Tài liệu Máy điện một chiều chương 1 docx

Các máy điện một chiều và xoay chiều T©B
Bài tập Chương 2: Máy điện một chiều 1

Chương 2: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Ví dụ 1: 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.
Ví dụ 2: Một động cơ DC kích từ độc l
ập 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?
Ví dụ 3: Một động cơ DC kích từ độc lập có các thông số định m
ức 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?
Ví dụ 4: Một động cơ DC kích từ độc lập có các thông số định mức 500V,
100A, 1000 vòng/phút. Điện tr
ở 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 hiệu suất của động cơ ở định mức nếu công suất tổn hao của cuộn
kích từ là 5kW.
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.

Ví dụ 5: 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?
Ví dụ 6: 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
động cơ vận hành ở
chế độ định mức? Tính dòng điện khởi động và moment khởi động của động
cơ?
Ví dụ 7: Một động cơ DC kích từ nối tiếp vận hành ở chế độ định mức 161,2
Nm, 1000 vòng/phút, 41A, 420V. Tổng điện trở phần ứng và cuộn kích từ là
0,2Ω. Tính tốc độ và dòng điện của động cơ khi momen điệ
n 87 Nm?
Các máy điện một chiều và xoay chiều T©B
Bài tập Chương 2: Máy điện một chiều 2

Ví dụ 8: Một động cơ DC kích từ nối tiếp, 220V, 1500 vòng/phút, 270A nối
với tổng điện trở phần ứng và cuộn kích từ là 0,11Ω. Động cơ kéo tải có đặc
tuyến momen tải là hằng số, bằng với momen định mức của động cơ. Tính
momen định mức và công suất định mức của động cơ?
Bài tập 1:
Một động cơ DC kích từ nối tiếp vận hành ở chế độ định mức
161,2 Nm, 1000 vòng/phút, 41A, 420V. Tổng điện trở phần ứng và cuộn kích
từ là 0,2Ω.
a. Vẽ mạch tương đương của động cơ DC kích từ nối tiếp. Dựa vào đặc
tuyến momen – tốc độ và chỉ ra điểm làm việc của động cơ.
b. Tính công suất và hiệu suấ

t của động cơ ở chế độ định mức?
c. Tính tốc độ và dòng điện của động cơ khi momen điện 87 Nm? Khi đó
xác định công suất ra và hiệu suất của động cơ?
Bài tập 2:
Một động cơ DC kích từ nối tiếp, 420V, 41A, 1000 vòng/phút, có
tổng điện trở phần ứng là 0,12Ω và điện trở cuộn kích từ là 0,08Ω.
a. Tính momen và công suất định mức của động cơ?
b. Động cơ kéo tải có đặc tuyến momen tải tỷ lệ với bình phương tốc độ,
. Tính tốc độ, dòng điện và momen của động cơ khi vận
hành với tải trên?
Bài tập 3:

a. Vẽ mạch tương đương của động cơ của (i) động cơ kích từ độc lập và
(ii) động cơ kích từ nối tiếp; viết các phương trình ở trạng thái xác lập
của mỗi động cơ?
b. Một động cơ DC kích từ độc lập có các thông số định mức 500V,
100A, 1000 vòng/phút. Điện trở phần ứng là 0,5Ω. Từ thông kích từ
không đổi và b
ằng khi định mức.
i. Tính momen và công suất ra định mức của động cơ?
ii. Động cơ kéo tải với dòng điện phần ứng là 40A, tính momen và
tốc độ?
iii. Vẽ đường cong momen - tốc độ và chỉ ra các điểm đã tính trên.
Bài tập 4:

a. Giải thích cách mô tả cuộn dậy rotor của máy điện DC gồm chỉ một
vòng dây và vẽ dạng dòng điện qua cuộn dây đó, biết rằng dòng điện
trên các cực của rotor là hằng số.
b. Một động cơ DC kích từ độc lập có các thông số định mức: 400V,
100A, 950 vòng/phút. Điện trở phần ứng là 1Ω. Từ thông kích từ không

đổi và bằng định mức. Tính momen và công suấ
t ra định mức của động
cơ? Động cơ kéo tải với dòng điện phần ứng là 50A, tính tốc độ rotor,
momen và công suất ra khi đó? Vẽ đường cong momen - tốc độ và chỉ
ra hai điểm đã tính ở trên?
Bài tập
5: Một động cơ DC kích từ nối tiếp có điện trở phần ứng 0,12Ω và
điện trở cuộn kích từ 0,08Ω, được cấp nguồn 420Vdc. Khi động cơ
Các máy điện một chiều và xoay chiều T©B
Bài tập Chương 2: Máy điện một chiều 3

mang tải có momen là 200Nm, dòng điện động cơ là 40A. Tính tốc độ
động cơ khi đó? Tính dòng điện và tốc độ khi động cơ vận hành ở
100Nm?


Bài tập
6: Một động cơ DC kích từ song song 220Vdc, vận hành ở 10A và
1800 vòng/phút. Điện trở phần ứng 0,2Ω và điện trở cuộn kích từ 440Ω.
a. Tính momen được kéo bởi động cơ ở điều kiện trên.
b. Nếu dòng kích từ vẫn không đổi, tính tốc độ và dòng điện cấp cho động
cơ khi động cơ kéo tải 20Nm.
c. Dựa vào đặc tuyết tốc
độ - momen, xác định tốc độ không tải của động
cơ.
Bài tập 7:
Một động cơ DC kích từ độc lập, có các thông số danh định
Phần ứng: 440Vdc, 120A, 970 vòng/phút, điện trở phần ứng 0,16Ω.
Phần cảm (kích từ): 440Vdc, điện trở cuộn kích từ 220Ω.
Động cơ mang tải và có dòng điện phần ứng luôn là 40A.

a. Tính tốc độ, momen, công suất ra và hiệu suất của động cơ khi đó?
(giống với kích từ song song)
b. Tính tốc
độ, momen, công suất ra và hiệu suất của động cơ nếu điện áp
phần ứng giảm còn 220V? Điện áp phần cảm vẫn là 440V.
c. Tính tốc độ, momen, công suất ra và hiệu suất của động cơ nếu điện áp
phần cảm giảm còn 220V? Điện áp phần ứng vẫn là 440V.
d. Tính tốc độ, momen, công suất ra và hiệu suất của động cơ nếu đ
iện áp
phần ứng và phần cảm giảm còn 220V? (giống với kích từ song song)
e. So sánh tốc độ, momen và công suất ra trong các trường hợp trên.
Bài tập 8:
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 của 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?
Bài tập
9: 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.
Bài tập
10: 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
Các máy điện một chiều và xoay chiều T©B
Bài tập Chương 2: Máy điện một chiều 4

tổn hao trên mạch từ là 20W, 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 cơ?

Bài tập 11: 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 điện khởi động I
mm
của động cơ?
c. Tính Mômen điện từ của động cơ M
đt
.
e. Giả sử tổn hao cơ vẫn không đổi so với trường hợp không tải. Tính Mômen
ngõ ra của động cơ M
out

. Tính hiệu suất của động cơ?
Bài tập
12: 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 động cơ?
Bài tập
13: 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. Dòng kích từ tăng lên 2,8A? Giả sử mạch từ chưa bảo hoà.
b. Dòng kích từ tăng lên 2,5A và tốc độ giảm xuống còn 1450 vòng/phút?
Bài tập
14: 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 điện áp trên tải là 620V?
Bài tập 15: 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?
Bài tập 16: 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?
Các máy điện một chiều và xoay chiều T©B
Bài tập Chương 2: Máy điện một chiều 5

Bài tập 17: Máy điện DC kích từ song song, điện trở phần ứng là 0,1Ω, điện trở
kích từ 25Ω. Máy được dùng làm máy phát với công suất định mức 25kW ở 125V
và tốc độ 1200 vòng/phút. Nếu sử dụng máy làm động cơ kích từ song song, tính:
a. Tốc độ động cơ khi công suất vào là 25kW và điện áp 125V?
b. Công suất ra của động cơ, biết tổn hao quay là 2kW?
c. Momen ra của động cơ
.
d. Hiệu suất của động cơ?
Các máy điện một chiều và xoay chiều T©B
Bài tập Chương 2: Máy điện một chiều 6

Bài x. 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
d
= 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). (0,5đ)
b. Tính Mômen điện từ của động cơ M
đt
. (0,5đ)
c. Nếu động cơ kẹt, không quay được, tính dòng điện I
ktai
cấp cho động

cơ? (0,5đ)
d. Ở chế độ đang hoạt động như câu a, giả sử công suất tổn hao sắt từ
và tổn hao cơ vẫn không đổi so với trường hợp không tải. Tính hiệu suất của
động cơ? (0,5đ)
e. Khi nguồn bị sụt áp (mạch từ vẫn còn tuyến tính), để tốc độ động cơ
không được nhỏ hơ
n 2900 vòng/phút, giả sử dòng điện dây luôn không đổi
và bằng 10,5A. Tính giá trị nhỏ nhất của U
dd
? (1,0đ)
Caâu x: disp('Ket qua _________________________________________________________')
% Cau a
Ikt = Ud/Rkt
Iua = Ida - Ikt
Iu0 = Id0 - Ikt
Ea = Ud - Ru*Iua
E0 = Ud - Ru*Iu0
na = Ea/E0 *n0
% Cau b
Wa = 2*pi*na/60
Mdm = Ea*Iua/Wa
% Cau c
Iqt = Ud/Ru + Ikt
% Cau d
Pqp = E0*Iu0
P1 = Ud*Ida
P2 = Ea*Iua - Pqp
HS = P2/P1
% Cau e
%Iu = const

% E = k*kkt*U/Rkt*W
% Ed/Ea = (Udd*Wd)/(Ud*Wa)
% Udd = Ed + Ru*Iud
% Udd = (Udd*Wd)/(Ud*Wa)*Ea + Ru*Iud
% Udd = Udd*(Wd*Ea)/(Ud*Wa) + Ru*Iud
% Udd = Ru*Iud/(1-(nd*Ea)/(Ud*na))
Iud = Iua
Udd = Ru*Iud/(1-(nd*Ea)/(Ud*na))
% Wd = (Udd - Ru*Iud)/(k*kkt*Udd/Rkt)
% Wd = 1/(k*kkt/Rkt) - Ru*Iud/(k*kkt*Udd/Rkt)
% Wd = 1/(k*kkt/Rkt) - (Ru*Iud/(k*kkt/Rkt))/Udd
% Udd giam thi Wd giam
Caâu x:
Ikt = 0.5000
Iua = 10
Iu0 = 1
Ea = 90
E0 = 99
na = 3000
Wa = 314.1593
Mdm = 2.8648
Iqt = 100.5000
Pqp = 99
P1 = 1050
P2 = 801
HS = 0.7629
Iud = 10
Udd = 76.9231