Máy phát điện đồng bộ khi làm việc với tải cảm sẽ xảy ra hiện tượng gì khi tải tăng

Câu 1: Hai phần của một động cơ cảm ứng là gì? Hai mạch của động cơ cảm ứng giống với các mạch của máy biến áp như thế nào? - Gồm 2 phần chính: Stato và Rotor + Stator: Gồm võ máy, lõi sắt và dây quấn  Vỏ máy: để cố định lõi sắt và dây quấn chứ không dẫn từ. Vỏ máy thường làm bằng gang. Đối với máy công suất lớn (>1000 kW) dùng thép tấm hàn lại.  Lõi sắt: để dẫn từ. Vì từ trường đi qua lõi thép là từ trường quay nên để giảm tổn hao lõi thép được ghép từ các lá thép kỹ thuâ ̣t điện dày 0,35 mm hoă ̣c 0,5 mm. Khi đường kính ngoài > 990 mm thì phải dùng những tấm hình rẻ quạt ghép. Để giảm tổn hao do dòng điện xoáy, mỗi lá thép kỹ thuâ ̣t điện đều phủ sơn cách điện.  Dây quấn: Dây quấn stator được đă ̣t vào các rãnh của lõi sắt và cách điện với lõi này. + Rotor: Gồm Lõi thép, trục và dây quấn  Lõi thép rotor: cũng gồm các lá thép kỹ thuâ ̣t điện ghép lại. Mă ̣t ngoài lõi thép rotor có các rãnh để đă ̣t dây quấn, ở giữa có lỗ để lắp trục, có khi còn có các lỗ thông gió. Trục máy gắn với lõi thép rotor và làm bằng thép tốt. Trục được đỡ trên nắp máy nhờ ổ lăn hay ổ bi.  Dây quấn: Tùy theo cấu tạo dây quấn phần quay, máy điện không đồng bộ chia ra làm hai loại: máy không đồng bộ rotor dây quấn và máy không đồng bộ rotor lồng sóc.  Giống: Làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Khi động cơ cảm ứng được cấp điện nhưng Rotor đứng yên thì Stato dc coi như cuộn thứ cấp MBA và Rotor như cuộn sơ cấp .  Khác: o MBA dùng để biến đổi điện áp, là máy điện tĩnh. o Động cơ KĐB biến điện năng thành cơ năng, là máy điện quay 1. Các thông số cơ bản: -Công suất định mức (W, kW, hp): là công suất định mức đầu ra trên trục động cơ (động cơ ), công suất điện đưa ra (máy phát). - Điện áp dây định mức Uđm (V): đối với động cơ ba pha là U dây, đối với động cơ một pha thì U là điện áp đă ̣t trên đầu cực của động cơ (pha – trung tính hoă ̣c pha – pha). - Dòng điện dây định mức Iđm (A) - Tốc độ quay định mức nđm (vòng/ phút).(RPM) - Tần số định mức (Hz). - Cấp cách điện (Ins.class) 2. a) Vẽ sơ đồ nguyên lý các kiểu đấu nối dây quấn, chỉ ra vị trí và các thông số dòng điện và điện áp trên sơ đồ này. Up = U∆ = 230 (V); Ud = UY = 400 (V) ở 50 (Hz); 460 (V) ở 60 (Hz). Ip = I∆ = 6.1 (A); Id = IY = 3.5 (A) ở 50 (Hz); 3.6 (A) ở 60 (Hz ). b) Loại máy điện gì (động cơ hay máy phát điện)? Mấy pha? - Loại máy điện ở chế độ động cơ 3 pha. c) Giải thích các kí hiệu: I.C1 F; S1; kW; Hz; min – 1; IP 55; cosφ - I.C1 F: Cấp chịu nhiệt của vật liệu cách điện và cuộn dây lớn nhất là 1550C. - S1: Ký hiệu cho chiều dài thân. - kW: đơn vị của công suất. - min – 1: Tốc độ quay của trục động cơ. - IP 55: Cấp bảo vệ IP 55 là cao nhất cho các motor thông dụng: các hạt nước hoặc bụi có đường kính nhỏ khoảng 1 mm cũng không vào trong motor (vì có các doăng cao su bền bảo vệ) - Cosφ: Thể hiện cho hệ số công suất động cơ. d) Khi tần số 50 Hz thì momen định mức là bao nhiêu? M dm  0,955 Pdm 1,5 103  0,955   1, 015 ndm 1410 (Nm) Câu 3:  Drip-proof motor: Vỏ của động cơ này bảo vệ cuộn dây chống lại chất lỏng và bụi rơi vào, góc bảo vệ của nó là từ 0 > 150 so với trục đứng hướng xuống , động cơ làm mát theo phương pháp cánh quạt gắn trực tiếp vào roto, không khí được đưa vào động cơ qua các lỗ của vỏ động cơ , thổi qua cuộn dây sau đó ra ngoài, độ tăng nhiệt độ lớn nhất cho phép (60, 80, 105, 120) tùy thuộc vào lớp cách điện được sử dụng trong cuộn dây.  Splash-proof motors: Vỏ bảo vệ cuộn dây chống lại chất lỏng và hạt rắn rơi vào, góc bảo vệ của nó là từ 0>1000 so với trục đứng hướng xuống, phương pháp làm mát giống như Drip-proof motor, động cơ này thường sử dụng ở những nơi ẩm ướt .  Totally enclosed, nonventilated motors: Động cơ này thường có vỏ kín, ngăn ngừa sự trao đổi tự do của không khí giữa bên trong và bên ngoài động cơ, chúng được thiết kế cho những nơi rất ẩm ướt và nhiều bụi, phần lớn động cơ này thường dưới 10 kw , bởi vì nó rất khó thể thoát khỏi sự nóng lên của thiết bị lớn, tổn hao của động cơ này tiêu tán qua đối lưu tự nhiên, và phóng xạ từ vỏ. Độ tăng nhiệt độ là 65, 85, 110,130 tùy thuộc vào lớp cách điện.  Totally enclosed fan cooled motors: Những động cơ trung bình và lớn, kín hoàn toàn thường được làm mát bằng luồng không khí bên ngoài, một cánh quạt bên ngoài thường được gắn trực tiếp với trục động cơ, và nó sẽ thổi không khí qua vỏ động cơ được làm rảnh bên sường. Độ tăng nhiệt độ cho phép giống như Drip-proof motor.  Explosion proof motors: Động cơ này được sử dụng ở những nơi dễ cháy nổ, như mỏ than, nhà máy lọc dầu, chúng kín hoàn toàn nhưng không kín gió, vỏ được thiết kế để chịu đựng được áp suất lớn có thể được tạo ra bên trong động cơ do các tiếng nổ bên trong Câu 4: 1. Cấu tạo của động cơ rotor lồng sóc khác với động cơ rotor dây quấn như thế nào? Mô tả cấu tạo của mỗi loại bao gồm vẽ sơ đồ nguyên lý đấu nối rotor dây quấn. 2. Ưu và khuyết điểm của động cơ rotor lồng sóc và động cơ rotor dây quấn trong vấn đề giảm dòng khởi động. Ứng dụng của động cơ cảm ứng 3 pha rotor dây quấn. 1/  Sự khác nhau động cơ rotor lồng sóc và động cơ rotor dây quấn là trong động cơ rotor dây quấn các rãnh của lõi thép đă ̣t dây quấn ba pha, thường nối thành hình sao, ba đầu ra của nó nối với ba vành trượt bằng đồng trên trục rotor. Còn động cơ rotor lồng sóc dây quấn là những thanh đồng hay nhôm đă ̣t trên các rãnh lõi thép rotor, hai đầu các thanh dẫn nối với hai vành đồng hay nhôm, gọi là vòng ngắn mạch. - Cấu tạo của mỗi loại: Hai thành phần chính của động cơ cảm ứng gồm: Stator và rotor  Stator: Gồm vỏ máy, lõi sắt và dây quấn.  Vỏ máy: để cố định lõi sắt và dây quấn chứ không dẫn từ. Vỏ máy thường làm bằng gang. Đối với máy công suất lớn (>1000 kW) dùng thép tấm hàn lại.  Lõi sắt: để dẫn từ. Vì từ trường đi qua lõi thép là từ trường quay nên giảm tổn hao lõi thép được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện dày 0,35 mm hoặc 0,5 mm. Khi đường kính > 990 mm thì phải dùng những tấm hình rẻ quạt ghép. Để giảm tổn hao do dòng điện xoáy, mỗi lá thép kỹ thuật điện đều phủ sơn cách điện.  Dây quấn: Dây quấn stator được đặt vào rãnh của lõi sắt và cách điện với lõi này.  Rotor: Rotor là phần quay gồm thép, trục và dây quấn.  Lõi thép rotor: cũng gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt ngoài lõi thép rotor có các rãnh để đặt dây quấn, ở giữa có lỗ để lắp trục, có khi còn có các lỗ thông gió. Trục máy gắn với lõi thép rotor và làm bằng thép tốt. Trục được đỡ trên nắp máy nhờ ổ lăn hay ổ bi.  Dây quấn: tùy theo cấu tạo dây quấn phần quay, máy điện không đồng bộ chia ra làm hai loại: máy điện không đồng bộ rotor dây quán và máy không đồng bộ rotor lồng sóc. +) Rotor dây quấn (Wound Rotor): trong các rãnh của lõi thép đă ̣t dây quấn ba pha, thường nối thành hình sao, ba đầu ra của nó nối với ba vành trượt bằng đồng trên trục rotor. Ba vành trượt này cách điện với nhau và với trục. Tỳ trên ba vành trượt là ba chổi than để nối mạch điện với điện trở bên ngoài (điện trở này có thể là điện trở mở máy hoă ̣c điện trở điều chỉnh tốc độ). +) Rotor lồng sóc (Squirrel Cage Rotor): dây quấn là những thanh đồng hay nhôm đă ̣t trên các rãnh lõi thép rotor, hai đầu các thanh dẫn nối với hai vành đồng hay nhôm, gọi là vòng ngắn mạch. Như vâ ̣y dây quấn rotor hình thành một cái lồng, gọi là lồng sóc. Mỗi thanh dẫn của lồng sóc được xem như một pha. Người ta thường chế tạo rotor lồng sóc bằng cách đổ nhôm nóng chảy vào các rãnh lõi thép rotor. 2/ - Rotor dây quấn: + ưu điểm:  Dòng điện mở máy có thể được giảm đáng kể bằng cách mắc điện trở nối tiếp vào mạch rotor. Tuy nhiên, momen mở máy vẫn cao như động cơ rotor lồng sóc  Tốc độ có thể được thay đổi trong dãy hẹp bằng cách thay đổi điện trở gắn bên ngoài rotor.  Động cơ này thích hợp để tăng tốc tải quán tính cao (thời giam tăng tốc của tải này châ ̣m) + Nhược điểm:  Giá thành cao và vận hành kém tin cậy - Rotor lồng sóc: + Ưu điểm:  Làm việc đảm bảo.  Giá thành rẻ. + Nhược điểm:  Điều chỉnh tốc độ khó.  Dòng khởi động lớn. Câu 5: Mô tả vắn tắt từ trường quay được sinh ra bởi các dòng điện ba pha ở stator như thế nào? Các yếu tố quyết định tốc độ đồng bộ của động cơ là gì?  Do trục các dây quấn đặt cách nhau 1200 nên dòng điện ba pha lệch nhau 1200 iA = Imax sinωt iB = Imax sin (ωt – 1200 ) iC = Imax sin (ωt – 2400 )  Ở thời điểm ωt = 900 dòng pha A cực đại dương thì Imax dòng pha B, C là âm và bằng 2 , chiều từ trường cùng chiều từ trường của pha có dòng điện cực đại (pha A) và có độ lớn bằn 3/2 từ trường cực đại pha A. 2π  Ở thời điểm ωt = 900 + 3 dòng pha B cực đại Imax dương thì dòng pha A, C là âm và bằng 2 , từ 2π trường tổng đã quay đi một góc 3 theo chiều kim đồng hồ so với thời điểm ωt = 900. 4π  Ở thời điểm ωt = 900 + 3 dòng pha C cực đại Imax dương thì dòng pha A, B là âm và bằng 2 , từ 4π trường tổng đã quay đi một góc 3 theo chiều kim đồng hồ so với thời điểm ωt = 900 .  Các yếu tố quyết định tốc độ đồng bộ của động cơ: N1 = 60f/p tốc dộ đồng bộ phụ thuộc vào tần số và số cặp cực Câu 6: Từ trường quay được đảo chiều như thế nào (đảo chiều quay của động cơ)? Chứng minh. Khi thứ tự dòng điện cực đại các pha lần lượt đi từ pha A, đến pha B,rồi trục pha C , thì chiều từ trường quay sẽ quay từ vị trí trùng với trục pha A, đến trục pha B, rồi trục pha C. Nếu thay đổi thứ tự hai pha vào dây quấn stator. (Ví dụ đổi thứ tự hai pha B và C vào dây quấn ) thì chiều từ trường quay sẽ quay ngược lại. Tính chất này được ứng dụng để thay đổi chiều quay đô ̣ng cơ không đồng bô ̣ . - Chức minh: Thứ tự dòng điện pha cức đại lần lượt là pha A, pha B rồi đến pha C theo chu kì nên từ trường sẽ quay theo chiều từ pha A đến pha B rồi đến pha C 1 cách tương ứng. Nếu đổi 2 pha B và C với nhau thì từ trường sẽ quay chiều từ trục Ax đến trục Cz rồi đến trục By làm thay đổi chiều quay của từ trường Câu 7: Tại sao tốc độ của một động cơ cảm ứng chậm hơn tốc độ của từ trường? Sự khác biệt khi gọi tốc độ đồng bộ và tốc độ rotor?  Khi ta cho dòng điện ba pha tần số f vào ba dây quấn stato sẽ tạo ra từ trường quay với tốc độ là ns = 60f/p.  Từ trường quay cắt các thanh dẫn của dây quấn rôto và cảm ứng các sức điện động. Vì dây quấn rôto nối kín mạch, nên sức điện động cảm ứng sẽ sinh ra dòng điện trong các thanh dẫn rôto.  Lực tác dụng tương hỗ giữa từ trường quay của máy với thanh dẫn mang dòng điện rôto, kéo rôto quay với tốc độ n < ns và cùng chiều với ns  Giả sử tốc độ của một động cơ cảm ứng bằng tốc độ của từ trường thì đường sức từ sẽ không còn cắt các thanh đồng → suất điện động cũng như dòng điện sẽ trở về 0 → lực điện từ = 0 nên vì vậy tốc độ quay của động cơ cảm ứng chậm hơn tốc độ quay của từ trường.  Hệ số trượt của tốc độ : s = (n1-n)/n1 - Tốc độ đồng bộ là tốc độ từ trường quay - Tốc độ rotor là tốc độ quay trên trục rotor và các tốc độ nhỏ hơn tốc độ từ trường Câu 8: Chỉ ra tại sao tần số rotor bằng độ trượt nhân với tần số stator? Tần số rotor bằng gì khi rotor đứng yên nhưng stator được cấp điện? - Tốc độ của rotor so với tốc độ của từ trường n2 = n1 – n = s.n1 Tần số suất điện động và dòng điện trong dây quấn roto f2 = = = s.f Khi rôto đứng yên (n=0, s=1) f2=f1 Câu 9: 1.Giải thích các định nghĩa: Tốc độ từ trường, tốc độ rotor, tốc độ định mức, độ trượt, độ trượt tới hạn. 2. Khi không tải, sự chênh lệch giữa tốc độ đồng bộ & tốc độ rotor là khoảng bao nhiêu phần trăm? 1/ Giải thích: – Từ trường quay là từ trường tổng trong động cơ do hệ thống dòng điện 3 pha gây nên. Từ trường quay có tốc độ n1 = 60f/p. - Tốc độ rotor là tốc độ của trục rotor. Tốc độ rotor nhỏ hơn tốc độ từ tường - Tốc độ định mức là tốc độ của motor khi đầy tải - Độ trượt là sự chệnh lệch giữa tốc độ từ trường và tốc độ rotor. Có công thức là s=(n1-n)/n1 - Độ trượt tới hạn là độ trượt khi momen đạt giá trị cực đại 2/ Khi không tải, sự chênh lệch giữa tốc độ đồng bộ & tốc độ rotor là khoảng 0,1% tốc độ đồng bộ Câu 10: 1. 2. Dòng điện Dòng điện Dòng điện Dòng điện Dòng điện không tải - Khi máy được cấp nguồn điện, cuộn dây phía thứ cấp động cơ cảm ứng để hở mạch, trong cuộn dây sơ cấp máy sẽ có dòng điện không tải. - Khi động cơ cảm ứng vận hành không tải sẽ xuất hiện từ thông khép kín chạy trong lõi thép, do có từ trở nên lõi thép bị phát nóng gây ra tổn đầy tải Dòng điện đầy tải khi máy hoạt động full load. Dòng điện này khác với dòng điện định mức: Giá trị lớn nhất của dòng điện có thể chạy qua mạch một cách an toàn được gọi là dòng điện định mức ở trên mà dây bị nóng chảy hoặc có vấn đề khác Trong khi dòng tải đầy là dòng chảy trong điều kiện tải tối đa..it được tính bằng cách định mức Dòng điện định mức là dòng khi động cơ cần khi nó hoạt động hết công suất của momen và mà lực. ngắn mạch Dòng điện ngắn mạch là dòng điện khi đứt dây, chạp pha với pha (3 pha) chạm pha với trung tính (điện lưới dân dụng) làm cho dòng điện tăng lên, còn điện áp thì giảm xuống. khởi động Dòng điện khởi động là dòng điện để khởi động động cơ. Gấp 5 đên 7 lần dòng định mức tùy thuộc vào loại tỉa mà ta điều chỉnh. hao không tải. Dòng điện không tải (Io) cho biết mức độ tổn hao không tải của máy biến áp lớn hay nhỏ. sử dụng hệ số định mức và công suất trong trường hợp AC 3. a/ ĐỘng cơ có 6 cực. - Tốc độ từ trường : 1000(v/p) - Tốc độ rotor: 915(v/p) b/ -Dòng định mức: 1.25A - Dòng khởi động: 5A C/ Khi đầy tải động cơ có hiệu suất cao nhất và bằng 65.5% d/ hệ số công suất cao nhât là 65% e/ S.F 1.0 là khả năng cho phép chạy vượt định mức  Cấp 1: cho phép chạy >1.0 trong vòng 8-10h/ngày  -Cấp 2: cho phép chạy >1.2 trong vòng 8-10h/ngày  -Cấp 3: cho phép chạy >1.4 trong vòng 8-10h/ngày f/ Momen điện từ = 3.856 N/m(nếu không có tổn hao), momen đầu ra của động cơ = 3.856N/m, momen cản = 215% , momen tới hạn = 260% = momen max = 260% = momen ngắn mạch , momen khởi động của động cơ cảm ứng = 230% Câu 11: Phương pháp khởi động Sao – Tam giác: 1. Vẽ mạch động lực (theo tiêu chuẩn IEC). 2. Trình bày ngắn gọn nguyên lý hoạt động. 3. Điện áp lưới điện là 380V, hãy chọn điện áp định mức Y/Δ của động cơ. 1. 2. Nguyên lí hoạt động: - KHi đóng MCB, contactor K1 và contactor K2 đóng cho phép động cơ hoạt động theo nối sao - Sau khoảng thời gian timer, Contactor K2 mở và contactor K3 đóng lại cho phép động cơ hoạt động Tam giác 3. Điện áp Y/∆ của động cơ là: U   U1  380 UY  (V) 3 3 U1   380  219,34 3 3 (V) Câu 12: Điều gì quyết định một động cơ rotor lồng sóc có thể khởi động đầy áp Động cơ có công suất nhỏ và công suất của lưới điện phải lớn hơn công suất của động cơ để lưới điện không bị tuột áp ảnh hưởng đến các thiết bị khác Câu 13: 1. So sánh dòng điện không tải của máy biến áp với dòng điện không tải của động cơ cảm ứng ba pha. 2. Trong động cơ cảm ứng ba pha, dòng điện không tải thường bằng bao nhiêu phần trăm dòng điện định mức? 1. – Dòng điện không tải của máy biến áp + Khi không tải I2=0. Ta có : Dòng điện không tải: Vì tổng trở Z0 thường rất lớn nên dòng không tải của máy biến áp bằng 2%-10% dòng định mức - Dòng điện không tải của động cơ cảm ứng Khi động cơ hoạt động ở trạng thái không tải (nếu xét ở trạng thái I 1 =I μ = U1 √ R μ + X μ với I μ lí tưởng ω=ω0 , s=0) thì dòng không tải : là dòng điện từ hóa có tác dụng tạo ra từ trường quay khi động cơ quay với tốc độ đồng bộ. 2. Dòng điện không tải của máy biến áp là 2% so với dòng điện định mức còn dòng điện không tải của động cơ cảm ứng ba pha là 3050% dòng định mức. 2 2 Câu 14: Giải thích tại sao điện áp và tần số được cảm ứng trong rotor của động cơ cảm ứng giảm khi tốc độ tăng? Ta có : - Khi rotor quay thì tần số dòng điện rotor : f2 = s*f= ((n1-n)/n1)*f - Sức điện động cảm ứng của rotor là E2s =s*E2  Khi tốc độ rotor tăng (n tăng) thì tần số trượt giảm => điện áp và tần số trong rotor giảm Câu 15: Khi thay đổi điện trở rotor của động cơ cảm ứng rotor dây quấn thì momen tới hạn có thay đổi không? Tại sao? Khi thay đổi điện trở rotor của động cơ cảm ứng rotor dây quấn sẽ làm cho Sth thay đổi tỷ lệ còn Mth thì ko thay đổi Mth  Mth được tính theo công thức: vào R2  3U12 2 20 R1  R12  Xnm  không phụ thuộc Câu 16: Giảm dòng khởi động của động cơ cảm ứng 3 pha rotor dây quấn bằng cách nào? Momen tới hạn có thay đổi không? Ứng dụng của động cơ cảm ứng rotor dây quấn? - Giảm dòng khởi động động cơ rotor dây quấn bằng cách thêm điện trở phụ trên dây quấn rotor khi khởi động động cơ: - Công thức dòng điện dây quấn rotor khi khởi động: Khi gắn thêm điện trở phụ thì momen tới hạn không thay đổi - Ứng dụng động cơ cảm ứng rotor dây quấn: thường dc sử dụng cho các loại động cơ có công suất lớn + Ưu điểm: Phương pháp thay đổi điện trở phụ mạch rôto để điều chỉnh tốc độ động cơ như trên có ưu điểm là đơn giản, rẻ tiền, dễ điều chỉnh tốc độ động cơ. Hay dùng điều chỉnh tốc độ cho các phụ tảI dạng thế năng (Mc = const). + Nhược điểm: Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhược điểm là điều chỉnh không triệt để; khi điều chỉnh càng sâu thì sai số tĩnh càng lớn; phạm vi điều chỉnh hẹp, điều chỉnh trong mạch rôto, dòng rôto lớn nên phải thay đổi từng cấp điện trở phụ, công suất điều chỉnh lớn, tổn hao năng lượng trong quá trình điều chỉnh lớn Câu 17: Nêu các đặc điểm về điện áp, dòng điện và momen của các phương pháp giảm dòng khởi động động cơ rotor lồng sóc bằng cách giảm áp. Phạm vi ứng dụng của từng phương pháp?  Dùng cuộn kháng mắc nối tiếp vào mạch stator: Các thông số khởi động : Điện áp đặt vào dây quấn stato: U1’ = k.U1 (hệ số k < 1) Dòng điện khởi động: Ik’ = k.Ik (Ik – dòng khởi động trực tiếp với điện áp U1) Momen khởi động: M’k = k2 .Mk  Khởi động dung máy biến áp tự ngẫu: Các thông số khởi động: Điện áp trên stator: Uk= kT.U1 (hệ số kT momen tới hạn không đổi. Câu 20: Làm thế nào mà cùng một động cơ rotor lồng sóc có thể được vận hành tại hai tốc độ xác định? Xét về bộ dây quấn, động cơ này có mấy loại? Thay đổi số đôi cực trên stator Xét về bộ dây quấn động cơ này có 2 loại: Dây quấn có 1 bộ dây nhưng có hai cách đấu nối khác nhau để thay đổi số cực Dây quấn có 2 bộ dây khác nhau với 2 số cực khác nhau Câu 21: Vẽ đặc tính cơ của động cơ cảm ứng và chỉ ra vùng hoạt động bình thường của động cơ. Câu 22: Khi tải cơ đặt vào động cơ cảm ứng tăng thì tốc độ rotor và dòng điện rotor như thế nào? - Tốc độ rotor: - Dòng điện rotor: Khi tải tăng thì dòng điện rotor giảm Câu 23: Tốc độ của động cơ rotor dây quấn được thay đổi như thế nào, vẽ sơ đồ nguyên lý? Khuyết điểm của phương pháp điều khiển tốc độ này? - Động cơ rotor dây quấn thường thay đổi tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ở rotor để thay đổi tần số trượt s, việc điều chỉnh ở phía rotor - Sơ đồ nguyên lí Câu 24: Mô tả vắn tắt momen được sinh ra trong động cơ cảm ứng như thế nào? Chiều quay của rotor cùng hay ngược chiều quay của từ trường? Khi đặt điện áp xoay chiều ba pha có tần số f vào ba pha dây quấn stator, hệ thống dòng điện xoay chiều ba pha chạy vào dây quấn sẽ sinh ra từ n1  60 f p trường quay, quay với tốc độ . Từ trường quay quét qua các thanh dẫn rotor, cảm ứng trong rotor sức điện động E2 . Dây quấn rotor nối ngắn mạch nên E2 sẽ sinh ra dòng điện I 2 chạy trong dây quấn rotor. Chiều của E2 , và chiều của I 2 được xác định theo quy tắc bàn tay phải. Dòng điện I 2 nằm trong từ trường quay sẽ chịu lực tác dụng tương hỗ, tạo thành momen M tác dụng lên rotor, làm nó quay với tốc độ n theo chiều quay của từ trường (theo quy tác bàn tay trái). Câu 25: Trở kháng của rotor ảnh hưởng gì vào độ trượt? Câu 26: 1. Mô tả các thay đổi về tốc độ, dòng điện rotor, và moment khi thêm tải vào một động cơ cảm ứng. Động cơ có thể điều chỉnh dòng điện stator của nó với những thay đổi ở tải cơ như thế nào? 2. Ảnh hưởng của sự thay đổi tần số của rotor khi tải được tăng từ không tải đến đầy tải? Ảnh hưởng khi tải được tăng đáng kể trên mức đầy tải? Giải 1.Gọi tải thêm vào là Rp, khi đó ta có: , , r2, r2  rp  s s, Trong đó:  n' = n1 (1 –s') r 2 : điện trở dây quấn rotor x2 : điện kháng tản dây quấn rotor n1: tốc độ từ trường quay n,: tốc độ quay rotor Với moment tải nhất định, Rp càng lớn thì hệ số trượt ở điểm làm việc càng lớn → tốc độ quay giảm xuống. I2  E2 Z Khi gắn thêm tải làm Z tăng  I2 giảm xuống M dt  9.55  1  s  Pdt n Khi s tăng  I , 2  I1  M dt giảm I2 ki Dựa vào công thức dòng quy đổi ta thấy dòng rotor và stator tỷ lệ thuận nhau  Tăng Rp dòng rotor giảm  Dòng stato giảm theo và ngược lại 2. n1  n1  60 f p n n'  1 s 1 s '  f   n1 p 60 n' p 1  s ' f  60 Dựa theo ý 1  Khi tăng Rp sẽ làm giảm n’  f giảm theo Rp càng lớn tốc độ quay càng chậm, tần số càng nhỏ  Nếu tăng Rp quá mức sẽ dẩn đến quá tải gay cháy động cơ. Câu 27: 1. Momen điện từ là gì? Momen điện từ của một động cơ cảm ứng phụ thuộc vào các yếu tố nào? 2. Thế nào là momen đầu ra, momen cản, momen tới hạn, momen ngắn mạch, momen khởi động của động cơ cảm ứng? Giải 1. Momen điện từ được tạo nên bởi sự tác dụng tương hỗ của dòng điện trong cuộn dây rotor với từ trường quay của stator. Momen điện từ tỉ lệ với công suất điện từ: M dt  Pdt 1 Trong đó: Pdt là công suất điện từ: Pdt  Pco 1 s ] Pco là công suất cơ 1 là tốc độ góc đồng bộ của từ trường quay stator 1  2 f1 2 n1  p 60 Mđt phụ thuộc vào các yếu tố như tỉ lệ với bình phương điện áp và tỉ lệ nghịch với điện kháng.Ngoài ra còn các yếu tố như tần số độ trượt và số cực. 2.Các loại Momen: Momen đầu ra hay Momen xoắn là đơn vị đo khả năng thực hiện công của động cơ. Mô-men xoắn càng lớn, động cơ càng có khả năng thực hiện (nhiều) công. Đơn vị đo của mô-men xoắn là Nm hoặc ft-lb. Momen cản gồm Momen cản phản kháng và Momen cản thế năng Momen của lực ma sát, của lực cắt, lực biến dạng của các vật thể không đàn hồi được gọi là Momen cản phản kháng. Momen do trọng lực, lực biến dạng của những vật thể đàn hồi được gọi là Momen cản thế năng. Tất cả chúng được tạo ra do lực cản chống lại sự chuyển động do đó Momen cản phẻn kháng có chiều ngược chiều chuyển động hay ngược chiều quay của động cơ. Momen cản thế năng thì có chiều như chiều trọng lực. Momen tới hạn là lượng Momen lớn nhất mà động cơ có thể tạo ra. Nói cách khác tại đây sẽ sinh ra một lực xoắn lớn nhất và một động cơ điện tạo ra với điện áp tương ứng được dùng ở tần số tương ứng mà không có sự suy giảm bất thường trong tốc độ. Momen khởi động là lượng Momen mà động cơ tạo ra khi tăng tốc từ vị trí đứng yên Momen ngắn mạch là lượng Momen sinh ra khi xảy ra hiện tượng ngắn mạch Câu 28: Khi tải cơ đặt vào động cơ cảm ứng tăng thì tốc độ rotor và dòng điện rotor như thế nào? Giải Tốc độ giảm và Dòng điện giảm  Làm giống câu 26 Câu 29: Khi gắn biến trở vào rotor dây quấn của động cơ cảm ứng, ta có thể điều chỉnh tốc độ động cơ được không? Vẽ sơ đồ nguyên lý. Giải Khi gắn biến trở vào roto dây quấn của động cơ cảm ứng, thông qua vành trượt ta có thể nối biến trở 3 pha điều chỉnh tốc độ động cơ. Với momen tải nhất định, điện trở phụ càng lớn thì hệ số trượt (s) càng lớn - > n giảm Câu 30: Tại sao khi tải nhẹ thì hệ số công suất của động cơ cảm ứng rất thấp? Điều gì sẽ xảy ra đối với hệ số công suất khi tăng tải? Giải Công suất truyền từ nguồn đến tải luôn tồn tại 2 thành phần : Công suất tác dụng và công suất phản kháng. Công suất tác dụng đặc trưng cho khả năng sinh ra công hữu ích của thiết bị, đơn vị W hoặc kW. Ví dụ như công suất cơ (sức kéo) của động cơ. Công suất phản kháng không sinh ra công hữu ích nhưng nó lại cần thiết cho quá trình biến đổi năng lượng, đơn vị VAR hoặc kVAR. Có thể hiểu nôm na đó là thành phần từ hóa, tạo từ trường trong quá trình biến đổi năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác, hoặc từ năng lượng điện sang chính năng lượng điện. Công suất tổng hợp cho 2 loại công suất trên được gọi là công suất biểu kiến, đơn vị VA hoặc KVA. Ba loại công suất được trình bày ở trên lại có một mối quan hệ mật thiết với nhau thông qua tam giác công suất như hình sau: Hệ số công suất là tỉ lệ giữa công suất thực và công suất biểu kiến, là tỉ lệ giữa điện trở và trở kháng trong mạch xoay chiều nên khi cho tải nhẹ thì hệ số công suất giảm. Nếu xét trên phương diện nguồn cung cấp (máy phát điện hoặc máy biến áp). Rõ ràng cùng một dung lượng máy biến áp hoặc công suất của máy phát điện (tính bằng KVA). Hệ số công suất càng cao thì thành phần công suất tác dụng càng cao và máy sẽ sinh ra được nhiều công hữu ích. Sẽ có người nói "Nếu vậy tại sao ta ta không duy trì cos phi ~ 1 để máy phát hoặc máy biến áp hoạt động hiệu quả". Sự thật là hệ số công suất bao nhiêu phụ thuộc vào tải (thiết bị sử dụng điện). Nhu cầu của tải về công suất tác dụng và công suất phản kháng cần phản đáp ứng đủ thì tải mới hoạt động tốt. Giải pháp trung hòa hơn là nguồn sẽ chỉ cung cấp cho tải 1 phần công suất phản kháng, phần thiếu còn lại, khách hàng tự trang bị thêm bằng cách gắn thêm tụ bù. Dựa theo công thức ta có thể thấy Khi tải nhẹ thì tan sẽ lớn  hệ số công suất sẽ nhỏ. Khi tăng tải hệ số công suất cũng tăng theo nếu là tải thuần trở hệ số công suất có thể gần bằng 1. Hoặc cách 2: Hệ số công suất của động cơ điện không đồng bộ là tỉ số giữa công suất tác dụng P1 với công suất toàn phần S cos   P1  S P1 P1  Q12 2 Trong đó P1 là công suất tác dụng (điện) động cơ tiêu thụ để biến đổi sang công suất cơ P2 Khi máy quay không tải, hay non tải. Khi tải tăng, công suất cos  dm  0,8  0,9 P1 P1 nhỏ  cos  nhỏ, từ được tăng lên đạt giá trị định mức 0, 2  0,3 Khi quá tải, từ thông tản tăng, Q1 tăng  cos  giảm Câu 31: Khi không tải và tải tăng, hệ số công suất thay đổi như thế nào? Tại sao? Giải Trình bày lại khái niệm hệ số công suất như câu trên Công suất tiêu thụ: P  U dm I dm cos  cos   p U dm I dm Khi đó nếu không có tải thì P=0 thì hệ số công suất cosφ= 0 Khi tải tăng tức P tăng thì hệ số công suất cosφ cũng tăng theo. Câu 32: Quá trình biến đổi năng lượng của động cơ cảm ứng? Phân biệt: công suất đầu vào, công suất đầu ra, công suất định mức. Giải Khi dòng điện ba pha trong dây quấn stato → trong khe hở không khí xuất hiện từ trường quay với tốc độ n1 = 60f1/p. Từ trường nầy quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trên lõi sắt rôto, làm cảm ứng trong dây quấn rôto các sđđ E2. Do rôto kín mạch nên trong dây quấn có dòng điện I2. Từ thông do dòng điện I2 hợp với từ thông của stato tạo thành từ thông tổng ở khe hở. Dòng điện trong dây quấn rôto tác dụng với từ thông khe hở sinh ra mômen. Tác dụng đó có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n của rôto. Công suất đầu vào là công suất ta cung cấp để động cơ hoạt động được. Công suất đầu ra là công suất có ích có được sau khi bỏ qua các công suất hao tổn. Công suất định mức là công suất của dụng cụ điện khi nó hoạt động ở trạng thái bình thường. Câu 33: Ở động cơ cảm ứng, khi tải được tăng từ không tải đến đầy tải thì điều gì sẽ xảy ra đến độ trượt, tốc độ, momen, dòng điện stator, hệ số công suất và hiệu suất của động cơ? Giải Gọi giá trị tải tăng thêm là Rp, khi đó ta có: , , r2, r2  rp  s s,  n' = n1 (1 –s') Trong đó: r 2 : điện trở dây quấn rotor x2 : điện kháng tản dây quấn rotor n1: tốc độ từ trường quay n,: tốc độ quay rotor Với moment tải nhất định, Rp càng lớn thì hệ số trượt ở điểm làm việc càng lớn → tốc độ quay giảm xuống. I2  E2 Z Khi gắn thêm tải làm Z tăng  I2 tức dòng rotor giảm xuống M dt  9.55  1  s  Pdt n Khi s tăng  I , 2  I1  M dt giảm I2 ki Dựa vào công thức dòng quy đổi ta thấy dòng rotor và stator tỷ lệ thuận nhau  Tăng Rp dòng rotor giảm  Dòng stato giảm theo và ngược lại Công suất tiêu thụ: P  U dm I dm cos  cos   p U dm I dm Khi không có tải thì P=0 thì hệ số công suất cosφ = 0 Khi tải tăng tức P tăng thì hệ số công suất cosφ cũng tăng theo. U 22 Pout  U 2 I 2 cos   cos  R Khi tăng tải sẽ giảm, ngoài ra tổn hao máy sẽ tăng  Hiệu suất động cơ cũng giảm Câu 34: Mô tả hoạt động của động cơ rotor lồng sóc kép. So sánh momen và dòng điện khởi động của động cơ rotor lồng sóc kép với động cơ rotor lồng sóc tiêu chuẩn. Giải Trong mỗi rãnh của lõi thép rôto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hoặc bằng nhôm, hai đầu dài ra khỏi lõi thép. Các thanh dẫn được nối tắt lại với nhau ở hai đầu bằng hai vòng ngắn mạch cũng bằng đồng hoặc nhôm tạo thành một cái lồng (quen gọi là lồng sóc) . Để cải thiện tính năng mở máy, trong các máy có công suất tương đối lớn rãnh rôto thường làm rãnh sâu hoặc lồng sóc kép (2 rãnh lồng sóc ). Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh rôto thường làm chéo đi một góc so với tâm trục để cải thiện dạng sóng. Với động cơ rotor lồng sóc kép dòng mở máy và momen mở máy sẽ nhỏ hơn so với động cơ Rotor lồng sóc tiêu chuẩn Câu 35: Muốn động cơ không đồng bộ có momen khởi động lớn, dòng điện khởi động thấp và hiệu suất cao khi làm việc nên chế tạo động cơ không đồng bộ như thế nào? Trình bày nguyên lý làm việc cơ bản của các phương pháp chế tạo? Giải Cấu tạo của roto dây quấn Bao gồm: lõi thép, Dây quấn và trục máy a) Lõi thép: gồm các lá thép kỹ thuật điện giống stato, các lá thép này lấy từ phần ruột bên trong khi dập lá thép stato. Mặt ngoài có xẻ rãnh đặt dây quấn rôto .ở giữa có lỗ để gắn với trục máy. Trục máy được gắn với lõi thép rôto và làm bằng thép tốt. b) Dây quấn: được đặt trong lõi thép rôto, và phân làm 2 loại chính: loại rôto kiểu lồng sóc và loại rôto kiểu dây quấn. + Loại rôto dây quấn: có dây quấn giống như dây quấn stato. Trong máy điện công suất trung bình trở lên, dây quấn rôto thường là kiểu dây quấn sóng hai lớp vì bớt được dây đầu nối, kết cấu dây quấn trên rôto chặt chẽ. Trong máy điện cỡ nhỏ, thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp. Dây quấn ba pha của rôto thường đấu sao, ba đầu còn lại được nối với ba vành trượt làm bằng đồng gắn ở một đầu trục, cách điện với nhau và với trục. Thông qua chổi than và vành trượt, có thể nối dây quấn rôto với điện trở phụ bên ngoài để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy. Khi làm việc bình thường, dây quấn rôto được nối ngắn mạch. cách nối dây rôto dây quấn với điện trở bên ngoài và ký hiệu của nó trong các sơ đồ điện. Điều chỉnh tốc độ của động cơ roto dây cuốn Các phương pháp điều chỉnh chủ yếu: 1. Trên stato: thay đổi điện áp đưa vào dây quấn stato, thay đổi số đôi cực của dây quấn stato hay thay đổi tần số nguồn cung cấp. 2. Trên rôto: thay đổi điện trở hoặc nối tiếp trên mạch rôto một hay nhiều máy điện (gọi là nối cấp). Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực Động cơ điện KĐB khi làm việc bình thường có hệ số trượt s nhỏ nên n ≈ n1 = 60f1/p. Khi tần số f1 = const, thay đổi p sẽ thay đổi được tốc độ n (tốc độ tỷ lệ nghịch với số đôi cực p). Dây quấn stato có thể nối thành bao nhiêu số đôi cực khác nhau thì tốc độ có bấy nhiêu cấp. Như vậy tốc độ chỉ có thể thay đổi từng cấp, không bằng phẳng. Có nhiều cách thay đổi số đôi cực của dây quấn stato: Đổi cách nối để có số đôi cực khác nhau. Cách này dùng trong động cơ điện 2 cấp tốc độ. Trong rãnh stato đặt hai dây quấn độc lập có số đôi cực khác nhau, thường để đạt hai cấp tốc độ theo tỷ lệ 4 : 3 hay 6 : 5. Trên rãnh stato có hai dây quấn độc lập có số đôi cực khác nhau, mỗi dây quấn lại có thể đổi nối để có số đôi cực khác nhau (dùng trong động cơ có 3 , 4 cấp tốc độ). Với động cơ rôto dây quấn, dây quấn rôto có số đôi cực bằng số đôi cực của dây quấn stato, vì vậy khi đấu lại dây quấn stato để có số đôi cực khác thì dây quấn rôto cũng phải đấu lại. Điều này không tiện lợi, do đó động cơ điện loại này không dùng phương pháp thay đổi số đôi cực để điều chỉnh tốc độ. 2. Cấu tạo của roto lồng sóc Kết cấu của loại dây quấn này rất khác với dây quấn stato. Loại rôto lồng sóc công suất >100kW, trong các rãnh của lõi thép đặt các thanh đồng, hai đầu nối ngắn mạch bằng hai vòng đồng tạo thành lồng sóc. Ở động cơ công suất nhỏ, lồng sóc được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh lõi thép rôto, tạo thành thanh nhôm, hai đầu đúc vòng ngắn mạch . Động cơ điện rôto lồng sóc gọi là động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc  Roto lồng sóc gồm những lá thép kỹ thuật điện ghép lệch với nhau mà không ghép thẳng song song và dọc trục là vì không cho từ trường Stator cắt các thanh dẫn 1 góc 90 độ  Các rãnh của rotor lồng sóc ghép lệch với nhau, để triệt tiêu lực điện từ họa tần bậc cao, làm cho rotor quay êm hơn. 3. Khác biệt giữa roto dây quấn và roto lồng sóc ? Loại rôto kiểu dây quấn: Dây quấn được đặt trong rãnh của lõi thép rôto. Dây quấn 3 pha của rôto thường đấu hình sao (Y), ba đầu còn lại được nối với ba vòng trượt làm bằng đồng cố định ở đầu trục (hình a), tì lên ba vòng trượt là ba chổi than (hình b). Thông qua chổi than có thể ghép thêm điện trở phụ hay đưa sức điện động phụ vào mạch rôto để cải thiện đặc tính mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện cos. Khi làm việc bình thường dây quấn rôto được nối ngắn mạch. Loại rôto lồng sóc (còn gọi là rôto ngắn mạch): Trong mỗi rãnh của lõi thép rôto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hoặc bằng nhôm, hai đầu dài ra khỏi lõi thép. Các thanh dẫn được nối tắt lại với nhau ở hai đầu bằng hai vòng ngắn mạch cũng bằng đồng hoặc nhôm tạo thành một cái lồng (quen gọi là lồng sóc) như ở hình a. Để cải thiện tính năng mở máy, trong các máy có công suất tương đối lớn rãnh rôto thường làm rãnh sâu hoặc lồng sóc kép (2 rãnh lồng sóc ). Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh rôto thường làm chéo đi một góc so với tâm trục để cải thiện dạng sóng s.đ.đ (hình b). Phân loại, ưu và nhược điểm giữa roto dây quấn và roto lồng sóc a. Động cơ roto dây quấn:  Ưu điểm:  Có ưu điểm về mở máy và điều chỉnh tốc độ.  Nhược điểm:  Giá thành cao và vận hành kém tin cậy. b. Động cơ lồng sóc:  Ưu điểm:  Làm việc đảm bảo.  Giá thành rẻ.  Nhược điểm:  Điều chỉnh tốc độ khó.  Dòng khởi động lớn. Câu 36: Khi động cơ hoạt động, mạch rotor của động cơ rotor dây quấn hở mạch hay kín mạch? Giải Rotor dây quấn: Dây quấn được đặt trong rãnh của lõi thép rôto. Dây quấn 3 pha của rôto thường đấu hình sao (Y), ba đầu còn lại được nối với ba vòng trượt làm bằng đồng cố định ở đầu trục, tì lên ba vòng trượt là ba chổi than. Thông qua chổi than có thể ghép thêm điện trở phụ hay đưa sức điện động phụ vào mạch rôto để cải thiện đặc tính mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện cos. Khi làm việc bình thường dây quấn rôto được nối ngắn mạch. Câu 37: Tại sao động cơ rotor dây quấn có đặc tính khởi động tốt hơn động cơ rotor lồng sóc? Một vài lý do gì mà trong thực tế động cơ rotor dây quấn ít được sử dụng rộng rãi hơn động cơ rotor lồng sóc? Giải Cấu tạo của roto dây quấn Bao gồm: lõi thép, Dây quấn và trục máy a) Lõi thép: gồm các lá thép kỹ thuật điện giống stato, các lá thép này lấy từ phần ruột bên trong khi dập lá thép stato. Mặt ngoài có xẻ rãnh đặt dây quấn rôto .ở giữa có lỗ để gắn với trục máy. Trục máy được gắn với lõi thép rôto và làm bằng thép tốt. b) Dây quấn: được đặt trong lõi thép rôto, và phân làm 2 loại chính: loại rôto kiểu lồng sóc và loại rôto kiểu dây quấn. + Loại rôto dây quấn: có dây quấn giống như dây quấn stato. Trong máy điện công suất trung bình trở lên, dây quấn rôto thường là kiểu dây quấn sóng hai lớp vì bớt được dây đầu nối, kết cấu dây quấn trên rôto chặt chẽ. Trong máy điện cỡ nhỏ, thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp. Dây quấn ba pha của rôto thường đấu sao, ba đầu còn lại được nối với ba vành trượt làm bằng đồng gắn ở một đầu trục, cách điện với nhau và với trục. Thông qua chổi than và vành trượt, có thể nối dây quấn rôto với điện trở phụ bên ngoài để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy. Khi làm việc bình thường, dây quấn rôto được nối ngắn mạch. cách nối dây rôto dây quấn với điện trở bên ngoài và ký hiệu của nó trong các sơ đồ điện. Động cơ roto dây quấn: Ưu điểm: Có ưu điểm về mở máy và điều chỉnh tốc độ. Nhược điểm: Giá thành cao và vận hành kém tin cậy. b. Động cơ lồng sóc: Ưu điểm: Làm việc đảm bảo. Giá thành rẻ. Nhược điểm: Điều chỉnh tốc độ khó. Dòng khởi động lớn. Câu 38: Phân tích các ảnh hưởng bên ngoài dẫn đến động cơ hoạt động không bình thường? Giải Hơi ẩm: Hơi ẩm có thể làm cho những bộ phận kim loại bị rỉ sét và làm cho sự cách điện của động cơ mất đi một số những thuộc tính cách điện của nó. Một động cơ nguội khi nó được tắt, điều này làm cho không khí (với hơi ẩm) được hút vào trong động cơ. Những motor hoạt động hàng ngày sẽ đủ nóng để đưa hơi ẩm bên trong motor đi ra bên ngoài. Hơi ẩm thường là một vấn đề khá rắc rối đối với một động cơ điện hoạt động ít, hoặc được tắt trong một thời gian lâu.Bất kỳ động cơ điện nào không hoạt động thường xuyên nên có chứa một phần tử nung nóng để giữ cho động cơ khô. Nếu thêm vào motor một phần tử nung nóng là không thể được, thì một lịch trình bảo trì yêu cầu hoạt động motor ngắn để giảm bớt sự tạo ra hơi ẩm cho motor. Lịch trình này cũng nên được cân nhắc cho việc lắp đặt motor mới, bởi vì trong một số nhà máy, những động cơ có thể được lắp đặt một thời gian trước khi nhà máy hoạt động. Bụi : Bụi trong môi trường có thể ảnh huởng đến sự vận hành của động cơ khi các chi tiết máy bị bụi bám vào sẽ ảnh hưởng đến quá trình ma sát các cơ cấu truyền động dẫn đếm hiệu suất làm việc giảm. Nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hưởng đến cơ khí khi nhiệt độ cao sẽ làm giảm tuổi thọ của các chi tiết cơ khí làm biến dạng các chi tiết. Câu 39: Động cơ 3 pha sẽ tiếp tục quay nếu một trong các dây nguồn cấp bị hở mạch? Động cơ có thể tự khởi động khi nguồn 3 pha bị mất 1 pha? Giải Khi một trong ba dây điện 3 pha dẫn đến một motor điện 3 pha không còn phân phối điện áp đến moto, thì moto sẽ mất một pha. Mất một pha là hoạt động của moto được thiết kế để hoạt động trên ba pha chỉ còn hai pha do một pha bị mất. Đó là tình trạng lớn nhất của sự không cân bằng điện áp. Mất pha xảy ra khi một pha bị hở hoặc ở trên nguồn sơ cấp hoặc thứ cấp của hệ thống phân phối điện. Điều này có thể xảy ra khi một cầu chì bị đứt có một lỗi về cơ khí trong thiết bị đóng ngắt, hoặc do sét phá hủy một trong các đường dây. Một moto 3 pha chạy trên 2 pha sẽ tiếp tục chạy trong hầu hết các ứng dụng. Vì thế, sự mất pha có thể đi đến chỗ không nhận biết được trên hầu hết các hệ thống trong một thời gian đủ dài làm cháy mô tơ. Khi sự mất pha xảy ra, thì mô tơ sẽ sử dụng tất cả dòng điện của nó từ hai dây nguồn. Câu 40: Trình bày ba phương pháp khác nhau để khởi động động cơ rotor lồng sóc bằng cách giảm áp. Phạm vi ứng dụng của từng phương pháp. Giải Khởi động dùng cuộn kháng mắc nối tiếp vào mạch stato ưu điểm phương pháp này là thiết bị đơn giản ,nhưng nhược điểm là khi giảm dòng điện mở máy thì momen mở máy giảm bình phương lần. Khởi động dùng mba tự ngẫu ưu điểm là dòng điện mở máy nhỏ, momen mở máy lớn nhưng nhược điểm là giá thành thiết bị mở máy đắt tiền hơn phương pháp dùng điện kháng. Khởi động bằng cách đổi nối Y → Δ. Phương pháp này chỉ dùng cho động cơ lúc máy làm việc bình thường nối Δ, khi khởi động nối Y, sau khi tốc độ quay gần ổn định chuyển về nối Δ để làm việc. Câu 41: Trình bày phương pháp giảm dòng khởi động động cơ 3 pha rotor dây quấn. Phạm vi ứng dụng. Giải Khởi động bằng cách thêm Rp vào mạch rôto dây quấn. Khi điện trở roto thay đổi thì đặc tính M = f(s) cũng thay đổi theo. Điều chỉnh điện trở mạch roto thích hợp thì Mk = Mmax . Khi roto quay để giữ một mômen điện từ nhất định trong quá trình khởi động ta cắt dần điện trở nối thêm vào mạch roto làm cho quá trình tăng tốc động cơ từ đặc tính nầy sang đặc tính khác và sau khi cắt toàn bộ điện trở thì sẽ tăng tốc đến điểm làm việc của đặc tính cơ tự nhiên. Phương pháp này chỉ dùng cho những động cơ rôto dây quấn vì đặc điểm của loại động cơ này là có thể thêm điện trở phụ vào mạch rôto. Câu 42: Liệt kê các tổn thất của một động cơ cảm ứng. Tổn thất nào là hằng số, tổn thất nào là thay đổi? Giải Câu 43: Dựa vào mạch tương đương của động cơ cảm ứng, giải thích tại sao khi khởi động và quá tải dòng điện stator tăng. Giải Khi khởi động, ta dủng dòng kích từ đi vào cuộn từ để kích động cơ khởi động. Đồng thời ta cũng dùng dòng 3p tần số f đi vào 3 pha stato. Cả 2 việc này tạo ra 1 từ trường quay E1 có độ lớn tăng dần. Từ đó dòng Stato I1 cũng tăng theo Hiện tượng quá tải chủ yếu xảy ra khi công suất tải sử dụng vượt quá công suất cho phép của động cơ. Quá tải là sự cố về điện xảy ra khi dòng điện chạy qua mạch điện vượt quá giá trị cho phép hay giá trị định mức của mạch. Điều này có nghĩa dòng 3p đi vào stato tăng lên đáng kể. Câu 44: 1. Giải thích các điểm của đặc tính cơ, chỉ ra vùng hoạt động bình thường của động cơ. 2. Vẽ dạng đặc tính cơ khi thêm biến trở vào rotor, giải thích? Giải 1. Trong phân tích các hệ truyền động, thường biết trước đặc tính cơ Mc(ω) của máy sản xuất. Đạt được trạng thái làm việc với những thông số yêu cầu tốc độ, mômen, dòng điện động cơ ... cần phải tạo ra những đặc tính cơ nhân tạo của động cơ tương ứng. Mỗi động cơ có một đặc tính cơ tự nhiên xác định bởi các số liệu định mức và được sử dụng như loạt số liệu cho trước. Bất kỳ thông số nào có ảnh hưởng đến hình dáng và vị trí của đặc tính cơ, đều được coi là thông số điều khiển động cơ, và tương ứng là một phương pháp tạo đặc tính cơ nhân tạo hay đặc tính điều chỉnh. Phương trình đặc tính cơ của động cơ điện có thể viết theo dạng thuận M = f(ω) hay dạng ngược ω = f(M). Trên sơ đồ: Lochked rotor torque:momen quay của roto, Breakdown torque:momen tới hạn, Pull up torque:momen kéo tải của động cơ, Full load:momen khi đầy tải Vùng làm việc ổn định là từ T tới 1.5T 2. Qua đồ thị ta thấy: với mômen Mkđ = Mnm.f thì đoạn làm việc của đặc tính cơ có điện kháng phụ (Xlf) cứng hơn đặc tính có Rlf. Khi tăng Xlf hoặc Rlf thì Mth và Sth đều giảm. Khi dùng Xlf hoặc Rlf để khởi động nhằm hạn chế dòng khởi động, thì có thể dựa vào tam giác tổng trở ngắn mạch để xác định Xlf hoặc Rlf. Câu 45: Thông số của một động cơ như sau: 1. Explosion-proof motors nghĩa là gì? 2. Dòng điện định mức? Dòng điện khởi động? Điện áp định mức? 3. Hệ số công suất và hiệu suất khi đầy tải? 4. Momen định mức? momen khởi động? momen tới hạn? Giải 1. Explosion-proof motors nghĩa là gì? Explosion-proof motors là động cơ chống cháy nổ 2. Dòng điện định mức? Dòng điện khởi động? Điện áp định mức?  Dòng điện định mức là 23.5 và 27.5  Dòng khởi động lần lượt là 23,5*5 và 27.5*5  Điện áp định mức là 200 và 236 3. Hệ số công suất và hiệu suất khi đầy tải? Hệ số công suất là 0.87 hiệu suất 94.7 và 94.5 4. Momen định mức? momen khởi động? momen tới hạn? Momen định mức là 643 và 760 Momen khởi động 643*0.9 và 760*0.9 Momen tới hạn là 643*2,3 và 760*2,3 Câu 46: Giải thích các thông số sau: Giải  Current là dòng chia ra 2 loại động cơ với các công việc là không tải và đầy tải  Locked roto là dòng khởi động tính bằng hệ số nhân.  Torque là momen cũng được chia ra 2 loại động cơ với các công việc là không tải và đầy tải cùng với các hệ số khởi động.  Slip là độ trượt  Efficiency là hiệu suất.  Power factor là hệ số công suất. Câu 47: Trình bày các loại động cơ không đồng bộ một pha. Vẽ sơ đồ nguyên lý và ứng dụng của từng loại. Giải Câu 48: Từ trường quay được thành lập trong động cơ cảm ứng một pha? Cái gì quyết định hướng quay của nó? Giải -Ta nói từ trường này không quay hay nói khác đi đây không phải là từ trường mà là từ trường đập mạch. -Nhưng nếu ta lấy tay mồi cho rô to quay thì nếu coi rô to đứng yên ta lại có từ trường đập mạch quay tương đối so với rô to và kết quả là rô to sẽ tiếp tục quay theo chiều ta đã “mồi”. -Tuy nhiên, vì không phải là từ trường quay, nên khi cấp điện vào dây quấn stato của động cơ xoay chiều một pha có cấu tạo như trên thì rôto sẽ không tự quay được. -Vì vậy chúng ta cần phải dùng các phần tử phụ để biến từ trường một pha thành từ trường quay. -Để biến từ trường một pha thành từ trường quay người ta sử một trong các cách sau: - Dùng vòng ngắn mạch đặt vào một phần của cực từ chính. - Dùng cuộn mở máy (cuộn dây phụ) - Dùng cuộn mở máy đấu nối tiếp với tụ điện. -Cả ba cách trên đều dựa trên một nguyên tắc chung là tạo ra một từ trường phụ lệch pha so với từ trường chính (từ trường chính là từ trường đập mạch như đã nói trên). -Như vậy trong stato tồn tại đồng thời hai từ trường lệch pha nhau. Tổng hợp hai từ trường này người ta sẽ được từ trường quay. -Tuy nhiên ba cách mở máy trên sẽ cho các góc lệch pha giữa từ trường chính và phụ khác nhau và chỉ có cách thứ ba là mở máy tốt nhất vì góc lệch pha có thể đạt được 90o Câu 49: Tại sao cuộn dây khởi động của động cơ chia pha được ngắt ra sau khi động cơ đã được khởi động? Giải Để có được mômen mở máy, người ta tạo ra góc lệch pha giữa dòng điện qua cuộn chính Ic và dòng qua cuộn dây phụ Ip bằng cách mắc thêm một điện trở nối tiếp với cuộn phụ hoặc dùng dây quấn cở nhỏ hơn cho cuộn phụ, góc lệch nầy thường nhỏ hơn 300 . Dòng trong dây quấn chính và trong dây quấn phụ sinh ra từ trường quay để tạo ra momen mở máy. Khi tốc độ đạt được 70÷75 % tốc độ đồng bộ, cuộng dây phụ được cắt ra nhờ công tắt ly tâm K và động cơ tiếp tục làm việc với cuộn dây chính. Bản chất của cuộn dây khởi động là cuộn dây phụ mục đích của nó là tạo ra sự lệch pha giữa cuộndây chính và phụ từ đó tạo ra từ trường quay để làm quay roto, sau khi khoi động được thì roto bắtđầu quay đến khi này thì ta không còn cần đến của cuộn dậy phụ vì trong roto đã có quán tính quay nó kết hớp với từ trường trong starto tạo nên 1 trường quay Câu 50: 1. Giữa hai loại động cơ: động cơ chia pha và động cơ có tụ khởi động, động cơ nào có đặc tính khởi động tốt hơn? 2. Động cơ có tụ thường trực là gì, ứng dụng? 3. Loại tải nào có thể cần động cơ có hai giá trị tụ? Giải 1. Giữa hai loại động cơ: động cơ chia pha và động cơ có tụ khởi động, động cơ nào có đặc tính khởi động tốt hơn? Động cơ có tụ khởi động có đặc tính cơ tốt hơn vì cuộn dây phụ và tụ điện mở máy được mắt luôn khi động cơ làm việc bình thường. 2. Động cơ có tụ thường trực là gì, ứng dụng?  Khởi động động cơ dùng tụ thường trực:  Phương pháp khởi động đối với loại động cơ này dựa vào nguyên lý mắc nối tiếp của tụ điện với cuộn dây phụ. Do đó, nó vừa tham gia vào quá trình khởi động vừa tham gia vào quá trình làm việc. Vì vậy mới được gọi là tụ thường trực.  Loại tụ thường trực dùng trong khởi động động cơ làm mô men khởi động không cao nên thường dùng cho các động cơ công suất bé.  VD:máy bơm 3. Loại tải nào có thể cần động cơ có hai giá trị tụ? Đối với các loại tải cần momen khởi động lớn và thời gian khởi động nhanh. Câu 51: Trong các loại động cơ cảm ứng một pha, động cơ loại nào có momen khởi động lớn nhất? Giải thích. Trong các loại động cơ cảm ứng một pha, động cơ có momen khởi động lớn nhất là động cơ KDB 1 pha kiểu điện dung. Trong đó, tụ khởi động( bằng khoảng 10 – 15 lần tụ thường trực) và tụ thường trực được nối song song sẽ tạo ra momen khởi động lớn nhất, đồng thời cải thiện được đặc tính làm việc của motor. Dòng trong 2 dây quấn sẽ sinh ra từ trường quay từ đó tạo ra momen mở máy. Trong loại động cơ trên, pha dòng điện pha dòng điện Ip một góc gần bằng Ic sẽ lệch 90 . Câu 52: Vẽ sơ đồ nguyên lý động cơ cảm ứng một pha đảo chiều quay, ứng dụng. Nguyên tắc đảo chiều quay của động cơ không đồng bộ 1 pha là đảo chiều dòng điện trong dây quấn phụ và giữ nguyên dây quấn chính hoặc ngược lại. Động cơ đảo chiều động cơ được ứng dụng rộng rãi trong đời sống như điều khiển tời kéo lên xuống, điều khiển dàn phơi thông minh, điều khiển hệ thống cửa điện, chế đồ chơi… Câu 53: Ảnh hưởng của vòng ngắn mạch khi nó được sử dụng để khởi động động cơ cảm ứng? Động cơ sử dụng phương pháp khởi động này thường được chế tạo đến công suất khoảng bao nhiêu? Trên cực từ lồi của stato ngta xẻ rãnh và đặt vào vòng đồng kín mạch ôm lấy khoảng 1/3 cực từ,vòng ngắn mạch đóng vai trò như một dây quấn phụ.Khi đặt điện áp xoay chiều vào cuộn dây để khởi động động cơ,dòng xoay chiều chạy trong dây quấn sẽ sinh ra trên các từ thông. Động cơ sử dụng phương pháp này được chế tạo đến công suất bé từ vài oát đến hàng trăm oát khi khởi động thường không mang tải hoặc mang tải rất nhỏ. Câu 54: Nguyên tắc hoạt động của công tắc ly tâm. Các loại động cơ một pha nào có sử dụng công tắc ly tâm? Công tắc ly tâm hoạt động dựa trên nguyên lý của lực ly tâm. Độ lớn của lực là: |F| = mw2r với w là véc tơ vận tốc góc của chuyển động quay của hệ; r là véc tơ vị trí từ tâm quay đến điểm đang xét gia tốc ly tâm, m là khối lượng vật thể. Như vậy, độ lớn của lực ly tâm tỷ lệ thuận với khối lượng vật thể, bán kính quay và tỷ lệ với bình phương của vận tốc góc. Khi tốc độ quay của động cơ tăng, vật có khối lượng lớn hơn chịu lực ly tâm lớn hơn, văng xa ra hơn và người ta sử dụng nguyên tắc này để làm ra công tắc ly tâm. Các loại động cơ một pha sử dụng công tắc ly tâm là các loại động cơ sử dụng cuộn đề hoặc tụ đề, cần ngắt ra sau khi tốc độ rotor đạt khoảng 75% tốc độ định mức như: động cơ chia pha, động cơ không đồng bộ 1 pha dùng tụ khởi động, động cơ không đồng bộ 1 pha dùng tụ khởi động và tụ thường trực. Câu 55 : Các bước cơ bản xây dựng sơ đồ dây quấn và vẽ sơ đồ dây quấn: đồng khuôn, đồng tâm 1 lớp cho động cơ không đồng bộ 3 pha. Bước 1: Xác định số rãnh Z của lõi sắt stator : 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 … Bước 2: Tính bước cực, dựa vào đó phân ra các cực từ trên stator: τ= Z 2p Bước 3. Tính số rãnh q của một pha trên một bước cực từ  theo thứ tự pha A-C-B : q= τ m (rãnh) Bước 4. Vẽ pha A trước, khai triển trong mỗi nhóm có 2 bối dây ứng với q đã tính: Góc lệnh sức điện động 2 rãnh liền nhau: -Vẽ tiếp pha B, pha C cách nhau 120° 1800 ❑ * vẽ sơ đồ dây quấn: đồng khuôn Bước 1: Xác định số rãnh Z của lõi sắt stator : 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Bước 2: Tính bước cực, dựa vào đó phân ra các cực từ trên stator: τ= Z 2p = 24 4 =6 Bước 3. Tính số rãnh q của một pha trên một bước cực từ  theo thứ tự pha A-C-B : q= τ m = 6 3 = 2 (rãnh) Bước 4. Vẽ pha A trước, khai triển trong mỗi nhóm có 2 bối dây ứng với q đã tính: Góc lệnh sức điện động 2 rãnh liền nhau: 1800 180 = 6 ❑ 0 =30° -Vẽ tiếp pha B, pha C cách nhau 120° nên pha B cách pha A 4 rãnh 120o/30o, ta có được : * Vẽ sơ đồ dây quán Đồng tâm 1 lớp: Bước 1: Xác định số rãnh Z của lõi sắt stator : 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Bước 2: Tính bước cực, dựa vào đó phân ra các cực từ trên stator: τ= Z 2p = 24 4 =6 Bước 3. Tính số rãnh q của một pha trên một bước cực từ  theo thứ tự pha A-C-B : q= τ m = 6 3 = 2 (rãnh) Bước 4. Vẽ pha A trước, khai triển trong mỗi nhóm có 2 bối dây ứng với q đã tính: Góc lệnh sức điện động 2 rãnh liền nhau: 1800 180 = 6 ❑ 0 =30° -Vẽ tiếp pha B, pha C cách nhau 120°, ta có được : Câu 56: Vẽ sơ đồ trải dây quấn động cơ: 1. Theo kiểu đồng khuôn tập trung 1 mặt phẳng của stator có z = 24, 2p = 4. 2. Theo kiểu đồng khuôn tập trung 1 mặt phẳng của stator có z = 36, 2p = 6. 3. Theo kiểu đồng tâm 1 mặt phẳng của stator có z = 24, 2p = 4. 4. Theo kiểu đồng tâm 1 mặt phẳng của stator có z = 36, 2p = 6. 5. Theo kiểu móc xích của stator có z = 36, 2p = 6. 6. Theo kiểu móc xích của stator có z = 24, 2p = 4. 7. Theo kiểu đồng tâm 2 mặt phẳng của stator có z = 36, 2p = 6. 8. Theo kiểu đồng tâm 2 mặt phẳng của stator có z = 24, 2p = 4. 9. Theo kiểu đồng khuôn 1 mặt phẳng của stator có z = 36, 2p = 6. 10. Theo kiểu đồng khuôn 1 mặt phẳng của stator có z = 24, 2p = 4. Câu 57: Những thông tin gì được tìm thấy trên nhãn một máy phát điện xoay chiều? Câu 58: Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều. Nêu đặc điểm về hình dáng và ứng dụng của rotor cực từ lồi và rotor cực từ ẩn. Câu 59: Vẽ nguyên lý cấu tạo và giải thích nguyên lý hoạt động của máy phát điện xoay chiều không chổi than. Câu 60: Tại sao các máy phát điện xoay chiều công suất lớn thường được chế tạo với phần ứng tĩnh và phần kích từ quay (ưu điểm)? Tại sao dây quấn stator thường được đấu sao? Câu 61: Các loại nguồn DC cấp cho cuộn dây kích từ của máy phát AC, vẽ sơ đồ nguyên lý. Nguồn cung cấp dòng điện một chiều cho dây quấn kích thích (dòng một chiều dùng để tạo ra từ thông không đổi theo thời gian). Bộ nguồn kích thích có các dạng sau: Máy phát 1 chiều: Đa số là máy phát điện một chiều kích thích song song, có công suất khoảng 0,3-2% công suất máy điện đồng bộ, máy phát này được gắn ở đầu trục của máy đồng bộ. Bộ kích từ dùng chỉnh lưu: Điện áp 3 pha của máy phát đồng bộ (ban đầu được sinh ra do từ dư) được chỉnh lưu thành một chiều, xong đưa đến dây dây quấn kích từ qua hệ thống chổi than, vành trượt. Một số ít các máy điện công suất nhỏ thì phần quay lại đóng vai trò phần ứng, phần tĩnh đóng vai trò phần cảm. Câu 62: Các sự khác biệt chính giữa máy phát điện cực từ ẩn và máy phát điện cực từ lồi. Câu 63: Cho thông số và sơ đồ nguyên lý máy phát điện: 1. Mô tả các bộ phận: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. 2. Thực hiện kết nối các đầu cọc U1, U2,…, U6 cho mỗi điện áp và tần số sau: a) 230V; 50Hz b) 230V; 60Hz c) 115V; 50Hz d) 115V; 60Hz Câu 64: Giải thích nhãn máy sau: Câu 65: Chú ý gì khi dừng máy phát điện? Cắt tải, giảm tốc độ động cơ từ từ đến tốc độ tối thiểu và cho tiếp tục làm việc một thời gian trước khi ngừng hẳn cho đến khi nhiệt độ nước làm mát đã đạt 50-60oC. Câu 66: A.V.R là gì? Giải thích nguyên lý hoạt động của A.V.R trong mạch sau: AVR (viết tắt theo tiếng Anh: Automatic Voltage Regulator) là hệ thống tự động điều khiển điện áp đầu cực máy phát điện thông qua tác động vào hệ thống kích từ của máy phát điện để đảm bảo điện áp tại đầu cực máy phát trong giới hạn cho phép Câu 67: Vẽ đặc tuyến tải của máy phát đổng bộ và độ thay đổi điện áp. U = f(I) ; It = const ; cos = const ; n = const. Là đồ thị của điện áp tải U theo dòng tải I khi dòng điện kích thích, tốc độ quay, cos không đổi. Sự thay đổi biến áp phụ thuộc nhiều vào góc  và là một hệ quả của phản ứng phần ứng. Độ biến thiên điện áp đầu cực của máy phát khi làm việc định mức so với khi không tải: Câu 68: Vẽ sơ đồ nguyên lý và trình bày từ trường của một máy phát điện xoay chiều được kích thích như thế nào. Câu 69: 1. Viết công thức tần số của một máy phát điện xoay chiều. Nếu phần cảm máy phát có p đôi cực từ, tốc độ quay rotor là n thì tần số sức điện động cảm ứng là: 2. Vẽ mạch tương đương của máy phát đồng bộ và giải thích tất cả các thông số. Câu 70: Một máy phát 3 pha quay với tốc độ 1200 rpm, sinh ra điện áp không tải 9kV, 60Hz. Điện áp trên đầu cực của máy phát như thế nào nếu đầu cực được nối với các loại tải sau: 1. Tải trở. 2. Tải cảm. 3. Tải dung. 1. Khi tải thuần trở sức điện động E và I cùng pha.Dòng điện I sinh ra từ thông cùng pha với nó, từ trường phần ứng vuông góc với từ trường cực từ làm giảm từ thông tổng hợp.Từ thông giảm kéo theo sức điện động sinh ra giảm (theo công thức E = 4,44. f.k . N .❑ ). U < 9k 0 dq 1 0 2. Khi tải cảm sức điện động E sinh ra sớm pha hơn I một góc vuông,từ thông phần ứng ngược chiều với từ thông cực từ,làm giảm từ thông tổng hợp.Đồng thời kéo theo sức điện động sinh ra giảm. U < 9k 3. khi tải dung từ thông phần ứng cùng chiều với từ thông cực từ, từ thông tổng hợp được cộng thêm,dẫn tới sức điện động tăng lên.U ≥ 9k Câu 71: Một máy phát 3 pha quay với tốc độ 1200 r/min, sinh ra điện áp không tải 9kV, 60Hz, nếu giữ nguyên dòng điện kích từ, tính điện áp không tải và tần số khi tốc độ là: a) 1000 r/min b) 5 r/min a, f= f a= => p= 60. 60 =1 1200 (đôi cực) p na 1 . 1000 = =16 , ( 6 ) ( Hz) 60 60 E0 =9000V, f=60Hz => kích từ không đổi) E0 . Ea =4,44. f a k dq . N 1 .❑0 b, pn 60 f b= = 4,44. f.k dq . N 1 .❑0 k dq . N 1 .❑0 =33,783 =const ( vì dòng điện = 4,44. 16,6. 33,783= 2489,9 (V) p nb 1 . 5 = =0,083( Hz) 60 60 . Eb =4,44. f b k dq . N 1 .❑0 = 4,44. 0.083. 33,783= 12,5(V) Câu 72: Xác định sức điện động hiệu dụng sinh ra trong mỗi pha của một máy phát đồng bộ, biết các số liệu sau: f = 50Hz, số vòng mỗi pha N1 = 230 vòng; từ thông cực đại mỗi cực m = 0,04 Wb. Xét 2 trường hợp: 1. Dây quấn tập trung (kdq = 1). 2. Dây quấn phân bố với kdq = 0,925.10 1. Dây quấn có k dq =1 : Sức điện động hiệu dụng : E0 = 4,44. f.k dq . N 1 .❑0 2. Dây quấn có k E0 = 4,44. f.k dq . N 1 .❑0 = 4,44. 50. 1. 230. 0.04 =2042,4V dq =0.925 = 4,44. 50. 0. 925. 230. 0,04 =1889,22V Câu 73: Trình bày phương pháp điều chỉnh điện áp của máy phát điện xoay chiều. Phương pháp thay đổi điện áp của máy phát điện xoay chiều: E0 = 4,44 .f.k dq . N 1 .❑0 Theo công thức thì có thể thay đổi 2 thông số tần số và từ thông. Thay đổi từ thông bằng cách thay đổi dòng điện một chiều kích từ(dùng biến trở,…),Tần số thì thay đổi tốc độ quay của trục. Câu 74: Trình bày phương pháp khởi động động cơ đồng bộ. Mở máy theo phương pháp không đồng bộ: Để có thể tự mở máy được, các động cơ đồng bộ đều có cấu tạo thêm một dây quấn gọi là dây quấn mở máy. Dây quấn mở máy gồm các thanh dẫn đặt trên mặt các cực từ rotor cực lồi, hai đầu nối với hai vòng ngắn mạch.(tương tự như rotor lồng sóc máy điện không đồng bộ). Quá trình mở máy gồm hai giai đoạn: Giai đoạn mở máy không đồng đồng bộ: dây quấn stator (phần ứng) đóng vào lưới điện xoay chiều 3 pha, dây quấn kích thích nối với điện trở rm lớn gấp 1012 lầnđiện trở bản thân dây quấn kích từ. Tốc độ động cơ tăng đến gần tốc độ đồng bộ n1 của từ trường quay. Động cơ được mở máy như một động cơ không đồng bộ lồng sóc. Khi quay rotor đã quay đến n  n1 → tiến hành giai đoạn 2: đóng cầu dao 4 sang phía b để nối cuộn dây kích thích với nguồn 1 chiều. Rotor động cơ sẽ được kéo vào tốc độ đồng bộ. Trong giai đoạn mở máy không đồng bộ, dây quấn kích thích không được để hở mạch mà phải nối qua điện trở rm vì từ trường quay phấn ứng có thể cảm ứng trong dây quấn kích thích sức điện động lớn, nếu để hở mạch sẽ nguy hiểm cho cách điện của dây quấn. Để giảm dòng điện khi mở máy động cơ, người ta thường dùng máy tự biến áp để hạ điện áp đặt vào dây quấn phần ứng khi mới mở máy. Mở máy theo phương pháp hoà đồng bộ: Khi động cơ đồng bộ quay không tải, nó cũng tiêu thụ 1 ít công suất để bù vào các tổn hao. Công suất này rất nhỏ nên thành phần Icos rất nhỏ. Nếu động cơ làm việc thừa kích từ với I khá lớn thì I sớm gần 900 so với U , nghĩa là động cơ gần giống tụ điện & được dùng để nâng cao hệ số công suất của lưới điện. Trong các nhà máy sử dụng nhiều động cơ không đồng bộ, chúng sẽ tiêu thụ công suất phản kháng. Khi đấu song song 1 động cơ đồng bộ làm việc không tải & quá kích từ, nó sẽ phát ra công suất phản kháng & đem lại các điều lợi như sau:  Điện áp không bị sụt nhiều.  Tăng được khả năng cung cấp của máy biến áp & đường dây.  Giảm được giá điện. Động cơ đồng bộ làm việc như trên gọi là máy bù đồng bộ. Máy bù đồng bộ thường có cấu tạo theo kiểu cực lồi. Câu 75: Phản ứng phần ứng của máy phát điện xoay chiều. Khi máy điện đồng bộ chạy không tải chỉ có dòng kích từ chạy qua dây quấn rotor, không có dòng chạy qua dây quấn stator, trong máy chỉ có từ thông chính (0 ) do phần cảm gây ra, từ thông này cắt dây quấn stator cảm ứng ra sức điện động E chậm pha so với từ thông 0 góc 90 . Khi máy mang tải, dòng điện tải qua dây quấn phần ứng gây nên từ trường gọi là từ trường phần ứng (ư) và tương tự từ trường thứ cấp máy biến áp và máy điện không đồng bộ. Tuy vậy, từ trường thứ cấp của 2 loại máy trên làm thay đổi từ trường trong máy. Ngược lại, từ trường phần ứng máy điện đồng bộ không làm biến thiên dòng điện 1 chiều vào dây quấn phần cảm (rotor), do đó nó sẽ có tác dụng làm thay đổi về trị số và sự phân bố từ trƣờng trong máy. Tác dụng của từ trƣờng phần ứng lên từ trƣờng chính (từ trường phần cảm) gọi là phản ứng phần ứng. Trong máy điện đồng bộ phản ứng phần ứng phụ thuộc vào tính chất của tải Câu 76: Độ lớn của sức điện động được sinh ra trong máy phát điện xoay chiều phụ thuộc vào yếu tố gì? Trong vận hành thực tế, yếu tố nào là có thể thay đổi được? Phụ thuộc vào I kích thích, tốc độ quay, góc φ, tải dung, tải cảm. Trong vận hành thực tế thì ta thay đổi Thay đổi từ thông dưới mỗi cực từ rotor dòng kích từ (I) =) thay đổi bộ điều chỉnh AVR Khi đấu tải vào máy phát, dòng chạy vào dây quấn Stator làm điện áp máy phát thay đổi. Có các nguyên nhân chính: Sụt áp do điện trở phần ứng, sụt áp do điện kháng phần ứng và ảnh hưởng của phản ứng phần ứng. Trên thực tế yếu tố thay đổi được chính là ảnh hưởng của phản ứng phần ứng. Vì phản ứng phần ứng là sự tác dụng của từ trường phần ứng (stator có dòng khi nối tải) do đó tính chất này do tải quyết định. Nếu là tải trở thì điện áp có xu hướng giảm nhưng không đáng kể, đối với tải cảm thì điện áp có phần giảm nhiều hơn, còn tải dung thì điện áp tăng cao. Để khắc phục người ta điều chỉnh dòng điện kích từ phù hợp sao cho sự chênh lệch về điện áp là thấp nhất. Câu 77: So sánh giữa động cơ đồng bộ và động cơ cảm ứng về: chi phí ở tốc độ thấp, momen khởi động, hệ số công suất và hiệu suất. So sánh với động cơ không đồng bộ: Động cơ không đồng bộ: Cấu tạo đơn giản, làm việc chắc chắn, bảo trì dễ dàng, giá thành hạ, thay đổi tốc độ bằng nhiều phương pháp. Moment động cơ không đồng bộ thay đổi nhiều khi điện áp thay đổi (tỉ lệ U2), hiệu suất thấp hơn động cơ đồng bộ. Động cơ đồng bộ: Động cơ điện đồng bộ do được kích thích bằng dòng điện một chiều nên có thể làm việc với cos = 1 và không cần lấy công suất phản kháng từ lưới điện, kết quả là hệ số công suất của lưới điện được nâng cao, làm giảm được điện áp rơi & tổn hao công suất trên đường dây. Động cơ đồng bộ ít chịu ảnh hưởng đối với sự thay đổi điện áp của lưới điện (moment tỉ lệ với U:  Khi áp lưới bị sụt, khả năng giữ tải của động cơ điện đồng bộ lớn hơn, nếu tăng kích thích, động cơ đồng bộ có thể làm việc an toàn và cải thiện được điều kiện làm việc của cả lưới điện. Hiệu suất cao hơn động cơ không đồng bộ. Cấu tạo phức tạp, giá thành cao (do có máy kích từ), mở máy phức tạp hơn & việc thay đổi tốc độ chỉ có thể thực hiện bằng cách thay đổi tần số nguồn điện. Câu 78: Các phương pháp giảm thời gian dừng động cơ đồng bộ lớn. Câu 79: Các điều kiện phải được thỏa mãn trước khi một máy phát được nối với hệ thống 3 pha? Cách thực hiện để đạt được các điều kiện này. +) Điều kiện: Tần số của máy phát phải bằng tần số lưới điện, nghĩa là máy phải được quay đúng vận tốc đồng bộ fG = fL Sức điện động của máy phát phải bằng điện áp của hệ thống lưới điện: máy phải được kích từ sao cho EG = UL. Thứ tự pha của các sức điện động của máy phát phải cùng thứ tự pha của lưới Sức điện động của máy phát và điện áp của lưới phải trùng pha nhau, nghĩa là góc pha  giữa E˙ và U˙ phải bằng 0. +) cách thực hiện để đạt đc các điều kiện: Sử dụng các dụng cụ đo áp, tần số giữa bên máy phát và bên lưới điện 3 pha.. xác định đúng thứ tự pha bằng dụng cụ kiểm tra thứ tự pha… thông qua màn hình hiển thị ta có thể so sánh được các số liệu giữa bên máy phát và bên điện lưới 3 pha. Câu 80: Tải kilowatt được chia theo tỉ lệ cần thiết giữa hai máy phát xoay chiều vận hành song song như thế nào? Chức năng chia tải sẽ đảm bảo chắc chắn rằng phụ tải tác dụng khi thiết lập sẽ được phân bố tỉ lệ giữa các máy phát chạy song song. Phụ tải tác dụng sẽ được phân chia theo tỉ lệ phần trăm công suất định mức của các máy phát. Xẩy ra điều chỉnh độ lệch tải, trong trường hợp máy phát có thể chịu tải ở mức khác nhau so với những máy phát khác. Câu 81: Cho sơ đồ nguyên lý máy phát điện xoay chiều sau: 1. Tên các bộ phận bằng tiếng Việt: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. 2. Nguồn cấp cho cuộn 6 lấy từ đâu? Nguồn AC hay DC? 3. Giải thích ngắn gọn nguyên lý hoạt động máy phát điện này. 1/ Giải thích các bộ phận bằng tiếng Việt: 1. Trục động cơ 2. Cuộn dây kích từ 3. Kích từ phần ứng 4. Chổi than 5. Vành trượt 6. Cuộn dây kích từ 7. Cuộn stato 2/ Nguồn cấp cho cuộn 6 lấy từ nguồn kích từ…. đó là nguồn DC 3/ Nguyên lý: Phần nguồn kích từ sẽ có nhiệm vụ tạo ra điện để kích từ cuộn roto của máy phát nhưng nguồn điện này vẫn điện xoay chiều nên ta cho nó qua phần chỉnh lưu để đưa vào. Bằng cách thay đổi điện áp của hệ thống kích thích một chiều, người ta có thể thay đổi dòng điện kích từ do dòng điện một chiều tạo ra. Đầu ra máy phát tỉ lệ vs dòng kích từ do vậy ta có thể điều chỉnh được điện áp đầu ra của máy phát. Nguồn kích từ có nhiệm vụ tạo ta từ trường khi roto quay tạo ra từ thông và có dòng cảm ứng trên cuộn stato từ đó có điện đầu ra Câu 82: Trình bày đặc tuyến không tải của máy phát điện đồng bộ? Đặc tính không tải: U= E =f( I 0 kt ¿ khi I=0, f= f đm Đặc tính không tải là quan hệ giữa sức điện động E cảm ứng ra dây quấn stator với dòng điện kích từ khi dòng điện tải bằng 0 trong hệ đơn vị tương đối với: E¿ = E0 i i t∗¿ ¿= 1 ; U đm itđm 0 Trong đó: itđm0: dòng điện không tải khi U= U đm E¿ , i t∗¿ ¿: sức điện động và dòng điện tương đối Khi máy phát điện đồng bộ chạy không tải, nếu ta tăng dần dòng điện kích thích It, sđđ E0 sẽ tăng theo. Nếu ta giữ không đổi tốc độ quay rotor thì E0 tỷ lệ với ∅ 0. Do đó đƣờng E0 = f(It) có dạng tương tự đường ∅ 0 = f(It), tức là dạng của đường cong từ hóa vật liệu sắt từ chế tạo lõi thép. Câu 83: Độ thay đổi điện áp của máy phát đồng bộ? Sụt áp: Câu 84: Hệ số công suất của tải thay đổi sự ảnh hưởng của phản ứng phần ứng như thế nào? Tùy thuộc vào tính chất của tải (hệ số công suất của tải) ta có 3 trường hợp sau khi xét phản ứng phần ứng. + Tải thuần trở: sức điện động E cùng pha với dòng điện I (φ=00) Vậy từ thông phần cảm và phần ứng có phương vuông góc với nhau. Kết quả của sự tương tác này làm từ thông phần cảm có thay đổi và ảnh hưởng đến giá trị của sức điện động sinh ra trên mỗi pha. Vì phương của các từ thông này vuông góc với nhau, ta nói phản ứng phần ứng là dạng khử từ ngang trục. + Tải thuần cảm: sức điện động E lệch pha với dòng điện I một góc φ=900 Vậy từ thông phần ứng có khuynh hướng khử từ thông phần cảm. Vì hướng của các từ thông ngược nhau, ta nói phản ứng phần ứng là dạng khử từ dọc trục. + Tải thuần dung: sức điện động E lệch pha với dòng điện I một góc φ=−900 Hình 5.6. Phản ứng phần ứng với tải thuần dung. Từ thông phần cảm và phần ứng cùng hướng với nhau, ta nói từ thông phần ứng có khuynh hướng hổ trợ từ thông phần cảm. Phản ứng phần ứng là dạng trợ từ dọc trục. Câu 85: Các yêu cầu cần thiết phải được thoả mãn trước khi các máy phát được mắc làm việc song song với nhau? Khi nói rằng hai máy phát đang được đồng bộ hóa với nhau có nghĩa là gì? Các yêu cầu: -Điện áp của máy phát UF phải bằng điện áp của lưới điện UL. - Tần số của máy phát fF phải bằng tần số của lưới điện fL. - Sức điện động của máy phát phải bằng điện áp của hệ thống lưới điện: máy phải được kích từ sao cho EG = UL. - Thứ tự pha của các sức điện động của máy phát phải cùng thứ tự pha của lưới Sức điện động của máy phát và điện áp của lưới phải trùng pha nhau, nghĩa là góc pha  giữa E˙ và U˙ phải bằng 0. * Khi nói rằng hai máy phát đang được đồng bộ hoá với nghĩa là các thông số của điều kiện trên đang được tăng giảm sao cho chúng bằng nhau để có thể đồng bộ hoá Câu 86: Phương pháp hòa đồng bộ chính xác. Câu 87: Giải thích máy phát điện trong hình vẽ bên dưới: Phần kích từ chính ( main exciter) sẽ tạo ra nguồn điện xoay chiều, nguồn điện đó đi qua chỉnh lưu cầu 3 pha( 3- phase bridge rectifier) chuyển thành nguồn 1 chiều… nguồn 1 chiều đó chạy vào cuộn rotor của máy phát có tác dụng làm nguồn kích từ cho phần máy phát chính….khi máy phát chạy sẽ tạo ra dòng điện cảm ứng trên cuộn stator. Câu 88: Một máy phát đồng bộ ba pha sinh ra điện áp dây không tải là 13,2kV. Nếu một tải có hệ số công suất 0,8 trễ được nối với máy, thì dòng kích từ phải tăng hay giảm để giữ điện áp này không đổi. Đặc tính điều chỉnh cho biết phải điều chỉnh dòng kích từ như thế nào để bù được điện áp rơi trên cuộn dây phần ứng và phản ứng phần ứng (giữ cho U không đổi) khi n và cos không đổi. Khi tải tăng (I) muốn duy trì điện áp trên cực máy phát không đổi, ta phải tăng hoặc giảm E0 bằng cách tăng hoặc giảm It (tùy tính chất của tải). Theo đề bài thì tải có hệ số công suất 0,8 trễ được nối với máy nên theo như đồ thị và bảng trên thì để U ko đổi thì ta phải tăng dòng kích từ. Câu 89: Làm thế nào để kiểm tra thứ tự pha của một máy phát điện? Cách 1: Dùng đồng hồ đo tự pha. Cách 2:Kiểm tra chiều quay của động cơ trên thanh cái khi dùng điện lưới. Sau đó mở điện lưới ra, đóng điện máy phát vào và kiểm tra lại thứ tự pha. Cách 3: Thứ tự pha có thể được xác định các dụng cụ chuyên dụng, tuy nhiên ta cũng có thể xác định thứ tự bằng cách sử dụng hai bóng đèn sợi đốt và một tụ điện. Ba linh kiện này được mắc theo hình sao. Nếu ta mắc vào một mạch điện 3 pha (không nối dây trung tính), một bóng đèn luôn sáng hơn bóng cái lại. Thứ tự trong trường hợp này là: bóng đèn sáng bóng đèn mờ - tụ điện. Cho rằng, mạch bóng đèn/tụ điện này được mắc vào hệ thống 3 pha như hình 1.26a. Nếu bóng đèn được mắc vào pha C sáng hơn thì thứ tự pha sẽ là C-B-A. Điện áp dây theo tứ tự CB-BA-AC. Sơ đồ pha được biểu diễn như hình 1.26b. Câu 90: Làm thế nào để có thể điều chỉnh hệ số công suất của một máy phát xoay chiều đang làm việc song song với các máy phát xoay chiều khác? Cos φ là hệ số công suất, giá trị của nó không cố định mà phụ thuộc vào từng thiết bị, giá trị này dao động trong khoảng 0.2 – 0.8 theo quy định của nhà sản xuất. Thay đổi tăng dòng kích từ thì E0 tăng. Nhưng giữ cho công suất tác dụng không đổi thì E0sin = const → cos tăng. Như vậy có thể thay đổi công suất phản kháng Q dẫn đến thay đổi được hệ số cos. Để thấy rõ điều này ta xét 3 trường hợp thể hiện trên đồ thị véc tơ ứng với 3 tình trạng: - Thiếu kích từ - Đủ kích từ - Quá kích từ Do U, f, P không đổi nên Icos = const, E0 sin = const nên véc tơ E và I có điểm cuổi trên các đường Δ và Δ’ Dòng chậm pha sau áp, góc φ > 0, động cơ tiêu thụ công suất phản kháng của lưới điện. Dòng trùng pha với điện áp, góc φ = 0, động cơ không tiêu thụ công suất phản kháng của lưới điện. Dòng sớm pha trước điện áp, góc φ < 0, động cơ phát công suất phản kháng vào lưới điện. Khi giữ U, f, P không đổi thì xảy ra các trường hợp: - Nếu E0cosθ < U, Q < 0, máy không phát mà nhận công suất phản kháng của lưới, máy thiếu kích từ, làm giảm hệ số cosθ lưới điện. - Nếu E0cosθ = U, Q = 0 máy không phát mà cũng không nhận công suất Q của lưới. - Nếu E0cosθ> 0 , Q > 0 , máy phát công suất phản kháng cung cấp cho lưới, máy quá kích từ. Như vậy, muốn thay đổi công suất phản kháng, ta phải thay đổi E0 bằng cách điều chỉnh dòng kích từ (Ikt). Bởi vì khi Ikt tăng → E0 tăng→ cosθ tăng (vì E0sinθ =const) do đó Q tăng Câu 91: Kể tên các loại tổn thất của máy phát điện xoay chiều. Các loại tổn thất này như nhau tại tất cả các hệ số công suất? -Tổn hao đồng trên dây quấn stato. -Công suất tổn hao thép(core,stray). -Tổn hao đồng roto. -Công suất tổn hao ma sát. -Công suất tổn hao trên chổi than khi lấy điện ra Hệ số công suất càng lớn thì các tổn hao trên càng nhỏ. Câu 92: Ảnh hưởng của tải không đối xứng. Khi làm việc với tải không đối xứng, trong máy phát điện chỉ có các dòng điện thứ tự thuận và ngược còn dòng điện thứ tự không có trị số rất nhỏ hoặc không tồn tại vì dây quấn phần ứng thường nối hình sao có điểm trung tính nối đất hoặc không nối đất.  Điện áp không đối xứng: Khi làm việc ở tải không đối xứng, dòng điện thứ tự sẽ gây nên những điện áp rơi I2Z2, hậu quả là điện áp ở đầu máy phát điện sẽ không đối xứng, nghĩa là trị số sẽ không khác nhau và góc lệch pha với nhau khác 1200. Tình trạng đó ảnh hưởng xấu đến hộ dùng điện không đồng bộ và động cơ điện đồng bộ. Nếu trong máy có đặt dây quấn cản hoặc rotor và cực từ bằng thép nguyên khối thì Z2 có trị số nhỏ nên điện áp không đối xứng ít hơn (do dòng điện cảm ứng trong dây quấn cản và thép rotor nguyên khối tương đối lớn sẽ sinh ra từ thông làm giảm bớt từ trường quay ngược khiến cho Z2 nhỏ hơn, kết quả là điện áp được cải thiện).  Tổn hao và rotor nóng: Khi tải không đối xứng, từ trường ngược sinh ra dòng điện ở rotor gây thêm tổn hao ở rotor, rotor bị nóng hơn và hiệu suất của máy giảm.  Hiện tượng máy rung: Do tác dụng giữa từ trường của cực từ với từ trường quay ngược của stator cũng như từ trường quay thuận stator với từ trường do dòng điện cảm ứng rotor sinh ra (dòng điện náy do từ trường ngược sinh ra) → tạo ra moment quay có dấu thay đổi và có lực đập mạnh → rung mạnh và ồn.  Kết luận: Các hiện tượng điện áp mất đối xứng, rotor phát nóng dữ dội và máy rung càng nghiêm trọng nếu mức độ không đối xứng của tải càng nhiều. Để hạn chế các hiện tượng trên, thường cho phép máy phát điện làm việc lâu dài với tải không đối xứng nếu dòng điện các pha không vượt quá định mức và sự chênh lệch dòng điện giữa cá pha không quá 10% dòng định mức đối với máy phát điện tuabin hơi và 20% đối với máy phát điện tuabin nước. Câu 93: So sánh cấu tạo của một động cơ đồng bộ với một máy phát động bộ? Cấu tạo của động cơ và mày phát đồng bộ có cấu tạo tương đối giống nhau đều có 2 phần stato và roto. Stator (phần tĩnh) bao gồm: lõi thép và dây quấn.  Lõi thép Stator hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh bên trong, ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo hướng trục lõi thép được ép vào vỏ máy.  Dây quấn Stator làm bằng dây đồng hoặc nhôm được bọc cách điện được đặt trong rãnh của lõi thép. Rotor ( phần quay) bao gồm: lõi thép, cực từ và dây quấn kích từ. Dây quấn kích từ được cấp bởi nguồn điện một chiều để tạo ra từ trường cho máy. Hai đầu của dây quấn kích từ nối hai vòng trượt đặt ở đầu trục, thông qua hai chổi than để nối với nguồn một chiều. +) Khác biệt lớn nhất là ở máy phát ta dùng cơ năng tạo ra điện năng và ta lấy điện ra ở 2 đầu chổi than còn động cơ thì dùng điện năng để tạo ra cơ năng. Câu 94: Mô tả nguyên tắc hoạt động của động cơ đồng bộ. Nguyên tắc hoạt động của động cơ đồng bộ khác với động cơ cảm ứng như thế nào? Sự khác biệt của động cơ đồng bộ và không đồng bộ:Động cơ đồng bộ có thêm 1 bộ phận gọi là bộ kích từ mục đích để động cơ đạt tới tốc độ quay của từ trường quay. Câu 95: Cái gì quyết định tốc độ của động cơ đồng bộ? Tốc độ được thay đổi như thế nào? Ta có công thức: Trong đó: F: Tần số P: Số cặp cực Vì vậy muốn thay đổi tốc độ ta thay đổi tần số và số cặp cực của động cơ. Câu 96: Có thể đảo chiều quay của động cơ đồng bộ như thế nào? Nguyên tắc đảo chiều quay của động cơ là đảo thứ tự 2 trong 3 pha bằng cách đấu nối hoặc dùng biến tần cho động cơ ngoài ra ta còn mội số cách như ngược chiều điện áp. Câu 97: Tại sao một động cơ đồng bộ không thể tự khởi động? Kể một vài cách khởi động của chúng?  Động cơ đồng bộ không thể tự khởi động. Vì nếu rotor không có sự chuyển động quay ban đầu, thì tình hình ngày càng khác. Cực Bắc của rotor sẽ bị hút bởi cực Nam của Từ trường quay RMF và sẽ bắt đầu chuyển động cùng chiều quay của Từ trường quay RMF. Nhưng khi rotor có quán tính Tốc độ khởi động sẽ rất thấp, bởi vì sau đó cực nam của từ trường quay sẽ được thay thế bởi một cực Bắc và chúng sẽ đẩy nhau. Điều này làm cho rotor chuyển động ngược lại. Nó làm cho rotor không thể tự khởi động. Tóm lại động cơ đồng bộ không thể tự khởi động.  Một vài cách khởi động của chúng:  Để làm cho động cơ đồng bộ tự khởi động, một lồng sóc được ngắn mạch 2 đầu bằng vòng ngắn mạch được gắn vào rotor: Lúc khởi động thì các cuộn dây của rotor không được cấp năng lượng. Vì vậy với sự tác động của từ trường quay, sẽ có dòng điện cảm ứng trong các thanh dẫn của lồng sóc, lúc này trở thành trường hợp dòng điện đặt trong từ trường, nên sẽ có lực điện từ tác động vào rotor và rotor bắt đầu quay giống như trường hợp của động cơ cảm ứng rotor lồng sóc (tốc độ quay lúc này không phải là tốc độ đồng bộ). Khi rotor đạt được tốc độ lớn nhất, các cuộn dây rotor được cấp năng lượng. Do đó, như đã đề cập ở trên, các cực của rotor sẽ bị khóa với các cực của từ trường quay và sẽ quay với tốc độ đồng bộ. Khi rotor chuyển động ở tốc độ đồng bộ, chuyển động tương đối giữa lồng sóc và từ trường quay bằng 0. Điều này có nghĩa là không có dòng điện và lực trên các thanh dẫn của lồng sóc. Do đó nó không ảnh hưởng đến hoạt động của động cơ đồng bộ.  Khởi động giống như động cơ không đồng bộ: Khi cuộn dây kích từ được ngắt khỏi nguồn một chiều và cuộn stator được nối với nguồn xoay chiều, động cơ sẽ hoạt động như động cơ KDB vì do có cuộn cản dịu…  Khởi động bằng bộ biến tần: Khởi động động cơ với điện xoay chiều có tần số thấp bằng việc sử dụng bộ biến tần. Kết quả là từ trường phần ứng quay chậm làm cho cực từ rotor quay theo cực từ của phần ứng. Cuối cùng, động cơ có thể hoạt động tại tốc độ đồng bộ bằng cách tăng tư từ tần số cho đến giá trị định mức.  Khởi động với sự hỗ trợ của động cơ một chiều: đưa động cơ đến tốc độ đồng bộ bằng việc dùng động cơ 1 chiều trước khi nối động cơ vào nguồn điện xoay chiều.  Các phương pháp mở máy khác ( mở máy trực tiếp).  Nối thẳng dây quấn kích từ trong suốt quá trình mở máy.  Mở máy theo phương pháp hòa đồng bộ.  Mở máy động cơ đồng bộ bằng nguồn có tần số thay đổi. Câu 98: Phải chú ý gì đối với mạch từ của một động cơ đồng bộ trong thời gian khởi động? - Trong quá trình mở máy, ở dây quấn kích từ sẽ cảm ứng điện áp rất lớn, có thể phá hỏng dây quấn kích từ, vì thế dây quấn kích từ sẽ được khép mạch qua điện trở phóng điện có trị số 6~10 lần điện trở dòng quấn kích từ. Phải hạn chế dòng mở máy bằng cách giảm điện áp đặt vào stator, thường người ta dùng điện kháng hay máy tự biến áp nối vào mạch stator. Câu 99: Các loại bộ điều khiển gì được sử dụng để khởi động động cơ đồng bộ? Các dạng bảo vệ động cơ gì thường được cung cấp? - Bộ khởi động mềm - Bộ biến tần - Bộ khởi động trực tiếp (DOL) Bộ bảo vệ thường được dùng như bảo vệ quá tải,bảo vệ thấp áp hoặc bảo vệ quá dòng. Câu 100: Tốc độ động cơ đồng bộ có thay đổi khi tải thay đổi? Ta có cộng thức: Tốc độ của động cơ không phụ thuộc vào tải Câu 101:Ưu điểm của động cơ đồng bộ: Ứng dụng: Động cơ đồng bộ ứng dụng trong các hệ điều khiển cần độ chính xác cao và có khả năng tiết kiệm điện năng khi chạy không tải hoặc tải nhẹ, được sử dụng nhiều trong cần cẩu... Câu 102:Giống câu 100 Câu 103:Động cơ đồng bộ điều chỉnh ngõ vào điện của nó với các thay đổi công suất cơ ngõ ra như thế nào? Câu 104:Hệ số công suất thay đổi thế nào khi tải đang tăng?Cho một công suất cơ đầu ra không đổi hệ số công suất vận hành lúc đó như thế nào? Tải càng lớn hệ số công suất càng lớn và tải càng bé thì hệ số công suất càng nhỏ Khi công suất đầu ra không đổi thì hệ số công suất cũng không đổi vì khi tải giữ nguyên thì các thông số dòng với áp không đổi nên hệ số công suất không đổi. Câu 105:Giải thích sơ đồ: So đồ này là động cơ đồng bộ với các bộ phận như Alternator armature winding là cuộn dây quấn xoay chiều Rotating field winding là cuộn kích từ quay Ac generator là máy phát xoay chiều Exciter field winding là cuộn dây kích từ Exciter control terminals là đầu cấp điện cuộn kích từ Exciter generator phần cấp điện cho cuộn kích Câu 105: Giải thích sơ đồ bên dưới: Đây là sơ đồ nguyên lý của hệ thống kích từ không chổi than. 1: Bộ AVR: AVR (viết tắt theo tiếng Anh: Automatic Voltage Regulator) là hệ thống tự động điều khiển điện áp đầu cực máy phát điện thông qua tác động vào hệ thống kích từ của máy phát điện để đảm bảo điện áp tại đầu cực máy phát trong giới hạn cho phép. 2: Bộ chỉnh lưu: biến đổi điện xoay chiều thành 1 chiều đưa vào 3: Máy phát kích từ 4: Máy phát Câu 106: So sánh phương pháp điều chỉnh hệ số công suất của một động cơ đồng bộ với phương pháp điều chỉnh hệ số công suất của một máy phát điện đồng bộ vận hành song song với các máy phát điện đồng bộ khác. Vì động cơ không đồng không cần kích từ, nó cần công suất phản kháng lấy từ nguồn cấp nên có hệ số công suất nhỏ hơn 1 (thường trên 0.85). Tuy nhiên khi chạy với tải nhẹ, hệ số công suất có thể nhỏ hơn. Để giới hạn công suất nguồn, điện kháng từ hoá phải có trị số lớn, và như vậy khe hở không khí của động cơ này phải nhỏ hơn so với động cơ đồng bộ có cùng kích cỡ và tốc độ. Điều này sẽ chưa chắc đúng với các động cơ công suất nhỏ. Thêm nữa, dòng điện khởi động của động cơ không đồng bộ thường bằng 5 – 7 lần dòng định mức của máy và tốc độ của động cơ không đồng bộ là không dễ điều khiển.Câu 107: Ưu điểm của động cơ đồng bộ so với động cơ không đồng bộ. Ứng dụng? Động cơ điện đồng bộ do được kích thích bằng dòng điện 1 chiều nên có thể làm việc với cos phi =1 và không cần lấy công suất phản kháng từ lưới điện => hệ số công suất được nâng cao, giảm điện áp rơi và tổn hao công suất trên đường dây Động cơ đồng bộ ít chịu ảnh hưởng đối với điện áp lưới nhờ việc tăng giảm dòng kích từ Hiệu suất cao hơn động cơ không đồng bộ Ứng dụng: máy phát điện Câu 108: Vẽ và giải thích giản đồ vector đơn giản của máy phát đồng bộ trong 3 trường hợp: cosφ = 1, cosφ = 0,8 (trễ), cosφ = 0,8 (sớm).

trễ là mang tính cảm (φ >0) sớm là mang tính dung (φ

Công Nghệ Máy

Máy phát điện đồng bộ khi làm việc với tải cảm sẽ xảy ra hiện tượng gì khi tải tăng

Bài Viết Liên Quan

Quảng Cáo

Có thể bạn quan tâm

Toplist được quan tâm

Quảng cáo

Xem Nhiều

Quảng cáo

Chúng tôi

Điều khoản

Trợ giúp

Mạng xã hội