ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA, 1 docx

CHƯƠNG 11: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA
Bài số 11-1. Một động cơ không đồng bộ một pha công suất 1/4 mã lực, 220V, 50Hz và 4 cực từ có tham số và tổn
thất như sau :
R1 = 8.2; X1 = X’2 = 10.5; R’2 = 10.5; XM = 210;
T
ổn hao sắt ở 110V là 25W; tổn hao ma sát và quạt gió là 12W;
V
ới hệ số trượt là 0.05, xác định dòng điện stato, công suất cơ, công suất ra trên trục, tốc độ và hiệu suất khi
động cơ làm việc ở điện áp v
à tần số định mức.
Tổng trở thứ tự thuận:
M M 2
T T T
2 M 2
0.5jX (0.5jX 0.5R / s)
Z R jX
0.5R / s 0.5j(X X )


  
 
 

0.5j 210(0.5j 210 0.5 10.5 / 0.05)
(51.2195 + j51.2195)
0.5 10.5 / 0.05 0.5j(210 10.5)
   
  
  
Tổng trở thứ tự ngược:



M 2 2
N N N
2 M 2
0.5jX 0.5jX 0.5R /(2 s)
Z R jX
0.5R /(2 s) 0.5j(X X )
 
 
  
 
  

0.5j 210(0.5j 10.5 0.5 10.5 /1.95)
(2.503 + j4.8808)
0.5 10.5 /1.95 0.5j(210 10.5)
   
  
  
Tổng trở vào của động cơ:
V 1 1 T N
Z R jX Z Z 8.2 j10.5 51.2195 + j51.2195 + 2.503
0 + j4.8808
      

o
(61.9225 + j66.6003) 90.9395 47.08
   
Dòng điện đưa vào stato:
o

1
1
o
V
U 220
I 2.4192 47.08 A
Z 90.9395 47.08
    

&
&
Hệ số công suất:
cos = cos47.08
o
= 0.6809
Công su
ất đưa vào động cơ:
1
P UIcos = 220 2.4192 0.6809 = 362.4002
   
W
Công suất cơ:
2 2
co 1 T N
P I (R R )(1 s) 2.4192 (51.2195 2.503) (1 0.05) 270
.8569
         W
Tổn hao sắt chủ yếu là tổn hao từ trễ và tỉ lệ với U
1.6
nên với U = 220V ta có:

1.6
Fe
220
p 25 75.7858
110
 
  
 
 
W
Công su
ất đưa ra:
2 co Fe f
P P p p 270.8569 75.7858 12 183.0711
      
W
Hiệu suất của động cơ:
2
1
P 183.0711
0.5052
P 362.4002
   
Bài số 11-2. Một động cơ không đồng bộ một pha công suất 1/4 mã lực, 110V, 50Hz và 4 cực từ có tham số và tổn
thất như sau :
R1 = 2.0; X1 = 2.8; X’2 = 2.0; R’2 = 4.0; XM = 70;
Tổn hao sắt ở 230V là 35W; tổn hao ma sát và quạt gió là 10W. Với hệ số trượt là 0.05, xác định dòng điện stato;
công suất cơ; công suất ra trên trục, tốc độ; mômen và hiệu suất khi động cơ làm việc với dây quấn phụ được cắt
ra ở điện áp và tần số định mức.
Tổng trở thứ tự thuận:

M M 2
T T T
2 M 2
0.5jX (0.5jX 0.5R / s)
Z R jX
0.5R / s 0.5j(X X )


  
 
 

0.5j 70(0.5j 70 0.5 4 / 0.05)
(16.9199 + j19.7721)
0.5 4 / 0.05 0.5j(70 2)
   
  
  
Tổng trở thứ tự ngược:


M 2 2
N N N
2 M 2
0.5jX 0.5jX 0.5R /(2 s)
Z R jX
0.5R /(2 s) 0.5j(X X )
 
 
  

 
  

0.5j 70(0.5j 2 0.5 4 /1.95)
(0.9687 + j0.9998)
0.5 4 /1.95 0.5j(70 2)
   
  
  
Tổng trở vào của động cơ:
V 1 1 T N
Z R jX Z Z 8.2 j10.5 51.2195 + j51.2195 + 2.503
0 + j4.8808
      

o
19.8886 + j23.5719 30.8414 49.84
   
Dòng điện đưa vào stato:
o
1
1
o
V
U 110
I 3.5666 49.84 A
Z 30.8414 49.84
    

&

&
Hệ số công suất:
cos = cos49.84
o
= 0.6449
Công su
ất đưa vào động cơ:
1
P UIcos =110 3.5666 0.6449 = 253.0005
   
W
Công suất cơ:
2 2
co 1 T N
P I (R R )(1 s) 3.5666 (16.9199 0.9687) (1 0.05) 19
2.7683
         W
Tổn hao sắt chủ yếu là tổn hao từ trễ và tỉ lệ với U
1.6
nên với U = 220V ta có:
1.6
Fe
110
p 35 10.7531
230
 
  
 
 
W

Công su
ất đưa ra:
2 co Fe f
P P p p 192.7683 10.7531 10 172.0153
      
W
Tốc độ quay của động cơ:
60f 60 50
n (1 s) (1 0.05) 1425vg / ph
p 2

    
Mô men trên trục động cơ:
2 2
2
P P 60 214.6649 60
M 1.4385Nm
2 n 2 1425
 
   
  
Hiệu suất của động cơ:
2
1
P 172.0153
0.6799
P 253.0005
   
Bài số 11-3. Thí nghiệm không tải và ngắn mạch (thực hiện trên cuộn dây chính) của động cơ điện không đồng
bộ một pha ¼ hp, 120 V, 60 Hz, 1730 vòng/phút thu đươc kết quả như sau:

Thí nghiệm không tải: động cơ quay không tải
V = 120 V; I = 3.5 A; P = 125W
Thí nghi
ệm ngắn mạch: giữ rotor đứng yên
V = 43 V; I = 5 A; P = 140W
Xác định (a) tham số của mạch điện thay thế động cơ; (b) tổn hao quay.
Mạch điện thay thế của động cơ khi không tải và ngắn mạch:
Khi không t
ải,
Từ số liệu thí nghiệm không tải ta có:
o
o
o
U 120
z 34.2857
I 3.5
   
o
o 1 2
2 2
o
P 125
R R 0.25R 10.2041
I 3.5

     
2 2 2 2
o 1 M 2 o o
X X 0.5X 0.5X z R 34.2857 10.2041 32.732


        
Từ số liệu thí nghiệm ngắn mạch ta có:
n
n
n
U 43
z 8.6
I 5
   
n
n 1 2
2 2
n
P 140
R R R 5.6
I 5

     
2 2 2 2
n 1 2 n n
X X X z R 8.6 5.6 6.5269

       
1
R / 2
1 2
j(X X )


j0.5X

M
o
U
&
o
I
&
1 2
j(X X )


2
R / 4

1
R / 2
j0.5X
M
1
R / 2
1 2
j(X X )


j0.5X
M
2
R / 2

n

U
&
n
I
&
1 2
j(X X )


2
R / 2

1
R / 2
j0.5X
M
e
I
&
m
I
&
Bài số 11-4. Một động cơ không đồng bộ một pha chạy bằng tụ, điện áp 120V, 60Hz và 4 cực từ có tham số của
mạch điện thay thế như sau :
Cuộn dây chính: R1C = 2,0 ; X1C =1,5 ;
Cu
ộn dây phụ: R1P = 2,0 ; X1P = 2,5 ;
M
ạch rotor: R’2 = 1,5 ; R’2 = 2,0 ;
X

M = 48; C = 30 F; a = NP/NC = 1
Xác định (a) dòng điện khởi động và mômen khởi động của động cơ khi điện áp định mức; (b) trị số điện dung
C của tụ điện nối song song với tụ đã có để mômen khởi động đạt giá trị cực đại; (c) dòng điện khởi động của
động cơ trong trường hợp (b).
Bài số 11-5. Một động cơ điện không đồng bộ một pha hai cuộn dây 1/4hp, 120V và 60Hz có tham số khi khởi
động như sau:
Cuộn dây chính: RC = 3,94 và XC = 4,20;
Cu
ộn dây phụ: RP = 8,42; và XP =6,28.
Động cơ được nối vào lưới điện có điện áp 120V và f = 60Hz. Xác định (a) dòng điện trong mỗi cuộn dây và
dòng
điện vào động cơ khi khởi động; (b) góc lệch pha giữa hai dòng điện; (c) mômen khởi động; (d) trị số điện
trở mắc nối tiếp với cuộn dây phụ để góc lệch pha giữa hai dòng điện là 30
0
.
Bài số 11-6. Một động cơ điện không đồng bộ một pha hai cuộn dây 120V và 60Hz có tham số khi rotor đứng
yên (khởi động) như sau: cuộn dây chính RC = 2,20 và XC = 3,80; cuộn dây phụ RP = 9,25; XP = 8,55. Động
cơ được nối vào lưới điện có điện áp 120V và f = 60Hz. Xác định (a) d
òng điện trong mỗi cuộn dây; (b) góc lệch
pha giữa hai dòng điện; (c) mômen khởi động; (d) điện dung C mắc nối tiếp với cuộn dây phụ để góc lệch pha
giữa hai dòng điện khi khởi động là 90
0
; (e) mômen khơi đồng trong trường hợp (d); (f) phần trăm mômen khởi
động tăng so với khi không có tụ điện C.
Bài số 11-7. Dùng số liệu của bài tập số 11-2 để xác định (a) trị số điện dung C mắc nối tiếp với cuộn dây phụ để
góc lệch pha giữa hai dòng điện khi khởi động là 80,6
0
; (b) dòng điện trong mỗi cuộn dây và dòng điện vào
động cơ khi khởi động với tụ điện C.
Bài số 11-8. Một động cơ điện không đồng bộ một pha hai cuộn dây 1/3hp, 120V và 60Hz có tham số khi khở

động cho l
à:
Cu
ộn dây chính RC = 4,60 và XC = 3,80;
Cu
ộn dây phụ RP = 9,80; và XP = 3,60.
Động cơ được nối vào lưới điện có điện áp 120V và f = 60Hz. Xác định (a) dòng điện trong mỗi cuộn dây và
dòng
điện vào động cơ khi khởi động; (b) góc lệch pha giữa hai dòng điện; (c) điện dung C mắc nối tiếp với
cuộn dây phụ để góc lệch pha giữa hai dòng điện khi khởi động là 90
0
.
  