Exam text content

1/3

FF.PFE.200 Sähkökoneet J. Bastman
Tampereen yliopisto Tentti 24.2.2022
Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta. Paperin saa viedä mukanaan.

1) Vastaa seuraaviin kysymyksiin (12 p)

a) Mitä tarkoittaa käsite käämikerroin?

b) 50 Hz verkkoon liitetyn tahtikoneen nopeus on 60 r/min. Kuinka monta napaa koneessa on?

c) Miten oikosulkumoottorin nopeutta voidaan säätää, jos taajuusmuuttajaa ei ole käytettä-
vissä?

d) Jos oikosulkumoottorin kuormitusta kasvatetaan hitaasti, niin mitä tapahtuu koneen jättä-
mälle?

e) Miksi tahtikoneiden käynnistäminen on hankalampaa kuin epätahtikoneen?

£) Mitä tarkoitetaan käsitteellä aksiaalivuomoottori? Esitä jokin sovellutuskohde.

g) Selosta miten Kone Oy:n kehittämä Ecodisc-moottori on toteutettu?

h) Esitä tasavirtakoneiden osalta esimerkiksi piirroksin miten eri tavalla magnetoidut koneet
eroavat toisistaan?

2) Oikosulkumoottorin kilpiarvot ovat: nimellisteho 15 kW, nimellisjännite 400 V, nimellisvirta
28 A, tehokerroin 0,82 ja nimellinen pyörimisnopeus 1470 r/min. Laske moottorin
a) hyötysuhde
b) loisteho
€) nimellinen vääntömomentti
d) jättämän suuruus

3) Kuvan I mukainen umpinapainen tahtigeneraattori (Sn = 25 MVA, Un = 10 kV, xa= 120 %)
syöttää jäykkään verkkoon 3-v. tehon P= 15 MW ja cosp = 0,9kap. Jäykän verkon jännite on
U = 10,5 kV. Koneen kyllästystä ja resistanssia ei oteta huomioon.
a) Laske generaattorin lähdejännite Ear ja verkkoon syötetty loisteho
b) Magnetointia lisätään 40 %:ia ja voimakoneen teho pidetään samalla vakiona. Laske gene-
raattorin uusi lähdejännite E, ja loisteho.

Ka

m

I5SMW >
10,5 kV-
cosp = 0,91ap

 

Kuva 1. Umpinapainen tahtikone liitettynä jäykkään verkkoon

jatkuu seuraavalla sivulla
2/3

4) Tarkastellaan avonapaista tahtikonetta

a) Mitä jäykkään verkkoon liitetyn avonapaisen koneen pätötehon lausekkeen jälkimmäinen
termi kuvaa?
poh sinä 4 201 sin (26)

X, 2X,X,

b) Avonapakoneen nimellisarvot ovat: Sn = 250 MVA, Un =20 kV, x4=150%, xg=120%, .
Kone syöttää jäykkään verkkoon, jonka jännite on 21 kV pätötehon 220 MW ja tehokerroin
cos = 0,9ing. Laske koneen virta.

c) Selosta tekniikka miten saat b-kohdan virran jaettua d- ja g-akselin komponentteihin?

d) Laske d-akselin ja x-akselin välinen kulma.

 

 
3/3

Muutama yhtälö

Vaihtovirtakoneen käämityksiin indusoituva lähdejännite
2n n a

E=-k =4,44k,
E NP No

missä &, käämikerroin
f taajuus, Hz
N käämin kierrosluku

o magneettivuon huippuarvo, T'

Avonapakoneen yhtälöitä E, ja U ovat pääjännitteitä.

Ey =U+43: jä, 1, +3-jX,1,

Jäykkään verkkoon (jännite U) liitetyn avonapakoneen pätö- ja loisteho

 

U:E X,-X,
P= "fsinö + —— Usin(26)
X, 2X,X,

d

U-E 2
W o00s5-

d ag

(21+%,-(%1—%,)-008(26))

 

 

0=