câu hỏi ôn thi máy điện , máy điện 2 có lời giải (chương 2)

bài tập ôn thi máy điện 2 chương 2 máy điện không đồng bộ máy biến áp 1 pha 3 pha xoay chiều 1 chiều các câu hỏi bài tập thường có khi ra đề thi đảm bảo được 3d tài liệu được thực hiện biên soạn bởi sinh viên đại học gtvt tphcm đã được điểm a môn máy điện 2

BÀI TẬP CHƯƠNG 2 MÁY ĐIỆN 2

Bài 1* : Một động cơ 3 pha, 4 cực, được mắc hình Y; điện áp 400V, 60Hz là : R1=2, R’2=0.2, X1=0.5 ; X’2=0.2; Xm=20 Nếu tổn hao cơ và sắt tại vận tốc 1755 rmp là 800W hãy tính:

1. Dòng điện vào

2. Công suất vào

3. Công suất ra

4. Hiệu suất

Giải:

1) Độ trượt s== 0.025

Momen điện từ : Te= = 25.9 Nm

Tổng trở của mạch : Z’2= R2’ + jX2’= 0.2 + j0,2

Zth= R1 + jX1 + = 2,1+ 0.6j Dòng điện vào I1== 100 (A) 79 ip =up/zth ( up=400/căn 3)

2) Công suất đầu vào : P1= UIcos= 400 100 0.8=62.35 kw

3) Công suất ra :

Pcu1= 3 3 (100)2.2 = 60 kw

I2’ = = =315 A

Pcu2= 3 = 0.09 kw

P2 = P1 – Pcu1 – Pcu2 = 2.26 kw

4) Hiệu suất H =3.6 %

Bài 2: *

Bài giải :

1) Tốc độ đồng bộ n1 = = = 1500 vòng/phút

2) Hệ số trượt s = = 0,05

3) Tốc độ mới n2= s’.n1 = 0,02 1500 = 30 vòng/phút

4) Tốc độ góc = 50 (rad/s) Vân tốc trượt câu 2 : 1500 -1425 = 74v/p

Tốc độ góc = 2,5 (rad/s) Vận tốc trượt câu 3 = 1500 -1470 = 30v/p

Bài 3 *:

Bài giải :

5) Hệ số trượt s = = 0,05

6) Điện áp khi rotor đứng yên U2= U1 0.4 =88 (V)

Khi rôto đứng yên f2 = f1 nên tỉ số biến đổi điện áp của máy điện không đồng bộ bằng:

Hệ số quy đổi suất điện động Ke = = = 2,5

(xem công thức giáo trình trang 42)

Sức điện động cảm ứng trong mỗi pha khi rotor đứng yên

Ke = = 88 (V)

7) Sức điện động trong mỗi pha khi rotor quay

f2’ = 0,05 88 = 4,4 (V)

8) Điện áp giữa hai chổi than khi rotor đứng yên bằng E’= 88V

9) f2= s.f1 = 2.5 Hz

Dòng điện trong rotor I = ………

Bài 4:

Bài giải

1) Tốc độ n = = 1800 vòng/phút

2) = 0,332 + 0,462j ( Ohm); = = 14,75 Ohm

Tổng trở mạch từ hóa

=14 (Ohm) = 33

Dòng điện stator

= = 14 (A) = 11,69+ 7,79j (A)

3) Điện áp trên rotor =181(A) ; = 64

Dòng điện rotor

= 12 (A) = 63

Công suất lấy từ lưới điện S = U1.I1 = 11195(W) = 33 Pcu1= 3376,908 (W)

Pcu2= 3.= 143,424 (W)

P2 = P1 – Pcu1 – Pcu2 = 10634(W)

P1= U1.I1 cos = 111551(W)

Hệ số công suất H = = 10%

4) M2 = 56,3 Nm

Bài 5:

Một động cơ không đồng bộ 3 pha đấu sao nối vào lưới Ud = 380V Biết Rn = 0,122Ω; Xn = 0,4Ω; f = 50Hz

1 Tính dòng điện mở máy Imở

2 Dùng điện kháng mở máy ImơĐK = 300A Tính điện cảm L của cuộn điện kháng mở máy Đáp số: Imở = 526A; L = 1,029 mH

Bài giải:

1) Dòng điện mở máy Imm

Imm = 526A

2) Hệ số giảm dòng khi dùng điện kháng mở máy

Kđk = = 1,753

Điện áp pha dây quấn stator khi mở máy

Umm.pha = = 125,5V

Điện áp pha điện kháng

Uđk = Uđm.pha – Umm = 220 - 125 = 95V

Điện kháng một pha

Xđk = = 0,316 ohm

Điện cảm một pha ( tần số dòng điện 50Hz)

Lđk = = 0,001H

Bài 6:

Một động cơ điện không đồng bộ ba pha Pđm = 45kW; f = 50Hz; Y/∆ - 380/220V; = 6; = 2,7 ; cosϕđm = 0,86; ηđm = 0,91; nđm = 1460vg/ph Động cơ làm việc với lưới điện Uđ = 380V

1 Tính Iđm’ , Mđm’ Imở’ Mmở

2 Để mở máy với tải có mômen cản ban đầu Mc = 0,45Mđm’ Người ta dùng biến áp tự ngẫu, có dòng Imm.ba = 100A Xác định hệ số biến áp k, và động cơ có thể mở máy được không?

3 Cũng với tải trên, dùng điện kháng mở máy với Imm.ĐK = 200A Xác định điện áp đặt lên động cơ lúc mở máy và động cơ có thể mở máy được không ?

Bài giải :

1) Dòng điện đinh mức động cơ

= = 87,369(A)

Momen định mức động cơ

= 294,35 Nm

Dòng điện mở máy

Momen mở máy Mmm= = 794,75 (Nm)

2) Hệ số biến áp kba

Kba = = 2,29

Momen khi mở máy bằng biến áp :

Mmm.ba = = = 0,515 Mđm

Momen mở máy Mmm.ba = 0,515 Mđm > 0,45 Mđm = Mc  động cơ mở máy được

Hệ số giảm dòng khi mở máy bằng điện kháng

Kđk = = 2,62

3) Điện áp đặt vào dây quấn stator khi mở máy

Umm = = 145V

Momen mở máy khi dùng điện kháng :

Mmm.đk = = = 0,393 Mđm

Momen mở máy Mmm.đk = 0,393Mđm <0,45 Mđm = Mc động cơ không mở máy được

Bài 7:

Bài giải:

1) S= = 0,06

2) Công suất lúc định mức Pđm =  cos = 0,8

Bài 8 :

Bài giải :

1) Hệ số trượt: ns = 1430 v/p  S = = 0.05

2) Hiệu suất động cơ %tổn hao = = = 20% => hiệu suất = 0,8  80%

3) Hiệu suất =  P1 = 4200 W ( hoặc lấy 7.75 – 1050 = 4200kw) Dòng điện định mức Pđiện=  Iđm = 13,8 (A)

4) Momen định mức của động cơ

Mđm=9,55 =9,55. = 34,9 (W)

= 1,3  Mmm = 45,34 (Nm)

Momen mở máy khi chuyển qua sẽ giảm 3 lần => =15,113 (Nm) Bài 9:

Bài giải:

1) Tốc độ trên trục động cơ n = (1-s) = 1450 vòng/phút

2) Công suất tiêu thụ Pđm = UI cos = 16281,38(W) ( I = ; U =380)

3) Công suất đầu ra Hiệu suất = => Pra = 14001,98 (W )

4) Tổn hao động cơ Pth= Pđm– Pra = 2279.4 (W)

Bài 10:

Bài giải :

Bài 11:

Bài giải: Tổng tổn hao = 4000 (kW)

Công suất đầu ra= 44000 (kW)

Công suất định mức = 48000 (kW)

Hiệu suất = 44000/48000= 91.6%

Bài 12 :

Bài 13 :

Một động cơ điện không đồng bộ ba pha Pđm = 45kW; f = 50Hz; Y/∆ - 380/220V; ; ; cosϕđm =

0,86; ηđm = 0,91; nđm = 1460vg/ph Động cơ làm việc với lưới điện Uđ = 380V

a) Tính Iđm’ , Mđm’ Imở’ Mmở

b) Để mở máy với tải có mômen cản ban đầu Mc = 0,45Mđm’ Người ta dùng biến áp tự ngẫu, có dòng Imm.ba = 100A Xác định hệ số biến áp k, và động cơ có thể mở máy được không?

c) Cũng với tải trên, dùng điện kháng mở máy với Imm.ĐK = 200A Xác định điện áp đặt lên động cơ lúc mở máy và động cơ có thể mở máy được không ?

Bài làm :

a) Dòng điện định mức :

b) = = 87,369(A)

Bài 14 Một động cơ không đồng bộ ba pha đấu sao nối vào lưới Ud= 380V

Biết Rn = 0,122Ω; Xn = 0,4Ω; f = 50Hz

a) Tính dòng điện mở máy Imơ

b) Dùng điện kháng mở máy ImoĐK = 300A Tính điện cảm L của

cuộn điện kháng mở máy

Bài làm :

Bài 15 : Một động cơ không đồng bộ ba pha dây quấn E2 = 157V; p = 4; f = 50Hz; nđm = 728 vòng/phút , R2 = 0,105 Ω; X2 = 0,525 Ω

Tính mômen điện từ của động cơ

Bài làm : Tốc độ từ trường quay:

Hệ số trượt định mức:

Sức điện động khi rotor quay

Điện kháng khi rotor quay

Dòng điện rotor :

Tổng tổn hao đồng của dây quấn rotor:

Công suất điện từ

Momen điện từ

Bài 16: Một động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc dây quấn stato đấu tam giác, được cung cấp bởi nguồn điện ba pha có Uđm = 220V Biết bội số mở máy 2 Có thể dùng phương pháp mở máy Y - để mở máy động cơ khi tải bằng 25% và bằng 50% tải định mức không ?

Bài làm :

• Dùng phương pháp mở máy Y - ∆ : dòng giảm 3 lần và momen mở máy giảm 3 lần :

Khi tải bằng 50% tải định mức : (

Mc >  không mở máy được

Khi tải bằng 25% tải định mức : (

Mc <  mở máy được

Bài 17 :Một động cơ điện không đồng bộ ba pha Pđm =7,5kW ; 220/380 V - Δ/Y ; f = 50Hz ;

p = 2; cosϕđm = 0,88; ηđm = 0,88 Tổn hao sắt từ ∆Pst = 220W ; tổn hao cơ và phụ ∆Pcf = 124,5W ; điện trở dây quấn stato R1 = 0,69Ω

Tính dòng điện định mức I1đm’ công suất tác dụng P1 , công suất phản kháng Q1 , tốc độ quay n, mômen điện từ

Biết động cơ mắc vào lưới điện có Uđm = 380V

Bài làm :

• Dòng điện định mức : = = 14,7(A)

• Công suất tác dụng P1 động cơ tiêu thụ: (w)

Hoặc : P1=

• Công suất phản kháng Q tác dụng :

Q1 =

Hoặc: Q1 = P1 tan = 4595(W)

Tổn hao đồng dây quấn Stator :

Công suất điện từ :

Tổn hao đồng trên dây quấn rotor

Hệ số trượt định mức :

Tốc đồ quay n :

• Tốc độ động cơ

• Momen điện từ :

Bài 18 :Một động cơ điện không đồng bộ ba pha dây quấn stato nối hình tam giác; điện áp lưới 220V ; 50Hz Số liệu động cơ : p = 2 ; I1 = 21 A ; cosϕ1 = 0,82 ; η = 0,837 ; s = 0,053

Tính tốc độ động cơ, công suất điện động cơ tiêu thụ P1 , tổng các tổn hao, công suất cơ hữu ích

P2 , mômen quay M động cơ

Bài làm : Tốc độ động cơ :

Công suất điện động cơ tiêu thụ : P1=

Công suất hữu ích :

Công suất tổn hao :

Momen động cơ

Bài 19:Điện áp mạng điện U = 380 V Tính toán các phương pháp mở máy sau :

Iđm = 27,3(A); Imm = 150(A); Mđm = 92,2(Nm); Mmm = 119,8(Nm); Mmax = 184,4(Nm)

a) Dùng biến áp tự ngẫu để giảm dòng điện mở máy 2,25 lần thì hệ số biến áp phải là bao nhiêu? Tính mômen cản tối đa để động cơ có thể mở máy dược trong trường hợp này

b) Nếu dùng cuộn điện cảm nối vào phía stato để điện áp vào dây quấn giảm đi 10% Tính dòng điện mở máy và mômen mở máy Xác định mômen cản Mc lúc mở máy để động cơ có thể mởmáy được bằng phương pháp này

Bài tập

a) Để dòng điện mở máy giảm đi 2,25 lần thì hệ số biến áp kba

Dòng mở máy dùng biến áp tự ngẫu :

A)

Mômen mở máy khi dùng biến áp tự ngẫu

Để động cơ có thể mở máy khi kba =1,5 thì mômen cản lực mở máy Mc < 53,24 (Nm)

b) Khi dùng cuộn điện cảm, điện áp đặt vào dây quấn động cơ sẽ bằng 0,9Uđm do đó dòng điện mở máy:

Mômen mở máy khi dùng điện kháng:

Để động cơ có thể mở máy được, mômen cản lúc mở máy Mc < 97,03(Nm)

Bài 20: Một động cơ không đồng bộ ba pha rôto dây quấn R2 = 0,0278 Ω,tốc độ định mức nđm =

970 vg/ph, hiệu suất định mức ηđm = 0,885 Tính điện trở phụ mắc vào mạch rôto để tốc độ động

cơ là 700 vg/ph Cho biết mômen cản của tải không phụ thuộc tốc độ

Bài giải : Mômen cản không đổi → mômen điện từ không đổi

Hệ số trượt với tốc độ định mức

Hệ số trượt với tốc độ n = 700 vg/ph

Do đó :

=>