Giải bài tập Điện kỹ thuật ( Cao Đẳng ) part 5 docx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP - HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCĐ

(b)
η =
n
2
t
otđmt
tđmt
PkPcosSk
cosSk
++ϕ
ϕ
=
2350x75,04608,0x160000x75,0
8,0x160000x75,0
2
++
= 0,9818
→ η% = 98,18%
(c) U
nR
% =
đmP1
nđm1
U
R.I
.100% =
3
15000
64,20x16,6

.100% = 1,47% ; U
nX
% =
đmP1
nđm1
U
X.I
.100%
=
3
15000
32,52x16,6
.100% = 3,72% ; cosϕ
t
= 0,8 trễ → sinϕ
t
= 0,6 → ∆U
2
% = k
t
(U
nR
%cosϕ
t

+ U
nX
%sinϕ
t
) = 1(1,47% x0,8 + 3,72% x0,6) = 3,4% . Biết : ∆U

2
% =
đm2
2đm2
U
UU
−
.100%
→ U
2
= U
2đm
-
%100
%UU
2.đm2
∆
= 400 -
%100
%4,3x400
= 386,4V
Bài 15 (a) Áp dây thứ cấp : U
d2
= 240V ; S
2
= S
t
= 3U
d2
I

d2
→ Dòng dây thứ cấp :
I
d2
=
2d
2
U3
S
=
240x3
600000
= 1443,38A . Dòng pha thứ cấp : I
P2
= I
d2
= 1443,38A . Áp pha thứ cấp :
U
P2
=
3
U
2d
=
3
240
= 138,56V . Áp dây sơ cấp : U
1
= 2400V . Áp pha sơ cấp : U
P1

=
3
U
1d
=
3
2400

= 1385,64V . Biết : U
P1
I
P1
= U
p2
I
P2
. Suy ra dòng pha sơ cấp : I
P1
=
1P
2P2P
U
IU
=
64,1385
38,1443x56,138

= 144,33A . Dòng dây sơ cấp : I
d1
= I

P1
= 144,33A
(b) S
P
=
3
600
= 200KVA

BÀI TẬP CHƯƠNG 6 – MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ

Bài 1 (a) n
1
=
p
f60
=
2
50x60
= 1500 v/p
(b) s
đm
=
1
đm1
n
nn
−
=
1500

14251500
−
= 0,05
(c) n = n
1
(1 – s) = 1500(1 – 0,02) = 1470 v/p
(d) n
2
(b) = n
1
– n
đm
= 1500 – 1425 = 75 v/p ; n
2
(c) = n
1
– n(c) = 1500 – 1470 = 30 v/p
Bài 2 (a) Lúc rôto đứng yên : E
1
= 4,44fw
1
k
dq1
φ
m
= 4,44x50x96x0,945x0,02 = 402,8V ;
E
2
= 4,44fw
2

k
dq2
φ
m
= 4,44x50x80x0,96x0,02 = 340,99V . Lúc rôto quay với tốc độ n = 950 v/p , hệ
số trượt s =
1
1
n
nn
−
=
1000
9501000
−
= 0,05 : E
1
= 402,8V ; E
2s
= sE
2
= 0,05x340,99 = 17,05V
(b) Tần số dòng rôto lúc đứng yên bằng tần số dòng stato là f = 50Hz . Tần số dòng rôto
lúc quay : f
2s
= sf = 0,05x50 = 2,5Hz
(c) Dòng rôto lúc đứng yên : I
2
=
2

2
2
2
2
XR
E
+
=
22
1,006,0
99,340
+
= 2923,97A . Dòng rôto lúc

22
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP - HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCĐ

quay : I
2
=
2
2
2
2
s2
)sX(R
E
+
=
22

)1,0x05,0(06,0
05,17
+
= 282,21A . Kết luận : I
2
lúc rôto bò ghìm đứng
yên tăng lên rất lớn so với lúc rôto quay
Bài 3 (a) n
1
=
p
f60
=
2
50x60
= 1500 v/p → s =
1
1
n
nn −
=
1500
14251500 −
= 0,05
(b) k
e
=
2
1
E

E
=
2dq2
1dq1
kw
kw
=
1
1
w4,0
w
=
4,0
1
→ E
2
= 0,4E
1
≈ 0,4U
1
= 0,4x220 = 88V
(c) E
2s
= sE
2
= 0,05x88 = 4,4V
(d) U
2d
= 3E
2s

= 3 x4,4 = 7,62V
(e) f
2s
= sf = 0,05x50 = 2,5Hz
Bài 4 Với lưới điện U
d
= 380V , động cơ đấu Y : E
1P
=
3
U
d
=
3
380
= 220V . Sđđ pha rôto
lúc dứng yên : E
2
=
e
P1
k
E
=
2
220
= 110V . Dòng pha rôto lúc quay : I
2
=
2

2
2
2
2
)sX(R
sE
+

=
22
)6,3x05,0(2,0
110x05,0
+
= 20,44A . Dòng pha stato : I
1
=
i
2
k
I
=
2
44,20
= 10,22A . Công suất điện
từ : P
đt
=
s
IR3
2

2
2
=
05,0
44,20x2,0x3
2
= 5013,52W . Tổn hao đồng ở stato và rôto : ∆P
đ1
= ∆P
đ2

= 3R
2
I
2
2
= 3x0,2x20,44
2
= 250,68W . Công suất cơ toàn bộ : P
cơ
= P
đt
- ∆P
đ2
= 5013,52 – 250,68
= 4762,84W . Công suất cơ hữu ích trên trục : P
2
= P
cơ
- ∆P

msf
= 4762,84 – 145 = 4617,84W .
Công suất điện cung cấp cho động cơ : P
1
= P
2
+ ∆P
msf
+ ∆P
đ2
+ ∆P
st
+ ∆P
đ1
= 4617,84 + 145
+ 250,68 + 145 + 250,68 = 5409,2W . Hiệu suất động cơ : η =
1
2
P
P
=
2,5409
84,4617
= 0,85
Bài 5 (a) Áp pha stato : U
1
=
3
U
d

=
3
220
= 127V . Các thông số của sơ đồ thay thế gần
đúng : R
1
+
s
'R
2
= 0,344 +
028,0
147,0
= 0,344 + 5,25 = 5,594Ω ; X
1
+ X’
2
= 0,498 + 0,224
= 0,722Ω ; R
th
= 0,528Ω ; X
th
= 12,578Ω . Coi = 127∠0
1
U
&
o
, dòng rôto quy đổi :
’I
&

2
=
)'XX(j)
s
'R
R(
U
21
2
1
1
+++
&
=
722,0j594,5
127
+
= 22,52∠- 7,35
o
= 22,33 – j2,88 (A) . Dòng stato
không tải : I
&
0
=
thth
1
jXR
U
+
&

=
578,12j528,0
0127
o
+
∠
= 10,09∠- 87,6
o
= 0,42 – j10,08 (A) → Dòng dây
của dộng cơ : I
&
1
= I
&
0
+ ’I
&
2
= 0,42 – j10,08 + 22,33 – j2,88 = 22,75 – j12,96
= 26,18∠- 29,67
o
(A) . Hệ số công suất của động cơ : cosϕ = cos29,67
o
= 0,869 trễ .

23
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP - HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCĐ

(b) Công suất điện từ : P
đt

= 3I’
2
2
S
'R
2
= 3x22,52
2
x5,25 = 7987,62W . Công suất cơ trên
trục : P
cơ
= (1 – s)P
đt
= (1 – 0,028)x7987,62 = 7755,22W . Công suất cơ hữu ích trên trục :
P
2
= P
cơ
- ∆P
msf
= 7755,22 – 101 = 7654,22W . Tốc độ góc của động cơ : ω = ω
1
(1 – s)
=
p
f2π
(1 – s) =
3
50x2
π

(1 – 0,028) = 32,4π rad/s → Momen quay động cơ : M
2
=
ω
2
P
=
π4,32
22,7654

= 75,2Nm .
(c) Tổn hao đồng trong dây quấn stato : ∆P
đ1
= 3I
1
2
R
1
= 3x26,18
2
x0,344 = 707,32W .
Tổn hao đồng trong dây quấn rôto : ∆P
đ2
= sP
đt
= 0,028x7987,62 = 223,65W . Tổn hao sắt từ :
∆P
st
= 3I
0

2
R
th
= 3x10,09
2
x0,528 = 161,26W . Tổng tổn hao : ∑∆P = ∆P
đ1
+ ∆P
đ2
+ ∆P
st
+ ∆P
msf

= 707,32 + 223,65 + 161,26 + 101 = 1193,23W . Công suất điện cung cấp cho động cơ :
P
1
= P
2
+ ∑∆P = 7654,22 + 1193,23 = 8847,45W . Hiệu suất động cơ : η =
1
2
P
P
=
45,8847
22,7654
= 0,865
Bài 6 Dòng stato đònh mức : I
1đm

=
đmđmđm1
đm
cosU3
P
ηϕ
=
88,0x88,0x380x3
7500
= 14,71A
. Công suất tác dụng P
1
động cơ tiêu thụ : P
1
=
đm
đm
P
η
=
88,0
7500
= 8522,73W . Công suất phản
kháng Q
1
động cơ tiêu thụ : Q
1
= P
1
tgϕ

1
= P
1
tg(Arccos0,88) = 8522,73tg28,36
o
= 4600,08VAR .
Tổn hao đồng trong dây quấn stato : ∆P
đ1
= 3I
1đm
2
R
1
= 3x14,71
2
x0,69 = 447,92W Công suất điện
từ : P
đt
= P
1
- ∆P
st
- ∆P
đ1
= 8522,73 – 220 – 447,92 = 7854,81W . Tổn hao đồng trong dây quấn
rôto : ∆P
đ2
= P
đt
- ∆P

cf
– P
2
= 7854,81 – 124,5 – 7500 = 230,31W . Hệ số trượt đònh mức :
s =
đt
2đ
P
P
∆
=
81,7854
31,230
= 0,029 . Tốc độ từ trường quay : n
1
=
p
f60
=
2
50x60
= 1500 v/p → Tốc độ
động cơ : n = n
1
(1 – s) = 1500(1 – 0,029) = 1456,5 v/p . Tốc độ góc của từ trường quay :
ω
1
=
p
ω

=
p
f2π
=
2
50x2
π
= 50π rad/s . Momen điện từ : M
đt
=
1
đt
P
ω
=
π50
81,7854
= 50Nm
Bài 7 n = n
1
(1 – s) =
p
f60
(1 – s) =
2
50x60
(1 – 0,053) = 1420,5 v/p ; P
1
= 3U
1

I
1
cosϕ
=
3x220x21x0,82 = 6561,7W ; P
2
= ηP
1
= 0,837x6561,7 = 5492,14W ; ∑∆P = P
1
– P
2

= 6561,7 – 5492,14 = 1069,56W ; ω =
30
n
π
=
30
5,1420x
π
= 47,35π rad/s ; M
2
=
ω
2
P
=
π35,47
14,5492

= 36,92Nm
Bài 8 (a) Coi
U
&
1
=
3
440
∠0
o
(V) → Dòng rôto quy đổi : I
&
’
2
=
n
2
1
1
jX)
s
'R
R(
U
++
&

=
75,0j)

03,0
12,0
1,0(
0
3
440
o
++
∠
= 60,95∠- 10,37
o
= 59,95 – j10,97 (A) . Dòng không tải : I
&
0
=
thth
1
jXR
U
+
&


24
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP - HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCĐ

=
175,14j255,1
0
3

440
o
+
∠
= 17,85∠- 84,94
o
= 1,57 – j17,78 (A) . Dòng stato : I
&
1
= I
&
0
+ I
&
’
2
= 1,57 – j17,78 + 59,95 – j10,97 = 61,52 – j28,75 = 67,91∠- 25,05
o
(A) . Hệ số công suất : cosϕ

25
KHOA KHOA HỌC CƠ SỞ TỔ BỘ MÔN ĐIỆN KỸ THUẬT
= cos25,05
o
= 0,906 trễ
(b) Công suất điện từ : P
đt
=
s
'R'I3

2
2
2
=
03,0
12,0x95,60x3
2
= 44578,83W . Công suất cơ :
P
cơ
= (1 – s)P
đt
= (1 – 0,03)44578,83 = 43241,47W . Tổn hao sắt từ : ∆P
st
= 3I
0
2
R
th

= 3x17,85
2
x1,255 = 1199,61W . Tổn hao cơ : ∆P
cf
= ∆P
st
= 1199,61W . Công suất cơ hữu ích :
P
2
= P

cơ
- ∆P
cf
= 43241,47 – 1199,61 = 42041,86W
(c) Lúc mở máy : s = 1 → ’I
&
2mở
=
n21
1
jX)'RR(
U
++
&
=
75,0j)12,01,0(
0
3
440
o
++
∠

= 325,02∠- 73,65
o
(A) . Công suất điện từ lúc mở máy : P
đtmở
= 3I’
2mở
2

R’
2
= 3x325,02
2
x0,12
= 38029,68W . Tốc độ góc của từ trường quay : ω
1
=
p
ω
=
p
f2
π
=
3
60x2π
= 40π rad/s .
Momen mở máy : M
mở
=
1
đtmở
P
ω
=
π
40
68,38029
= 302,63Nm

Bài 9 (a) Công suất tác dụng động cơ tiêu thụ : P
1
=
đm
đm
P
η
=
885,0
14
= 15,82KW . Công
suất phản kháng động cơ tiêu thụ : Q
1
= P
1
tgϕ
1
= P
1
tg(Arcos0,88) = 15,82xtg28,36
o
= 8,54KVAR .
(b) Dòng đònh mức : I
1đm
=
đmđmđm1
đm
cosU3
P
ηϕ

=
885,0x88,0x380x3
14000
= 27,31A . Tốc độ
đồng bộ : n
1
=
p
f60
=
2
50x60
= 1500 v/p . Hệ số trượt đònh mức : s =
1
1
n
nn −
=
1500
14501500
−

= 0,033 . Momen đònh mức : M
đm
=
ω
đm
P
=
60

n2
P
đm
đm
π
=
1450x2
14000x60
π
= 92,2Nm .
(c) Momen mở máy : M
mở
= 1,3M
đm
= 1,3x92,2 = 119,86Nm . Momen cực đại :
M
max
= 2M
đm
= 2x92,2 = 184,4Nm . Dòng mở máy : I
mở
= 5,5I
1đm
= 5,5x27,31 = 150,21A
Bài 10 (a) Công suất tác dụng động cơ tiêu thụ : P
1
=
η
đm
P

=
885,0
14
= 15,82KW . Công
suất phản kháng động cơ tiêu thụ : Q
1
= P
1
tgϕ
1
= P
1
tg(Arcos0,88) = 15,82xtg28,36
o
= 8,54KVAR .
Dòng đònh mức : I
1đm
=
đmđmđm1
đm
cosU3
P
ηϕ
=
885,0x88,0x220x3
14000
= 47,18A . Dòng mở máy :
I
mở
= 5,5I

đm
= 5,5x47,18 = 259,49A . Momen đònh mức : M
đm
=
ω
đm
P
=
60
n2
P
đm
đm
π

=
1450x2
14000x60
π
= 92,2Nm . Momen mở máy : M
mở
= 1,3M
đm
= 1,3x92,2 = 119,86Nm . Momen cực
đại : M
max
= 2M
đm
= 2x92,2 = 184,4Nm .
(b) Khi mở máy đấu Y sau đó chuyển về ∆ thì dòng mở máy : I

mở
=
3
49,259
= 86,5A .
Momen mở máy : M
mở
=
3
86,119
= 39,95Nm . Nếu momen cản khi mở máy là M
C
= 0,5M
đm


25
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP - HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCĐ

= 0,5x92,2 = 46,1Nm > M
mở
= 39,95Nm → Không thể mở máy được .
Bài 11 k
e
=
2dq2
1dq1
kw
kw
=

955,0x36
932,0x192
= 5,2 ; k
i
=
2dq22
1dq11
kwm
kwm
=
955,0x36x3
932,0x192x3
= 5,2 ;
k = k
e
ki = 5,2x5,2 = 27,04 ; R’
2
= k
2
R
2
= 27,04x0,02 = 0,54Ω ; X’
2
= k
2
X
2
= 27,04x0,08 = 2,16Ω .
Để momen mở máy cực đại : s
th

=
21
f2
'XX
'R'R
+
+
= 1 →
16,224,2
'R54,0
f
+
+
= 1 → R’
f
= 4,4 – 0,54 = 3,86Ω
. Điện trở phụ chưa quy đổi : R
f
=
k
'R
f
=
04,27
86,3
= 0,143Ω . Dòng pha stato khi mở máy có R
f
:
I
Pmở

=
2
21
2
f21
P
)'XX()'R'RR(
U
++++
=
22
)16,224,2()86,354,046,0(
220
++++
= 33,56A . Dòng
dây lúc mở máy ( stato đấu ∆ ) : I
mở
= 3I
Pmở
= 3 x33,56 = 58,13A . Dòng rôto khi mở máy
( rôto đấu Y ) : I
2
= k
i
I
1
= k
i
I
Pmở

= 5,2x33,56 = 174,51A . Nếu không có R
f
thì dòng mở máy là :
I
mở
= 3.
22
)16,224,2()54,046,0(
220
+++
= 84,45A ( lớn hơn
13,58
45,84
= 1,45 lần so với khi có R
f
)
Bài 12 Dòng đònh mức : I
1đm
=
đmđmđm1
đm
cosU3
P
ηϕ
=
885,0x88,0x380x3
14000
= 27,31A .
Dòng mở máy (trực tiếp ) : I
mởtt

= 5,5I
1đm
= 5,5x27,31 = 150,21A . Momen đònh mức :
M
đm
=
ω
đm
P
=
60
n2
P
đm
đm
π
=
1450x2
14000x60
π
= 92,2Nm . Momen mở máy ( trực tiếp ) : M
mở
= 1,3M
đm

= 1,3x92,2 = 119,86Nm
(a) Gọi k
ba
=
2

1
U
U
là hệ số biến áp của máy biến áp tự ngẫu . Để dòng mở máy giảm đi
2,25 lần thì k
ba
=
25,2
= 1,5 . Dòng mở máy khi dùng máy biến áp tự ngẫu : I
mởba
=
2
ba
mởtt
k
I

=
25,2
21,150
= 66,76A . Momen mở máy khi dùng máy biến áp tự ngẫu : M
mởba
=
2
ba
mởtt
k
M
=
25,2

86,119

= 53,27Nm . Để động cơ có thể mở máy khi k
ba
= 1,5 thì momen cản lúc mở máy phải là
M
C
< 53,27Nm .
(b) Khi dùng cuộn cảm , điện áp đặt vào dây quấn động cơ sẽ bằng 0,9U
1đm
, do đó dòng
mở máy sẽ là : I
mở
= 0,9I
mởtt
= 0,9x150,21 = 135,19A . Momen mở máy sẽ là : M
mở
= 0,9
2
M
mởtt

= 0,9
2
x119,86 = 97,09Nm . Để động cơ có thể mở máy bằng cách này thì momen cản lúc mở
máy phải là M
C
< 97,09Nm .
Bài 13 Tốc độ đồng bộ : n
1

=
p
f60
=
3
50x60
= 1000 v/p . Hệ số trượt đònh mức :
s
đm
=
1
đm1
n
nn
−
=
1000
9701000
−
= 0,03 . Hệ số trượt ứng với n = 700 v/p : s =
1000
7001000
−
= 0,3


26