Bài tập kỹ thuật điên
: Động cơ KĐB 3 pha,Y, 220V, 7,5kW, 50Hz, 4 cực. Thông số động cơ: Rs= 0,294Ω, R’r= 0,144Ω, Xs= 0,503Ω, X’r= 0,209Ω, Xm = 13,25Ω. Tổng tổn hao cơ (Pqp) 250W và bỏ qua tổn hao sắt. Ở độ trượt 2%, Tính tốc độ, dòng điện stator, hệ số công suất và hiệu suất?
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B
Bài tập:
Bài tập 1:
Động cơ KĐB 3 pha,Y, 220V, 7,5kW, 50Hz, 4 cực. Thông số động cơ: Rs=
0,294Ω, R’r= 0,144Ω, Xs= 0,503Ω, X’r= 0,209Ω, Xm = 13,25Ω. Tổng tổn
hao cơ (Pqp) 250W và bỏ qua tổn hao sắt. Ở độ trượt 2%, Tính tốc độ, dòng
điện stator, hệ số công suất và hiệu suất?
&
Is Rs jXs &
Ir R 'r jX’r
&
Im
&
Us 1− s '
Rr
jXm s
Mạch tương đương động cơ KĐB với dòng từ hoá
Bài tập 2:
Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc có các thông số như sau:
Rs = 0,5Ω, R’r= 0,25Ω, Xs= X’r= 0,4Ω
Động cơ 3 pha có 4 cực, các cuộn dây stator nối Y, tần số định mức 50Hz và
điện áp định mức 415V. Tính dòng khởi động của động cơ.
Tính dòng điện của động cơ khi vận hành ở tốc độ 1450vòng/phút.
Bài tập 3:
Công suất truyền từ stator qua rotor của một máy điện không đồng bộ là
120kW khi chạy ở độ trượt 0,05. Tính tổn hao đồng rotor và công suất điện từ
của máy điện?
Biết tổn hao đồng stator là 3kW, tổn hao cơ là 2kW, và tổn hao sắt là 1,7kW.
Xác định công suất hữu ích và hiệu suất của động cơ?
Bài tập 4:
Động cơ KĐB 3 pha, 15HP, 220V, 50Hz, 6 cực, Y, mạch hình Γ. Thông số
động cơ: Rs= 0,129Ω, R’r= 0,096Ω, Xn= 0,047Ω, RFe= 60Ω // Xm=10Ω
Tổng tổn hao cơ Pqp=290W. Ở độ trượt 2%:
a. Tính tốc độ, dòng điện stator, hệ số công suất?
b. Công suất vào, ra, và hiệu suất?
&
Is Rs jXs &'
Ir R 'r jX’r
&
I Fe &
Im 1− s '
& Rr
Us s
RFe jXm
Maïch töông ñöông dạng hình Γ
Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 1
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B
Bài tập 5:
Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc, cuộn dây stator nối Y,
380V, 50Hz, có điện trở stator 0,26Ω/pha. Ở chế độ không tải, động cơ tiêu
thụ 400W và dòng khôngtải là 3A. Ở thí nghiệm không tải trên, tính hệ số
công suất không tải, và các thông số của nhánh từ hoá.
Bài tập 6:
Thí nghiệm ngắn mạch trên một máy điện không đồng bộ 3 pha 4 cực, nối Y,
50Hz. Công suất vào là 20kW, ở điện áp 220V và dòng 90A. Tính các thông
số của động cơ? Biết điện trở stator là 0,3Ω.
Tính Rs, R’r, Xs, X’r?
&
Is Rs jXs &
Ir R 'r jXr
&
Us 1− s '
Rr
s
Rr'
&
Is Rs jXs &
I r' s jX’r
&
Us
Bài tập 7: Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc, cuộn dây stator
nối Y, 380V, 50Hz, có điện trở stator 0,26Ω/pha. Ở chế độ không tải máy điện
tiêu thụ 400W và dòng không tải là 3A. Ở chế độ ngắn mạch ứng với điện áp
định mức, máy điện tiêu thụ 5kW và dòng điện 40A.
a. Từ các số liệu thí nghiệm ngắn mạch, tính: hệ số công suất ngắn mạch,
điện trở rotor, điện kháng tản rotor và stator.
b. Từ các số liệu thí nghiệm không tải, tính: tổn hao sắt và tổn hao cơ biết
tổn hao sắt bằng 2 lần tổn hao cơ? Tính các thông số nhánh từ hóa, hệ
số công suất không tải?
&
Is Rs jXs &' → 0
Ir jX’r
&
Im R 'r
& Rm →0
Us s
jXm
Không tải: n→ns: s→0
Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 2
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B
&
I0 Rs &'
Ir
&
I0
& Rm
Us
jXm
Bài tập 8:
ĐCKĐB 3 pha, Y, 2200V, 1000HP, 60Hz, 12 cực. Khi không tải, ở điện áp
và tần số định mức, dòng không tải là 20A và công suất tiêu thụ không tải là
14kW. Thông số động cơ:
Rs= 0,1Ω, R’r= 0,2Ω, Xn = 2Ω
Ở độ trượt 3%, (bỏ qua nhánh từ hóa) tính:
a. Tốc độ động cơ, tần số rotor.
b. Dòng điện stator, dòng điện rotor qui đổi.
c. Công suất vào, công suất điện từ, công suất ra.
d. Hiệu suất, hệ số công suất.
e. Momen điện từ, momen ra.
Bài tập 9: Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc có các thông số
sau (các thông số rotor đã qui về stator):
Điện trở stator = điện trở rotor = 1Ω
Điện kháng tản stator = điện kháng tản rotor = 2Ω
Điện kháng từ hoá= 50Ω
Động cơ có 4 cực, cuộc dây stator nối Y, tần số định mức là 50Hz và điện áp
định mức 415V. Động cơ kéo tải định mức ở tốc độ 1400 vòng/phút.
a. Vẽ dạng mạch tương đương và tính độ trượt định mức.
b. Tính dòng điện stator định mức, hệ số công suất và công suất ngõ vào.
c. Tính hiệu suất và momen điện từ ở trạng thái hoạt động trên.
Bài tập 10: Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc có các thông số
sau: Rs=0,5Ω, Rr’=0,25Ω, Xs = X’r = 0,4Ω. Động cơ 3 pha có 4 cực, các
cuộn dây stator nối Y, tần số định mức 50Hz và điện áp định mức 380V. Tốc
độ định mức 1450 vòng/phút. Bỏ qua tổn hao sắt và tổn hao cơ, và điện kháng
tản nhánh từ hóa rất lớn.
a. Khi động cơ ở định mức: tính độ trượt, dòng điện stator, hệ số công
suất , công suất vào, công suất ra, hiệu suất?
b. Tính momen khởi động, dòng điện khởi động. Tính momen cực đại và
độ trượt tương ứng.
c. Tính và vẽ dạng đặc tuyến momen – độ trượt.
Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 3
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B
Bài tập 11:
Động không đồng bộ ba pha, 380 V, 50 Hz, 4 cực, 1430 vòng/phút, nối Y.
&
Is Rs jXs
R 'r jX’r
&
Us s
Thông số động cơ theo mạch tương đương hình vẽ trên là: Rs= 4,0Ω; R’r = 4,0Ω,
Xs = 10,0Ω, X’r =10,0. Bỏ qua nhánh từ hóa và bỏ qua tổn hao cơ.
a. Tính dòng điện khởi động và momen khởi động của động cơ?
b. Tính momen cực đại và độ trượt tới hạn (khi momen đạt cực đại) của
động cơ?
Khi động cơ vận hành ở tốc độ 1430 vòng/phút, tính:
c. Dòng điện cấp cho động cơ, hệ số công suất cosϕ?
d. Công suất vào, công suất ra, hiệu suất, momen ngõ ra?
Cau a: I1kd = 10.185069 A, Mkd = 7.924819 Nm
Cau b: Mmax = 18.840712 Nm, sth = 0.196116
Cau c: I1 = 2.386873 A, cos = 0.976041
Cau d: P1 = 1533.350081 W, P2 = 1396.618227 W, M2 = 9.326379 Nm
Bài tập 12: Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc, cuộn dây stator
nối Y, 2 cặp cực và được cấp nguồn 50Hz, 380V. Điện trở stator 10Ω, điên
trở rotor qui đổi là 6,3Ω, điện kháng tản stator bằng 12Ω và điện kháng tản
rotor qui đổi bằng 13Ω. Bỏ qua tổn hao cơ, tổn hao sắt và mạch tương đương
của nhánh từ hoá. Động cơ chạy ở tốc độ 1450 vòng/phút.
a. Với tốc độ trên, tính hệ số công suất, dòng điện stator, công suất vào,
công suất ra, độ trượt, momen và hiệu suất?
b. Tính momen cực đại và độ trượt tương ứng (cho động cơ). Tính momen
khởi động và dòng điện khởi động.
c. Vẽ dạng đặc tuyến momen – độ trượt của động cơ ứng với độ trượt từ 0
đến 1. Chỉ ra trên đặc tuyến 3 điểm momen và độ trượt đã tính ở 2 câu
trên.
Bài tập 13:
Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc, có các thông số như sau:
điện trở stator và rotor quy đổi bằng nhau và bằng 0,05Ω, điện kháng tản
stator và rotor quy đổi bằng nhau và bằng 0,15Ω. Bỏ qua mạch nhánh từ hoá.
Máy điện có 2 cực, cuộn dây stator nối Y, và vận hành với tần số 50Hz,
415V.
a. Tính momen ra định mức và công suất ra định mức khi biết độ trượt
định mức là 0,05 và bỏ qua tổn hao cơ?
b. Khi momen đạt cực đại, tính độ trượt tới hạn và momen cực đại?
c. Tính dòng điện khởi động và momen khởi động?
Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 4
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B
Bài tập 14:
Một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc có các thông số như sau:
R1 = 0,39Ω, R’2= 0,14Ω, X1= X’2= 0,35Ω, Xm= 16Ω
Động cơ 3 pha có 4 cực, các cuộn dây stator nối Y, tần số định mức 50Hz và
điện áp định mức 220V. Tốc độ định mức 1450 vòng/phút. Bỏ qua tổn hao sắt
và tổn hao cơ.
a. Khi động cơ ở định mức: tính độ trượt, hệ số công suất, công suất vào,
công suất ra, hiệu suất và momen điện từ.
b. Tính momen khởi động, dòng điện khởi động. Tính momen cực đại và
độ trượt tương ứng. Tính và vẽ dạng đặc tuyến momen – độ trượt.
Bài tập15:
Động cơ KĐB 3 pha, 15HP, 220V, 50Hz, 6 cực, Y (/Δ), mạch hình Γ. Thông
số động cơ: Rs= 0,129Ω, R’r= 0,096Ω, Xn= 0,047Ω, RFe= 60Ω, Xm = 10Ω
Ở độ trượt 2%:
a) Tính tốc độ, dòng điện stator (/cấp cho động cơ), hệ số công suất, hiệu
suất, momen điện từ, momen ra?
b) Tính momen khởi động, dòng điện khởi động động cơ, momen cực đại và
độ trượt tương ứng.
c) Tính và vẽ dạng đặc tuyến momen – độ trượt.
&
Is Rs jXs &'
Ir R 'r jX’r
&
I Fe &
Im 1− s '
& Rr
Us s
RFe jXm
Maïch töông ñöông dạng hình Γ
d) Nếu cho tổn hao cơ 300W, tính lại Momen ra, hiệu suất? Tính tổn hao sắt
PFe?
Bài tập16: 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
nđm = 2850 vòng/phút, hệ số công suất cosϕđm = 0,8. Khi mang tải
định mức, động cơ tiêu thụ dòng điện dây Iđm = 3,5A, công suất tổn
hao cơ là 100W. 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 ns, ωs.
b. Độ trượt định mức sđm.
c. Mômen ra định mức Tout_đm.
d. Công suất điện từ Pđt.
e. Công suất tổn hao dồng rotor Pcur.
f. Mômen điện từ Tđt.
g. Hiệu suất định mức ηđm.
Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 5
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B
Bài tập 17:
Động cơ KĐB 3 pha,Y, 460V, 25kW, 60Hz, 4 cực, có:
Rs = 0,103Ω, R’r = 0,225Ω, Xs = 1,10Ω, X’r = 1,13Ω, Xm = 59,4Ω
Tổn hao cơ 265W, tổn hao sắt 220W.
Tính tốc độ, hệ số công suất, momen đầu trục, hiệu suất ở độ trượt 3%?
Có thể mô tả tổn hao sắt từ bằng điện trở RFe// Xm.
Bài tập 18:
Động cơ KĐB 3 pha,Y, 220V, 7,5kW, 50Hz, 4 cực. Thông số động cơ:
Rs= 0,294Ω, R’r= 0,144Ω, Xs= 0,503Ω, X’r= 0,209Ω, Xm = 13,25Ω
Tổng tổn hao cơ (Pqp) 250W và bỏ qua tổn hao sắt. Ở độ trượt 3%:
a. Tính tốc độ, dòng điện stator, hệ số công suất, momen điện từ, momen
đầu trục (Tout, M ra, M có ích, M tải, M2) và hiệu suất?
b. Sử dụng mạch biến đổi Thevenin, tính hệ số công suất, dòng điện rotor
qui đổi, công suất điện từ, momen điện từ, momen đầu trục và hiệu
suất?
c. Tính momen cực đại, độ trượt khi momen cực đại?
d. Tính momen khởi động và dòng điện khởi động?
Bài tập 19:
Động cơ KĐB 3 pha,Y, 220V, 7,5kW, 50Hz, 4 cực. Thông số động cơ:
Rs= 0,294Ω, R’r= 0,144Ω, Xs= 0,503Ω, X’r= 0,209Ω, Xm = 13,25Ω
Tổng tổn hao cơ và tổn hao sắt là 403W và không phụ thuộc tải. Ở độ trượt
3%:
Tính tốc độ, dòng điện stator, hệ số công suất, momen điện từ, momen đầu
trục (Tout, M ra, M có ích, M tải, M2) và hiệu suất?
Bài tập 20:
Động cơ KĐB 3 pha,Y, 230V, 15kW, 60Hz, 6 cực, vận hành đầy tải ở độ
trượt 3,5%. Bỏ qua tổn hao cơ và tổn hao sắt. Thông số động cơ:
Rs = R’r= 0,21Ω, Xs= X’r= 0,26Ω, Xm = 10,1Ω
Sử dụng mạch biến đổi Thevenin, tính momen cực đại, độ trượt khi momen
cực đại, momen khởi động?
Bài tập 21:
ĐC KĐB 3 pha rotor lồng sóc, Δ, 230V, 25kW, 50Hz, 6 cực. Có thông số
pha:
Rs = 0,045Ω, R’r= 0,054Ω, Xs= 0,29Ω, X’r= 0,28Ω, Xm = 9,6Ω
a. Tính hệ số công suất, dòng điện, momen điện từ và hiệu suất ở độ trượt
5%?
b. Tính momen khởi động và dòng điện khởi động?
Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 6
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B
c. Giảm dòng khởi động bằng khởi động Y→Δ, vẽ mạch tương đương Y,
tính dòng điện khởi động và momen khởi động?
Bài tập 22:
Động cơ KĐB 3 pha,Y, 230V, 60Hz, 6 cực, có momen đạt cực đại ở độ trượt
15% và bằng 288% momen định mức. Bỏ qua điện trở stator, tính tỷ lệ
momen cực đại mới theo momen định mức nếu động cơ được cấp nguồn
190V, 50Hz, và tính tốc độ khi momen đạt cực đại?
Bài tập 23:
Động cơ KĐB 3 pha,15HP, 220V, 50Hz, 6 cực, Y, mạch hình Γ. Thông số
động cơ: Rs= 0,129Ω, R’r= 0,096Ω, Xn= 0,047Ω, RFe= 60Ω // Xm=10Ω
Tổng tổn hao cơ Pqp=290W. Ở độ trượt 3%:
a. Tính tốc độ, dòng điện stator, hệ số công suất?
b. Công suất vào, ra, và hiệu suất?
c. Momen ra điện từ, momen ra?
d. Tính momen cực đại, độ trượt khi momen cực đại?
e. Tính momen khởi động và dòng điện khởi động?
&
Is Rs jXs &'
Ir R 'r jX’r
&
I Fe &
Im 1− s '
& Rr
Us s
RFe jXm
Maïch töông ñöông dạng hình Γ
Bài tập: 5.3, 5.4, 5.6, 5.14, 5.15, 5.16, 5.18, 5.21, 5.24, 5.25, 5.35, 5.41, 5.48.
Thí nghiệm ngắn mạch ở tần số thấp fbl hơn tần số định mức fn.
⎛f ⎞ ⎛ f ⎞⎛ Q ⎞ Pbl
Q bl = S 2 − Pbl
2
X n = ⎜ n ⎟X bl = ⎜ n ⎟⎜ 2bl
⎜f ⎟ ⎜ f ⎟⎜ 3I
⎟ R n = R bl =
bl
⎝ bl ⎠ ⎝ bl ⎠⎝ s bl ⎟ 2
3I s bl
⎠
⎛ X − Xs ⎞
với X 'r = (X n − X s )⎜ 0
⎜X −X
⎟
⎟ tính Xs và X 'r ( X s ≈ X 'r )
⎝ 0 n ⎠
2
⎛ X + X 'r ⎞
với X m = (X 0 − X s ) tính R = (R n − R s )⎜ m
'
r ⎜ X ⎟
⎟
⎝ m ⎠
Bài tập 24:
Động cơ KĐB 3 pha, 7,5HP, Y, 220V, 19A, 60Hz, 4 cực.
Động cơ loại C theo IEEE (Xs : X’r = 0,3:0,7). Bỏ qua tổn hao của mạch
từ.
TN với điện áp DC: Rs = 0,262Ω.
TN không tải (no-load) ở 60Hz: 219V, 5,7A, 380W.
Tính tổn hao không tải và tính các thông số của động cơ ở điều kiện bình
thường (ở tần số 60Hz) theo 2 cách:
Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 7
Baøi giaûng Kyõ Thuaät Ñieän 2 T©B
a) TN ngắn mạch (block-rotor) ở 60Hz: 212V, 83,3A, 20,1kW
b) TN ngắn mạch (block-rotor) ở 15Hz: 26,5V, 18,57A, 675W.
Bài tập: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 8
