Thông tin tài liệu
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only CHƯƠNG 11: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA Bài số 11-1 Một động không đồng pha công suất 1/4 mã lực, 220V, 50Hz cực từ có tham số tổn thất sau : R1 = 8.2; X1 = X’2 = 10.5; R’2 = 10.5; XM = 210; Tổn hao sắt 110V 25W; tổn hao ma sát quạt gió 12W; Với hệ số trượt 0.05, xác định dòng điện stato, công suất cơ, công suất trục, tốc độ hiệu suất động làm việc điện áp tần số định mức Tổng trở thứ tự thuận: 0.5jX M (0.5jX M 0.5R 2 / s) Z T R T jX T 0.5R 2 / s 0.5j(X M X2 ) 0.5j 210(0.5j 210 0.5 10.5 / 0.05) (51.2195 + j51.2195) 0.5 10.5 / 0.05 0.5j(210 10.5) Tổng trở thứ tự ngược: 0.5jX M 0.5jX2 0.5R2 /(2 s) Z N R N jX N 0.5R 2 /(2 s) 0.5j(X M X2 ) 0.5j 210(0.5j 10.5 0.5 10.5 / 1.95) (2.503 + j4.8808) 0.5 10.5 / 1.95 0.5j(210 10.5) Tổng trở vào động cơ: Z V R jX Z T Z N 8.2 j10.5 51.2195 + j51.2195 + 2.5030 + j4.8808 (61.9225 + j66.6003) 90.939547.08o Dòng điện đưa vào stato: 220 I U1 2.4192 47.08 o A o Z V 90.939547.08 Hệ số công suất: cos = cos47.08o = 0.6809 Công suất đưa vào động cơ: P1 UIcos = 220 2.4192 0.6809 = 362.4002 W Công suất cơ: Pco I12 (R T R N )(1 s) 2.4192 (51.2195 2.503) (1 0.05) 270.8569 W Tổn hao sắt chủ yếu tổn hao từ trễ tỉ lệ với U1.6 nên với U = 220V ta có: 1.6 220 pFe 25 75.7858 W 110 Công suất đưa ra: P2 Pco pFe pf 270.8569 75.7858 12 183.0711 W Hiệu suất động cơ: 115 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only P2 183.0711 0.5052 P1 362.4002 Bài số 11-2 Một động không đồng pha công suất 1/4 mã lực, 110V, 50Hz cực từ có tham số tổn thất sau : R1 = 2.0; X1 = 2.8; X’2 = 2.0; R’2 = 4.0; XM = 70; Tổn hao sắt 230V 35W; tổn hao ma sát quạt gió 10W Với hệ số trượt 0.05, xác định dòng điện stato; công suất cơ; công suất trục, tốc độ; mômen hiệu suất động làm việc với dây quấn phụ cắt điện áp tần số định mức Tổng trở thứ tự thuận: 0.5jX M (0.5jX M 0.5R 2 / s) Z T R T jX T 0.5R 2 / s 0.5j(X M X2 ) 0.5j 70(0.5j 70 0.5 / 0.05) (16.9199 + j19.7721) 0.5 / 0.05 0.5j(70 2) Tổng trở thứ tự ngược: 0.5jX M 0.5jX2 0.5R2 /(2 s) Z N R N jX N 0.5R 2 /(2 s) 0.5j(X M X2 ) 0.5j 70(0.5j 0.5 / 1.95) (0.9687 + j0.9998) 0.5 / 1.95 0.5j(70 2) Tổng trở vào động cơ: Z V R jX Z T Z N 8.2 j10.5 51.2195 + j51.2195 + 2.5030 + j4.8808 19.8886 + j23.5719 30.841449.84o Dòng điện đưa vào stato: 110 I U1 3.5666 49.84 o A o Z V 30.841449.84 Hệ số công suất: cos = cos49.84o = 0.6449 Công suất đưa vào động cơ: P1 UIcos =110 3.5666 0.6449 = 253.0005 W Công suất cơ: Pco I12 (R T R N )(1 s) 3.5666 (16.9199 0.9687) (1 0.05) 192.7683 W Tổn hao sắt chủ yếu tổn hao từ trễ tỉ lệ với U1.6 nên với U = 220V ta có: 1.6 110 pFe 35 10.7531 W 230 116 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Công suất đưa ra: P2 Pco pFe pf 192.7683 10.7531 10 172.0153 W Tốc độ quay động cơ: 60f 60 50 n (1 s) (1 0.05) 1425vg / ph p Mô men trục động cơ: P P 60 214.6649 60 M2 1.4385Nm n 1425 Hiệu suất động cơ: P 172.0153 0.6799 P1 253.0005 Bài số 11-3 Thí nghiệm không tải ngắn mạch (thực cuộn dây chính) động điện không đồng pha ¼ hp, 120 V, 60 Hz, 1730 vòng/phút thu đươc kết sau: Thí nghiệm không tải: động quay không tải V = 120 V; I = 3.5 A; P = 125W Thí nghiệm ngắn mạch: giữ rotor đứng yên V = 43 V; I = A; P = 140W Xác định (a) tham số mạch điện thay động cơ; (b) tổn hao quay Mạch điện thay động không tải ngắn mạch: I o R / j(X X2 ) I R / j(X X2 ) m I n I e j0.5XM U o j0.5XM U n R / j(X X2 ) j0.5XM R2 / R2 / R / j(X X2 ) j0.5XM R2 / Khi không tải, ta có: 117 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only U o 120 34.2857 Io 3.5 Khi ngắn mạch: P 140 0.6512 n = 49.3707o cosn n U n I n 43 43 I U n j0.6271A e jX m j2 34.2856 I I I 549.38 o ( j0.6271) 3.2558 - j3.1676 = 4.5425 44.21o A 0.5X m m n e Các thông số động cơ: U 43 (R R2 ) j(X X2 ) n (6.7849 + 6.6011) I m 3.2558 - j3.1676 R R 2 6.7849 X1 X2 6.6011 Tổn hao quay tổn hao không tải Bài số 11-4 Một động không đồng pha chạy tụ, điện áp 120V, 60Hz cực từ có tham số mạch điện thay sau : X1C =1.5 ; Cuộn dây chính: R1C = 2.0 ; Cuộn dây phụ: R1P = 2.0 ; X1P = 2.5 ; Mạch rotor: R’2 = 1.5 ; X’2 = 2.0 ; XM = 48; C = 30 F; a = NP/NC = Xác định (a) dòng điện khởi động mômen khởi động động điện áp định mức; (b) trị số điện dung C tụ điện nối song song với tụ có để mômen khởi động đạt giá trị cực đại; (c) dòng điện khởi động động trường hợp (b) Mạch điện thay cuộn dây động cơ(xem 625 Electric machines I.J.Nagrath, D.P Kothari): R 1C / jX1C jX2 R2 / 2s j0.5XM U C jX2 j0.5XM R 1C / jX1C R2 / 2(2 s) 118 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Khi khởi động s = ta có: jX (R 2 jX2 ) Z T(s 1) Z N(s 1) m jX m (R 2 jX2 ) j48 (1.5 j2) 1.3812 + j1.9614 = 2.398954.85o j48 (1.5 j2) Tổng trở cuộn dây phụ: Z P R 1P jX 1P jX td j2.5 j 10 (2.0 - j85.9194) 60 30 Quy đổi cuộn dây ta có: Z Z ZP 2P P (2.0 - j85.9194) a Như tổng trở nhánh chung: Z Z1C (2.0 - j85.9194) + (2 + j1.5) Z12 P (2.0000 - j42.2097) = 42.2571-87.3o 2 Điện áp thuận cuộn chính: U j 120 j 60 j60 84.8528 45o V U CT a 1 Điện áp ngược cuộn chính: U j 120 j 60 j60 84.852845o V U CN 2 a 1 Dòng điện thuận cuộn chính: (Z Z Z ) U Z U CT 1C N 12 CN 12 I 9.3996 - j8.9373 = 12.9702-43.55o A CT (Z1C Z T Z12 )(Z1C Z N Z12 ) Z12 Dòng điện ngược cuộn chính: (Z Z Z ) U Z U CN 1C T 12 CT 12 I 7.9295 - j8.8032 = 11.848-47.99 o A CN (Z1C Z T Z12 )(Z1C Z N Z12 ) Z12 Dòng điện cuộn chính: I I I 9.3996 - j8.9373 + 7.9295 - j8.8032 C CT CN = 17.3291 - j17.7405 = 24.7997-45.67 o A Dòng điện cuộn phụ quy đổi: I j I I P CT CN j (9.3996 - j8.9373 ) (7.9295 - j8.8032) (0.134 + j1.47)A a Dòng điện khởi động lấy từ lưới: I I I 17.3291 - j17.7405 + 0.134 + j1.47 = 17.4631 - j16.2705 K C P = 23.8682-42.97 o A 119 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Tốc độ đồng bộ: 60f 60 60 n1 1800vg / ph p Mô men khởi động: 2 60 MK (I CTR T I CN RN ) (12.9702 1.3812 11.848 1.3812) 1 1800 76.9383Nm Khi khởi động, muốn mô men mô men cực đại dòng điện ngược phải zero Do vậy: (Z Z Z ) U Z U CN 1C T 12 CT 12 I 0 CN (Z1C Z T Z12 )(Z1C Z N Z12 ) Z12 (Z Z Z ) U Z 0 U CN 1C T 12 CT 12 (Z Z ) U CN 1C T Z1P Z1C (0.0401 - j3.4213) U Z1P (R 1P jX1P jX td ) 2Z12 Z1C (6 - j82.9194) Z R 1P jX 1P (85.4194 + 4) R td jX td 1P j Z12 10 663.1456F C 2f Dòng điện khởi động: Z Z1C Z12 1P (4 - j40.7097) = 40.905-84.38o Z U CT (Z1C Z N Z12 ) U CN 12 I 9.4181 - j8.9803 = 13.0133-43.64 o A CT (Z1C Z T Z12 )(Z1C Z N Z12 ) Z12 (Z Z Z ) U Z U CN 1C T 12 CT 12 I 7.9110 - j8.7602 = 11.8036-47.91o A CN (Z1C Z T Z12 )(Z1C Z N Z12 ) Z12 I I I 17.3291 -17.7405 = 24.7997-45.67 o A C CT CN I j I I P CT CN j(9.4181 - j8.9803 ) (7.9110 - j8.7602) (0.2200 + j1.5072)A a Dòng điện khởi động lấy từ lưới: I I I 17.5491 -16.2334 = 23.9059-42.77 o A K C P Bài số 11-5 Một động điện không đồng pha hai cuộn dây 1/4hp, 120V 60Hz có tham số khởi động sau: XC = 4.20; Cuộn dây chính: RC = 3.94 Cuộn dây phụ: RP = 8.42; XP = 6.28 120 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Động nối vào lưới điện có điện áp 120V f = 60Hz Xác định (a) dòng điện cuộn dây dòng điện vào động khởi động; (b) góc lệch pha hai dòng điện; (c) mômen khởi động; (d) trị số điện trở mắc nối tiếp với cuộn dây phụ để góc lệch pha hai dòng điện 300 Tổng trở khởi động cuộn dây chính: ZC = RC + jXC = (3.94 + j4.2) Tổng trở khởi động cuộn dây phụ: ZP = RP + jXP = (8.42 + j6.28) Dòng điện cuộn khởi động: 120 I U 14.2566 - j15.1974 = 20.8377-46.83o A C Z C 3.94 j4.2 Dòng điện cuộn phụ khởi động: 120 I U 9.1576 - j6.8301 = 11.4242-36.72 o A P Z P 8.42 j6.28 Góc lệch pha hai dòng điện: C P 46.83o 36.72o 10.11o Mô men khởi động: M K kIC I P sin k 20.8377 11.4242 sin 10.11 40.88kNm Trị số điện trở phụ để góc lệch pha 30o: P C 30 o 46.83o 30 o 16.83o XP tgP 0.3025 RP R x XP 6.28 RP 8.42 12.34 Rx 0.3025 0.3025 Bài số 11-6 Một động điện không đồng pha hai cuộn dây 120V 60Hz có tham số rotor đứng yên (khởi động) sau: cuộn dây RC = 2.20 XC = 3.80; cuộn dây phụ RP = 9.25; XP = 8.55 Động nối vào lưới điện có điện áp 120V f = 60Hz Xác định (a) dòng điện cuộn dây; (b) góc lệch pha hai dòng điện; (c) mômen khởi động; (d) điện dung C mắc nối tiếp với cuộn dây phụ để góc lệch pha hai dòng điện khởi động 900; (e) mômen khơi đồng trường hợp (d); (f) phần trăm mômen khởi động tăng so với tụ điện C Tổng trở khởi động cuộn dây chính: ZC = RC + jXC = (2.2 + j3.8) 121 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Tổng trở khởi động cuộn dây phụ: ZP = RP + jXP = (9.25 + j8.55) Dòng điện cuộn khởi động: I U 120 13.6929 - j23.6515 = 27.3293-59.93o A C Z C 2.2 j3.8 Dòng điện cuộn phụ khởi động: 120 I U 6.9959 - j6.4665 = 9.5267-42.75o A P Z P 9.25 j8.55 Góc lệch pha hai dòng điện: C P 59.83o 42.75o 17.08 o Mô men khởi động: M K kIC I P sin k 27.3293 9.5267 sin17.08 76.47kNm Trị số điện dung để góc lệch pha 90o: P C 30 o 59.93o 90o 30.07 o X XC tgP P 0.5789 RP X C X P 0.5789 R P 8.55 0.5789 9.25 3.194 1 830.38F C fX C 60 3.194 Mô men khởi động này: M K kI CI P sin k 27.3293 9.5267 260.36kNm Mô men tăng lên: 260.36 76.47 2.404 240.4% 76.47 Bài số 11-7 Dùng số liệu tập số 11-2 để xác định (a) trị số điện dung C mắc nối tiếp với cuộn dây phụ để góc lệch pha hai dòng điện khởi động 80.60; (b) dòng điện cuộn dây dòng điện vào động khởi động với tụ điện C Trị số điện dung để góc lệch pha 90o: P C 30 o 59.93o 80.6o 20.67 o X XC tgP P 0.3773 RP X C X P 0.3773 R P 8.55 0.3773 9.25 5.06 122 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only 1 524.23F fX C 60 5.06 Tổng trở khởi động cuộn dây chính: ZC = RC + jXC = (2.2 + j3.8) Tổng trở khởi động cuộn dây phụ: ZP = RP + jXP + jXC = (9.25 + j8.55 - j5.06) = (9.25 + j3.49) Dòng điện cuộn khởi động: I U 120 13.6929 - j23.6515 = 27.3293-59.93o A C Z C 2.2 j3.8 Dòng điện cuộn phụ khởi động: 120 I U 11.3564 - j4.2847 = 12.1378-20.67 o A P Z P 9.25 j3.49 Dòng điện đưa vào động cơ: I I I 13.6929 - j23.6515 + 11.3564 - j4.2847 = 25.0493 - j27.9362 C P C = 37.522-48.12 o A Bài số 11-8 Một động điện không đồng pha hai cuộn dây 1/3hp, 120V 60Hz có tham số khởi động cho là: XC = 3.8; Cuộn dây RC = 4.6 Cuộn dây phụ RP = 9.8; XP = 3.6 Động nối vào lưới điện có điện áp 120V f = 60Hz Xác định (a) dòng điện cuộn dây dòng điện vào động khởi động; (b) góc lệch pha hai dòng điện; (c) điện dung C mắc nối tiếp với cuộn dây phụ để góc lệch pha hai dòng điện khởi động 900 Tổng trở khởi động cuộn dây chính: ZC = RC + jXC = (4.6 + j3.8) Tổng trở khởi động cuộn dây phụ: ZP = RP + jXP = (9.8 + j3.6) Dòng điện cuộn khởi động: I U 120 15.5056 - j12.809 = 20.112-39.56 o A C Z C 4.6 j3.8 Dòng điện cuộn phụ khởi động: I U 120 10.789 - j3.9633 = 11.4939-20.17 o A P Z P 9.8 + j3.6 Dòng điện đưa vào động khởi động: 123 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only I I I 15.5056 - j12.809 + 10.789 - j3.9633 = 26.2946 - j16.7723 C P = 31.19-32.53o A Góc lệch pha hai dòng điện: C P 39.56 o 20.17 o 19.4o Mô men khởi động: M K kI C I P sin k 20.112 11.4939 sin19.4 o 76.75kNm Trị số điện dung để góc lệch pha 90o: P C 30 o 39.56o 90 o 50.44o X XC tgP P 1.2105 RP X C X P 1.2105 R P 3.6 1.2105 9.8 8.263 1 321.02F C fX C 60 8.263 Điện dung có giá trị âm Như động tạo góc lệch pha 90o 124 ... (a) dòng điện khởi động mômen khởi động động điện áp định mức; (b) trị số điện dung C tụ điện nối song song với tụ có để mômen khởi động đạt giá trị cực đại; (c) dòng điện khởi động động trường... evaluation only Động nối vào lưới điện có điện áp 120V f = 60Hz Xác định (a) dòng điện cuộn dây dòng điện vào động khởi động; (b) góc lệch pha hai dòng điện; (c) mômen khởi động; (d) trị số điện trở... Bài số 11-8 Một động điện không đồng pha hai cuộn dây 1/3hp, 120V 60Hz có tham số khởi động cho là: XC = 3.8; Cuộn dây RC = 4.6 Cuộn dây phụ RP = 9.8; XP = 3.6 Động nối vào lưới điện có điện
Ngày đăng: 06/12/2015, 04:29
Xem thêm: Bài tập điện tử công suất động cơ không đồng bộ một pha, Bài tập điện tử công suất động cơ không đồng bộ một pha