Mạch ba pha - Chương 2: Bài tập

1Chương 2 BÀI TẬP 2Ví dụ tính toán Ví dụ 1: Động cơ DC kích từ độc lập có thông số: Vđm = 230V, nđm = 500v/ph, Iđm = 100A, Rư = 0.1. Tổn hao ma sát và quạt gió có thể bỏ qua. Động cơ mang tải định mức, momen tải không đổi theo tốc độ. Với n < nđm, tốc độ động cơ điều chỉnh bằng phương pháp thay đổi điện áp phần ứng và giữ kích từ là định mức. Với n>nđm, tốc độ động cơ thay đổi bằng cách giữ V=Vđm và giảm dòng kích từ. Tính: 1. Điện áp cung cấp cần thiết cho phần ứng để động cơ hoạt động ở 400v/ph. 2. Kích từ động cơ cần giảm bao nhiêu so với định mức để động cơ hoạt động với n = 800v/ph. 3Ví dụ tính toán Ví dụ 2: Động cơ ở ví dụ 1 bây giờ hoạt động với tải thế năng có M = 800Nm. Điện áp nguồn cung cấp cho động cơ V = 230V, kích từ động cơ giữ bằng định mức. Nếu động cơ hoạt động ở chế độ hãm tái sinh, hãy tính tốc độ động cơ khi đó. 4Ví dụ tính toán Ví dụ 3: Động ơ DC kích từ nối tiếp có đặc tính từ hóa khi đo ở n = 600v/ph là: Ikt(A) 20 30 40 50 60 70 80 E(V) 215 310 381 437 485 519 550 Điện trở Rư+Rkt = 1. Nếu động cơ hoạt động ở chế độ hãm động năng với tải Mc=400Nm và n=500v/ph thì cần thêm điện trở phụ lả bao nhiêu vào mạch phần ứng. Giả thiết tổn hao cơ không đáng kể và có thể bỏ qua. 5Ví dụ 3 (tt) Quan hệ K(Iư) và M(Iư) của động cơ: Iư (A) 20 30 40 50 60 70 80 K (Vs/rad) 3.4 4.9 6.06 6.96 7.72 8.26 8.75 M (Nm) 68 147 243 348 463 578 700 20 30 40 50 60 70 80 2 4 6 8 10 T u t h o n g ( V s /r a d ) I (A) 0 200 400 600 800 Tu thong Momen 6Ví dụ tính toán Ví dụ 2.1: Động cơ DC kích từ độc lập có thông số: Rư = 0.25, Kđm = 0.896V.s/rad, cung cấp từ một cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển bán phần. Điện áp AC cung cấp cho cầu chỉnh lưu có trị hiệu dụng 208V, tần số 60Hz. Giả thiết điện cảm trong mạch đủ lớn để dòng phần ứng có thể coi là liên tục và phẳng. Kích từ được giữ không đổi và bằng định mức. Bỏ qua tổn hao do ma sát và tổn hao không tải. Động cơ làm việc với tải có M = 45Nm tại tốc độ n = 1000v/ph. Tính: 1. Góc kích  cần thiết của bộ chỉnh lưu. 2. Hệ số công suất ngõ vào của bộ chỉnh lưu khi đó. 7Ví dụ tính toán -500 0 500 -100 0 100 -500 0 500 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0 50 100 8Ví dụ tính toán Ví dụ 2.3: Động cơ DC kích từ độc lập có thông số: Rư = 0.25, Kđm = 3.164V.s/rad, cung cấp từ một cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần. Điện áp AC cung cấp cho cầu chỉnh lưu có trị hiệu dụng 208V, tần số 60Hz. Giả thiết điện cảm trong mạch đủ lớn để dòng phần ứng có thể coi là liên tục và phẳng. Kích từ được giữ không đổi và bằng định mức. Bỏ qua tổn hao do ma sát và tổn hao không tải. 1. Nếu dòng động cơ là Iư = 45A và góc kích  = 60 o, tính: a. Momen trên trục động cơ b. Tốc độ động cơ c. Hệ số công suất ngõ vào bộ chỉnh lưu 9Ví dụ tính toán -1000 0 1000 -100 0 100 -1000 0 1000 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0 50 100 10 Ví dụ tính toán 2. Giả thiết động cơ đang hoạt động như câu 1 thì sức điện động của động cơ được đảo chiều (Ví dụ: đảo chiều điện áp phần ứng bằng tiếp điểm contactor). Động cơ được điều khiển để làm việc ở chế độ hãm tái sinh. Tính: a. Góc kích  để dòng qua động cơ vẫn là 45A ở thời điểm đổi chiều sức điện động. b. Công suất trả về lưới khi đó. 11 Ví dụ tính toán -1000 0 1000 -100 0 100 -1000 0 1000 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0 50 100 12 Ví dụ tính toán Ví dụ 2.4: Động cơ DC kích từ nối tiếp có Pđm = 15kW, Vđm = 230V, nđm = 900v/ph, Rư + Rkt = 0.15. Động cơ được cấp điện bởi một cầu chỉnh lưu 3 pha điều khiển bán phần, điện áp AC cung cấp cho cầu có trị hiệu dụng 260V, tần số 50Hz. Dòng phần ứng có thể xem là liên tục và phẳng. Giả thiết mạch từ động cơ là tuyến tính và từ thông động cơ cho bởi công thức: kt uK K K I    , trong đó: K.Kkt = 0.03Nm/A 2. Nếu góc kích của bộ chỉnh lưu là 30o và tốc độ động cơ là n = nđm, hãy tính: 1. Momen động cơ, dòng phần ứng và hệ số công suất ngõ vào bộ chỉnh lưu. 2. Tính các giá trị trên nếu bộ chỉnh lưu bây giờ là cầu chỉnh lưu điều khiển toàn phần. 13 Ví dụ tính toán Ví dụ 2.6: Động cơ DC kích từ độc lập có: E = 200V, Rư = 3, cung cấp từ một cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần. Điện áp AC cung cấp cho cầu chỉnh lưu có trị hiệu dụng 220V, tần số 50Hz, điện cảm nguồn Ls=1mH. Giả thiết điện cảm trong mạch phần ứng đủ lớn để dòng phần ứng có thể coi là liên tục và phẳng. Với góc kích =120o, xác định giá trị Iư và góc chuyển mạch . 14 Ví dụ tính toán Ví dụ 2.7: Bộ chỉnh lưu tia 3 pha được cung cấp bởi nguồn xoay chiều 3 pha có điện áp pha 150V, tần số 50Hz. Bộ chỉnh lưu này cấp nguồn cho một động cơ DC kích từ độc lập có Rư=2.5 hoạt động ở chế độ hãm tái sinh với E = -250V. Giả thiết điện kháng phần ứng đủ lớn để dòng Iư có thể coi là liên tục và phẳng. Nếu điện cảm trên mỗi pha nguồn là 3mH, tính góc kích cần thiết để dòng phần ứng lúc này là 64.9A. Góc chuyển mạch khi đó là bao nhiêu.