Pobierz dokument a2d.wstFFp.doc Rozmiar 223 KB

	AGH EAiE	LABORATORIUM MASZYN ELEKTRYCZNYCH
Temat ćwiczenia:					Rok III, grupa 2
Praca silnika asynchronicznego 3-fazowego przy niesymetrycznym zasilaniu					Zespół: Ewa Ficek Mariusz Gęborek Marek Hacuś
Data wykonania: 6.11.97			Data oddania:	Ocena:	Marek Hejmo Rafał Kapanowski

WSTĘP

Zdecydowana większość silników asynchronicznych trójfazowych zaprojektowana jest do zasilania napięciem symetrycznym. Przy niesymetrii zasilania silnik zmienia swe własności ruchowe w różny sposób. W praktyce niesymetria może mieć różne formy i powstawać z różnych przyczyn. W warunkach laboratoryjnych można niesymetrię realizować w celu obserwacji zachowania się silnika w takich nietypowych warunkach.

Zwykle w przypadku niesymetrii zasialania w pierwszym rzędzie wyznacza się charakterystyki mechaniczne. Jak wiadomo z teorii maszyn elektrycznych, mogą się w tej sytuacji pojawiać, poza momentami od składowych zgodnej i przeciwnych napięć składowych - również momenty zgodny i przeciwny od składowej zerowej napięcia. Statyczne przebiegi poszczególnych składowych przedstawiamy poniżej:

Niesymetria zasilania może powstać z różnych przyczyn, głównie jednak na skutek uszkodzeń w sieci zasilającej. W warunkach laboratoryjnych niesymetrię napięć można spowodować albo bezpośrednio zasilając silnik napięciem o różnych amplitudach, albo też dołączając do poszczególnych faz różne impedancje.

Praca silnika przy przerwie w jednej fazie i zasilaniu jednofazowym jest skrajnym przypadkiem niesymetrii. Czasami zachodzi taka konieczność, gdy musimy silnik trójfazowy uruchomić z sieci jednofazowej. Dla uzyskania składowej wirującej pola magnetycznego, koniecznej do rozruchu silnika, należy do jednej fazy wprowadzić dodatkowy element, który spowodowałby w niej przesunięcie fazowe w stosunku do faz zasilanych bezpośrednio. Faza z elementem dodatkowym nosi nazwę fazy rozruchowej lub pomocniczej. Elementami dodatkowymi w tej fazie mogą być: rezystory, cewki, kondensatory. Dla silnika trójfazowego najczęściej stosuje się kondensatory.

CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

1. Dane znamionowe silnika.

W naszym ćwiczeniu badaliśmy silnik trójfazowy asynchroniczny o następujących parametrach znamionowych:

Typ silnika	SZDD174	Klasa izolacji	A
Moc znamionowa	3000 W	Napięcie znamionowe	220/380V
Prąd znamionowy	3.5 A	Obroty znamionowe	1445 obr/min
Moment bezwładności układu	0.21 kg⋅m^2	Temperatura pracy	35°C

Pomiar impedancji Z⁰=f(ω) przy napędzaniu zespołu silnikiem prądu stałego.

W celu pomiaru impedancji dla składowej zerowej wykorzystaliśmy układ połączeń jak poniżej:

Uzwojenie stojana było zasilane napięciem o wartości 40V. Aby uzyskać pomiary przy różnych prędkościach obrotowych, badany silnik był napędzany z zewnątrz silnikiem prądu stałego. W okolicy prędkości synchronicznej dla składowej zerowej zagęściliśmy pomiary.

Jako pomiary wpisaliśmy do tabeli moc odczytaną z watomierza, prąd płynący przez uzwojenia, oraz wartość prędkości obrotowej. Pozostałe wielkości zostały obliczone wg poniższych wzorów:

, , ,

gdzie: U - napięcia zasilania (równe w tym układzie 40V)

n₁ - prędkość synchroniczna silnika (1500 obr/min)

n - prędkość obrotowa silnika

TABELKA POMIARÓW I OBLICZEŃ

	Pomiary			Obliczenia
Lp.	P [W]	I [A]	n [obr/min]	s	Z^0 [Ω]	R^0 [Ω]	X^0 [Ω]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15	11 12 12 11.5 10.5 9.5 9 6 8 5 5.5 8 15 14 14	1.53 1.54 1.52 1.5 1.48 1.47 1.44 1.31 1.04 1.14 1.1 1.04 1.4 1.43 1.44	1480 1400 1100 840 620 560 560 520 510 500 490 484 440 360 160	0.013 0.067 0.267 0.440 0.587 0.627 0.640 0.653 0.660 0.667 0.673 0.677 0.707 0.760 0.893	26.14 25.97 26.32 26.67 27.03 27.21 27.78 30.53 38.46 35.09 36.36 38.46 28.57 27.97 27.78	4.70 5.06 5.19 5.11 4.79 4.40 4.34 3.50 7.40 3.85 4.55 7.39 7.65 6.84 6.75	25.72 25.48 25.80 26.17 26.60 26.85 27.44 30.33 37.74 34.88 36.08 37.74 27.53 27.12 26.94

Zależność pobieranego prądu przez silnik dla badanego układu w zależności od poślizgu ma postać:

Poniżej przedstawiamy zależności Z⁰, R⁰ oraz X⁰ w zależności od poślizgu na jednym rysunku:

Zależność X⁰(R⁰) wygląda następująco:

Rejestracja prędkości obrotowej przy pomocy przetwornika A/C.

Prędkość obrotowa silnika była mierzona z użyciem przetwornika A/C, który to był połączony z komputerem. Przy wykorzystaniu odpowiedniego programu, komputer mógł rejestrować wartość napięcia (proporcjonalną do prędkości obrotowej) co określony odcinek czasu (ustawiana częstotliwość próbkowania).

Pomiary prędkości silnika w czasie:

Nawrotu silnika od prędkości około n = - 0.2n₀ dla przypadków:

stanu symetrii, zasilanie 3x127V (krzywa a na wykresie nr 1, 2, 3)

stanu niesymetrii, zasilanie U₁=100V (krzywa b na wykresie nr 1, 2, 3)

stanu niesymetrii, zasilanie U₁=70V (krzywa c na wykresie nr 1, 2, 3)

stanu niesymetrii, zasilanie U₁=50V (krzywa d na wykresie nr 1, 2, 3)

2. Wybiegu w stanie symetrii (krzywa d na wykresie nr 1, 2, 3)

Wykonanie obliczeń dla charakterystyk M_EL(n).

Do obliczania charakterystyk został wykorzystany komputer wraz z odpowiednim oprogramowaniem. Wyniki obliczeń przedstawione są w formie graficznej na wykresach nr 1, 2, 3.

Najpierw utworzyliśmy pliki o nazwach:

s127.dat, n100.dat, n70.dat, n50.dat, wyb.dat

dla odpowiednich warunków pracy silnika. Następnie wykonaliśmy obliczenia przy pomocy komendy a3j.

Komendą grapher zostały wykonane i wydrukowane rysunki o nazwach:

- predkosc - dla zarejestrowanych przebiegów prędkości (właściwie napięcia) przez komputer,

- moment - dla momentów na wale, obliczonych przy pomocy programu wg zależności:

,

gdzie: ω_i - prędkość dla i-tego przypadku,

ω_wyb - prędkość w czasie wybiegu.

- momente - dla momentów elektromagnetycznych, obliczonych przy pomocy wg zależności:

T_el,i = T_dyn,i - T_mech

WNIOSKI

Z otrzymanej przez nas zależności wyraźnie widać, że wartość X⁰ nieco wzrasta przy prędkości obrotowej silnika w pobliżu 500obr/min (1/3 prędkości synchronicznej, poślizg s=0.667), co zgadza się z teorią.

Aby dokładniej uchwycić moment zwiększenia się X⁰, należałoby zastosować bardzo czułe przyrządy pomiarowe oraz lepszą stabilizację obrotów silnika, gdyż w pobliżu prędkości 1/3⋅n₁ niewielkie zmiany prędkości powodowały znaczną zmianę wskazań mierników.

Z wykresów Z⁰(s), R⁰(s), X⁰(s) widać, że impedancja dla składowej zerowej mało zależy od R⁰.

Z otrzymanego z wydruku przez komputer wykresu nr 1 (zależność prędkości od czasu) widać, że przy pogłębiającej się niesymetrii (krzywe a,b,c) silnik coraz wolniej osiągał prędkość maksymalną. Przy niesymetrii dla U₁=50V (krzywa d) prędkość maksymalna silnika spadła ponad dwukrotnie (silnik ugrzązł). Dla wszystkich krzywych widać w pobliżu prędkości 500 obr/min lekkie załamanie (wolniejszy wzrost prędkości).

---

Pobierz dokument a2d.wstFFp.doc Rozmiar 223 KB