Politechnika Warszawska Instytut Maszyn Elektrycznych
Laboratorium Maszyn Elektrycznych
Nazwa ćwiczenia: Badanie silnika indukcyjnego jednofazowego
Rok akademicki: 2012/2013
Dzień: piątek 09.11.2012

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z silnikiem indukcyjnym jak również wykonanie na podstawie zebranych pomiarów obliczeń i wykonanie z otrzymanych wyników charakterystyk pracy silnika jednofazowego.

Schemat do badania silnika jednofazowego:

U1	I1	IG	IP	P1	PG	S1	UC	obr/min	cosφ
240,618	5,421	7,874	6,012	780,244	-367,527	1304,341	484,047	2401,096	0,598
223,998	3,631	5,438	5,695	630,941	-415,043	813,325	460,747	2267,048	0,776
210,058	2,888	3,798	5,425	550,765	-407,282	606,698	439,589	2231,333	0,908
194,210	2,933	2,427	5,119	499,588	-357,476	569,628	414,880	2208,395	0,877
180,192	3,329	1,694	4,840	475,700	-292,102	599,893	391,874	2175,708	0,793
167,401	3,701	1,464	4,563	459,320	-226,751	619,557	370,217	2139,151	0,741
152,204	4,002	1,496	4,220	437,749	-149,678	609,090	342,145	2116,103	0,719
143,607	4,087	1,570	4,012	420,384	-111,464	586,989	325,567	2067,403	0,716
130,401	4,094	1,643	3,674	386,492	-61,401	533,919	298,139	2040,698	0,724
115,501	3,963	1,648	3,268	339,951	-16,809	457,693	265,495	2021,172	0,743
101,677	3,734	1,567	2,874	291,496	13,537	379,649	233,149	1998,969	0,768
90,497	3,481	1,471	2,540	250,031	30,180	314,984	206,066	1982,686	0,794
83,590	3,302	1,396	2,326	224,381	37,907	275,993	188,435	1959,634	0,813
71,478	2,953	1,249	1,937	180,272	47,012	211,077	157,003	1931,038	0,854
60,390	2,605	1,135	1,550	142,635	52,495	157,298	125,524	1907,155	0,907
47,422	2,216	1,210	1,033	103,703	57,243	105,076	83,612	1883,425	0,987
36,763	2,034	1,773	0,587	70,393	53,309	74,768	47,222	1865,639	0,941
23,287	1,474	1,562	0,355	27,803	24,140	34,324	28,002	1847,407	0,81
16,319	1,057	1,173	0,259	13,583	12,366	17,248	20,586	1830,722	0,787
3,126	0,195	0,227	0,051	0,475	0,464	0,610	3,837	1819,783	0,779

Tabela .Wyniki pomiarów dla biegu jałowego przy C=40uF

U1	I1	IG	IP	P1	PG	S1	UC	M	C
61,828	8,051	5,250	3,786	434,053	202,200	497,752	71,489	0,144	168,000
61,732	7,857	5,215	3,713	427,357	201,101	485,041	73,660	0,131	160,000
62,432	7,488	5,288	3,579	421,852	207,177	467,465	81,055	0,176	140,000
60,858	6,654	5,114	3,170	370,402	195,588	404,920	83,548	0,159	120,000
60,882	5,205	5,097	2,121	283,236	198,394	316,885	84,323	0,020	80,000
53,395	4,115	4,396	1,308	185,341	151,757	219,728	69,240	0,011	60,000
60,617	4,569	4,974	0,881	213,499	197,719	276,966	70,565	0,010	40,000
61,907	4,780	5,044	0,401	209,513	206,694	295,905	64,004	0,008	20,000
58,444	4,571	4,692	0,146	180,801	181,246	267,165	56,142	0,007	8,000

Tabela .Wyniki pomiarów dla próby zwarcia

U1	I1	IG	IP	P1	PG	S1	UC	obr/min	M	P2	η [%]	cosφ
221,363	6,823	5,052	3,342	1464,204	862,128	1510,263	382,177	2973,639	4,400	1370,054	93,57	0,969
222,404	6,225	4,584	3,435	1332,390	712,752	1384,518	392,630	2964,619	3,880	1204,473	90,399	0,962
221,275	5,990	4,367	3,439	1275,569	657,741	1325,353	393,351	2966,496	3,676	1141,868	89,518	0,962
220,684	5,655	4,118	3,466	1196,432	575,779	1247,972	396,582	2963,311	3,365	1044,14	87,271	0,959
220,064	5,418	3,945	3,482	1139,858	518,328	1192,217	398,284	2961,027	3,142	974,193	85,466	0,956
221,071	5,327	3,950	3,510	1119,146	490,841	1177,654	401,738	2958,810	3,052	945,58	84,491	0,95
220,842	5,016	3,805	3,541	1043,224	410,846	1107,687	405,354	2961,802	2,715	842,02	80,713	0,942
220,485	4,930	3,748	3,544	1022,413	390,574	1086,958	405,723	2956,384	2,651	820,667	80,268	0,941
220,618	4,659	3,708	3,576	952,706	316,166	1027,828	409,768	2956,689	2,328	720,751	75,653	0,927
220,916	4,507	3,706	3,597	913,091	272,700	995,750	412,471	2957,502	2,140	662,728	72,581	0,917
220,663	4,265	3,709	3,618	846,645	204,343	941,216	415,449	2955,892	1,844	570,75	67,413	0,9
221,332	3,814	3,959	3,685	701,045	48,548	844,117	423,874	2950,295	1,191	367,937	52,484	0,83
221,556	3,674	4,131	3,711	642,852	-13,156	814,084	427,132	2949,532	0,901	278,275	43,288	0,79
221,890	3,485	4,457	3,754	543,375	-118,418	773,265	432,332	2951,528	0,418	129,187	23,775	0,703
220,023	3,212	4,432	3,752	467,380	-189,649	706,717	432,523	2949,374	0,114	35,207	7,533	0,661
221,136	3,275	4,659	3,773	448,783	-213,796	724,137	435,496	2948,330	-0,000	0	0	0,62
220,258	3,243	4,739	3,780	417,854	-240,843	714,320	435,539	2942,373	-0,004	-1,232	-0,295	0,585

Tabela .Wyniki pomiarów próby obciążenia dla C=28uF

U1	I1	IG	IP	P1	PG	S1	UC	obr/min	M	P2	η [%]	cosφ
222,079	7,120	3,793	5,114	1564,601	594,474	1581,181	414,753	2925,254	4,371	1338,878	85,573	0,99
222,126	6,825	3,611	5,155	1497,897	520,866	1515,929	418,427	2920,877	4,073	1245,731	83,165	0,988
222,893	6,668	3,581	5,197	1466,497	480,396	1486,165	421,830	2921,082	3,926	1200,855	81,886	0,987
223,401	6,348	3,493	5,252	1395,725	399,065	1418,236	426,136	2919,620	3,617	1105,787	79,227	0,984
220,580	6,144	3,187	5,216	1335,136	354,313	1355,343	423,284	2919,248	3,373	1031,06	77,225	0,985
220,928	5,810	3,150	5,269	1260,384	270,565	1283,620	428,238	2916,609	3,026	924,153	73,323	0,982
220,530	5,472	3,106	5,305	1180,975	187,579	1206,723	431,351	2917,808	2,683	819,736	69,412	0,979
219,665	5,017	3,124	5,348	1071,897	76,329	1102,131	434,920	2920,126	2,157	659,551	61,531	0,973
220,951	4,685	3,442	5,422	995,453	-14,547	1035,202	441,153	2914,622	1,762	537,755	54,021	0,962
221,390	4,346	3,753	5,478	909,764	-108,473	962,152	445,995	2919,145	1,346	411,431	45,224	0,946
220,968	3,867	4,164	5,534	780,673	-242,002	854,463	450,932	2916,789	0,695	212,269	27,191	0,914
221,339	3,659	4,530	5,579	712,690	-315,923	809,956	454,751	2918,284	0,319	97,48	13,678	0,88
220,577	3,432	4,684	5,593	648,948	-378,305	757,101	456,214	2915,168	0,047	14,347	2,211	0,857

Tabela .Wyniki pomiarów próby obciążenia dla C=40uF

U1	I1	IG	IP	P1	PG	S1	UC	obr/min	M	P2	η [%]	cosφ
219,590	7,084	6,160	2,174	1456,198	1080,989	1555,525	352,283	2886,398	4,294	1297,821	89,124	0,936
220,866	6,631	5,731	2,235	1363,677	975,564	1464,598	361,527	2888,595	4,015	1214,42	89,055	0,931
220,634	6,419	5,527	2,253	1316,986	926,000	1416,286	363,965	2884,931	3,859	1165,754	88,517	0,93
220,945	5,979	5,144	2,300	1217,532	818,055	1321,023	371,132	2887,092	3,513	1062,027	87,228	0,922
220,795	5,682	4,894	2,326	1148,730	745,117	1254,533	375,068	2884,272	3,270	987,599	85,973	0,916
221,530	5,380	4,687	2,365	1076,155	665,398	1191,905	381,144	2883,662	3,018	911,298	84,681	0,903
221,537	5,012	4,446	2,401	982,793	566,277	1110,342	386,556	2887,252	2,620	792,105	80,597	0,885
220,559	4,513	4,150	2,435	851,237	431,149	995,421	391,839	2888,443	2,096	633,945	74,473	0,855
219,514	4,113	3,975	2,459	738,721	316,901	902,752	395,959	2883,702	1,670	504,27	68,263	0,818
219,867	3,845	4,002	2,495	640,695	213,462	845,322	401,860	2886,451	1,255	379,319	59,204	0,758
219,328	3,590	4,048	2,520	538,999	109,755	787,334	405,928	2887,655	0,797	240,991	44,711	0,685
220,332	3,555	4,382	2,560	444,367	8,872	783,344	412,717	2886,814	0,353	106,706	24,013	0,567
220,307	3,495	4,483	2,572	392,618	-44,656	769,930	415,159	2884,895	0,131	39,573	10,079	0,51
220,324	3,537	4,650	2,581	357,501	-80,314	779,211	417,051	2884,101	0,002	0,604	0,169	0,459
220,591	3,518	4,680	2,593	337,684	-101,698	776,124	418,499	2887,312	-0,002	-0,605	-0,179	0,435

Tabela .Wyniki pomiarów próby obciążenia dla C=20uF

Sprawność, współczynnik mocy oraz prędkość obrotową przedstawiliśmy na jednym wykresie dla trzech różnych wartości dołączonych pojemności.

Wnioski:

Tak jak i dla maszyny indukcyjnej trójfazowej tak i dla maszyny jednofazowej obciążenie poprawia wartość współczynnika mocy. Silnik wysyła ograniczoną moc bierną do sieci. Poprawa współczynnika mocy poprawia sprawność silnika, który jest dociążony. Zwiększanie obciążenia nie wpłynęło znacząco na ilość obrotów maszyny.

Moment rozruchowy jest tym większy im większą przyłożymy pojemność. Przy małym kondensatorze gdzie prąd uzwojenia pomocniczego był najmniejszy, wartość prądu uzwojenia głównego była najbardziej zbliżona do wartości prądu zasilania.

Porównując trzy rożne pojemności można zauważyć że współczynnik mocy jest największy dla największej pojemności (40 μF), jednak dla tego samego kondensatora sprawność maszyny była najmniejsza . Dla znamionowych wartości kondensatora sprawność i prędkość obrotowa wykazują się najlepszymi parametrami. Wykresy prądów I₁, I_g, I_P w funkcji mocy oddanej są zbliżone do wykresów teoretycznych.

Wartości znamionowe:

U = 220 V

P = 1,1 kW

cosφ = 0,97

n = 2840 obr/min

I = 6,9 A