Przedmiotem ćwiczenia było badanie charakterystyk dwóch typów silników asynchronicznych: silnika klatkowego i silnika pierścieniowego. W wyniku przeprowadzonych pomiarów i obliczeń otrzymaliśmy szereg zależności zilustrowanych wykresami, które zostaną poniżej opisane.
Silnik klatkowy badaliśmy pod kątem jego użyteczności tj. zależności mocy, sprawności, prądu itp. od obciążenia w dwóch różnych konfiguracjach. Raz był on połączony w gwiazdę a innym razem w trójkąt. Jest to o tyle istotne, że moc osiągana przez silnik różni się wówczas trzykrotnie, a co za tym idzie różny jest jego moment i pobierany prąd. Otrzymane wyniki są generalnie zgodne z oczekiwaniami. Pierwszy wykres to zależność pobieranej mocy od obciążenia (P=f(Mobc)). Widać wyrzźnie, że w przypadku gwiazdy rośnie on szybciej i to dla mniejszych watości momentu (oba wykresy mają różne kształty ten dla gwiazdy jest zbliżony do paraboli). Bardzo podobny kształt ma zależność prądu od obciążenia I=f(Mobc). Tłumaczy to fakt, że charakterystyki M=f(n) dla obu połączeń sa różnie zorientowane w przestrzeni (chociaż mają podobny kształt). Dla połączenia w gwiazdę przyłożone obciążenie to już moment znamionowy, zaś dla połączenia w trójkąt jest on osiągany przy wartości większej o 50%. Z wykresu jasno wynika również, że przy tej szmej mocy pobranej silnik połączony w trójkąt dysponuje o połowę większym momentem. Łatwo jest ten fakt wytłumaczyć, rozpatrując wykres sprawności η=f(Mobc). Na nim zkolei widać wyraźnie, że szczyt sprawności silnika połączonego w gwaizdę jest dla 6 Nm, dla silnika w trójkąt dla 11 Nm. Przy 8 Nm silnik połączony w gwiazdę ma wyraźnie niższą sprawność, bo jego moment znamionowy został już przekroczony i jego obciążenie wkroczyło w zakres przeciążalności. Stan ten nie może być trwały bo grozi to przegrzaniem. Wykres cosφ=f(Mobc) także ma swoje maksimum dla obu połączeń w tym samym miejscu co zależność η=f(Mobc). Na ilustracji Puż=f(Mobc) obserwujemy wyraźną odchyłkę od liniowości dla połączenia w gwiazdę. Jest to spowodowane wymienionym wyżej maksimum sprawności, które zostało przekroczone. Ogólnie spadek sprawności powyżej momentu znamionowego spowodowany jest zbyt dużumi stratami dla wyższych wartości prądów - napięcie zasilania przy połączeniu w gwiazdę jest o ???pierwiastek z 3 ??? niższe niż przy połączeniu w trójkąt. Wzrost poślizgu oraz spadek prędkości obrotowej wraz ze wzrostem obciążenia także jest większy dla połączenia w gwiazdę. Jest to wynikiem wspomnianej wcześniej charakterystyki mechanicznej dla obu połączeń, znacznie różniącej się wartościami. Ogólne wnioski jakie możemy wysunąć z przeprowadzonych badań to:
Silnik przystosowany do pracy w trójkąt może pracować w gwiazdę, ale jest to nieekonomiczne chociaż sprawność dla odpowiedniego obciążenia jest podobna jak przy obciążeniu w trójkąt, to silnik jest stosunkowo droższy;
Jedyny racjonalnym zakres pracy takiego silnika przy połączeniu w gwiazdę to rozruch, gdyż uzyskujemy wówczas znaczne zmniejszenie prądu rozruchu, ale kosztem momentu - ten sposób nie nadaje się do rozruchu pod obciążeniem, ale jedynie do tzw. lekkiego rozruchu np. ze sprzęgłem włączalnym (obciążenie dopiero po osiągnięciu prędkości biegu jałowego);
Silnik przystosowany do pracy w gwiazdę ma stosunkowo dobre parametry i jest tani; można stosować go wszędzie tam, gdzie nie zależy specjalnie nam na gabarytach; jego zletą jest niższy koszt wykonania; nie może pracować przy połączeniu w trójkąt.
Pomiary parametrów silnika pierścieniowego miały charakter niepełny, nie zawierały bowiem części dotyczącej rozruchu tego silnika, która to charakterystyka jest bardzo interesująca i najczęściej decyduje o jego zastosowaniu. Silniki te są bowiem drogie, wymagają dozoru, sprawdzania stanu szczotek i pierścieni ślizgowych i mają większe gabaryty niż porównywalne silniki klatkowe. Badane charakterystyki ni odbiegają od normy - wykres zależności sprawności od obciążenia ma prawidłowy kształt. Sprawność maleje wraz ze wzrostem rezystancji dodatkowej w obwodzie wirnika (bo straty mocy na tej rezystancji są coraz większe), a jej maksimum przesuwa się w stronę mniejszego obciążenia. Wynika to z faktu, że prąd wirnika jest mniejszy oraz maksimum momentu przesuwa się w stronę mniejszych obrotów, a sam moment znamionowy maleje. Zależność obrotów od momentu obciążenia także jest odzwierciedleniem charakterystyki mechanicznej. Wraz ze wzrostem obciążenia spadek obrotów jest większy dla większego oporu wirnika, bo krzywa zależności momentu od obrotpow zmienia swój kształt - jest bardziej płaska i zakres pracy stabilnej się powiększa. Moc użyteczna maleje wraz ze wzrostem Rd - wynika to ze wspomnianych wcześniej strat na rezystancji dodatkowej, które się powiększają. Wzrost poślizgu wraz ze wzrostem obciążenia jest proporcjonalny do spadku obrotów i wynika z omówionej wcześniej zmiany charakterystyki mechanicznej silnika. Zależność pobieranego prądu od obciążenia I=f(Mobc) ma kształt nieco odbiegający od teoretycznego, ale możemy to wytłumaczyć niewielkimi różnoicami mieżonych wartości pródów, a więc niewielką dokładnością narysowania wykresu. W przypadku większych mocy zależność ta była by bardziej widoczna. Jednak ogólna tandencja spadku pobieranego prądu ze wzrostem oporu dodatkowego Rd jest na wykresie zauważalna. Także zależność cosφ=f(Mobc) ma kształt nieco odbiegający od teoretycznej zależności, jednak spadek jest jak na poprzednim wykresie widoczny. Jest on spowodowanyu wzrostem impedancji wirnika, a więc większego udziału mocy biernej. Na podstawie danych otrzymanych podczas badania silnika pierścieniowego możemy wysunąć wniosek, że włączeni rezystancji dodatkowej dla prędkości nominalnej jest niepotrzebne, a nawet szkodliwe - zmniejsza moment i pogarsza współczynnik mocy. Jest jednak pożądzne przy rozruchu silnika czego nie badaliśmy, bo wówczas moment rozruchowy jest równy krytycznemu. Problem ten rozwiązano po przez zastoxowanie oporników regulowanych ręcznie lub automatycznie. Wówczas Rd zmienia swoja wartość od maksimum do zera (z regóły 4 - 6 stopni).