Tính dòng điện không tải và công suất không tải của động cơ.. Hãy tính điện áp nguồn 3 pha cung cấp cho động cơ sao cho dòng điện dây bằng 100 A.. Tính công suất tiêu thụ bởi động cơ lúc
Trang 1ĐỀ THI MÔN CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN Học kỳ 2, năm học 2016-2017
Ngày thi: 02/6/2017 Thời lượng: 120 phút.
Sinh viên được sử dụng 4 trang A4 viết tay, nội dung không có ví dụ và bài tập
Ghi MSSV lên tài liệu và nộp lại kèm bài thi
BÀI TOÁN 1: Một động cơ không đồng bộ ba pha rotor dây quấn: 350 kW, 2200 V, 25 Hz, 12 cực
từ, stator đấu Y Các thông số mạch điện thay thế một pha của động cơ quy đổi về stator như sau:
R a= 0,225 ; R’ r= 0,235; R c= 780; X eq = X ls + X’ lr= 1,43; X M= 31,75
Sử dụng mạch điện thay thế gần đúng để tính các câu hỏi sau:
a/ Tính tốc độ đồng bộ của động cơ (0,5 đ)
b/ Động cơ nối vào nguồn xoay chiều 3 pha điện áp và tần số định mức Tính dòng điện không tải
và công suất không tải của động cơ Giả sử tổn hao cơ của động cơ không đáng kể (1,0 đ)
c/ Giữ cho rotor không quay Hãy tính điện áp nguồn 3 pha cung cấp cho động cơ sao cho dòng
điện dây bằng 100 A Tính công suất tiêu thụ bởi động cơ lúc này (1,0 đ)
BÀI TOÁN 2:Cho động cơ một chiều kích từ độc lập có các thông số định mức như sau: Va = 240 V; Ia= 20 A; Ra= 1; nr_noload= 2400 vòng/phút (tốc độ không tải) Bỏ qua tổn hao sắt, ma sát và
quạt gió; mạch từ chưa bão hòa, hãy tính:
a/ Tốc độ và mômen động cơ khi đầy tải (1,0 đ)
b/ Mômen và dòng khi khởi động (1,0 đ)
c/ Giả sử điện áp đầu vào phần ứng không đổi, mômen giảm một nửa so với định mức, dòng kích từ phải được điều chỉnh như thế nào để động cơ vẫn hoạt động ở tốc độ định mức (dòng phần ứng không được vượt quá dòng định mức) (0,5 đ)
BÀI TOÁN 3: Máy biến áp một pha, 12,7 kV/220 V, 50 Hz, 15 kVA Thí nghiệm không tải ở điện
áp định mức, đo được công suất tổn hao không tải 60 W, dòng điện không tải 2% dòng định mức Thí nghiệm ngắn mạch ở dòng điện định mức, đo được công suất tổn hao ngắn mạch 240 W, điện
áp ngắn mạch 4% định mức.
a/ Xác định các thông số và vẽ mạch tương đương của MBA quy về sơ cấp (cao áp) (0,5 đ)
b/ Khi thứ cấp máy biến áp cấp điện áp 220 V cho tải 12 kVA, hệ số công suất 0,92 trễ:
i/ Tính công suất tác dụng, và công suất phản kháng cấp cho tải (0,5 đ)
ii/ Tính điện áp và dòng điện cung cấp cho sơ cấp của máy biến áp? Tính phần trăm độ thay đổi điện áp và nhận xét? Tính hiệu suất máy biến áp? (1,5 đ)
BÀI TOÁN 4:Cho hệ thống điện cơ với mạch từ như hình dưới, hai cuộn dây có số vòng N1= 100 vòng, N2= 200 vòng lần lượt mang dòng i1, i2có chiều như hình vẽ Các khe hở không khí có chiều dài là g1, g2và g3 Tiết diện khe hở không khí là như nhau và bằng A = 200 mm 2, bỏ qua từ trở của lõi thép
a/ Xác định giá trị tự cảm L11, L22, và hỗ cảm L12của 2 cuộn dây nếu g1= g2= g3= 1 mm (1,0 đ)
b/ Xác định giá trị hỗ cảm L12của 2 cuộn dây nếu g1= g2= 1 mm, và g3= 0 (0,5 đ)
c/ Tính giá trị năng lượng từ trường tổng của hệ thống điện cơ, nếu g1= g2= g3= 1 mm và i1= i2=
10 A (0,5 đ)
d/ Tính từ thông và cảm ứng từ B trong khe hở không khí g3khi g1= g2= g3= 1 mm và i1= i2=
10 A.(0,5 đ)
Trang 2Hình 1
Hết
-Bộ môn duyệt
Trang 3Đáp án:
Bài 1: Xem file DeThi_MDKDB_HK162.pdf đính kèm.
Bài 2:
a)
E V R I 240 1 20 220 (V)
E V
N N E / E 2400 220 / 240 2200 (v / p)
T P / 60E I / (2 N ) 19,1 (Nm)
b)
2
r
GI V (GI )
T
start
a
a(start)
a
V
R
c)
Ta có e f a f 2
r
GI V (GI )
T
e
2
2
f
(GI ) 1.041741(GI ) 0.041453 0
GI 1.0003
GI 0.0414 (loai, I I )
1.0475
=> Cần tăng dòng kích từ lên 1,0475 lần so với khi định mức
Bài 3:
Dap so _
a) R1eq = 172.042667 Ohm
a) X1eq = 394.199271 Ohm
a) Rc = 2688.166667 k.Ohm
a) Xm = 548.719723 k.Ohm
b.i) P2b = 11040.000000 W b.i) Q2b = 4703.020306 VAr b.ii) V1b = 12998.527509 V b.ii) I1b = 0.959239 A b.ii) delta_V_percent = 2.350610 % b.ii) Eff = 98.077069 %
Trang 4Bài giải Matlab:
% MBA 1 pha
clc
clear
disp( 'MBA 1 pha _' )
Sdm = 15000;
V1dm = 12700
V2dm = 220
P0 = 60;
Pn = 240;
disp( ' -Cau a)' )
I1dm = Sdm/V1dm
I10=0.02*I1dm
V1n = 0.04*V1dm
R1c = V1dm^2/P0
Ir = V1dm/R1c
Ix = sqrt(I10^2 - Ir^2)
X1m = V1dm/Ix
R1eq = Pn/I1dm^2
Z1eq = V1n/I1dm
X1eq = sqrt(Z1eq^2-R1eq^2)
disp( ' -Cau b.1)' )
disp( 'Su dung mach tuong duong gan dung)' )
a = V1dm/V2dm
V2b = 220
I2b = 12000/V2b
cos_b=0.92
sin_b=sqrt(1-cos_b^2) % so*'m
P2b = V2b*I2b*cos_b
Q2b = V2b*I2b*sin_b
disp( ' -Cau b.1)' )
I2b_ = I2b/a % I2b'
V2b_ = V2b*a
I2b_j = I2b_*(cos_b - j*sin_b)
V1bj = (R1eq + j*X1eq)*I2b_j + V2b_
V1b = abs(V1bj)
I1bj = I2b_j + V1bj/R1c + V1bj/(j*X1m)
I1b = abs(I1bj)
delta_V_percent = (V1b-V2b_)/V2b_*100
Pi = R1eq*I2b_^2
Pc = V1b^2/R1c
Eff = P2b/(P2b+Pi+Pc)*100
disp( 'Dap so _' )
TEXT = sprintf( 'a) R1eq = %f Ohm' , R1eq);
disp(TEXT)
TEXT = sprintf( 'a) X1eq = %f Ohm' , X1eq);
disp(TEXT)
TEXT = sprintf( 'a) Rc = %f k.Ohm' ,
R1c/1000); disp(TEXT)
TEXT = sprintf( 'a) Xm = %f k.Ohm' ,
X1m/1000); disp(TEXT)
TEXT = sprintf( 'b.i) P2b = %f W' , P2b);
disp(TEXT)
TEXT = sprintf( 'b.i) Q2b = %f VAr' , Q2b);
disp(TEXT)
TEXT = sprintf( 'b.ii) V1b = %f V' , V1b);
disp(TEXT)
TEXT = sprintf( 'b.ii) I1b = %f A' , I1b);
disp(TEXT)
TEXT = sprintf( 'b.ii) delta_V_percent =
%f %%' , delta_V_percent); disp(TEXT) TEXT = sprintf( 'b.ii) Eff = %f %%' , Eff); disp(TEXT)
Trang 5Bài 4:
a)
N1i1
3
R
1
R
N2i2
2
R
b)
c)
d)
2
1
2
1
1
3
1
3
R
R
3
6 1 1
0
1.10
3,99.10
4 10 200.10
g
A
2
3 1
11
1
3
1 2
12
1
2
3 2
11
1
2
1,671.10
3
1,671.10 3
2
6,683.10
3
N
R
N N
R
N
R
11 1 22 2 12 1 2
0,5848
m
W L i L i L i i J
21 21/ 1 2 2/ 1 0
L i N i
4
1
4 2
5
1
(2 ) 3,34.10 Wb 3
4,18.10 Wb
8,4.10 Wb / 0,42
R
Trang 6ĐỀ: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
Một động cơ không đồng bộ ba pha rotor dây quấn: 350KW, 2200V, 25Hz, 12 cực từ, stator đấu Y Các thông số mạch điện thay thế một pha của động cơ qui đổi về stator như sau :
Ra = 0,225 Ω ; R’r = 0,235 Ω ; Rc = 780 Ω ; Xeq = Xls + X’lr = 1,43 Ω ; XM = 31,75 Ω
Sử dụng mạch điện thay thế gần đúng để tính các câu hỏi sau:
1 Tính tốc độ đồng bộ của động cơ
2 Động cơ nối vào nguồn xoay chiều 3 pha có điện áp và tần số định mức Tính dòng điện
không tải và công suất không tải của động cơ Giả sử tổn hao cơ của động cơ không đáng kể
3 Giữ cho rotor không quay Hãy tính điện áp nguồn 3 pha cung cấp cho động cơ sao cho
dòng điện dây bằng 100A Tính công suất tiêu thụ bởi động cơ lúc này
4. Tính moment cực đại và hệ số trượt tương ứng với moment cực đại của động cơ (Có thể
bỏ câu 4 nếu đề thi dài)
(Đề không vẽ mạch điện thay thế)
-
1 Tốc độ đồng bộ của động cơ:
×
dongbo
2 Tổng trở của động cơ khi không tải:
o
o
Dòng điện không tải:
∠
0 1
o
Công suất đưa vào động cơ:
3 Tổng trở động cơ khi rotor không quay (ngắn mạch):
Vn
Z Z (1.2902 + j31.6975) (0.46 j1.43) Z
Z Z (1.2902 + j31.6975) (0.46 j1.43)
∠
∠
0
o 0
47.6543 159.8372
= 1.4365 72.8 33.1737 86.9757
Điện áp dây của nguồn 3 pha cần thiết để dòng điện bằng 100A khi rotor không quay:
Công suất đưa vào động cơ:
4 Moment cực đại:
Hệ số trượt ứng với moment cực đại:
2 1 max
2
3 1
55268 2
2
e
s
V
p
ω
'
0.235
0.1623 0.225 1.43
r mT
a ls lr
R s
+
2
2
s
db s
db
f
N p
π
ω
ω
=