Giai Bai Tap Ch 2

CHƯƠNG 2: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Bài số 11 - 1: Một động cơ điện một chiều kích thích song song được bù công suất định mức 44760W, 240V, 400 vg/ph tiêu thụ từ lưới 209.1A khi làm việc trong điều kiện định mức. Thông số động cơ là Ru = 0.0483Ω , Rt = 39.1Ω và Nt = 1476vg/cực. Đường cong từ hóa như hình 11.15. Tính điện trở nối thêm vào dây quấn kích thích song song để nâng tốc độ lên đến 600vg/ph với điều kiện mô men tải mới bằng 40% mô men tải cũ; dòng điện phần ứng mới; công suất tiêu thụ trên điện trở. Dòng điện kích thích: U 240 I t1 = = = 6.1381A R t 39.1 Dòng điện phần ứng: I u1 = I − I t1 = 209.1− 6.1381 = 202.9619A S.đ.đ của máy khi n = 400vg/ph: Eu1 = U − I u1Ru = 240 − 202.9619× 0.0483 =230.1969V S.t.đ của cuộn kích thích: Ft1 = N tI t1 = 1476× 6.1381 = 9059.8Avg/c Từ cảm của máy theo đường cong từ hóa: Bt1 = 0.58T Ta có: M 2 Bt2I u2 = = 0.4 M 1 Bt1I u1  Bt2I u2 = 0.4Bt1I u1 = 0.4× 0.58× 202.9619 = 47.0872 47.0872  Bt2 = I u2 Mặt khác: Eu2 Bt2n2 = Eu1 Bt1n1 Eu2 Eu1n2 230.1969× 600 = = = 595.3369  Bt2 Bt1n1 0.58× 400 Eu2  Bt2 = 595.3369 Do đó: Eu2 47.0872 =  Bt2 = 595.3369 I u2 595.3369× 47.0872 28033 =  Eu2 = I u2 I u2

169

Eu2 =

28033 = U − I u2Ru I u2

(1)  I u2 = 4849.257A (2)  I u2 = 119.687A Do tính chất vật lý ta có: I u2 = 119.687A S.đ.đ của máy: 28033 28033 Eu2 = = = 234.2191V I u2 119.687 Từ cảm trong máy: Eu2 234.2191 Bt2 = = = 0.3934T 595.3369 595.3369 Theo đường cong từ hóa, s.t.đ là: Ft2 = 4900Av/c Dòng điện kích thích: F 4900 I t2 = t2 = = 3.3198A N t 1476 Điện trở nối thêm vào mạch kích thích: U 240 Rdc = − Rt = − 39.1 = 33.2Ω I t2 3.3198 Công suất tiêu thụ trên điện trở: 2 Pt = I t2 Rdc = 3.31982 × 33.2 = 365.8 W

Bài số 11 - 2: Một động cơ điện một chiều kích thích song song được bù công suất định mức 55950W, 240V, 250 vg/ph tiêu thụ từ lưới 209.1A khi làm việc trong điều kiện định mức. Thông số động cơ là Ru = 0.0665Ω , Rt = 25.6Ω và Nt = 835vg/cực. Đường cong từ hóa như hình 11.15. Máy có hiệu suất 86.4% khi làm việc trong điều kiện định mức. Tính điện trở nối thêm vào dây quấn kích thích song song để nâng tốc độ lên đến 500vg/ph với điều kiện mô men tải và hiệu suất không thay đổi; công suất tiêu thụ trên điện trở. Công suất động cơ tiêu thụ từ lưới: P 55950 Pin = out = = 64757 W η 0.864 Dòng điện đưa vào động cơ: P 64757 I = in = = 269.8206A U 240 Dòng điện kích thích:

170

U 240 = = 9.375A R t 25.6 Dòng điện phần ứng: I u1 = I − I t1 = 269.8206 − 9.375 = 260.4456A S.đ.đ của máy khi n = 250vg/ph: Eu1 = U − I u1Ru = 240 − 260.4456× 0.0665 =222.6804V S.t.đ của cuộn kích thích: Ft1 = N tI t1 = 835× 9.375 = 7828.1Av/c Từ cảm của máy theo đường cong từ hóa: Bt1 = 0.545T Ta có: M 2 Bt2I u2 = =1 M 1 Bt1I u1  Bt2I u2 = Bt1I u1 = 0.545× 260.4456 = 141.9429 141.9429  Bt2 = I u2 Mặt khác: Eu2 Bt2n2 = Eu1 Bt1n1 Eu2 Eu1n2 222.6804× 500 = = = 817.1757  Bt2 Bt1n1 0.545× 250 Eu2  Bt2 = 817.1757 Do đó: Eu2 141.9429 =  Bt2 = 817.1757 I u2 817.1757× 141.9429 115990 =  Eu2 = I u2 I u2 115990 Eu2 = = U − I u2Ru I u2 I t1 =

(1)  I u2 = 3034.1658A (2)  I u2 = 574.8566A Do tính chất vật lý ta có: I u2 = 574.8566A S.đ.đ của máy: 115990 Eu2 = = 201.772V 574.8566 Từ cảm trong máy: Eu2 201.772 Bt2 = = = 0.2469T 817.1757 817.1757

171

Theo đường cong từ hóa, s.t.đ là: Ft2 = 3000Av/c Dòng điện kích thích: F 3000 I t2 = t2 = = 3.5928A Nt 835 Điện trở nối thêm vào mạch kích thích: U 240 Rdc = − Rt = − 25.6 = 41.2Ω I t2 3.5928 Công suất tiêu thụ trên điện trở: 2 Pt = I t2 Rdc = 3.59282 × 41.2 = 3621.1W

Bài số 11 - 3: Một động cơ điện một chiều kích thích song song được bù có công suất định mức 111900W, 240V, 650 vg/ph có các thông số là Ru = 0.00872Ω , Rp + Rb = 0.0038Ω , Rt = 32Ω và Nt = 1143vg/cực. Đường cong từ hóa như hình 11.15. Máy có hiệu suất 92%. Tính điện trở nối thêm vào dây quấn kích thích song song để nâng tốc độ không tải lên đến 2100vg/ph biết dòng điện không tải của động cơ là 18.4A; công suất tiêu hao trên điện trở này. Công suất đưa vào động cơ: P 111900 Pin = out = = 121630W η 0.92 Dòng điện đưa vào động cơ: P 121630 I 1 = in = = 506.7935A U 240 Dòng điện kích thích: U 240 I t1 = = = 7.5A Rt 32 Dòng điện phần ứng: I u1 = I − I t1 = 506.7935 − 7.5 = 499.2935A S.t.đ của cuộn kích thích: Ft1 = N tI t1 = 1143× 7.5 = 8572.5Av/c Từ cảm của máy theo đường cong từ hóa: Bt1 = 0.57T S.đ.đ của phần ứng: Eu1 = U − I u1Ru = 240 − 499.2935× (0.00872 + 0.0038) =233.7488V

172

Tổng tổn hao công suất trong máy: P 111900 ∆P = out − Pout = − 111900 =9730.4 W η 0.92 Tổn hao đồng: 2 2 PCu = I u1 (Ru + Rp + Rb ) + I t1 Rt = 499.29352(0.00872 + 0.0038) + 7.52 × 32 = 4921.2W Tổn hao quay: Pq = ∆P − PCu = 9730.4 - 4921.2 =4809.3 W Mô men cản khi không tải: 60Pq 60× 4809.3 Mo = = = 21.8691Nm 2πno 2π × 2100 Mô men tải: 60Pout 60× 111900 M1 = = = 1643.9Nm 2πn1 2π × 650 Ta có: M o BtoI uo 21.8691 = = = 0.0133 M 1 Bt1I u1 1643.9  BtoI uo = 0.0133Bt1I u1 = 0.0133× 0.57× 499.2935 = 3.7859 3.7859  Bto = I uo S.đ.đ khi không tải: Euo Btono = Eu1 Bt1n1 Euo Eu1no 233.7488× 2100 = = = 1324.9  Bto Bt1n1 0.57× 650 Euo  Bto = 1346 Do đó: Eu2 2.3557 =  Bt2 = 1346 I u2 1346× 2.3557 3170.8 =  Euo = I uo I uo 3170.8 Euo = = U − I uo Ru I uo (1)  I uo = 19156.1082A (2)  I uo = 13.22A Do tính chất vật lý ta có: I uo = 13.22A

173

Dòng điện kích thích khi không tải: I to = I o − I uo = 18.2 − 13.22 = 5.18A Điện trở nối thêm vào mạch kích thích: U 240 Rdc = − Rt = − 32 = 14.332Ω It 5.18

Bài số 11 - 4: Một động cơ điện một chiều kích thích song song được bù 1750vg/ph, 240V, 37.3kW có hiệu suất 88.7% . Thông số động cơ là: Rư = 0.0287Ω , Rp = 0.0138Ω , Rt = 67.4Ω có 1850 vòng dây. Đường cong từ hóa như hình 11.15. Tính điện trở nối thêm vào phần ứng để n = 1024vg/ph biết máy làm việc với 65% tải định mức và công suất tiêu tán trên điện trở. Công suất động cơ tiêu thụ từ lưới: P 37300 P1 = 2 = = 42052 W η 0.887 Dòng điện đưa vào động cơ: P 42052 I = in = = 175.2161A U 240 Dòng điện kích thích: U 240 It = = = 3.5608A R t 67.4 Dòng điện phần ứng: I u1 = I − I t = 175.2161− 3.5608 = 171.6553A S.đ.đ của máy khi n = 1750vg/ph: Eu1 = U − I u1Ru = 240 − 171.6553× 0.0425 =232.7047V Ta có: M 2 I u2 = = 0.65 M 1 I u1  I u2 = 0.65I u1 = 0.65× 171.6553 = 111.5759A S.đ.đ của máy khi n =1024vg/ph: n 1024 E2 = E1 2 = 232.7047 = 136.1655V n1 1750 Điện trở cần nối thêm: U − E2 240 − 136.1655 Rf = − Ru − Rp = − 0.0287 − 0.0138 = 0.8881Ω I u2 111.5759 Công suất tiêu thụ trên điện trở này: 2 Pf = I u2 Rf = 111.57592 × 0.8881 = 11056 W

174

Bài số 11 - 5: Một động cơ điện một chiều kích thích hỗn hợp 850vg/ph, 500V, 522.2kW có hiệu suất 93.2% làm việc trong điều kiện định mức. Thông số động cơ là: Rư = 0.00689Ω , Rp + Rb = 0.001347Ω , Rktnt = 0.000687Ω có 6 vòng dây, Rktss = 72.5Ω có 995 vòng dây. Đường cong từ hóa như hình 11.16. Tính s.t đ của cuộn kích thích nối tiếp, tốc độ khi hở mạch kích thích song song biết rằng tải là 1540A. Công suất đưa vào động cơ: P 522.2× 103 P1 = 2 = = 5.603× 105 W η 0.932 Dòng điện đưa vào động cơ: P 5.603× 105 I= 1= = 1120.6A U 500 Dòng điện của cuộn kích thích song song: U 500 It = = = 6.8966A R ktss 72.5 Dòng điện phần ứng: I u = I − I t = 1120.6 − 6.8966 = 1113.7A S.đ.đ của phần ứng: E1 = U − I u (R u + Rktnt + Rp + Rb ) = 500 − 1113.7(0.00689 + 0.000687 + 0.001374) = 490.0312V S.t.đ của cuộn kích thích nối tiếp: Ftnt = I u × N nt = 1113.7× 6 = 6682.2Av S.t.đ của cuộn kích thích song song: Ftss = I t × N ss = 6.8966× 995 = 6862.1A v S.t.đ tổng: F =Ftnt + Ftss = 6682.2 +6862.1 =13544Av Từ cảm tương ứng: B1 = 1.005T Khi hở mạch cuộn kích thích song song ta có: Ftnt = I u × N nt = 1540× 6 = 9240Av Từ cảm tương ứng: B2 = 0.885T S.đ.đ của phần ứng: E2 = U − 1504(Ru + Rktnt + Rp + Rb ) = 500 − 1540(0.00689 + 0.000687 + 0.001374) = 486.2155V Tốc độ của động cơ: E Bn 486.2155× 1.005× 850 n2 = 2 1 1 = = 957.738vg/ ph E1B2 490.0312× 0.885

175

Bài số 11 - 6: Một động cơ điện một chiều kích thích song song 1150vg/ph, 240V, 29840W đang làm việc với tải có mô men thay đổi tỉ lệ với tốc độ. Hiệu suất của động cơ khi tải định mức là 90.2%. Thông số động cơ là: Rư = 0.068Ω , Rp + Rb = 0.0289Ω , Rktss = 99.5Ω có 1231 vòng dây. Đường cong từ hóa như hình 11.16. Tính điện trở nối thêm vào cuộn kích thích song song để tốc độ bằng 125% tốc độ định mức. Công suất đưa vào động cơ: P 29840 P1 = 2 = = 33082 W η 0.902 Dòng điện đưa vào động cơ: P 33082 I= 1= = 137.8418A U 240 Dòng điện của cuộn kích thích song song: U 240 I t1 = = = 2.4121A R ktss 99.5 Dòng điện phần ứng: I u1 = I − I t1 = 137.8418 − 2.4121 = 135.4298A S.đ.đ của phần ứng: E1 = U − I u (R u + Rp + Rb ) = 240 − 135.4298(0.068 + 0.0289) = 226.8769V S.t.đ của máy: Ft =I t1N t =2.4121× 1231 =2969.2A v Từ cảm tương ứng: Bt1 = 0.6975T Ta có: M 2 Bt2I u2 n2 = = = 1.25 M 1 Bt1I u1 n1  Bt2I u2 = 1.25Bt1I u1 = 1.25× 0.6975 × 135.4298 = 118.0778 118.0778  Bt2 = I u2 Mặt khác: Eu2 Bt2n2 = Eu1 Bt1n1 Eu2 Eu1n2 226.8769 = = 1.25 = 406.5893  Bt2 Bt1n1 0.6975 Eu2  Bt2 = 406.5893 Do đó: Eu2 118.0778 =  Bt2 = 406.5893 I u2

176

406.5893× 118.0778 48009 = I u2 I u2 48009 Eu2 = = U − I u2Ru I u2

 Eu2 =

(1)  I u2 = 2257.292A (2)  I u2 = 219.4881A Do tính chất vật lý ta có: I u2 = 219.4881A S.đ.đ của máy: 48009 Eu2 = = 218.7316V 219.4881 Từ cảm trong máy: Eu2 218.7316 Bt2 = = = 0.538T 817.1757 406.5893 Theo đường cong từ hóa, s.t.đ là: Ft2 = 2200Av/c Dòng điện kích thích: F 2200 I t2 = t2 = = 1.7872A N t 1231 Điện trở nối thêm vào mạch kích thích: U 240 Rdc = − Rt = − 99.5 = 34.7909Ω I t2 1.7872

Bài số 11 - 7: Một động cơ điện một chiều kích thích hỗn hợp có dây quấn bù 100vg/ph, 250V, 298.4kW đang làm việc trong điều kiện định mức. Hiệu suất của động cơ là 89.8%. Thông số động cơ là: Rư = 0.00266Ω , Rp + Rb = 0.000774Ω , Rktnt = .000356Ω có 2 vòng dây, Rktss = 24.1Ω có 400 vòng dây. Đường cong từ hóa như hình 11.16. Tính dòng điện của động cơ, dòng điện phần ứng, công suất cơ. Nếu mô men khởi động bằng 115% mô men định mức, động cơ không có dây quấn kích thích nối tiếp và dòng điện phần ứng bằng 200% dòng điện phần ứng định mức thì động cơ có khởi động được không. Công suất đưa vào động cơ: P 298.4× 103 P1 = 2 = = 3.3229× 105 W η 0.898 Dòng điện đưa vào động cơ: P 3.3229× 105 I= 1= = 1329.2A U 250 Dòng điện của cuộn kích thích song song: 177

U 250 = = 10.3734A R ktss 24.1 Dòng điện phần ứng: I u = I − I t = 1329.2 − 10.3734 = 1318.8A S.đ.đ của phần ứng: Eu = U − I u (R u + Rp + Rb + Rktnt ) It =

= 250 − 1318.8(0.00266 + 0.000774 + 0.000356) = 245.0017V Công suất cơ của động cơ: Pco = Eu × I u = 245.0017× 1318.8 = 323110 W Mô men định mức: 60Pco 60× 323110 M dm = = = 30855Nm 2πn 2π × 100 Mô men khởi động: M k = 1.15M dm = 1.15× 30855 = 35483Nm Mô men tạo bởi động cơ khi không có dây quấn kích thích nối tiếp: Eu = U − I unew (Ru + Rp + Rb ) = 250 − 2× 1318.8(0.00266 + 0.000774 + 0.000356) = 240.9425V Pco = Eu × I u = 240.9425× 2× 1318.8 = 635510W 60Pco 60× 635510 M= = = 60687Nm 2πn 2π × 100 Do mô men của động cơ lớn hơn mô men khởi động nên động cơ khởi động được. Bài số 11 - 8: Một động cơ điện một chiều kích thích hỗn hợp có dây quấn bù 500vg/ph, 230V, 37.3kW có các thông số là: Rư = 0.071Ω , Rp + Rb = 0.014Ω , Rktnt = 0.031Ω có 6 vòng dây, Rktss = 75Ω có 1000 vòng dây. Đường cong từ hóa như hình 11.16. Động cơ đang làm việc trong điều kiện định mức, tiêu thụ từ lưới 190A. Tính s.đ.đ, công suất cơ, mô men định mức, tổn hao quay. Nếu mô men tải bằng hằng số, tính tốc độ khi không có dây quấn kích thích nối tiếp. Dòng điện của cuộn kích thích song song: U 230 It = = = 3.0667A R ktss 75 Dòng điện phần ứng: I u1 = I − I t = 190 − 3.0667 = 186.9333A S.t.đ của động cơ: Ft = Ftss + Ftnt = N tssI t + N tnt I u1 = 1000× 3.0667 + 6× 186.9333 = 4188.3A v Từ cảm trong động cơ: Bt1 = 0.8475T S.đ.đ của động cơ: Eu1 = U − I u1(Ru + Rp + Rb + Rktnt )

178

= 230 − 186.9333× (0.071+ 0.014 + 0.031) = 208.3157V Công suất cơ của động cơ: Pco = Eu1I u1 = 208.3157× 186.9333 =38941W Mô men trên trục động cơ: 60P2 60× 29800 M2 = = = 569.1381Nm 2πn 2π × 500 Tổn hao quay: pq = Pco − P2 = 38941− 29800 = 9141.2W Khi không có cuộn kích thích nối tiếp, s.t.đ trong máy do cuộn kích thích song song tạo ra nên. Do đó: Ft = Ftss = N tssI t = 1000× 3.0667 = 3066.7Av Bt2 = 0.6975T M 2 Bt2I u2 = =1 M 1 Bt1I u1  Bt2I u2 = Bt1I u1 = 0.8475 × 186.9333 = 158.426 158426 = 227.1341  I u2 = Bt2 Eu2 = U − I u2(Ru + Rp + Rb ) = 230 − 227.1341× (0.071+ 0.014) = 210.6936V Eu2Bt1n1 210.6936× 0.8475× 500 = = 614.4617vg/ph  n2 = Eu1Bt2 208.3157× 0.6975

Bài số 11 - 9: Một động cơ điện một chiều kích thích song song có dây quấn bù 468vg/ph, 240V, 44.76kW có các thông số là: R ư = 0.0342Ω , Rp = 0.00924Ω , Rktnt = 0.00308Ω có 1.5 vòng dây, Rktss = 71.6Ω có 1268 vòng dây. Đường cong từ hóa như hình 11.16. Hiệu suất của động cơ là 89%. Tính dòng điện định mức, dòng điện kích thích định mức, dòng điện phần ứng định mức, mô men định mức, điện trở nối thêm vào phần ứng để dòng điện ngắn mạch của phần ứng bằng 200% dòng điện định mức của nó, số vòng dây kích thích nối tiếp bổ sung để mô men khởi động tăng 135% khi dòng điện phần ứng bằng 200% dòng điện định mức của nó, tốc độ xác lập mới biết rằng động cơ mang tải định mức và không có điện trở nào được nối thêm vào các mạch kích thích. Công suất đưa vào động cơ: P2 44.76× 103 P1 = = = 50292 W η 0.89 Dòng điện đưa vào động cơ: P 50292 I= 1= = 209.5506A U 240 179

Dòng điện của cuộn kích thích song song: U 240 It = = = 3.352A R ktss 71.6 Dòng điện phần ứng: I u = I − I t = 209.5506 − 3.352 = 206.1986A Mô men trên trục động cơ: 60P2 60× 44760 M2 = = = 913.3045Nm 2πn 2π × 468 Điện trở nối tiếp với phần ứng để dòng điện phần ứng khi ngắn mạch bằng hai lần dòng điện phần ứng định mức: U Rdc = − (Ru + Rp + Rb + Rktnt ) 2I u 240 = − (0.0342 + 0.0024 + 0.00308) = 0.5354Ω 2× 206.1986 S.t.đ của động cơ khi có thêm điện trở: Ft = Ftnt + Ftss = 1.5× 2× 206.1986 + 1268× 3.352 = 4868.9Av Từ cảm trong máy: Bt1 = 0.885T

Bài số 11 - 10: Một động cơ điện một chiều kích thích nối tiếp 850vg/ph, 500V, 55.95kW, η = 90.2% làm việc với tải định mức. Cuộn kích thích nối tiếp có 30 vòng. Thông số động cơ là: Rư = 0.1414Ω , Rp = 0.0412Ω , Rktnt = 0.0189Ω . Đường cong từ hóa như hình 11.16. Tốc độ an toàn cực đại của động cơ là 1700vg/ph. Động cơ có an toàn khi làm việc với tải 7460W không? Công suất đưa vào động cơ: P 55950 P1 = 2 = = 62029W η 0.902 Dòng điện đưa vào động cơ: P 62029 I1 = I u = 1 = = 124.0576A U 500 S.t.đ của động cơ: Ft = I 1N ktnt = 124.0576× 30 =3721.7A v Bt = 0.56T S.đ.đ của động cơ: Eu = U − I u1(Ru + Rp + Rb + Rktnt ) = 500 − 124.0576× (0.1414 + 0.0412 + 0.0189) = 475.0024V Khi công suất tải là 7460W ta có:

180

P2t 7460 = = 8270.5 η 0.902 P 8270.5 I 1t = I ut = 1t = = 16.541A U 500 Eut = U − I ut (Ru + Rp + Rb + Rktnt ) P1t =

= 500 − 16.541× (0.1414 + 0.0412 + 0.0189) = 496.667V Ft1 = I t1N ktnt = 16.541× 30 =496.2306Av Bt1 = 0.12T E B n 496.667× 0.56× 850 nt = ut t = = 4147.6vg/ ph Eu Bt1 475.0024× 0.12 Như vậy không thể để động cơ làm việc với tải 7460W được

Bài số 11 - 11: Một động cơ điện một chiều kích thích nối tiếp 400vg/ph, 240V, 111.9kW được dùng để truyền động cho tải công suất thay đổi trong khoảng 120% và 40% công suất định mức. S.t.đ khử từ do phản ứng phần ứng bằng 7.5% s.t.đ của cuộn kích thích nối tiếp. Cuộn kích thích nối tiếp có 12 vòng dây. Đường cong từ hóa như hình 11.16. Hiệu suất ở tải định mức bằng 93.2%. Thông số động cơ là: Rư = 0.01346Ω , Rp = 0.00392Ω , Rktnt = 0.00181Ω . Tính tốc độ trên và dưới. Với tải định mức: P 111900 P1dm = 2dm = = 120060 W η 0.932 P 120060 I 1dm = I udm = 1dm = = 500.2682A U 240 Ftdm = I 1dmN ktnt (1− 0.075) = 500.2682× 12× 0.925 =5553A v Btdm = 0.96T Eudm = U − I udm (Ru + Rp + Rktnt ) = 240 − 500.2862× (0.01346 + 0.00392 + 0.00181) = 230.3999V Với công suất bằng 120% công suất định mức: P1t = 1.2P1dm = 1.2× 120060 = 144080 W P 144080 I 1t = I ut = 1t = = 600.3219A U 240 Ftt = I 1t N ktnt (1 - 0.075) = 600.3219× 12× (1 - 0.075) =6663.6A v Btt = 1.014T Eut = U − I ut (Ru + Rp + Rktnt ) = 240 − 600.3219× (0.01346 + 0.00392 + 0.00181) = 228.4798V E B n 228.4798× 0.96× 400 nt = ut tdm dm = = 375.5vg/ ph EudmBtt 230.3999× 1.014

181

Với công suất bằng 40% công suất định mức: P1d = 0.4P1md = 120060× 0.4 = 48026 W P 48026 I 1d = I ud = 1d = = 200.1073A U 240 Ftd = I 1d N ktnt (1 - 0.075) = 200.1073× 12× (1 - 0.075) =2221.2Av Btt = 0.5445T Eud = U − I ud (Ru + Rp + Rktnt ) = 240 − 200.1073× (0.01346 + 0.00392 + 0.00181) = 236.1599V E B n 236.1599× 0.96× 400 nd = ud tdm dm = = 699.3571vg/ ph EudmBtd 230.3999× 0.5445 Bài số 11 - 12: Một động cơ điện một chiều kích thích hỗn hợp 1150vg/ph, 240V, 37.3kW có các thông số là: Rư = 0.0673Ω , Rp+Rb = 0.0196Ω , Rktnt = 0.00902Ω có 8 vòng dây và Rktss = 85.6Ω có 750 vòng dây. Hiệu suất ở tải định mức bằng 88.7%. Tính tốc độ nếu một điện trở 20Ω được mắc nối tiếp với cuộn kích thích song song và tốc độ khi dòng điện phần ứng bằng 200A, bỏ qua ảnh hưởng của bão hòa mạch từ. Công suất đưa vào động cơ: P 37300 P1dm = 2dm = = 42052W η 0.887 Dòng điện đưa vào động cơ: P 42052 I1 = 1 = = 175.2161A U 240 Dòng điện trong cuộn kích thích song song: U 240 It = = = 2.8037A R t 85.6 Dòng điện đưa vào phần ứng: I u = I − I t = 175.2161− 2.8037 = 172.4123A S.t.đ tổng của động cơ: Ft = I u N ktnt + I t N ktss = 172.4123× 8 + 2.8037× 750 = 3482.1A v Bt = 0.78T S.đ.đ của động cơ: Eu = U − I u (R u + Rp + Rb + Rktnt ) = 240 − 172.4123× (0.0673 +0.0196 +0.00902) = 223.4622V Khi thêm điện trở 20Ω vào mạch kích thích: U 240 I tnew = = = 2.2727A R t + 20 85.6 + 20 Ftnew = I u N ktnt + I tnew N ktss = 172.4123× 8 + 2.2727× 750 = 3083.8Av Btnew = 0.6908T

182

Eunew = U − I u (Ru + Rp + Rb + Rktnt ) = 240 − 172.4123× (0.0673 +0.0196 +0.00902) = 223.4622V E B n B n 0.78× 1150 nnew = unew t = t = = 1298.5vg/ ph Eu Btnew Btnew 0.6908 Tốc độ để dòng điện phần ứng là 200A: Ftnew = I unew N ktnt + I tnew N ktss = 200× 8 + 2.2727× 750 = 3304.5Av Btnew = 0.7402T Eunew = U − I unew (Ru + Rp + Rb + Rktnt ) nnew

= 240 − 200× (0.0673 +0.0196 +0.00902) = 220.816V E B n 220.816× 0.78× 1150 = unew t = = 1197.4vg/ ph Eu Btnew 223.4622× 0.7402

Bài số 11 - 13: Một động cơ điện một chiều kích thích hỗn hợp 2500vg/ph, 240V, 11.19kW tiêu thụ 58.6A khi làm việc trong điều kiện định mức. Động cơ có các thông số là: Rư = 0.241Ω , Rp+Rb = 0.07Ω , Rktnt = 0.332Ω có 10 vòng dây và Rktss = 138Ω có 1360 vòng dây. Giả sử một điện trở 1.6Ω được nối nối tiếp với dây quấn phần ứng, một điện trở 100Ω được nối nối tiếp với dây quấn kích thích song song và tải trên trục sao cho động cơ tiêu thụ từ lưới 40A. Tính tốc độ, công suất cơ, mô men cơ khi bỏ qua ảnh hưởng của bão hòa mạch từ. Khi tải định mức ta có: U 240 I tdm = = = 1.7391A R t 138 I udm = I − I tdm = 58.6 − 1.7391 = 56.8609A Ftdm = I udmN ktnt + I tdm N ktss = 56.8609× 10 + 1.7391× 1360 = 2933.8A v Btdm = 0.69T Eudm = U − I udm (Ru + Rp + Rb + Rktnt ) = 240 − 56.8609× (0.241 +0.07 +0.322) = 204.0071V Khi nối thêm các điện trở ta có: U 240 I tnew = = = 1.0084A R t + 100 138 + 100 I unew = I − I tnew = 40 − 1.0084 = 38.9916A Ftnew = I unew N ktnt + I tnew N ktss = 38.9916× 10 + 1.0084× 1360 = 1761.3A v Btnew = 0.415T Eunew = U − I unew (Ru + Rp + Rb + Rktnt + Rdc ) = 240 − 38.9916× (0.241 +0.07 +0.322 +1.6) = 152.9318V Tốc độ động cơ:

183

Eunew Btdmn 152.9318× 0.6855× 2500 = = 3116vg/ ph EudmBtnew 215.3183× 0.415 Công suất cơ: Pco = Eunew I unew = 152.9318× 38.9916 = 5963.1W Mô men cơ: 60Pco 60× 5963.1 M co = = = 18.2744Nm 2πnnew 2π × 3116 nnew =

Bài số 11 - 14: Một động cơ điện một chiều kích thích hỗn hợp 650vg/ph, 240V, 22.38kW có hiệu suất 94.8% khi làm việc trong điều kiện định mức. Động cơ có các thông số là: Rư = 0.1192Ω , Rp+Rb = 0.0347Ω , Rktnt = 0.0159Ω có 7 vòng dây và Rktss = 80Ω có 513 vòng dây. Tính tốc độ khi dòng điện phần ứng bằng định mức và không dùng dây quấn kích thích nối tiếp; tốc độ khi dòng điện phần ứng bằng định mức và dây quấn kích thích nối tiếp được nối ngược. Khi tải định mức ta có: P 22380 P1dm = 2dm = = 23608W η 0.948 P 23608 I dm = 1dm = = 98.365A U 240 U 240 I tdm = = = 3A Rt 80 I udm = I − I tdm = 98.365 − 3 = 95.365A Ftdm = I udmN ktnt + I tdm N ktss = 95.365× 7 + 3× 513 = 2206.6Av Btdm = 0.54T Eudm = U − I udm (Ru + Rp + Rb + Rktnt ) = 240 − 95.365× (0.1192 +0.0347 +0.0159) = 223.807V Khi không dùng dây quấn kích thích nối tiếp: Ft1 = I udmN ktnt = 95.365× 7 = 1539A v Bt1 = 0.3847T Eu1 = U − I udm (Ru + Rp + Rb ) = 240 − 95.365× (0.1192 +0.0347) = 225.3233V E B n 225.3233× 0.54× 650 n1 = u1 tdm = = 918.4614vg/ ph EudmBt1 223.807× 0.3847 Khi dây quấn kích thích nối tiếp được nối ngược: Ft2 = I tdmN ktss − I udm N ktnt = 3× 513 − 95.365× 7 = 871.4451A v Bt2 = 0.2179T Eu2 = U − I udm (Ru + Rp + Rb + Rktnt )

184

= 240 − 95.365× (0.1192 +0.0347+0.0159) = 223.807V E B n 223.807× 0.54× 650 n2 = u2 tdm = = 1611.1vg/ ph EudmBt2 223.807× 0.2179

Bài số 11 - 15: Một động cơ điện một chiều kích thích song song 300vg/ph, 240V, 14.92kW có hiệu suất 84.3% khi làm việc trong điều kiện định mức. Động cơ có các thông số là: Rư = 0.168Ω , Rp = 0.049Ω , Rktnt = 0.0226Ω có 1.5 vòng dây và Rktss = 100Ω có 1096 vòng dây. Bỏ qua ảnh hưởng bão hòa mạch từ, tính tốc độ không tải biết dòng điện không tải của động cơ là 15A; độ thay đổi tốc độ; mô men khi khi dòng điện phần ứng bằng 60% định mức. Dòng điện kích thích của động cơ: U 240 It = = = 2.4A R t 100 Dòng điện phần ứng khi không tải: I uo = I o − I t = 15 − 2.4 = 12.6A S.đ.đ khi không tải: Euo = U − I uo (Ru + Rp + Rktnt ) = 240 − 12.6× (0.168 +0.049 +0.0226) = 236.981V S.t.đ khi không tải: Fto = I tN ktss + I uo N ktnt = 2.4× 1096 + 12.6× 1.5 = 2649.3A v Công suất đưa vào động cơ: P 14920 P1dm = 2dm = = 17699 W η 0.843 Dòng điện định mức của động cơ: P 17699 I dm = 1dm = = 73.7446A U 240 Dòng điện phần ứng định mức: I udm = I dm − I t = 73.7446 − 2.4 = 71.3446A S.đ.đ khi không tải: Eudm = U − I udm (Ru + Rp + Rktnt ) = 240 − 71.3446× (0.168 +0.049 +0.0226) = 222.9058V S.t.đ khi tải định mức: Ftdm = I t N ktss + I udm N ktnt = 2.4× 1096 + 71.3446× 1.5 = 2737.4A v Tốc độ không tải: E F n 236.981× 2737.4× 300 no = uo tdm dm = = 329.55vg/ ph EudmFto 222.9058× 2649.3 Độ thay đổi tốc độ:

185

no − ndm 329.55 − 300 = = 0.0985 ndm 300 Mô men định mức của động cơ: 60P2dm 60× 14920 M dm = = = 474.9184Nm 2πndm 2π × 300 Mô men khi dòng điện phần ứng bằng 60% dòng phần ứng định mức: Fu2 = I t N ktss + 0.6I udm N ktnt = 2.4× 1096 + 0.6× 71.3446× 1.5 = 2694.6A v F ×I 2694.6× 0.6× 71.3446 M 2 = M dm t2 u2 = 474.9184 = 280.495Nm Ftdm × I udm 2737.4× 71.3446 ∆n =

Bài số 11 - 16: Một động cơ điện một chiều kích thích hỗn hợp 3500vg/ph, 240V, 74.6kW có hiệu suất 94.6% khi làm việc trong điều kiện định mức. Động cơ có các thông số là: Rư = 0.0358Ω , Rp = 0.0104Ω , Rktnt = 0.0048Ω có 3 vòng dây và Rktss = 52.3Ω có 367 vòng dây. Bỏ qua ảnh hưởng bão hòa mạch từ, tính tốc độ khi dòng điện của động cơ là 136A; mô men khi dòng điện bằng 136A. Dòng điện kích thích của động cơ: U 240 It = = = 4.5889A R t 52.3 Dòng điện phần ứng khi tải 136A: I u1 = I 1 − I t = 136 − 4.5889 = 131.4111A S.đ.đ khi tải 136A: Eu1 = U − I u1(Ru + Rp + Rktnt ) = 240 − 131.4111× (0.0358 +0.0104 +0.0048) = 233.298V S.t.đ khi tải 136A: Ft1 = I t N ktss + I u1N ktnt = 4.5889× 367 + 131.4111× 3 = 2078.4Av Công suất đưa vào động cơ: P 74600 P1dm = 2dm = = 78858W η 0.946 Dòng điện định mức của động cơ: P 78858 I dm = 1dm = = 328.5765A U 240 Dòng điện phần ứng định mức: I udm = I dm − I t = 328.5765 − 4.5889 = 323.9876A S.đ.đ khi không tải: Eudm = U − I udm (Ru + Rp + Rktnt ) = 240 − 323.9876× (0.0358 +0.0104 +0.0048) = 223.4766V S.t.đ khi tải định mức:

186

Ftdm = I t N ktss + I udm N ktnt = 4.5889× 367 + 323.9876× 3 = 2656.1A v Tốc độ khi tải bằng 136A: E F n 233.298× 2656.1× 3500 n = u1 tdm dm = = 4669.4vg/ph EudmFt1 223.4766× 2078.4 Mô men định mức của động cơ: 60P2dm 60× 74600 M dm = = = 203.5364Nm 2πndm 2π × 3500 Mô men khi dòng điện phần ứng bằng 136A: F ×I 2078.4× 131.4111 M 1 = M dm t1 u1 = 203.5364 = 64.5997Nm Ftdm × I udm 2656.1× 323.9876

Bài số 11 - 17: Một động cơ điện một chiều kích thích hỗn hợp 400vg/ph, 250V, 522.2kW, 2230A truyền động cho tải có mô men không đổi. Cuộn kích thích song song được cung cấp từ nguồn riêng 120V. Động cơ có các thông số là: Rư = 0.006294Ω , Rp = 0.001831Ω , Rktnt = 0.000843Ω và Rktss = 10.8Ω . Tính điện áp đặt vào động cơ khi tốc độ bằng 100vg/ph. S.đ.đ của động cơ khi tốc độ đinh mức: Eudm = U − I udm (Ru + Rp + Rktnt ) = 250 − 2230× (0.006294 +0.001831 +0.000843) = 229.93V Do mô men không đổi nên dòng điện phần ứng không đổi: I u1 = I udm = 2230A S.đ.đ của động cơ khi tốc độ bằng 100vg/ph: n 100 Eu1 = Eudm 1 = 229.93 = 57.4825V ndm 400 Điện áp đặt vào động cơ khi tốc độ bằng 100vg/ph: U = Eu1 + I u1(R u + Rp + Rktnt ) = 57.4825 + 2230× (0.006294 +0.001831 +0.000843) = 77.48V

Bài số 11 - 18: Một động cơ điện một chiều kích thích độc lập 1000vg/ph, 500V, 746kW, dòng điện phần ứng 1522A truyền động cho tải có công suất không đổi. Cuộn kích thích được cung cấp từ nguồn riêng 120V. Động cơ có các thông số là: Rư = 0.0115Ω , Rp = 0.00179Ω , Rb = 0.00156Ω và Rktnt = 0.00156Ω . Tính điện áp đặt vào động cơ khi tốc độ bằng 700vg/ph. S.đ.đ của động cơ khi tốc độ đinh mức: Eudm = U − I udm (Ru + Rp + Rktnt )

187

= 500 − 1522× (0.0115 +0.00179 +0.00156) = 477.3983V Do công suất không đổi nên dòng điện phần ứng khi tốc độ 700 vg/ph là: M1 BI I P n n = 1 u1 = u1 = 1 × dm = dm M dm BdmI um I udm n1 Pdm n1 ndm 1000 = 1522 = 2174.3A  I u1 = I udm n1 700 S.đ.đ của động cơ khi tốc độ bằng 700vg/ph: n 700 Eu1 = Eudm 1 = 477.3983 = 334.1788V ndm 1000 Điện áp đặt vào động cơ khi tốc độ bằng 700vg/ph: U = Eu1 + I u1(R u + Rp + Rktnt ) = 334.1788 + 2174.3× (0.0115 +0.00179 +0.00156) = 366.4672V

Bài số 11 - 19: Xét một động cơ điện một chiều kích thích độc lập có bù 1750vg/ph, 550V, 298.4kW. Cuộn kích thích được cung cấp từ nguồn riêng 120V. Hiệu suất của động cơ trong điều kiện định mức khi bỏ qua tổn hao trên dây quấn kích thích là 94.6%. Động cơ có các thông số là: Rư = 0.0192Ω , Rp = 0.00573Ω và Rktss = 28Ω . Khi đang làm việc với trong điều kiện định mức thì động cơ được cắt ra khỏi lưới và nối với điện trở hãm. Mô men bằng 200% mô men định mức xuất hiện khi đóng điện trở hãm. Tính điện trở hãm. Công suất đưa vào động cơ: P 298.4× 103 P1 = 2 = = 315.43× 103 W η 0.946 Dòng điện đưa vào động cơ: P 315.43× 103 I = I udm = 1 = = 573.5153A U 550 S.đ.đ phần ứng: Eudm = U − I udm (Ru + Rp + Rb ) = 550 − 573.5153× (0.0192 + 0.00573) = 535.7023V Do mô men hãm bằng 2 lần mô men định mức nên dòng điện phàn ứng khi hãm: I h = 2I udm = 2× 573.5153 = 1147A Đện trở toàn mạch phần ứng khi hãm: E 535.7023 R = udm = = 0.467Ω Ih 1147 Điện trở hãm: R h = R − (Ru + Rp + Rb ) = 0.467 − (0.0192 + 0.00573) = 0.4421Ω

188

Bài số 11 - 20: Một động cơ điện một chiều kích thích song song có bù 1750vg/ph, 240V, 111.9kW đang làm việc trong điều kiện định mức với hiệu suất 92.3%. Động cơ có các thông số là: Rư = 0.0233Ω , Rp = 0.0099Ω và Rktss = 33.9Ω . Tính dòng điện phần ứng ở tốc độ 500vg/ph khi hãm động năng bằng điện trở Rh = 0.324Ω . Công suất đưa vào động cơ: P 111.9× 103 P1 = 2 = = 121.24× 103 W η 0.923 Dòng điện đưa vào động cơ: P 121.24× 103 I= 1= = 505.1463A U 240 Dòng điện kích thích: U 240 It = = = 7.0796A R tss 33.9 Dòng điện định mức của phần ứng: I udm = I − I t = 505.1463 − 7.0796 = 498.0666A S.đ.đ phần ứng: Eudm = U − I udm (Ru + Rp + Rb ) = 240 − 505.1463× (0.0233 + 0.0099) = 223.4642V S.đ.đ tại tốc độ bằng 500vg/ph là: n 500 Eh = Eudm = 223.4642 = 63.8469V ndm 1750 Dòng điện phần ứng khi tốc độ bằng 500vg/ph: Eh 63.8469 I uh = = = 179.2446A R h + R u + Rp 0.324 + 0.0233 + 0.0099

189