Tất cả các thiết bị hay hệ thống từ đơn giản đến phức tạp trong mọi ngành, lĩnh vực như dân dụng, công nghiệp, khai khoáng, xây dựng và quốc phòng… đều có sự hiện diện không thể thiếu củ
Trang 1CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÀI TẬP MÁY BIẾN ÁP VÀ ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
1. Vai trò của kỹ thuật điện
Luôn đi cùng với sự phát triển của xã hội, lĩnh vực công nghệ kỹ thuật điện - điện tử đóng vai trò thiết yếu với cuộc sống của con người ở mọi lĩnh vực trong nhiều thế kỷ qua và trong tương lai Tất cả các thiết bị hay hệ thống từ đơn giản đến phức tạp trong mọi ngành, lĩnh vực như dân dụng, công nghiệp, khai
khoáng, xây dựng và quốc phòng… đều có sự hiện diện không thể thiếu của ngành công nghệ kỹ thuật điện - điện tử Bởi vậy, ngành công nghệ kỹ thuật điện được xác định là ngành mũi nhọn ở mọi quốc gia để tiến tới nước công nghiệp và hiện đại
Trong nhiều năm qua, nhu cầu nguồn nhân lực về lĩnh vực công nghệ kỹ thuật điện là rất lớn và phong phú với mọi trình độ từ trình độ nghề đến cao đẳng, đại học và sau đại học Cho nên, việc nghiên cứu và đào tạo về lĩnh vực
kỹ thuật điện luôn được các viện nghiên cứu, trường đại học trong nước quan tâm, ưu tiên phát triển mạnh mẽ Và trong khoa Vật lý của các trường Sư phạm
bộ môn kỹ thuật điện đóng vai trò vô cùng quan trọng nên bộ môn này luôn được nghiên cứu và phát triển
2. Các tài liệu tham khảo hiện có của môn kỹ thuật điện
Tài liệu kỹ thuật điện trong các trường trung cấp, cao đẳng và đai học được sử dụng phổ biến nhất là giáo trình:
Trang 22.1. Giáo trình: Kỹ thuật điện của PGS.TS.Đặng Văn Đào (chủ biên) – PGS.TS.Lê
Văn Doanh
Giáo trình này được biên soạn theo khung của các trường đại học khối kỹ thuật công nghiệp do Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành năm 1990 và được Hội đồng chương trình khung ngành kỹ thuật xem xét và thông qua vào 10-2003 Giáo trình được biên soạn trên cơ sở người học đã học môn Kỹ thuật điện và Vật lý ở bậc phổ thông, phần điện môn Vật lý đại cương ở bậc đại học nên không đi sau vào mặt lý luận các hiện tượng vật lý và chủ yếu nghiên cứu các phương pháp tính toán và ứng dụng kỹ thuật của các hiện tượng điện từ
Giáo trình Kỹ thuật điện gồm 3 phần:
+ Phần I: Cung cấp các kiến thức cơ bản về mạch điện (thông số, mô hình, các định luật), phương pháp tính toán mạch điện, chú ý đến dòng điện hình sin và ba pha
+ Phần II: Cung cấp các kiến thức về nguyên lý, cấu tạo, đặc tính và ứng dụng các loại máy điện
+ Phần III: Cung cấp kiến thức về điện tử công suất và điều khiển máy điện
Để thuận tiện cho người đọc, cuối mỗi chương của cuốn giáo trình này đều
có các bài tập giải mẫu điển hình và bài tập cho đáp số
2.2 Giáo trình: Kỹ thuật điện của TS Lưu Thế Vinh, nhà xuất bản Giáo dục 2006
2.3.Giáo trình: Kỹ thuật điện của Trương Trí Ngộ, Lê Nho Bội, , nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2001
2.4 Giáo trình: Cơ sở kỹ thuật điện của, Hoàng Hữu Thuận, nhà xuất bản: Giao thông vận tải 2000
3 Hệ thống bài tập của kỹ thuật điện
Trang 33.1 Hệ thống bài tập về dòng điện xoay chiều hình sin
3.1.1 Hệ thống các dạng bài tập
Trong chương này, người ta đã xây dựng được nhiều phương pháp khác nhau để phân tích mạch điện Từ đó, rút ra các phương pháp cơ bản để giải các bài tập về mạch điện và dựa vào đó bài tập về dòng điện hình sin gồm các dạng:
- Ứng dụng phương pháp véc tơ giải mạch điện
- Ứng dụng biểu diễn số phức giải mạch điện
- Phương pháp biến đổi tương đương
- Phương pháp dòng điện nhánh
- Phương pháp dòng điện vòng
- Phương pháp điện áp 2 nút
Trong giáo trình kỹ thuật điện của Đặng Văn Đào và Lê Văn Doanh đã khái quát được đầy đủ các dạng bài tập áp dụng các phương pháp giải trên
3.1.2 Bài tập ví dụ
Ví dụ bài toán giải phương pháp số phức: [1]
Bài 3.1 (trang 54)
Cho mạch điện hình 3.12a
Tính dòng điện ?
Giải
Tổng trở phức nhánh 1:
Dòng điện phức nhánh 1:
Trang 4Trị số hiệu dụng:
Tổng trở phức nhánh 2:
Dòng điện phức nhánh 2:
Trị số hiệu dụng:
Dòng điện phức tính theo định luật kiechop 1:
Trị số hiệu dụng :
Ví dụ bài tập giải bằng phương pháp biểu diễn véctơ
Bài 3.1 (trang 66) [1]
Ví dụ bài tập giải bằng phương pháp số phức
Bài 3.2 (trang 68) [1]
Ví dụ bài tập giải bằng phương pháp dòng điện nhánh
Bài 3.3 (trang 69) [1]
Ví dụ bài tập giải bằng phương pháp dòng điện vòng
Bài 3.4 (trang 70) [1]
Ví dụ bài tập giải bằng phương pháp điện áp hai nút
Bài 3.5 (trang 71) [1]
3.2 Hệ thống bài tập về mạch điện ba pha
3.2.1 Hệ thống các dạng bài tập
Dạng 1: Mạch điện ba pha đối xứng (tải nối hình sao hoặc tải nối hình tam giác)
Dạng 2: Mạch điện ba pha không đối xứng (tải nối hình sao hoặc tải nối hình tam giác)
Và trong giáo trình kỹ thuật điện của Đặng Văn Đào và Lê Văn Doanh đã khái
Trang 5quát được đầy đủ các dạng bài tập trên
3.3.2 Bài tập ví dụ
Ví dụ bài toán về mạch điện ba pha đối xứng
Bài 4.1 (trang 96) [1]
Mạch ba pha đối xứng cung cấp cho 2 tải (hình 4.20)
Tải 1 nối Y có
Tải 2 là động cơ có , hiệu suất η=0,9 nối tam giác
Tính:
1. Dòng điện trong các pha của tải
2. Dòng điện trên đường dây
3. Dòng điện tổng trên đường dây
4. Công suất tác dụng P, công suất phản kháng Q, công suất biểu kiến S của toàn mạch
Giải
Vì điện áp đặt trực tiếp lên các tải nên ta tính được ngay các dòng điện:
1. Vì tải 1 nối sao nên
2. Đối với tải 2 là đông cơ không đồng bộ ba pha là công suất cơ trên trục động cơ, công suất động cơ tiêu thụ là
Dòng điện dây của động cơ là:
Vì động cơ nối tam giác nên dòng điện pha trong dây quấn động cơ là:
3. Công suất phản kháng của động cơ:
Công suất toàn mạch:
Trang 64. Dòng điện tổng trên đường dây:
Bài 4.2 (trang 98); Bài 4.5 (trang 105) [1]
Ví dụ bài tập về mạch điện ba pha không đối xứng
Bài 4.3 (trang 100); Bài 4.4 (trang 102) [1]
3.3 Hệ thống bài tập về máy biến áp
3.3.1 Hệ thống các dạng bài tập
Dạng 1: Máy biến áp một pha
- Trong dạng này các tác giả chú trọng các bài tập về:
+ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến áp
+ Công suất và hệ số công suất của máy biến áp
- Còn bài tập về dạng:Tính toán các thông số của sơ đồ thay thế còn tương đối ít
Dạng 2: Máy biến áp ba pha
- Trong dạng này tác giả chú trọng các bài tập về:
+ Xác định tỷ số biến áp
+ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến áp
- Còn bài tập về dạng Tính toán các thông số của sơ đồ thay thế còn tương đối ít
và bài tập về dạng tổ hợp về máy biến áp còn chưa có
3.3.2 Bài tập ví dụ
Dạng 1: Máy biến áp một pha
Bài 8.1 (trang 179) [1]
Một cuộn dây lõi thép có mạch từ làm bằng thép và lá kỹ thuật điện tiết diện lõi thép , hệ số điện kín 0,83 Từ cảm trong lõi Điện áp đặt vào cuộn dây , tần
số Hãy xác định từ thông , sức điện động , và e Xác định điện áp đặt lên mỗi vòng dây
Giải
Tiết diện tác dụng (hữu ích) lõi thép:
Từ thông cực đại trong lõi:
Giả thiết bỏ qua điện áp rơi trên điện trở dây quấn và điện kháng tản, coi ta có: Sức điện động hiệu dụng phức:
Trang 7Trị số tức thời sức điện động:
Điện áp đặt lên một vòng dây là:
Bài 8.2 (trang 179); Bài 8.3 (trang 181); Bài 8.4 (trang 182); Bài 8.5 (trang 183); Bài 8.6 (trang 184); Bài 8.7 (trang 186) [1]
Dạng 2: Máy biến áp ba pha
Bài tập ví dụ về xác định tỉ số điện áp
Bài 8.8 (trang 187)
Một máy biến áp ba pha có tỷ số vòng dây pha Xác định tỉ số điện áp khi dây đấu: Y/Y; ; ;
Giải:
Khi nối Y/Y
Khi nối Y/:
Khi nối :
Khi nối :
Ngoài ra còn có các bài tập: Bài 8.9 (trang 188), Bài 8.10 (trang 189)
Số lượng bài tập trong chương này còn tương đối ít
3.4 Hệ thống bài tập về động cơ không đông bộ ba pha
3.4.1 Hệ thống các dạng bài tập
Dạng 1: Đổi chiều quay chiều quay của động cơ không đồng bộ ba pha
Dạng 2: Tính toán các thông số của động cơ không đồng bộ ba pha khi roto đứng yên và roto quay
Dạng 3: Mở máy và điều chỉnh tốc độ và công suất của động cơ không đồng bộ
ba pha
Trang 8 Dạng 4: Tính toán các thông số của sơ đồ thay thế
3.4.2 Bài tập ví dụ
Dạng 1: Đổi chiều quay chiều quay của động cơ không đồng bộ ba pha
Bài 9.1 (trang 225) [1]
Dạng 2: Tính toán các thông số của động cơ không đồng bộ ba pha khi roto đứng yên và roto quay
Bài 9.2 (trang 226) [1]
Trong các giáo trình hiện nay bài tập về dạng này còn tương đối ít
Dạng 3: Mở máy và điều chỉnh tốc độ và công suất của động cơ không đồng bộ
ba pha
Bài 9.3 (trang 227); Bài 9.4 (trang 228); Bài 9.5 (trang 229); Bài 9.6 (trang 230); Bài 9.7 (trang 231); Bài 9.8 (trang 323); Bài 9.9 (trang 233) [1]
Dạng 4: Tính toán các thông số của sơ đồ thay thế của động cơ không đồng bộ
ba pha
Trong các giáo trình hiện nay bài tập về dạng này còn chưa có
Như vậy, qua một số tài liệu, tôi thấy lượng bài tập cho nội dung máy biến
áp và động cơ không đồng bộ ba pha còn ít Để giúp sinh viên có một hệ thống bài tập, có phương pháp giải cụ thể của từng dạng với hướng dẫn giải chi tiết từng bài về máy biến áp và động cơ không đồng bộ ba pha thì ở các chương tiếp theo của bài viết này là một số bài tập bổ sung thêm của máy biến áp và động cơ không đồng bộ ba pha