POLITECHNIKA LUBELSKA

Laboratorium napędów elektrycznych

Rok akademicki 2012/2013

TEMAT: Badanie układów napędowych z silnikiem indukcyjnym pierścieniowym oraz silnika
klatkowego.

Skład grupy:

Paweł Chruściel

Daniel Cyrul

Artur Domarski

Marcin Dziaduszyński

Ćwiczenie nr 3m

Grupa

MD 605.a

Ocena:

Data wykonania:

21.11.2012

1. Cel ćwiczenia:

Poznanie właściwości, podstawowych charakterystyk i sposobów regulacji prędkości silnika
indukcyjnego pierścieniowego oraz silnika klatkowego zasilanego z tranzystorowej
przetwornicy częstotliwości.




2. Dane znamionowe urządzeń:

Prądnica:

Napięcie: U=230 V
Prąd: 19,6 A
Moc: 4,5 kW
Typ: ARBZC 160 MZ IP44
Prędkość obrotowa: 1450 obr/min
Wzbudzenie bocznikowe
I

wzb

= 0,92 A

Silnik pierścieniowy:

Typ: PL-EG-P-641
Moc: 2,2 kW
Prędkość obrotowa: 950 obr/ min

3. Schematy pomiarowe:

a) Schemat układu pomiarowego z silnikiem indukcyjnym pierścieniowym zasilanym z sieci
sztywnej prądu przemiennego:

b) Schemat układu pomiarowego z silnikiem klatkowym zasilanym z tranzystorowej
przetwornicy częstotliwości:

3. Tabele z wynikami pomiarów

Silnik pierścieniowy:

Charakterystyka naturalna:

Lp Vs

Is

P1

P2

PM
[W]

Ugt

Igt

PG
[W]

Uω

1

400

10

1160

320

1480

170

2,8

476

50

2

400

11

1400

80

1480

165

5

825

50

3

400

11,8

1600

80

1680

160

7

1120

49

4

400

12,5

1760

240

2000

160

9

1440

49

5

400

13

2000

440

2440

160

11

1760

48

6

400

14

2200

600

2800

155

13

2015

48

Lp

n
[obr/min]

ω [rad/s] ΔP0 [W]

RGt
[Ω]

ΔPCu

Pm

M

ɳ

cosΦ

1

500

52,33

41

1,3

10,19

527,19 10,07

0,36

0,08

2

500

52,33

41

1,15

28,75

894,75 17,10

0,60

0,12

3

490

51,29

40,5

0,95

46,55 1207,05 23,54

0,72

0,15

4

490

51,29

40,5

0,84

68,04 1548,54 30,19

0,77

0,18

5

480

50,24

40

0,82

99,22 1899,22 37,80

0,78

0,21

6

480

50,24

40

0,79 133,51 2188,51 43,56

0,78

0,23

Charakterystyka przy obniżonym napięciu zasilania o 10%:

Lp Vs

Is

P1

P2

PM
[W]

Ugt

Igt

PG
[W]

Uω

1

360

16

2200

800

3000

150

14

2100

47

2

360

14

1960

640

2600

155

12

1860

48

3

360

12,5

1720

480

2200

160

10

1600

48

4

360

12

1480

280

1760

160

8

1280

49

5

360

10

1280

120

1400

165

6

990

49

6

360

8

1080

40

1120

170

4

680

50

Lp

n
[obr/min]

ω [rad/s] ΔP0 [W]

RGt
[Ω]

ΔPCu

Pm

M

ɳ

cosΦ

1

470

49,19

41

0,78 152,88 2293,88 46,63

0,76

0,23

2

480

50,24

41

0,82 118,08 2019,08 40,19

0,78

0,23

3

480

50,24

40,5

0,84

84,00 1724,50 34,33

0,78

0,22

4

490

51,29

40,5

0,85

54,40 1374,90 26,81

0,78

0,18

5

490

51,29

40

0,9

32,40 1062,40 20,71

0,76

0,17

6

500

52,33

40

1,12

17,92

737,92 14,10

0,66

0,15

Silnik klatkowy:

Częstotliwość 50Hz:

Lp Vs

Is

P1

P2

PM
[W]

Ugt

Igt

PG
[W]

Uω

1

145

6,4

840

680

1520

40

11

440

25

2

225

6,3

1200

1100

2300

120

9

1080

75

3

255

6

1240

1200

2440

176

7

1232

108

4

270

5,7

1280

1200

2480

212

6

1272

130

5

285

5,6

1300

1200

2500

245

5

1225

150

Lp

n
[obr/min]

ω [rad/s] ΔP0 [W]

RGt
[Ω]

ΔPCu

Pm

M

ɳ

cosΦ

1

250

26,17

20

0,82

99,22

559,22 21,37

0,37

0,35

2

750

78,50

70

0,85

68,85 1218,85 15,53

0,53

0,50

3

1080

113,04

130

0,95

46,55 1408,55 12,46

0,58

0,53

4

1300

136,07

168

0,98

35,28 1475,28 10,84

0,59

0,55

5

1500

157,00

220

1,05

26,25 1471,25

9,37

0,59

0,53

Częstotliwość 35Hz:

Lp Vs

Is

P1

P2

PM
[W]

Ugt

Igt

PG
[W]

Uω

1

135

6,8

800

660

1460

32

11

352

29

2

175

6,4

900

800

1700

64

10

640

42

3

230

6,4

1200

1100

2300

120

9

1080

77

4

240

6,2

1220

1200

2420

148

8

1184

90

5

255

6,1

1240

1200

2440

176

7

1232

107

6

250

5,5

1140

1020

2160

182

6

1092

111

Lp

n
[obr/min]

ω [rad/s] ΔP0 [W]

RGt
[Ω]

ΔPCu

Pm

M

ɳ

cosΦ

1

290

30,35

25

0,82

99,22

476,22 15,69

0,33

0,30

2

420

43,96

36

0,85

85,00

761,00 17,31

0,45

0,39

3

770

80,59

80

0,88

71,28 1231,28 15,28

0,54

0,48

4

900

94,20

94

0,9

57,60 1335,60 14,18

0,55

0,52

5

1070

111,99

130

0,95

46,55 1408,55 12,58

0,58

0,52

6

1110

116,18

135

0,98

35,28 1262,28 10,86

0,58

0,53

Częstotliwość 25Hz:

Lp Vs

Is

P1

P2

PM
[W]

Ugt

Igt

PG
[W]

Uω

1

130

6,1

800

660

1460

26

11

286

21

2

150

6,2

920

800

1720

64

10

640

43

3

225

6,4

1180

1100

2280

128

9

1152

75

4

220

6

1100

1000

2100

124

8

992

76

5

215

5,6

1020

900

1920

124

7

868

76

6

205

5,2

920

800

1720

124

6

744

76

Lp

n
[obr/min]

ω [rad/s] ΔP0 [W]

RGt
[Ω]

ΔPCu

Pm

M

ɳ

cosΦ

1

210

21,98

25

0,82

99,22

410,22 18,66

0,28

0,30

2

430

45,01

41

0,85

85,00

766,00 17,02

0,45

0,48

3

750

78,50

78

0,88

71,28 1301,28 16,58

0,57

0,52

4

760

79,55

79

0,9

57,60 1128,60 14,19

0,54

0,49

5

760

79,55

79

0,95

46,55

993,55 12,49

0,52

0,48

6

760

79,55

79

0,98

35,28

858,28 10,79

0,50

0,46

Charakterystyki regulacji silnika klatkowego:
a)

Lp

f[Hz]

Uω [V]

Igt [A]

1

45

90

10

2

40

90

3

35

89

4

30

90

5

25

75

6

20

58

7

15

43

b)

Lp

f[Hz]

Uω [V]

Igt [A]

1

45

43

10

2

40

40

3

35

40

4

30

40

5

25

42

6

20

40

7

15

36

8

10

25

9

5

10

4. Wzory użyte do obliczeń:

Moc czynna pobierana przez silnik:
P

M

=P

1

+P

2

Moc elektryczna generowana przez prądnicę:
P

G

=U

Gt

*I

Gt

Prędkość obrotowa:
n=U



*k



k



=10 (obr/min)/V

Prędkość kątowa



2



n/60

Straty obciążeniowe hamownicy:



P

Cu

=I

Gt

2

*R

GtP

Moc mechaniczna na wale silnika:
P

m

=P

G

+



P

0

+



P

Cu

Moment mechaniczny na wale silnika:
M=P

m

/



Sprawność silnika:



=P

m

/P

M

5. Wnioski i podsumowanie:

Wraz ze wzrostem prądu twornika wzrasta sprawność silnika.
Przy obniżeniu wartości zasilania o 10% wystąpiło ciekawe zjawisko gdyż poprawiła się
dolna granica sprawności z 0,36 na 0,66.
Przy obniżonym zasilaniu wzrósł również moment obrotowy silnika, zwiększył się pobierany
prąd, oraz wzrosła moc w stosunku do zasilania znamionowym napięciem.
Najwyższa uzyskana sprawność silnika pierścieniowego wyniosła 0,78.
Silnik klatkowy uzyskał najlepszą sprawność przy zasilaniu napięciem o częstotliwości 50Hz-
wynosiła ona 0,59.
Uzyskana moc mechaniczna na wale jak i prędkość silnika miała najwyższą wartość również
przy 50Hz. Wywnioskować można z tego iż zmniejszanie częstotliwości pracy takiego silnika
wpływa niekorzystnie na jego parametry.