Bài tập điện tử công suất động cơ không đồng bộ một pha

10 407 0
Bài tập điện tử công suất  động cơ không đồng bộ một pha

Đang tải... (xem toàn văn)

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  X2 ) 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  0.5jX2  0.5R2 /(2  s) Z N  R N  jX N  0.5R 2 /(2  s)  0.5j(X M  X2 ) 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)  90.939547.08o  Dòng điện đưa vào stato:  220 I  U1   2.4192  47.08 o A o Z V 90.939547.08 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  X2 ) 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  0.5jX2  0.5R2 /(2  s) Z N  R N  jX N  0.5R 2 /(2  s)  0.5j(X M  X2 ) 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  30.841449.84o  Dòng điện đưa vào stato:  110 I  U1   3.5666  49.84 o A o Z V 30.841449.84 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  X2 ) I R / j(X  X2 ) m I n I e j0.5XM  U o j0.5XM  U n R / j(X  X2 ) j0.5XM R2 / R2 / R / j(X  X2 ) j0.5XM R2 / 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 cosn  n  U n I n 43   43 I  U n    j0.6271A e jX m j2  34.2856 I  I  I  549.38 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  R2 )  j(X  X2 )   n   (6.7849 + 6.6011) I m 3.2558 - j3.1676 R  R 2  6.7849 X1  X2  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 jX2 R2 / 2s j0.5XM  U C jX2 j0.5XM R 1C / jX1C R2 / 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  jX2 ) Z T(s 1)  Z N(s 1)  m jX m  (R 2  jX2 ) j48  (1.5  j2)   1.3812 + j1.9614 = 2.398954.85o  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 ZP  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  84.852845o 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  663.1456F  C 2f  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 tgP   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 tgP  P  0.5789 RP  X C  X P  0.5789  R P  8.55  0.5789  9.25  3.194 1   830.38F 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 tgP  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   524.23F 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 tgP  P  1.2105 RP  X C  X P  1.2105  R P  3.6  1.2105  9.8  8.263 1   321.02F 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

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan