 2 1 2 t 1 2 t ()0,3 + 0,3 +17,36 = = 0,747 ()()0,3 + 0,3 +17,36 2 + 0,25 + 0,25 +15,47 2 b/ ¾ Công suất tác dụng của sơ cấp : Ρ1 = U1 xΙ1 xCosϕ1 = 220x9,15x0,747 = 1503,7.W ¾ Công suất phản kháng của sơ cấp: 2 2 Q = U1 xΙ1 xSinϕ1 = U1 xΙ1 x 1− Cosϕ1 = 220x9,15x 1− 0,747 = 1338,3.(KVAR) ¾ Công suất tác dụng của tải: 2 2 2 Ρt = Rt xΙ 2 = Rt x()Κ BA xΙ′2 = 5,8x(1,73x9,15) = 1453,3.W ¾ Công suất phản kháng của tải: 2 2 2 Qt = X t xΙ 2 = X t x()Κ BA xΙ′2 = 5,17x(1,73x9,15) = 1295,5.(KVAR) ¾ Điện áp trên tải : 2 2 2 2 Ta có : U t = Ζt xΙ 2 = Ι 2 x Rt + X t = ()1,73x9,15 x 5,8 + 5,17 = 123.V SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-74
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 5: Một MBA 1 pha có U1dm = 220.V , U2dm = 127.V, I0 = 1,4A , P0 = 30W, làm thí nghiệm ngắn mạch thì: Ι1.n = Ι1.dm = 11,35.A, U1.n = 8,8.V , Ρn = 80.W . Tính các thông số sơ đồ thay thế ? Điện trở và điện kháng dây quấn thứ cấp quy đổi ? HD: a/ Thi nghiệm không tải: ¾ Tổng trở không tải : U1dm 220 Ζ0 = = = 157.Ω Ι 0 1,4 ¾ Điện trở không tải: Ρ0 30 R0 = 2 = 2 = 15,3.Ω Ι 0 1,4 ¾ Điện kháng không tải: 2 2 2 2 X 0 = Ζ0 − R0 = 157 −15,3 = 156,3.Ω b/ Thí nghiệm ngắn mạch : ¾ Tổng trở ngắn mạch : U1N 8,8 Ζ N = = = 0,78.Ω Ι N 11,35 ¾ Điện trở ngắn mạch: Ρn 8,8 Rn = 2 = 2 = 0,62.Ω Ι n 11,35 ¾ Điện kháng ngắn mạch: 2 2 2 2 X N = Ζ N − RN = 0,78 − 0,62 = 0,47.Ω ¾ Điện trở thứ cấp chưa quy đổi: R 0,62 Ta có : R ≈ R′ = N = = 0,31.Ω 1 2 2 2 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-75
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN U1 220 Hệ số biến áp : Κ BA = = = 1,73 U 2 127 Vậy điện trở thứ cấp chưa quy đổi là : R2′ 0,31 R2 = 2 = 2 = 0,1.Ω Κ BA 1,73 ¾ Điện kháng thứ cấp chứ quy đổi: X 0,47 Ta có : X ≈ X ′ = n = = 0,235.Ω 1 2 2 2 X 2′ 0,235 ⇒ X 2 = 2 = 2 = 0,08.Ω Κ BA 1,73 Bài 6 : Một MBA 1 pha có dung lượng Sdm = 25KVA, U1dm = 380.V , U2dm = 127.V, U = 4% n0 0 a/ Tính dòng điện định mức sơ cấp và thứ cấp ? b/ Tính dòng ngắn mạch khi điện áp đặt vào bằng U1dm và Un = 70% Udm ? HD: a/ ¾ Dòng điện định mức sơ và thứ cấp : S 25000 Ι1.dm = = = 65,8.A U1 380 S 25000 Ι 2.dm = = = 196,85.A U 2 127 b/ o Khi Un = Udm : ¾ Dòng ngắn mạch phía sơ cấp : Ι 65,8 Ι = 1.dm x100 = x100 = 1645.A 1.N U 4 N 0 0 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-76
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Dòng ngắn mạch phía thứ cấp : Ι 196,85 Ι = 2.dm x100 = x100 = 4921.A 2N U 4 N 0 0 o Khi Un = 70%Udm : ¾ Dòng ngắn mạch phía sơ cấp : 70 Ι = x1645 = 1151,5.A 1.N 100 ¾ Dòng ngắn mạch phía thứ cấp : 70 Ι = x4921. = 3444,7A 2.N 100 Bài 7: Cho một MBA có dung lượng Sdm = 20000KVA , U1dm = 126,8.KV , 2 U2dm = 11.KV, f= 50HZ, diện tích lõi thép S= 3595 cm , mật độ từ thông B= 1,35 Tesla . Tính số vòng dây của dây quấn sơ và thứ cấp . HD: ¾ Từ thông lõi thép : −4 φm = ΒxS = 1,35x3595x10 = 0,485.(W.b) ¾ Số vòng dây quấn sơ cấp : Ta có : 3 U1 126,8x10 Ν1 = = = 1177.(vong) 4,44xfxφm 4,44x50x0,485 ¾ Số vòng dây quấn thứ cấp : Ta có : 3 U 2 11x10 Ν 2 = = = 102.(vong) 4,44xfxφm 4,44x50x0,485 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-77
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 8: U1 35 Cho MBA 1 pha có các số liệu sau: Sdm = 6637KVA, = .KV , U 2 10 Pn = 53500W, UN% = 8 a/ Tính Zn ? Rn ? b/ Giả sử R1 = R2′ , Tính điện trở không quy đổi của dây quấn thứ cấp R2 = ? HD: a/ ¾ Dòng điện định mức sơ cấp : Sdm 6637 Ι1.dm = Ι1.N = = = 189,63.A U1 35 ¾ Điện trở ngắn mạch: ΡN 53500 RN = 2 = 2 = 1,5.Ω Ι N 189,63 ¾ Tổng trở ngắn mạch: Ι N xΖ N U N % 8 35000 Ta có : U N % = x100 ⇒ Ζ N = xU1dm = x = 14,8.ΑΩ U1dm 100xΙ N 100 189,63 b/ ¾ Điện trở thứ cấp chưa quy đổi: R 1,5 Ta có : R ≈ R′ = n = = 0,75 Ω 1 2 2 2 U1 35 Hệ số biến áp : Κ BA = = = 3,5 U 2 10 Vậy điện trở thứ cấp chưa quy đổi là : R2′ 0,75 R2 = 2 = 2 = 0,061 Ω Κ BA 3,5 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-78
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN MÁY BIẾN ÁP BA PHA Bài 1: Υ Một MBA 3 pha nối ( Δ) có dung lượng Sdm = 60KVA , U1dm= 35KV, U2dm= 400V . Làm thí nghiệm không tải : Ι 0 % = 11, P0 = 502W. Làm thí nghiệm ngắn mạch : U N % = 4,55% , P0 = 1200.W. Tính : a/ Dòng điện định mức sơ cấp và thứ cấp ? và dòng không tải Ι 0 = ? b/ Tính Cosϕ0 = ? UN = ? Cosϕ N = ? c/ Tính Kt = ? hiệu suất của máy η = ? khi Κ t = 0,5 và Cosϕ = 0,9 HD: a/ ¾ Điện áp pha sơ cấp : U1d 35000 Ta có : U1 f = = = 20207.V 3 3 ¾ Dòng điện định mức phía sơ cấp : S dm S dm 60000 Ι1dm = = = = 1.A 3xU1 f 3xU1d 3x35000 ¾ Dòng điện định mức phía thứ cấp : Sdm Sdm 60000 Ι 2dm = = = = 86,6.A 3xU 2 f 3xU 2d 3x400 ¾ Dòng điện lúc không tải : Ι %xΙ 11 Ι = 0 1dm = x1 = 0,11.A 0 100 100 b/ ¾ Hệ số công suất lúc không tải: Ρ0 = 3xU1 f xΙ1 f 0 xCosϕ0 = 3xU1d 0 xΙ1d 0 xCosϕ0 Ta có : Ρ0 502 ⇒ Cosϕ0 = = = 0,075 3xU1dm xΙ 0 3x35000x0,11 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-79
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Điện áp dây khi ngắn mạch : U % 4,55 U = U x N = x35000 = 1592,5.V 1dN 1dm 100 100 ¾ Điện áp pha khi ngắn mạch : U1d.N 1592,5 U1 f .N = = = 919,4.V 3 3 ¾ Hệ số công suất lúc ngắn mạch: ΡN = 3xU1 f .N xΙ1 fdm xCosϕ N = 3xU1d.N xΙ1d.dm xCosϕn Ta có : ΡN 1200 ⇒ Cosϕ N = = = 0,43 3xU1d.N xΙ1dm 3x1592,5x1 c/ ¾ Hệ số tải lúc MBA có hiệu suất cực đại : Ρ0 502 Κ t = = = 0,646 ΡN 1200 ¾ Hiệu suất của MBA khi Κ t = 0,5 và Cosϕ = 0,9 Ta có : Κ t xSdm xCosϕ 2 0,5x60000x0,9 η = 2 = 2 = 0,97 Κ t xSdm xCosϕ 2 + Ρ0 + Κ t xΡN 0,5x60000x0,9 + 502 + 0,5 x1200 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-80
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Bài 2: Υ −11 Một MBA 3 pha nối ( Δ ) có các thông số sau: U1dm= 35000V, I1dm= 92,5A Làm thí nghiệm không tải : Ι 0 % = 4,5% , P0 = 15,8KW. Làm thí nghiệm ngắn mạch : U N % = 7,5.% , P0 = 57KW. Tính : a/ Các tham số lúc không tải ( Z0 ? R0 ? X0 ? ) b/ Các tham số lúc ngắn mạch ( ZN ? RN ? XN ? ) Và các thành phần U NR % = ? , U NX % = ? c/ Độ thay đổi điện áp ΔU 2 .% = ? khi tải định mức với Cosϕ 2 = 0,8, Κ t = 1 d/ Hệ số tải cực đại Kt = ? và hiệu suất của máy η = ? ở tải định mức. với Cosϕ 2 = 0,8, Κ t = 1 HD: a/ ¾ Dòng điện lúc không tải : Ι %xΙ 4,5 Ι = 0 1dm = x92,5 = 4,16.A 0 100 100 ¾ Tổng trở không tải : U1 f U1dm 35000 Ζ 0 = = = = 4857,5.Ω Ι 0. f 3xΙ 0. f 3x4,16 ¾ Điện trở lúc không tải : Ρ0 18,5x1000 R0 = = 2 = 356.Ω 3xΙ 0 3x4,16 ¾ Điện kháng lúc không tải : 2 2 2 2 X 0 = Ζ 0 − R0 = 4857,5 − 356 = 4844,4.Ω b ¾ Tổng trở lúc ngắn mạch : U1 f .N Ta có : Ζ N = Ι N Với điện áp pha lúc ngắn mạch là : SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-81
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN U1 f xU N % U1dm U N % 35000 7,5 U1 f .N = = x = x = 1515.V 100 3 100 3 100 1515 Vậy tổng trở khi ngắn mạch là : Ζ = = 16,4.Ω N 92,5 ¾ Điện trở ngắn mạch : ΡN ΡN 57000 RN = 2 = 2 = 2 = 2,2.Ω 3xΙ N. f 3x()Ι1dm 3x92,5 ¾ Điện kháng lúc ngắn mạch: 2 2 2 2 X N = Ζ N − RN = 16,4 − 2,2 = 16,2.Ω ¾ Các thành phần ngắn mạch : Điện áp rơi trên điện trở ngắn mạch phần trăm : Ι1dm xRN x100 Ι1dm xRN 92,5x2,2x100 Ta có : U N.R % = = x100 = = 1,02.% U1 f U1d 35000 3 3 Điện áp rơi trên điện kháng ngắn mạch phần trăm : Ι1dm xX N x100 Ι1dm xX N 92,5x16,2x100 Ta có : U N .X % = = x100 = = 7,43.% U1 f U1d 35000 3 3 c/ ¾ Độ thay đổi điện áp thứ cấp phần trăm : ΔU 2 % = Κ t x()U N .R %xCosϕ 2 +U N.X %xSinϕ 2 Ta có : ⇒ ΔU 2 % = 1x()1,02x0,8 + 7,43x0,6 = 5,27 Với Cosϕ2 = 0,8 ⇒ Sinϕ 2 = 0,6 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-82
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN d/ ¾ Hệ số tải lúc MBA có hiệu suất cực đại : Ρ0 18500 Κ t = = = 0,57 ΡN 57000 ¾ Hiệu suất của MBA khi tải định mức với Cosϕ 2 = 0,8, Κ t = 1 Ta có : Κ xS xCosϕ 1x 3x35000x92,5x0,8 η = t dm 2 = = 0,97 2 2 Κ t xSdm xCosϕ 2 + Ρ0 + Κ t xΡN 1x 3x35000x92,5x0,8 +18500 +1 x57000 Với S dm = 3xU1dm xΙ1dm = 3x35000x92,5 = 60.KVA Bài 3 : Cho 3 MBA 3 pha có cùng tổ nối dây và tỉ số biến áp , với các thông số sau : S1dm= 180KVA , S2dm= 240KVA , S3= 320KVA , U1N % = 5,4% , U 2N % = 6% , U 3N % = 6,6.% .Hãy xác định tải của mỗi MBA khi tải chung của MBA bằng tổng công suất định mức của chúng St=740.KVA , và tính xem tải tổng tồi đa để không MBA nào bị quá tải bằng bao nhiêu ? HD: ¾ Tổng hệ suất động : n S 180 240 320 ∑ dm.i = + + = 121,8.KVA i=1 U N.i % 5,4 6 6,6 ¾ Hệ số tải : St Κ t = n S dm.i U N.i %x∑ i=1 U N .i SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-83
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN St 740 Với MBA 1 ta có : Κ t.1 = n = = 1,125 Sdm.i 5,4x121,8 U N .1 %x∑ i=1 U N.i ⇒ St.1 = Κ t.1 xSdm.1 = 1,125x180 = 202,5.KVA St 740 Tương tự với MBA 2 ta có : Κ t.2 = n = = 1,01 S dm.i 6x121,8 U N.2 %x∑ i=1 U N.i ⇒ St.2 = Κ t.2 xSdm.2 = 1,01x240 = 243.KVA St 740 Với MBA 3 ta có : Κ t.3 = n = = 0,92 Sdm.i 6,6x121,8 U N.3 %x∑ i=1 U N.i ⇒ St.3 = Κ t.3 xSdm.3 =,092x320 = 294,5.KVA ¾ Ta thấy MBA 1 có có U N % nhỏ nhất ,bị tải nhiều . trong khi đó MBA 3 có U N % lớn nhất bị hụt tải . Tải tổng tối đa để không MBA nào bị quá tải ứng với khi Kt= 1 : St St Ta có Κ t = n = = 1 ⇒ St = 5,4x121,8 = 657,7.KVA Sdm.i 5,4x121,8 U N.3 %x∑ i=1 U N.i Do đó phần công suất đặt của các MBA không được lợi dụng sẽ bằng : S dat = 740 − 657,7 = 82,3.KVA Bài 4 : U1 35000 Cho 1 MBA 3 pha có các số liệu sau : Sdm = 5600.KVA , = .V , U 2 6600 Ι1 9,25 = .A , P0= 18,5.KW , Ι 0 % = 4,5% , U 0 % = 7,5% , PN = 57 KW. Ι 2 490 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-84
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN Hãy xác định : a/ Các tham số lúc không tải ( Z0 ? R0 ? X0 ? ) b/ Các tham số lúc ngắn mạch ( ZN ? RN ? XN ? ) Và các thành phần U NR % = ? , U NX % = ? HD: a/ ¾ Dòng điện lúc không tải : Ι %xΙ 4,5 Ι = 0 1dm = x92,5 = 4,16.A 0 100 100 ¾ Tổng trở không tải : U1 f U1dm 35000 Ζ 0 = = = = 4857,5.Ω Ι 0. f 3xΙ 0. f 3x4,16 ¾ Điện trở lúc không tải : Ρ0 18,5x1000 R0 = = 2 = 356.Ω 3xΙ 0 f 3x4,16 ¾ Điện kháng lúc không tải : 2 2 2 2 X 0 = Ζ 0 − R0 = 4857,5 − 356 = 4844,4.Ω b/ ¾ Tổng trở lúc ngắn mạch : U1 f .N Ta có : Ζ N = Ι N Với điện áp pha lúc ngắn mạch là : U1 f xU N % U1dm U N % 35000 7,5 U1 f .N = = x = x = 1515.V 100 3 100 3 100 1515 Vậy tổng trở khi ngắn mạch là : Ζ = = 16,4.Ω N 92,5 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-85
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Điện trở ngắn mạch : ΡN ΡN 57000 RN = 2 = 2 = 2 = 2,2.Ω 3xΙ N. f 3x()Ι1dm 3x92,5 ¾ Điện kháng lúc ngắn mạch: 2 2 2 2 X N = Ζ N − RN = 16,4 − 2,2 = 16,2.Ω ¾ Các thành phần ngắn mạch : Điện áp rơi trên điện trở ngắn mạch phần trăm : Ι1dm xRN x100 Ι1dm xRN 92,5x2,2x100 Ta có : U N .R % = = x100 = = 1,02.% U1 f U1d 35000 3 3 Điện áp rơi trên điện kháng ngắn mạch phần trăm : Ι1dm xX N x100 Ι1dm xX N 92,5x16,2x100 Ta có : U N .X % = = x100 = = 7,43.% U1 f U1d 35000 3 3 Bài 5: Υ −12 Một MBA 3 pha nối ( Υ ) có các thông số sau: U1dm= 6000V, Sdm= 180 KVA . Làm thí nghiệm không tải : Ι 0 % = 6,4.% , P0 = 1000W. Làm thí nghiệm ngắn mạch : U N % = 5,5 % , PN = 4000 W.cho biết R1 ≈ R2′ , X 1 ≈ X 2′ Tính : a/ Các tham số lúc không tải ( Z0 ? R0 ? X0 ? ) b/ Các tham số lúc ngắn mạch ( ZN ? RN ? XN ? ) Và các thành phần U NR % = ? , U NX % = ? HD: a/ ¾ Dòng điện định mức phía sơ cấp : S dm S dm 180000 Ι1dm = = = = 17,3.A 3xU1 f 3xU1d 3x6000 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-86
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Dòng điện lúc không tải : Ι %xΙ 6,4 Ι = 0 1dm = x17,3 = 1,1.A 0 100 100 ¾ Tổng trở không tải : U1 f U1dm 6000 Ζ 0 = = = = 3149.Ω Ι 0. f 3xΙ 0. f 3x1,1 ¾ Điện trở lúc không tải : Ρ0 1000 R0 = = 2 = 275.Ω 3xΙ 0 f 3x1,1 ¾ Điện kháng lúc không tải : 2 2 2 2 X 0 = Ζ 0 − R0 = 3149 − 275 = 3137.Ω b/ ¾ Điện áp dây khi ngắn mạch : U % 5,5 U = U x N = x6000 = 330.V 1dN 1dm 100 100 ¾ Điện áp pha khi ngắn mạch : U1d.N 330 U1 f .N = = = 190.V 3 3 ¾ Tổng trở lúc ngắn mạch : U1 f .N U1 f .N 190 Ta có : Ζ N = = = = 11.Ω Ι N Ι1dm 17,3 ¾ Điện trở ngắn mạch : ΡN ΡN 4000 RN = 2 = 2 = 2 = 4,45.Ω 3xΙ N. f 3x()Ι1dm 3x17,3 ¾ Điện kháng lúc ngắn mạch: SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-87
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN 2 2 2 2 X N = Ζ N − RN = 11 − 4,45 = 10.Ω ¾ Các thành phần ngắn mạch : Điện áp rơi trên điện trở ngắn mạch phần trăm : Ι1dm xRN x100 Ι1dm xRN 17,3x4,45x100 Ta có : U N .R % = = x100 = = 2,2.% U1 f U1d 6000 3 3 Điện áp rơi trên điện kháng ngắn mạch phần trăm : Ι1dm xX N x100 Ι1dm xX N 17,3x10x100 Ta có : U N .X % = = x100 = = 5.% U1 f U1d 6000 3 3 Bài 6: Υ −12 Một MBA 3 pha nối ( Υ ) có các thông số sau: U1dm= 15 KV, U2dm= 400V , Sdm= 160 KVA .,P0 = 460W., U N % = 4.% , PN =2350 W.cho biết R1 ≈ R2′ , X 1 ≈ X 2′ Tính : a/ Ι1dm = ?, Ι 2dm = ? , RN = ? , X N = ? , Z N = ? , R1 = ? , R2 = ?, X 1 = ?, X 2 = ? Và các thành phần U NR % = ? , U NX % = ? b/ Độ thay đổi điện áp ΔU 2 .% = ? và U2 = ? khi tải định mức với Cosϕ 2 = 0,8, Κ t = 1 c/ Hiệu suất của máy η = ? khi. Cosϕ 2 = 0,8, Κ t = 0,75 HD: a/ ¾ Dòng điện định mức phía sơ cấp : S dm S dm 160000 Ι1dm = = = = 6,16.A 3xU1 f 3xU1d 3x15000 ¾ Dòng điện định mức phía thứ cấp : Sdm Sdm 160000 Ι 2dm = = = = 230.A 3xU 2 f 3xU 2d 3x400 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-88
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Tổng trở lúc ngắn mạch : Ta có : Ι xΖ Ι xΖ U %xU U % = 1dm N x100 = 1dm N ⇒ Ζ = N 1dm = N U N U1 f 1dm 100x 3xΙ dm 3 4x15000 = = 56,2.Ω 100x 3x3,16 ¾ Điện trở ngắn mạch : ΡN ΡN 2350 RN = 2 = 2 = 2 = 20,6.Ω 3xΙ N . f 3x()Ι1dm 3x6,16 ¾ Điện kháng lúc ngắn mạch: 2 2 2 2 X N = Ζ N − RN = 56,2 − 20,6 = 52,3.Ω ¾ Điện trở sơ cấp và điện trở thứ cấp quy đổi: R 20,6 Ta có : R = R′ = N = = 10,3.Ω 1 2 2 2 ¾ Điện kháng sơ cấp và điện kháng thứ cấp quy đổi: X 56,2 Ta có : X = X ′ = N = = 28,1 Ω 1 2 2 2 ¾ Hiệu suất MBA : U1 15000 Κ BA = = = 37,5 U 2 400 ¾ Điện trở và điện kháng chưa quy đổi : R′ 10,3 ′ 2 2 Ta có : R2 = Κ BA xR2 ⇒ R2 = 2 = 2 = 0,007.Ω Κ BA 37,5 X ′ 28,1 ′ 2 2 X 2 = Κ BA xX 2 ⇒ X 2 = 2 = 2 = 0,02.Ω Κ BA 37,5 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-89
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN ¾ Các thành phần ngắn mạch : Điện áp rơi trên điện trở ngắn mạch phần trăm : Ι1dm xRN x100 Ι1dm xRN 6,16x20,6x100 Ta có : U N.R % = = x100 = = 1,46.% U1 f U1d 15000 3 3 Điện áp rơi trên điện kháng ngắn mạch phần trăm : Ι1dm xX N x100 Ι1dm xX N 6,16x56,2x100 Ta có : U N .X % = = x100 = = 3,7.% U1 f U1d 6000 3 3 b/ ¾ Độ thay đổi điện áp thứ cấp phần trăm khi Kt = 1, Cosϕ 2 = 0,8 ⇒ Sinϕ 2 = 0,6 : ΔU 2 % = Κ t x()U N .R %xCosϕ 2 +U N.X %xSinϕ 2 Ta có : ⇒ ΔU 2 % = 1x()1,46x0,8 + 3,7x0,6 = 3,4.V ¾ Điện áp thứ cấp khi Kt = 1 : U 2.dm −U 2 ΔU 2 %xU 2.dm Ta có : ΔU 2 % = x100 ⇒ U 2 = U 2.dm − U 2.dm 100 ΔU %xU 3,4x400 Vậy U = U − 2 2.dm = 400 − = 386,4.V 2 2.dm 100 100 c/ ¾ Hiệu suất MBA khi Kt = 0,75, Cosϕ 2 = 0,8 : Ta có: Κ t xS dm xCosϕ 2 0,75x160000x0,8 η = 2 = 2 = 0,98 Κ t xSdm xCosϕ 2 + Ρ0 + Κ t xΡN 0,75x160000x0,8 + 460 + 0,75 x2350 SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II Trang-90