Tài liệu Bài tập lớn TĐĐ pptx

TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐỀ SỐ 1
BÀI TẬP LỚN
Học phần: Cơ sở truyền động điện
Sinh viên thực hiện:
Nhóm 1 (gồm các sinh viên có số thứ tự từ 01 đến 12)
Nội dung:
Khảo sát hệ Truyền động điện động cơ một chiều cơ cấu nâng của cầu trục (Mô tả như hình vẽ).
Số liệu cho trước:
- Đường kính tang trống: 0,4 m
- Tỷ số truyền của hộp số: i = 70:1
- Hiệu suất của bộ truyền và tang trống:
η
i
= 0,8; η
t
= 0,87.
- Cơ cấu nâng được truyền động bởi động cơ một
chiều kích từ độc lập, có các thông số: P
đm
=
12kW,
U
đm
= 220V, η
đm
= 0,85, n
đm
= (1050+ số thứ tự)
v/p ;

- Điện áp kích từ U
ktđm
= 220V và được giữ không đổi.
- Giả thiết bỏ qua tổn thất về mô men trong động cơ điện
(coi M
đt
= M
cơ
= M )
- Hệ thống cần hệ số quá tải về mô men K
M
= 1,3
Yêu cầu:
1. Tính toán các thông số và vẽ đặc tính cơ điện tự nhiên n(I
ư
), đặc tính cơ tự nhiên n(M), tính
độ cứng đặc tính cơ.Xác định điểm làm việc định mức trên các đặc tính tương ứng.
2. Xác định mô men cản đặt về trục động cơ ứng với trường hợp nâng tải trọng G = 2,5 tấn.
3. Xác định tải trọng G ứng với điểm làm việc định mức trên đường đặc tính cơ tự nhiên của
động cơ (G
đm
); xác định giá trị G
max
mà động cơ có thể nâng được trong điều kiện I
= 2I
đm
(không tính đến sự thay đổi hiệu suất của động cơ và các khâu khác theo tải
trọng), thể hiện các điểm làm việc trên đồ thị đặc tính cơ.
4. Khi khởi động, để tránh sụt áp lưới điện và hạn chế dòng điện khởi động, người ta đưa điện
trở phụ vào mạch phần ứng. Hãy tính giá trị điện trở phụ này theo yêu cầu

I
n m
= 2,5I
đm
.Vẽ mạch phần ứng lúc này.Xác định Mô men khởi động tương ứng.
5. Vẫn với tải G= 2,5tấn, hãy xác định tốc độ làm việc ổn định của động cơ khi vẫn chưa cắt
điện trở phụ ra khỏi mạch phần ứng.Biểu diễn điểm làm việc này trên đồ thị đặc tính cơ.
6. Tính giá trị điện trở phụ đưa vào mạch phần ứng để động cơ có thể tạm treo tải trọng G = 2,5
tấn trên không.
Bài tập lớn – Cơ sở truyền động điện
1
η
t
η
i
; i
v
7. Tính điện trở phụ mạch phần ứng để hạ tải trọng G = 2,5T trong tình trạng hãm ngược không
đảo cực tính điện áp cung cấp với tốc độ động cơ bằng ½ giá trị tốc độ định mức. Tính dòng
điện hãm lúc này. Vẽ đặc tính cơ điện, đặc tính cơ tương ứng.
8. Xác định vận tốc nâng tải trọng v[ m/s] ứng với tải G = 2,5T khi động cơ làm việc trên đặc
tính cơ tự nhiên và trên đặc tính cơ biến trở với điện trở phụ mạch phần ứng R
f
= 5 R
ư

9. Với tải trọng định mức như đã tính được ở mục 3, người ta muốn hạ tải bằng phương pháp
hãm tái sinh, hãy tính tốc độ ổn định khi hãm ( bỏ qua giai đoạn hãm ngược khi đảo cực tính
điện áp nguồn cung cấp).Vẽ đoạn đặc tính khi hãm tái sinh.Phân tích bản chất của quá trình
năng lượng của phương pháp hãm tái sinh đối với dạng tải truyền động này.

10. Từ điểm làm việc khi nâng tải định mức (G
đm
), người ta thực hiện hạ tải bằng phương pháp
hãm động năng theo hai phương thức: kích từ độc lập hoặc tự kích từ và lần lượt với yêu cầu
dòng điện hãm ban đầu: I
h bđ
= 2 I
đm
.Hãy tính Mô men hãm, điện trở hãm tương ứng; xác
định tốc độ hạ tải trọng ổn định, dòng điện hãm ứng với tốc độ đó.Vẽ các sơ đồ đấu dây
động cơ và mạch kích từ cho từng phương thức hãm.Phân tích bản chất của quá trình năng
lượng, ưu nhược điểm của phương pháp hãm động năng đối với dạng tải truyền động này.
11. Từ điểm làm việc khi nâng tải trọng G = 2,5T trên đặc tính biến trở với điện trở mạch phần
ứng R
f
= 5R
ư
, người ta giữ nguyên điện trở phụ và đảo chiều cực tính nguồn phần ứng. Các
trạng thái làm việc tiếp theo của truyền động điện là gì? Tính giá trị dòng điện, mô men tại
các điểm bắt đầu chuyển trạng thái và điểm làm việc ổn định cuối cùng .
12. Khi cần cải thiện điều kiện khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ của hệ thống truyền
động điện, người ta sử dụng bộ biến đổi điện áp phần ứng ( giả thiết điện trở trong của bộ
biến đổi R
b
xấp xỉ bằng R
ư
) , nếu hệ thống truyền động có hệ số quá tải về mô men K
M
= 1,3 và
tải trọng G = 2,5T thì điện áp đặt vào phần ứng thấp nhất cho phép sẽ bằng bao nhiêu V?

Tính toán và vẽ các đường đặc tính cơ ứng với 3 cấp điện áp cách đều để mô tả quá trình
tăng tốc độ đến điểm làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên.
13. Khi nâng tải trọng G = 1,5T, người ta giảm từ thông động cơ với hệ số suy giảm
x = Φ
đm
/Φ = 1,2 ( giữ U
ư
= U
đm
) để tăng tốc độ truyền động. Hãy tính tốc độ động cơ khi đó và
kiểm tra điều kiện quá tải về mô men của hệ thống ( K
M
≥ 1,3 ? ); Vẽ đồ thị đặc tính cơ và
đưa ra nhận xét.
14. Cũng với tải trọng G = 1,5T, người ta muốn giảm từ thông động cơ để nâng tải với tốc độ
bằng 1,5 lần tốc độ khi từ thông là định mức, hãy tính hệ số suy giảm từ thông khi đó và
kiểm tra điều kiện quá tải về mô men.
Chú ý: Hoàn thành bài tập lớn bằng viết tay.
Bài tập lớn – Cơ sở truyền động điện
2
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐỀ SỐ 2
BÀI TẬP LỚN
Học phần: Cơ sở truyền động điện
Các sinh viên thực hiện:
Nhóm 2 ( gồm các sinh viên có số thứ tự từ 13 đến 24)
Nội dung:
Khảo sát hệ Truyền động điện động cơ một chiều cơ cấu nâng của cầu trục (Mô tả như hình vẽ).
Số liệu cho trước:

- Tải trọng định mức G
đm
= 2,5 T
- Vận tốc nâng tải trọng v = 0,5 m/s khi tốc độ
động cơ đạt định mức.
- kính tang trống: 0,4 m
- Tỷ số truyền của hộp số: i = ( số thứ tự + 40):1
- Hiệu suất của bộ truyền và tang trống:
η
i
= 0,8; η
t
= 0,87.
- Cơ cấu nâng được truyền động bởi động cơ một
chiều kích từ độc lập.
- Giả thiết bỏ qua tổn thất về mô men trong động
cơ điện ( coi M
đt
= M
cơ
= M )
- Hệ thống cần hệ số quá tải về mô men K
M
= 1,3
Yêu cầu:
1. Xác định công suất cản đặt về trục động cơ; tốc độ động cơ, mô men cản đặt về trục động cơ
ở trường hợp tải trọng G
đm
2. Giả thiết hiệu suất định mức của động cơ là η
đm

= 0,85 và bỏ qua tổn thất về mô men trong
động cơ, Hãy lựa chọn sơ bộ một động cơ có các thông số kỹ thuật cơ bản: P
đm
; U
đm
; n
đm
;
M
đm
…
3. Tính toán các thông số và vẽ đặc tính cơ điện tự nhiên ω(I
ư
), đặc tính cơ tự nhiên ω(M), tính
độ cứng đặc tính cơ của động cơ đã chọn được từ mục 2.
4. Xác định tải trọng G
max
mà động cơ có thể nâng được trong điều kiện tự nhiên cho phép: I
ư
=
2 I
đm
, xác định tốc độ làm việc, công suất và mô men mà động cơ phải cung cấp khi đó. Thể
hiện trên đồ thị đặc tính cơ.
5. Khi khởi động, để tránh sụt áp lưới điện và hạn chế dòng điện khởi động, người ta đưa điện
trở phụ vào mạch phần ứng. Hãy tính giá trị điện trở phụ này theo yêu cầu I
n m
= 2,5I
đm
. Vẽ

mạch phần ứng lúc này. Xác định Mô men khởi động tương ứng.
6. Vẫn với tải G
đm
, hãy xác định tốc độ làm việc ổn định của động cơ khi vẫn chưa cắt điện trở
phụ (như đã tính được từ mục 5) ra khỏi mạch phần ứng. Biểu diễn điểm làm việc này trên
đồ thị đặc tính cơ.
7. Tính giá trị điện trở phụ đưa vào mạch phần ứng để động cơ có thể tạm treo tải trọng G
đm
trên
không.
Bài tập lớn – Cơ sở truyền động điện
3
η
t
i, η
i
v
8. Tính điện trở phụ mạch phần ứng để hạ tải trọng G
đm
trong tình trạng hãm ngược không đảo
cực tính điện áp cung cấp với tốc độ động cơ bằng ½ giá trị tốc độ định mức. Tính dòng điện
hãm lúc này. Vẽ đặc tính cơ điện, đặc tính cơ tương ứng.
9. Xác định vận tốc nâng tải trọng v[ m/s] ứng với tải G = 2,0T khi động cơ làm việc trên đặc
tính cơ tự nhiên và trên đặc tính cơ biến trở với điện trở phụ mạch phần ứng R
f
= 5 R
ư

10. Với tải trọng định mức, người ta muốn hạ tải bằng phương pháp hãm tái sinh, hãy tính tốc
độ ổn định khi hãm ( bỏ qua giai đoạn hãm ngược khi đảo cực tính điện áp nguồn cung cấp).

Vẽ đoạn đặc tính khi hãm tái sinh. Phân tích bản chất của quá trình năng lượng của phương
pháp hãm tái sinh đối với dạng tải truyền động này.
11. Từ điểm làm việc khi nâng tải định mức ( G
đm
), người ta thực hiện hạ tải bằng phương pháp
hãm động năng theo hai phương thức: kích từ độc lập hoặc tự kích từ và với yêu cầu dòng
điện hãm ban đầu: I
h bđ
= 2 I
đm
. Hãy tính Mô men hãm, điện trở hãm tương ứng; xác định tốc
độ hạ tải trọng ổn định, dòng điện hãm ứng với tốc độ đó. Vẽ các sơ đồ đấu dây động cơ và
mạch kích từ cho từng phương thức hãm. Phân tích bản chất của quá trình năng lượng, ưu
nhược điểm của phương pháp hãm động năng đối với dạng tải truyền động này.
12. Từ điểm làm việc khi nâng tải trọng G = 2,5T trên đặc tính biến trở với điện trở mạch phần
ứng R
f
= 5 R
ư
, người ta giữ nguyên điện trở phụ và đảo chiều cực tính nguồn phần ứng. Các
trạng thái làm việc tiếp theo của truyền động điện là gì? Tính giá trị dòng điện, mô men tại
các điểm bắt đầu chuyển trạng thái và điểm làm việc ổn định cuối cùng.
13. Khi cần cải thiện điều kiện khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ của hệ thống truyền
động điện, người ta sử dụng bộ biến đổi điện áp phần ứng ( giả thiết điện trở trong của bộ
biến đổi R
b
xấp xỉ bằng R
ư
) , nếu hệ thống truyền động có hệ số quá tải về mô men K
M

=
1,3 và tải trọng G = 2,5T thì điện áp đặt vào phần ứng thấp nhất cho phép sẽ bằng bao nhiêu
V? Tính toán và vẽ các đường đặc tính cơ ứng với 3 cấp điện áp cách đều để mô tả quá trình
tăng tốc độ đến điểm làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên.
14. Khi nâng tải trọng G = 1,5T, người ta giảm từ thông động cơ với hệ số suy giảm
x = Φ
đm
/Φ = 1,2 ( giữ U
ư
= U
đm
) để tăng tốc độ truyền động. Hãy tính tốc độ động cơ khi đó và
kiểm tra điều kiện quá tải về mô men của hệ thống ( K
M
≥ 1,3 ? ); Vẽ đồ thị đặc tính cơ, tính
độ cứng đặc tính cơ và đưa ra nhận xét.
15. Cũng với tải trọng G = 1,5T, người ta muốn giảm từ thông động cơ để nâng tải với tốc độ
bằng 1,5 lần tốc độ khi từ thông là định mức, hãy tính hệ số suy giảm từ thông khi đó và
kiểm tra điều kiện quá tải về mô men.
Chú ý: Hoàn thành bài tập lớn bằng viết tay.
Bài tập lớn – Cơ sở truyền động điện
4
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐỀ SỐ 3
BÀI TẬP LỚN
Học phần: Cơ sở truyền động điện
Các sinh viên thực hiện:
Nhóm 3 ( gồm các sinh viên có số thứ tự từ 25 đến 35)
Nội dung:

Khảo sát hệ Truyền động điện một chiều cơ cấu nâng của cầu trục được mô tả trên hình vẽ.
Số liệu cho trước:
- Cơ cấu nâng được truyền động bởi động cơ một
chiều kích từ độc lập, có các thông số:
- P
đm
= 12 kW, U
đm
= 440V, η
đm
= 0,85,
n
đm
= (1200 + số thứ tự) min
-1
;
- Điện áp kích từ U
ktđm
= 220V và được giữ không
đổi.
- Giả thiết bỏ qua tổn thất về mô men trong động
cơ điện
( coi M
đt
= M
cơ
= M )
- Hệ thống cần hệ số quá tải về mô men K
M
= 1,3

- Đường kính tang trống: 0,4 m
- Tỷ số truyền của hộp số: i = 30:1
- Hiệu suất của bộ truyền và tang trống:
η
i
= 0,8; η
t
= 0,87.
- Cơ cấu nâng được cải tạo cấu trúc dây cáp lấy tải như hình vẽ.
Yêu cầu:
1. Xác định khối lượng tải trọng G phù hợp với trạng thái làm việc định mức ( về công suất, mô
men, dòng điện, tốc độ) của động cơ ( sau này gọi là tải định mức G
đm
)
2. Tính, vẽ và biểu diễn điểm làm việc định mức trên các đặc tính n(I
ư
) và n(M), tính độ cứng
đặc tính cơ.
3. Xác định vận tốc v[m/s] nâng tải G
đm
.
4. Xác định tải trọng G
max
mà động cơ có thể nâng được trong chế độ làm việc tự nhiên và dòng
điện cho phép: I
ư
= 2 I
đm
, xác định tốc độ làm việc, công suất và mô men mà động cơ phải
cung cấp khi đó. Thể hiện trên đồ thị đặc tính cơ.

5. Khi khởi động, để tránh sụt áp lưới điện và hạn chế dòng điện khởi động, người ta đưa điện
trở phụ vào mạch phần ứng. Hãy tính giá trị điện trở phụ này theo yêu cầu I
nm
= 2,5I
đm
. Vẽ
mạch phần ứng lúc này. Xác định Mô men khởi động tương ứng.
6. Vẫn với tải G
đm
, hãy xác định tốc độ làm việc ổn định của động cơ khi vẫn chưa cắt điện trở
phụ (như đã tính được từ mục 5) ra khỏi mạch phần ứng. Biểu diễn điểm làm việc này trên
đồ thị đặc tính cơ.
7. Tính giá trị điện trở phụ đưa vào mạch phần ứng để động cơ có thể tạm treo tải trọng G
đm
trên
không.
Bài tập lớn – Cơ sở truyền động điện
5
η
t
i, η
i
v
8. Tính điện trở phụ mạch phần ứng để hạ tải trọng G
đm
trong tình trạng hãm ngược không đảo
cực tính điện áp cung cấp với tốc độ động cơ bằng ½ giá trị tốc độ định mức. Tính dòng điện
hãm lúc này. Vẽ đặc tính cơ điện, đặc tính cơ tương ứng.
9. Xác định vận tốc nâng tải trọng v[ m/s] ứng với tải G = 2,0T khi động cơ làm việc trên đặc
tính cơ tự nhiên và trên đặc tính cơ biến trở với điện trở phụ mạch phần ứng R

f
= 5 R
ư

10. Với tải trọng định mức, người ta muốn hạ tải bằng phương pháp hãm tái sinh, hãy tính tốc
độ ổn định khi hãm ( bỏ qua giai đoạn hãm ngược khi đảo cực tính điện áp nguồn cung cấp).
Vẽ đoạn đặc tính khi hãm tái sinh. Phân tích bản chất của quá trình năng lượng của phương
pháp hãm tái sinh đối với dạng tải truyền động này.
11. Từ điểm làm việc khi nâng tải định mức ( G
đm
), người ta thực hiện hạ tải bằng phương pháp
hãm động năng theo hai phương thức: kích từ độc lập hoặc tự kích từ và với yêu cầu dòng
điện hãm ban đầu: I
h bđ
= 2 I
đm
. Hãy tính Mô men hãm, điện trở hãm tương ứng; xác định tốc
độ hạ tải trọng ổn định, dòng điện hãm ứng với tốc độ đó. Vẽ các sơ đồ đấu dây động cơ và
mạch kích từ cho từng phương thức hãm. Phân tích bản chất của quá trình năng lượng, ưu
nhược điểm của phương pháp hãm động năng đối với dạng tải truyền động này.
12. Từ điểm làm việc khi nâng tải trọng G = 2,5T trên đặc tính biến trở với điện trở mạch phần
ứng R
f
= 5 R
ư
, người ta giữ nguyên điện trở phụ và đảo chiều cực tính nguồn phần ứng. Các
trạng thái làm việc tiếp theo của truyền động điện là gì? Tính giá trị dòng điện, mô men tại
các điểm bắt đầu chuyển trạng thái và điểm làm việc ổn định cuối cùng.
13. Khi cần cải thiện điều kiện khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ của hệ thống truyền
động điện, người ta sử dụng bộ biến đổi điện áp phần ứng ( giả thiết điện trở trong của bộ

biến đổi R
b
xấp xỉ bằng R
ư
) , nếu hệ thống truyền động có hệ số quá tải về mô men K
M
=
1,3 và tải trọng G = 2,5T thì điện áp đặt vào phần ứng thấp nhất cho phép sẽ bằng bao nhiêu
V? Tính toán và vẽ các đường đặc tính cơ ứng với 3 cấp điện áp cách đều để mô tả quá trình
tăng tốc độ đến điểm làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên.
14. Khi nâng tải trọng G = 1,5T, người ta giảm từ thông động cơ với hệ số suy giảm
x = Φ
đm
/Φ = 1,2 ( giữ U
ư
= U
đm
) để tăng tốc độ truyền động. Hãy tính tốc độ động cơ khi đó và
kiểm tra điều kiện quá tải về mô men của hệ thống ( K
M
≥ 1,3 ? ); Vẽ đồ thị đặc tính cơ và
đưa ra nhận xét.
15. Cũng với tải trọng G = 1,5T, người ta muốn giảm từ thông động cơ để nâng tải với tốc độ
bằng 1,5 lần tốc độ khi từ thông là định mức, hãy tính hệ số suy giảm từ thông khi đó và
kiểm tra điều kiện quá tải về mô men.
Chú ý: Hoàn thành bài tập lớn bằng viết tay.
Bài tập lớn – Cơ sở truyền động điện
6
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỀ SỐ 4
BÀI TẬP LỚN
Học phần: Cơ sở truyền động điện
Các sinh viên thực hiện:
Nhóm 4( gồm các sinh viên có số thứ tự từ 36 đến 45)
Nội dung:
Khảo sát truyền động điện trục chính máy tiện
Số liệu cho trước:
- Giả thiết trục chính một máy tiện được truyền động
bởi động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc có các số
liệu:
P
đm
= 4kW; Điện áp : Y – 380V; Tần số: f
đm
= 50Hz
η
đm
= 0,8; Hệ số công suất cosϕ
đm
= 0,79;
Tốc độ định mức n
đm
= (1390 + số thứ tự)[1/min];
Bội số mô men mở máy: K
M
= M
mm
/M
đm

= 2,4;
Hệ số quá tải về mô men: λ = M
max
/M
đm
= 2,6
- Dải tốc độ trục chính máy tiện từ 44 – 1980 min
-1
; hiệu suất trung bình bộ truyền lực η
i
= 0,85
Tình trạng khởi động: gần như không tải ( khắc phục ma sát )
Yêu cầu:
1. Tính dòng điện tiêu thụ của động cơ ở chế độ làm việc định mức
2. Tính số đôi cực và tốc độ đồng bộ của động cơ ( giả thiết trên đoạn đặc tính làm việc hệ số trượt
nằm trong khoảng 0,02 ≤ s ≤ 0,06) .
3. Tính các giá trị môn men : M
đm
; M
mm
; M
max
= M
th
; độ trượt tới hạn s
th
( giả thiết bỏ qua R
1
)
4. Sử dụng tối đa các số liệu để vẽ đặc tính cơ tự nhiên gần đúng của động cơ ( giả thiết bỏ qua R

1
)
5. Tính tỷ số truyền của bộ truyền lực tương ứng dải tốc độ đã cho.
6. Xác định Mô men, công suất cắt ở tốc độ thấp nhất ( 44 min
-1
) và ở tốc độ cao nhất ( 1980 min
-1
)
của trục chính mà động cơ có thể cung cấp trong trạng thái làm việc ổn định.
7. Nếu đường kính phôi d [mm] = 60 thì lực cắt tối đa cho phép ở tốc độ thấp nhất và cao nhất sẽ
bằng bao nhiêu ( trong điều kiện làm việc ổn định)? Tương ứng mô men, công suất cắt bằng
bao nhiêu?
(Kiến thức liên quan để biết: lực cắt trong quan hệ F
c
= k
c
. q , trong đó: F
c
là lực cắt [N]; k
c
là
lực cắt riêng [ N/mm
2
]; q là tiết diện cắt [ mm
2
])
8. Nếu điện áp pha của lưới suy giảm còn 80% U
fđm
, hãy xác định lại các số liệu như mục 7.
9. Để áp dụng biến tần vào máy tiện, người ta có thể không dùng phần tăng tốc của hộp số mà thay

vào đó phần tốc độ của trục chính cao hơn tốc độ cơ bản ( tương ứng với tốc độ định mức của
động cơ) được thực hiện bằng bộ biến tần với f
1
> f
đm
, điện áp nguồn giữ nguyên định mức. Hãy
tính tần số để trục chính có tốc độ 1980 min
-1
( giả thiết trên đoạn đặc tính làm việc hệ số trượt
nằm trong khoảng 0,02 ≤ s ≤ 0,06) . Tính mô men tới hạn tương ứng và kiểm tra lại khả năng
Bài tập lớn – Cơ sở truyền động điện
7
i, η
i

cung cấp mô men, công suất của động cơ đáp ứng mô men, công suất cắt như đã tính được ở
mục 7 ( giữ nguyên hiệu suất bộ truyền lực)
10. Để rút ngắn thời gian dừng máy, người ta có thể áp dụng phương pháp hãm ngược. Giả sử điểm
làm việc trước khi hãm là định mức, hãy vẽ đặc tính cơ mô tả quá trình tiến tới hãm dừng và vẽ
sơ đồ nguyên lý mạch điện động cơ với chức năng thực hiện hãm ngược.
Chú ý: Hoàn thành bài tập lớn bằng viết tay.
Bài tập lớn – Cơ sở truyền động điện
8
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐỀ SỐ 5
BÀI TẬP LỚN
Học phần: Cơ sở truyền động điện
Các sinh viên thực hiện:
Nhóm 5 ( gồm các sinh viên có số thứ tự từ 46 đến 55)

Nội dung:
Khảo sát truyền động điện cơ cấu nâng của cầu trục
Số liệu cho trước:
- Giả thiết cơ cấu nâng được truyền động
bởi động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc có các số
liệu:
P
đm
= 7,5kW; Điện áp : Y– 380V; Tần số: f
đm
= 50Hz
η
đm
= 0,8; Hệ số công suất cosϕ
đm
= 0,84;
Tốc độ định mức n
đm
= (1380 + số thứ tự)[1/min];
Bội số mô men mở máy: K
M
= M
mm
/M
đm
= 2,7;
Hệ số quá tải về mô men: λ = M
max
/M
đm

= 3,1
- Đường kính tang trống: 0,4 m
- Tỷ số truyền của hộp số: i = 40:1
Hiệu suất của bộ truyền và tang trống:
η
i
= 0,8; η
t
= 0,85.
Tình trạng khởi động: gần như không tải ( khắc phục ma sát )
Yêu cầu:
1. Tính dòng điện tiêu thụ của động cơ ở chế độ làm việc định mức.
2. Tính số đôi cực và tốc độ đồng bộ của động cơ ( giả thiết trên đoạn đặc tính làm việc hệ số trượt
nằm trong khoảng 0,02 ≤ s ≥ 0,06).
3. Tính các giá trị môn men : M
đm
; M
mm
; M
max
= M
th
; độ trượt tới hạn s
th
( giả thiết bỏ qua R
1
)
4. Sử dụng tối đa các số liệu để vẽ đặc tính cơ tự nhiên gần đúng của động cơ ( giả thiết bỏ qua R
1
)

5. Xác định Mô men tang trống, công suất nâng tải mà động cơ có thể cung cấp tương ứng với điểm
làm việc định mức của nó. Xác định khối lượng định mức tải trọng (G
đm
)của cầu trục.
6. Xác định vận tốc nâng tải G
đm
, v[m/s].
7. Xác định giá trị phụ tải G
max
mà động cơ có thể nâng được. Tính dòng điện động cơ, tốc độ động
cơ, vận tốc nâng tải trọng khi đó.
8. Nếu điện áp pha của lưới suy giảm còn 80% U
fđm
, hãy xác định lại các số liệu như mục 7.
Chú ý: Hoàn thành bài tập lớn bằng viết tay.
Bài tập lớn – Cơ sở truyền động điện
9
η
t
i, η
i
v
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐỀ SỐ 6
BÀI TẬP LỚN
Học phần: Cơ sở truyền động điện
Các sinh viên thực hiện:
Nhóm 6 ( gồm các sinh viên có số thứ tự từ 56 đến 65)
Nội dung:

Khảo sát truyền động điện cơ cấu nâng của cầu trục
Số liệu cho trước:
- Giả thiết cơ cấu nâng được truyền động
bởi động cơ điện một chiều kích từ độc lập có các thông
số định mức là: P
đm
= 10kW; U
đm
= 110V; I
đm
=100A;

Tốc độ định mức n
đm
= (500+ số thứ tự)[v/p];
- Đường kính tang trống: D=0,4 m
- Tỷ số truyền của hộp số: i = 40:1
Hiệu suất của bộ truyền và tang trống:
η
i
= 0,8; η
t
= 0,85.
Tình trạng khởi động: gần như không tải ( khắc phục ma
sát )
Yêu cầu:
Yêu cầu:
1. Xác định khối lượng tải trọng G phù hợp với trạng thái làm việc định mức ( về công suất, mô
men, dòng điện, tốc độ) của động cơ ( sau này gọi là tải định mức G
đm

)
2. Tính, vẽ và biểu diễn điểm làm việc định mức trên các đặc tính n(I
ư
) và n(M), tính độ cứng
đặc tính cơ.
3. Xác định vận tốc v[m/s] nâng tải G
đm
.
4. Xác định tải trọng G
max
mà động cơ có thể nâng được trong chế độ làm việc tự nhiên và dòng
điện cho phép: I
ư
= 2,5 I
đm
, xác định tốc độ làm việc, công suất và mô men mà động cơ phải
cung cấp khi đó. Thể hiện trên đồ thị đặc tính cơ.
5. Khi khởi động, để tránh sụt áp lưới điện và hạn chế dòng điện khởi động, người ta đưa điện
trở phụ vào mạch phần ứng. Hãy tính giá trị điện trở phụ này theo yêu cầu I
nm
= 2,5I
đm
. Vẽ
mạch phần ứng lúc này. Xác định Mô men khởi động tương ứng.
6. Vẫn với tải G
đm
, hãy xác định tốc độ làm việc ổn định của động cơ khi vẫn chưa cắt điện trở
phụ (như đã tính được từ mục 5) ra khỏi mạch phần ứng. Biểu diễn điểm làm việc này trên
đồ thị đặc tính cơ.
7. Tính giá trị điện trở phụ đưa vào mạch phần ứng để động cơ có thể tạm treo tải trọng G

đm
trên
không.
8. Tính điện trở phụ mạch phần ứng để hạ tải trọng G
đm
trong tình trạng hãm ngược không đảo
cực tính điện áp cung cấp với tốc độ động cơ bằng ½ giá trị tốc độ định mức. Tính dòng điện
hãm lúc này. Vẽ đặc tính cơ điện, đặc tính cơ tương ứng.
Bài tập lớn – Cơ sở truyền động điện
10
η
t
i, η
i
v
9. Xác định vận tốc nâng tải trọng v[ m/s] ứng với tải G = 8,0T khi động cơ làm việc trên đặc
tính cơ tự nhiên và trên đặc tính cơ biến trở với điện trở phụ mạch phần ứng R
f
= 5 R
ư

10. Với tải trọng định mức, người ta muốn hạ tải bằng phương pháp hãm tái sinh, hãy tính tốc
độ ổn định khi hãm ( bỏ qua giai đoạn hãm ngược khi đảo cực tính điện áp nguồn cung cấp).
Vẽ đoạn đặc tính khi hãm tái sinh. Phân tích bản chất của quá trình năng lượng của phương
pháp hãm tái sinh đối với dạng tải truyền động này.
11. Từ điểm làm việc khi nâng tải định mức ( G
đm
), người ta thực hiện hạ tải bằng phương pháp
hãm động năng theo hai phương thức: kích từ độc lập hoặc tự kích từ và với yêu cầu dòng
điện hãm ban đầu: I

h bđ
= 2 I
đm
. Hãy tính Mô men hãm, điện trở hãm tương ứng; xác định tốc
độ hạ tải trọng ổn định, dòng điện hãm ứng với tốc độ đó. Vẽ các sơ đồ đấu dây động cơ và
mạch kích từ cho từng phương thức hãm. Phân tích bản chất của quá trình năng lượng, ưu
nhược điểm của phương pháp hãm động năng đối với dạng tải truyền động này.
12. Từ điểm làm việc khi nâng tải trọng G = 8T trên đặc tính biến trở với điện trở mạch phần
ứng R
f
= 5 R
ư
, người ta giữ nguyên điện trở phụ và đảo chiều cực tính nguồn phần ứng. Các
trạng thái làm việc tiếp theo của truyền động điện là gì? Tính giá trị dòng điện, mô men tại
các điểm bắt đầu chuyển trạng thái và điểm làm việc ổn định cuối cùng.
13. Khi cần cải thiện điều kiện khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ của hệ thống truyền
động điện, người ta sử dụng bộ biến đổi điện áp phần ứng ( giả thiết điện trở trong của bộ
biến đổi R
b
xấp xỉ bằng R
ư
) , nếu hệ thống truyền động có hệ số quá tải về mô men K
M
=
1,3 và tải trọng G = 8T thì điện áp đặt vào phần ứng thấp nhất cho phép sẽ bằng bao nhiêu
V? Tính toán và vẽ các đường đặc tính cơ ứng với 3 cấp điện áp cách đều để mô tả quá trình
tăng tốc độ đến điểm làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên.
14. Khi nâng tải trọng G = 4,5T, người ta giảm từ thông động cơ với hệ số suy giảm
x = Φ
đm

/Φ = 1,2 ( giữ U
ư
= U
đm
) để tăng tốc độ truyền động. Hãy tính tốc độ động cơ khi đó và
kiểm tra điều kiện quá tải về mô men của hệ thống ( K
M
≥ 1,3 ? ); Vẽ đồ thị đặc tính cơ và
đưa ra nhận xét.
15. Cũng với tải trọng G = 4,5T, người ta muốn giảm từ thông động cơ để nâng tải với tốc độ
bằng 1,5 lần tốc độ khi từ thông là định mức, hãy tính hệ số suy giảm từ thông khi đó và
kiểm tra điều kiện quá tải về mô men.
Chú ý: Hoàn thành bài tập lớn bằng viết tay.
Bài tập lớn – Cơ sở truyền động điện
11
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐỀ SỐ 7
BÀI TẬP LỚN
Học phần: Cơ sở truyền động điện
Sinh viên thực hiện:
Nhóm 7 ( gồm các sinh viên có số thứ tự từ 66 đến 75)
Nội dung:
Khảo sát hệ Truyền động điện động cơ một chiều cơ cấu nâng của cầu trục (Mô tả như hình vẽ).
Số liệu cho trước:
- Đường kính tang trống: 0,6 m
- Tỷ số truyền của hộp số: i = 60:1
- Hiệu suất của bộ truyền và tang trống:
η
i

= 0,8; η
t
= 0,87.
Động cơ dùng cho hệ là động cơ điện một chiều kích
từ độc lập có các thông số như sau: P
đm
= 75Kw, U
đm
=
440V, I
đm
= 194A, n
đm
=(1000 +thứ tự sinh viên)v/p,
R
ư
= 0,072Ω.
- Hệ thống cần hệ số quá tải về mô men K
M
= 1,5
Yêu cầu:
1. Tính toán các thông số và vẽ đặc tính cơ điện tự nhiên n(I
ư
), đặc tính cơ tự nhiên n(M), tính
độ cứng đặc tính cơ. Xác định điểm làm việc định mức trên các đặc tính tương ứng.
2. Xác định mô men cản đặt về trục động cơ ứng với trường hợp nâng tải trọng G = 20 tấn.
3. Xác định tải trọng G ứng với điểm làm việc định mức trên đường đặc tính cơ tự nhiên của
động cơ ( G
đm
) ; xác định giá trị G

max
mà động cơ có thể nâng được trong điều
kiện I = 2,2I
đm
( không tính đến sự thay đổi hiệu suất của động cơ và các khâu
khác theo tải trọng), thể hiện các điểm làm việc trên đồ thị đặc tính cơ.
4. Khi khởi động, để tránh sụt áp lưới điện và hạn chế dòng điện khởi động, người ta đưa điện
trở phụ vào mạch phần ứng. Hãy tính giá trị điện trở phụ này theo yêu cầu
I
n m
= 2,7I
đm
. Vẽ mạch phần ứng lúc này. Xác định Mô men khởi động tương ứng.
5. Vẫn với tải G= 15 tấn, hãy xác định tốc độ làm việc ổn định của động cơ khi vẫn chưa cắt
điện trở phụ ra khỏi mạch phần ứng. Biểu diễn điểm làm việc này trên đồ thị đặc tính cơ.
6. Tính giá trị điện trở phụ đưa vào mạch phần ứng để động cơ có thể tạm treo tải trọng G = 20
tấn trên không.
7. Tính điện trở phụ mạch phần ứng để hạ tải trọng G = 20 T trong tình trạng hãm ngược không
đảo cực tính điện áp cung cấp với tốc độ động cơ bằng ½ giá trị tốc độ định mức. Tính dòng
điện hãm lúc này. Vẽ đặc tính cơ điện, đặc tính cơ tương ứng.
8. Xác định vận tốc nâng tải trọng v[ m/s] ứng với tải G = 20T khi động cơ làm việc trên đặc
tính cơ tự nhiên và trên đặc tính cơ biến trở với điện trở phụ mạch phần ứng R
f
= 5 R
ư

Bài tập lớn – Cơ sở truyền động điện
12
η
t

η
i
; i
9. Với tải trọng định mức như đã tính được ở mục 3, người ta muốn hạ tải bằng phương pháp
hãm tái sinh, hãy tính tốc độ ổn định khi hãm ( bỏ qua giai đoạn hãm ngược khi đảo cực tính
điện áp nguồn cung cấp). Vẽ đoạn đặc tính khi hãm tái sinh. Phân tích bản chất của quá trình
năng lượng của phương pháp hãm tái sinh đối với dạng tải truyền động này.
10. Từ điểm làm việc khi nâng tải định mức ( G
đm
), người ta thực hiện hạ tải bằng phương pháp
hãm động năng theo hai phương thức: kích từ độc lập hoặc tự kích từ và lần lượt với yêu cầu
dòng điện hãm ban đầu: I
h bđ
= 2,5 I
đm
. Hãy tính Mô men hãm, điện trở hãm tương ứng; xác
định tốc độ hạ tải trọng ổn định, dòng điện hãm ứng với tốc độ đó. Vẽ các sơ đồ đấu dây
động cơ và mạch kích từ cho từng phương thức hãm. Phân tích bản chất của quá trình năng
lượng, ưu nhược điểm của phương pháp hãm động năng đối với dạng tải truyền động này.
11. Từ điểm làm việc khi nâng tải trọng G = 20T trên đặc tính biến trở với điện trở mạch phần
ứng R
f
= 5 R
ư
, người ta giữ nguyên điện trở phụ và đảo chiều cực tính nguồn phần ứng. Các
trạng thái làm việc tiếp theo của truyền động điện là gì? Tính giá trị dòng điện, mô men tại
các điểm bắt đầu chuyển trạng thái và điểm làm việc ổn định cuối cùng .
12. Khi cần cải thiện điều kiện khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ của hệ thống truyền
động điện, người ta sử dụng bộ biến đổi điện áp phần ứng ( giả thiết điện trở trong của bộ
biến đổi R

b
xấp xỉ bằng R
ư
) , nếu hệ thống truyền động có hệ số quá tải về mô men K
M
= 1,5 và
tải trọng G = 20T thì điện áp đặt vào phần ứng thấp nhất cho phép sẽ bằng bao nhiêu V?
Tính toán và vẽ các đường đặc tính cơ ứng với 3 cấp điện áp cách đều để mô tả quá trình
tăng tốc độ đến điểm làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên.
13. Khi nâng tải trọng G = 15T, người ta giảm từ thông động cơ với hệ số suy giảm
x = Φ
đm
/Φ = 1,2 ( giữ U
ư
= U
đm
) để tăng tốc độ truyền động. Hãy tính tốc độ động cơ khi đó và
kiểm tra điều kiện quá tải về mô men của hệ thống ( K
M
≥ 1,5 ? ); Vẽ đồ thị đặc tính cơ và
đưa ra nhận xét.
14. Cũng với tải trọng G = 15T, người ta muốn giảm từ thông động cơ để nâng tải với tốc độ
bằng 1,5 lần tốc độ khi từ thông là định mức, hãy tính hệ số suy giảm từ thông khi đó và
kiểm tra điều kiện quá tải về mô men.
Chú ý: Hoàn thành bài tập lớn bằng viết tay.
Bài tập lớn – Cơ sở truyền động điện
13
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐỀ SỐ 8

BÀI TẬP LỚN
Học phần: Cơ sở truyền động điện
Các sinh viên thực hiện:
Nhóm 8 ( gồm các sinh viên có số thứ tự từ 76 đến 82)
Nội dung:
Khảo sát truyền động điện cơ cấu nâng của cầu trục
Số liệu cho trước:
- Giả thiết cơ cấu nâng được truyền động
bởi động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc có các số
liệu:
P
đm
= 60kw, E
2
= 175V, I
2đm
= 216A; Điện áp : Y– 380V;
Tần số: f
đm
= 50Hz
η
đm
= 0,8; Hệ số công suất cosϕ
đm
= 0,84;
Tốc độ định mức n
đm
= (600 + số thứ tự)[1/min];
Bội số mô men mở máy: K
M

= M
mm
/M
đm
= 2,7;
Hệ số quá tải về mô men: λ = M
max
/M
đm
= 3,1
- Đường kính tang trống: 0,5 m
- Tỷ số truyền của hộp số: i = 50:1
Hiệu suất của bộ truyền và tang trống:
η
i
= 0,85; η
t
= 0,8.
Tình trạng khởi động: gần như không tải ( khắc phục ma sát )
Yêu cầu:
1. Tính dòng điện tiêu thụ của động cơ ở chế độ làm việc định mức.
2. Tính số đôi cực và tốc độ đồng bộ của động cơ ( giả thiết trên đoạn đặc tính làm việc hệ số trượt
nằm trong khoảng 0,02 ≤ s ≤0,06).
3. Tính các giá trị môn men : M
đm
; M
mm
; M
max
= M

th
; độ trượt tới hạn s
th
( giả thiết bỏ qua R
1
)
4. Sử dụng tối đa các số liệu để vẽ đặc tính cơ tự nhiên gần đúng của động cơ ( giả thiết bỏ qua R
1
)
5. Xác định Mô men tang trống, công suất nâng tải mà động cơ có thể cung cấp tương ứng với điểm
làm việc định mức của nó. Xác định khối lượng định mức tải trọng (G
đm
)của cầu trục.
6. Xác định vận tốc nâng tải G
đm
, v[m/s].
7. Xác định giá trị phụ tải G
max
mà động cơ có thể nâng được. Tính dòng điện động cơ, tốc độ động
cơ, vận tốc nâng tải trọng khi đó.
8. Nếu điện áp pha của lưới suy giảm còn 80% U
fđm
, hãy xác định lại các số liệu như mục 7.
9. Nếu điện áp của nguồn giảm đi
2
lần thì tốc độ v, mômen ngắn mạch của động cơ khi đó là
bao nhiêu. Giả thiết tải là 0,8G
đm
Chú ý: Hoàn thành bài tập lớn bằng viết tay.
Bài tập lớn – Cơ sở truyền động điện

14
η
t
i, η
i
v