Tổng hợp bài tập Cơ sở truyền động điện có lời giải

BÁO CÁO BÀI TẬP CHƯƠNG 3

MÔN HỌC:

CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Bài 1: Động cơ dị bộ rotor dây quấn chịu tải định mức. Mạch rotor đươc nối thêm
điện trở RS’. Hãy tính tốc độ của động cơ:


Pdm = 22,5KW; Udm = 380V/220V / 50Hz; ndm = 1460 v/p; 2p = 4; R1 = 0,2; R2’ =
0,24; X1 = 0,39; X’2 = 0,46; RS’= 1,2
Bài làm:
Phương trình đặc tính cơ có dạng:
với
= 0.14
= 1.65 N.m
=568.4 Nm
=157 rad/s.
Từ đây suy ra:

=>M.S²+S[M×2×a nt×Sth²-Sth×2×M th(1+a nt×S th)+S th²×M=0
=>147.3 S²-2196.7S+358=0
=>S=0.16(n), S=14.7(l)
tốc độ của động cơ:
=> n= n1(1-s)=1500(1-0.16)=1260v/p.
Bài 2: Động cơ dị bộ rotor dây quấn chịu tải định mức .Mạch stator có nối thêm
điện trở kháng X. Hãy tính tốc độ của động cơ:
Pdm  22,5KW ; U dm  380V / 220V / 50 Hz ; ndm  1460v / p ;2p=4; R1  0, 2 ; R '2  0, 24 ;
X 1  0,39 ; X '2  0, 46 ; X  0, 75

Bài làm:
Tốc độ định mức của từ trường quay:
dm 

ndm 1460

 152,879( rad / s).
9,55 9,55


Tốc độ của từ trường quay:
0 

2 f 2.3,14.50

 157, 079  rad / s 
p
2

Độ trược tới hạn:
R2'

sth 

R   X1  X  X 
2
1

'
2

2



0, 24
0, 2   0,39  0, 46  0, 75 
2

2

 0,1488

Momen định mức:
M dm
a

Pdm 22,5.103


 147,175( Nm)
dm 152,879

R1
0, 2

 0,839
'
R2 0, 24

Momen tới hạn:
M th 

3U 2f

3.2202

 255( Nm)
2
2 �
2
�
2
'
20 �R1  R1   X 1  X 2  X  � 2.157, 079 0, 2  0, 2   0,39  0, 46  0, 75 
�
�





Mặt khác:

M  M dm 

2 M th  1  a.sth 
2.255  1  0,833.0,1488 
578, 214  0,1488s 


 2
 147,175
s
0,1488
s sth
s

0,
022

0,
0368s

 2.0,833.0,1488
  2.a.sth
0,1488
s
sth s

86, 0385  147,175s 2  5, 41604s  3, 23785
� 147,175s 2  80, 62196s  3, 23785  0
�s1  0,504
� s  0, 04
�
�s2  0.04

⇨
⇨ Vậy tốc độ động cơ:

   1  s  .0   1  0, 04  157, 079  150, 79  rad / s 

Bài 3: Động cơ dị bộ 3 pha chịu tải MP. Ta thay đổi nhanh điện áp lưới về giá trị
U11, U12 với tần số không đổi. Hỏi tốc độ của động cơ thay đổi như thế nào?
Pdm = 3 KW; Udm = 380V/220V / 50Hz; ndm = 1420 v/p; R1 = 0,81 ; R2’ = 0,91 ;
L1 = L’2 = 8,85 mH; 2p = 4; MP = 15Nm; U11 = 340V; U12 = 300V.
Bài làm:
1. U11 = 340V :

=


2. U11 = 300V :

=


Bài 4: Động cơ dị bộ 3 pha rotor lồng sóc được nạp từ nguồn có tần số thay đổi,
điện áp khơng đổi. Động cơ chịu tải Mp. Hãy tính: Tốc độ động cơ khi tần số f1.
Pdm = 60 KW; ndm = 577 v/p; Udm = 380V/220V; 2p = 10; R1 = 0,0549
0,0677 ; L1 = 0.5mH; L’2 = 0,46 mH; Mp = 1000 Nm; f1 = 45Hz.

Bài làm:
Khi f=f1 ta có:

� 1 

2 . f 2 .45

 56,5(rad / s)

p
5

X 1  .L1  2 fL1  2 .45.0,5.103  0,14()
X 2'  .L'2  2 fL'2  2 .45.0, 46.103  0,13()

; R2’ =


Độ trượt tới hạn:

R2'

sth 

R  ( X1  X )
2
1

a
Ta có:

' 2
2



0, 0677
0, 0549  (0,14  0,13)
2

2

 0, 25

R1 0, 0549

 0,81
R2' 0, 0677

Momen tới hạn:

M th 

3U 2f



3.2202

21 ( R1  R  ( X 1  X ) ) 2.56,5(0,0549  0,0549  (0,14  0,13) )
2
1

' 2
2

2

2

 3888,8( N .m)

Ta lại có:

M 

2.M th .(1  a.sth )
2.3888, 8.(1  0, 81.0, 25)

s
s
0, 25
s

 2.0, 81.0, 25
 th  2.a.sth
0, 25
s
sth
s

Với M=Mp = 1000(N.m)

� 1000 s 2  2238,141s  62,5  0

� s1 = 2,2 và s2 = 0,028
Ở chế độ động cơ nên:0< s <1 � chọn s = 0,028

s

Tốc độ động cơ khi:

0  
�   (1  s).1   1  0,028 .56,5  55(rad / s)
0

Vậy tốc độ của động cơ là: ω = 55(rad/s).


Bài 5: Động cơ dị bộ 3 pha chịu tải M P. Ta thay đổi điện áp lưới về giá trị U 11, và
tần số về f1. Hỏi tốc độ của động cơ thay đổi như thế nào?
Pdm = 3 KW; Udm = 380V/220V / 50Hz; ndm = 1420 v/p; R1 = 0,81 ; R2’ = 0,91 ;
L1 = L’2 = 8,85 mH; 2p = 4; MP = 15Nm; U11 = 342V; f1 = 45Hz.
Bài làm:

=


Bài 6: Một động cơ dị bộ 3 pha với roto dây quấn chịu tải bị động ( chiều tải phụ
thuộc vào chiều quay ) Mp. Khi hãm ngược dòng điện với điện trở mắc thêm vào
mạch roto.
a. Hãy tính điện trở cần phải mắc thêm vào roto để momem hãm ban đầu có giá trị
Mho
b.Momen ở cuối q trình hãm có độ lớn thế nào?
Cho Pdm= 3kW, Udm= 380/220 V/50Hz, Idm = 6.9 A, 2P = 4, ndm= 1420 vòng/phút
Mp = 17Nm, R1 =1,81Ω, L1 = L2’ = 8.85mH, Mho = -30 Nm.
Bài làm:
Tốc độ đồng :
0 = = = 50 ( rad/s)
Ta có:

L1 = L2’ => X1 = X2’ = 2fL1= 250 x 8.85 x10-3
⬄ X1 = 2.78 Ω
Xnm = X1 + X2’ = 2.78 + 2.78 = 5.56 Ω
Mp = ( 3U12 . Rx’)/0.S[(R1 + )2 + X2nm] <=>
17 = (3 x 2202 x 1.91)/(50[(R1 + )2 + X2nm]


17 = (3 x 2202 x 1.91)/(50[(1.81 + )2 +31 ]
⬄ 34.2852 – 97.1 S + 36.5 = 0
⬄ S = 2.36 ( loại ) hoặc S = 0.04 ( nhận )
Ta có:
M = ( 3U21R2)/(S0 [ (R1 + R’2/S)2 + X2nm ] )
Thay S = 0.04
R ’2 = R ’2 + R f
M = 30.

Bài 7: Động cơ dị bộ 3 pha với roto dây quấn chiệu tải thế năng Mp. Khi hãm
ngược dòng với điện trỏ mắc thêm vào mạch roto.
a.tính điện trở cần phải mắc thêm vào roto, để momen hãm ban đầu có giá trị
Mho.
b. Tính tốc độ và momen khi động cơ hãm xác lập.
Pdm= 3kw, Udm= 380/220/50hz, Idm= 6.9, 2p= 4, ndm=1420v/p; R1=1.81 Ω;
R’2=1.91Ω; L1=L’2=8.85 mH; Mho= 55Nm, tải có m=500kg, Dtt=0.2 m,i=6.
Bài làm:
ωđm= ndm /9.55= 148.69 rad/s.
= 50 rad/s.
Ta có :
X1= X2= = 50*8.85*10^-3= 1.39 Ω.
g= 9.81 N/kg.
Bán kính tời:

r= Dtt/2= 0.1m.
Lực tải:
F=m*g= 500*9.81=4905 N.


Momen tải:

Mt = F*r/i =(4905*0.1)/6= 81.75 N.m.
Mdm=Pdm/ ωđm =30000/148.69 =20N.m.
Momen trước khi hãm:
== 81.75
{s=0.933; s= 0.214}
Chọn s= 0.214.
Momen tải lúc có điện trở hãm:

= 55
Rt={ 2.63; 0.19} Ω.
Chọn Rt= 2.63 Ω
Rt=R’2 +Rh .
Rh =2.43 Ω
Vậy trở phụ mắc vào roto Rh =2.43 Ω

Khi động cơ ở trạng thái xác lập.
S=1( hệ số trượt) ; ω1 =0 ( tốc độ động cơ).
50 rad/s.
Rt= 2.63 Ω
Momen khi động cơ hãm xác lập.
Mhxl
=
= -123.63 N.m.