Đề kiểm tra cuối kỳ môn Kỹ thuật điện 2 giúp cho các bạn củng cố được các kiến thức của môn học thông qua việc giải những bài tập trong đề thi. Tài liệu phục vụ cho các bạn sinh viên chuyên ngành Điện.
Trang 1ĐỀ THI KIỂM TRA CUỐI KỲ (HỌC KỲ I, 2009-2010) MÔN HỌC: KỸ THUẬT ĐIỆN 2 (MSMH:408020)
Thời gian: 120 phút
Sinh viên được phép dùng tài liệu, KHÔNG được phép trao đổi tài liệu
Câu 1: (4 điểm)
Cho một động cơ không đồng bộ ba pha
có nhãn như hình bên
a) Khi động cơ vận hành ở định mức, biết
tổn hao cơ là 700W: Tính độ trượt,
moment ngõ ra có ích, công suất điện từ,
moment điện từ, công suất tổn hao đồng
trên rotor và hiệu suất của động cơ? (3đ)
b) Khi động cơ nối Y và được cấp nguồn
ba pha 380V, 50Hz, động cơ có moment
cực đại T max và độ trượt tới hạn s m Nếu động cơ nối Y và được cấp nguồn ba pha 220V, 29Hz,
thì moment cực đại là T max2 và độ trượt tới hạn là s m2 Giả sử bỏ qua điện trở stator và nhánh từ
hóa Tính tỷ lệ T max2 /T max và s m2 /s m ? (1đ)
Câu 2: (3 điểm) Một động cơ DC kích từ song song 15 hp, 220 V, 1800 vòng/phút Động cơ có
điện trở dây quấn phần ứng 0,2 Ω, điện trở dây quấn kích từ 80 Ω
Đặc tính từ hóa của máy tại 1800 vòng/phút:
Bỏ qua ảnh hưởng của phản ứng phần ứng
Nếu một biến trở phụ Rđược gắn nối tiếp với dây quấn kích từ có giá trị từ 0-150 Ω
a) Khi điện trở R = 120 Ω Nếu dòng tiêu thụ của động cơ là 50A tại U=220V, tính tốc độ của động cơ? (1đ)
b) Biết tổn hao sắt là 500W không đổi, tổn hao cơ thay đổi tỉ lệ với tốc độ và bằng 600W tại 1800 vòng/phút Tính hiệu suất của động cơ ở trường hợp câu a? (1đ)
c) Tính R để động cơ có tốc độ 2000 vòng/phút với dòng phần ứng giống như câu a, U=220V? (1đ)
Câu 3: (3 điểm) Một máy phát đồng bộ 3 pha, 2 cực, 60 Hz, 25 MVA, 13,8 kV, nối Y, cực từ ẩn,
có các kết quả từ thí nghiệm không tải và ngắn mạch như sau:
Thí nghiệm không tải:
Đặc tính không tải (điện áp dây, kV) 13,0 13,8 14,1 15,2 16,0 Đặc tính khe hở ngoại suy (điện áp dây, kV) 15,4 17,5 18,3 22,8 27,4 Thí nghiệm ngắn mạch
Bỏ qua điện trở phần ứng ở mỗi pha
a) Tính điện kháng đồng bộ mỗi pha không bão hòa? (1đ)
b) Tính điện kháng đồng bộ mỗi pha bão hòa khi dòng kích từ là 365 A? (1đ)
c) Tính điện kháng đồng bộ mỗi pha bão hòa khi dòng kích từ là 570 A? (1đ)
-Hết-
Trang 2ĐÁP ÁN ĐỀ THI KIỂM TRA CUỐI KỲ (HỌC KỲ I, 2009-2010)
MÔN HỌC: KỸ THUẬT ĐIỆN 2 (MSMH:408020)
Thời gian: 120 phút
Sinh viên được phép dùng tài liệu, KHÔNG được phép trao đổi tài liệu
Câu1: (4 Điểm)
Ở định mức, công suất có ích: Pout = 15kW
a) Do truot: s = 0.033333
Moment ngo ra: Tout = 98.785827 Nm
Cong suat dien tu: Pdt = 16241.379310 W
Moment dien tu: Tdt = 103.395832 Nm
Ton hao dong rotor: Pcur = 541.379310 W
Hieu suat: Eff = 0.873186
b)
Tmax2/Tmax = 0.996374 ≈ 1 ==Î Tmax = const
sm2/sm = 1.724138
% Bo qua Rs, va nhanh tu hoa:
2 f
2 f ' r s
' r s
2 f s
2 ' r t
2 t t
2 t s
max
f
U
~ f
U L L 2 2 3 2
P X
X
U 2
3 1 X
X R R
U 2
3 1
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+ π π
= + ω
≈ +
+ + ω
=
% Tmax ~ (U/f)^2
% k_Tmax = Tmax2/Tmax = (U2/f2)^2/(U/f)^2
k_Tmax = Tmax2/Tmax = (U_2/f_2)^2 / (Ud/f)^2
% Bo qua Rs :
1
~ f
1 L L 2
R X
X R
R
r s
' r 2
' r t
2 t
' r
+ +
=
% k_smax = sm2/sm = (1/f2)/(1/f)
k_smax = sm2/sm = f/f_2
Bài giải Matlab cho câu 1:
clc
clear all
% Cau1_De Thi_KTD2_NH0910HK1_Lop CQ
% SV co the chon cach giai tuong duong
khac
Pdm = 15000 %W
% Noi Y
Ud = 380 %V
I = 29 % A
cosp = 0.9
f = 50 %Hz
n = 1450
Pthco = 700 %W
disp('Bai giai ')
disp('++++++++Cau a)')
P = 2 % pair of poles
ns = 60*f/P
s = (1-n/ns)
w = 2*pi*n/60 Tout = Pdm/w Pco = Pdm + Pthco Pdt = Pco/(1-s)
ws = 2*pi*f/P Tdt = Pdt/ws Pcur = Pdt*s Pin = sqrt(3)*Ud*I*cosp Eff = Pdm/Pin
disp('++++++++++++++++++Cau b)') U_2 = 220 %V
f_2 = 29 % Hz
% Bo qua Rs, va nhanh tu hoa
% Tmax ~ (U/f)^2
% k_Tmax = Tmax2/Tmax = (U2/f2)^2/(U/f)^2
% k_smax = sm2/sm = (1/f2)/(1/f)
k_Tmax = (U_2/f_2)^2 / (Ud/f)^2 k_smax = f/f_2
disp('Ket qua _')
TEXT = sprintf('a) So cap cuc: P = %f', P); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('a) Do truot: s = %f', s); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('a) Moment ngo ra: Tout = %f Nm', Tout); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('a) Cong suat dien tu: Pdt = %f W', Pdt); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('a) Moment dien tu: Tdt = %f Nm', Tdt); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('a) Ton hao dong rotor: Pcur = %f W', Pcur); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('a) Hieu suat: Eff = %f', Eff); disp(TEXT)
disp('.')
TEXT = sprintf('b) Tmax2/Tmax = %f', k_Tmax); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('b) sm2/sm = %f', k_smax); disp(TEXT)
Trang 3Câu2 : (3 Điểm) Chú ý là mạch kích từ bảo hòa Vì vậy Φkt không tỷ lệ với Ikt, cần tra bảng
Câu a, b: Ikta = Iktb = const Chú ý là điểm làm việc không phải ở định mức.
Câu c, Iktc ≠ Ikta Chú ý Φkt không tỷ lệ với I kt vì mạch từ bảo hòa.
Khi Ikt = const ⇒ Φkt = const: Có thể áp dụng: E ~ ω ~ n
a/ Rnta =120
Ikta = U/(Rkt+Rnta) = 1.1 A
Tra bảng Î Ea_1800 = 192.5V tại 1800 vòng/phút
Với dòng Ia = 50A Î Iưa = Ia – Ikta = 48.9A
Ea = U- Iưa*Rư = 210.22 V
Lập tỉ số ta được: na = (Ea/Ea_1800)*1800 = 1965 vòng/phút
b/ Từ câu a, có na=1965 vòng/phút
Tổn hao cơ tỉ lệ với tốc độ Î Pthcơ = 600*(na/1800) = 655.23 W
Pin = U*Ia = 11000 W
Pcu = I2ưa*Rư + I2kta*(Rnta+Rkt) = 720.24 W
Hiệu suất = (Pin - Pfe - Pthcơ-Pcu)/Pin = 0.8295
Hay: Hiệu suất = (Pđta - Pfe - Pthcơ)/Pin = (Ea*Iưa -Pthcơ)/Pin = 0.8295
c/ Ta có, Ec = Ea = 210.22V, nc = 2000 vòng/phút, dòng kích từ Iktc chưa biết, vì mạch từ có thể bảo hoà, nên cần phải tra bảng
Tại cùng dòng kích từ Iktc, khi từ thông tương đương nhau, sức điện động cảm ứng tại 1800 vòng/phút là: Ec_1800 = Ec*(1800/2000) = 189.2 V
Tra bảng Î Iktc = 1.07A
Î Rntc = (U/Iktc)-Rkt = 125.6 Ohm
Câu 3: (3 Điểm)
Đáp án:
a/ Điện kháng đồng bộ không bão hòa của máy phát trên không đổi với dòng kích từ bất kỳ Giả
sử chọn giá trị dòng kích từ là 365 A Điện áp không tải trên đặc tính khe hở là 17,5 kV, do đó điện áp pha Vφ =17,500/ 3 10,104 V= Dòng ngắn mạch phần ứng là 1190 A
,
10,104
8, 49 1190
s
b/ Điện kháng đồng bộ bão hòa với dòng kích từ 365 A được tính từ đặc tính không tải và đặc tính ngắn mạch Điện áp dây không tải từ đặc tính không tải là 13,8 kV, dòng ngắn mạch là 1190A Điện áp pha không tải là Vφ =13,800/ 3 7967, 4V=
7967, 4
6,696 1190
s
c/ Điện kháng đồng bộ bão hòa với dòng kích từ 570 A được tính từ đặc tính không tải và đặc tính ngắn mạch Điện áp dây không tải từ đặc tính không tải là 16,0 kV, dòng ngắn mạch là 1885A Điện áp pha không tải là Vφ =16,000/ 3 9237,6 V=
9237,6
4,9 1885
s