Bài tập truyền động điện (có lời giải)

CHƯƠNG I :
CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
Bài 1 :
Cho một vật có khối lượng m = 500kg , g = 9,81m/s
2
. Tỷ số truyền
i = 10, đường kính quán tính D
t
= 10KM. Hiệu suất của bộ biến đổi là 0,9. Nếu
vật có thể đi lên và có tốc độ tối thiểu = 0,5 m/s thì phải chọn động cơ có M
đm
và
tốc độ là bao nhiêu ?
Bài 2 :
Một vật có m = 500kg, g = 9,81 m/s
2
di chuyển với vận tốc bằng
1 m/s, J
t
= 500kg/m2, i
bt
= 100, GD
2
= 100kgm
2
. Hãy quy đổi Moment quán tính
của hệ thống về đầu trục động cơ.
Bài 3 :
Cho một động cơ có GD
2
= 100kgm

2
, n
đ
= 720v/phút, i = 10, một phần tử
chuyển động quay có J = 15kgm
2
, một vật chuyển động thẳng có G = 500Kg với
vận tốc 2 m/s. Tính Moment quán tính quy đổi về đầu trục động cơ.
Bài 4 :
Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền cho một hệ thống dùng băng tải
để chuyển hàng từ nơi này đến nơi khác cho biết :
F = 1110kg (lực kéo băng tải), vận tốc băng tải v
bt
= 0,47m/s. Băng tải làm việc
một chiều, tải coi như ổn định. Tính Moment cản trên đầu trục động cơ. Biết rằng
n
đc
= 1400v/phút
Bài 5 :
Một động cơ khởi động cho một cơ cấu (từ tốc độ = 0) đến tốc độ n =
800V/phút, rồi sau đó cùng với phanh cơ khí, nó làm giảm tốc cơ cấu về trạng thái
đứng yên. Hãy xác định thời gian tăng tốc và giảm tốc của truyền động nếu cho
biết :
Moment tĩnh do lực ma sát sinh ra Mc = 80Nm.
Moment quán tính của truyền động (động cơ, cơ cấu và sản phẩm) qui đổi về trục
động cơ là : J = 6,25Kgm
2
Momet do phanh cơ khí sinh ra M
h
= 280Nm

Đặc tính của động cơ có dạng như sau :
Động cơ sinh ra được những Moment sau :
Khi khởi động M
a
= 500Nm (điểm a)
Khi tốc độ đạt đến 800V/phút .M
b
= 100Nm (điểm b)
Moment hãm đầu tiên M
d
= 400Nm (điểm d)
1
a
b
M
n
d
400
0
100
ĐÁP ÁN CHƯƠNG I :
Cơ sở Truyền Động Điện
Bài 1 :
Đáp số : M
đm
= 28Nm.
n
đ
= 955V/phút.
Bài 2 :

Đáp số : J = 25,13Kgm
2
Bài 3 :
Đáp số : J = 25Kgm
2
Bài 4 :
P là công suất trên tải
η là hiệu suất cho bằng 1000 (hiệu suất băng tải)
P
đc
là công suất động cơ
+ Ta có : Công suất trên băng tải là :
P = F * V
bt
= 1100 * 0,47 = 517 W
Công suất động cơ P
đc
= = 5,22 KW
- Động cơ không trực tiếp kéo băng tải mà thông qua bộ truyền lực nên hiệu suất
bằng 0,87  P
đc
= = 6 KW
Moment cản trên đầu trục động cơ là : M
c
= * F * = 40,92 Nm
Bài 5 :
+ Ta có :
* Thời gian tăng tốc từ điểm a đến b là :
t
ab

=
- Trong đó :
M
đga
= + | M
a
| - | M
c
| = 500 - 80 = 420Nm
M
đgb
= + | M
b
| - | M
c
| = 100 - 80 = 20Nm
 t
ab
= 4s
* Thời gian giảm tốc :
+ Ta có : n
d
= 800V/phút
n
o
= 0
M
đgd
= - 400 - 80 - 280 = -760 Nm
M

đgo
= - 80 - 280 = -360 Nm
 t
do
= 1s
CHƯƠNG II
ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN
Câu hỏi thảo luận:
2
1. Khái niệm về đặc tính cơ của máy sản xuất và của động cơ điện? Ý nghĩa của việc
nghiên cứu đặc tính cơ (đặc tính cơ điện)?
2. Vẽ sơ đồ đấu dây của động cơ một chiều kích từ độc lập, động cơ một chiều kích
từ song song? Với điều kiện nào thì động cơ một chiều kích từ độc lập được coi
như động cơ một chiều kích từ song song?
3. Các bước tiến hành xây dựng phương trình đặc tính cơ và đặc tính cơ điện của
động cơ một chiều kích từ độc lập?
4. Ảnh hưởng của các tham số tới phương trình đặc tính cơ?
5. Cách vẽ đặc tính cơ và đặc tính cơ điện của động cơ một chiều kích từ độc lập?
6. Vẽ sơ đồ đấu dây của động cơ một chiều kích từ nối tiếp? Đặc điểm của cuộn dây
kích từ trong động cơ một chiều kích từ nối tiếp?
7. Cách vẽ đặc tính cơ và đặc tính cơ điện của động cơ một chiều kích từ nối tiếp?
8. Cách tính điện trở khởi động của động cơ một chiều kích từ độc lập? (phương pháp
giải tích và phương pháp đồ thị)
9. Các trạng thái hãm của động cơ một chiều kích từ độc lập?
10.Các trạng thái hãm của động cơ một chiều kích từ nối tiếp?
11.Các bước tiến hành xây dựng phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ
ba pha?
12.Các thông số ảnh hưởng đên đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ?
13.Cách tính điện trở khởi động của động cơ không đồng bộ?
14.Các trạng thái hãm của động cơ không đồng bộ?

• ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP
Bài 1 :
Một động cơ điện một chiều kích từ độc lập, đang làm việc trên đặc tính cơ tự
nhiên với M
c
= 30 Nm
Động cơ có các thông số sau U
đm
= 220V, I
đm
= 30A, n
đm
= 1000v/phút, P
đm
= 4KW.
Xác định trị số điện trở phụ cần thêm vào để động cơ đổi chiều quay sang tốc độ n
= - 800v/phút và vẽ đặc tính cơ khi tốc độ n = -800v/phút.
Bài 2 :
Một động cơ kích từ độc lập có các tham số sau :
P
đm
= 10KW, U
đm
= 110V, I
đm
= 100A, n
đm
= 500v/phút. Trang bị cho một cơ cấu
nâng đang làm việc trên đường đặc tính tự nhiên với phụ tải Mc = 0,8 M
đm

và động
cơ đã nâng hàng xong.
Hãy vẽ đặc tính cơ và xác định R
f
cần nối vào mạch phần ứng để động cơ hạ tải với
tốc độ bằng 1/2 tốc độ nâng.
Bài 3 :
Một động cơ một chiều kích từ độc lập có các tham số sau :
3
P
đm
= 4,2KW, U
đm
= 220V, I
đm
= 20A, n
đm
= 500v/phút được trang bị cho một cơ
cấu nâng. Khi động cơ đang nâng tải trên đặc tính cơ tự nhiên. Người ta đọc được
giá trị dòng điện chạy trong mạch phần ứng 21A. Để dừng tải lại người ta sử dụng
hãm động năng kích từ độc lập. Hãy vẽ đặc tính cơ và xác định trị số điện trở hãm
dùng để nối kín mạch phần ứng sao cho dòng điện hãm ban đầu nằm trong phạm vi
cho phép.
Hãy vẽ đặc tính cơ và xác định giá trị R dùng để nối kín mạch phần ứng để động cơ
hạ tải trong trạng thái hãm động năng với tốc độ hãm bằng 1/2 tốc độ nâng.
Bài 4 :
Một động cơ kích từ độc lập có P
đm
= 10KW, U
đm

= 110V,
I
đm
= 100A, n
đm
= 500v/phút. Đang làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên với phụ tải M
c
= 0,8M
đm
. Khi động cơ đang làm việc ổn định thì đột ngột điện áp giảm xuống còn
90V. Hãy xác định tốc độ ổn định của động cơ lúc ban đầu rồi phân tích các trạng
thái làm việc của động cơ khi chuyển từ tốc độ ban đầu đến tốc độ sau. Xác định
dòng điện chạy qua phần ứng động cơ và vẽ đặc tính cơ của động cơ tại thời điểm
điện áp vừa thay đổi.
Bài 5 :
Một động cơ một chiều kích từ độc lập có P
đm
= 4KW, U
đm
= 220V,
I
đm
= 20A, n = 1000V/phút. Động cơ khởi động với M
c
= 0,8 M
đm
. Dòng điện lớn
nhất trong quá trình khởi động I
1
= 50A. Hãy xác định số cấp khởi động và xác

định giá trị của R cần cắt ra khi chuyển đặc tính.
Bài 6 :
Một động cơ một chiều kích từ độc lập có P
đm
= 75KW, U
đm
= 440V, n
đm
=
1000V/phút, I
đm
= 194A, R
ư
= 0,072Ω
Xác định độ cứng của đường đặc tính cơ tự nhiên.
Xác định tốc độ khi giảm từ thông còn 2/3 φ
đm
với phụ tải là định mức và điện trở
phụ trong mạch phần ứng bằng 0.
* ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ NỐI TIẾP
Bài 7 :
Một động cơ một chiều kích từ nối tiếp đang làm việc ở trạng thái động cơ
trên đường đặc tính cơ tự nhiên, người ta đo được dòng điện chạy qua động cơ
bằng 18A. Để hãm dừng nhanh động cơ, người ta áp dụng biện pháp đảo ngược
cực tính điện áp phần ứng và nối thêm R
f
.
Hãy tính R
f
bằng bao nhiêu ? để dòng điện hãm ban đầu ≤ 2,5I

đm
Tham số của động cơ :
P
đm
= 4KW ; U
đm
= 220V ; I
đm
= 20A ; n
đm
= 500V/phút
Động cơ không đồng bộ ba pha.
4
Bài 8 :
Tính điện trở cấp hãm ngược dùng cho động cơ kích từ nối tiếp kiểu MΠ -
72, 80KW, 220V, 460V/phút. 405A ứng với TD 25%. Yêu cầu hãm nhanh.

Bài 9 :
Cho một động cơ một chiều kích từ nối tiếp có R
cknt
= 0,96 Ω,
P
đm
= 7 KW, nđm = 1180 V/phút, U
đm
= 220V, I
đm
= 37,5A. Tính điện trở phụ nối
tiếp để động cơ mang tải M
c

= 70Nm, n
c
= 750V/phút

* ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
Bài 10 :
Một động cơ điện không đồng bộ ba pha có tham số sau :
P
đm
= 60KW , n
đm
= 720V/phút, f
đm
= 50Hz , λ
m
= 2,2, 2p = 8.
Hãy xác định tốc độ của động cơ khi Moment phụ tải đặc lên trục động cơ M
c
=
0,8 M
đm
Khi động cơ mở máy trực tiếp thì Moment khởi động của động cơ là bao nhiêu ?
Bài 11:
Một động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha có các tham số sau :
P
đm
= 7,5KW, n
đm
= 945V/phút, f
đm

= 50Hz , λ
m
= 2,5, 2p = 6, I
đm
= 20A, U
đm
380V
Hãy xác định Moment mở máy của động cơ khi mở máy trực tiếp. Tốc độ của
động cơ khi động cơ làm việc trên đặc tính tự nhiên với
M
c
= 0,8M
đm
.
Bài 12 :
Một động cơ một chiều kích từ độc lập có các tham số sau :
P
đm
= 25KW , n
đm
= 500V/phút, I
đm
= 120A, U
đm
= 220V.
Moment quán tính của roto J
A
= 3,7 M
c
= 382Nm, J

qđ
= 6,3 kgm
2
Động cơ khởi động gián tiếp qua các cấp R
f
và đòng điện lớn nhất trong qua trình
khởi động là : I
1
= 2,5I
đm
= 300A.
Hãy xác định các cấp R và thời gian khởi động.
Bài 13 :
Một động cơ điện không đồng bộ ba pha Roto dây quấn, đang làm việc trên
đường đặc tính cơ tự nhiên với Mc = 23,7Nm. Các số liệu của động cơ như sau :
P
đm
=2,2KW, n
đm
= 885V/phút,λ
m
= 2,3, 2p = 6,I
đm
= 12,8A, U
đm
= 220V,E
2
= 135V.
Xác định tốc độ động cơ khi thêm vào Roto điện trở bằng 1,5Ω.
5

Tính R
f
cần thiết thêm vào khi động cơ làm việc với tốc độ
n = - 300V/phút.
Bài 14 :
Cho một động cơ điện không đồng bộ có các tham số sau :
U
đm
= 380 V, P
đm
= 7,5KW, n
đm
= 905 V/phút, I
stđm
= 19,3A, I
kđTN
= 4,4I
stđm,
M
kđTN
= 3M
đm
, Cosϕ
nm
= 0,74. Để cho tải trọng của một palăng khỏi bị giật
mạnh, khi khởi động người ta nối stator động cơ qua 1 điện trở khởi động. Hãy tính
giá trị điện trở ngoài cho động cơ đó.
Bài 15 :
Tính điện trở trong mạch một chiều để hãm động năng động cơ không đồng
bộ ba pha có các số liệu như sau :

U
đm
= 380V, P
đm
= 11KW, n
đm
= 685 V/phút, I
stđm
= 28,8A, dòng ba pha không tải
I
sto
= 19,4 A, r
st
= 0,43Ω . Nguồn xoay chiều của động cơ là một bộ biến tần 25Hz.
Lưới một chiều để cung cấp dòng điện cho hãm động năng có điện áp 220V. Yêu
cầu hãm nhanh.
Bài 16 :
Tính điện trở khởi động cho một động cơ không đồng bộ 380V, 40KW,
980V/phút, E
rđm
= 191V, I
rđm
= 126A. Dùng để truyền động một máy đập có bánh
đà . Để dùng phần động năng của bánh đà người ta nối vào Roto một đoạn điện
trở cố định để cho động cơ có độ trượt s
cđ
= 0,1 khi Moment bằng định mức.
Bài 17 :
Chọn máy phát hãm động năng và tính toán điện trở Roto khi hãm động
năng cho một động cơ không đồng bộ có bánh đà dùng để truyền động giá cán.

Động cơ 850KW, 6000V, 590V/phút, Moment định mức bằng 13,5KNm, I
sto
=
27,8A, r
st
= 0,6 Ω. Moment cản tĩnh tổng của Roto và bánh đà J = 12,5 Tm
2
.
Moment cản tĩnh không tải bằng 1,4KNm. Động cơ được điều khiển nhờ một bộ
điều chỉnh trượt dùng công tắc tơ. Thời gian hãm cho phép khoảng 2 phút.
Bài 18 :
Tính toán điện trở phụ nối thêm vào mạch kích từ và điện hãm của mạch
hãm động năng động cơ không đồng bộ, 380V,5KW, 940V/phút, E
rđm
= 164V, I
rđm
= 20,6A, I
stđm
= 14,9A, I
sto
= 10,9A, r
st
= 1,22Ω.
Dòng điện kích từ một chiều được cấp từ lưới 220V. Động cơ điều khiển nhờ một
Công tắc tơ đặt cách động cơ 30m. Yêu cầu hãm nhanh.
ĐÁP ÁN CHƯƠNG II :
6
BÀI 1 :
Giá trị điện trở phụ cần thêm vào để động cơ đổi chiều quay sang tốc độ
n = -800V/phút:

+ Ta có : Phương trình đặc tính nhân tạo khi đảo chiều.
n
nt
= n
o
-
( )
2
dmCM
fuC
KK
RRI
φ
+
- Ta lại có :
K
M
K
E
φ
2
đm
= 9,55 (K
E
φ
đm
)
2
R
ư

= = 1,4Ω
K
E
φ
đm
= = 0,178
n
o
= = 1235 V/phút
+ Vậy :
n
nt
= n
o
-
- 800 = 1235 - + Hình vẽ đặc tính cơ nhân tạo :
R
f
= 19 Ω.
BÀI 2 :
* Giá trị điện trở phụ cần nối vào mạch phần ứng để động cơ hạ tải với tốc độ
bằng 1/2 tốc độ nâng
R
ư
= 0,05 Ω
n
ha
=
( )
dmE

Cfudm
K
IRRU
φ
+−
R
f
= - R
ư
-Vì E
nâng
= K
E
φ
đm
. n
n
E
hạ
= K
E
φ
đm.
n
hạ
 n
hạ
= 1/2 n
nâng

E
ha
= 1/2E
nâng
.
(E
ha
sẽ mang dấu âm vì ngược chiều).
* Vậy : E
n
= U
đm
- R
ư
I
C
= 106 V.
* Với I
C
= 80A E
ha
= - 53 V.
 R
f
= - 0,05 = 1,9875 Ω
Hình vẽ đặc tính cơ :
BÀI 3 :
Giá trị R
hãm
khi dòng điện hãm ban đầu nằm trong phạm vi cho phép.

+ Ta có :
U
đm
= E + R
ư
I
C
E
bđ
= U
đm
- R
ư
I
C
 I
hbđ
=
 R
H
= - R
ư
7
n
I, M
-800V/phút
n
o
= 1235
R

f
= 0 (ĐTCTN)
R
f
= 19Ω (ĐTCNT)
n
I, M
n
hạ
n
o
M
C
= 0,8M
đm

n
nâng
R
f
= 1,9875Ω
(2 - 2,5)I
đm
n
I, M
E
TN
E
- Mà R
ư

= 0,25 Ω
E
bđ
= 214,75V
- Chọn I
hbđ
= 2,5I
đm
= 40A.
* Vậy : R
H
= 5,11Ω
 (2I
đm
)4,04 ≤ R
h
≤ 5,11 (2,5I
đm
)
+ Giá trị R
h
khi động cơ hạ tải với tốc độ hãm bằng 1/2 tốc độ nâng.
+ Ta có :
n
ha
=
C
dmE
Hu
I

K
RR
φ
+
−
n
nâng
=
dmE
Cudm
K
IRU
φ
−
E
ha
= 1/2 E
nâng
* Vậy :
=
2(R
ư
+ R
H
)I
C
= U
đm
- R
ư

I
C
R
H
= - R
ư
= - 0,25
 R
H
= 4,86 Ω
BÀI 4 :
Tốc độ ổn định lúc ban đầu và sau của động cơ :
+ Ta có : n
bđ
=
dmE
Cudm
K
IRU
φ
−
= 505V/phút.
* Với : K
E
φ
đm
= 0,21 và R
ư
= 0,05 Ω
n

s
=
dmE
Cu
K
IRU
φ
−
= 410 V/phút
Xác định n
o
' không tải :
n
o
' =
dmE
K
'U
φ
= ≈ 429 V/phút.
- Ta lại có :
E
bđ
= K
E
φ
đm
* n
bđ
= 0,21 * 505 = 106,05 V

I = = = - 321 A
Kết luận : Hệ thống sẽ không dừng lại được mà chỉ kìm hãm tốc độ mà thôi.
8
n
E
2
(hạ)
E
1
(nâng)
I
c
= 21A
M,I
n
n
o
n
o
'
I = - 321 A
M
c
= 0,8 M
đm
BÀI 5 :
Xác định số cấp khởi động :
R
ư
= 0,5Ω ; R

1
= = 4,4 Ω
I
c
= 0,8 * I
đm
= 16A
- Chọn 2 cấp khởi động :
λ = = 2,96
I
2
= = = 16,89 > I
c
 R
2
= λ * R
ư
= 1,48 Ω
+ Ta có :
I
2
> I
c
thì ta chọn 2 cấp khởi động là phù hợp.
BÀI 6 :
Độ cứng của đường đặc tính cơ tự nhiên
β
TN
= =
u

2
dmME
R
KK
φ
−
R
ư
= 0,13 Ω và K
E
φ
đm
= 0,41
β
TN
= -
( )
u
2
dmE
R
K55,9
φ
= - 12,34
+ Khi giảm 2/3 φ
đm
với phụ tải định mức R
f
= 0
+ Ta có :

K
E
φ
đm
= 0,41 và φ = 2/3 φ
đm
= 0,6 φ
đm
 φ
đm =
φ/0,6
 K
E
φ = 0,41 * 0,6 = 0,246
n = = = 1686 V/phút.
β
TN
= - 0,84
* Với : R
ư
= 0,5 Ω
K
E
φ
đm
= 0,21
Moment điện từ do động cơ sinh ra ở trạng thái định mức :
M
đtđm
= K

M
φ
đm
* I
đm
= 9,55 * 0,21 * 20 = 40,11 Nm
Moment cơ định mức do động cơ đưa ra trên trục :
M
đm
= 9550 = 38,2 Nm
Moment tổn thất khi động cơ làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên với tải định mức
∆M
đm
= M
tt
- M
đm
= 1,91 Nm
Xác định Imm với phụ tải định mức trên đặc tính tự nhiên.
* Khi bắt đầu mở máy :
n = 0  E = 0
I
mm
= = 440A
9
0,98
2,92
1,48 Ω
R
ư

=0,5Ω
4,4
Ω
n
440 M,I
20A
38,2
1000
C
B
n
o
= 1408
* Tốc độ không tải lý tưởng.
n
o
=
dmE
dm
K
U
φ
= 1048 V/phút.
* Vậy đặc tính cơ tự nhiên đi
qua 2 điểm sau :
M
đm
= 38,2Nm
n
o

= 1048 V/phút
n
đm
= 1000
- Đặc tính tốc độ qua 2 điểm :
A (0, 1048)
B (20,1000)
+ Hiệu suất của động cơ có R
f
= 1,5 Ω
+ Ta có :
M
đm
= K
M
φ
đm
* I
đm
M
đt
= K
M
φ
đm*
I
= =
- Mà : M
cơđm
= 9550 = 38,2Nm

M = M
đm
= 38,2 = 28,65Nm
- Ta lại có :
n =
( )
dmE
ktfudm
K
IRRU
φ
+−
= = 905V /phút.
Hiệu suất của động cơ khi có R
f
= = = 0,82
η
đm
= = 0,90
BÀI 7 :
+ Ta có :
R
ư
= 0,5 Ω và R
k
= 1/2 R
ư
= 0,25 Ω
 E = U - R
Đ

I = 220 - 18* 0,75 = 206,5V
* Với :
R
Đ
= R
ư
+ R
k
= 0,75
* Vì U và E cùng chiều nên ta có :
(U + E ) = (R
Đ
+ R
f
)I
h
 R
f
= - R
Đ
= 7,78 Ω
Chọn I
hbđ
= 2,5 I
đm
= 2,5 * 20 = 50
Bài 8 :
Điện trở hãm ngược là :
* Đáp số : R
hn

= 0,7R
đm
= = 0,38Ω
10
BÀI 10 :
Ta có tốc độ không đồng bộ của động cơ :
n
o
= = 750V/phút
Hệ số trượt định mức của động cơ :
s
đm
= = 0,04
Hệ số trượt tới hạn của động cơ
s
t
= s
đm
(λ
m
± )
s
t1
= 0,0096 & s
t2
= 0,166
Ta chọn s
t
> s
đm

Vậy st = 0,166
* Phương trình đặc tính cơ tự nhiên :
+ Ta chọn biểu thức gần đúng :
M =  =
- Khi M = 0,8 M
đm
+ Ta có : λ
m
= = 2,2  M
t
= λ
m
* M
đm
M
đm
= 9550 = 795 Nm
- Vậy M
t
= 2,2 * 795 = 1749 Nm
 = 0,5  s
1
= 0,03 và s
2
= 0,87
- Ta chọn s < s
đm
* Vậy : s = 0,03
Tốc độ làm việc của động cơ
n = n

o
(1 - s) = 750 (1 - 0,03) = 727,5 v/phút.
Moment khởi động của động cơ :
Khi động cơ khởi động thì s = 1
+ Ta có : M
kđ
= =
 M
kđ
= 573 Nm.
BÀI 11 :
n
o
= 1000V/phút
S
đm
= 0,055
S
t
= 0,264
M
kđ
= 189,48 Nm
M
c
= 0,8M
đm
n = 935V/phút
BÀI 12 :
R

ư
= 0,05Ω
11
n
o
n
s
đm
s
t
M
c
M
kđ
M
th
R
1
= = 0,7 Ω
K
E
φ
đm
= 0,43
Ta chọn cấp khởi động m =3
 λ = 2,41
I
2
= = 124,48A > I
Ta lại có :

=  I
c
= 96A
R
2
= λ
m-1
* R
ư
= 0,29 Ω
R
3
= λ * R
ư
= 0,1205Ω
R
3
' = R
1
- R
2
= 0,41Ω
R
2
' = R
2
-R
3
= 0,1695Ω
R

1
' = R
3
- R
ư
= 0,0705Ω
- Thời gian khởi động :
+ Ta có : J = 6,3 + 3,7 = 10Kgm
2
T
c(I)
= = 0,49
T
c(II)
= = 0,17
T
c(III)
= 0,071
T
c(IV)
= 0,09 (với R
ư
= 0,05)
 t
1
= T
c(I)
ln = 0,8s
t
2

= T
c(II)
ln = 0,33s
t
3
= T
c(III)
ln = 0,13s
t
4
= T
c(IV)
ln = 0,09s
* Vậy : T = t
1
+ t
2
+ t
3
+ t
4
= 1,35s
BÀI 13 :
Từ công thức tính độ trượt nhân tạo s
nt
ta có :
S
nt
= s
TN

= s
TN
*
- Ta lại có : s
nt
=  n
o
- n
nt
= s
nt
* n
o
n
nt
= - s
nt
.n
o
+ n
o
= n
o
(-s
nt
+ 1) và s
tn
=
- Mà n
o

= = 1500V/phút và M
đm
= 23,7Nm
* Vậy M
đm
= M
c
= 23,7 Nm
* Nên n
A
= n
đm
= n
TN
= 855V/phút  s
TN
= 0,41
Điện trở của Roto là : R
2
= = = 6,12
s
NT
= 0,51  n
nt
= 1500 (- 0,51 + 1) = 735 V/phút
* Khi n = - 300V/phút  Giá trị R
f
là :
+ Ta có :
n

nt
= n
o
(- s
nt
+ 1)
- 300 = 1500 (-s
nt
+ 1)
- 0,2 = - s
nt
+ 1  S
nt
=1,2
* Vậy : S
nt
= s
TN

1,2 = 0,41
12
n
n
o
n
A
n
B
M
A

B
TN
R
f
= 1,5Ω
6,1 * 2,92 = 6,1 + R
f
17,85 = 6,1 + R
f
 R
f
= 11,75 Ω
BÀI 14 :
Ta chọn Moment khởi động nhân tạo bằng 1,2 Moment định mức
Điện trở khởi động mạch ngoài sẽ là :
r
ng
= 2,1 * Z
nm
= 2,1 * = 5,44 Ω
BÀI 15 :
Ta có hệ số trượt định mức : s
đm
= = 0,087
Ta phải đưa thêm một điện trở ngoài vào mạch Stato là
r
ng
= - 2r
st
= 2Ω

+ Trong đó :
Dòng điện kích từ ta chọn là : I
kt
= 4I
st.o
= 4 * 19,4 = 77,7A
BÀI 16 : Đáp án
+ Ta có : λ = 1,88
r
cđ
: là điện trở cố định.
Điện trở của từng cấp được xác định như sau :
R
rđm
= = 0,875Ω.
r
cđ
= 0,070 Ω.
r
3
= 0,077Ω.
r
2
= 0,144Ω.
r
1
= 0,271Ω.
BÀI 17 :
a/ Chọn máy phát hãm động năng để dừng được truyền trộng trong vòng 2 phút
cần phải có Moment hãm trung bình :

M
tb
= 6,4KNm; M
tb
= 0,37M
đm
Ta chọn dòng kích từ một chiều bằng 1,5 dòng điện ba pha không tải, nghĩa là :
I
kt
= 1,5 I
sto
= 42A.
- Và để có dòng điện một chiều này, điện áp máy phát phải là :
U
kt
= I
kt
* 2r
st
= 50V.
* Ở đây để hãm động năng ta chọn loại thông dụng có điện áp là 115V.
Như vậy công suất định mức của máy phát phải là :
P = = 4,8KW.
Ta chọn máy phát có các thông số sau :
115V, 4,8KW, 1450V/phút và động cơ kéo có thông số 380V, 7KW, 1460V/phút
loại Roto lồng sóc.
13
b/ Tính toán mạch Roto.
Đối với điện trở hãm động năng thông thường không cần tính toán gì phức
tạp mà người ta lấy luôn giá trị điện trở đã được tính theo điều kiện khởi động.

Ta chọn giá trị điện trở hãm bằng 0,2 R
đm
.
BÀI 18 :
* Đáp án :
Điện trở của toàn mạch kích từ là :
R = 6,7Ω (Trong đó I
kt
= 3I
sto
= 33A)
Điện trở của dây nối có tiết diện 10mm
2
là :
r
d
= 0,1Ω
Điện trở phụ nối thêm trong mạch kích từ ta cần tìm là :
r
ng
= 4,16 Ω
Điện trở hãm khi hãm động năng là : r
hãm
= 0,92Ω
CHƯƠNG III
ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
Bài 1 :
Một động cơ kích từ độc lập có các thông số sau :
P
đm

= 29KW, U
đm
= 440V, I
đm
= 76A, n
đm
= 1000V/phút
Hãy xác định Moment cho phép của động cơ khi phụ tải dài hạn với điều kiện làm
việc I
c
= I
đm
và tốc độ quay của động cơ là 1,5 n
đm
.
Bài 2 :
Một động cơ điện một chiều kích từ độc lập có công suất nhỏ được cấp điện
qua chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển. Biết điện áp nguồn xoay chiều U = 240V,
Thyristo được mồi với góc mở α = 110
o
. Điện áp đặt vào phần ứng động cơ có
dạng như hình vẽ sau.
Xác định tốc độ quay của động cơ ứng với M = 1,8 Nm cho biết:
Hằng số Moment - dòng điện của động cơ là 1Nm/A, R
ư
= 6Ω (bỏ qua tổn hao bộ
chỉnh lưu)
14
ωt
50

o
360
o
180
o
110
o
E
ư
U
m
Bài 3 :
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập được cung cấp điện từ chỉnh lưu cầu
1 pha bán điều khiển có điện áp nguồn xoay chiều U = 240V, f = 50Hz
có E
ư
= 150V, R
ư
= 6Ω, α = 80
o
, tỷ số = = 0,9
U
tb
= 169V. Xác định Moment trung bình và tốc độ quay của động cơ.
Bài 4 :
Người ta cung cấp cho một động cơ một chiều công suất nhỏ kích từ độc lập
từ nguồn 240V,50Hz qua chỉnh lưu cầu một pha bán điều khiển. Các thông số của
phần ứng là điện cảm = 0,06H, điện trở bằng 6Ω, hằng số từ thông 0,9Nm/A
(vòng/rad/s). Người ta đưa vào một mạch vòng kín để duy trì tốc độ không đổi là
1000V/phút, cho tới khi Moment là 4 N.m. Xácđịnh biến thiên của góc mở bắt đầu

từ lúc chạy không tải để thỏa mãn điều kiện tốc độ không đổi.

Bài 5 :
Một động cơ không đồng bộ ba pha roto dây quấn r
2
= 0,0278Ω,
n
đm
= 970V/phút,hiệu suất = 0,885. Để thay đổi tốc độ động cơ người ta mắc thêm
R
f
vào mạch roto. Tính R
f
? để tốc độ động cơ bằng 700V/phút. Biết rằng Moment
cản của tải không phụ thuộc tốc độ.
f = 50Hz, n
o
= 1000V/phút
Bài 6 :
Một đồng cơ không đồng bộ ba pha roto lồng sóc có bốn cực, điện áp U =
220V, f = 50Hz. Người ta dùng bộ nghịch lưu để cung cấp điện cho động cơ. Để
thay đổi tốc độ động cơ người ta sử dụng phương pháp biến đổi tần số. Hãy tính tốc
độ động cơ và lượng điện áp đầu ra của bộ nghịch lưu với f = 30Hz, 40Hz,
50Hz,60Hz.
Bài 7 :
Một động cơ không đồng bộ ba pha Roto dây quấn sáu cực được nối qua bộ
nghịch lưu, biết điện áp giữa các vành trượt E
2
= 600V. Xác định góc mồi của bộ
nghịch lưu ở tốc độ 600V/phút. Bộ nghịch lưu được nối vào lưới ba pha 415V,

50Hz. Bỏ qua hiện tượng chuyển mạch và các tổn hao.
Bài 8 :
Một bộ nghịch lưu cung cấp cho động cơ roto lồng sóc 4 cực điện áp U =
240V,50Hz. Xác định tần số và hiệu điện thế ở đầu ra khi tốc độ của động cơ bằng
900V/phút.
Bài 9 :
15
Một bộ nghịch lưu cung cấp cho một động cơ không đồng bộ ba pha ở tần số 52Hz
và thành phần cơ bản của điện áp pha là 208V.
- Xác định tốc độ khi hệ số trượt bằng 0,04.
- Khi bộ nghịch lưu chuyển đột ngột sang f = 48Hz và điện áp = 192V thì tốc độ
bằng bao nhiêu ?
ĐÁP ÁN CHƯƠNG III
ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
Bài 1 :
Chỉ có phương pháp giảm φ vì tốc độ động cơ tăng lên = 1,5 n
đm
+ Ta có : R
ư
= 0,384Ω ; M
đm
= 276,95 Nm
K
E
φ
đm
= 0,41 V/phút
Khi tốc độ tăng lên = 1,5 n
đm
K

E
φ = 0,27 V/phút
- Theo định nghĩa : M
đm
= K
M
φ
đm
* I
đm
- Moment điện từ do động cơ sinh ra thì
M
cp
= K
M
φ
đc
* I
đm
Ta lấy =
dmM
dcM
K
K
φ
φ
M
cp
=
dmM

dcM
K
K
φ
φ
M
đm
=
dmE
dcE
K55,9
K55,9
φ
φ
M
đm
 M
cp
= 182,38 Nm
Bài 2 :
Theo hình dạng đường cong của chỉnh lưu ta xác định được điện áp chỉnh lưu
U
tb
=
 U
tb
= 71,1 + 0,333 E
ư
Dòng điện trung bình I
ư

= = = 1,8 A
Theo phương trình cơ bản của động cơ ta có :
E
ư
= U
tb
- I
ư
R
ư
= 71,1  E
ư
= 90,33V
Công suất điện từ :
P
đt
= E
ư
I
ư
=M.n n =
- Vì tỷ số = 1  n = E
ư
= 90,33 rad/s = 864V/phút.
16
Bài 3 :
+ Ta có E
ư
= 150V I
tb

* R = U
tb
- E
ư
I
tb
= 3,22A
M
tb
= I
tb
* 0,9 = 2,89 Nm
 Tốc độ : n = = 166,7 rad/s = 1592V/phút.
Bài 4 :
+ Ta có :
E = 1000 * (2Π/60) * 0,9 = 94,25V
Với góc arcsin(94,25 / 240 ) = 163,9
o
Ở giá trị Moment = 0 nhu khi góc mở ở chế độ không tải, nhưng thực tế dòng
điện phải chạy qua để cung cấp cho Moment tổn hao.
Ta chọn góc mở đặc biệt nhỏ hơn 163,9
o
Như vậy với góc mở 150
o
thì Moment là 0,04Nm .140
o
thì Moment là 0,2Nm .
130
o
thì Moment là 0,58Nm .120

o
thì Moment là 1,06Nm
110
o
thì Moment là 2,79Nm .90
o
thì Moment là
3,92Nm
* Kết luận :
Điều khiển bằng mạch vòng kín là cần thiết để giữ cho tốc độ cố định cho dù
tải thay đổi. Khi dòng điện gián đoạn, khoảng thời gian không có điện áp trên tải có
thể kéo dài làm giảm tốc độ đáng kể nếu góc mở Tiristo vẫn giữ nguyên.
Bài 5 :
Moment cản không đổi dẫn đến moment điện từ không đổi.
+ Ta có : S
đm
= = 0,03
Khi tốc độ là n = 700V/phút thì hệ số trượt là
S = = 0,3
* Vậy = = =  R
f
= 0,25Ω
Bài 6 :
+ Ta có : f =  n =
* Vậy :
f = 30Hz  n = 900V/phút và U =* 30 = 132V
f = 40 Hz  n = 1200V/phút và U = 176 V
f = 50 Hz  n = 1500V/phút và U = 220 V
f = 60 Hz  n = 1800V/phút và U = 264 V
Bài 7 :

Tốc độ đồng bộ của động cơ
n
1
= = = 1000V/phút.
s = = = 0,4
Điện áp trên roto ở tốc độ bằng 600V/phút
17
U
2
= s* E
2
= 0,4 * 600 = 240V
Giả sử ta dùng sơ đồ cầu ba pha thì điện áp một chiều là :
U
o
= sin = 324 V
Gọi β là góc mồi ta có :
U
o
= sin cosβ = 324 V
 β = 54
o
7
- Với U
o
= sin U
s
; U
s
= đện áp ra hiệu dụng

Bài 8 :
Đáp số : f = 30Hz, U = 132V
Bài 9 :
* Đáp án :
+ Ta có : f =52Hz ; s = 0,04
Tốc độ của động cơ 4 cực là :
n = 52/2 (1 - 0,04) = 24,96V/s
Khi bộ nghịch lưu giảm đến 48Hz thì tốc độ đồng bộ là 24V/s, do đó ở tốc
độ 24,96V/s động cơ làm việc ở chế độ vượt đồng bộ với hệ số trượt là : = - 0,04 .
Do đó động cơ ở chế độ hãm tái sinh vì hệ số trượt âm. Như vậy máy điện làm
việc ở chế độ máy phát đồng bộ với Moment hãm.
CHƯƠNG IV :
CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN
BÀI 1 :
18
Cho đồ thị phụ tải tĩnh của một máy sản xuất có các tham số sau :
t (s) 25 12 40 40 7 15
M
c
(Nm) 55 100 50 80 140 70
- Hệ thống yêu cầu tốc độ bằng 1800V/phút
- Động cơ để kéo hệ thống trên có :
P
đm
= 13KW, n
đm
= 1000V/phút, λ
m
= 2,2
- Hãy kiểm tra tính hợp lý của động cơ trên

BÀI 2 :
- Cho đồ thị phụ tải sau :
t (s) 50 70 90 25 50 73 40
M
c
(Nm) 230 0 200 30 230 0 0
- Có tốc độ yêu cầu nyc = 720V/phút
- Động cơ kéo máy trên có thông số :
P
đm
= 11KW, n
đm
= 720V/phút, U
đm
= 220/380V, ε
đc
= 60% đấu sao
- Hãy kiểm tra công suất của động cơ trên
BÀI 3 :
Hãy xác định công suất động cơ kéo 1 máy sản xuất có đồ thị phụ tải sau :
t (s) 20 10 30 30 6
M
c
(Nm) 40 90 40 70 120
- Có tốc độ yêu cầu bằng 1450V/phút.
BÀI 4 :
Cho đồ thị phụ tải sau :
T (s) 15 6 20 10 15 8 5 40
M
c

(Nm) 240 140 0 190 0 260 100 0
- Dùng cho động cơ dài hạn có P
đm
= 10 KW, n
đm
= 750V/phút,
U
đm
= 220/380V kéo phụ tải ở tốc độ định mức.
- Hãy kiểm tra công suất động cơ trên.
BÀI 5 :
Hãy xác định công suất động cơ trong cầu trục có đồ thị phụ tải như sau :
19
t (s) 12 4 20 10 25 15 8 5 40
M
c
(Nm) 250 150 0 200 70 0 270 100 0
- Tốc độ yêu cầu bằng 720V/phút, bỏ qua tổn hao trong khâu truyền lực.
Bài 6 :
t (phút) 2 3 1 4 2 3 1 4 ….
P
c
(KW) 15 14 10 0 15 14 10 0 ….
Công suất động cơ là 14KW, ε
tc
= 60%
Kiểm tra công suất động cơ theo đồ thị phụ tải tĩnh đã cho. Nếu giữ công suất
động cơ không thay đổi, giảm hệ số đóng điện của động cơ xuống là 45% thì
động cơ có đạt yêu cầu không ?
Bài 7 :

t (s) 50 73 80 40 25 50 73 ….
M
c
(Nm) 230 0 150 0 40 230 0 ….
Tốc độ yêu cầu = 720V/phút
Động cơ kéo máy trên có số liệu như sau : P
đm
= 16KW,
n
đm
= 720V/phút, U
đm
= 230/380V, ε
đc
= 40% đấu sao.
Hãy kiểm nghiệm công suất động cơ trên.
Bài 8 :
Cho đồ thị phụ tải như hình vẽ :
Tốc độ yêu cầu của hệ thống: 720V/phút.
Động cơ kéo hệ thống có
P
đm
= 11KW,
U
đm
= 380V,
λ
m
= 1,8,
n

đm
= 720V/phút.
Hãy kiểm tra điều kiện quá tải của động cơ.
ĐÁP ÁN CHƯƠNG IV :
CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ
20
t(s)
t(s)
M
c
(Nm)
M
đg
(Nm)
110
150
110
0
0
132
-160
5
t
kđ
700
t
ôđ
4
t
h

BÀI 1 :
Nm74
t
tM
M
n
1
i
n
1
i
2
i
DT
==
∑
∑
Công suất phụ tải yêu cầu :
P
yc
= = 13,94 KW
Moment định mức của động cơ :
P
đm
= 13KW, n
đm
= 1600V/phút
M
ĐM
= = = 77 Nm

Kiểm tra điều kiện phát nóng so với moment đẳng trị :
- Ta thấy : M
đm
> M
đt
(77 > 74)
* Vậy điều kiện phát nóng được thỏa mãn :
Kiểm tra điều kiện quá tải :
λ
m
* M
đm
= 2,2 * 77 = 169,4 Nm
Từ đồ thị phụ tải ta thấy M
max
= 140Nm
* Vậy khả năng quá tải động cơ vừa chọn thỏa mãn
λ
m
* M
đm
≥ M
max
Kết luận : Động cơ vừa chọn thỏa mãn với yêu cầu của phụ tải đề ra.

BÀI 2 :
Hệ số đóng điện tương đối của phụ tải với n
yc
= 720V/phút
ε% = = 54 %

Moment đẳng trị của hệ thống với ε
pt
%
M
đt
= 137 Nm
Công suất đẳng trị của phụ tải với nyc = 720 V/phút.
P = = = 10KW
Vậy P
đm
> P
đtrị
(11> 10) ε
tc
> ε % (60 > 54)
Kết luận : - Động cơ trên thỏa mãn.
BÀI 3 :
M
đt
= 64 Nm
- Công suất phụ tải yêu cầu : P
yc
= 9,7 KW
- Vậy ta chọn động cơ có công suất : P
đm
= 10 KW, n
đm
= 1420V/phút.
λ
m

= 2,2
M
đmđcơ
= = 67Nm
21
- Vậy điều kiện phát nóng thỏa mãn M
đm
> M
đt
- Kiểm tra khả năng quá tải :
λ
m
* M
đm
= 147,95Nm
- Từ đồ thị phụ tải có M
max
= 120Nm
BÀI 4 :
M
ĐT
= 127 Nm
P
ycphụtải
= 10KW
M
đmđcơ
= 127,3 Nm
- Vậy M
đm

> M
đt
Kết luận : - Động cơ trên phù hợp với yêu cầu của phụ tải.
BÀI 5 :
ε% = 46%
M
ĐT
= 119 Nm
- Công suất động cơ của phụ tải với n
yc
= 720V, P
yc
= 8,9 KW
Vậy ta chọn động cơ có :
P
đm
= 11KW, n
đm
= 720V/phút, U
đm
= 380V, ε
đc%
= 60%
Bài 6 :
* Đáp án : P
pt
= 10,63 KW, ε% = 60%
Công suất động cơ là phù hợp với phụ tải tĩnh đã cho.
Nếu giữ công suất động cơ không thay đổi, giảm hệ số đóng điện tiêu chuẩn
xuống là 45% thì động cơ vẫn đạt yêu cầu vì có P

đm
> P
đmqđ

Bài 7 :
Đáp án :
- Công suất động cơ trên phù hợp với phụ tải đã cho.
Bài 8 :
Đáp án: - Khả năng quá tải của động cơ được chọn là phù hợp.
22