Bài tập máy điện-Chương 9 potx

87


o
(1.1912 + j0.8841) 1.4834 36.6
   


o
1
1
V
U 440
I 137.52 - j102.06 = 171.2512 36.58 A
Z 3 (1.1912 + j0.8841)
    




I
1
= 171.251A
cos = cos36.58
o
= 0.803
Dòng điện roto quy đổi:

o
1

2
2
U 440
I 132.81 - j33.031 = 136.8565 -13.96 A
Z 3 (1.8013 + j0.448)

   





Thành phần lõi thép của dòng điện từ hóa:

o
1
Fe
Fe
U 440
I 4.7043 0 A
R 3 54
   




Công suất đưa ra:

1 1 1 1
P 3U I cos 3 440 171.251 0.803 104800

      
W

2 2
Cu1 1 1
p 3I R 3 171.251 0.068 5982.7
    
W

2 2
Cu2 2 2
p 3I R 3 136.8565 0.05 2921.8
 
    
W

2 2
Fe Fe Fe
p 3I R 3 2.2284 57 3.585.2
    
W

2 1
P P p 104800 5982.7 2921.8 3585.2 1200 91111
       

W
Mô men đầu trục:

2 2

2
P 60P 60 91111
M 996.6Nm
2 n 2 (1 s) 900

   
    

Hiệu suất của động cơ:

2
1
P 13114
0.8694
P 15409
   




Bài số 9-24. Một động cơ không đồng bộ ba pha 125hp, tần số 60Hz, 8 cực từ, 440V có
stator đấu Y. Các thông số mạch của động cơ qui đổi về stator như sau: (thông số pha)
R
1 = 0.068  ; R’2 = 0.052  ; Rfe = 54  ; X1 =X’2 = 0.224  ; XM = 7.68 ;
Tổn hao cơ và tổn hao phụ là 1200W có thể xem như không đổi.
Khi hệ số trượt bằng 0.04, hãy dùng mạch điện thay thế gần đúng để tính:
a. Hệ số trượt tới hạn và moment cực đại của động cơ.
b. Dòng điện khởi động và moment khởi động của động cơ.
c. Dòng điện ứng với moment cực đại.

Ta dùng sơ đồ thay thế gần đúng như sau:
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

88









Hệ số trượt tới hạn:
2
m
n
R 0.052
s 0.1161
X 0.44

  

Mô men cực đại của động cơ:

2 2
1 1
max

1 n 1
m 0.5 U 3 60 0.5 254.0341
M 2292.6Nm
X 2 n 0.44
  
   
 

Dòng điện khởi động tính theo sơ đồ thay thế:

Fe M
M
Fe M
R jX 54 j7.68
Z (1.0706 + j7.5277)
R jX 54 j7.68
 
   
 


1 1
K
M 1 2 n
U U 440 440
I
Z R R jX
3(1.0706 + j7.5277) 3(0.07 0.052 j0.44)
   


 
 
 



o
146.42 - j562.16 = 580.9137 -75 A
 

Mô men khởi động:

2
1 1 2
k
2 2
1 1 2 1 2
m U R
M
(R R ) (X X )




   


2
2 2
1

3 60 254.0341 0.052
496.58Nm
2 n (0.068 0.052) (0.224 0.224)
 
  
   

Tổng trở của máy ứng với s
m
:

m
t 2
m
1 s 1 0.1167
R R 0.052 0.396
s 0.1167
 

   

M 1 2 t 1 1
v
M 1 2 t 1
Z (R R R jX jX )
Z
Z (R R R jX jX )

    



    


(1.0706 + j7.5277) (0.068 0.052 0.396 j0.224
j0.224)
(1.0706 + j7.5277) (0.068 0.052 0.396 j0.224
j0.224)
    

    


o
0.4587 + j0.4448= 0.6389 44.12
  

Dòng điện ứng với momen cực đại:

1
m
v
U 440
I 397.592A
z 3 0.6389
  


jX
1
R
1

s
R
'
2

1
U

jX
M
1
I


R
fe

o
I


fe
I

M

I

'
2
I


X’2
+

_

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

89

Bài số 9-25. Nhãn của một động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc có ghi các số
liệu định mức như sau: 18,5kW, tần số 50Hz, 4 cực từ, dòng stato 40A, điện áp 380V,
hệ số công suất là 0,81 và stator đấu Y. Giả sử động cơ có tốc độ quay n =1440 vòng/ph
khi làm việc ở chế độ định mức. Hãy tính:
a. Hệ số trượt định mức.
b. Công suất tác dụng và phản kháng động cơ tiêu thụ từ lưới điện.
c. Hiệu suất động cơ.

Tốc độ đồng bộ của động cơ:

1
60f 60 50
n 1000vg /ph

p 3

  

Hệ số trượt định mức:

1
dm
1
n n 1500 1440
s 0.04vg / ph
n 1500
 
  

Công suất tác dụng động cơ tiêu thụ từ lưới:

1
P 3UIcos = 3 380 40 0.81 21325
     
W
Công suất phản kháng động cơ tiêu thụ từ lưới:

1
P 3UIsin = 3 380 40 0.5864 15439
     
VAr
Hiệu suất của động cơ:

2

1
P 18500
0.8675
P 21325
   




Bài số 9-26. Động cơ không đồng bộ ba pha có U
đm
= 440V, nối Y, 2p = 2, f = 60Hz,
đang làm việc ở tốc độ n = 3492 vòng/phút, và có các thông số của mạch điện thay thế
IEEE trên một pha như sau:
R
1
= 0.74 , R’
2
= 0.647 , R
fe
= không cho
X
1
= 1.33  ; X’
2
= 2.01  X
M
= 77.6 
Tổn hao không tải khi quay là 350W. Hãy tìm:
a. Dòng điện khởi động khi nối trực tiếp dây quấn stator vào điện áp định mức?

b. Môment khởi động?
c. Hệ số trượt định mức?
d. Dòng điện định mức?
e. Bội số dòng điện khởi động?
f. Hệ số công suất định mức?
g. Môment định mức?
h. Hiệu suất của động cơ khi làm việc ở tải định mức ?
i. Hệ số trượt ứng với moment cực đại.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

90

j. Moment cực đại và năng lực quá tải m
M
.
k. Tính điện trở phụ mắc vào mạch rotor để moment khởi động bằng moment
cực đại?

Sơ đồ thay thế của động cơ:








Tổng trở của động cơ khi khởi động s = 1:

2n 2 2
Z R jX (0.647 j2.01)
  
    


M 2n
v 1
M 2n
jX Z j77.6 (0.647 j2.01)
Z Z 0.74 j1.33 (1.3547 + j3.2942)
jX Z j77.6 (0.647 j2.01)

  
      

  

Dòng điện khởi động trực tiếp:

o
1
K
v
U 440
I 27.1248 - j65.9599 = 71.3194 -67.6 A
Z 3(1.3547 + j3.2942)
   



Mô men khởi động:

2
1 1 2
K
2 2
1 2 1 2
m U pR
M
2 f (R R ) (X X )


 
 
   
 

2
2 2
3 254.0341 0.647
25.4Nm
2 60 (0.74 0.647) (1.33 2.01)
 
 
 
   
 

Hệ số trượt định mức:

dm
3600 3492
s 0.03
3600

 

Dòng điện định mức:

2
2s 2
dm
R 0.647
Z jX j2.01 (21.5667 j2.01)
s 0.03

 
 
      
 
 


M 2s
vs 1
M 2s
jX Z j77.6 (21.5667 j2.01)
Z Z 0.74 j1.33 (19.8304 + j8.4609)
jX Z j77.6 (21.5667 j2.01)


  
      

  

o
1
1dm
vs
U 440
I 10.8375 - j4.624 = 11.7827 -23.1 A
Z 3(19.8304 + j8.4609)
   



Bội số dòng điện khởi động:

K
I
1dm
I 71.3194
m 6.0529
I 11.7827
  

1
U


X
M
1
I


o
I


'
2
I


s
s1
R
'
2


R’
2

X’
2
X
1

R
1

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

91

Hệ số công suất định mức:

o
cos = cos23.1 0.9198
 

Mô men định mức:

2
1 1 2 dm
dm
2 2
1 2 dm 1 2
m U pR /s
M
2 f (R R /s ) (X X )


 
 
   

 


2
2 2
3 254.0341 0.647 / 0.03
21.77Nm
2 60 (0.74 0.647 / 0.03) (1.33 2.01)
 
 
 
   
 

Bội số mô men khởi động:

K
M
dm
M 25.4
m 1.17
M 21.77
  

Công suất tiêu thụ từ lưới:

1 1 1
P 3U I cos = 3 440 11.7827 0.9198 8259.3
     
W

Công suất đầu ra trên trục động cơ:

2 2
Cu1 1 1
p 3I R 3 11.7827 0.74 = 308.207
   
W

1 1 1
2
2s
254.0341 (10.8375 - j4.624)(0.74 - j1.33)
U I Z
I
Z 21.5667 j2.01



 


 



o
10.9791 - j1.5329 = 11.0856 -7.9 A
 

2 2
Cu2 2 2
p 3I R 3 11.0856 0.647 = 238.5311
 
   
W

2 1 Cu1 Cu2 o
P P p p p 8259.3 308.207 238.531 350 7362.562
        
W
Hiệu suất của động cơ:

2
1
P 7362.5
0.8914
P 8259.3
   

Hệ số trượt ứng với M
max
:

2
m
1 2
R 0.647
s 0.1937
X X 1.33 2.01


  

 

Mô men cực đại:

2
1 1 2 m
max
2 2
1 2 m 1 2
m U pR / s
M
2 f (R R / s ) (X X )


 
 
   
 


2
2 2
3 254.0341 0.647 / 0.1973
61.6942Nm
2 60 (0.74 0.647 / 0.1973) (1.33 2.01)
 
 

 
   
 

Khả năng quá tải của động cớ:

max
M
dm
M 61.6942
m 2.85
M 21.77
  

Để mô men mở máy bằng mô men cực đại ta cần có s
m
= 1. Do vậy cần nối thêm điện
trở:

2f 1 2 2
R (X X ) R (1.33 2.01) 0.647 2.693
  
       


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

92

Bài số 9-27. Động cơ không đồng bộ ba pha rotor dây quấn, nối Y có U
đm
= 380V, n
đm
=
960vòng/phút, f = 50Hz, 2p = 6, và có các thông số của mạch điện thay thế IEEE trên
một pha như sau:
R
1
= 0.2 , R’
2
= 0.25 , X
1
= X’
2
= 1.2 , X
M
= 42 .
Tổn hao không tải khi quay là 700W, lúc đó rotor ngắn mạch trên chổi than. Tính:
a. Dòng điện khởi động khi nối trực tiếp dây quấn stator vào điện áp định mức?
b. Môment khởi động?
c. Hệ số trượt định mức?
d. Dòng điện định mức?
e. Bội số dòng điện khởi động?
f. Hệ số công suất định mức?
g. Môment định mức?
h. Hiệu suất của động cơ khi làm việc ở tải định mức?
i. Hệ số trượt ứng với moment cực đại?
j. Moment cực đại và năng lực quá tải m
M

?
k. Tính điện trở phụ mắc vào mạch rotor để moment khởi động bằng moment
cực đại.

Sơ đồ thay thế của động cơ:








Tổng trở của động cơ khi khởi động s = 1:

2n 2 2
Z R jX (0.25 j1.2)
  
    


M 2n
v 1
M 2n
jX Z j42 (0.25 j1.2)
Z Z 0.2 j1.2 (0.4363 + j2.368)
jX Z j42 (0.25 j1.2)

  
      


  

Dòng điện khởi động trực tiếp:

o
1
K
v
U 380
I (16.5094 - j89.606) = 91.1142 -79.6 A
Z 3(0.4363 + j2.368)
   



Mô men khởi động:

2
1 1 2
K
2 2
1 2 1 2
m U pR
M
2 f (R R ) (X X )


 
 

   
 

1
U


X
M
1
I


o
I


'
2
I


s
s1
R
'
2


R’

2

X’
2
X
1

R
1

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

93


2
2 2
3 219.3931 3 0.25
57.82Nm
2 60 (0.2 0.25) (1.2 1.2)
  
 
 
   
 

Hệ số trượt định mức:

dm

1000 960
s 0.04
960

 

Dòng điện định mức:

2
2s 2
dm
R 0.25
Z jX j1.2 (6.25 + j1.2)
s 0.04

 
 
     
 
 


M 2s
vs 1
M 2s
jX Z j42 (6.25 + j1.2)
Z Z 0.2 j1.2 (5.9865 + j3.2038)
jX Z j42 (6.25 + j1.2)

 

      

 

o
1
1dm
vs
U 380
I 28.4885 - j15.2464 = 32.3118 -28.15 A
Z 3(5.9865 + j3.2038)
   



Bội số dòng điện khởi động:

K
I
1dm
I 91.1142
m 2.8198
I 32.3118
  

Hệ số công suất định mức:

o
cos = cos28.15 0.8817
 

Mô men định mức:

2
1 1 2 dm
dm
2 2
1 2 dm 1 2
m U pR /s
M
2 f (R R /s ) (X X )


 
 
   
 


2
2 2
3 219.3931 3 0.25/ 0.04
181.96Nm
2 50 (0.2 0.25 /0.04) (1.2 1.2)
  
 
 
   
 

Bội số mô men khởi động:

K
M
dm
M 57.82
m 0.3177
M 181.96
  

Công suất tiêu thụ từ lưới:

1 1 1
P 3U I cos = 3 380 32.3118 0.9198 18751
     
W
Công suất đầu ra trên trục động cơ:

2 2
Cu1 1 1
p 3I R 3 32.3118 0.2 = 626.4301
   
W

1 1 1
2
2s
219.3931 (28.4885 - j15.2464)(0.2 - j1.2)
U I Z
I

Z 6.25 j1.2



 


 



o
29.2299 - j10.5941 = 31.1 -20 A
 


2 2
Cu2 2 2
p 3I R 3 31.1 0.25 = 724.9654
 
   
W

2 1 Cu1 Cu2 o
P P p p p 17751 626.43 724.96 700 16699
        
W
Hiệu suất của động cơ:

2

1
P 7960.9
0.8906
P 8259.3
   

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

94

Hệ số trượt ứng với M
max
:

2
m
1 2
R 0.25
s 0.1042
X X 1.2 1.2

  

 

Mô men cực đại:

2
1 1 2 m

max
2 2
1 2 m 1 2
m U pR / s
M
2 f (R R / s ) (X X )


 
 
   
 


2
2 2
3 219.3931 3 0.25/0.1042
264.33Nm
2 60 (0.2 0.25/ 0.1042) (1.2 1.2)
  
 
 
   
 

Khả năng quá tải của động cớ:

max
M
dm

M 264.33
m 1.45
M 181.96
  

Để mô men mở máy bằng mô men cực đại ta cần có s
m
= 1. Do vậy cần nối thêm điện
trở:

2f 1 2 2
R (X X ) R (1.2 1.2) 0.25 2.15
  
       




Bài số 9-28. Một động cơ không đồng bộ ba pha có P = 25hp, U
đm
= 575V, nối Y, I
đm
=
27A, f = 60Hz. Kết quả thu được từ thí nghiệm không tải ở tần số 60Hz, ngắn mạch ở
tần số 15Hz và một chiều như sau:
Ngắn mạch Không tải Một chiều
U
n
= 54,7V U
0

= 575V V
DC
= 20 V
I
n
= 27A I
0
= 11,8A I
DC
= 27 A
P
n
= 1653 W P
0
= 1264,5 W
Hãy xác định các tham số của mạch điện thay thế IEE và tổng các tổn hao sắt, ma sát
và quạt gió.

Điện trở một pha dây quấn stato:

DC
DC
DC
U 20
R 0.7407
I 27
   


DC

1Y
R 0.7407
R 0.3704
2 2
   

Từ số liệu không tải ta có:

o
o
2 2
o
P 1264.5
R 3.0271
3I 3 11.8
   



o
o
o
U 575
z 28.1336
3I 3 11.8
   



2 2 2 2

o o o
X z R 28.1336 3.0271 27.9703
     

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

95

Từ số liệu ngắn mạch ta có:

n
n
2 2
n
P 1653
R 0.7558
3I 3 27
   



n
n
n
U 54.7
z 1.1697
3I 3 27
   


2 2 2 2
n1 n n
X z R 1.1697 0.7558 0.8927
     

Quy đổi về tần số 60Hz ta có:

n n1
60 60
X X 0.8927 3.5707
15 15
    

Coi
1 2
X X


ta có:

n
1 2
X 3.5707
X X 1.7853
2 2

    

M o 1
X X X 27.9703 - 1.7853 = 26.1849
   


2 2
2 M
2 n 1
M
(X X ) (1.7853 + 26.1849)
R (R R ) (0.7558 0.3704 ) 11.5147
X 26.1849



     

Tổng tổn hao sắt, tổn hao ma sát và quạt gió trong máy:

2 2
q o 1 o 1
p P m I R 1264.5 3 11.8 0.3704 1109.8
      
W



Bài số 9-29. Kết quả thu được từ thí nghiệm không tải ở tần số 60Hz, ngắn mạch ở tần
số 15Hz và một chiều của động cơ không đồng bộ ba pha có P = 30hp, U

đm
= 460V, nối
Y, I
đm
= 40A, f = 60Hz. như sau:
Ngắn mạch Không tải Một chiều
U
n
= 42.39V U
0
= 460V V
DC
= 15.4 V
I
n
= 40A I
0
= 17.0A I
DC
= 40.2 A
P
n
= 1828.8 W P
0
= 1381.4 W
Hãy xác định các tham số của mạch điện thay thế IEE và tổng các tổn hao sắt, ma sát
và quạt gió.

Điện trở một pha dây quấn stato:

DC
DC
DC
U 15.4
R 0.3831
I 40.2
   


DC
1Y
R 0.3831
R 0.1915
2 2
   

Từ số liệu không tải ta có:

o
o
2 2
o
P 1381.4
R 1.5933
3I 3 17
   


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

96


o
o
o
U 460
z 15.6224
3I 3 17
   



2 2 2 2
o o o
X z R 15.6224 1.5933 15.541
     

Từ số liệu ngắn mạch ta có:

n
n
2 2
n
P 1828.8
R 0.381
3I 3 40
   


n
n
n
U 42.39
z 0.6118
3I 3 40
   



2 2 2 2
n1 n n
X z R 0.6118 0.381 0.4787
     

Quy đổi về tần số 60Hz ta có:

n n1
60 60
X X 0.381 1.915
15 15
    

Coi
1 2
X X



ta có:

n
1 2
X 1.915
X X 0.9575
2 2

    


M o 1
X X X 15.541 - 0.9575 = 14.5835
   


2 2
2 M
2 n 1
M
(X X ) (0.9575 + 14.5835)
R (R R ) (0.381 0.1915 ) 3.1384
X 14.5835



     

Tổng tổn hao sắt, tổn hao ma sát và quạt gió trong máy:

2 2
q o 1 o 1
p P m I R 1381.4 3 17 0.1915 1215.3
      
W



Bài số 9-30. Kết quả thu được từ thí nghiệm không tải ở tần số 60Hz, ngắn mạch ở tần
số 15Hz và một chiều của động cơ không đồng bộ ba pha có P = 15hp, U
đm
= 460V, nối
Y, I
đm
= 14A, f = 60Hz. như sau:
Ngắn mạch Không tải Một chiều
Un = 18.5V U0 = 459.8 V VDC = 5.6 V
I
n
= 13.9A I
0
= 6.2A I
DC
= 14.0 A
P
n
= 264.6 W P
0
= 799.5 W
Hãy xác định các tham số của mạch điện thay thế IEE và tổng các tổn hao sắt, ma sát

và quạt gió.

Điện trở một pha dây quấn stato:

DC
DC
DC
U 5.6
R 0.4
I 14
   


DC
1Y
R 0.4
R 0.2
2 2
   

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

97

Từ số liệu không tải ta có:

o
o
2 2

o
P 799.8
R 6.9355
3I 3 6.2
   



o
o
o
U 459.8
z 42.817
3I 3 6.2
   



2 2 2 2
o o o
X z R 42.817 6.9355 42.2516
     

Từ số liệu ngắn mạch ta có:

n
n
2 2
n
P 264.6

R 0.4565
3I 3 13.9
   



n
n
n
U 18.5
z 0.7684
3I 3 13.9
   



2 2 2 2
n1 n n
X z R 0.7684 0.4565 0.6181
     

Quy đổi về tần số 60Hz ta có:

n n1
60 60
X X 0.6181 2.4725
15 15
    

Coi

1 2
X X


ta có:

n
1 2
X 2.4725
X X 1.2362
2 2

    


M o 1
X X X 42.2516 - 1.2362 = 41.0154
   


2 2
2 M
2 n 1
M
(X X ) (1.2362 + 41.0154)
R (R R ) (0.4565 - 0.2) 11.1641
X 41.0154




    

Tổng tổn hao sắt, tổn hao ma sát và quạt gió trong máy:

2 2
q o 1 o 1
p P m I R 799.8 3 6.2 0.2 776.736
      
W

   
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.