Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Bài tập bộ môn máy điện - máy điện không đồng bộ 3 pha
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II
Trang-1
PHẦN A : MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
TÓM TẮT SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT:
I. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ:
1) Phương trình điện áp khi Rotor đứng yên:( n = o , s = 1 ) :
¾ Sức điện động pha dây quấn Stator:
1 44 1 1 1 max Ε = 4, xΝ xf xΚdq xφ
¾ Sức điện động pha dây quấn rotor:
2 44 2 2 2 max Ε = 4, xΝ xf xΚdq xφ
Với f2 = s.f = f
¾ Hệ số quy đổi dòng điện :
1
2
2 2 .2
1 1 .1
Ι
Ι = Ν Κ
Ν Κ
Κ =
dq
dq
i
m x x
m x x
¾ Hệ số quy đổi dòng điện :
2
1
2 .2
1 .1
Ε
Ε = Ν Κ
Ν Κ
ΚΕ =
dq
dq
x
x
¾ Dòng điện Rotor quy đổi về Stator:
1
2
2 = Ι
Κ
Ι Ι′ =
i
¾ Sức điện động Rotor quy đổi về Stator:
Ε2 = Κ Ε2 = Ε1 ′ Ε x
¾ Điện trở roto quy đổi về stator:
2 2 R′ = ΚΕ xΚi xR
¾ Điện kháng roto quy đổi về stator:
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II
Trang-2
2 2 X ′ = ΚΕ xΚi xX
¾ Dòng điện Rotor lúc đứng yên :
2
2
2
2
2
2
R + X
Ε Ι =
2) Phương trình điện áp khi rotor quay ( n ≠ 0...,0 < s < 1 ):
¾ Sức điện động pha dây quấn Stator:
1 44 1 1 1 max Ε = 4, xΝ xf xΚ dq xφ
¾ Sức điện động pha dây quấn rotor:
2. 2 2 2 max 2 Ε S = 4,44xΝ xs. f xΚ dq xφ = sxΕ
Với f2.S = s.f2
¾ Dòng điện Rotor lúc quay :
( )2
2
2
2
2
2
2.
2
2
2.
2
R SxX
Sx
R X S
S
+
Ε =
+
Ε Ι =
¾
3)
II. CÔNG SUẤT TRONG ĐỘNG CƠ ĐIỆN KĐB BA PHA:
1) Cấu trúc về công suất trong đcơ điện KĐB 3 pha:
ΔΡCU .1 ΔΡfe ΔΡCU.2 ΔΡCO.MS.F
Ρ.1 Ρ2
Ρ.1DT Ρ CO
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II
Trang-3
2) Các công thức cơ bản :
¾ Công suất điện tiêu thụ của động cơ :
Ρ1 = 3xU1. f xΙ1. f xCosϕ = 3xU1d xΙ1d xCosϕ
¾ Công suất phản kháng của động cơ:
Q = 3xU1. f xΙ1. f xSinϕ = 3xU1d xΙ1d xSinϕ
¾ Tổn hao đồng dây quấn Stator:
2
.1 3 1 2 ΔΡ = xR xΙ CU
¾ Tổn hao đồng dây quấn Rotor:
2
2 2
2 ΔΡ .2 = 3xR2 xΙ 2 = 3xR′ xΙ′ CU
¾ Tổn hao sắt từ :
2
1 3 fe O ΔΡ = xR xΙ
¾ Công suất điện từ :
Ρdt = Ρ1 − ΔΡCU .1 − ΔΡfe = Ρ2 + ΔΡCU .2 + ΔΡCO.MSF
Hoặc :
S
CU
dt
ΔΡ .2 Ρ = với S : là hệ số trượt.
¾ Công suất phần cơ của đcơ:
ΡCO = Ρdt − ΔΡCU = − S Ρdt (1 ) .2
¾ Công suất cơ có ích ( công suất định mức ) của đcơ:
Ρdm = Ρ2 = Ρ1 − ΔΡ = Ρdt − ΔΡCU .2 − ΔΡCO.MSF
Hoặc 2 2 Ρ = ΩxM
Với :
60
2π.n Ω = là tốc độ góc quay của Rotor
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II
Trang-4
M2 là moment quay , moment định mức của đcơ.
¾ Hiệu suất của động cơ:
1
2
Ρ
Ρ
η =
¾ Hệ số tải :
dm
tai
tai Ι
Ι Κ =
O tai n Ρ + Ρ + Κ xΡ
Ρ
⇒ =
2
2 η
Với ΡO = ΔΡfe + ΔΡCO.MSF là tổn hao không tải.
Ρn = ΔΡCU .1 + ΔΡCU .2
BÀI TẬP
Bài 1:
Một động cơ không đồng bộ 3 pha quay với tốc độ: n = 860
vòng/phút.được nối vào nguồn điện có f = 60 HZ, 2p = 8. Tính hệ số trượt , tần số
dòng điện của Roto, tốc độ trượt của động cơ.
HD:
¾ Tốc độ quay của từ trường ( tốc độ đồng bộ ):
900( / ) 4
60 60 60
1 vong phut x
p
f n = = =
¾ Hệ số trượt :
0,044
900
900 860
1
1 = − = − = n
n n
s
¾ Tần số dòng điện của Roto lúc quay:
HZ f Sxf 0,044x60 2,64 2 = = =
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II
Trang-5
¾ Tốc độ trượt của ĐC:
900 960 40( / ) 2 1 n = n − n = − = vong phut
------------------------------------------------------------------------------
Bài 2:
Một đcơ KĐB 3 pha Roto dây quấn được nối vào nguồn có:Ud = 220V,
f= 50HZ , 2p = 4, Stator đấu tam giác. Khi Roto quay n= 1425vòng/phút, Tính hệ
số trượt, f2 , E2 lúc quay và lúc đứng yên. Biết 0 1
0
2 Ν = 40 Ν , Κ dq1 = Κdq2 ,cho
rằng Ε1 ≈ U1 f = 220V .
HD:
¾ Tốc độ từ trường:
1500( / ) 2
60 60 50
1 vong phut x
p
f n = = =
¾ Hệ số trượt:
0,05
1500
1500 1425
1
1 = − = − = n
n n
s
¾ Tần số dòng điện lúc quay:
HZ f Sxf 0,05x50 2,5 2 = = =
¾ Hệ số quy đổi sức điện động:
2,5
40
100
2
1
2 2
1 1 = = Ν
Ν = Ν Κ
Ν Κ
Κ =
dq
dq
e x
x
¾ Sức điện động pha roto lúc đứng yên:
V
U
E
E
U
E
E
e
f f
e 88
2,5
1 220
2
2
1
2
1 = = Κ
Κ = ≈ ⇒ =
¾ Sức điện động pha roto lúc quay:
Ε2S = SxΕ2 = 0,05x88 = 4,4V
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II
Trang-6
Bài 3 :
Một đcơ KĐB 3 pha Roto dây quấn có N1= 96 vòng. N2= 80 vòng,
Κdq1 = 0,94 , Κ dq2 = 0,957 , = HΖ f 50 , φ max = 0,02wb , tốc độ đồng bộ n1 = 1000
vòng/phút.
a/ Tính sức điện động pha cảm ứng của dây quấy roto và stator ( E1 , E2 )
lúc quay với tốc độ n = 950 vòng/phút, và lúc đứng yên.
b/ Tính tần số dòng điện roto trong 2 trường hợp trên.
c/ Tính dòng điện roto trong 2 trường hợp trên , Biết R2 = 0,06Ω ,
X 2 = 0,1Ω .
HD:
a/
¾ Sức điện động pha cảm ứng của dây quấn stator:
E1 = 4,44xΝ1 xfxΚdq1 xφ max = 4,44x96x50x0,94x0,02 = 400V
¾ Sức điện động pha cảm ứng của dây quấn Roto lúc đứng yên:
E2 = 4,44xΝ2 xfxΚdq2 xφ max = 4,44x80x50x0,957x0,02 = 340V
¾ Hệ số trượt:
0,05
1000
1000 950
1
1 = − = − = n
n n
s
¾ Sức điện động pha cảm ứng của dây quấn Roto lúc quay:
0,05 340 17( ) E2S = SxE2 = x = V
b/
Vì lúc đứng yên n = 0 ⇒ S = 1
Nên: HZ f Sxf f 50 2 = = =
¾ Tần số dòng điện lúc quay:
HZ f Sxf 0,05x50 2,5 2 = = =
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II
Trang-7
c/
¾ Dòng điện roto lúc đứng yên:
A
R X
E 2915
0,06 0,1
340
2 2 2
2
2
2
2
2 =
+
=
+
Ι =
¾ Dòng điện roto lúc quay:
A
R SxX x
SxE
R X
E
S
S 282
0,06 (0,05 0,1)
17
( )
2 2 2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2 =
+
=
+
=
+
Ι =
-------------------------------------------------------------------------------
Bài 4 :
Một đcơ KĐB 3 pha roto dây quấn có : 2p = 6, R2 = 0,01Ω , được nối vào
nguồn điện có Ud = 400 V, = HΖ f 50 . Stator đấu tam giác, khi roto quay với n =
970 vòng/phút , thì dòng điện roto đo được I2 = 240A.
Tính : a/ điện kháng roto lúc quay và lúc đứng yên : X2 , X2S ?
b/ tính điện trở và điện kháng của roto quy đổi về stator : R2
′ , X 2
′ ?
biết Κe = Κi ( bỏ qua tổng trở dây quấn ).
HD:
¾ Tốc độ từ trường:
1000( / ) 3
60 60 50
1 vong phut x
p
f n = = =
¾ Hệ số trượt:
0,03
1000
1000 970
1
1 = − = − = n
n n
s
a/
¾ Điện kháng roto lúc đứng yên:
− = − = Ω
Ι
⇒ =
+
Ι = ) 0,01 0,818
240
212 ( ) ( 2 2 2
2
2
2
2
2 2
2
2
2
2
2 R E X
R X
E
¾ Điện kháng roto lúc quay:
0,03 0,818 0,0245( ) E2S = SxE2 = x = V
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II
Trang-8
b/
¾ Hệ số quy đổi sức điện động:
1,88
212
400
2
1
2
1
2
1 Κ = ≈ = = = E
U
E
U
E
E f d
e
¾ Điện trở roto quy đổi về stator:
′ = Κ Κ = 0,188 0,01 = 0,035Ω 2
2 2 R x xR x e i
¾ Điện kháng roto quy đổi về stator:
′ = Κ Κ = 0,188 0,818 = 2,89Ω 2
2 2 X x xX x e i
-------------------------------------------------------------------------------------
Bài 5:
Một đcơ KĐB 3 pha roto dây quấn có : p = 2, hệ số quy đổi Κe = Κi = 2 ,
điện trở và điện kháng của roto lúc đứng yên: R2 = 0,2Ω , X 2 = 3,6Ω.động cơ có
stator đấu sao,và được nối vào nguồn Ud = 380 V, = HΖ f 50 .cho rằng E1f = U1f ,
ΔΡCU1 = ΔΡCU 2 , ΔΡfe = 145W , ΔΡcomsf = 145W , s = 0,05.
Tính: dòng điện roto lúc quay? ,công suất có ích P2? , hiệu suất của động cơ?
HD:
a/
¾ Sức điện động pha của roto lúc đứng yên:
Ta có: V
xE x
U U E
E
U
E
E d
e
f f
e 110
3 2
380
3 2
1 1
2
2
1
2
1 = = = Κ
Κ = ≈ ⇒ =
¾ Dòng điện roto lúc quay:
A
x
x
R SxX
SxE
R X
E
S
S 20,4
0,2 (0,05 3,6)
0.05 110
( )
2 2 2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2 =
+
=
+
=
+
Ι =
¾ Tổn hao đồng dây quấn roto
CU 3xR x 3x0,2x20,4 250W 2 2 ΔΡ 2 = 2 Ι 2 = =
¾ Công suất điện từ:
5000( ) 0,05
2 250 W
s
CU
dt = = ΔΡ Ρ =
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN MÁY ĐIỆN
SVTH: Vương Văn Hùng Trường :CĐ- KT-KT-CN II
Trang-9
¾ Công suất có ích của động cơ:
5000 250 145 4650( ) Ρ2 = Ρdt − ΔΡCU 2 − ΔΡcomsf = − − = W
¾ Hiệu suất của động cơ:
0,85
4650 250 145 145
4650
2 1 2
2
2
2 = + + + = Ρ + ΔΡ + ΔΡ + ΔΡ + ΔΡ
Ρ = Ρ + ΔΡ
Ρ =
CU CU fe COmsf
η
III. MOMENT ĐIỆN TỪ:
Ta có : M dt = M 2 + MO (1)
Moment không tải :
Ω
ΔΡ + ΔΡ = CO MSF M O (2)
Momet quay của đcơ:
Ω
Ρ = 2 M 2 (3)
Từ (1) , (2), (3) ta suy ra :
Ω
Ρ = Ω
ΔΡ + ΔΡ + Ρ = CO MSF CO M dt
2
Mặt khác moment điện từ :
Ω1
Ρ = dt M dt với
p
n 2 . f
60
2 . π 1 π Ω = = là tốc độ góc của từ trường , p là số cực
từ.
¾ Quan hệ công suất và moment điện từ :
Ta có :
S
xR x
S
xR x
S
CU
dt
2
2 2
2
.2 3 2 2 3 ′ Ι′ = Ι = ΔΡ Ρ = (1)