Temat Ćwiczenia: Badanie 3-fazowego silnika klatkowego

1. Cel Ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest badanie wpływu różnych połączeń stojana na właściwości ruchowe silnika indukcyjnego

jednoklatkowego. Stosujemy połączenia trójkąt i gwiazda i badamy zmiany obrotów , prądów stojana i mocy

w funkcji momentu obciążenia . Obserwujemy także zachowanie się silnika w przypadku przerwy w jednej z

faz zasilających i wpływ kompensacji tej niesymetrii po zastosowaniu baterii kondensatorów .

2. Dane znamionowe silnika :

Un = 220 / 380 [V] In = 4,9 / 2,8 [A] ( D / Y ) Pn = 1,1 [kW]

cos fn = 0,77 nn = 1390 [obr/min]

3. Schemat połączeń :

4. Określenie początkowych wartości prądów i momentów na wale przy obniżonym napięciu sieci dla rozruchu z przełącznikiem Y/D

Układ	IR	IS	IT	l	Mr	Ir	U	PRS	PST
	[A]	[A]	[A]	[m]	[Nm]	[A]	[V]	[W]	[W]
D	4.9	4.9	4.9	0.03	0.8	4.9	62	40	260
Y	1.7	1.6	1.7	0.01	0.26	1.7	62	10	100

Obliczenia stosunków prądów i momentów Obliczenia prądu rozruchowego dla U_n :

D I_RN = I_R U_N / U = 17.4 A

Y I_RN = I_R U_N / U = 10.4 A

Z powyższych wyliczeń wynika, że prąd rozruchowy przy połączeniu uzwojenia wzbudzenia w Y jest trzy razy mniejsza niż przy połączeniu w D. Takie postępowanie ma na celu zmniejszenie prądu rozruchowego silnika indukcyjnego. Duży prąd powoduje nadmierne obciążenie sieci zasilającej i może prowadzić do zadziałania zabezpieczeń przeciw przeciążeniowych. Niestety zmniejszenie prądu rozruchowego niesie za sobą zmniejszenie momentu co przy dużym obciążeniu może spowodować unieruchomienie maszyny. Działanie przełącznika Y/D polega na zmianie napięcia fazowego uzwojeń stojana z 220 V dla Y do 380 V dla układu D.

5. Wyznaczenie charakterystyk mechanicznych dla napięcia zasilającego symetrycznego.

P = P_ST + P_RS

[wyniki pomiarów dla zamieszczono w TABELI 1]

[wykresy zależności n=f(M), P=f(M), I=f(M), cosf=f(M)

zamieszczono na WYKRESACH 1,2,3,4]

6. Wyznaczenie składowych symetrycznych dla układu z przerwą w jednej fazie (stan awaryjny)

[wyniki pomiarów dla zamieszczono w TABELI 2]

7. Wyznaczenie składowych zgodnych i przeciwnych w układzie z częściową symetrią

(układ zasilany napięciem z kondensatora w jednej fazie).

[wyniki pomiarów dla zamieszczono w TABELI 3]

[charakterystykę mechaniczną n=f(M) zamieszczono na WYKRESIE ]

8. Wyznaczenie składowych symetrycznych dla układu z przerwą w jednej fazie.

9. Wyznaczenie składowych zgodnych i przeciwnych w układzie z częściową symetrią

(układ zasilany napięciem z kondensatora w jednej fazie).

- składowe zgodne

- gdzie a i a2 wyrażają następujące wzory:

- składowe zgodne przyjmują następujące wartości:

10. Wnioski:

W ćwiczeniu przeprowadzone zostały pomiary prądów rozruchowych, charakterystyk mechanicznych maszyny indukcyjnej jednoklatkowej oraz przeprowadzono obserwacje jaki wpływ na prace mają różne spsoby zasilania obwodu wzbudzenia . Duży prąd pobierany przez silnik przy rozruchu jest niepożądany nie tylko dla samego silnika ale i dla sieci zasilającej , w której wywołuje znaczne nieraz spadki napięcia , co niekorzystnie wpływa napracę pozostałych odbiorników , zasilanych z tej sieci . Aby zapobiec tym szkodliwym stanom powszechnie stosuje się przełacznik gwiazda - trójkąt , co powoduje :

- 3 krotnie mniejsze napięcia znamionowe

- ok 3 krotnie mniejszy prąd

- ok 3 krotnie zmniejszoną wartość momentu rozruchowego

Istotnym czynnikiem jest właściwy dobór typu silnika i dostosowaniu jego napięc znamionowych do napięcia sieci zasilającej np dla sieci 3x380 V należy w celu umożliwienia rozruchu za pomocą przełącznika gwiazda - trójkąt

dobrać silnik o napięciu znam. 380V (przy poł. w D ).

Przy przerwaniu jednego z przewodów zasilających silnik trójfazowy zachowuje się jak jednofazowy. Jeżeli przerwa nastąpi podczas pracy ,silnik pracuje dalej, natomiast gdy przerwa jednobiegunowa nastąpi przed uruchomieniem w chwili przyłączenia silnik nie ruszy.

Gdy zasilamy silnik jednofazowo w obwodzie wzbudzenia powstaje pole pulsujące. W takich warunkach silnik nie ruszy. Aby otrzymać pole kołowe należy w obwód jednego z uzwojeń stojana włączyć kondensator. Napięcie na kondensatorze zostaje przesunięte o kąt 90o. Wytworzone pola sumując się tworzą pole kołowe-eliptyczne.

---