Bài tập dài môn máy điện

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

926
lượt xem 300
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích bài tập dài : Tính toán các tham số, xét đặc tính cơ và tìm hiểu về động cơ không đồng bộ . Đề Bài : Cho động cơ khụng đồng bộ 3 pha rụto lồng súc cú điện ỏp U=380/220V, tần số f1=50Hz , số đôi cực p=2 và cỏc thụng số kỹ thuật sau: TT 33 Pdm(kw) 2.2 s(%) 6 (%) 76.5 Cosφ 0.71 M max M dm M kd M dm

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài tập dài môn máy điện

Tr-êng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa §iÖn Bé M«n ThiÕt BÞ §iÖn - §iÖn Tö ---------------------------o0o------------------------------ Bµi tËp dµi m«n M¸y ®iÖn Sinh viªn : NguyÔn Kh¾c TiÕn Líp : Tù §éng Ho¸ 1 - K47 Sè thø tù : 47 ThÇy gi¸o h-íng dÉn : TrÇn VÜnh Th¸i Môc ®Ých bµi tËp dµi : TÝnh to¸n c¸c tham sè, xÐt ®Æc tÝnh c¬ vµ t×m hiÓu vÒ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé .
§Ò Bµi : Cho động cơ không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc có điện áp U=380/220V, đấu Y/  , tần số f1=50Hz , sè ®«i cùc p=2 và các thông số kỹ thuật sau: TT Pdm(kw) s(%) (%) Cosφ M max M kd I kd M dm M dm I dm 33 2.2 6 76.5 0.71 2.2 1.8 6 LỜI GIẢI: 1/Áp dụng công thức : n2 . p f2= =s.f1 60 Ta có : s. f 1 .60 0,027.50.60 n2=   40,5 (vòng/ph) p 2 Mà : n2 s= n1 n2  n1= =1500(vòng/ph) s Mặt khác : n2 = n1- n  Tốc độ của rôto là : n = n2- n1= 1459,5(vòng/ph)  Tần số của dòng điện rôto : n 2 . p 40,5.2 f2=   1,35 (Hz) 60 60 2/Giản đồ năng lượng – Cs tác dụng – Cs phản kháng ở chế độ động cơ :
 Giản đồ năng lượng của Cs tác dụng :  Ta đi tính các thành phần công suất trong giản đồ trên : Với : Pdm=18,5kw I0=0,3Idm r1= r’2 x1= x’2 Pcơ=0,8%.Pdm Pf=0,5%.Pdm Ta có :  Tổn hao phụ : Pf= 0,5%.Pdm= 92,5(w)  Tổn hao cơ : Pcơ= 0,8%.Pdm= 148(w)  Công suất đưa ra : P2= Pdm= 18,5(kw) = 18500(w) Mµ : P2 18500 =  P1 P1  Suy ra , c«ng suÊt ®-a vµo : 18500 P1   20555,56( w) 0,9
MÆt kh¸c : Ptæn hao= P1- P2 =2055,56(w)  Ptæn hao= PCu1+ PFe + Pc¬ + Pf = 2055,56(w)  PCu1+ PFe+ PCu2 = Ptæn hao- (Pc¬ + Pf) =1815,06(w) (1) Vµ P2= Pc¬- (Pc¬+Pf)  C«ng suÊt c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn lµ : Pc¬= P2 + (Pc¬+Pf)= 18740,5(w) L¹i cã : PCu1= m1.(I2’)2.r2’(víi m1= 3 : lµ sè pha cña stato) PFe = m1.(I0)2.rm PCu2= m1.(I1)2.r1 ADCT : P= m.U.I.Cos Pdm 18500  I1=I®m=   31,94 (A). m1 .U 1 . cos 1 380 3. .0,88 3  I0= 0,3.I®m= 0,3.31,94 = 9,6(A) ADCT : (I1)2 = (I0)2 + (I2’)2  I2’= I 1 2  I0 2   30,46( A) Mµ : In = Ik® = 7.I®m = 223,6 (A) Theo thÝ nghiÖm ng¾n m¹ch ta cã :
380 U n U 1dm 3  0,98() zn=   In I kd 223,6 ` Mµ : 1 s Pc¬= m1.(I2’)2. .r2’ s Pco .s  r2’=  0,19(  ) m1 .( I 2 ' ) 2 .1  s  Theo ®Çu bµi : r1= r2’= 0,19(  ) rn= r1+r2’= 0,38(  ) Nh- vËy : zn2 = xn2 + rn2 xn = z n 2  rn 2   0,9 (  ) Cã : xn= x1 + x2’= 2x1 ( do x1= x2’ theo gi¶ thiÕt ) xn  x1= x2’ =  0,45 () 2 Suy ra :  Tæn hao ®ång trong r«to lµ : PCu2= m1.(I2’)2.r2’= 3.(30,46)2.0,19= 528,85(w)  Tæn hao ®ång trong d©y quÊn stato lµ : PCu1= m1.I12.r1= 3.(31,94)2.0,19 = 581,49(w) Tõ (1) ta cã :  Tæn hao trong lâi s¾t stato lµ : PFe= 1815,06 - (PCu2+ PCu1) = 704,72 (w)
 C«ng suÊt ®iÖn tõ truyÒn qua r«to lµ : P®t= P1- PFe- PCu1= 19269,35 (w)  Gi¶n ®å n¨ng l-îng cña c«ng suÊt ph¶n kh¸ng :  Ta ®i tÝnh c¸c thµnh phÇn Cs ph¶n kh¸ng trong s¬ ®å trªn :  C«ng suÊt ph¶n kh¸ng lÊy tõ l-íi vµo : Q1= m1.U1.I1sinϕ1= 3. 380   31,94. 1  cos  2  9985,31 (Var) 3  Cs ph¶n kh¸ng sinh tõ tr-êng t¶n ë m¹ch thø cÊp lµ : q2= m1.(I2’)2.r2’= 3.(30,46)2.0,19 = 528,85(Var)  Cs ph¶n kh¸ng sinh tõ tr-êng t¶n trong m¹ch s¬ cÊp lµ : q1= m1.I12.x1= 3.(31,94)2.0,45= 1377,22(Var) Mµ : Q1= Qm+ q1+ q2
Suy ra : C«ng suÊt ph¶n kh¸ng sinh tõ tr-êng khe hë lµ : Qm= Q1- (q1+ q2) = 8079,24(Var) 3/ S¬ ®å m¹ch ®iÖn thay thÕ cña ®éng c¬ : x1 r1 x2’ r2’ . I1 . xm  I 2' . U1 . I0 rm r2 '. 1  s  s Víi : r1: lµ ®iÖn trë cña d©y quÊn stato x1: lµ ®iÖn kh¸ng t¶n cña d©y quÊn stato r2’: lµ ®iÖn trë cña r«to x2’: lµ ®iÖn kh¸ng t¶n trªn d©y quÊn r«to rm: ®iÖn trë tõ ho¸ ®Æc tr-ng cho tæn hao s¾t xm: ®iÖn kh¸ng tõ ho¸ biÓu thÞ sù hç c¶m gi÷a stato vµ r«to I1: lµ dßng ®iÖn trong d©y quÊn stato I2’: lµ dßng ®iÖn quy ®æi cña r«to sang stato I0: lµ dßng ®iÖn tõ ho¸ sinh ra søc tõ ®éng F0 s: lµ hÖ sè tr-ît . Theo tÝnh to¸n ë trªn ta cã : r1= r2’= 0,19(  ) xn x1= x2’ =  0,45 () 2
Pdm 18500 I1=I®m=   31,94 (A). m1 .U 1 . cos 1 380 3. .0,88 3 I0= 0,3.I®m= 0,3.31,94 = 9,6(A) I2’= I 1 2  I0 2   30,46( A) L¹i cã : PFe= m1.rm.(I0)2 PFe  rm=  2,55() m1 .I 0  2 Qm= m1.(I0)2.xm Qm  xm=  29,22() . m1 .I 0  2 4/ Ph-¬ng tr×nh vµ vÏ ®å thÞ vect¬ cña m¸y ®iÖn ë chÕ ®é ®éng c¬ :(víi gi¶ thiÕt hÖ sè csuÊt khi kh«ng t¶i cosφ0= 0,1  0,15) a/ Ph-¬ng tr×nh cña m¸y ®iÖn ë chÕ ®é ®éng c¬ : . . . U1   E 1  I 1 r1  j.x1  . . r '  0  E 2 ' I 2 '  2  j.x 2 '   s  . . E 2 '  E1 . . . I1 I 2 ' I 0 . .  E 1  I 0 .z m b/ §å thÞ vect¬ cña m¸y ®iÖn ë chÕ ®é ®éng c¬ :
. . U1 j.x1 . I 1 . . . r1 . I 1 I1 I2' .  E1 . I0 0 Φ . . E1  E 2 ' . I 2' Víi : . . Ψ1: lµ gãc gi÷a  E 1 vµ I 1 . . Ψ2; lµ gãc gi÷a I 2 ' vµ E1 . . φ1: lµ gãc gi÷a U 1 vµ I 1 5/ BiÓu thøc ®Æc tÝnh c¬ M= f(s) .VÏ ®å thÞ ®Æc tÝnh øng víi c¸c chÕ ®é m¸y ph¸t , ®éng c¬ , h·m : a/ BiÓu thøc ®Æc tÝnh c¬ : 2 m1 .U 1 . p.r2 ' M= s  2   C1.r2 '   2. . f 1 . r   1  x1 C1.x2 ' 2     s    b/ §å thÞ ®Æc tÝnh : Ch-¬ng tr×nh lËp tr×nh b»ng Matlab :
function[]=f() m1=input('vao gia tri m1:') U1=input('vao gia tri U1:') r1=input('vao gia tri r1:') r2=input('vao gia tri r2:') c1=input('vao gia tri c1:') x1=input('vao gia tri x1:') x2=input('vao gia tri x2:') p=input('vao gia tri p:') f1=input('vao gia tri f1:') s=-10:0.03:10 M=((m1*U1^2*r2)./s)./(2*pi*f1*((r1+(c1*r2)./s).^2)+((x1+c1* x2).^2)) plot(s,M) disp(s,M) grid Sau khi thay c¸c gi¸ trÞ : m1=3 , U1= 380/ 3 , r1=r2=0.19, C1=1, p=2, f1=50 x1=x2= 0.45 (ë ®©y ta lÊy x2=x2’ vµ r2=r2’ ®Ó tiÖn cho lËp tr×nh) Ta sÏ ®-îc ®å thÞ ®Æc tÝnh c¬ M= f(s) :
Víi : 0< s 1 : chÕ ®é h·m s
2 1 m1 . p.U 1 Mmax= 2.C1 2. . f 1 .r1   x1  C1 .x 2 '  Mmax= 421,71 (N.m)  Nh- vËy ta cã béi sè : M max 421,71   6,81 . M dm 61,93 b/ Béi sè m«men khëi ®éng Mk®/M®m : Cã : 2 m1 . p.U 1 .r2 ' Mk® =  2. . f 1 . r C .r '   1  1 2  x1 C1.x2 '  2 2  Mk® = 183,02 (N.m) Nh- vËy ta cã béi sè : M kd 183,02   2,96 . M dm 61,93 c/ Béi sè dßng khëi ®éng Ik®/I®m : U1 Ik® =  224,58( ) r  C .r ' 1 1 2 2   x1  C1 .x 2 ' 2  Nh- vËy béi sè dßng khëi ®éng lµ : I kd 224,58   7,03 I dm 31,94  Tõ nh÷ng tÝnh to¸n trªn ta rót ra nhËn xÐt :  Béi sè m«men cùc ®¹i lín h¬n râ rµng so víi sè liÖu bµi  Béi sè m«men khëi ®éng lín h¬n sè liÖu bµi ra mét chót  Béi sè dßng khëi ®éng xÊp xØ b»ng víi sè liÖu bµi ra
7/ §Æc tÝnh c¬ M= f(s) theo biÓu thøc Kl«x. So s¸nh ®Æc tÝnh nµy víi ®Æc tÝnh ë c©u 5 :  BiÓu thøc Kl«x : M 2  M max s sm  sm s Víi : C1 .r2 sm= r 2 1  x1  C1 .x 2 ' 2   sm= 0,2066 2.M max 843,42 174,25.s  M=   2 s sm s 0,2066 s  0,043   sm s 0,2066 s TiÕn hµnh lËp tr×ng Matlab : function[]=m() s=-10:0.03:10 M=(174.25*s)./(s.^2+0.043) plot(s,M) disp(s,M) Tõ ®©y ta cã ®å thÞ ®Æc tÝnh c¬ M= f(s) theo Kl«x :
NhËn xÐt : Ta thÊy, Mmaxcùc ®¹i d-¬ng th× xÊp xØ b»ng nhau. Nh-ng Mmax cùc ®¹i ©m th× : Mmax cña ®Æc tÝnh c¬ xÐt theo c©u 5 lín h¬n nhiÒu so víi Mmax cña ®Æc tÝnh c¬ xÐt trong c©u 7 theo biÓu thøc Kl«x . 8/ §Æc tÝnh M= f(s) øng víi ®iÖn ¸p U1= 70%, 80%, 90% cña U1®m : Ta tiÕn hµnh lËp tr×nh Matlab : function[]=f() hold on %tinh voi U1=70%U1dm m1=input('vao gia tri m1:') U1=input('vao gia tri U1:') r1=input('vao gia tri r1:') r2=input('vao gia tri r2:') c1=input('vao gia tri c1:') x1=input('vao gia tri x1:') x2=input('vao gia tri x2:')
p=input('vao gia tri p:') f1=input('vao gia tri f1:') s=-10:0.03:10 M=((m1*U1^2*r2)./s)./(2*pi*f1*((r1+(c1*r2)./s).^2)+((x1+c1* x2).^2)) plot(s,M) disp(s,M) hold on function[]=f() %tinh voi U1=80%U1dm m1=input('vao gia tri m1:') U1=input('vao gia tri U1:') r1=input('vao gia tri r1:') r2=input('vao gia tri r2:') c1=input('vao gia tri c1:') x1=input('vao gia tri x1:') x2=input('vao gia tri x2:') p=input('vao gia tri p:') f1=input('vao gia tri f1:') s=-10:0.03:10 M=((m1*U1^2*r2)./s)./(2*pi*f1*((r1+(c1*r2)./s).^2)+((x1+c1* x2).^2)) plot(s,M) disp(s,M) hold on function[]=f() %tinh voi U1=90%U1dm m1=input('vao gia tri m1:') U1=input('vao gia tri U1:') r1=input('vao gia tri r1:') r2=input('vao gia tri r2:') c1=input('vao gia tri c1:') x1=input('vao gia tri x1:') x2=input('vao gia tri x2:') p=input('vao gia tri p:') f1=input('vao gia tri f1:')
s=-10:0.03:10 M=((m1*U1^2*r2)./s)./(2*pi*f1*((r1+(c1*r2)./s).^2)+((x1+c1* x2).^2)) plot(s,M) Tõ ®©y ta cã kÕt qu¶ trªn ®å thÞ nh- sau : 9/ Hä ®Æc tÝnh M=f(s) øng víi tÇn sè ®iÖn ¸p ®-a vµo f1= 20,30,40Hz : Ta tiÕn hµnh lËp tr×nh Matlab t-¬ng tù nh- ë c©u 8 víi f1 thay ®æi 20Hz, 30Hz, 40Hz . Ta sÏ ®-îc ®å thÞ nh- h×nh d-íi ®©y :