Tài liệu Bài tập máy điện doc

T©B
1
Chương 2: MÁY ĐIỆN
Bài tập
Câu 1. Mạch từ có tiết diện hình
chữ nhật, có hình dạng và kích thước
như hình vẽ, các kích thước tính
bằng mm. Cuộn dây có điện trở rất
nhỏ với số vòng N = 1000 vòng. Độ
từ thẩm tương đối của lõi thép là μ
r

=10000.
Vẽ và tính mạch tương đương của
mạch từ.

Câu 2. Cho mạch từ trên như hình
vẽ trên. Cho dòng điện một chiều
10A qua cuộn dây. Bỏ qua từ trở lõi
thép.
a. Vẽ và tính mạch tương đương của mạch từ.
b. Từ thông Φ
lv
qua khe hở không khí.


Câu 3. Cho mạch từ trên như hình vẽ
trên. Cuộn dây có điện trở rất nhỏ với
số vòng N = 1000 vòng. Cuộn dây
được đặt dưới điện áp xoay chiều
dạng sin U= 220Vrms, tần số 50Hz.

Bỏ qua từ trở lõi thép.
a. Vẽ và tính mạch tương đương của
mạch từ.
b. Từ thông Φ
lv
qua khe hở không khí.
d. Độ tự cảm L của cuộn dây.





Câu 4. Cho mạch từ trên như hình vẽ bên. Chiều
dài khe hở không khí δ=1 mm, tiết diện cực từ là
1cm
2
. Các cuộn dây có điện trở rất nhỏ với số
vòng N= 1000 vòng. Cuộn dây được đặt dưới
điện áp xoay chiều dạng sin U= 220Vrms, tần số
50Hz. Bỏ qua từ trở lõi thép. Biết điện trở của
vòng ngắn mạch là 10mΩ.
a. Vẽ và tính mạch tương đương của mạch từ?
b. Từ thông Φ
lv
qua khe hở không khí?
c. Tính độ tự cảm L của cuộn dây?

40

100

40

δ= 4

40

40

60

50

N

U

φ
lv
φ
0
N

40

100

40

δ= 4

40

40

60

50

N

U

T©B
2
Câu 5. Máy biến áp 1 pha có công suất định mức S
đm
= 5 kVA, tần số định mức f
đm
=
50 Hz, điện áp định mức U
1đm
/U
2đm
= 220/110 V. Ngõ ra nối tải.
a. Khi dòng điện trên tải là 30A. Tính dòng điện cấp vào máy biến áp và công
suất tác dụng trên tải.
b. Nếu tải có công suất 3KW và cosϕ = 0,8. Tính dòng điện ngõ vào và ngõ ra
của máy biến áp?

Câu 6. Máy biến áp 3 pha Υ/Υ có công suất định mức S
đm
= 15 kVA, tần số định mức
f
đm
= 50 Hz, điện áp định mức U
1đm
/U
2đm
= 380/220 V (điện áp dây). Ngõ ra nối tải.
a. Tính dòng điện vào và ra định mức của máy biến áp?
b. Khi dòng điện trên tải là 30A. Tính dòng điện cấp vào máy biến áp và công
suất tác dụng trên tải?
c. Nếu tải có công suất 3KW và cosϕ = 0,8. Tính dòng điện ngõ vào và ngõ ra
của máy biến áp?

Câu 7. Máy biến áp 3 pha Δ/Υ có công suất định mức S
đm
= 15 kVA, tần số định mức
f
đm
= 50 Hz, điện áp định mức U
1đm
/U
2đm
= 380/220 V. Ngõ ra nối tải.
a. Tính dòng điện vào và ra định mức của máy biến áp?
b. Khi dòng điện trên tải là 30A. Tính dòng điện cấp vào máy biến áp và công
suất tác dụng trên tải?
c. Nếu tải có công suất 3KW và cosϕ = 0,8. Tính dòng điện ngõ vào và ngõ ra

của máy biến áp?

Câu 8. Máy biến dòng có tỷ số k = 1/10, được sử dụng để đo dòng điện cấp cho động
cơ 1 pha 2KW, 380V, 50Hz, cosϕ = 0,9. Tính dòng điện ngõ ra của biến dòng?

Câu 9.
Một máy phát DC kích từ độc lập có điện áp không tải 125V khi dòng điện
kích từ là 2,1A và tốc độ là 1600 vòng/phút. Tính sức điện động của máy phát khi:
a. Tốc độ giảm xuống còn 1450 vòng/phút?
b. Dòng kích từ tăng lên 2,8A? Giả sử mạch từ chưa bảo hoà.
c. Dòng kích từ tăng lên 2,8A và tốc độ giảm xuống còn 1450 vòng/phút?
`
I
kt

R
t
U

R
ư
I
u
I
t
Tải
E = k
E
.Φ
kt

.ω ≈ k.I
kt
.ω
R
kt

U
kt

Φ
kt

ω
i
1

u
1

w
1

w
2

i
2

u
2

Z
t

φ

T©B
3
Câu 10. Máy phát DC kích từ song song phát công suất định mức 200kW ở điện áp
600V. Máy có điện trở phần cảm là 250Ω, điện trở phần ứng là 0,234Ω. Biết tốc độ
quay luôn không đổi. Tính sức điện động của máy phát khi:
a. Dòng điện tải bằng dòng định mức?
b. Dòng điện tải bằng nửa dòng định mức, biết khi đó điệ
n áp trên tải là 620V?

Câu 11. Máy điện DC kích từ độc lập, dùng làm máy phát có dòng điện định mức
40A ở 220V. Biết điện trở phần ứng là 0,38Ω, tổn hao quay là 200W.
a. Tính công suất cơ định mức cấp cho máy phát?
b. Công suất ra định mức khi máy vận hành ở chế độ động cơ và được
cấp nguồn 220V?

Câu 12. Một máy phát DC kích từ hỗn hợp (rẽ dài) có điện trở cuộn kích từ song
song là 24Ω, điện trở cuộn kích từ nối tiếp là 0,0013Ω, điện trở phần ứng là 0,003Ω
và điện trở dây quấn cực từ phụ là 0,004
Ω
. Máy có các thông số định mức là
250kW, 240V, 1200 vòng/phút. Biết tổn hao cơ là 10kW.
a. Tính sức điện động của máy lúc đầy tải?
b. Tính hiệu suất của máy phát ở định mức?
c. Tính momen cơ cấp cho máy phát ở định mức?

Câu 13. Một động cơ DC kích từ độc lập, 230V, điện trở phần ứng 0,2Ω, tốc độ
không tải lý tưởng
là 1000 vòng/phút. Ở chế độ định mức dòng điện phần ứng là
40A. Tính tốc độ và momen điện từ của động cơ? Biết từ thông kích từ không đổi
và bằng định mức.
Câu 14. Một động cơ DC kích từ độc lập có các thông số định mức 440V, 120A,
970 vòng/phút, điện trở phần ứng 0,16Ω. Động cơ mang tải và có dòng điện phần
ứng là 40A. Tính tốc
độ và momen của động cơ khi đó? Biết từ thông kích từ không
đổi và bằng định mức. Tính dòng điện khởi động và moment khởi động của động
cơ?
Câu 15. Một động cơ DC kích từ độc lập có các thông số định mức 500V, 100A,
1000 vòng/phút. Điện trở phần ứng 0,2Ω. Từ thông kích từ không đổi và bằng định
mức. Tính momen, công suất ra định mức của động cơ
và hiệu suất của động cơ ở
chế độ định mức nếu công suất tổn hao của cuộn kích từ là 5kW?

Câu 16. Một động cơ DC kích từ độc lập có các thông số định mức 500V, 100A,
1000 vòng/phút. Điện trở phần ứng 1Ω. Từ thông kích từ không đổi và bằng định
mức.
a. Tính momen và công suất định mức của động cơ?
b. Tính hiệ
u suất của động cơ ở định mức nếu công suất tổn hao của cuộn kích
từ là 5kW.
T

i
I

kt
R
t
U

R

I
u
I
t
E = k
E
.Φ
hh
.ω

R
kt
ω
R
s
T©B
4
c. Động cơ mang tải và có dòng điện phần ứng là 40A. Tính tốc độ, momen và
hiệu suất của động cơ khi đó?
d. Tính dòng điện khởi động và moment khởi động của động cơ?
e. Vẽ đặc tuyến momen - tốc độ và chỉ ra các điểm đã tính trên.
Câu 17.
Một động cơ DC kích từ song song, có các thông số danh định 440Vdc, 122A, 970

vòng/phút. Điện trở phần
ứng 0,16Ω và điện trở cuộn kích từ 220Ω. Động cơ mang
tải và được cấp dòng điện
42A. Tính tốc độ, momen và hiệu suất của động cơ khi
đó? Tính dòng điện khởi động và moment khởi động của động cơ?

Câu 18.
Một động cơ DC kích từ nối tiếp có điện trở phần ứng 0,2Ω và điện trở cuộn kích từ
0,1Ω. Thông số định mức của động cơ là 1000 vòng/phút, 40A, 450V. Tính momen
điện, công suất và hiệu suất khi độ
ng cơ vận hành ở chế độ định mức? Tính dòng
điện khởi động và moment khởi động của động cơ?

Câu 19.
Một động cơ DC kích từ nối tiếp vận hành ở chế độ định mức 720 vòng/phút, 48A,
230V. Động cơ có điện trở phần ứng 0,1Ω và điện trở cuộn kích từ là 0,15Ω. Tổn
hao quay là 650W.
a. Tính Mômen điện từ c
ủa động cơ M
đt
.
b. Tính momen momen ngõ ra của động cơ M
ra
?
c. Tính công suất ra và hiệu suất của động cơ ở chế độ định mức?
Câu 20.
Một động cơ DC kích từ độc lập U

=U
kt

= 220Vdc, vận hành ở 10,5A và 1800
vòng/phút. Điện trở phần ứng 0,2Ω và điện trở cuộn kích từ 440Ω.
a. Tính tốc độ không tải (lý tưởng) của động cơ?
b. Tính momen momen ngõ ra của động cơ?
c. Nêu và tính 2 phương pháp điều chỉnh để tốc độ động cơ bằng tốc độ không
tải, biết momen tải vẫn không đổi.

U

R
ư
I
u
E

I
nt
R
nt
U

R
ư

I
u

E

I

kt

R
kt

U
kt

ω
T©B
5
Câu 21. Một động cơ DC kích từ song song 220Vdc, vận hành ở 10,5A và 1800
vòng/phút. Điện trở phần ứng 0,2Ω và điện trở cuộn kích từ 440Ω. Biết tổn hao
quay (quạt gió, ma sát) là 50W, tổn hao phụ khác là 20W. Rơi áp trên tiếp xúc chổi
than là 5Vdc.
a. Tính momen điện từ và momen ngõ ra của động cơ.
b. Tính hiệu suất của động cơ?
c. Tính tốc độ không tải lý tưởng của động c
ơ?

Câu 22. Một động cơ một chiều kích từ song song có điện trở mạch phần ứng 1Ω,
điện trở cuộn dây kích từ 200Ω, điện áp cấp cho động cơ U = 100V. Động cơ có tốc
độ không tải 3300 vòng/phút và dòng điện dây không tải là 1,5A. Động cơ đang vận
hành với dòng điện dây là 10,5A.
a. Tính tốc độ của động cơ n (RPM).
b. Tính dòng điệ
n khởi động I
mm
của động cơ? Tính momen khởi động?
c. Tính Mômen điện từ của động cơ T

đt
.
e. Giả sử tổn hao cơ vẫn không đổi so với trường hợp không tải. Tính Mômen
ngõ ra của động cơ T
out
. Tính hiệu suất của động cơ?
Câu 23.
Một động cơ DC kích từ hỗn hợp, 240Vdc, vận hành ở 125A và 1850 vòng/phút.
Điện trở phần ứng 0,05Ω, điện trở cuộn kích từ song song 60Ω, và điện trở cuộn
kích từ nối tiếp 0,03Ω. Biết tổn hao quay là 1200W.
a. Tính momen điện từ và momen ngõ ra của động cơ.
b. Tính hiệu suất của độ
ng cơ?

Câu 24. ĐCKĐB 3 pha, Y, 2200V, 1000HP, 60Hz, 12 cực. Ở độ trượt 3%, tính:
a. Tốc độ động cơ, tần số rotor?
b. Dòng điện định mức cấp cho động cơ? Biết cosϕ
đm
= 0,8.
c. Dòng khởi động của động cơ?
d. Momen của động cơ?

Câu 25. Một động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc có định mức 2 HP,
380V, 50Hz, 1 cặp cực, cuộn dây stator đấu Y, tốc độ định mức n
đm
= 2850
vòng/phút, hệ số công suất cosϕ
đm
= 0,8. Khi mang tải định mức, động cơ tiêu thụ
A

B
C
N
U

R
ư
I
u
E

I
kt
R
kt
U
kt
=U
T©B
6
dòng điện dây I
đm
= 3,5A. Khi động cơ làm việc với tốc độ, điện áp, dòng diện,
cosϕ và công suất định mức, hãy xác định:
a. Tốc độ đồng bộ n
s
, ω
s
.
b. Độ trượt định mức s

đm
.
c. Mômen ra định mức T
out_đm
.
d. Hiệu suất định mức η
đm
.

Câu 26. Động cơ KĐB 3 pha, 15HP, 220V, 50Hz, Y, 6 cực, cosϕ
đm
=0,8,
950RPM.
a. Tính tốc độ định mức động cơ?
b. Tính dòng điện định mức và dòng điện khởi động?
c. Tính momen định mức?

Câu 27. Động không đồng bộ ba pha, 2HP, 4 cực, cuộn dây stator nối Δ, có các
thông số định mức: 380V, 50Hz, 1450 vòng/phút, cosϕ
đm
=0,8.
a. Khi động cơ đang vận hành ở tốc độ định mức, tính dòng điện, mômen
kéo tải? Biết hiệu suất của động cơ là 85%.
b. Tính dòng điện khởi động của động cơ?
c. Tính dòng điện khởi động và momen khởi động của động cơ nếu
khởi động động cơ theo sơ đồ Y→Δ? Biết động cơ có moment khởi
độ
ng bằng moment định mức.