bộ bài tập ứng dụng cho môn học cơ sở truyền động điện, chương 12 pdf

 BÀI 2 : Một động cơ một chiều kích từ độc lập đang kéo máy sản xuất tại điểm định mức.. Moment cản của động cơ có tính phản kháng, để dừng động cơ người ta sử dụng biện pháp hãm động n

Chương 12:

QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG HỆ THỐNG

TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

 BÀI 1 :

Một động cơ có các số liệu như sau :

Pđm = 25KW, Uđm = 220V,nđm = 420V/phút, Iđm = 120A, Jht

=12,5

Đây là động cơ điện một chiều kích từ độc lập đang nâng tải, trọng tải điểm định mức trên đường đặc tính cơ tự nhiên

Tính : Trị số Rf = ? Khi động cơ chuyển sang làm việc với

n = 350V/phút Hãy vẽ đặc tính quá độ cơ học n = f(t) và M = f(t) của quá trình giảm tốc trên

 BÀI 2 :

Một động cơ một chiều kích từ độc lập đang kéo máy sản xuất tại điểm định mức Số liệu của động cơ như sau :

Pđm = 16 KW, Uđm = 220V, nđm = 1400V/phút, Iđm = 84A, moment quán tính động cơ = 0,95Kgm2, moment quán tính của

cơ cấu sản xuất bằng 0,625 Kgm2

Moment cản của động cơ có tính phản kháng, để dừng động cơ người ta sử dụng biện pháp hãm động năng kích từ độc lập với dòng điện hãm ban đầu bằng 2,5Iđm Hãy khảo sát quá trình quá độ của quá trình hãm trên

(n = f(t),M = f(t), I = f(t))và Tính Rhãm , thời gian hãm bằng bao nhiêu ?

 BÀI 3 :

Một động cơ điện một chiều kích từ song song đang làm việc với phụ tải có tính phản kháng có trị số Mc = 80%Mđm trên đặc tính cơ tự nhiên Đổi chiều di chuyển bằng phương pháp đổi

chiều cực tính điện áp đặt vào phần ứng, với dòng hãm ban đầu bằng 2,5 Iđm

Khảo sát quá trình quá độ cơ học của quá trình đổi chiều trên (n = f(t),M = f(t), I = f(t)) từ lúc bắt đầu quay ngược với tốc độ mới

Động cơ có số liệu như sau :

Pđm = 19 KW, Uđm = 220V, nđm = 750V, Iđm = 93A,

Mqt = 3,1Kgm2, Mqtccsx = 2,79Kgm2

 BÀI 4 :

Một động cơ một chiều kích từ độc lập có các tham số sau :

Pđm = 4,2 KW, Uđm = 220V, Iđm = 20A, nđm = 1000v/phút, Jđ = 1Kgm2, Mc = 0,8Mđm, Jqđ = 2kgm2

Động cơ khởi động qua các cấp điện trở phụ Rf Hãy xác định số cấp điện trở khởi động, thời gian khởi động

 BÀI 5 :

Một động cơ một chiều kích từ độc lập đang làm việc với tốc độ 1350V/phút, với Mc = Mđm, U = Uđm,  = đm Khảo sát quá trình quá độ cơ học của động cơ (n = f(t), M = f (t), n = f(t)), khi động cơ tăng tốc từ tốc độ trên đến tốc độ định mức Động cơ có các tham số sau :

Pđm = 15 KW, Uđm = 220V, Iđm = 81,5A, nđm = 1600v/phút

Mqt của toàn hệ thống bằng 0,312Kgm2

 BÀI 6 :

Một động cơ kích từ độc lập, đang nâng trọng tải tại điểm định mức trên đường đặc tính cơ tự nhiên Để hãm dừng động cơ

người ta thực hiện phương pháp hãm động năng kích từ độc lập với Ihbđ = 3 Iđm Hãy khảo sát quá trình cơ học trên (n = f(t),M = f (t), n = f(t))

Động cơ có các số liệu sau :

Pđm = 20,5 KW, Uđm = 440V, Iđm = 55A, nđm = 1000V/phút,

Jht = 1 Kgm2

 BÀI 7 :

Một động cơ điện một chiều kích từ độc lập đang nâng trọng tải tại điểm trên đường đặc tính cơ tự nhiên, người ta thực hiên hãm động năng kích từ độc lập với Ihbđ = 3Iđm

Động cơ có các số liệu sau :

Pđm = 13,5 KW, Uđm = 220V, Iđm = 73A, nđm = 1050V/phút,

Jht = 1 Kgm2

a/ Xác định điện trở hãm Rh ?

b/ Khảo sát quá trình quá độ và thời gian quá độ

 BÀI 8 :

Một động cơ kích từ độc lập đang làm việc với tải phản kháng có trị số Mc = 0,8 Mđm trên đường đặc tính cơ tự nhiên, để dừng động cơ người ta sử dụng hãm động năng kích từ độc lập với dòng điện hãm ban đầu bằng 2,5Iđm Khảo sát quá trình cơ học của quá trình trên (n = f(t),

M = f (t), n = f(t)) Số liệu của động cơ như sau :

Pđm = 29 KW, Uđm = 440V, Iđm = 76A, nđm = 1000V/phút,

Mqtđcơ = 0,568Kgm2, Mqtccsx = 0,625kgm2

 BÀI 9 :

Một động cơ kích từ độc lập đang nâng tải, trọng tải điểm định mức, thực hiện đảo chiều quay để đưa tải trọng đi xuống cùng tốc độ như khi nâng lên với dòng điện ban đầu khi đảo chiều là I = 2,5Iđm

Tham số của động cơ như sau :

Pđm = 32 KW, Uđm = 220V, Iđm = 171A, nđm = 1000v/phút,

Mqtđcơ = 5,9Kgm2, Mqtccsx = 5kgm2

Hãy khảo sát quá trình quá độ cơ học của quá trình trên

(n = f(t), M = f (t), n = f(t))

 BÀI 10:

Một động cơ điện một chiều kích từ độc lập có các tham số sau :

Uđm = 220V, Iđm = 15A, nđm = 500v/phút, Jđ = 1Kgm2, Mc = 0,8Mđm,

Jqđ = 2kgm2

Động cơ đang làm việc trên đường đặc tính cơ tự nhiên, để hãm dừnh nhanh người ta sử dụng đảo cực tính điện áp đặt vào phần ứng và nối thêm Rf Hãy tính toán thời gian hãm của động cơ

Ihbđ = 2,5Iđm

 BÀI 11 :

Một động cơ điện một chiều kích từ song song đang nâng tải trọng trên đặc tính cơ tự nhiên với Moment cản Mc = 85%Mđm Để giảm tốc xuống bằng 1000V/phút, người ta thêm

rf nối vào phần ứng

Vẽ đặc tính quá trình cơ học (n = f(t),M = f (t), n = f(t))

Động cơ có các số liệu sau :

Pđm = 14,5 KW, Uđm = 220V, Iđm = 83A, nđm = 1500V/phút,

Mqtđcơ = 2,25Kgm2, Mqtccsx = 2kgm2

 BÀI 12 :

Một động cơ điện một chiều kích từ độc lập đang nâng tải trọng trên đường đặc tính cơ tự nhiên với Mc = 0,8 Mđm, để dừng động cơ người ta sử dụng hãm động năng kích từ độc lập với dòng hãm ban đầu bằng 2,5 Iđm Khảo sát quá trình cơ học của quá trình trên (n = f(t),M = f (t), n = f(t))

Động cơ có các số liệu sau :

Pđm = 27,75 KW, Uđm = 200V, Iđm = 50A, nđm = 500V/phút,

Jqtđcơ = 0,11Kgm2, Jccsx = 12,5kgm2

ĐÁP ÁN CHƯƠNG V : QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG HỆ THỐNG

TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

 BÀI 1:

+ Ta có :

Rư = 12 (1 - đm) UIđm

đm = 0,04 

- Trong đó :

đm = U Pđm

đm * Iđm = 0,94

CEđm = Unđm

o = 0,51

no = UUđm * nđm

đm - RưIđm = 429V/phút

- Khi động cơ chuyển sang làm việc với tốc độ n = 350V/phút

 Ta có phương trình :

nnt = no [1 - Iđm(RUư + Rf)

đm ]

 Rf = 0,3 

 Quá trình quá độ :

 Ta có phuơng trình quá độ :

M = Mc + (Mbđ + Mc)e -1/Tc

- Trong đó :

Mc = Mđm = 568 Nm

 Ta lại có phương trình đặc tính tốc độ :

Mbđ = (1 - nc - nn đm

o )(CMRđm * Uđm

f + Rư ) (1) Với nbđ = nđm thì từ (1)

 mbđ = (1 - 420429 ) ( 9.55 * 0.51 * 2000.04 + 0.3 )

nôđ = 350V/phút

Vậy  Mbđ = 63,03Nm

+ Ta có :

Tc = 9.55MJno

n = 0,17

Mn = CMRđm * Uđm

f + Rư = 3151,5 Nm

 Vậy phương trình quá độ :

M = 568 + 632 * e -t/0,17 n

n o

A B

C

n ôđ

n bđ = n đm

TN

n , M

n bđ = 420 B

n ôđ = 350

C

 BÀI 2 :

+ Ta có phương trình quá độ :

M = Mc + (Mbđ - Mc ) e -t/Tc

+ Ta có :

Ic = 2,5 Iđm = 210A

Rư = 0,17

no = 1497 V/phút

Mbđ = 2,5Mđm = 272,5Nm

CEđm = 0,146

* Với Mđm = 109Nm = Môđ

+ Ta có :

nbđ = nđm = 1400V/phút + Ta có :

nođ = C-RIư

Eđm = -560V/phút

 Vậy M = 109 + (272,5 - 109)e-t/8,08

 Ta lại có :

Tc = 9.55 * MJ * nbđ

bđ = 8,08 s

 M = 109,14 - 163,71 e-t/8,08

t

* Điện trở hãm :

RH = -CEIđm * nbđ

H- Rư = 0,81 

 Thời gian hãm :

th = Tcln nođn - nbđ

ođ = 10,12 s

 BÀI 3 :

C

n,M

M C

M bđ

n bđ

n ođ

t hãm

C

M

n

A B

C

M bđ

n ođ

0

n bđ

» Hướng dẫn phụ tải có tính phản kháng :

» Lúc động cơ quay ngược và tăng tốc đến tốc độ mới thì ta có :

Mbđ2 = Mn2

Nbđ2 = 0 Ứng với Mc2 thì ta có nođ2

 BÀI 4 :

+ Ta có :

Rư = 0,25 và CEđm = 0,21 + Chọn I1 = 2,5Iđm = 50A  R1 = UIđm

1 = 4,4 

* Chọn 3 cấp khởi động :

 = 3 R1

Rư = 2,6

 I2 = 19,23 > Ic (Đạt)

M

n

n o

A B

E

M n1

M c1

n bđ

M n2

D

C M c2

n ođ2

n o

R2 =2 * Rư = 1,69 

R3 = * Rư = 0,65 

I : n = UCđm - R1I

Eđm = 628 V/phút

II : n = UCđm- R2I

Eđm = 886 V/phút

III : n = 985 V/phút

TN : n = UCđm- RưI

Eđm = 1023 V/phút

+ Ta lại có :

M = - Mnn

o n + Mn và Tc = 9.55*MJ * no

n

I :  Tc(I) = 9.55 * J C R1

ECM2đm = 9.55(KJR1

Eđm)2 = 31

II :  Tc(II) = 12

III :  Tc(III) = 4,64

TN :  Tc(TN) = 1,7

+ Ta có :

 Thời gian khởi động :

t = Tclnnôđn - nbđ

ôđ -n

* Trong (I) : Thay I = I2  n = n1

n1 = UđmC - R1I2

Eđm = 644V/phút

+ Ta có phương trình :

t1 = Tc1ln nnôđ1 - 0

ôđ1 - n1

* Thay I = Ic  n = nôđ1 = 712V/phút

 t1 = 31ln 712 - 644 = 71s712

* Tương tự ta có :

t2 = Tc2 ln nnôđ2 - n1

ôđ2 - n2 = 27,6s

t3 = Tc3 ln nnôđ3 - n2

ôđ3 - n3 = 10,672s

tTN = Tc4 ln (0.02 - 0.05) - nnôđ4 - n3

ôđ4 = 3,91s

 Vậy :

t = t1 + t2 + t3 + tTN = 114s

 BÀI 5 :

 Bài này tải mang tính thế năng.

 Phương trình đặc tính quá độ :

n = nođ2 + (nbđ2 - nođ2)e -t/Tc2

- Với nođ2, nbđ2 đều có dấu âm

Rư = 0,22

Rf = 0,62

CEđm = 0,12

Mbđ = Mc = Mđm = 89,53 Nm

nođ = nđm = 1600V/phút

nbđ = nB = 1350V/phút

nođ = (1 - nnc

o )( CRMđmUđm

f + Rư )

Mc = Mđ,  nc = nđm = 1600V/phút

 Môđ = (1 - 16001742 )( 9.55 * C0.62 + 0.22eđm * 220 )

 Môđ = 0,08 * 300 = 24,01 Nm

Mnm = CM Rđm * Uđm

f + Rư = 300 Nm

 Vậy :

Tc = 9.55 * MJHT * no

nm = 0.312 * 17429.55 * 300 = 0,18

@ Vậy ta có phương trình quá độ :

n = nođ + (nbđ - nođ)e-t/Tc

= 1600 - 250 e-t/0,18

- Và : M = Môđ + (Mbđ - Môđ)e-t/Tc

= 24,01 + 63,93 e-t/0,18

 BÀI 6 :

@ Hiệu suất định mức của động cơ

đm =U Pđm

đm * Iđm =20.5 * 1000440 * 55 = 0,84

@ Điện trở gần đúng của cuộn dây phần ứng :

Rư = 12 (1 - đm) UIđm

đm = 0,64 

 BÀI 7 :

đm = 0,84 và Rư = 0,24

no = 1140V/phút ; Mđm = 122,79Nm

CEđm = 0,193

 RH = 0,685

Mbđ = 3 Mđm = 368,37Nm

nôđ = - 349,87 V/phút

nbđ = nB = 1050V/phút

Môđ = Mđm = 122,79Nm

 Tc = 0,298 s

* Phương trình quá độ :

Tqđ = Tc ln ((0.02 - 0.05)nnôđ - nbđ

ôđ

= 0,298ln 139910.5 = 1,45s

 BÀI 8 :

@ Phương trìng quá độ :

Mbđ = (1 - nnc

o )( CM Rđm * Uđm

f + Rư )

 Mà ta có :

nc = no - CRưIc

Eđm

Ic = Iđm Mc

Mđm = 70,55A

nc = 1532,2V/phút và no = 16769,3

* Vậy :

Mbđ = 22,49 Nm ;Rf = 0,81

nbđ = nA = nc = 1532,2 ; Rư = 0,273

nođ = nB = 1000V/phút

Mđm =9550 * Pn đm

Mnm = CERđm * Uđm

f + Rư = 256,73

Tc = 2,91 và Môđ = Mc = 78,47

 Phương trình quá độ :

M = Môđ + (Mbđ + Môđ) e- t/Tc

= 78,47 + 100,96 e- t/Tc

n = 1000 + 2532,2 e- t/Tc

 Các bài tập còn lại giải tương tự như các bài trên

t

1000 22,49

1532,2 78,47

M,n