Exam text content

FEF.PEF.200 Sähkökoneet J. Bastman

Tampereen yliopisto Tentti 18.1.2022
Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta. Paperin saa viedä mukanaan.

1) Vastaa seuraaviin kysymyksiin (Tästä saa max. 12 p.)

a) Mitä ovat suurnopeusmoottorit ja miksi ne ovat taloudellisempia kuin perinteinen vaihtosäh-
kökone?

b) Mitä tarkoittaa sähkökoneiden yhteydessä käytetty termi sähköaste?

c) Mitä tarkoittaa vaihtovirtakoneen vakoluku?

d) Selosta omin sanoin miksi oikosulkumoottori on niin yleinen?

e) Mitä tarkoitetaan käsitteellä askelmoottori?

f) Miksi avonapakoneiden yhteydessä tarvitaan d- ja g-akselin reaktanssit?

g) 50 Hz verkkoon liitetyn tahtikoneen nopeus on 75 r/min. Kuinka monta napaa koneessa on?

1) Miksi tasavirtakoneita ei enää juurikaan käytetä liikennevälineissä päämoottoreina (juna,
raitiovaunu, metro, jne.)?

2) Erään 3-vaiheisen, 6-napaisen, 400V, 50 Hz oikosulkumoottorin jättämä tietyllä kuormituk-
sella on 2,0 %. Taajuusmuuttajan avulla haluttiin moottorille pyörimisnopeus 822 r/min.
a) Laske taajuusmuuttajan antaman jännitteen taajuus, kun jättämä ei muutu.
b) Kuinka suuri on a) kohdan tilanteessa roottorivirran taajuus?

3) Vastaa tahtikoneita koskeviin kysymyksiin
a) Tahtikoneen toimintaperiaate
b) Tahtikoneiden käyttökohteet
o) Piirrä induktiivisesti kuormitetun tahtigeneraattorin osoitinpiirros. Vuokomponentteja ei tar-
vitse piirtää.

4) 8-napaisen umpinapaisen tahtimoottorin tahtireaktanssi 0,6 2. Kone ottaa verkosta (kuva 1),
jonka pääjännite on 400V (pysyy vakiona), kolmivaiheisen tehon 200 kW, cosp = 0,9jna.
Pätötehohäviöitä ja kyllästystä ei oteta huomioon.

a) Laske lähdejännitteen E, suuruus

b) Laske moottorin vääntömomentti

c) Moottorin kuormitusta lisätään hitaasti niin kauan, kunnes moottori putoaa tahdista. Laske
pätötehon arvo moottorin pudotessa tahdista

 

En 400V
jXa 200kW
(=)>+—= —) 00009
Kuva 1.

jatkuu seuraavalla sivulla
Muutama yhtälö

Vaihtovirtakoneen käämityksiin indusoituva lähdejännite

2x a a
E="k =4,44k
E IN P NP

missä £&, käämikerroin
f taajuus, Hz
N käämin kierrosluku

? magneettivuon huippuarvo, 7'

Avonapakoneen yhtälöitä E,, ja U ovat pääjännitteitä.
Ey =U+4B3- jX L, +43 : JA 1,

Jäykkään verkkoon liitetyn avonapakoneen pätö- ja loisteho

 

 

 

pla sind + dT ain (26)
x, 2X,X,
U:E 2
0-4 0085 (X4+X,-(X,—X,)-008(25))

x, 2X,X,