Bài tập ôn máy điện 2 1,2,3,4

CHƯƠNG 1 : MÁY ĐIỆN 1 CHIỀU Loại 1 : Bài toán xác định các bước của dây quấn sóng, xếp a. Dây quấn xếp đơn : quấn trái, + : quấn phải. Thường sử dụng quấn trái cho đỡ tốn đồng : bước quấn ngắn, + : bước quấn dài. Thường sử dụng bước quấn ngắn cho đỡ tốn đồng y2 = y1 y b. Dây quấn sóng đơn : quấn trái, + : quấn phải. Thường sử dụng quấn trái cho đỡ tốn đồng : bước quấn ngắn, + : bước quấn dài. Thường sử dụng bước quấn ngắn cho đỡ tốn đồng y = yG ; y2 = y y1 Ví dụ : Dây quấn sóng đơn, 2p=4 ; G=S=Znt=15. Tính Loại 2 : Tính sức từ động phần ứng Fư hoặc tính số ampe thanh dẫn trên đơn vị chiều dài chu vi phần ứng + Khi chổi than nằm trên đường trung tính hình học: Phụ tải đường: (Acm) Với (Ađôi cực) Bước cực: =>  Với dây quấn xếp đơn, 2a=2p Với dây quấn sóng đơn: a=1 + Khi chổi than lệch khỏi trung tính hình học một cung có độ dài là b + Sức từ động dọc trục: (A đôi cực) + Sức từ động ngang trục: (A đôi cực) + Nếu lệch 1 góc => (chiều dài chu vi phần ứng) + Nếu lệch đi g phiến góp với tổng số phiến góp là G =>

CHƯƠNG 1 : MÁY ĐIỆN 1 CHIỀU Loại 1 : Bài toán xác định các bước của dây quấn sóng, xếp

a Dây quấn xếp đơn

1

G

y = =y

- : quấn trái, + : quấn phải Thường sử dụng quấn trái cho đỡ tốn đồng

1

2

nt

Z y

p ε

= ±

- : bước quấn ngắn, + : bước quấn dài Thường sử dụng bước quấn ngắn cho đỡ tốn đồng

y2 = y1 - y

b Dây quấn sóng đơn

1

G

G y

p

±

=

- : quấn trái, + : quấn phải Thường sử dụng quấn trái cho đỡ tốn đồng

1

2

nt

Z y

p ε

= ±

- : bước quấn ngắn, + : bước quấn dài Thường sử dụng bước quấn ngắn cho đỡ tốn đồng

y = yG ; y2 = y - y1

Ví dụ : Dây quấn sóng đơn, 2p=4 ; G=S=Znt=15 Tính y y, G, y1, y2

1

15

3

nt

Z y

= ± = − =

1 15 1

7 2 7

7 3 4

G

G

G y

p

y y

y y y

→ = − = − =

Loại 2 : Tính sức từ động phần ứng Fư hoặc tính số ampe thanh dẫn trên đơn vị chiều dài chu vi phần ứng

+ Khi chổi than nằm trên đường trung tính hình học:

Phụ tải đường: =π ­

N i A D

(A/cm)

Với

= ­

I i a

τ

=

F A

(A/đôi cực)

Bước cực:

τ =

2

nt

Z p

τ =π

2 .p D

=>

π

τ = .

2

D p



π τ

π

­

N i D N i

F A

Với dây quấn xếp đơn, 2a=2p

Với dây quấn sóng đơn: a=1

+ Khi chổi than lệch khỏi trung tính hình học một cung có độ dài là b

+ Sức từ động dọc trục: F­d=A.2b (A/ đôi cực)

+ Sức từ động ngang trục: F­q=A.(τ −2 )b

(A/ đôi cực)

+ Nếu lệch 1 góc α0

=>

α π

= 0 .

180 2

D b

p

(chiều dài chu vi phần ứng)

+ Nếu lệch đi g phiến góp với tổng số phiến góp là G =>

π

= g

G

Ví dụ:

Một máy điện một chiều có Iưđm = 36 A, tổng số thanh dẫn N = 570, 2p = 4, Dư =

17 cm

+ Dây quấn sóng đơn, sức từ động phần ứng Fư khi chổi than nằm trên đường trung tính hình học của máy bằng bao nhiêu?

+ Dây quấn xếp đơn, sức từ động phần ứng Fư khi chổi than nằm trên đường trung tính hình học của máy bằng bao nhiêu?

+ Dây quấn sóng đơn, sức từ động phần ứng dọc trục và ngang trục khi chổi than lệch khỏi trung tính hình học một góc 100

+ Dây quấn sóng đơn, sức từ động phần ứng dọc trục và ngang trục khi chổi than lệch khỏi trung tính hình học 3 phiến góp biết tổng số phiến góp là 216

Giải:

+ Sóng đơn: a =1

­

­

2

I i a

= =

(A)

­

N i A D

π

(A/cm)

2

D p

π

τ = =

(cm)

F =Aτ =

(A/ đôi cực) Công thức này cũng để tính cho sức từ động ngang trục lúc đầy tải

+ Xếp đơn: a=p => 2a=2p = 4

Tính toán tương tự câu trên

+ Khi chổi than lệch 100

Chiều dài chu vi phần ứng

180 2

D b

p

α π

(cm)

Sức từ động dọc trục với dây quấn sóng đơn

­d 2b

(A/ đôi cực) Sức từ động ngang trục với dây quấn sóng đơn

­d ( 2 ) 1b

(A/ đôi cực) + Khi lệch đi 3 phiến góp:

g

Gπ

(cm) CHƯƠNG 2: MÁY BIẾN ÁP

+ Bài tập về tính hiệu suất của máy biến áp

2

2

2 0

2

.cos

ϕ β

β β β η

=> =

+ +

dm

dm

n

I

I

+ Hệ số tải khi hiệu suất cực đại:

0

0

β = => = n

P d

+ Điện áp pha ngắn mạch tính từ phía sơ cấp:

1

%

100

n

u U U

+ Điện áp pha sơ cấp:

= 1 1

3

f

U U

+ Quy đổi về phía sơ cấp:

w E U I k

w E U I

' ' ' 2 ' 2

1

k

+ Thí nghiệm không tải:

1 0 0 0

0

0 0

1 0

cos

U z I P r I

x z r

k

P

U I

ϕ

=

=

= ≈

=

+ Thí nghiệm ngắn mạch:

1 2 '

1 2

'

1 2

n

n

n

= +

= +

= +

2

n

n

n

n

n

n

n n n

U

z

I

P

r

I

=

=

.x

nr

nx

nr

u

u

u

+ Độ thay đổi điện áp:

20

% − 100% β.(U %.cosϕ U %.sin )ϕ

U

Các bài tập ví dụ:

VD1: Một máy biến áp ba pha có tổ nối dây Y/Δ-11, có Sđm = 250 kVA; U1/U2 = 35/6,6 kV; P0 = 9,5 kW; Pn = 4,2 kW; Un% = 8,5 Giá trị zn, rn, xn của máy lần lượt là bao nhiêu?

Giải:

MBA đấu Y/ Δ -11:

1 1

3

f

U

U = =

(V)

1 1

%

100

n

u U

(V)

( ) 3

dm

dm

S

U

2

( )

3.

n n n

n n

nf

U z I P r

I

x z r

VD: Một máy biến áp ba pha có tổ nối dây Y/Δ-11, có Sđm = 2000 kVA; U1/U2 = 35/6,6 kV; Pn =

32 kW; Un% = 7,5 Giá trị unr%, unx%, được xác định bằng giá trị ntn?

2 2 2 2 2

(W)

%

10 ( )

+ = => = − =

n nr

dm

P u

S kVA

• Ví dụ về tính công suất ngắn mạch: Pn

Trong máy biến áp ba pha có tổ nối dây Y/Y, tổng điện trở của dây quấn sơ cấp và thứ cấp là 0,03 Ω , dòng điện sơ cấp định mức là 100A Công suất ngắn mạch của máy là bao nhiêu?

Giải:

n

P

r P r I r r I I

• Ví dụ tính điện áp ngắn mạch: Un

Trong máy biến áp ba pha U1/U2 = 35 /10,5 kV ; Un% = 4,5 Điện áp ngắn mạch trên 1 pha có giá trị bằng bao nhiêu nếu máy đó đấu kiểu

+ Δ/Y-11

+ Y/ Δ -11

Giải:

+ Trường hợp đấu kiểu Δ/Y-11

1 1

%

100

n n

(V)

+ Trường hợp đấu kiểu Y/ Δ -11

1 1

3

f

U

U = =

(V)

1 1

%

100

n

u U

• Ví dụ về quy đổi về phía sơ cấp:

Một máy biến áp một pha lý tưởng có tỷ số biến áp 220/110, thông số dây quấn thứ cấp là Z2 = 0,12 + j0,086 ; bỏ qua tổn hao sắt tử và từ hóa Qui đổi tổng trở thứ cấp về sơ cấp là bao nhiêu?

• VD về tính hiệu suất và hiệu suất cực đại

1 Một máy biến áp ba pha có công suất định mức là 400 kVA; P0 = 1210W; Pn = 5500W; hệ

số công suất tải cos�2 = 0,8 Hiệu suất của máy biến áp khi tải định mức là bao nhiêu?

2 Một m.b.a ba pha đấu ∆/Y0-11 có số liệu định mức sau: Sđm = 400 kVA; U1/U2 = 22/0,4 kV; P0 = 0,8 kW; Pn = 4,2 kW; un% = 4,0; cosφ2 = 0,85 chậm sau Hệ số tải để hiệu suất cực đại là bao nhiêu?

• Ví dụ về độ thay đổi điện áp:

Một m.b.a ba pha đấu ∆/Y0-11 có số liệu định mức sau: Sđm = 540 kVA; U1/U2 = 35/0,4 kV; P0 = 0,8 kW; Pn = 3,6 kW; un% = 4,0; cosφ2 = 0,85 chậm sau Độ thay đổi điện áp ∆U% ở tải định mức bằng bao nhiêu?

+ Dạng bài tập MBA có 2 dây quấn sơ cấp và thứ cấp, cho Sđm, U1đm, U2đm => Nối tiếp S/2U; Song song => S/U Chú ý khi tính dòng điện sơ cấp hay thứ cấp thì để ý xem cuộn đó mắc nối tiếp hay song song

Chương 3

Hệ số trượt

1 1

n

1 1

60 f

n p

=

2 60

n

π

ω=

Tỷ số biến đổi điện áp:

1

W

= = dq e

dq

k E

K

Quy đổi:

'

1= 2 = e 2

Tỷ số biến đổi dòng điện:

i

2 2 dq2 2

m W k I

K

m W k I'

•

•

= =

2 2

.W

.W

dq

dq

 

Tính công suất cơ:

1 .cos

co

P =m U Iη ϕ

Tính tổng tổn hao công suất trong động cơ:

1.(1 ) .cos

P m η U I ϕ

Một động cơ điện không đồng bộ 3 pha roto dây quấn có w1 =50 vòng; kdq1=2,2; w2 = 25 vòng;

kdq2 = 1,1 Khi roto đứng yên người ta đo được E2 = 110V thì giá trị của E2’ khi đó bằng bao nhiêu?

1 1 '

W 50.2, 2

25.1,1

e

dq

k

W k

(V) Một động cơ điện không đồng bộ 3 pha roto dây quấn có w1 =50 vòng; kdq1 = 2,2; w2 = 25 vòng;

kdq2 = 1,1 Biết điện trở mạch roto r2 = 1,Ω thì điện trở mạch roto qui đổi sang phía stato r2’ bằng bao nhiêu?

2

W 50.2, 2

dq

dq

k I

= ÷ = ÷÷ = ÷ = Ω

Một động cơ không đồng bộ 3 pha 6 cực, roto lồng sóc, dây quấn stato đấu tam giác Động cơ đấu vào lưới điện 220V, 50Hz thì đo được các số liệu như sau: I1=22A; cosφ1 = 0,81; η = 0,86; s

= 0,05 Tính tốc độ quay của động cơ khi đó Tính vận tốc góc của động cơ

2p = 6 => p =

1 1

60 f

n p

1.(1 )

n n= − =s

2 60

n

π

Một động cơ không đồng bộ m1 = 3 pha 4 cực, roto lồng sóc, dây quấn stato đấu tam giác Động

cơ đấu vào lưới điện U = 220V, 50Hz thì đo được các số liệu như sau: I1 = 28A; cosφ1 = 0,85; η = 0,81; s = 0,05 Tính công suất cơ đưa ra đầu trục của động cơ Tính tổng tổn hao công suất trong động cơ ΔP?

1 .cos

co

P =m U Iη ϕ=

1.(1 ) .cos

Một động cơ điện không đồng bộ m1= 3 pha, roto lồng sóc có: Pđm = 14kW; ηđm = 0,85; nđm = 1430vg/ph; cosφđm = 0,83; Y/Δ- 380/220V Động cơ làm việc với nguồn điện áp U= 380V Dòng điện đưa vào động cơ ở chế độ làm việc định mức bằng bao nhiêu; Imm/Iđm = 5,5? Công suất phản kháng động cơ tiêu thụ ở chế độ làm việc định mức bằng bao nhiêu? Dòng điện mở máy của động cơ Imm bằng bao nhiêu?

3

.cos 5,5

co dm

P I

m U

cos

co dt

dt

P P

P

η

ϕ

=

Một động cơ điện không đồng bộ 3 pha, roto lồng sóc có: Pđm = 14kW; ηđm = 0,885; nđm = 1450vg/ph; cosφđm = 0,88; Y/Δ- 380/220V; ; Mmax/ Mđm = 2; Động cơ làm việc với nguồn điện áp 380V Mô men mở máy của động cơ Mmm bằng bao nhiêu? Mô men lớn nhất của động cơ Mmax

bằng bao nhiêu? Mô men mở máy của động cơ Mmm bằng bao nhiêu?

2 60

2

dm dm

n P M

π ω

ω

(N.m)

CHƯƠNG 4 Cho một máy phát điện đồng bộ cực lồi có xd* = 0,843, xq* = 0,554, rư = 0 Máy làm việc ở tải định mức với U* = 1, I* = 1, cosφđm = 0,8 chậm sau, góc lệch pha ψ giữa s.đ.đ E và dòng điện I là

ψ = 5504 Tính góc tải θ ứng với tải định mức Tính s.đ.đ E trong hệ đơn vị tương đối

Dựa vào đồ thị vecto trong hệ đơn vị tương đối:

1 0

dm

U = ∠

cosφđm = 0,8 chậm sau =>

0

1 36 9

dm

I = ∠ −

*

dm 1,332 0, 443

U• + j I• x = + j

Góc tải

0

0, 443 arctan 18 5 1,332

dm

.sin cos x

d

d

I I

ψ θ

+ Cho máy phát điện 3 pha cực lồi có Ufđm = 220 V, Ifđm = 12 A, điện trở dây quấn phần ứng rư = 0,6 Ω, cosφđm = 0,8, ψ = 650, E = 400 V Tính điện kháng đồng bộ ngang trục xq, dọc trục xd

.sin cos 0,8

.cos

d

d

I I

E U

I

ψ

θ ψ ϕ

θ θ

= − =

−

.I I I sin I cos

I cos tan

.I I sin

dm

x

x

ϕ θ

ϕ

•

Cho hai máy phát điện đồng bộ giống nhau làm việc song song có dây quấn stato đấu hình sao Tải chung của hai máy ở điện áp 13 kV là 20 MW, hệ số cosφ = 0,86 (chậm sau) phân phối đều cho hai máy Thay đổi công suất cơ của hai máy để phân phối lại công suất tác dụng sao cho dòng điện tác dụng của máy một bằng 0 A Tính hệ số công suất cosφ2 của máy hai

3 .cos

P I

0

cosϕ =0,86→ =ϕ 30

0

I I• = ∠ − = −A j B

Vì 2 máy làm việc song song và ta chỉ điều chỉnh thay đổi công suất tác dụng của máy 1 bằng 0 nên công suất phản kháng và tác dụng của máy 2 sẽ là:

Máy còn lại: Ire = A; im 2

B

I = =

=>

I

I I

ϕ =

+