Giáo trình Biến đổi năng lượng điện cơ - Chương I: Cơ bản về biến đổi năng lượng điện cơ

400W và dòng không tải là 3A. Ở chế độ ngắn mạch ứng với điện áp định mức, máy 
điện tiêu thụ 5kW và dòng điện 40A. 
a. Từ các số liệu thí nghiệm ngắn mạch, tính: hệ số công suất ngắn mạch, điện 
trở rotor, điện kháng tản rotor và stator. 
b. Từ các số liệu thí nghiệm không tải, tính: tổn hao sắt và tổn hao cơ biết tổn 
hao sắt bằng 2 lần tổn hao cơ? Tính các thông số nhánh từ hóa, hệ số công 
suất không tải? 
Bài tập 25: 
Bài giảng: Các máy điện một chiều và xoay chiều ©TCBinh 
Hình vẽ Chương 5: Động cơ công suất nhỏ 7 
Động cơ KĐB 3 pha, 7,5HP, Y, 220V, 19A, 60Hz, 4 cực. 
Động cơ loại C theo IEEE (Xs : X’r = 0,3:0,7). Bỏ qua tổn hao của mạch từ. 
ƒ TN với điện áp DC: Rs = 0,262Ω. 
ƒ TN không tải (no-load) ở 60Hz: 219V, 5,7A, 380W. 
Tính tổn hao cơ không tải và tính các thông số của động cơ ở điều kiện bình 
thường (ở tần số 60Hz) theo 2 cách: 
ƒ a) TN ngắn mạch (block-rotor) ở 60Hz: 212V, 83,3A, 20,1kW 
ƒ b) TN ngắn mạch (block-rotor) ở 15Hz: 26,5V, 18,57A, 675W. 
Baøi 3. Moät động cơ ñoàng boä ba pha 415V, 50Hz ñaáu Δ, 8 cực. Điều chỉnh 
dòng kích từ sao cho sức điện động bằng 520V/pha và góc momen 
bằng -12o. Tổng trở cuộn dây phần ứng là (0,5 + j4,0) Ω. Tổng tổn 
hao (gồm lõi thép, kích từ, ma sát, quạt gió và tổn hao phụ) là 2kW. 
Tính: 
a. Dòng điện dây, hệ số công suất của động cơ? 
b. Công suất ra, momen ra? 
c. Hiệu suất? 
d. Tính Pmax, Tmax, Qmax, Qmin? (bỏ qua Rư) 
Baøi 4. Moät maùy phaùt ñoàng boä ba pha cöïc töø ẩn ñaáu Y, coù coâng suaát ñònh 
möùc 20KVA, ñieän aùp ñònh möùc 380V, 50Hz, 2 cực. Treân moãi pha 
coù ñieän trôû phaàn öùng Rs = 0,3Ω vaø ñieän khaùng ñoàng boä Xs = 4Ω. 
Khi maùy phaùt caáp ñieän cho taûi ñònh möùc vôùi heä soá coâng suaát cosϕ 
= 0,8 (doøng ñieän chaäm pha so vôùi ñieän aùp), haõy xaùc ñònh: 
a. Söùc ñieän ñoäng caûm öùng pha E. 
b. Ñoä thay ñoåi ñieän aùp ΔU%. 
c. Goùc coâng suaát δ (goùc leäch pha giöõa söùc ñieän ñoäng vaø ñieän aùp). 
d. Tính Pmax, Tmax, Qmax, Qmin với E như treân? (bỏ qua Rs) 
Baøi 5. Ñoäng cô moät chieàu kích töø song song coù ñònh möùc 13 HP, 220V, 50A, 
coù ñieän trôû maïch phaàn öùng laø 0,5 Ω vaø ñieän trôû kích töø laø 100 Ω. 
Tröôøng hôïp khoâng taûi öùng vôùi ñieän aùp ñònh möùc, toác ñoä ñoäng cô laø 
1500 voøng/phuùt vaø doøng tieâu thuï laø 3A. Khi ñoäng cô mang taûi ñònh 
möùc; tính: 
a. Söùc ñieän ñoäng khi ñoäng cô ñaày taûi Eñm, 
b. Toác ñoä cuûa ñoäng cô luùc ñaày taûi nñm, 
c. Moâmen ra ñònh möùc cuûa ñoäng cô T2ñm, 
d. Hieäu suaát ñònh möùc cuûa ñoäng cô ηñm. 
Giả sử điện áp giảm xuống còn 150V, giả sử momen điện từ vẫn không đổi. Khi đó tính: 
e. Toác ñoä cuûa ñoäng cô ne, nhận xét? 
Bài giảng: Các máy điện một chiều và xoay chiều ©TCBinh 
Hình vẽ Chương 5: Động cơ công suất nhỏ 8 
f. Dòng điện của của động cơ If, nhận xét? 
Sử dụng động cơ trên làm máy phát một chiều, nhưng mạch kích từ được 
cấp bằng nguồn độc lập 220V. Biết máy phát quay ở tốc độ không đổi 
1500 vòng/phút. Khi máy phát vận hành ở (dòng điện) định mức, tính: 
g. Điện áp định mức? 
h. Momen cơ cấp cho máy phát? 
i. Công suất và hiệu suất? 
Tính điện áp không tải nếu máy phát trên vẫn sử dụng kích từ song song 
và được quay ở tốc độ không đổi 1500 vòng/phút? 
Câu 1_KTGK_HK2-0708. Một hệ thống gồm một cuộn dây gắn trên stator Ls=0,2 (H) 
và một cuộn dây gắn trên rotor Lr=0,1 (H), hỗ cảm giữa hai cuộn dây là 
Lsr=0,1cosθ (H). Tốc độ quay của rotor ω= 90rad/s, góc ban đầu (khi t=0) θ0=0 
và biết dòng stator is=2cos(100t) A. Khi cuộn dây rotor hở mạch, xác định: 
a. Giá trị tức thời của sức điện động trên cuộn dây stator es(t)? (1,0đ) 
b. Giá trị tức thời của sức điện động trên cuộn dây rotor er(t)? (1,0đ) 
Câu 2_KTGK_HK2-0708. Động không đồng bộ ba pha, 4 cực, cuộn dây stator nối Δ, có 
các thông số định mức: 380V, 50Hz, 1450 vòng/phút và mạch tương đương như 
hình vẽ sau: 
Thông số động cơ theo mạch tương đương hình vẽ trên là: Rs= 4,0Ω; R’r = 4,0Ω, 
Xs=5,0Ω, X’r = 5,0Ω, RFe=1200Ω, Xm = 200Ω. 
a. Tính dòng điện khởi động và momen khởi động của động cơ? (2,0đ) 
b. Tính momen cực đại và độ trượt tới hạn của động cơ? (1,0đ) 
c. Khi động cơ đang vận hành ở tốc độ định mức, tính dòng điện , hệ số công suất, 
 mômen kéo tải, và hiệu suất của động cơ? Biết tổn hao cơ là 300W. (4,0đ) 
d. Tính dòng điện khởi động và momen khởi động của động cơ nếu 
 khởi động động cơ theo sơ đồ Y→Δ? (1,0đ) 
Câu 1. Một máy biến đổi điện-cơ có ba cuộn dây, 2 cuộn stator và 1 cuộn rotor. Hai 
cuộn stator đặt vuông góc nhau. Cuộn dây rotor quay với góc θ=100t–δ như hình 
vẽ. 
a) Viết phương trình tính giá trị momen điện từ tức thời của máy điện trên. 
Chỉ ra thành phần moment từ trở (reluctance) và thành phần momen cơ 
Rs sI& jXs 
sU& 
'
rI&
'
rR jX’r 
'
rRs
s1− 
RFe jXm 
mI&FeI&
Bài giảng: Các máy điện một chiều và xoay chiều ©TCBinh 
Hình vẽ Chương 5: Động cơ công suất nhỏ 9 
bản (fundamental) của máy điện? Tính moment điện từ trung bình của máy 
điện nếu δ= – 450 ? (1,0đ) 
Biết: Ls1= 1,0 H, 
Ls2= 1,0 H, 
Lr = 0,9 H, 
Ls1r = 0,8cosθ H, 
Ls2r = 0,8sinθ H, 
Ls1s2= 0 H. 
is1 = 5 cos(100t) A, 
is2 = 5 sin (100t) A, 
ir = 10A. 
b) Máy điện trên đang chạy ở chế độ động cơ hay máy phát? Tính công suất 
điện từ trung bình của máy điện này? (1,0đ) 
Câu 2. Cho động cơ không đồng bộ ba pha, 2 cực, cuộn dây stator nối Υ, có các thông số 
định mức: 380V, 50Hz, 2850 vòng/phút, Rs=2,0Ω; R’r=2,0Ω, Xs=4,0Ω, X’r=6,0Ω, 
Xm=100Ω. Bỏ qua tổn hao của mạch từ. 
a. Tính dòng điện khởi động và momen khởi động của động cơ? (1,0đ) 
b. Tính momen cực đại và độ trượt tương ứng (độ trượt tới hạn) của động cơ?
 (1,0đ) 
c. Khi động cơ đang vận hành ở tốc độ định mức, Tính dòng điện định mức, hệ số 
công suất, mômen điện từ, và hiệu suất của động cơ? Biết tổn hao cơ là 200W. 
 (4,0đ) 
d. Khi cho động cơ trên vận hành ở điện áp 480V, 60Hz với độ trượt bằng độ trượt 
định mức ở tần số 50Hz. Tính dòng điện và mômen điện từ của động cơ khi đó? 
So sánh và nhận xét về giá trị dòng điện và moment tính được? (2,0đ) 
Bài 1_HK2-0708. (4 điểm) Một động cơ không đồng bộ ba pha, nối Y, 2 
cực, có các thông số định mức sau: 2,0 HP, 380V, 50Hz, 3,5 A, 
cosϕ=0,8 , 2850 vòng/phút, điện trở stator Rs= 3,0 Ω. Khi động cơ 
vận hành ở chế độ định mức, tổng tổn hao cơ (ma sát, quạt gió và 
tổn hao phụ,) là 50W, tính: 
a. Tổn hao đồng trên stator PCus? (1,0đ) 
b. Tổn hao đồng trên rotor PCur? (1,0đ) 
c. Tổn hao sắt PFe và Hiệu suất η? (1,0đ) 
d. Mômen điện từ Te và Mômen ngõ ra Tout ? (1,0đ) 
Câu 2 _HK2-0708. (3 điểm) Một động cơ đồng bộ 3 pha nối Y, 3MW, 6,6kV, 50Hz, 
200rpm, kích từ độc lập không đổi, điện kháng đồng bộ là 10Ω. 
a. Khi động cơ vận hành ở công suất định mức và có hệ số công suất 0,8 nhanh 
pha, tính: công suất biểu kiến, sức điện động cảm ứng pha và góc tải?(1,0đ) 
b. Tính công suất lớn nhất động cơ có thể kéo tải mà không mất đồng bộ? Khi 
đó tính công suất phản kháng và momen điện từ của động cơ? (1,5đ) 
Bài giảng: Các máy điện một chiều và xoay chiều ©TCBinh 
Hình vẽ Chương 5: Động cơ công suất nhỏ 10 
c. Tính công suất phản kháng lớn nhất mà động cơ có thể phát lên tải?(0,5đ) 
Câu 3_HK2-0708. (3 điểm) Động cơ một chiều kích từ song song có thông số định mức 
200Vdc, 51A, có điện trở mạch phần ứng là 0.5Ω và điện trở kích từ là 200Ω. Khi 
chạy không tải ứng với điện áp định mức, tốc độ động cơ là 3000 vòng/phút và 
dòng tiêu thụ không tải cấp cho động cơ là 5,0A. 
a. Tính tổn hao cơ của động cơ lúc không tải? (0,5đ) 
b. Tính tốc độ định mức của động cơ lúc đầy tải? (1,0đ) 
c. Tính mômen điện từ định mức và hiệu suất ở định mức của động cơ? Giả sử 
tổn hao cơ bằng với lúc không tải. (1,0đ) 
d. Khi nguồn cấp cho động cơ bị sụt áp, động cơ vẫn đang mang tải với dòng 
điện phần ứng bằng lúc định mức, tốc độ động cơ giảm còn 2600 vòng/phút, 
tính điện áp nguồn lúc đó? (0,5đ) 
Câu 2_07. Động không đồng bộ ba pha, 7 HP, 380 V, 50 Hz, 4 cực, 1425 vòng/phút, nối Y. 
 Thông số động cơ theo mạch tương đương hình vẽ trên là: R1= 4,0Ω; R’2 = 4,0Ω, X1 = 
5,0Ω, X2 = 6,0Ω, Rm=1000Ω nối tiếp Xm = 300Ω. Động cơ có tổn hao quạt gió 25W và 
tổn ma sát ổ trục 25W khi đang vận hành ở tốc độ 1450 vòng/phút; khi đó tính: 
(Rm<Xm) 
a. Dòng điện cấp cho động cơ, hệ số công suất cosϕ? (0,5đ) 
b. Công suất tỏa nhiệt trên động cơ, Hiệu suất của động cơ? (1,0đ) 
c. Mômen ngõ ra cấp cho tải? (0,5đ) 
d. Dòng điện khi khởi động động cơ? (0,5đ) 
Câu 3_07. Một máy phát đồng bộ ba pha cực từ ẩn, 2 cực, kích từ độc lập, dòng kích từ 1A, 
tần số 50Hz, nối Y, 12A. Bỏ qua điện trở phần ứng, điện kháng đồng bộ pha là 10Ω. 
Biết tổn hao cơ là 500W, bỏ qua tổn hao sắt. 
a. Khi máy phát cấp nguồn cho tải với điện áp định mức 380V, và dòng điện 
định mức 12A, tải có hệ số công suất cosϕ=0,8, chậm pha. Vẽ giản đồ vector, 
tính sức điện động cảm ứng pha, góc công suất và momen cơ kéo máy phát?
 (1,0đ) 
b. Khi máy phát cấp nguồn cho tải có dòng điện định mức 12A, tải có hệ số công 
suất cosϕ=1. Vẽ giản đồ vector, tính điện áp dây cấp cho tải Udây, góc công 
suất? Biết sức điện động của máy phát vẫn không đổi như ở câu a? (1,0đ) 
c. Với tải (có dòng điện, cosϕ như) ở câu b, tính dòng kích từ điều chỉnh để điện 
áp dây vẫn là 380V? Biết mạch từ còn tuyến tính. (0,5đ) 
Câu 4_07. Một động cơ một chiều kích từ nam châm vĩnh cửu, có điện trở phần ứng 1Ω, điện 
áp cấp cho động cơ 240V. Động cơ có tốc độ không tải 4000 vòng/phút và dòng điện 
không tải là 0,5A. Bỏ qua tổn hao sắt, giả sử tổn hao cơ luôn không đổi như lúc không 
tải. Khi động cơ đang vận hành với dòng điện dây là 10A, 
R1 1I& jX1 
Rm
1U& 
jXm 
s
R '2 jX’2 
Bài giảng: Các máy điện một chiều và xoay chiều ©TCBinh 
Hình vẽ Chương 5: Động cơ công suất nhỏ 11 
a. Tính tốc độ, mômen điện từ, momen ra, hiệu suất của động cơ? (1,5đ) 
b. Nếu động cơ kẹt tải, không quay được, tính dòng điện và công suất vào?
 (0,5đ) 
c. Khi nguồn bị sụt áp còn 20V, tính tốc độ động cơ? Giả sử momen điện từ 
của động cơ vẫn không đổi như câu a. (0,5đ)