POLITECHNIKA WARSZAWSKA INSTYTUT MASZYN ELEKTRYCZNYCH
LABORATORIUM MASZYN ELEKTRYCZNYCH
TEMAT ĆWICZENIA: BADANIE SILNIKA INDUKCYJNEGO PIERŚCIENIOWEGO		WYKONAWCY: 1. Ireneusz TRYFON 2. Mariusz SZWEJKOWSKI 3. Marek ZDUNEK 4. Piotr PIETRACZUK 5. Michał MISZCZAK
Rok AK. 2007/2008	SEM. VI	ĆWICZENIE PROWADZIŁ : Dr inż. Bogusław ZALESKI
DZIEŃ 16.05.2008	GODZINA: 16.10 ÷ 19.25	OCENA:

Dane znamionowe silnika:

Typ: Surf 112M - 4B

Un = 380V / 3f

f = 50Hz

nn = 1410 obr/min

I1 = 9 A

I2 = 17,6 A

cos φ = 0,81

Pn = 4,4 kW

1. STAN BIEGU JAŁOWEGO

Rys 1. Schemat połączeń do badania stanu biegu jałowego.

Lp.	Uuv	Uvw	Uuw	U	Iu	Iv	Iw	I0	Pα	Pβ	P10	cosϕ0	sinϕ0	I0w	If
-	V	V	V	V	A	A	A	A	W	W	W	-	-	A	A
1	400	400	400	400	5,0	5,0	5,0	5,0	1200	-800	400	0,115	0,993	0,575	4,965
2	360	360	350	357	3,8	3,8	3,8	3,8	800	-500	300	0,128	0,992	0,486	3,770
3	320	320	310	317	3,2	3,2	3,2	3,2	600	-380	220	0,125	0,992	0,400	3,174
4	280	280	276	279	2,6	2,6	2,6	2,6	440	-220	220	0,175	0,985	0,455	2,561
5	240	240	235	238	2,2	2,2	2,2	2,2	320	-130	190	0,209	0,978	0,460	2,152
6	200	200	195	198	1,8	1,8	1,8	1,8	250	-60	190	0,308	0,951	0,554	1,712
7	160	160	160	160	1,5	1,5	1,5	1,5	200	-10	190	0,457	0,889	0,685	1,333
8	120	120	115	118	1,3	1,3	1,3	1,3	140	30	170	0,640	0,768	0,832	0,998
9	100	100	100	100	1,3	1,3	1,3	1,3	130	50	180	0,799	0,601	1,039	0,781

Przykładowe obliczenia :

Na podstawie pomiarów wykonano charakterystyki :

● moc wypadkową w funkcji napięcia zasilania

● prądu w stanie jałowym w funkcji napięcia zasilania

● składowej czynnej prądu stanu jałowego w funkcji napięcia zasilania

● składowej biernej prądu stanu jałowego w funkcji napięcia zasilania

● współczynnika mocy w funkcji napięcia zasilania

oraz rozdział strat jałowych silnika :

● moc wypadkowa w funkcji kwadratu napięcia zasilania

2. WYZNACZANIE POCZĄTKOWEGO MOMENTU ROZRUCHOWEGO

Rys. 2. Układ do wyznaczania początkowego momentu rozruchowego.

Rd = 0 Ω			Rd1= 0,4Ω			Rd2= 2,3Ω > Rd1
U	I	Mp	U	I	Mp	U	I	Mp
V	A	Nm	V	A	Nm	V	A	Nm
85	9,0	1,21	95	9,0	2,16	215	9,0	16,20
70	7,5	0,76	80	7,5	1,57	180	7,5	11,12
60	6,0	0,45	65	6,0	1,06	145	6,0	6,81
45	4,5	0,29	50	4,5	0,63	110	4,5	3,77
30	3,0	0,17	30	3,0	0,35	75	3,0	1,76
15	1,5	0,15	15	1,5	0,21	40	1,5	0,08

Na podstawie pomiarów wykonano charakterystyki :

● początkowego momentu rozruchowego w funkcji napięcia zasilania

3. STAN OBCIĄŻENIA

Rys. 3. Układ pomiarowy do stanu obciążenia

Lp.	UUV	UVW	UUW	Uśr	IU	IV	IW	Iśr	Pα	Pβ	P1
		V	V	V	V	A	A	A	A	W	W	W
1	380	380	380	380	4,3	4,3	4,3	4,3	1000	-600	400
2	380	380	380	380	4,5	4,5	4,5	4,5	1320	-240	1080
3	380	380	380	380	5,0	5,0	5,0	5,0	1640	120	1760
4	380	380	380	380	5,5	5,5	5,5	5,5	1920	400	2320
5	380	380	380	380	6,0	6,0	6,0	6,0	2160	560	2720
6	380	380	380	380	7,0	7,0	7,0	7,0	2600	920	3520
7	380	380	380	380	7,5	7,5	7,5	7,5	2760	1080	3840
8	380	380	380	380	8,0	8,0	8,0	8,0	3000	1240	4240
9	380	380	380	380	8,5	8,5	8,5	8,5	3160	1400	4560

Lp.	M	x	t	s	n	P2	cosϕ	η
		Nm	-	s	-	obr/min	W	-	-
1	0,01	9	20	0,009	1486	93,3	0,1413	0,233
2	0,09	15	20	0,015	1477	834,8	0,3646	0,773
3	0,16	34	20	0,034	1449	1455,9	0,5348	0,827
4	0,21	45	20	0,045	1432	1888,5	0,6409	0,814
5	0,25	57	20	0,057	1414	2220,0	0,6888	0,816
6	0,35	45	10	0,090	1365	3000,3	0,7640	0,852
7	0,39	60	10	0,120	1320	3232,9	0,7779	0,842
8	0,43	50	8	0,125	1312	3542,9	0,8052	0,836
9	0,48	40	5	0,160	1260	3798,1	0,8151	0,833

Przykładowe obliczenia do stanu obciążenia

Na podstawie pomiarów wykonano charakterystyki :

● prądu obciążenia w funkcji mocy oddanej

● prędkości obrotowej w funkcji mocy oddanej

● poślizgu w funkcji mocy oddanej

● sprawności w funkcji mocy oddanej

● współczynnika mocy w funkcji mocy oddanej

4. Regulacja prędkości przez zmianę częstotliwości.

Badanie i pomiary zostały wykonane w układzie silnika pierścieniowego zasilanego z falownika .

Wyznaczanie charakterystyk silnika przeprowadzone zostało w sposób następujący :

◙ Silnik pierścieniowy został zasilony z falownika ,

◙ Wartość częstotliwości napięcia zasilającego była regulowana,

◙ Dokonano pomiarów wartości napięcia zasilania i prędkości obrotowej przy danej wartości f .

Lp	f		U
		Hz	obr/min	V
1	5	97	25
2	10	213	45
3	15	300	70
4	20	400	90
5	25	501	110
6	30	591	130
7	35	694	155
8	40	808	175
9	45	906	210
10	50	1363	230

Na podstawie pomiarów wykonano charakterystyki :

● napięcia zasilającego w funkcji częstotliwości

● prędkości obrotowej w funkcji częstotliwości

5. Wnioski .

Silniki indukcyjne cechuje stosunkowo niska cena , prostota budowy oraz obsługi .

Z tego powodu jest to najczęściej stosowany rodzaj silników w przemysłowych procesach technologicznych i układach automatyki .

Mają dobre właściwości ruchowe , a ich charakterystyki można kształtować przez zmianę warunków zasilania i przez zmianę impedancji zewnętrznej przyłączonej do uzwojeń maszyny .

Ważną zaletą silnika pierścieniowego jest zmiana początkowego momentu rozruchowego pod wpływem włączanej dodatkowej rezystancji w obwód wirnika. Zwiększanie rezystancji w obwodzie wirnika powoduje zmniejszenie prędkości obrotowej, a zwiększenie początkowego momentu rozruchowego. Początkowy moment rozruchowy wraz ze wzrostem rezystancji, przesuwa się w kierunku momentu krytycznego. Charakterystyka początkowego momentu rozruchowego zaczyna się od wspólnego punktu dla wszystkich wartości rezystancji, poniżej osi napięcia. Wartość ta określa jaki moment musi wytworzyć silnik aby pokonać straty mechaniczne. Straty mechaniczne w naszym przypadku są suma strat mechanicznych silnika pierścieniowego i prądnicy bocznikowej prądu stałego, która jest spięta razem z badanym urządzeniem.

Sprawność silników indukcyjnych jest wysoka , ale zmienia się wraz ze zmianą obciążenia .

Jedną z wad silników indukcyjnych jest mała możliwość regulacji prędkości obrotowej w porównaniu z innymi silnikami ( np. silnikami prądu stałego ). Dzięki zastosowaniu techniki półprzewodnikowej wyeliminowano tą wadę .

Silniki indukcyjne zasilane ze źródeł umożliwiających regulację częstotliwości napięcia zasilającego ( z falowników ) charakteryzują się płynną regulacją prędkości obrotowej w pełnym zakresie ich działania .

13

Badanie silnika indukcyjnego pierścieniowego

---