Đề thi và đáp an: Máy điện

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ THI HỌC KỲ
MÔN: MÁY ĐIỆN 1
Mã đề thi: MĐ1-01
LỚP: CĐ Đ-ĐT 13
Ngày thi: 30/12/2014
Thời gian: 90 phút (Không kể thời gian chép/phát đề thi)
………………………….Sinh viên không sử dụng tài liệu ........................................................
Câu 1: (1.5 điểm)
Trình bày các kiện để máy biến áp làm việc song song.
Câu 2: (1.5 điểm)
Trình bày đặc điểm của từ trường quay trong dây quấn ba pha ?
Câu 3: (4 điểm)
Một máy biến áp ba pha có các số liệu như sau: Sđm = 20 kVA; U1/U2 = 6/0,4 kV; Pn =
0,6 kW; Un% = 5,5%;nối Y/Yn. Tính:
a) Các thông số trong sơ đồ thay thế máy biến áp khi ngắn mạch.
b) Unr%; Unx%
c) U % khi hệ số tải   1 cos 2  0,8 (tải cảm).
d) Hiệu suất của máy biến áp ở tải trên.
Câu 4: (3 điểm)
Một động cơ không đồng bộ ba pha rotor dây quấn có các thông số như sau :
Số vòng dây stato W1 = 96, số vòng dây rotor W2 =80. Hệ số dây quấn stato kdq1 = 0,945, hệ
số dây quấn rotor kdq2 = 0,96. Tần số dòng điện stato f = 50Hz, 6 cực, từ thông dưới mỗi cực Фm =
0,02 Wb. Tính :
a) Sức điện động pha cảm ứng trong dây quấn stato và rotor lúc quay với vận tốc 950

vòng/phút và lúc rôto bị ghìm đứng yên.
b) Tính tần số dòng điện rôto trong cả hai trường hợp trên.
c) Cho dây quấn rotor có điện trở R2 = 0,06 Ω và điện kháng X2 = 0,1 Ω. Tính dòng điện rotor
khi rotor quay.
TP.HCM, ngày tháng
năm 2014
BM. Điện công nghiệp

1/3


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHŨ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐÁP ÁN
MÔN: MÁY ĐIỆN 1
Mã đề thi: MĐ1-01
LỚP: CĐ ĐĐT 13
Ngày thi: 30/12/2014
Thời gian: 90 phút ( Không kể thời gian phát đề thi)
Câu

Nội dung
- Cùng tỷ số biến áp (Cùng điện áp thứ cấp).

1

- Cùng tổ đấu dây.
(1,5đ)
- Cùng điện áp ngắn mạch.
- Tốc độ từ trường quay
60 f
n1 
p
- Chiều quay của từ trường (chiều quay của từ trường phụ thuộc vào thứ tự pha của
2
dòng điện)
(1,5đ)
- Biên độ của từ trường
m
 max   p max
2
Sơ đồ thay thế máy biến áp khi ngắn mạch
In

r1

x1

r’2

x’2

Điểm
0,5
0,5
0,5

0,5
0,5
0,5

0,5

U1

Điện áp pha định mức sơ cấp:
U
6000
U1 fđm  1đm 
 3464(V )
3
3
Điện áp pha ngắn mạch:
5,5
U nf 
U1 fđm  0, 055  3464  190,52 V 
100

3
(3đ)

0,25

0,25

vì phía sơ cấp nối Y nên:
Sđm

20000
I1đmf  I1đmd 

 1,92 ( A)
3U1đm
3  6000

0,25

Tổng trở ngắn mạch:
U
190,52
Z n  nf 
 99, 23 ()
U1đmf
1,92

0,25

Điện trở ngắn mạch:
P
600
Rn  2n 
 54, 25()
3I1đmf 3 1,922

0,25

Điện kháng ngắn mạch:

0,25

X n  Z n2  Rn2  99, 232  54, 252  83, 08()

2/3


Điện trở sơ cấp, thứ cấp qui đổi về
R
54, 25
r1  r2 '  n 
 27,125()
2
2
Điện trở thứ cấp, thứ cấp qui đổi về
X
83, 08
x1  x2'  n 
 41,54 ()
2
2
Điện áp ngắn mạch tác dụng phần trăm
I R
1,92  54, 25
U nr %  1đmf n .100% 
100%  3%
U1đmf
3464
Điện áp ngắn mạch phản kháng phần trăm
I X

1,92  83, 08
U nx %  1đmf n 100% 
100%  4, 6%
U1đmf
3464
Độ thay đổi điện áp:
U %   (U nr %cos2  U nx %sin 2 )

 1(3  0,8  4, 6  0, 6)  5,16 %

% 
4
(3đ)

 Sđ mcos2
1 20 103  0,8
100%

100%  95,3%
 Sđmcos2  P0   2 Pn
1 20 103  0,8  180  12  600

0,25

0,25

0,25

0,25

0,5

0,5

Sức điện động stator khi rotor đứng yên
E1  4, 44 fkdq1W1 max  4, 44  50  0,945  96  0,02  402,7 V 

0,5

Sức điện động rotor khi rotor đứng yên
E2  4, 44 fkdq 2 W2 max  4, 44  50  0,96  80  0, 02  341 V 

0,5

Tốc độ từ trường

0,25

n1 

60 f 60  50

 1000 (v / p)
p
3

Hệ số trượt
n  n 1000  950
s 1


 0,05
n1
1000
Sức điện động rotor khi rotor quay
E2 s  4, 44  sf  kdq 2 W2 m  sE2  0, 05  341  17 (V )

0,25

Tần số dòng điện rotor khi rotor đứng yên
f 2  sf  1 50  50 ( Hz )

0,25

Tần số dòng điện rotor khi rotor quay
f 2  sf  0, 05  50  2, 5 ( Hz )

0,25

Dòng điện rotor khi rotor quay
sE
17
17
I2  2 

 282 (A)
2
2
Z 2S
2
2

r2   sx 2 
0,06   0,05  0,1

0,5

Tp.HCM, Ngày tháng 12 năm 2014
BM. Điện Công Nghiệp

3/3

0,5


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ THI HỌC KỲ
MÔN: MÁY ĐIỆN 1
LỚP: CĐ Đ-ĐT 13
Ngày thi: 17/ 01/2015
Thời gian: 90 phút (Không kể thời gian chép/phát đề thi)
………………………………Sinh viên không được sử dụng tài liệu ...................................................
Câu 1: (2 điểm)
Trình bày phương pháp đảo chiều quay: động cơ không đồng bộ 3 pha, động cơ không đồng
bộ 1 pha tụ làm việc (vẽ hình minh họa)
Câu 2: (1,5 điểm)

Trình bày cấu tạo máy biến áp cách ly một pha.
Câu 3: (2,5 điểm)
Một máy biến áp phân phối một pha 2300 V/230 V; 500 kVA được thí nghiệm:
 Không tải: U1 = 2300 V; I0 = 9.4 A; P0 = 2250 W
 Ngắn mạch: Un = 94.5 V; In = I1đm ; Pn = 8220 W
1. Tính Un%; Unr%; Unx%
2. U2 % khi hệ số tải  = 0.5 với cos  2 = 0.8 (tải cảm)
3. Tính hiệu suất của máy biến áp ở tải trên
Câu 4: (4 điểm)
Một động cơ KĐB 3 pha có p=2, f=50Hz, P1=3,2KW, ΔPfe=200W, ΔPđ1+ ΔPđ2 =300W, R’2=1,5Ω,
I’2=5A, ΔPcơ, f=100W
1. Tính tốc độ của động cơ,
2. Tính moment điện từ, moment quay.
3. Tính hiệu suất động cơ
Tp.HCM, ngày

tháng

năm 2014

BM. Điện Công Nghiệp

1/3


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ THI HỌC KỲ
MÔN: MÁY ĐIỆN 1
LỚP: CĐ ĐĐT 13
Mã đề thi: MĐ01
Ngày thi: 17/ 01/2015
Thời gian: 90 phút ( Không kể thời gian phát đề thi)
Câu
1
(2đ)

Nội dung
- Động cơ không đồng bộ 3 pha: đảo thứ tự 2 trong 3 pha nguồn bất kỳ cấp vào
động cơ

Điểm
0,5

0,5

- Động cơ không đồng bộ 1 pha tụ làm việc: đảo 2 đầu cuộn chính hoặc cuộn phụ.
A

A

0,5

X

CLV

CLV

CLV

0,5
X

B

Y

X

Y

B

A

B

Y

2
Máy biến áp có các bộ phận chính: Lõi thép, dây quấn và vỏ máy
(1,5đ)
Lõi thép máy biến áp: dùng để dẫn từ thông, được chế tạo bằng các vật liệu dẫn
từ tốt, thường là thép kỹ thuật điện có bề dày từ 0.3-0.5mm, mặt ngoài có sơn cách

điện rồi ghép lại với nhau thành lõi thép.

0,25

0,5

Lõi thép gồm 2 phần: trụ và gông. Trụ T là phần đặt dây quấn, còn gông G là phần
nối liền giữa các trụ để tạo thành mạch từ kín.
Dây quấn máy biến áp: thường là dây quấn đồng hoặc nhôm, tiết diện tròn hay
chữ nhật, bên ngoài dây dẫn có bọc cách điện.
Dây quấn gồm nhiều vòng dây và lồng vào trụ thép. Giữa các vòng dây, giữa các
dây quấn, giữa dây quấn và thép thép đều cách điện.

0,5

Vỏ máy biến áp: gồm thùng và nắp thùng
Thùng máy biến áp: thùng MBA đặt lõi thép, dây quấn và dầu MBA.
Nắp thùng MBA: dùng để đậy thùng máy biến áp, trên đó có các bộ phận: Sứ dây
quấn cao áp và hạ áp; bình dãn dầu; ống bảo hiểm...v.v

2/3

0,25


3
(2,5đ)

U n% 

Un
95
.100% 
100%  4,13%
U 1đm
2300

0,5
0,5

Pn [W ]
8300
U nr % 

 1,66%
10.Sđm [ kVA ] 10.500

U nx %  U n2% U nr2 %  4,132  1,662  3,78%
U 2 %   .[U nr %. cos 2  U nx %. sin  2 ]

0,5
0,5

U 2 %  0,5.[1,66.0,8  3,78.0,6]  1,8%
0,5

 Sđ mcos2
0,5  500 103  0,8
% 
100


100  95%
 Sđmcos2  P0   2 Pn
0,5  500 103  0,8  2250  0,52  8220
4
(4đ)

Tổn hao đồng ở roto:
Pcu 2  3R2' I 2' 2  31,5  52  112,5 (W )

0,25

Tổn hao đồng ơ stator:
Pcu1  300  Pcu 2  300  112,5  187,5W

0,25

Công suất điện từ:
Pđt  P1  Pcu1  Pfe  3200187,5  200  2815,5W

0,5

Hệ số trượt:
sPđt  Pcu 2
P
112,5
s  cu 2 
 0,04
Pđt
2815,5

Tốc độ từ trường quay
60 f 60  50
n1 

 1500 (v / p )
p
2
Tốc độ động cơ
n  (1  s)n1  (1  0, 04)1500  1440 (v / p)

0,5

0,25

Moment điện từ

0,5

0,25

P
2815, 5
M  9, 55 đt  9, 55
 17, 9 ( N .m)
đt
n1
1500

Công suất động cơ
P2  P1  Pcu  Pfe  Pco, f  3200  300  200  100  2600 (W )

0,5

Moment quay

0,5

P
2600
M 2  9, 55 2  9, 55
 17, 2 ( N .m)
n
1440

Hiệu suất động cơ
P
2600
 %  2 100 
100  81 (%)
P1
3200

0,5

Tp.HCM, ngày tháng năm 2014
BM. Điện Công Nghiệp

3/3

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ THI MÔN: MÁY ĐIỆN 2
LỚP: CĐ Đ ĐT 12 ĐA, ĐB, ĐC
Mã đề thi: MĐ2-01
NGÀY THI: 18/12/2014
Thời gian: 90 phút
……………………………………………………………………………………………………..
Câu 1 (1,5 điểm)
Phân loại máy phát DC theo kiểu kích từ (có vẽ hình) ?
Câu 2 (1,5 điểm)
Trình bày ưu điểm và nhược điểm của động cơ điện đồng bộ so với động cơ điện không đồng
bộ?
Câu 3 (4 điểm)
Máy phát điện đồng bộ ba pha cực ẩn có Sđm = 15MVA; Uđm = 10,5kV; dây quấn stator đấu Y;
cos  đm = 0,8; số đôi cực p =1; điện trở dây quấn phần ứng rư = 0,035  , điện kháng đồng bộ
xđb = 1  ; tổn hao kích từ pt = 2%Pđm; tổng tổn hao sắt, tổn hao cơ và tổn hao phụ
2,4% Pđm; tần số 50 Hz. Tính:
a) Tốc độ quay rôto, dòng điện định mức.
b) Công suất tác dụng Pđm và công suất phản kháng Qđm của máy phát.
c) Hiệu suất định mức của máy phát.
d) Công suất tua bin quay máy phát.

p

, , =

Fe cơ f

Câu 4 (3 điểm)
Động cơ một chiều kích từ độc lập Uđm= 220V; Pđm= 10kW; tốc độ nđm= 2250 (v/ph); hiệu suất
  0,9 ; điện trở phần ứng là 0,178. Tính :
a) Momen định mức, dòng điện định mức.
b) Dòng mở máy trực tiếp.
c) Điện trở mở máy cần mắc nối tiếp trên mạch phần ứng để giới hạn dòng mở máy sao cho
dòng mở máy bằng 1,5 lần dòng điện định mức.
d) Tính điện áp mở máy để dòng điện mở máy bằng 5 lần dòng điện định mức
Tp.HCM, ngày tháng năm 2014
BM. Điện công nghiệp


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHŨ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐÁP ÁN
ĐỀ THI MÔN: MÁY ĐIỆN 2
LỚP: CĐ Đ ĐT 12 ĐA, ĐB, ĐC
Mã đề thi: MĐ2-01
NGÀY THI: 18/12/2014
Thời gian: 90 phút
Câu

Nội dung
Máy phát điện một chiều kích từ độc lập (Hình a)
1
(1,5đ) Kích từ song song (Hình b)
Kích từ nối tiếp (Hình c)
Kích từ hỗn hợp (Hình d)

Điểm
1,0

0,5

2
- Ưu điểm:
(1,5đ) + Động cơ điện đồng bộ do được kích thích bằng dòng điện một chiều nên có thể
làm việc với cos  1 , nghĩa không cần lấy công suất phản kháng từ lưới điện,
làm giảm được điện áp rơi và tổn hao công suất trên đường dây.
+ Động cơ điện đồng bộ ít chịu ảnh hưởng đối với sự thay đổi điện áp của lưới
điện do mô men của động cơ đồng bộ chỉ tỷ lệ với U trong khi mô men của động
cơ không đồng bộ tỷ lệ với U2.
+ Hiệu suất của động cơ đồng bộ thường cao hơn

3
(4đ)

- Nhược điểm
+ Cấu tạo phức tạp, đòi hỏi phải có máy kích từ hoặc nguồn cung cấp dòng điện
một chiều khiến cho giá thành cao.
+ Việc mở máy động cơ đồng bộ phức tạp hơn
+ Điều chỉnh tốc độ của động cơ đồng bộ chỉ có thể thực hiện bằng cách thay đổi

tần số nguồn điện
-Tốc độ quay rotor:
60 f 60.50

 3000 (vg/ph)
n = n1 =
p
1
-Dòng điện định mức:
Sdm
15.106
I dm 

 824,8( A)
3U dm
3.10,5.103

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25

0,25

0,5


-Công suất tác dụng định mức Pđm:

Pđm = Sđm. Cos  dm = 15.106.0,8 = 12 (MW)

0,5

-Công suất phản kháng định mức:
Qđm = Sđm. sin  dm = 15.106. 1  0,82  9 (Mvar)

0,5

- Dây quấn stator đấu Y nên Ifđm = Idđm = 824,8 (A)

0,25

- Tổn hao đồng:
pcu  3I 2fdm Ru  3.824,82.0, 035  71, 4 (k W)

0,25

- Tổn hao kích từ:
pt  2% Pđm  0, 02 Pđm  240 (k W)

0,25

- Tổng tổn hao sắt, cơ và phụ:
 pFe, c, f  2, 4%Pđm = 0, 024 12  288  kW 

4
(3đ)

0,25

- Tổng tổn hao:
 p  71, 4  240  288  600  kW 

0,25

-Công suất của tua bin quay máy phát:
P1  Pđm   p  12  0, 6  12, 6  MW 

0,5

- Hiệu suất máy phát:
Pdm
12
% 
.100% 
.100%  95, 2%
Pdm   p
12  0, 6

0,5

Mômen định mức của động cơ:
P
10 1000
M đm  9, 55 đm  9, 55
 42, 4( Nm)
nđm
2850

0,5

Dòng điện định mức của động cơ:
P
10 1000
I đm  đm 
 50, 5( A)
U đm 220  0, 9
Dòng mở máy trực tiếp của động cơ:
U
220
I mm  ñm 
 1236(A )
Rö
0,178
Dòng điện mở máy khi sử dụng biến trở:
U ñm
'
I mm

 1,5I ñm
Rö  Rp

0,5

 Rö  Rp 

0,5

0,5

U ñm
220

 2,9()
1,5I ñm 1,5 50,5

0,5

 Rp  2,9  Rö  2,9  0,178  2,72()

Dòng điện mở máy khi sử dụng giảm điện áp:
'
I mm


'

U
 5I ñm
Rö

 U '  I ñm Rö  50,5 5 0,178  45 (V )

Tp.HCM, Ngày tháng năm 2014
BM. Điện công nghiệp

0,5

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ THI MÔN : MÁY ĐIỆN 2
LỚP: CĐ Đ ĐT 12 ĐA, B, C
Mã đề thi: MĐ2-02
NGÀY THI: 10/01/2015
Thời gian: 90 phút
…………………………………………………………………………………………………………..
Câu 1 (1,5đ)
Phân loại máy phát DC theo kiểu kích từ (có vẽ hình) ?
Câu 2 (1,5đ)
Nêu các điều kiện để hòa đồng bộ giữa máy phát điện đồng bộ và lưới điện?
Câu 3 (4đ)
Hai máy phát điện đồng bộ làm việc song song cung cấp điện cho hai tải:
Tải 1: St1=10000 kVA , Cos  1=0,65
Tải 2: St2=8000 kVA , Cos  2=0,75
Máy phát thứ nhất phát ra P1=7000 kW, Q1=6500 kVar.
Tính P2 , Q2 của máy phát hai và hệ số công suất mỗi máy phát.
Câu 4 (3đ)
Cho một động cơ điện một chiều kích từ song song với các số liệu sau: Pđm = 10kW, Uđm= 200V,
Idm=54,5A, Iktđm =1,5A, Rư = 0,2Ω, nđm = 500v/p.
Tính hiệu suất của động cơ khi tải định mức;
Tính sức điện động phần ứng khi tải định mức;
Tính tổng tổn hao đồng trong máy; moment định mức của động cơ.
Tp.HCM, ngày

tháng năm 2014
BM. Điện công nghiệp


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHŨ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐÁP ÁN
ĐỀ THI MÔN: MÁY ĐIỆN 2
LỚP: CĐ Đ ĐT 12 ĐA, B, C
Mã đề thi: MĐ2-02
NGÀY THI: 10/01/2015
Thời gian: 90 phút
Câu
1
(1,5đ)

Nội dung
Máy phát điện một chiều kích từ độc lập (Hình a)

Điểm
1

Kích từ song song (Hình b)
Kích từ nối tiếp (Hình c)
Kích từ hỗn hợp (Hình d)

0,5

2
(1,5đ)

3
(4đ)



Tần số của máy phát phải bằng tần số lưới điện.

0,5



Điện áp của máy phát phải bằng điện áp của lưới điện, và trùng pha nhau

0,5

 Thứ tự pha của máy phát phải cùng thứ tự pha của lưới điện
Tải 1:
Công suất tác dụng:
Pt1  St1 cost1  10000  0, 65  6500 (k W)

0,5

0,5

Công suất phản kháng:

Qt1  St1 sint1  10000  0, 76  7600 (kVar)

0,5

sint1  sin(ar cost1 )  0, 76
Tải 2:
Công suất tác dụng:
Pt 2  St 2 cost 2  8000  0, 75  6000 (kW )

0,5


Công suất phản kháng:

Qt 2  St 2 sint 2  8000  0, 66  5280 (kVar)

0,5

sint 2  sin(ar cost 2 )  0, 66
Công suất tác dụng của máy phát thứ hai:

0,5

P2  Pt1  Pt 2  P1  6500  6000  7000  5500 (kW)

Công suất phản kháng của máy phát thứ hai:

0,5

Q2  Qt1  Qt 2  Q1  7600  5280  6500  6380 (kVar)

Hệ số công suất:
0,5

Máy phát 1:

cos1 

P1
P12  Q12



7000
70002  65002

 0,73

Máy phát 2:

cos 2 
4
(3đ)

P2
P Q
2
2

2
2



5500
5500  6380
2

2

 0,65

0,5

Công suất điện của động cơ
P1  U đm I đm  200  54, 5  10900 (W)

0,5

Hiệu suất

0,5

% 

P2
10000
100 
100  91, 8 %

P1
10900

Dòng điện phần ứng
I u  I đm  I ktđt  54,5  1,5  53A

0,5

Sức điện động phần ứng
Eu  U  I u Ru  200  53  0,2  189,4V

0,5

Tổn hao đồng trong máy
pcu  Iu2 Ru  I ktU  1011,8 (W )

0,5

Moment định mức

0,5

M dm  9, 55

P dm
10000
 9, 55
 191 ( Nm)
ndm
500

Tp. HCM, ngày tháng năm 2014
BM. Điện công nghiệp