Bài tập tổng hợp máy điện

 BÀI TẬP MÁY ĐIỆN  CHƯƠNG I MÁY BIẾN ÁP  Trang Biên soạn: PHẠM CÔNG THÀNH 5 Hãy tính các thơng số của mạch tương đương quy về sơ cấp Giải: Trong thí nghiệm không tải, ta hở mạch cu

Trang 1

 BÀI TẬP MÁY ĐIỆN  CHƯƠNG I TỔNG QUAN MÁY ĐIỆN  Trang CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN MÁY ĐIỆN Bài tập cĩ giải chương 1

Bài số 1.1

Mạch từ (hình 1.1) của một nam châm điện gồm hai đoạn: Đoạn 1 bằng thép dài

Bài giải:

2 2

.N.iB

Trang 2

 BÀI TẬP MÁY ĐIỆN  CHƯƠNG I TỔNG QUAN MÁY ĐIỆN  Trang

Biên soạn: PHẠM CÔNG THÀNH

trong cuộn dây

Đường cong từ hĩa của vật liệu B = f(H) cho ở bài số 1.4

3 3

Trang 3

 GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN  CHƯƠNG I MÁY BIẾN ÁP  Trang Bài tập khơng giải, cĩ đáp số chương 1

Bài số 1.6

f(H) của thép, xem ở bài 1.4, số vịng dây N = 10 vịng Tính dịng điện І chạy trong cuộn dây

Bài tập trắc nghiệm chương 1

Bài số 1.8 Cuộn dây cĩ lõi thép như trên hình 1.7 với các thơng số sau :

02000

Bài số 1.9 Cuộn dây cĩ các lõi thép như trên hình 1.8, cĩ các thơng số như sau:

Trang 4

 BÀI TẬP MÁY ĐIỆN  CHƯƠNG I MÁY BIẾN ÁP  Trang

1

CHƯƠNG 2

MÁY BIẾN ÁP Bài tập cĩ lời giải chương 2

2.1 Xét một máy biến áp lý tưởng (khơng bị sụt áp, khơng cĩ tổn hao, dịng khơng

tải bằng khơng) Cuộn sơ cấp cĩ 400 vịng, cuộn thứ cấp cĩ 800 vịng Tiết diện lõi

1 Từ cảm cực đại trong lõi thép

600S

fN44,4

N

NU

U

2 1 2 1

2.2 Cho một máy biến áp lý tưởng 20kVA, 1200/120V

1 Tính các dịng định mức sơ và thứ cấp của máy

2 Nếu máy phát 12kW cho một tải cĩ HSCS = 0,8; tính các dịng sơ và thứ cấp

Giải

1200

000.20U

SIđm 1

1 Điện áp sơ cấp, dịng điện sơ và thứ cấp

2 Tổng trở tải quy về sơ cấp

Giải:

Trang 5

 BÀI TẬP MÁY ĐIỆN  CHƯƠNG I MÁY BIẾN ÁP  Trang 2

trở tải đấu ở thứ cấp; khi “nhìn” từ phía sơ cấp, ta cĩ Z’t=U1/I1=k2Zt

Đĩ chính là tổng trở tải quy về sơ cấp

2.4 Một máy biến áp lý tưởng 50kVA, 400/2000V cung cấp 40kVA ở điện áp 2000V

2.5 Một máy biến áp lý tưởng cung cấp 10kVA cho một tải cĩ tổng trở 232o

;A250

2.6 Một máy biến áp lý tưởng cĩ tỷ số biến áp =10 Phía sơ cấp cĩ điện áp 39,8kV,

cơng suất biểu kiến 1000kVA và HSCS = 0,8 trễ Tính tổng trở tải đấu phía thứ cấp

Trang 6

Ở đây, máy biến áp khơng phải là lý tưởng vì các cuộn dây khi cĩ điện trở

nhìn từ sơ cấp (quy về sơ cấp) là:

Rn = R1 + k2r2 = 0,242 = (42 x 0,076) = 0.242 + 1,216 = 1,458Ω

2.8 Một máy biến áp lý tưởng cĩ tỷ số vịng dây 200:500 Phía sơ cấp đấu vào

nguồn 220V, cịn phía thứ cấp phát 10kVA cho tải

500220200

500UU200

500N

N

U

1 2 1

2 1

A2,18550

10000U

220I

2.9 Một máy biến áp cĩ tỷ số điện áp =8, điện trở sơ và thứ cấp bằng 0,9 và 0,005Ω,

Trang 7

 BÀI TẬP MÁY ĐIỆN  CHƯƠNG I MÁY BIẾN ÁP  Trang 4

1 Trong thí nghiệm ngắn mạch, ta ngắn mạch cuộn thứ cấp và đo dịng, áp, cơng suất phía sơ cấp (H:B.2.9a) Mạch tương đương được cho trên (H:B.2.9b), trong đĩ Rn = R1 + k2R2 và Xn = X1 + k2X2 lần lượt là điện trở và điện kháng tương đương của máy biến áp, quy về sơ cấp Ta cĩ:

Rn = 0,9 + 82 x 0,05 = 4,1Ω, Xn = 5 + 82 x 0,14 = 14Ω

Nếu: I2n = 180A, thì: In = I2n/8 = 22,5A Suy ra:

n 2

6,14

1,4Z

RU

IPIU

IRS

P

n n n

n n n n

2 n n n

2.10 Người ta làm thí nghiệm ngắn mạch một máy biến áp 50kVA, 4400/220V và đo

được dịng, áp, cơng suất ở phía sơ cấp là 10,8A, 120V và 544W Hãy xác định trước điện áp phải cung cấp cho phía cao áp sao cho máy phát dịng định mức ở điện áp 220V và HSCS=0,8 trễ

Giải:

2 n

n n

I

U

n 2 n

' 2

2 ' 2 2 2

' 2

Trong đĩ: U’2 = kU2; I’2 = I2/k = I1

Chú ý: sinφ2 > 0 nếu cosφ2 trễ (I2 chậm pha so với U2)

sinφ2 < 0 nếu cosφ2 trễ (I2 nhanh pha so với U2)

cosφ2 = 0,8; sinφ2 = 0,6; k = 4400/220 = 20 U’2 = kU2 = 4400V; I’2 = I2/k = 11,35A Suy ra:

35,111,106,0440035

,1166,48,0

= 4512V

2.11 Trong thí nghiệm ngắn mạch của một máy biến áp 100kVA, 4000/1000V, các

dụng đo đấu ở sơ cấp chỉ các giá trị:

2.12 Một máy biến áp 500kVA, 2300/230V được thử và cho các kết quả sau:

Thử khơng tải: U1 = 2300; Io = 9,4A; Po = 2250W

Trang 8

5 Hãy tính các thơng số của mạch tương đương quy về sơ cấp

Giải:

Trong thí nghiệm không tải, ta hở mạch cuộn thứ và và đo dịng, áp, cơng suất phía sơ cấp (H:2.12a) Mạch tương đương được cho trên H:2.12b trong đĩ cĩ thể thay Gc (đơn vị là S) bởi Rc (đơn vị là Ω.) và –jBm (đơn vị là S) bởi jXm (đơn vị là Ω.) Ta cĩ Rc = 1/Gc và Xm = 1/Bm

Bước 1: Tính Rn, Xn như trong (B:2.10)

Bước 2: Tính Gc, Bm từ (H:2.12b):

2 1

o cU

P

1

o oU

I

o 2 o

2.13 Máy biến áp trong (B:2.12) phát dịng định mức cho tải cĩ HSCS = 1 Dùng

mạch tương đương (H:2.4s) để tính hiệu suất của máy

Trang 9

=2174A; I’2=

10

I2

=217A Chọn U2 làm gốc pha: U2 = 2300oV = U’2 = 23000oV

Vì tải cĩ HSCS = 1 nên: I2 = 21740oA=> I’2 = 2170oA

E1 = I’2(R’2 + jX’2) + U’2 = (2170o)(0,08625 + j0,2001) + 23000o

06,1

Tiếp theo: tính lần lượt các ơng suất và tổn hao

Cơng suất phát cho tải:

P2 = U’2I’2cos φ2 = 2300 x 217,4 = 500kW Tổn hao đồng thứ cấp:

Pđ1 = I’22R’2 = 2172 x 0,08625 = 4kW Tổn hao đồng sơ cấp:

P1 = P2 + Pđ2 + Pđ1 + Pt = 510,29kW Chú thích: với máy trên, rõ ràng sự tính tốn chính xác khơng cần thiết Ta chỉ cần lấy: Pđ = Pđ1 + Pđ2 = 2

1 Tính hiệu suất khi HSCS = 1 lúc (a) đầy tải; (b) nửa tải

2 Tính hệ số tải khi hiệu suất cực đại và tính hiệu suất cực đại lúc HSCS = 1

Giải:

Vấn đề tính tốn gián tiếp (xác định trước) hiệu suất của máy biến áp được giải quyết theo các bước sau:

lõi thép định mức Pt = Po trong lõi thép

Trang 10

7

n t o đm

t

đm t

PkPS

k

Sk

2 2

xx

x

xx

x

xx

U’2 = 2400, I’2 = I1đm = 10.000/2400 = 4,17A

cosφ2 = 0,866, sinφ2 0,5 Suy ra: U1 = (2400x0,86611,6x4,17)2(24000,531x4,17)2 = 2508V

2400

24002508100

'

'2

2

U

UU

IRđm

đm

1

1 xU

IXđm

đm n

2400

17,46,11

x

x

2400

17,431

xx

∆U% = 1(20,2 x 0,866 + 5,39 x 0,5) = 4,44%

2.16 Một máy biến áp 25kVA, 44oo/220V cĩ tổn hao lõi thép bằng 740W Biết rằng

khi tải bằng 15kVA thì hiệu suất cực đại Hãy tính hiệu suất ở tải định mức và HSCS

PP

PS

S

n n

Trang 11

2790cos

cos252050

1740cos

000.251

cos000.251

2

2 2

x

đm

2.17 Trong thí nghiệm ngắn mạch của một máy biến áp 75kVA, 6600/230V, người ta

tăng dần điện áp sơ cấp từ 0V đến khi dịng thứ cấp bằng định mức Lúc đĩ, điện áp

và cơng suất đo ở sơ cấp bằng 310V và 1600W Hãy tính % biến thiên điện áp lúc máy phát tải định mức ở HSCS = 0,8 trễ

Giải:

Khi: I2 = I2đm thì I1 = In = I1đm = 75000/6600 = 11,4A

4,11

1600

2 n

R

4,11

310nZ

x



= 4,23% (chính xác) Nếu tính gần đúng, ta cĩ:

6600

4,113,12

2.18 Một máy biến áp 24kVA, 2400/120V cĩ tổn hao lõi thép bằng 400W và tổn hao

đồng định mức bằng 900W Tính hiệu suất của máy khi nĩ phát 85A cho tải cĩ

900425,0400)82,0000.24425,0(

82,0000.24425,0

xx

x

xx





Trang 12

92.19 Một máy biến áp 50kVA cĩ hiệu suất cực đại khi tải bằng 35kVA Tính hiệu

suất định mức của máy khi tải cĩ HSCS = 0,8 trễ, biết rằng tổn hao khơng tải = 200W

= 408W Vậy lúc tải định mức (kt = 1) và cosư2 = 0,8 trễ thì:

1004081200)8,0000.501(

8,0000.501

xx

x

xx

1 Trước tiên, ta tính các thơng số của mạch tương đương quy về sơ cấp và

(H:B.2.20), T là một máy biến áp lý tưởng (khơng sụt áp, khơng tổn hao, dịng khơng tải bằng 0) Nếu U2, I2, Zt lần lượt là áp, dịng và tổng trở phía thứ cấp (ax) của T thì khi nhìn vào phía sơ cấp (a’x’) của T, ta sẽ thấy U’2 = kU2, I’2 = I2/k và Z’t = k2Zt (Xem lại các bài 2.3 và 2.4) Đĩ chính là các giá trị thứ cấp quy đổi về sơ cấp (tức là nhìn

từ phía sơ cấp) Ta lần lượt tính ngược từ tải về nguồn:

R’2 = k2R2= 42 x 37,5m = 0,6 X’2 = k2X2 = 42 x 62,5m = 1

U2 = 120V; I2 = S2/U2 = 10.000/120 = 83,33A; ư2 = 31,79o

Trang 13



E1 = U’2 + (R’2 + jX’2) I’2 = [480 + (0,6 + 0,1)].20,83 0

79,31

29,1

 V

Ic = GcE1 = 0,333 x 10-3 x 501,8 0

29,1



28,79

I1 = I’2 + Io = 17,89 – j11,97 = 21,5233,790A

U1 = E1 + (R1 + jX1)I1 = E1 + (1,17 0

4,59

79,33

2.21 Một máy biến áp 50kVA, 400/2000V cĩ các thơng số sau: R1 = 0,02 ; X1 = 0,06;

Trang 14



U’2 = kU2 = 40000; I’2 = I2/k = 100 0

87,36

E1 = U’2 + (R’2 + jX’2)I’2 = 40000+ (0,02 + j0,06)  ( 100  36 , 870)

51,0

Ic = GcE1 = 0,81 + j0,0072 = 0,810,510A

49,89

2

U

UU

H:B.2.21b:

Rn = R1 + R’2 = 0,04; Xn = X1 + X’2 = 0,12

U1 = E1 = U’2 + (Rn + jXn+I’2 = 400 + (0,126 0

5 , 71

Trang 15

Nhận xét: dùng sơ đồ hình (b) tính tốn nhanh hơn hình (a) nhiều và sai số khơng đáng kể

Nhận xét: Sai số về trị hiệu dụng khơng lớn lắm, nhưng sai số về gĩc lớn Mạch này

chỉ phù hợp khi tính sụt áp của các máy cĩ Rn << Xn; vì sai số của ∆U% lớn

2 Để tính hiệu suất, dùng kết quả trong câu 1(a)

Pđ2 = I’22R’2 = 200W; Pđ1 = I12R1 = 208W; Pt = Gc E12 = 328W

Pth = Pđ2 + Pđ1 + Pt = 736W; P2 = S2cosư2 = 32.000W

2.22 Trong thí nghiệm ngắn mạch của một máy biến áp 100kVA, 12.000/240V, ta

tăng dần điện áp sơ cấp cho đến khi dịng ngắn mạch thứ cấp bằng định mức Lúc

đĩ, điện áp và cơng suất phía sơ cấp là 600V và 1200W

2 Máy cung cấp 100kVA ở điện áp 240V cho tải cĩ HSCS = 0,8 trễ Tính điện

1200

= 17,3; Zn =

33,8

2.23.cơng xuất khơng tải đưa vào máy biến áp 5kva,500/100vlà 100w ở điện áp điện

mức và HSCS=0.15 khi máy mang tải định mức ,sụt áp qua điện trở và qua điện

Trang 16

13 kháng tản bằng 1% 2% điện áp điện mức tính cơng xuất và hệ số cơng xuất phía

sơ cấp khi máy phát 3kw cho tải ở điện áp định mức và hscs=0,8 trễ

giải

ta dung các số liệu cho trong đề bài để tính các thơng số Gc Bm Rn ,Xn,của mạch tương đương (h.b.6.21b)của máy biến áp sau đĩ ,sao đĩ dung cách tính gần đúng với các giả thuyết I 2, I1

trong chế độ khơng tải với U1 500v,P o 1000Wvà cos 0,15,ta cĩ

:4,0550

100

2 2

100cos

.02,0.:

5500.01,

5,010

, 2

,

8,05000

3000cos

Trang 17

;0

2 1

1 E I R  jX U  6 j4,5 0,5 j1 5000 507,5 j3,755070,4

A U

I I

I , c m 0,2 5,832

I U

S1  1 1*  507,5 3,75 6,2 5,83 3125 2982

suy ra P1 3125W;Q1 2982W;cos0.723trễ

rõ rằng ,sai số khơng đáng kể

2.24 Cơng xuất biểu kiến khơng tải đưa vào một máy biến áp 50KVA,2300/230V.là

2000VA.ở định áp định mức và HSCS=0,15 khi máy mang tải định mức ,sụt áp qua

điện trở và điện kháng tản bằng 1,2% và 1,8% điện áp định mức tính cơng suất và

hệ số cơng suất khi máy phát 30KVW cho tải định mức và HSCS=0,8 trễ

Giải

Các bước tính tĩn tương tự như (B.2.23)

.88,18,21/41

;24,18,21/27

;8,212300/50000

;376,0

38,02300

87,0

;87,023002000

057,02300

300

;30015,02000cos

1 , 2

1

0 0 1

0 0

2 2

1

0 0

đm m

c

X R

A I

I ms B

ms U

I Y A U

S I

ms U

P G W S

Bây giờ máy phát 30KW ở điện áp 230V và HSCS=0,8 trễ

.775,0cos815,0/

var24976

;30630

var225009

,36

;30000

var1977

;3000

var499

330

3,168,023000

30000cos

1 1

0 0 0 0 0

, 2 2

, 2

1 2

, 2

2

trê P

Q tg

Q W P

tg P Q W P

tg P Q W p

R I Q W R

I P

I U

P I

t t t

n n

2.25 Một tổ máy biến áp đấu ba pha đấu Y-Y gồm ba máy một pha lý tưởng nhận

điện từ nguồn ba pha 2400V và phát 600kVA cho một tải điện trở ba pha cân bằng ở

240V

Trang 18

Hình B.2.25

1 Tính áp và dịng trong từng cuộn dây của máy

2 Tính cơng suất biểu kiến của mỗi máy

000 600

3

2

2 2

2 2 2

d d

d d t

U

S I

I U S

Chú ý: Khi nĩi: “ nguồn ba pha 2400V” thì 2400V là điện áp dây

Khi nĩi: “tải ba pha 240V” thì 240V là điện áp dây

2 Cơng suất biểu kiến của máy một pha là:

3

600

2.26 Ba máy biến áp một pha 10KVA, 2300/460V được đấu thành một tổ ba pha để

cấp điện cho một tải ba pha cân bằng 18KW ở 460V và HSCS = 0.8 trễ

1 Tính áp và dịng trong từng cuộn dây của máy

2 Tính dịng dây sơ và thứ cấp

Trang 19

Mỗi máy biến áp một pha cĩ cơng suất biểu kiến 10KVA , điện áp sơ cấp 2300V, điện áp thứ cấp 460V, nên ta cĩ:

Vì sơ cấp đấu Y nên : Id1 = Ip1 = 2,1A

2.27 Một động cơ ba pha 50hp, 440V cĩ hiệu suất 0.88 và HSCS = 0,82 được cấp

điện từ một máy biến áp ba pha 6600/440V, đấu ∆-Y Tính dịng pha, dịng dây, áp pha, áp dây ở hai phía sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp

TẢI CƠ

Ip2

Pc

Tải điện Tải cơ

Giải:

Trang 20

17 Khi nĩi động cơ ba pha 50hp, 440V; Ta hiểu rằng cơng suất cơ do động cơ cung

2.28 Một đọng cơ ba pha, 30hp, 480V cĩ hiệu suất 0,9 và HSCS=0,82 được cấp

điện từ một máy biến áp ba pha 2400/480V, đấu ∆-Y Tính dịng pha , dịng dây, áp pha, áp dây ở hai phía sơ và thứ cấp của máy biến áp

5,3682,0.480.3

867,24cos

2.29: Một tổ máy biến áp ba pha đấu ∆-Y hạ điện áp từ 12600V xuống 660V và phát

55kVA cho tải co HSCS = 0,866 trễ Tính:

1 Tỷ số biến áp của mỗi máy một pha

2 Cơng suất biểu kiến (kVA) và cơng suất tác dụng (kW) của mỗi máy

3 Dịng dây và dịng pha trong tồn mạch

Giải:

Trang 21

55000

2.30 Một máy biến áp ba pha đấu Y - ∆ cung cấp điện cho một tải ba pha cân

bằng 500kW dưới điện áp 1100V và HSCS = 0,85 trễ Điện áp dây sơ cấp là 11000V Hãy tính dịng và áp trong tồn mạch

500000cos



t d

t U

P

2.31 Một máy phát ba pha 13200V phát 10MVA lên một đường dây tải điện ba

pha 66kV qua một tổ máy tăng áp Hãy tính cơng suất biểu kiến, điện áp và dịng điện của mỗi máy một pha nếu chúng được đấu :

Trang 22

2.32 Một tổ máy biến áp ba pha tăng điện áp của một máy phát ba pha 13,8kV lên

138kV để đưa vào đường dây tải điện ba pha Cơng suất của máy phát là 41,5MVA Tính cơng suất biểu kiến ,điện áp và dịng điện của mỗi máy phát nếu chúng được đấu:

Giải

Tương tự (B.2.31) Ta cĩ Sp = 13.833VA (tự giải)

2.33 Một máy biến áp ba pha 125kVA, 2400/240V được đấu lại thành máy tự biến

áp giảm áp Tính tỷ số biến áp và cơng suất ra lúc đầy tải

IAA = I1dm của máy tự biến áp = I2 = 50A

Iaa = I2dm của máy tự biến áp = I1 + I2 = 572A

Trang 23

 BÀI TẬP MÁY ĐIỆN  CHƯƠNG I MÁY BIẾN ÁP  Trang 2 0

Tỷ số biến áp của máy tự biến áp là:

2.34: Một máy biến áp một pha 10kVA, 2200 / 460V được đấu lại thành máy tự

biến áp để tăng áp từ 2200V lên 2660V Tính tỷ số biến áp và cơng suất ra lúc đầy tải

2 1 2

IaA=I2sddm của máy tự biến áp = I2 = 21,7A

Iaa = I1dm của máy biến áp = I1 + I2 =26,2A

 Tỷ số biến áp của máy tự biến áp là:

2.35 Một máy biến áp một pha 30kVA, 2400/600 được đấu lại thành máy tự tăng áp

từ nguồn 2400V Tính dịng điện trong từng phần của máy và cơng suất ra

Giải:

Hình vẽ và tính tốn tương tự như (B.2.34) Kết quả là:

Trang 24

2.36 Người ta muốn đấu một máy biến áp một pha 2400/600V để được một máy tự

biến áp tăng cĩ cơng suất ra lúc đầy tải bằng 180kVA Tính cồng suất biểu kiến của máy một pha; dịng sơ cấp và dịng trong cuộn chung của máy tự biến áp

Dịng sơ cấp của máy tự biến áp: Iaa = I1 + I2 = 75A

Trang 25

 BÀI TẬP MÁY ĐIỆN  CHƯƠNG I MÁY BIẾN ÁP  Trang 22Bài tập khơng giải, cĩ đáp số chương 2

2.37 Trên (H.B.2.37), nguồn áp nối tiếp với tổng trở nội

Zg = Rg + jXg cấp điện cho điện trở tải qua một máy biến áp lý tưởng cĩ tỷ số vịng dây N1: N2 Hãy tính tỷ số N1 : N2 thep Rg, Xg và Rt sao cho cơng suất truyền cho tải lớn nhất

2.38: Làm lại bài (2.37) với Ug = 25000; Zg = j36, Rt = 1

2.39: Trên hình 2.39 hai máy biến áp lý tưởng cho:

Z1 = 10,5+j35 ; Z2 = 0,5+j0,64 ; Z3 = (4+j6).10-3 

làm gốc pha)

2.40 Xét mạch hình 2.39 Tính U2 và I2 bằng cách quy đổi mạch về phía 2400V

2.41.Tổng trở tương đương quy về sơ cấp của máy biến áp 500kVA, 2300/230V là

cho tải cĩ HSCS = 0,8 trễ

1 Tính phần trăm biến thiên điện áp

2 Tính hiệu suất của máy, biết tổn hao lõi là kW

2.42 Một máy biến áp 5kVA, 500/100V được thử và cho các kết quả sau:

Hiệu suất cực đại khi máy phát 3kVA

Khi đưa điện áp 100V vào phía hạ áp và hở mạch phía cao áp thì máy tiêu thụ 100W và lấy dịng 3A

Tính hiệu suất khi máy mang tải định mức HSCS = 0,8 trễ

Trang 26

3

22.43 Một đường dây hạ áp cĩ tổng trở Z1= 0,003 + j0,01  cung cấp dịng 100A dưới điện áp 132V cho tải cĩ hệ số cơng suất là 0,85 trễ.Đường dây nhận diện từ

1 Tính áp,dịng và HSCS ở đầu phát của đường dây cao áp

2 Tính hiệu suất tải điện của hệ thống

2.44 : Một máy biến áp phân phối 500kVA,2300/230V được thử và cho kết quả sau:

1 Thử khơng tải ( đưa điện vào phía hạ áp )

U2 =230V ; I2 =94A; P2 =2250W

2 Thử ngắn mạch (đưa điện vào phía cao áp )

U1=100V; I1 = 230V; P1=9200W

Tính các thơng số của mạch tương đương quy về sơ cấp

2.45: Làm lại (B.2.44) nếu các kết quả như sau:

Thử khơng tải : U2 =280V ; I2 =85A; P2 = 1800W

2.46: Máy biến áp trong (B.2.45) phát tải định mức với HSCS = 1

Tính hiệu suất của máy bằng cách dùng :

1 Mạch tương đương (H.B.2.21c)

2 Mạch tương đương(H.B.2.21b)

2.47 : Ba máy biến áp một pha ( giống hệt nhau) 500kVA; 2300/230V được đấu

thành một máy ba pha Y-∆ Tổng trở tương đương của mỗi máy , quy về phía cao

áp là :

n

cho một tải ba pha cân bằng cĩ HSCS = 0,8 trễ Tính điện áp dây sơ cấp cần cĩ

2.48 Một máy biến áp một pha 50kVA, 2400/600V được đấu lại thành máy tự biến

áp tăng áp từ nguồn 2400V Tính dịng trong từng phần của máy và cơng suất biểu kiến định mức của nĩ Bỏ qua tổn hao

2.49 Người ta muốn cĩ từ thơng cựa đại bằng 4,13mWb trong lõi của một máy biến

áp 110V, 60Hz Tính số vịng dây sơ cấp cần cĩ

2.50 Một máy biến áp 120V, 50Hz tiêu thụ 75W và 1,5A lúc khơng tải Điện trở dây

1 Tổn hao lỗi thép

2 Hệ số cơng suất khơng tải

2.51 Hãy mơ hình hĩa lõi thép của máy biến áp trong (B.2.50) bằng điện trở Rc song

2.52 Các thơng số của mạch tương đương của một máy biến áp 150kVA,

2400/240V vẽ trên hình 6.21a là:

R1 = 0,2; R’2 = 0,2; X1 = 0,45; X’2 = 0,45; Rc = 10k; Xm = 1,55k

Trang 27

 BÀI TẬP MÁY ĐIỆN  CHƯƠNG I MÁY BIẾN ÁP  Trang 2 4 Máy phát định mức cho tải cĩ HSCS = 0,8 trễ

Tính: Phần trăm sụt áp và hiệu suất của máy

2.53 Làm lại B.2.52 bằng cách dùng mạch tương đương gần đúng (H.B.2.21b) Vẽ

đồ thị của dịng và áp trong tồn mạch Đánh giá sai số so với mạch chính xác

2.54 Một máy biến áp cĩ tỉ số biến áp bằng 5 Các thơng số mạch tương đương

quy về sơ cấp cĩ giá trị như sau: R1 = 0,5; R’2 = 0,525; X1 = 3,2; X’2 = 3; Rc

Xm = 98

Hãy vẽ mạch tương đương gần đúng của máy biến áp quy về (1) sơ cấp và (2) thứ cấp Ghi giá trị các thơng số mạch trên hình vẽ

2.55 Một máy biến áp 25kVA, 440/220V, 60Hz được thử và cho kết quả sau:

1 Thử khơng tải Hở mach phía cao áp, gắn dụng cụ đo ở phía hạ áp

Kết quả: 220V; 9,6A; 710W

2 Thử ngắn mạch Ngắn mạch phía hạ áp, gắn dụng cụ đo ở phía cao áp

Kết quả: 42V; 57A;1030W

Vẽ mạch tương đương chính xác quy về sơ cấp (H.B.2.21a)

2.56 Từ các số liệu thí nghiệm trong (B.2.55), hãy tính các thơng số cua mạch tương

đương gần đúng quy về thứ cấp của máy

2.57 Một máy biến áp 500VA, 120V, 25Hz được dùng ở nguồn 60Hz Nếu muốn giữ

từ cảm trong lõi khơng đổi Hãy xác định:

1 Điện áp sơ cấp tối đa cho phép

2 Điện áp thứ cấp và dịng định mức thứ cấp mới

2.58.Cho từ thơng φ(t) = 2 sin377t + 0,08sin1885t(mWb) xuyên qua 500 vịng của một cuộn dây Tính :

Giá trị tức thời và giá trị hiệu dụng của điện áp trong cảm ứng trong cuộn dây

2.59.Máy biến áp 100kVA, 2200/220V, 60Hz được thiết kế để làm việc với từ cảm

cực đại bằng 1T và một điện áp cảm ứng 15V/vịng dây Hãy xác định:

 Số vịng cuộn sơ cấp

 Số vịng cuộn thứ cập

 Tiết diện lõi

2.60 Một máy biến áp cĩ tỷ số vịng dây là 4:1

1 Nếu điện trở 50Ω được đấu thứ cấp thì điện trở quy về sơ cấp là bao nhiêu?

2 Nếu cũng điện trở đĩ nhưng đấu sơ cấp thì điện trở qui về thứ cấp là bao nhiêu?

2.61 Một máy biến áp 110kVA, 2200/110V cĩ R1=0.22 Ω; R2 = 0.5m Ω; X1 = 2 Ω

HSCS= 1.Tính:

1 Phần trăm sụt áp

2 Tổn hao lõi thép của máy

2.62 Một máy biến áp cĩ 10kVA, 220V, 60Hz được thử với dụng cụ đo đấu phía

cao áp và cho kết quả như sau:

1 Thử khơng tải: 500W; 220V; 3,16A

Trang 28

5

2

2 Thử ngắn Mạch: 400W; 65V; 10A

Hãy tính ngắn mạch tương đương gần đúng qui về sơ cấp và thứ cấp

2.63.Tổn hao lõi của một máy biến áp là Pc; điện trở tương đương quy về phía thứ

cấp là R2 Hỏi dịng phải bằng bao nhiêu để hiệu suất cực đại?

2.64.Một máy biến áp cĩ 110kVA, 2200/110V, 60Hz cĩ các thơng số sau:

Trong khoảng 24h,máy mang tải như sau: 4h khơng tải; 8h 1/4 tải định mức với HSCS = 0.8; 8 giờ 1/2 tải định mức với HSCS = 1, và 4 giờ đầy tải với HSCS = 1 Tổn hao lõi luơn 1346W Tính hệ số điện năng trong 24h(= điện năng ra/điện năng vào)

2.65 Một máy biến áp 1,5kVA; 230/115V cĩ R1 = 4R2 = 0.4 Ω; X1 = 4X2 = 1,2 Ω;

Xm = 1300 Ω ; Rc = 1800 Ω

Máy phát cơng suất định mức cho tải cĩ HSCS = 1

Dùng mạch tương đương chính xác (H.B.6.21a) để tính:

Dịng từ hĩa của máy hai dây quấn k

=

Dịng từ hĩa của máy hai dây quấn k

6.69.Ba máy biến áp 1 pha 100kVA 19000/220 được đấu thánh tổ máy biến áp ba

pha ∆-Y và phát cơng suất định mức cho một tải ba pha cĩ HSCS = 0.866 trễ.chọn

dịng dây phía cao áp

2.70 Cho hai máy biến áp cĩ cùng cơng suất biểu kiến định mức Sđm và cùng điện

lõi thép nặng hơn? Giải thích

2.71 Một máy biến áp lí tưởng 2400/240V cung cấp 50A cho tải cĩ HSCS =

1.Người ta muốn rằng hai đầu điện áp này phải đúng 200V Nếu điện áp sơ cấp là 2400V, hỏi phải đấu trực tếp một điện trở bao nhiêu vào máy biến áp, nếu điện trở này ở:

 Thứ cấp

 Sơ cấp

Trang 29

2.72 Một máy biến áp 50kVA, 2300/230V,60Hz, tiêu thụ 50W và 0.3A từ nguồn

2300V lúc khơng tải Điện trở sơ cấp R= 3,5Ω Bỏ qua sụt áp do điện trở kháng tản

2.73 Khi cuộn sơ cấp của máy biến áp vào nguồn 194V, 60Hz, và 20VA Bỏ qua

điện trở dây quấn hãy tính:

Hãy vẽ mạch tương đương qui về:

 Phía cao áp

 Phía hạ áp

Ghi rõ trị số tổng trở

2.75.Máy biến áp 50kVA, 2400/240V được thử và cho các kết quả sau:

 Thử khơng tải ( dụng cụ đo gắn phía hạ áp)

240V; 5,41V; 186W

 Thử ngắn mạch( dụng cụ do9gan81 phái cao áp)

48V; 20,8A; 617W Khi máy phát cơng suất định mức cho tải cĩ HSCS = 0.8 trễ, Hãy tính hiệu suất và phần tram biến thiên điện áp

2.76.Máy biến áp trong bài 65 được thay bằng máy tự biến áp tăng để biến 2400V

thành 2460V

 Vẽ sơ đồ đấu dây

 Tính dịng, áp trong các phần của máy Tính cơng suất biểu kiến của máy

 Các số liệu về tổn hao được cho trong( B.2.75); Hãy tính hiệu suất của

máyphát cơng suất định mức cho tai3co1 HSCS = 0.8 trễ

2.77.Số vịng của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của một máy biến áp lần lượt là

của từ cảm sin vượt quá 1,4T.Hỏi nguồn 60Hz phải cĩ điện áp tối đa là bao nhiêu để khơng vượt quá giá trị bão hịa này? Lúc đĩ điện áp thứ cấp là bao nhiêu? Các thơng

số này thay đổi tối đa là bao nhiêu nếu tần số nguồn là 50Hz?

2.78.Người ta muốn dùng 1 máy biến áp lí tưởng để biến 1 điện trở 2Ω thành 7Ω

Tìm tỉ số của máy biến áp? Vẽ hình

Trang 30

7

22.79 Một nguồn áp sin cĩ trị số hiệu dụng là 5V và điện trở nội 3000Ω cung cấp

điện cho 1 điện trở 150Ω qua một máy biến áp lý tưởng cĩ tỷ số biến áp k Giả sử k thay đổi từ 1 đến 10 Tính cơng suất cung cấp cho tải theo k Hỏi cơng suất cực đại lúc k bằng bao nhiêu

2.80.Làm lại bài (B.2.79)nếu điện trở nguồn 3000Ω được thay bằng điện kháng

3000Ω

2.81.Một máy biến áp 3460/2400V cĩ điện kháng tương đương quy về sơ cấp là

38,3Ω; điện trở khơng đáng kể Một tải 20kW;HSCS = 1 được đấu ở phía hạ áp, và điện áp đo được là 2380V Tính điện áp và HSCS đo ở phía cao áp

2.82.Một máy biến áp 25kVA;2400/240V; 50Hz cĩ các thơng số như sau: R1 = R2 =

 Vẽ mạch tương đương quy về sơ cấp và thứ cấp

 Máy phát cơng suất định mức cho tải dưới điện áp 240V và HSCS = 0.8 trễ Tính điện áp sơ cấp

2.83.Thử khơng tải( dụng cụ phía hạ áp): 8kV;61,9A; 136kW

Thử ngắn mạch( dụng cụ phía hạ áp): 650V; 6.25kV;103kW

1 Tính các thơng số và vẽ mạch tương quy về sơ cấp và thứ cấp

2 Tính hiệu suất và phần tram8bien61 thiên điện áp khi máy paht1 dịng điện mức cho tải cĩ HSCS = 1 và bằng 0.9

2.84.Một máy biến áp 20kVA; 2400/240V; 60Hz được thử và cho các kết quả sau:

Thử khơng tải( dụng cụ đo phiá hạ áp) : 240V; 1,066A; 126,6W

Thử ngắn mạch( dụng cụ đo phía hạ áp): 57,5V; 8,34A; 284W

Máy phát dịng định mức dưới điện áp điện áp định mức cho tải cĩ HSCS = 0,8 Tính hiệu suất?

Giả sử HSCS của tải thay đổi; trong khi vẫn giữ dịng tải và áp tải khơng đổi Hãy dùng đồ thị vecto để xác định HSCS của tải đĩ độ biến thiên điện áp lớn nhất Tính

độ biến thiên đĩ

2.85 Một máy biến áp 10kVA; 120/480V được đấu lại thành máy tự biến áp; nhận

điện từ nguồn 600V và phát ra 480V Khi cịn là máy hai dây quấn, hiệu suất của nĩ

ở tải định mức và HSCS = 1 là 97,5%

1 Vẽ sơ đồ đấu dây của máy tự biến áp

2 Tính cơng suất biểu kiến định mức của máy tự biến áp

3 Tìm hiệu suất của máy tự biến áp lúc đầy tải và HSCS = 0,85 trễ

2.86.Một máy biến áp trong (B.2.82) được đấu lại thành máy tự biến áp.Hãy tính:

1 Điện áp định mức của các cuộn hạ áp và cao áp của máy tự biến áp

2 Cơng suất biểu kiến định mức của máy tự biến áp

2.87 Máy biến áp trong bài 2.83 được đấu lại thành máy tự biến áp

1 Xác định điện áp định mức của các cuộn sơ cấp và thứ cấp và cơng suất biểu kiến định mức của máy tự biến áp

2 Tính hiệu suất của máy tự biến áp khi nĩ cung cấp cơng suất định mức cho tải

cĩ HSCS = 1

Trang 31

2.88 Một máy biến áp một pha được đấu thành một tổ máy biến áp ba pha Phía

cao áp được đấu vào nguồn ba pha, ba dây, 13800V , 2300V Hãy tính áp, dịng và cơng suất biểu kiến định mức của mỗi máy một pha (ở cả cuộn cao áp và hạ áp) khi

tổ máy được đấu:

(1) Y-∆; (2) ∆-Y; (3) Y-Y; (4) ∆-∆

Trang 32

292.80 P1 từ 0,416mW đến 1,6mW

Trang 33

 BÀI TẬP MÁY ĐIỆN  CHƯƠNG III MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ  Trang 3 0

CHƯƠNG 3

MÁY ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ

Bài tập cĩ giải chương 3

Trang 34

 BÀI TẬP MÁY ĐIỆN  CHƯƠNG III MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ  Trang

tự, khi hệ thống dịng điện ba pha cân bằng với tần số f2 = sf chạy qua bộ dây quấn ba pha cũa rơto, nĩ cũng sẽ tạo ra một từ trường quay cĩ 2p cực và quay với vận tốc 60 (sf) / p = sn1 đối với bộ dây quấn rotor. Mặt khác, vì rotor quay với vận tốc n = n1(1-s) đối với stato nên từ trường quay cũa rotor sẽ quay với vận tốc n1(1-s) + sn1 =n1 đối với stato; nghĩa là đứng yên đối với từ trường quay stato.

Tĩm lại, ta cĩ:

a. vận tốc cũa từ trường quay rotor đối với rotor = sđmn1 = 60v/p

b. vận tốc rotor đối với stato = nđm = 1140 v/p.

c. vận tốc cũa từ trường quay rotor đối với từ trường quay stato = 0 (vì cả 2 từ trường quay này đứng yên đối với nhau).

d.

Trang 35

 BÀI TẬP MÁY ĐIỆN  CHƯƠNG III MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ  Trang 32 3.4. Một động cơ khơng đồng bộ ba pha rơto dây quấn 60Hz, 6 cực, 220V,cĩ stato đấu 

và rơto đấu Y. Số vịng dây rơto bằng 80% số vịng dây stato. Khi hệ số trượt bằng 0.04; hãy tính điện áp giữa 2 vành trượt cũa rơto; biết rằng hê số dây quấn stato kdq1 = hệ số dây quấn rơto kdq2.

Giải

Xem lại sơ đồ đấu dây (H3.1d); với stato đấu  và rơto đấu Y ( tương tự như một máy biến áp ba pha cĩ sơ cấp đấu  và thứ cấp đấu Y).

U V E

E E

Trang 36

Trang 37

Trang 38

0 6 06

, 0 j 3 , 0

0 6 jsX

R

sE

0 0

2 2

06 , 0

3 , 0 x I s

R 3 ' I s

' R

Trang 39

1. Dịng rotor quy về stato:

46 , 0 j ) 04 , 3 22 , 0 (

0 127 jX

s / ) s 1 ( ' R R

U '

I

0

n 2

n

1 2

50 x 60 p

f 60

094 , 0 x ' I s

' R 3

Cơng suất cơ:Pc =(1- s)Pđt =(1 – 0,03)14006 =13586 W

Trang 40

306,13P

xP

P

%1

Tiêu đề	Bài Tập Máy Điện
Tác giả	Phạm Công Thành
Trường học	Trường Đại Học Kỹ Thuật
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điện
Thể loại	Bài Tập

Định dạng
Số trang	97
Dung lượng	2,09 MB