Bài tập có đáp án môn truyền động điện

IUH – Truyền Động Điện

Nguyễn Ngọc Sơn - 14068141

BÀI TẬP TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
Bài 1: Cho ĐMđl có Pđm = 2,2 Kw , Uđm= 110 V , Iđm=25,6 A,nđm=1430
v/phút.Vễ đặc tính cơ tự nhiên ,nhân tạo với Rưf=0,78 
n
1430
 dm 
 149,75 rad / s
dm 9,55 9,55
P
U
2, 2 .103 110
dm
dm
R  (1 
)
 (1 
)
 0,94 Ω
u
U I
I
110.25,6 25,6
dm dm dm
U
R I
u dm  110  0,94.25,6  0,574 (T )
Kφ  Kφ  dm

dm
ω
149,75
dm
U
110
ω  dm 
 191,6 rad / s
o
Kφ
0,574
U
 I (R  R )
110  25,6(0,94  0,78)
dm dm u
uf
Và ta có: ω


 115 rad / s
dmNT
Kφ
0,574
P
2, 2.103
M
 đm 
 14,6 N / m
đm ω
149,75

đm
P
2, 2.103
đm
M


 19,13N / m
đm ω
115
đmNT

Ta có: ω

Từ các số liệu đã xác định ở trên ta vẽ đường đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính cơ nhân tạo

Bài 2: Cho ĐMđl có: Pđm=16 Kw, U=220 V, Iđm=70 A,n=1000 vòng/phút
,Xác định  khi MC=0,6 Mđm và Rưf=0,52  ; Rư=0,28 
Theo đề bài ta có : ω

dm



n
1000

 105 rad / s
9,55 9,55

P
16.103
dm
M


 152,87 ( N .m)
dm ω
105
dm
Suy ra : M  0,6M  0,6.152,87  91,76 ( N .m)
c
dm

Phươnh trình đặc tính điện cơ của động cơ:
R R
uf
dm  u
I
dm
Kφ
Kφ
dm
dm
U
R
ω  dm  u I
dm
Kφ
Kφ

dm
dm
ω

và

U

-1-


IUH – Truyền Động Điện



suy ra: Kφ

dm

U

R I
dm
u dm  220  70.0, 28  1.91 (T )
ω
105
dm

Nguyễn Ngọc Sơn - 14068141

Vậy tốc độ của động cơ khi Rưf=0,52 

R R
220 0, 28  0,52
uf
dm  u
M 

91,76  91,72 rad / s
c
2
2
Kφ
1,91
1,91
dm ( Kφdm )
Suy ra: n  9,55.ω  9,55.91,76  876 v / ph
ω

U

Bài 3: Tìm trị số của các cấp mở máy của ĐMđl có: Pđm=13,5 Kw ,Uđm=110
max  200%M
V, Iđm=145 A, nđm=1050 v/ph.biết rằng M mm
,mở máy với 3 cấp
dm

điện trở.
Giải:
Ta có: ω

dm



n
1050

 110rad / s
9,55 9,55

P
13,5.103
dm
Suy ra : M


 122 ( N .m)
dm ω
110
dm

R

Với số cấp khởi động m=3 => λ  3 1
R
u

U
U

110
Mà R  dm  dm 
 0,379 Ω
1

I
1

2.I
1

2.145

Ơ đây chọn I1=2.Iđm
P
U
13500 110
dm
R  0,5(1 
). dm  0,5(1 
)
 0,058Ω
u
U I
I
110.145 145
dm dm dm

=> λ  3

0,379
 1,867 Ω
0,058

Từ đây suy ra:
R  λR  1,876.0,058  0,108 Ω
3
u
R  λ2 R  1,8762.0,058  0, 202 Ω
2
u
R  λ3R  1,8763.0,058  0,377 Ω
1
u
-2-


IUH – Truyền Động Điện

Nguyễn Ngọc Sơn - 14068141

Vậy trị số các cấp mở máy:
R
 R  R  0,108  0,058  0,05 Ω
uf 1
3
u
R
 R  R  0, 202  0,108  0,094 Ω
uf 2

2
3
R
 R  R  0,377  0, 202  0,175 Ω
uf 3
1
2

Bài 4: Xác định Rưfi đóng vào mạch phần ứng khi ĐMđl khi hãm đông năng
với Ihbđ=2.Pđm. Trước khi hãm động năng động cơ làm việc với tải định mức.
Cho Pđm=46,5 Kw, Uđm=220V, Iđm=238 A , nđm=1500 v/ph
Giải:
n
1500
 dm 
 157 rad / s
dm 9,55 9,55

Ta có: ω

P
U
46500 220
dm
R  0,5(1 
) dm  0,5(1 
)
 0,052 Ω
u
U I

I
220.238 238
dm dm dm

Ta có: ω

dm

U

R
dm  u I
dm
Kφ
Kφ
dm
dm



=> Kφ

dm



U

R I
dm

u dm  220  0,052.238  1,32 (T )
ω
157
dm

Dòng hãm ban đầu :
I

=>

hbd



E
Kφ ω
hbd   dm hbd
R R
R R
u
h
u
h

Kφ ω
Kφ ω
1,32.157
dm
hbd
R 

 R   dm hbd  R 
 0,052  0,384 Ω
h
u
u
I
2.I
2.238
hbd
dm

Bài 5: Một ĐMđl có: Pđm=34 Kw Uđm=220 V, Iđm=178 A, nđm=1580
v/ph,Rư=0,042



làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên với MC=Mđm.Để dừng

máy người ta chuyển sang chế độ hãm ngược (Uư).Hãy xác định trị số Mh
đọng cơ sinh ra với Rưf=1,25 
Giải:
-3-


IUH – Truyền Động Điện

Nguyễn Ngọc Sơn - 14068141

Mô men điên từ do đông cơ sinh ra : M=K  Ih
n

1580
 dm 
 165 rad / s
dm 9,55 9,55

Ta có: ω

U

Kφ  Kφ 
dm

I R
dm dm u  220  178.0,042  1, 285 (T )
ω
165
dm

Tốc độ của động cơ ở đầu quá trình hãm:
R R
u
uf
dm
ω

M
c
Kφ
Kφ2
U

mà M  0,5M
c

=> ω 

P
34000
 0,5 dm  0,5
 103 ( N .m)
dm
ω
165
dm

220 0,042  1, 25

103  90,9 rad / s
2
1, 285
1, 285

Suy ra dịng hãm ngược:
Đầu q trình hãm:
I

h1

U



 Kφ ω 220  1, 285.90,9
dm
dm 
 79,98 A
R R
0,042  1, 25
u
uf

Cuối quá trình hãm:
I

h2



U

220
dm 
 170 A
R R
0,042  1, 25
u
uf

Vậy mơ men điện từ sinh ra :
Đầu q trình hãm:

M

h1

 KφI

h1

 1,285.79,98  102,8 ( N .m)

Cuối quá trình hãm:
M

h2

 KφI

h2

 1,285.170  219 ( N .m)

Bài 6: Xác định

 và

Iư của ĐMđl có: Pđm=4,2 Kw ,Uđm=220 V, Iđm=22,6

A,nđm=1500 v/ph,Rư=0,841  ;MC=Mđm ; φ  0,5φdm
-4-

IUH – Truyền Động Điện

Nguyễn Ngọc Sơn - 14068141

Giải:
n
1500
 dm 
 157 rad / s
dm 9,55 9,55

Ta có: ω

U R I
u dm  220  22,6.0,841  1, 28 (T )
 u
dm
ω
157
dm

Mặt khác: Kφ

Kφ  0,5 Kφ
 0,64 (T )
dm

P
4200

M M
 dm 
 26,75 ( Nm)
c
dm ω
157
dm

Vậy tốc đọ của đọng cơ khi φ  0,5 φ

dm

ω

là:

U

R
220 0,841
dm 
u
M 

26,75  288,83 rad / s
2 c 0,64 0,642
Kφ
(
Kφ
)

dm
dm

Dòng điện phần ứng lúc này:
M 26,75
I 

 41,8 A
u Kφ 0,64

Bài 7: Xác định Rưf=? Với ĐMđl có:16Kw,110 V,19,7A, 970 v/ph, Rư =
0,6 , Khi hãm động năng để Iư =Iđm => ω  0,5ωdm
Giải:
Phương trình đặc tính cơ khi hãm đơng năng:
R R
u
uf
ω
.M
Kφ2

Phương trình đặc tính điện cơ:
ω

R R
u
uf
.I
u
Kφ

(1)

n
970
 dm 
 101,5 rad / s
dm 9,55 9,55

Ta có: ω

-5-


IUH – Truyền Động Điện

Kφ  Kφ 
dm

Và

U

I R
dm dm u  110  0,6.19,7  0,967 (T )
ω
101,5
dm

Nguyễn Ngọc Sơn - 14068141

I I
 19,7 A
u
dm
ω  0,5 ω  0,5.101,5  50,75 rad / s
dm

Từ (1) suy ra:
Kφω
0,967.50,75
R 
R 
 0,6  1,89 Ω
uf
u
I
19,7
u

Bài 8: ĐMđl:6,5Kw, 220 V, 34,4 A, 1500 v/ph, Rư =0,242 , làm việc ở ωdm
khi Mc =Mđm với φ  0,7φdm .Xác định Ruf để

ω  const

Giải:
n
1500
ω  dm 
 157 rad / s

9,55 9,55

Kφ 
dm

U

I R
dm dm u  220  34, 4.0, 242  1,348 (T )
ω
157
dm

P
6,5.103
M M
 dm 
 41, 4 ( Nm)
c
dm ω
157
dm

=> Kφ  0,7 Kφ

dm

 0,944 (T )

Phương trình đặc tính cơ của ĐMđl:

R R
u
uf
u
ω

M
c
Kφ
( Kφ)2
U

Để ω  const  ω

dm

thì mắc thêm điện trở phụ có giá trị:

U Kφ ω ( Kφ)2
220.0,944 157.(0,944)2
R  u
 dm
R 

 0, 242  1,395 Ω
uf
u
M
M
41, 4

41, 4
c
c

Bài 9: ĐMđl:29 Kw, 440 V, 76 A, 1000 v/ph, Rư =0,06



làm việc trong chế

đọ hãm ngược(Uư), n=600 v/ph ,Iư =50 A. Xác đinh Rưf ,Plưới ,Ptrục ,PRưf
-6-


IUH – Truyền Động Điện

Nguyễn Ngọc Sơn - 14068141

Giải:
Ta có: ω 

n
1000

 105 rad / s
9,55 9,55

Kφ  Kφ 
dm

U

I R
dm dm u  440  76.0,06  4,16 (T )
ω
105
dm

Khi trong chế đôhãm ngược:
n
600
ω 

 62,8 rad / s
hn 9,55 9,55

Lúc này: I 
h

U E
U  Kφ.ω
u
u  u
hn
R R
R R
u
uf
u
uf

U  Kφ.ω
hn  R
 u
uf
u
I
h

=> R

U U
 440 V
u
dm

Mà

I | I I
|  | 50  76 |  26 A
h
u dm

R 
uf

=>

440  4,16.62,8
 0,06  6,82 ( A)

26

Công suất tiêu thụ từ lưới:
P  P  29 Kw
l
dm

Công suất ra trên trục :
P  M .ω  KφI ω  4,16.26.62,8.103  6,972 ( Kw)
tr
hn hn
h h

Công suất tiêu hao trên điện trở phụ:
P
 R .I  6,82.50  314 (W )
R
uf u
uf

Bài 10: ĐMđl: 29 Kw, 440 V; 1000 v/ph; Rư =0,05 R đm ,Iđm=79 A, Làm việc
ở chế độ hãm tái sinh. Xác định



khi Iư =60 A, Rưf =0;

Giải:
Phương trình hãm tái sinh
-7-

IUH – Truyền Động Điện

Nguyễn Ngọc Sơn - 14068141

U E
Kφ.ω  Kφ.ω
u 
o
I  u
0
h
R
R

Tốc độ quay động cơ khi hãm :
ω  I

R
ω
h Kφ
o

Tại Iư =0 ta có: ω 
o

Với

U

dm 
Kφ
dm

Rư = R = 0,05.

U

ω I
dm dm dm  440.1000.79  125, 45 rad / s
P
9,55.29000
dm

440
 0, 28 Ω
79

P
dm  29000.9,55  3,5 (T )
Kφ  Kφ 
dm ω I
1000.79
dm dm

Vậy  tại Ih=-60 A là:
ω  (60)

0, 28

 125, 45  130, 25 rad / s
3,5

Bài 11: ĐMđl: 6,5Kw; 220 V;34,4 A; 1500 v/ph ; 0,14 . Xác định

I ubd khi

cắt phần ứng ra khỏi lưới và đóng kín vào R = 6  . Trước khi cắt M = 34,4
Nm và

   dm

Giải:
Kφ  Kφ 
dm

Với

U

I R
dm dm u  220  34, 4.0,14  1,37 (T )
ω
157
dm

n
1500
ω
 dm 

 157 rad / s
dm 9,55 9,55
M M
 34, 4 ( Nm)
c
dm

Tốc độ đọng cơ trước khi hãm:
ω

R R
220 0,14  0
uf
dm  u
M

34, 4  158 rad / s
2
2
Kφ
1,37
( Kφ)
1,37

U

Trị số dòng ban đầu của phần ứng:
-8-

IUH – Truyền Động Điện

I

hbd



Nguyễn Ngọc Sơn - 14068141

E
Kφω
hbd  
hbd  1,37.158  25, 26 A
R R
R R
0,14  6
u
h
u
h

Bài 12: Xác định Rưf =? .ĐMnt: 12 Kw; 220 V; 54 A; 756 v/ph; Rư +Rkt
=0,25 , để phụ tải định mức thì ω  400 v / ph
Giải:
Ta có: ω

dm



n
756

 79,13 rad / s
9,55 9,55

Phương trình đặc tính cơ điện :
U
R R
u  u
kt I
ω

dm Kφ
dm
Kφ
dm
dm

Kφ  Kφ 
dm

=>

U

dm

I

( R  R ) 220  54.0, 25
dm u
kt 
 2,61 (T )
ω
79,13
dm

Để tải định mức có n=400 v/ph thì mắc thêm Rưf . Lúc này đặc tính cơ điện trở thành:
R R R
u
kt
uf
dm
ω

I
dm
Kφ
Kφ
dm
dm
U

Với ω 

=> R

uf



U

dm

n
400

 41,89 rad / s
9,55 9,55

 Kφ ω
dm  ( R  R )  220  2,61.41,89  0, 25  1,8 Ω
u
kt
I
54
dm

Bài 13: ĐMđl:3,7 kW;110V;41A;1000v/p;0,219;J=0,125 kgm2,xác định Tc
1.Làm việc trên đặc tính cơ TN
2. Làm việc trên đặc tính Rưf=5Rư
3. Làm việc trên đặc tính ứng vớiU=1/3Uđm
4. Làm việc trên đặc tính ứng =0,5đm
Giải:
1 .Khi ĐC làm việc trên đặc tính cơ TN

-9-

IUH – Truyền Động Điện

Nguyễn Ngọc Sơn - 14068141

2π.n
dm  2.3,14.1000  104,67(rad / s)
60
60
U
 I .R
110  41.0, 219
 Kφ  dm dm u 
 0,905 T 
dm
ω
104,67
dm
ω 
dm

Độ cứng của đặc tính cơ ưngs với trường hợp này;
β
1

Kφ 

dm


2

0,905 2


 4, 25

R
0, 219
u
J 0,125
 Tc 

 0,029  s 
β
4, 25
1

2. làm việc trên Rưf =5Rư =5.0,219 =1,095()
Tc  0.125.

0,862
 0,07  s 
0, 219  1,095

3. làm việc ứng với U=1/3Uđm
Tc =0,029(s)
4. làm việc trên đặc tính ứng =0,5đm
φ  0,125.

0,862
 0,105(s )
4.0, 219

Bài14:ĐK:22,5kV;380V;nđm=1460v/p;r1=0,2;r2=0.24;x1=0,39;x2=0,46
Xđ =? Mphụ tải đm trong mạch rôto măc 1điện trở phụ đã quy đổi về stato
là 1,2.Trong stato mắc X2f =0,75
Giải:
Phương trình đặc tính cơ củaĐK:
3U 2 .R '
1f
2Σ
M
1
2


R '


Sω .  R  2   X 2 
0  1 3 
nm 





Trong đó: U

1f



380
 220 V 
3

R’22 = r’2 + r2f’ =0,24+1,2 =1,44
R1= 0,2
Xnm=X1 + X2’ + X1f =0,39+0,46 +0,75=1,6 
R
22500
M  dm 
ω
ω
0
0
- 10 -


IUH – Truyền Động Điện

Nguyễn Ngọc Sơn - 14068141

Thay tất cả kết quả váo (1)
3.2202.1, 44
22500 



1, 44 2

s  0, 2 

1,6

s 


  0, 2s  1, 44  2  1,6s  9,3s
 0, 4s 2  7,12s  2,074  0
 s  0, 29

 s  178  1 loai

vậy chọn s=0,29
Ta có: ω  ω (1  s) 
o

1460.2π
(1  0, 29)  108,5 rad / s
60

Vậy tốc mđộ gốc tại vị trí làm việc:
  108,5 rad / s

Bài 15:Xác định Mđmvà ωdm của ĐK 4 cực; Uđm=380V; r1  3, 2Ω ; r2  3,1Ω ;
M
t  1,8

x  3,59Ω x  2,71Ω ;hệ số q tải λ 
1
2
M
dm

Giải:
Phương trình đặc tính cơ của ĐK:
3U 2 R
2.M (1  4s )
1 f 2Σ
th
th
M

s

R


s
 th  2as
sω ( R  2 Σ )  X 2 
th
o 1
nm  s
s


th

Trong đó: R  r  r  3,1 Ω
2Σ 2 2 f
R  r  3,2 Ω
1 1
X
 x  x  2,71  3,59  6,3 Ω
nm 1 2

Tại M  M th (mô men tới hạn)
R
3,1
2Σ

 0, 4
2
2
2
2
R X
3, 2  6,3
1
nm
1  as
M
th

=>
s
2M
s

th
 th  2as
th
s
s
th

s 
th

(1)

Tại Mđm ứng với sđm :
- 11 -

(1)


IUH – Truyền Động Điện

Nguyễn Ngọc Sơn - 14068141

2(1  as )
dm 
th
(2)
s
M
s
th

 th  2as
th
s
s
th
M
R
th  1,8 ; a  1  3,1  1
Ta có:
M
R
3, 2
dm
2Σ
M

Thay (2) vào ta dược :

s 2  1,7 s  0,16  0
dm
dm
s
 0,1; s
 1,6
dm1
dm2

với s dm  s th ĐK làm việc không ổn định (loại).
 0,1  ω  (1  s)ω  0,9ω  0,9
dm1

dm
o
0

=> s
M

dm

2π.50
 141,3 rad / s
2



- 12 -