background image

2 .3 .  M O C   I  M O M E N T

T a b l i c a  

2.26 

Zależności  dla  obliczania  mocy  i   momentu  maszyny  asynchronicznej

g< 

j  rr_*** .  ^

 

i7"

^  

^*|J  M j ] * ' 

[

H,

^ -

mu

p*~TŹfr

^mecti

M

./  f\n 

Pn+ćPmech

"   a, 

Zhfts) 

“n 

„■  m, Rj 

iy  m, 

UifR2

mat

^  m,

M™  

2u>  Ltn<+inf*to+xuf\

M

max

* * *   w   +

przy 

znak „+’’  odnosi się  do  pracy  silnikowej.
znak,,—”  odnosi  się  do  pracy  prądnicowej.

1

background image

u t r a t y   w  m la d iil  w i r n i k *

* Pu2  "  V   '   

*  ° '1  “  547>6  w

moo  p o l a   w i r u j ą c e g o

* Pu2  ■  B  Pw

P»  = 

=  T r fa r   -   15690  w

m om ent  z n am io n o w y

“ n  = 

3 J  

=  3 ?

S

r

  =  ł11  *

 

53------

b )   Moment  m a k sy m a ln y   w y s t ą p i   g d y

1 ^ = 8   3^2

c z y l i   p r z y

8k  = ^2  = ^  ’ 0,1

m om ent 

_

( ¾  

+  8  * S2  >

Mmax 

Mmax 

0 .1   •  0 .1  

0 ,.1 2  +  0 . 0 4 2 

.

-   ^ r r t ?

 

^

^

t r -   =  1» «

o )  Moment  m a k sy m a ln y   o d p o w ia d a   p o ś l i z g o w i  

3 ^ = 0 ,1

k  

n^

n k   =  n 1 ^ 1“ s k^  =  1000  1“ ° > 1  “   5 0 0   o b r / m i n

Z A D A N I E  

2 . 5 8

S i l n i k   a s y n c h r o n i c z n y   k l a t k o w y   o  d a n y c h   ztrd m io n o w y ch  

Pn =  5 , 5   kW, 

U ^ a 2 2 0 /3 8 0   V, 

n ^ =   1 4 4 0   o b r / m i n ,  

f n   =50  Hz 

o  p r z e c i ą ż a l n o ś c i   momentem 

ró w n e j  2 ,   z a s i l o n y   z  s i e c i   o  n a p i ę c i u   znam ionow ym   p r a c u j e   p o k o n u j ą c   moment 

ró w n y   0 , 9   Mn.  N a le ż y :

a )   w y z n a c z y ć   p r ę d k o ś ć   o b r o to w ą   s i l n i k a   p o   z w i ę k s z e n i u   s i ę   m o m entu  o p o r o -  

W tgo  o  8 0 $

b )   s p r a w d z i ć ,   p r z y   ja k im   n a p i ę c i u   s i e c i   s i l n i k   p r z y   tym  o b c i ą ż e n i u   u tk n i#

background image

«,)  Prędko Ad  obrotow a  a U n ik a

n   -   n , . ( l - s )

o  w zo ru   KZLosaa  o b lio B /im y   p o ś l i z g  

s  

p r z y   o b c i ą ż e n i u   momentem  0 , 9   Mn

» 

2  “n w

M  =

- Ł + f *

8k 

8

P o ś l i z g   k r y t y c z n y   o b l i c z a m y   k o r z y s t a j ą c   r ó w n ie ż   z  w z o ru   K l o s s a .   Po  p r z o -  

li w ir .ta łc e n iu .

r r

II  O  R  W  i   ^  M  «  n  I  •

*

max  , \  

II

  max

;V  

- 1

lidzie 

j ę -   “   2 

la ć

P o ś l i z g   k r y t y c z n y

n 1  -   n

=  0 ’ ° *

=  0 ,0 4 ^ 2  

+~\JzZ  -

  1  ’] =   0 ,1 4 9  

P o ś l i z g   o d p o w i a d a j ą c y   m o m entow i  0 , 9   Mn

72

-----

a

=  0 ,0 5 5 5

P r ę d k o ś ć   o b r o t o w a   o d p o w i a d a j ą c a   te m u   p o ś l i z g o w i

n   =  n.| ( 1 - s )   =  1 5 0 0 (1   -   0 , 0 3 3 5 )   =  1447  o b r / m i n  

Moment  po   z w i ę k s z e n i u   o  805¾

M  =  1 , 8   •  0 , 9   Mn   =  1 ,6 2   Mn  

P o ś l i z g   o d p o w i a d a j ą c y   te m u   m om entow i

7T

s   =  0 ,1 4 9

j h   A fi^ G z )

-  

1

0 ,0 7 6 6

P r ę d k o ś ć   o b r o to w a   p r z y   z w ię k s z o n y m   o b c i ą ż e n i u

n   =  n 1 ( 1 - s )   =  1500  (1  -   0 ,0 7 6 6 )   =  1385  o b r / m i n  

j a to m   p r ę d k o ś ć   z m a l a ł a   w  s t o s u n k u

background image

w

  *  °-,J™

b) 

N a p i ę c i e   u t y k u   s i l n i k a   o b o lą A o n a ^ o   mnniantnni 

1,62 

1 ^

Moment  m a k sy m a ln y   j e s t   p r o p o r a j o n u l n y   d o   k w a d r a t u   n a p i ę c i a   s l e o l .   U tlen I <( 

o le  

n a s t ą p i   w ó w czas  g d y   n a p i ę c i e   z m a l e j e   p o n i ż e j   w a r t o ś c i  

U1 

m l n » 

pr«y 

k t ó r e j  

m om ent  m a k sy m a ln y   J e s t   ró w n y   m om entow i  m aksym alnem u

Z A D A N I E  

2 .5 9

Im p e d a n c je   n l e o b r a c a j ą c e g o   s i ę   s i l n i k a   t r ó j f a z o w e g o   d w u k la tk o w e g o  

r y n ,  

2 . 2 9   w y n o s z ą   o d p o w ie d n io :  k l a t k i   w e w n ę tr z n e j 

Z ^ = 0 ,4   +  J 2 Q ( B )  

i   z e w n ę t r a ­

n ę  J  (A) 

Z

2  +  j   0 , 4  Q .  

O b l i c z y ć   s t o s u n e k   mom entów  w y tw a rz a n y o h  

przant 

o b i e   k l a t k i ,   p o m i j a j ą c   i n d u k c y j n ó ś ć   w z a je m n ą   k l a t e k

a )   p r z y   r o z r u c h u

b )   d l a   p o ś l i z g u   s   =  0 , 0 5

N a ry so w a ć   p r z e b i e g   p o s z c z e g ó l n y c h   momentów  i   m o m entu  w y p adkow ego  w 

f u n k • 

o j i   p o i l i z g u .

n a p i ę c i e   U1  m±n 

s p e ł n i a   z a t e m   r ó w n a n ie

s tą d

=  342  7

m m / r r r w m .

5

R y s.2.29

R y s.2.30

R o z w i ą z a n i e

Moment  j e s t   p ro p o rc jo n a ln y   do

s  R£

( ¾ ^   8*  Xs2Z)

background image

n  H,

a )

  ro a r u o h   n - 1

«A  ■ K  7 7 ?  

9 '  

y ,  -   *  ■'} 

'n " 7   ■  °>481  K

( Rg  +  o 

*f  O >4

<»'1 n i o 

K - o t a ł a

K  •  B

M.

B

T T  

2------------- "  K ------ P 3- ?   “   ° '° 9 62  K

( R j S   s  

X Bj   ) 

0 , 4   +   2

M

0 .4 8 1   K

- ■ffT^gśrT  ■ 5/1

b ) 

d l a   p o ś l i z g u  

s   =  0 ,0 5

u  

K  •  0 . 0 5  

•  2

 

rt  rto r   1T

M.  = 

- n

 

------« -   =  0 , 0 2 5   K

2  +  0 , 0 5  

•  0 , 4

M

b

  =   

g£   '  ° » ° ^   ‘  ° j 4  = 

0 ,1 1 7 5  

K

°

 

0 , 4  

+  0 , 0 5  

•  2

MA 

0 , 0 2 5   K  _   0 ,2 1 2

E   =  Ó71175  K 

“ 1

No  r y s . 2 . 3 0   p o k a z a n o   p r z e b i e g   m om entów

O d p .s  a )   M

a

/M

b

  =  5 / 1  

b )   M

a

/M

b

  =  0 , 2 1 2 / 1

Z A D A N I E  

2 . 6 0

T r ó j f a z o w y   s i l n i k   a s y n c h r o n i c z n y ,   c z t e r o b i e g u n o w y ,   p i e r ó o i e n i o w y  

d a -  

n y o h l 

U1n=  5 8 0   V , 

f n = 5 0   H z , 

1 ^ = 1 4 5 5   o b r / m i n ,  

R1=0 , 1 Q ,  

=  0 , 1 0

" n i  "   ° » 5 Q »'  XŚ 2 =  ° ' 5 Q  

z a ł ą c z o n y   z o s t a ł   n a   s i e d   t r ó j f a z o w ą  

k t ó r « j  

o i s ę s t o t l i w o ś ć   z m n i e j s z y ł a   s i ę   d o   w a r t o ś c i  

f x =  a  

f n  

g d z i e  

a * 0 , 8 .  

O b l i ­

c z y ć   j a k ą   p r ę d k o ś ć   o b r o to w ą   n^. 

p o s i a d a d   b ę d z i e   s i l n i k   p r z y  

znam ionow ym  

m om encie  o b c i ą ż e n i a .   I l e   w y n o s i ó   b ę d z i e   m om ent  m a k sy m a ln y  

o r« »

p o ś l i z g   m a k s y m a ln y  

Sm a x ^f

R o z w i ą z a n i e

K o r z y s t a j ą c   z   w z o ru   n a   m om ent  m ożem y  n a p i s a ć

background image

pięt?  sin   i

W  obliczeniach  pominiie  w y /s/c  liim m in lr/iic   ro /klad u   przcslr/cm iC|to  pulu

miiHiielyc/.ncgo  nuis/.yny.

O dp o w ied ź:

I) 

Ł/J0  =   130  V ; 

2) 

*«b 

P *

  =   -   f ,

4.3.  Bilans  mocy  i  strat  oraz  moment  elektromagnetyczny

le m a te m   z ad a ń   je s t  bilans  m ocy  czynnej  i  s tra t  m aszyny  indukcyjnej  pracującej 

w  '.lanie  ustalonym .  Przyjm uje  się  strzałk i  m o m en tó w   M em,  M m  o raz  prędkości  n ]p 

i i

v  wg  rys.  4-1.

Silnik  indukcyjny  p o b iera   z  sieci  zasilającej  m oc  czynną.  Część  m ocy  p o b ieran ej 

wyil/.iela  się  w  p o staci  s tra t  w  uzw ojeniu  o ra z  w   rd zen iu   sto jan a ,  re szta  zaś je s t  prze- 

1 .i/y w an a  do  w irn ik a  ja k o   m o c   p o la   m agnetycznego  w irującego.  Z   ko lei  część  m ocy 

pola  w irującego  w ydziela  się  w  p o sta ci  s tra t  w  uzw ojeniu  o ra z   w  rd zen iu   w irnika. 

IW .la  zaś  jes t  p rzek azy w an a  d o   o d b io rn ik a   przyłączonego  do   pierścieni  ślizgow ych 

(m oc  w ydaw ana)  o ra z   n a   w ał  w irn ik a   (m oc  m echaniczna).  M o c   użyteczna  silnika 

jesl  m niejsza  o d   m ocy  m echanicznej  o  s tra ty   m echaniczne.

Przy  pracy  m aszyny  indukcyjnej  z  niew ielkim   poślizgiem   (s   «   0)  stra ty   w  rd z e ­

niu  w irn ik a   są  m ałe,  b ow iem   częstotliw ość  p rzem ag n eso w y w an ia  w irn ik a je s t  w ów ­

czas  m ała ( f 2  —  sf])-  W  in n y ch  sta n ac h  p ra cy  m aszyny s tra ty  w  rdzeniu w irn ik a m o g ą  

być  dość  du że,  n aw et  w iększe  o d   s tr a t  w  rd zen iu   sto jan a .

Moc  m ech an iczn a je s t  iloczynem   p ręd k o ści  kąto w ej  w irn ik a   i  m o m e n tu   m echa- 

nicznegii  działająceg o   n a   w irn ik   m aszyny.  M o m e n t  m echaniczny  je s t  z  ko lei  su m ą 

m om entu  p o ch o d ząceg o   o d   ta rc ia   i  s tra t  w entylacyjnych  m aszyny  o ra z   m o m en tu  

użytecznego  n a   w ale  silnika  in d u k cy jn eg o .  W   stan ie  u sta lo n y m   m o m en t  m ech a­

niczny  je s t  ró w n y   m o m en to w i  e lek tro m ag n ety czn em u .

Przy  rozw iązyw aniu  z a d a ń   p o m ija  się  wyższe  h a rm o n iczn e  ro z k ła d u   p rz estrz en ­

nego  pola  m agnetycznego,  s tra ty   w  rd z en iu   w irn ik a  o ra z   s tra ty   w  izolacji.  P o n a d to  

zak ład a  się  stało ść  p a ra m e tró w   sch em atu   zastępczego  m aszyny.  W   o b liczeniach  b i­

lansu  m ocy  i  s tra t  w yzyskuje  się  sc h em at  zastępczy  m aszyny  indukcyjnej  (rys.  4-2) 

i  (rys.  4-3).  N a   rys.  4-4  p rzed staw io n o   b ila n s  m ocy  czynnej  i  s tra t  sp o rz ąd z o n y   n a 

podstaw ie  sch em atu   zastępczego  m aszyny  indukcyjnej.  Z az n ac z o n e   n a   tym   ry su n k u  

strzałk i  w sk azu ją  rzeczyw isty  k ieru n e k   m ocy  i  s tra t  p rzy   d o d a tn ic h   w arto ściach  

łych  wielkości.  W   ró żn y ch   sta n ac h   p racy   m aszyny  ind u k cy jn ej,  poślizg  p rzy jm u je

dow olne  w artości  w  przedziale  —co 

+ 00,  a   z a te m   rezy stan cja  zastępcza

1  —  .v

obw o d u   w irn ik a   ~   ( R 2 + R

j

)  o ra z   rezy stan cja  —7 — (R 2 + R j)   (rys.  4-4)  m ogą  m ieć

w a rto ść   d o d a tn ią   lu b   ujem ną.  S tąd   w n iosek,  że  k ieru n e k   rzeczyw isty  m ocy  m echa- 

nic/.nej,  m ocy  p o la   m agnetycznego  w irującego  i  m ocy  p o b iera n e j  z  sieci je s t  zależny 

o d   poślizgu  m aszyny.

192

background image

R y s .  4 -4 .  S c h e m a t z a s tę p c z y   m a s z y n y  in d u k c y jn e j  z  n a n ie s io n y m   b ila n s e m  m o c y  i  s t r a t :  a )  o b w ó d  

rz eczy w isty   n ie r u c h o m e g o   w irn ik a ;  b )  p a ra m etry   o b w o d u   w ir n ik a   sp r o w a d z o n e   n a   s tr o n ę

sto ja n a

Z ad an ie  4.8.  M a sz y n a   in d u k c y jn a   tró jfa z o w a   (m i  =   m 2  —  3)  p ierścien io w a 

sześcio b ieg u n o w a (p   =   3) je s t z as ilan a  z sieci tró jfazo w ej  o c z ę sto tliw o ś c i/i  =   60  H z. 

W   o b w ó d   każdej  fazy  u zw o jen ia  w irn ik a   w łączo n o   rezy stan cję  d o d a tk o w ą   R d  =  

=   5  R 2.  P rz y   w iro w an iu   w irn ik a   z   p rę d k o ścią   n  =   960 o b r/m in   w   k ie ru n k u   w iro ­

w a n ia   p o la   m agnetycznego  m o m e n t  użyteczny  n a   w ale  m aszyny    =   250 N   •  m.

N ależy   sp o rząd zić  b ilans  m o cy   i  s tr a t  w   o b w o d zie  w irn ik a ,  p rzy jm u jąc  p o d a n e  

w a ru n k i  pracy.

W   o b liczen iach   p o m in ą ć   s tra ty   m ech an iczn e   m aszyny.

R ozw iązanie 

P ręd k o ść  sy n ch ro n iczn a

60/s 

6 0 -6 0

P

=   1200 

o b r/m in

p o ś l i z g

1 2 0 0 - 9 6 0

1200

=   0.2

P o ślizg   1  >   5  >   0,  zatem   m aszy n a   p ra c u je   w   c h a ra k te rze   silnika.  M o c   użyteczna 

P   =   a mM   =   ~ M

=

— ~

 250  =   25152  W

13  Z adania  z  m aszyn  ele k try c zn y c h

193

4

background image

N n lciy   w y /m ie /y ć   m om ent  clek tro m iitfiirly i/n y   V/,,m  m ua/yny  p rzy   w irow aniu 

w irniku  /  p ręd k o ścią   o b ro to w ą  

11

 

.15(1( ) 11111/111111  w  kieru n k u   w irow im iu  polu

im ignetycznego  m aszyny.  W  obliczeniach  pominijć  rezystancję  uzw ojenia  sto jan a 

ora/,  p rą d   biegu  jało w e g o   m aszyny.

O dpow iedź:  M cm  <=  402  N   •  m .

4.4.  W yznaczanie  parametrów  schematu  zastępczego

Przy  an alizie  w łasności  m aszyny  indukcyjnej  w  sta n ac h   u sta lo n y c h   w ygodnie je s t 

posługiw ać  się  schem atem   zastępczym   m aszyny  p rzed staw io n y m   n a   rys.  4-3.  D o  

stw ierdzenia  w pływ u  ja k o ścio w e g o   poszczególnych  elem en tó w   sch em atu   zastę p ­

czego  n a   w łasności  m aszyny  w ystarczy  znajom ość  sam ej  s tru k tu ry   sch em atu ,  n a to ­

m iast  przy  o bliczeniach  ilościow ych  potrzebne  są   w arto ści  poszczególnych  rezy- 

Mancji  i  in d u k cy jn o ści  sch e m a tu   zastępczego.

P aram etry   sc h e m a tu   zastępczego  m aszyny  indukcyjnej  m o ż n a   określić  n a   p o d ­

staw ie d an y ch  w y konaw czych m aszyny lu b  n a  podstaw ie p o m ia ró w  m aszyny. W  p rz y ­

bliżeniu  m o ż n a  je   rów nież  oszacow ać  n a  podstaw ie  d an y ch   z n am io n o w y ch  m aszyny.

W  cci u  w y zn aczen ia  p a ra m e tró w   schem atu  zastępczego  n a   p o d staw ie  p o m ia ró w  

trzeb a  zm ierzyć  rezy stan cję  fazo w ą  u z w o jen ia  sto ja n a   i  w irn ik a,  p rzek ład n ię  n ap ię - 

i  iow ą  o ra z   w yznaczyć  c h ara k te ry sty k i  biegu  jałow ego  i  zw arcia  m aszyny.

Z   p o m ia ró w   p rz y   bieg u   jało w y m   w yznacza  się  p a ra m e try   gałęzi  p oprzecznej 

schem atu  zastępczego  R F,  L ^   o ra z   s tra ty   m echaniczne  APm.  P rz y   bieg u   jało w y m

m aszyny  p oślizg je s t  m ały, 

~   0,001,  a   z a te m  

5  R 2  |>  R 2.  W y n ik a   stą d   u p ro -

So

s/czo n y   sch em at  zastępczy  m aszyny  indukcyjnej  n a   biegu  jało w y m ,  p rzed staw io n y  

na  rys.  4-14.  C h a rak tery s ty k i  biegu  jało w eg o   / 10,  R 10  =  f ( U l0)  p rz y  f 10  —  co n st 

p rzedstaw iono  n a   ry s.  4-15a.  S tra ty  ja ło w e   są  m niejsze  o d   m o cy   p o b iera n ej  z  sieci

U ys.  4 -1 4 .  U p r o sz c z o n y   s ch em a t  z a stęp czy   m a szy n y   in d u kcyjnej  p rzy   b iegu   j a ło w y m   z   n a n ie ­

s io n y m   b ila n sem   m o cy   i  strat

216

background image

R y s. 4 -1 5 .  C h a ra k tery sty k i b ieg u  j a ło w e g o  m a szy n y  in d u k c y jn e j: a ) w  fu n k cji n a p ię c ia  z a sila n ia  (/,,,:

b ) 

w   fu n k c ji  k w a d ra tu   n a p ię c ia   z a s ila n ia   U~w

W   stan ie  zw arcia  m aszy n y   m o ż n a   p o m in ą ć   g ałąź  p o p rz e c z n i  (.Re ,  L J   i  poslu 

giw ać .się  u p ro szczo n y m   sch em a te m   zastępczym   p rzed staw io n y m   n a   rys.  4-16a,  b,  c.

M a sz y n a   in d u k c y jn a   w   s ta n ie   z w a rcia :  a ),  b ),  c )  sc h e m a ty   z a s tę p c z e   u p r o sz c z o n e ; 

d )  ch a ra k tery sty k i  zw a rcia

Uys.  4-16.

/

217

5

background image

M oc  pobierana  z  sieci  p rzez  m aszynę  w  stan ie  zw arcia je s t  tra c o n a   w   u zw ojeniach 

sto ja n a  i  wirnika.  P a ra m e try   /?,,  L s l,  R 2,  L's2  w yznacza  się  z   ch ara k te ry sty k   zw arcia 

(rys.  4-16d).

P aram etry   schem atu  zastępczego  m o ż n a   oszacow ać  n a   p o d staw ie  d a n y ch   z   t a ­

bliczki  znamionowej  m aszyny  in d u k cy jn ej.  P rzy jm u je  się  w ów czas  d o d a tk o w o   d o  

obliczeń:  napięcie  zw arcia  (uzn%  —  10  ...2 5 % ) ,  w sp ó łczy n n ik   m o cy   p rz y   zw arciu 

(cos <)>lzn  =   0,1  ...  0,3),  p r ą d   b ieg u   jało w e g o   ( I 10n%  =   25  ...  60% ),  -współczynnik 

m ocy  p rzy   biegu  jało w y m   (cos y 10„  =   0,05  ...  0,20)  o ra z   s tra ty   m ech an iczn e   z n a ­

m ionow e  (Apmn  =   0,3  ...  1% ).  W a rto ś ć   n a p ięcia  z w arcia  i  w sp ó łczy n n ik a  m o cy  

przy  zw arciu m ożna  oszacow ać  n a   p o d sta w ie  k ro tn o ś c i  p rą d u   ro zru ch o w eg o   i  k r o t­

ności  m om entu  ro zru c h o w eg o ,  k tó re   są   p o d a w an e   w   k a ta lo g a c h   silników .

P rzy   rozw iązyw aniu  z a d a ń   p o m ija   się  wyższe  h a rm o n ic z n e   ro z k ła d u   p rz estrz e n ­

nego  p o la  m agnetycznego  o ra z   s tra ty  w  rd z e n iu  w irn ik a.  P o n a d to   z a k ła d a  się  stało ść 

p a ram e tró w   schem atu  zastępczego  m aszy n y   in d u k cy jn e j.

Z ad an ie 

4

.

21

.  Silnik  in d u k cy jn y   tró jfa zo w y   (m t  =   3)  k latk o w y   o  d an y c h   z n a ­

m io n o w y ch :  p n  =   500 k W ;  U ln  =   6 k V  ( X ) ',   f u   =   50 H z ;  7ln  =   57 A ;  n„  =   980 

o b r/m in ;    ==  3,  zo stał  p o d d a n y   p o m ia ro m   p rzy   biegu ja ło w y m   i  w   sta n ie   zw arcia.

P rzy   biegu jałow ym   siln ik a  zasilo n o   uzw ojenie  s to ja n a   z   sieci  tró jfazo w ej  Us0  =

*  Uln ,  f , 0  = / ln  i  z m ierzo n o   p r ą d   p o b ie ra n y   z   sieci  I s0  =   17 A   o ra z   m o c   c zy n n ą  

p o b iera n ą   z  sieci  P s0  =   14 k W .  Z   p o d z ia łu   s tra t  p rz y   b ieg u   jało w y m   w yznaczono 

APm„  =   3,5 kW.

W   stanie  zw arcia  p rz y   z asilan iu   z  sieci  tró jfazo w ej  Usz  =   380 V , / «   = / i „ ,   silnik 

p o b ierał  p rą d   / sI  =   15 A   o ra z   m o c  c zy n n ą P 5Z  =   1  k W .  P o n a d to   z m ierzo n o   m eto d ą  

tech n iczn ą  rezystancję  fazy  u zw o jen ia  s to ja n a   R x  =   0,8  H.

N ależy   Wyznaczyć  p a ra m e try   sch e m a tu   zastępczego  silnika.

Rozwiązanie

P rzy  biegu  jało w y m   m aszyny  o bow iązuje  sc h em at  zastępczy  p rzed staw io n y   n a  

rys.  4-14.  P o m iary   p rz ep ro w a d z o n o   p rz y   p o łąc ze n iu   u z w o jen ia   s to ja n a   w  gw iazdę 

p rzy  czym   silnik  zasilany  z  sieci  Us0,  f s0  p o b ie ra ł  p r ą d   I , a  o ra z   m o c   czy n n ą  P s0. 

Z atem   w ielkości  w   schem acie  zastęp czy m   (rys.  4-14)

JT 

_  

5U_  =   -------

U

‘ °

~

Us0  _   6000

=   3465 

V ; 

/ 1 0 = / so  =   50  H z

■TtO  — -^sO  —  17 

A ,

P io   =  P , o  =   14000  W

I

background image

—  rezy stan cję  re p re z en tu jąc ą   s tra ty   m ocy  w   rd z en iu   sto ja n a

d  „   m ! u  10  _  3 -3 4 6 5 2 

_

A P

fq

 

 

9806 

“   367°

—  sum ę  p rą d ó w   p łynących  w   rezystancji  R F  i  w   obw odzie  w irn ik a   (ry s. 4-14)

( i e + r 2o ) « i 10cos<pl0  =  

=   -373465-   =   1>35 

A

—  p rą d   m agnesujący

/ ,   =  / / ? o - ( / F + / i o ) *  =  > /l7 2 —1,352  =   16,9 

A

—  re a k ta n c ję   gałęzi  p oprzecznej  sch em atu   zastępczego  (rys.  4-14)

  -   —

  ~   —

  -   3465  -   205 

O

/ „   ~   I ,   ~   16,9  - 205

—  in d u k cy jn o ść  gałęzi  p oprzecznej  sch e m a tu   zastępczego

^ - T

^ t - ^ o

’ 0’653  H

P a ra m e try   w zdłużne  sc h e m a tu   zastępczego  w y zn acza  się  z   p o m ia ró w   w   stan ic 

zw arcia,  w yzyskując  zależności  w ynikające  ze  sc h e m a tu  zastępczego (rys.  4-16a,  b,  c). 

P o m iary   w  sta n ie   zw arcia  w y k o n a n o   p rzy   p o łąc ze n iu   uzw o jen ia  s to ja n a   m aszyny 

w  gw iazdę,  w obec  tego  w ielkości  w   schem acie  zastępczym   (rys.  4-16a,  b ,  c)

TT

0 ^   =  - ^ - =

^  =  220  V ; 

/ ! , = / .  =  50  H z  

  3 

/ 3

/ i ,   =  / „ . =   15 

A ; 

P l t  =   P „   =   1000  W

Z   p o m ia ró w   w  stan ie  zw arcia   w yznacza  się:

—  im p ed an cję  zw arcia

o

i  Ir 

J

—  rezy stan cję  zw arcia

P l3 

1000 

m J l ;   “

3 -1 5

—  re a k ta n c ję   zw arcia

x z

  =  J

z

2

z

-

r

2

z

 =   14,6  a

—  re ak tan c ję   ro zp ro szen ia   uzw o jeń

X  

~   X '   ~   ^ 1  — 

—  7  3  £ł

A si  ~   a s2  ~   ^

----------2 

—  in d u k cy jn o ść  ro z p ro s ze n ia   uzw ojeń

'.MII

background image

—  rezy stan cję  u zw o jen ia   w irn ik a   s p ro w ad z o n ą   n a   s tro n ę   u zw o jen ia  s to ja n a

R'2  — R ::—R 1  =   1 ,4 8 —0,8  =  0,68  Q

N a   p o d s ta w ie   p o m ia r ó w  p r z y  b ie g u  ja ło w y m   i   w   s ta n ie  z w a rcia   m a s z y n y   in d u k c y jn e j  m o ż n a  

w y z n a c z y ć   p a ra m etry   s c h e m a tu   z a s tę p c z e g o .  Z   p r z e p r o w a d z o n y c h   o b lic z e ń   w y n ik a   n a stę p u ją c a  

n ier ó w n o ść

R , <   X sl

  *  

X s[ <   X ll

  <  

j

R

f

n lm w ią zu ją ca   n ie z a le ż n ie   o d   ty p u   m a s z y n y   in d u k c y jn e j.  Z a te m   w   o b lic z e n ia c h   p r z y b liż o n y c h  

p rzy  K   >   1

20

  (ry s.  4 -3   i   4^14)  m o ż n a   p o m in ą ć   g a łą ź   p o p r z e c z n ą   s ch e m a tu   z a s tę p c z e g o .

i

Z adanie  4.22.  O szaco w ać  p a ra m e try   sc h e m a tu   zastępczego  tró jfazo w eg o  

niz  =   3)  siln ik a  in d u k cy jn e g o   k latk o w e g o ,  b u d o w y   zam k n iętej  ty p u   S Z Jb   196n 

o  (lanych z n a m io n o w y c h : P n  =   2 0 5 k W ;  U ln  =   3  kV  ( A ) ; / i „   =   50 H z ;  I ln  =   48 A ; 

cos tptn  =   0 ,87/;  nn  =   980  o b r/m in ;  p   —  3.

R ozw iązanie

W   celu  o szaco w an ia   p a ra m e tró w   sc h e m a tu   z astępczego  m aszy n y   in d u k cy jn ej 

na  p o d staw ie  d a n y ch   z n am io n o w y ch   n a le ży   p rz y ją ć   d o d a tk o w o :  nap ięcie  zw arcia, 

p rą d   b ieg u   jało w e g o   o ra z   stra ty   m ech an iczn e.  R o z p a try w a n a   m as zy n a   in d u k cy jn a  

icsl  m aszy n ą  średniej  m o cy   i  d lateg o   m o ż n a   p rzy jąć

Uzn% =  1 8 % ;  W

 =   3 5 % ;  A P mi% =  0 ,5 %  

^

N ap ięcie  zw arcia  m aszy n y   m o ż n a   o sza co w a ć  d o k ład n ie j  n a   p o d sta w ie   p o d a w an e j

w  k a ta lo g a c h   k ro tn o ś c i  p rą d u   ro zru ch o w e g o .

P rz y   ty c h   z ało żen iac h   w y z n acza   się:

—  napięcie  zw arcia

T T

 

-

 

r r

 

_   M*«%  U

U , 

  18  3000

Un 

100 

ln f 

100  ^ 3  

100  ^ 3

—  p rą d   b ieg u   jało w e g o   p rz y   z n am io n o w y ch   w a ru n k a c h   zasilan ia

r

 

    ^

1011% 

y

 

   

IlOn%  J

 

3 5  

,

  o 

A

h o n   -   ■  !0()  h . f  -   l o r  ^ 1* --- 100“ 48  -   l6 >8 

A

—  s tra ty   m ech an iczn e  z n am io n o w e 

•<  «-•

AP mn =   -  P n =   ~

 205 000 =   1025 

W

R ezystancje  sc h e m a tu   zastępczego  w y zn acza  się  z  b ila n su   m o cy  i s tra t  m aszy n y

przy  z n am io n o w y ch   w a ru n k a c h   p ra cy .  Z n a m io n o w a   p rę d k o ś ć   sy n ch ro n iczn a

n ln  =  

=  - ^ 5 -   =   1000  o b r/m in

/n tc in   po ślizg   z n am io n o w y

i„ 

1 0 0 0 - 9 8 0

background image

W   w a ru n k a c h   z n am io n o w y ch :

—  s tra ty   w  u zw o jen iu   w irn ik a

Pum =  Pem =   j ~ ~  ( ^ , , + A P m„) =   3

-° 2—   (205000 +  1025)  =   4200  W

—  s tra ty   w   u zw o jen iu   s to ja n a  

T

A P„ln *  AP ll2n  =  4200  W

—  stra ty   w   rd z e n iu   s to jan a   (p rzy   p o m in ięciu   s tr a t  w   rd z e n iu   w irn ik a)

A P F„ =  P ln - A P uln- b P u2n - P n - W mn 

p rz y   czym   m o c  p o b ie ra n a   z   sieci  zasilającej

P i„  =  m x U U f I l n f cos<plu =   3 - ^ - - 4 8 - 0 , 8 7   =   216970  W

P o   p o d staw ien iu   w’a rto ści  liczbow ych 

^

A P f „ =  216970 -  4200 -  4200 -  2 0 5 0 0 0 -1 0 2 5   =  2545 W

Z n ając   s tra ty   m o cy   czynnej  z n am io n o w e  w   u z w o jen iac h   i   rd z e n iu  m aszy n y   w y­

z n acza  się  rezy stan cję  sch em a tu   zastępczego.

R ezy stan cja  u zw o jen ia  s to ja n a

R ezy stan cja u zw o jen ia w irn ik a   sp ro w a d z o n a  n a  s tro n ę  uzw o jen ia  sto jan a,  p rzy   p rz y ­

jęc iu   l'2nf  «   J lnf

P u2n 

A  P u2n 

4200

~   ' 

7 T ~   ~   ' 

72—   ~  T T Z P "  _   0,607

m  2^2n f  

m 2 I ln f

Z ak ład a jąc ,  że  w   w a ru n k a c h   z n am io n o w y ch   p ra c y   E ln  «   ?7ln /  =  

w yzna­

c z a   się  rezystancję  re p re z e n tu ją c ą   s tra ty   w   rd z e n iu   s to ja n a

_ - S £ - - 3 5 4 0  Q  

A i> „  

A i> „  

2545

P rz y   w y zn aczan iu   in d u k cy jn o śc i  w yzyskuje  się  zależności  w y n ik ające  z  u p ro sz ­

czonych  sch em ató w   zastępczych  p rz y   b ieg u -jało w y m   (rys.  4-14)  i  w   sta n ie  zw arcia 

(rys.  4-16).  P rz y   biegu  jało w y m   i  z n am io n o w y ch   w a ru n k ac h   zasilan ia   m aszyny 

(rys.  4-14  i  4-15)

A P rn + \ P m„ 

2545 +  1025

( h n + h o , i ) «  

 

3  3000 

~ 0,687  A

(/3

w obcc  teg o   p rą d   m agnesujący

"  y i 6 * 8 a-—0,687*  -   16,79  A

f i l

background image

P o d staw iając  w arto ści  liczbow e

J

G d y b y   ro z ru ch   r o z p a try w a n eg o   s iln ik a   b y ł  p r z e p r o w a d za n y   p rzy   zw a r ty ch   p ier śc ie n ia c h  

śliz g o w y c h   ( R d  —  0 )  to   z  r ó w n a n ia   (4 .2 6 -2 b )  w y n ik a ,  ż e   m o m e n t  r o z r u c h o w y   M Rn  =   3 1 8 ,5   N - m ,  

p r/y   c z y m   w g   z a le ż n o ś c i  (4 .2 6 -7 )  p rą d   r o z r u c h o w y   I 1Rn  —  4 ,9 3  I ln .

W łą c z en ie  re zy sta n cji  d o d a tk o w ej  R d  =   0 ,5   ^   w   o b w ó d   u zw o je n ia   w irn ik a   p o w o d u je   z n a cz n e 

p o w ię k sz en ie  m o m e n tu   r o z r u c h o w e g o   ( M R  =   11 7 0   N - m )   i  zm n ie jsze n ie   p rą d u   r o z r u c h o w e g o  

( / u  

2 ,8 5  I m ).  W p ły w   rezy sta n cji  d o d a tk o w ej  n a   m o m e n t  r o z r u c h o w y   w y n ik a   z   p r ze b ieg u  

ch a ra k tery sty k   m e c h a n ic zn y ch   s iln ik a   (rys.  4 -2 0 ).  N a   rys.  4-21  p rze d sta w io n o   z a le ż n o ś ć  m o m e n tu  

ro z ru c h o w eg o   M R  i  p rą d u   r o z r u c h o w e g o   / 1R  o d   re zy sta n cji  w  o b w o d z ie   u z w o jen ia   w irn ik a   m a - 

s /y n y .  P u n k ty   A ,  B ,  C,  D   z a z n a c z o n e   n a  rys.  4 -2 0   o d p o w ia d a ją   p u n k to m   A ,  B ,  C ,  D   z   rys.  4 -2 1 .

UrUmf^const

R y s.  4 -2 0 .  C h a r a k tery sty k i  m e c h a n ic z n e   s iln ik a   in d u k c y jn e g o   p ie r śc ie n io w e g o   p rzy  ró ż n y c h  

w a rto ścia ch   rezy sta n cji  R d  p rzy łą czo n ej  d o   p ie r śc ien i  w ir n lc a

R y s.  4 -2 1 .  W p ły w   rezy sta n cji  R d  p rzy łą czo n ej  d o   p ier śc ien i  w irn ik a   s iln ik a   in d u k c y jn e g o   p ier­

ś c ie n io w e g o   n a   m o m e n t  r o z ru ch o w y   M R  i  p rą d   ro z r u c h o w y   I iR .  K r z y w e  w y k r eślo n o   w g  w zo r ó w

(4 .2 6 -2 b )  i  (4 .2 6 -7 )

Z ad an ie  4.27.  S ilnik  induk cy jn y   tró jfazo w y   ( m x  =   m 2  =  

3 )  

pierścieniow y  b u ­

dow y  zam k n iętej  ty p u   S Z U b   1512c  o  d an y ch   zn am io n o w y ch   :  P n  —  50 k W ;  £/,„ 

500  V  ( X ) \   f \ n 

50  H z;  p 

6 ;  n„  490 o b r/m in ;  I }n 

210  A ;  pn  = 2,3  ma

być  /ah iczo n y   d o   sieci  trójfazow ej  Ua 

U ^ ,   J\ 

60  Hz.

background image

W yznaczyć  rezystancję  d o d a tk o w ą   R d,  k tó r ą   należy  w łączyć  w  k a ż d ą   fazę  u z w o ­

je n ia   w irn ik a,  aby  u zyskać  m o m e n t  ro zru ch o w y   siln ik a  M R  =   M n.  W   o bliczeniach 

p o m in ą ć   p rą d   biegu  jało w eg o   o ra z   rezystancję  uzw o jen ia  sto jan a   m aszyny.

R ozw iązanie

W łączenie  rezystancji  d o d atk o w ej  w  o b w ó d   uzw o jen ia  w irn ik a  p o w o d u je  zm ianę 

poślizgu  k ry ty czn eg o   m aszyny  in dukcyjnej.  P rz y   z ało żen iach   n arzu co n y ch   tem atem  

(rys.  4-19)  po ślizg   kry ty czn y   m aszyny  pracującej  z  rezy stan cją  R d  w  o b w o d zie  w ir­

n ik a

( 4 -2 7 ' l a )

U w zględniając  poślizg  krytyczny  m aszyny  p rzy   w a ru n k ac h   zn am io n o w y ch   zasi­

la n ia   i  zw artych  pierścieniach  ślizgow ych

R'2

Skn  =

2 tc/i n (L si +  L ’s2)

o ra z   że  w   ro zp atry w a n y ch   w a ru n k a c h   ro z ru c h u   j \   — f s  o trzym uje  się  z  ró w n a n ia  

(4.27-la )

’ -

‘ - ( ' + - £

) ( f )  

( ł 2 7 - , b )

Z   zależności  (4.27-Ib )  w yznacza  się  rezy stan cję  d o d a tk o w ą   w  o bw odzie  w irn ik a

(4.27-2)

R ezystancję  uzw ojenia  w irn ik a   R 2  w yznacza  się  z  bilan su   m ocy  i  s tra t  p rzy   z n am io ­

now ych  w a ru n k ac h   p racy   silnika

K , =   Fe,n

(4.27-3)

m2lL n„

 

m2/|„

P ręd k o ść  sy n chroniczna  z n am io n o w a

6 0 /, „ 

6 0 -5 0  

.  .

!„  =       —  =   — 7—   =   500  o b r/m in

P 

6

P odstaw iając  w arto ści  liczbow e  do   w zoru  (4.27-2)  otrzy m u je  się

500 -  490 

50000 

.

=  

490 

'  3^210^  =   ' 

R ezystancja  o b liczo n a  z  w zo ru   (4.27-3)  jest  o b a rcz o n a   błędem   w ynikającym   /   ml 

chylki  prędkości znam ionow ej  p o d aw an ej  na 

tabliczce  znam ionow ej od w artości

gw aran to w an ej (wg 

PN -65/H -06000  odchyłka poślizgu  /n n n iio n o w eg o  m n?e 

wy

nosić  20",,).

background image

P o śliz g  k ry ty czn y  p rz y   w a ru n k a c h  zn am io n o w y ch  zasilan ia  m aszy n y  i  p rz y  z w ar­

ty c h   p ierścien iach   ślizgow ych  o b licza  się  z   w zo ru   K lo ss a  

-  

—*

M ^ _   _  

2

Pn 

M maxn

 

S„ 

Sk„

s kn 

s n

O trzy m u je  się  dw ie  w a rto ści  p o ślizg u   k rytycznego

sk,a  =   s„ (P n+ V p2n - 1) 

o ra z   skn2  =   s „ 0 „ - V p 2„- 1)

P rz y   w a ru n k a c h   z n am io n o w y ch   p ra c y   siln ik a  sn  <   skn,  a   z atem   rozw iązanie  skn2 

n ależy   o d rz u c ić   ja k o   n ie re aln e   (gdyż  skn2  <   J,,).  W o b ec  tego

sk„  =  sknl  =   sn(p„ +  V  p  \  - 1) 

(4.27-4)

P o d s ta w ia ją c   w a rto śc i  liczbow e

skn =   -50° ^ 9°   (2,3 +  A 3 2 - l )   =   0,0875

P o ślizg  k ry ty cz n y  sh m aszy n y  p racu jące j  z re zy sta n cją R d w   obw odzie w irn ik a  w yzna­

cza  się  z   w z o ru   K lo ss a   p rz y   j   =   1

M

r

 

___ 2 _

M k 

1

■ x r + ¾

M k

S tą d   o trzy m u je   się  d w a   ro z w iąz an ia

/ (

t ę

) ’ - 1 

<427-5-)

$

7c2

<4-2,' 5b)

W   tem a cie   z a d a n ia   je s t  n a rz u c o n y   m o m e n t  ro z ru c h o w y

30P„ 

30 -5 0 0 0 0  

n _ ,   __

^

 =  ^

  =  1 ^ 7   =   - ^ 4 9 0 - = 975  N - m  

M o m e n t  k ry ty cz n y :

—  w   ro z p a try w a n y c h   w a ru n k a c h   zasilan ia   m aszy n y   (U L  —  U J \ / 2 , f x  =

( 4 ' 2 7 _ 6 )

—  p rz y   zn am io n o w y ch   w a ru n k ac h   zasilan ia

30P„ 

30 -5 0 0 0 0  

r

M kn -  p,,M „  =  p„ 

■ =  2,3  ------ — —   =  2240  N - m

7T7J/t 

7Z 4 y u

W obec  teg o   z   zależności  (4.27-6)  o trzy m u je  się

M k  —  2 2 4 0 (1 )1 

1555  N -m

Z S i ________________________________________________ _____  

__________________________   ____ ________

background image

Poślizgi  krytyczne,  p rzy   k tó ry c h   uzyskuje  się  w ym agany  m o m en t  ro zru ch o w y ,  o b li­

czone  z  zależności  (4.27-5a, b )

s k2  '■

1555

975

1555

975

1  =   2,835

/ m -

- v   ( w ) ' - 1 - 0'355

Z   ró w n a n ia   (4.27-2)  o trzy m u je  się  p o   p o d sta w ien iu   w artości  liczb o w y ch : 

—  d la  sk  — skl

” 2,8350  / 6 0 1

R dl  =   0,0077

-   d la  sk  =   sk2

R d2  =   0,0077

0,0875

0,3550  / 6 0

0,0875

(SH-*

( S

) - ]   =   »•'

=   2,92  Q

0298  a

W y m a g a n y   m o m e n t  r o z r u c h o w y   m a szy n y   in d u k cy jn ej  w y stę p u je  p rzy  d w ó c h   rezystan cjach  

d o d a tk o w y c h   w   o b w o d z ie   w irn ik a : 

  2 ,9 2     o ra z   R d l  =   0 ,0 2 9 8   f i .  T y m   d w o m   r e z y sta n ­

c jo m   d o d a tk o w y m   o d p o w ia d a ją   ch a ra k tery sty k i  m e c h a n ic z n e   m a szy n y   in d u k cy jn ej  p r z e d sta ­

w io n e   n a   ry s.  4 -2 2 ,  K o r z y stn ie jsz e   je s t  sto so w a n ie   p rzy   ro z ru ch u   w ięk szej  r ezy sta n cji  (p ra ca  

nil 

stabiln ej  c z ę śc i ch a ra k ter y sty k i m ech a n ic zn ej —  rys.  4 -2 2   o r a z   m n iejszy   prąd  r o z ru ch o w y   siln ik a 

-   ry s.  4 -2 1 ).

R y s.  4 -2 2 .  C h a r a k tery sty k i  m e c h a n ic z n e   m a szy n y   in d u k cy jn ej  p ier śc ien io w ej  ty p u  

SZUb 

I5 1 2 c: 

1  —  n a tu r a ln a   p rzy   U lm\  f u \  R d  =   0 ;    —  p rzy   U ,„ ;  1 ,2   / i „ ;  

■=  2 ,9 2   f i ;     — 

przy  U

R n   =   0 ,0 2 9 8   £1

/ , arianie  4.28.  S ilnik  induk cy jn y   tró jfazo w y   k latk o w y   budow y  zam kniętej  Iypn 

S Z Jd  88c  o  d a n y ch :  P„  =   28  k W ;  U u   =  380 V  ( A ) ;  

=   50  H z ;    -   4 ;  s„  -

»»  0 ,0 2 ;  skn  «=  0,08  m a   być  załączo n y   d o   sieci  trójfazow ej  o  d a n y ch :  U, 

ć/1(l;

C elem   o g ran iczen ia  p rą d u   p o b ieran eg o   z  sieci  zasilającej  przy  rn /ru c h u  

silnika  d o   w arto ści  /,„ 

1,5  / „  zasto so w an o   a u to tra n s fo rm a to r  o bniżający  napięcie

zasilania  uzw ojeniu  stu jan a   silnika.

background image

3)  Z   zależności  (4 .2 8 -la )  w yznacza  się  m o m e n t  ro z ru c h o w y   siln ik a  p rz y  

s   — 

1

2  M k

M *   =   -

(4.28-9a)

sk +  -

l»o  uw zględnieniu  zależności  (4.28-4a, b )   otrzy m u je  się

sk

+Hł)r

(4.28-9b)

l‘r /y   w a ru n k ac h   zn am io n o w y ch   z as ilan ia   siln ik a : 

«

—  m o m e n t  z n am io n o w y

30P„ 

pP „  

4 -2 8 0 0 0

=   ■

701, 

2 - / ^ ( 1 - 5 , , )  

2 - 5 0 ( 1 - 0 , 0 2 )

m o m e n t  k ry ty czn y   zn am io n o w y

M kn

=   363  N - r a

[  

sn 

,  sk„ 

 

3 6 3     0 , 0 2  

0 , 0 8  ^

— f e   +  T )   -   —  (■w

  +   w )   ~ 772  N  “

1’o d staw iając  w arto ści  liczbow e  d o   zależności  (4.28-9b)

o . o OR • 1

^

 =  W

( l ) ( l ) 2 772  T T ! ^ g W

  = 4 5 ,1   N - m

Z a s to so w a n ie   p r z y   ro zru ch u   s iln ik a   in d u k c y jn e g o   a u to tr a n sfo r m a to r a   lu b   tr a n sfo r m a to r a  

o   p rze k ła d n i  n a p ię c io w e j 

>   1,  p o w o d u je   zm n ie jsz e n ie   p rą d u  p o b ie r a n e g o  z   s ie c i  za sila ją cej

/ , k, prąd u   r o z r u c h o w e g o  

o r a z   m o m e n tu   r o z r u c h o w e g o   M K s iln ik a .  W p ły w   p r ze k ła d n i

n  i  p rądy  I sR  i  / ;R  o ra z  n a  m o m e n t  r o z r u c h o w y   (rys.  4 -2 4 )  w y n ik a   z   ró w n a ń   (4 .2 8 -5 ),  (4 .2 8 -8 )

K y;,  4 -2 4 .  W p ły w   p rzek ła d n i  n a p ięcio w e j  &

a

  a u to tr a n sfo r m a to r a   n a   m o m e n t  r o z r u c h o w y   M K 

i  prąd  r o z r u ch o w y   / IK  siln ik a   in d u k c y jn e g o   o r a z   n a   p rą d  

p o b ie r a n y   z   s ie c i  za sila ją cej  p rzy  

r o z ru ch u   s iln ik a   z a   p o m o c ą   a u to tra n sfo r m a to ra

o ia /.  (4.2R-‘)b ).  M o m e n t  r o z ru ch o w y   i  prąd  p o b ie r a n y   z   sieci  za sila ją cej  p rzy   ro zru ch u   siln ik a   s u  

o d w r o tn ie   p ro p o rcjo n a ln e  d o   k w a d ra tu   p r ze k ła d n i  n a p ięcio w e j  ( /,«  

un/ ft * *  M n   •  MmiIW *).

niytomlftHl  pnjil  romiohowy  silniku jest  odwrotnie  proporcjonalny  ilo przokhulni ( / )M

background image

Z ad an ie  4.29.  Silnik  induk cy jn y   tró jfazo w y   ( w j  =   3)  k latk o w y   b u d o w y   c h ro ­

n io n ej  ty p u   SB Jd  56a  o  d a n y ch :  / ’„  =   2,8  k W ;  U ln  —  220  V ( A ) ;   f u   =   50  H z ; 

p   =   3 ;  n„  =   .950  o b r/m in ;  p„  —  1,9,  p rzy łączo n o   d o   sieci  zasilającej  tró jfazo w ej 

o   d a n y ch :  XJS  =   2 2 0 V ;  f s  =   50  H z,  p rz y   użyciu  p rzełączn ik a  g w ia zd a —tró jk ą t

Silnik  je s t  ob ciążo n y   m o m en tem     =   0,15  M „.

N ależy   w yznaczyć:

1)  p rą d   ro zru ch o w y   / 1RJk  o ra z   m o m e n t  ro z ru c h o w y   M RK  siln ik a p rz y   p o ło żen iu  

p rzełączn ik a  w  pozycji  gwiazda',

2)  p rę d k o ść   o b ro to w a   u s ta lo n ą   nk o raz  p rą d  

p o b iera n y   z  sieci  p rz y   p o ło ­

ż e n iu   p rzełączn ik a  w  p o zy cji  gwiazda',

3)  m o m e n t  elek tro m ag n ety czn y   M \ m  silnika  o ra z   p rą d   /*A p o b ie ra n y   z  sieci  p o  

zm ia n ie   p o ło że n ia   p rzełączn ik a  w  pozycję  tr ó jk ą t  p rzy  

=   tia .

W   o b liczeniach  p o m in ąć  rezystancję  uzw ojenia sto ja n a   o ra z  p rą d   biegu  jało w eg o .

R ozw iązanie

N a   ry su n k u   4 -2 5 a   p r z e d s ta w io n o   sch em a t  p o łą c z e ń   u z w o je n ia   sto ja n a   s iln ik a   in d u k c y jn e g o  

p rzy   ro z ru ch u   z a p o m o c ą   p r ze łą czn ik a  g w ia z d a - tr ó jk ą t.  W  p ie r w szy m   eta p ie  ro z r u ch u   u z w o je n ie  

s to ja n a   je s t  p o łą c z o n e   w   g w ia z d ę,  n a to m ia s t  w   d ru g im   —  w   trójk ąt.

o b lic z e n ia c h   w y zy sk u je  s ię   sc h e m a t  z a stę p czy   siln ik a   in d u k c y jn e g o   p r z e d s ta w io n y  

na 

Tys.  4 -2 5 b .  N a   p o d s ta w ie   d a n y c h   z n a m io n o w y c h   w y z n a c z a   s ię   p a ra m etry   sch em a tu   z a s tę p c z e g o  

m a sz y n y .

R y s.  4 -2 S .  R o z r u c h   s iln ik a   in d u k c y jn e g o   za   p o m o c ą   p rze łą czn ik a   g w ia z d a -tr ó jk ą t:  a ) 

schemat: 

p o łą c z e ń   u zw o jen ia   sto ja n a ;  b )  s c h e m a t  za stęp czy   u p r o sz c z o n y   m a szy n y   in d u k cy jn ej

M o m e n t  k ry ty czn y   p rzy   w a ru n k a ch   zn a m io n o w y c h   za s ila n ia

b)

( 4 ,2 9 - U )

Przy  p rzy jęty ch   z a ło ż e n ia c h   (rys.  4 -2 5 b )

10

background image

*lt|d

L z  —

  Zsl -f Z.,2  —  ;

pm

 i 

17;A?/.

2   (2 tx f i  „)z 

M kn 

P o d sta w ia ją c   w a r to śc i  lic z b o w e

i .   = ----- ^ - 3--------------------- 0 ,0 4 1 3   H  

( 4 .2 9 - lb )

2   (2rr  5 0 ) 2  5 3 ,5

/   w zo ru   K lo r 

p rzy   p ra cy   siln ik a   w   w a ru n k a ch   z n a m io n o w y c h   w y zn a c za   się  p o śliz g   k ry ty c zn y  

i* .  =   *   Q>„ +  

=  

( l >9 +  

  ° . ’ 7 6  

(4.29-1 C)

1’nAlizg  k ry ty czn y   j e s t   o k r e ś lo n y   z a leżn o ścią

-^2 

 

 

-^2

S“"  =   "  W l „  ( £ „ + £ « )  

2tT /,T X 7

S lilil  p o   u w z g lęd n ie n iu   z a le ż n o ś c i  ( 4 .2 9 - lb ,  c)

^   =   ł „   (2

tt

/ , „ i s)   -   0 ,1 7 6   [ 2 -   5 0 - 0 ,0 4 1 3 ]   =   2 ,2 8   Q

1) 

W   pierw szym  eta p ie  ro z ru c h u   uzw ojenia  s to ja n a  silnika je s t p o łączo n e w gw ia 

/d ę ,  w obec  teg o

■ 

U ,

 

,

U lx   -   -^ = - 

o raz 

/ , = / ,  

(4.29-2a)

P rąd  p o b ieran y  z sieci  zasilającej 

je s t ró w n y   p rą d o w i  fazow em u  silnika.  Ze  sche­

m atu  zastępczego (rys.  4-25b)  w y n ik a,  że p rz y     =   1

V i x

y/R'

22

 + 

L z)2

(4.29-2b)

U w zględniając  zależności  (4.29-2a)  o trzy m u je  się  p o   p o d staw ien iu   w arto ści  liczbo­

wych

220

 

=   J  

=  

------ :■ -=   =   9,65  A

1 /3 (/2 ,2 8 ^  +  (27150-0,0413)2

/.  b ilansu  m o cy   p r z y  ro z p atry w a n y ch   w a ru n k a c h   p racy   m aszyny  o b licza  się  m o ­

m ent  ro zru ch o w y   siln ik a  p rzy   p o łączen iu   s to jan a   w  gw iazdę

m i R i I i *  

p n u R i I i n  

M * a -  

to lm 

-  

2 tc /s 

(4.29-2c)

P o d staw iając  w arto ści  liczbow e

3 -3 -2 ,2 8 - 9 ,6 5 2 

,   no  XT

 

2rc5Ó 

=   6,08  N - m

2) 

Przy  p oślizgu    =   1  m o m e n t  elek tro m ag n ety czn y   siln ik a  M KK  je s t  w iększy 

tul  m o m en tu   o b ciążen ia  ,  a  zatem   zw iększa  się  p ręd k o ść   o b ro to w a   w irn ik i.  U s ta - 

loni|  p rędkość  o b ro to w ą   silnika  o b ciążo n eg o   m o m en tem   M ,  p rzy   położeniu  p rz e ­

lic z n ik u   w  pozycji  gw iazda  oblicza  się  z  zależności

nA  ■■ 

m

, ( 1—

( 4. 29- 3)

2  Ul)

background image

—  p ręd k o ść  sy n ch ro n iczn a

_   6 0 /s  _   6 0 '5 0

=   1000  o b r/m in

P rzy  poślizgu  s k  m o m en t  ob ciąże n ia     ró w n a  się  m o m en to w i  elek tro m ag n ety cz-

2  M k

n em u   M emk  a   zatem

(4.29-4)

s n

Z   ró w n a n ia   (4.29-4)  w yznacza  się  p oślizg 

O trzy m u je  się  d w a  ro z w iąz an ia

T  M * .

Jed y n ie  p ra ca   w  p u n k cie  o d p o w iad ający m   poślizgow i  j'A1  je s t  p ra c ą   sta b iln ą ,  zatem  

rozw iązanie  s x2  należy  odrzucić.  W o b ec  tego

M

- 1 

(4.29-5)

P rz y   p o łączen iu   uzw o jen ia  s to ja n a   w  gw iazdę

' f u '

= s‘"(t L) = 0,176,1 = 0>176

M kx  =   M k:

M   =   0,15 M „  =   0,15  30_ 9258^ °   =   4,23  N - m  

P o d staw iając  obliczone  w arto ści  d o   ró w n a n ia   (4.29-5)

O statecznie  z  ró w n a n ia   (4.29-3)  o trzy m u je  się

nk  =   n : ( l —sA)  =   1 0 0 0 (1 -0 ,0 2 1 1 )  =   978,1  o b r/m in

Z n ając  poślizg 

j a

  i  w aru n k i  zasilan ia   silnika,  n a   p o d sta w ie  sch em atu   zastęp czeg o  

(rys.  4-25b)  o blicza  się  p rą d   p o b ie ra n y   z  sieci  zasilającej

background image

•odstaw iając  w arto ści  liczbow e

r*x  =   h x   =

220

^ 3 V

  ( o i e i r ) ' - 1-*2-  5 0 - 0-0413) 1

=   1,17  A

3) 

Przy  p rę d k o ści  n%  —  «A  =   978,1  o b r/m in   i  poślizg u   s'&  =   sx   zo staje  zm ie­

n ione  po ło żen ie  p rzełąc zn ik a  w  pozycję  trójkąt.  Przy  p o łączen iu   uzw ojenia  sto ja n a  

w  tró jk ą t  iJ lA  =   Us ;  f i   =  f s ,  a   zatem   p rą d   fazow y  silnika

U i  

220

/   *  -  

M A   —

V

 (iiii)1+<2"50'0’04l3);

=   2,03  A

>l'ild  p o b ieran y   z  sieci  zasilającej

= / 3 J

i a

  = / 3 - 2 , 0 3   =   3,51  A

M o m en t  elek tro m ag n ety czn y

P ^ C T i a ) 2 

_   j i 3 l ( 2 ,0 y  

2,28  _   12  69  N . m  

2 ^ 5 0  

0^0211  ~

M L ,

  = •

2 ~ /s

•«A

■! -26.  R o z r u c h   siln ik a   in d u k c y jn e g o   za   p o m o c ą   p rze łą czn ik a  g w ia z d a —tr ó j k ą t :  a )  c h a ra k te- 

|y * ly k l  m o m e n tó w   elek tr o m a g n e ty c z n e g o   yW,„,  i  m ech a n ic zn eg o   A /m;  b)  ch a ra k tery sty k i  p rą d u   I , 

p o b ie r a n e g o   z,  siec i  zasilającej

MII

background image

-

Przy  poślizgu  s A  =  0,0211  m o m e n t  elek tro m ag n ety czn y   silnika  A/*„a   je s t  w ięk­

szy  o d   m o m e n tu   ob ciążen ia  M ,  a   z a te m   zw iększa  się  p rę d k o ść   o b ro to w a   w irnika. 

U s ta la   się  now y  p u n k t  p racy   p rz y   poślizgu  s A ,  p rzy   k tó ry m   m o m e n t  e lek tro m ag n e­

tyczny  silnika  M em-A  ró w n a   się  m o m en to w i  o b c ią że n ia    (rys.  4-26).

Z a s to so w a n ie   p rze łą czn ik a   g w ia z d a - tr ó jk ą t  p rzy   ro z ru ch u   siln ik a   in d u k c y jn e g o   je s t  m o żliw e , 

gdy  n a p ię c ie   s ie c i  zasilającej  j e s t   r ó w n e   z n a m io n o w e m u   n a p ię ciu   fa z o w e m u   u z w o je n ia   sto ja n a . 

W   p ier w sz y m   eta p ie  ro z ru c h u   u z w o je n ie   sto ja n a   jest  p o łą c z o n e   w   g w ia zd ę.  W ó w c z a s  p rą d   r o z ­

r u ch o w y   p o b ier a n y   z   siec i  j e s t   o k .  trzy k ro tn ie  m n iejszy   o d   z n a m io n o w e g o   p rą d u   r o z ru ch o w eg o  

siln ik a .  R ó w n ie ż   m o m e n t  r o z r u c h o w y   siln ik a   zm n ie jsza   się  o k .  trzy k ro tn ie.  P r zetą cz en ie  p rze­

łą c zn ik a   w   p o z y c ję   tr ó jk ą t  p rzy   m ałej  p r ę d k o śc i  o b r o to w e j  n  -  :  nk   (rys.  4 -2 6 )  w y w o łu je  zn a c z n e 

p o w ię k sz e n ie   p rą d u   p o b ie r a n e g o   z   siec i  i  m o m e n tu   s iln ik a   w   d ru g im   eta p ie   ro z ru c h u .

Z ad an ie  4.30.  W   celu  o g ran iczen ia  p rą d u   ro zru ch o w eg o   silnika  indukcyjnego 

tró jfazo w eg o   k latk o w eg o   o  d a n y ch  zn am io n o w y ch :  P„  =   1,1  M W ,  Uln  =   6 k V  ( A ) ;  

f ln  =   50 H z ; 

=   128  A ;    =   2 ;  s„  =   0,0133;  skn  =   0,0555  d o   W artości  I 1R  =  

=   2 I ln,  zasilo n o   uzw ojenie  sto ja n a   silnika  o b n iżo n y m   napięciem   Us  p rz y   często­

tliw ości  / ;   =  / , „ .

P rzy   ro z p atry w a n y ch   w a ru n k ac h   ro z ru c h u   silnika  n ależy  w yznaczyć:

1)  n apięcie  zasilan ia  silnika  C/s ;

2)  m o m e n t  ro zru ch o w y   siln ik a  M R .

W   obliczeniach  p o m in ą ć   rezystancję  uzw ojenia  s to ja n a   o raz  p rą d   biegu  ja ło ­

w ego.

O dpow iedź

1)  Us  =   2,88  k V ;  2)  M R  =   0,217  M R„  =   0,053  M„  =   37,6  N   •  m .

Z adanie  4 .3 1 .  Silnik  induk cy jn y   tró jfa zo w y   k latk o w y   ty p u   SZ Jd  78c  o  danych 

znam io n o w y ch :  P n  —  14 k W ;  U ln  =   220 V ( A );  f ln  =   50 H z ;  I,„  =   52 A ;    =   4 ; 

n„  =   735  o b r/m in ; 

=   5 ln;  M Rn  =   1,3  M „,  załączo n o   d o   sieci trójfazow ej  o  d a ­

n ych:  Us  =   Uln ;  f s  =  J \ n  za  p o m o c ą   p rzełącz n ik a   g w ia z d a - tr ó jk ą t.

Przy  p o ło żen iu   p rz ełąc z n ik a   w  pozycji  gw iazda  należy  w yznaczyć:

1)  m o m e n t  ro zru ch o w y   siln ik a  M R ;

2)  p rą d   ro zru ch o w y   siln ik a  JR  p o b iera n y   z  sieci  zasilającej.

O dpow iedź

1)  M

r

  =   0,333  M Rn  =   0,433  M„  =   78,8  N   ■ m ;

2) 

I R 

=   0,333  I 1R„  =   1,666 I , Rn  =  86,67 A.

Z ad an ie  4.32.  Silnik  in d u k cy jn y   tró jfazo w y   pierścieniow y  o  danych  z n am io n o ­

w ych:  P„  =   1 k W ;  Uln  =   380 V  ( A ) ;   f i n   =   50 H z ;  />  =   4 ;  I ln  =   19,5  A ;  I lKn 

  3 

cos  <piR„  =   0 ,15/;  R 2  —  0 ,2 fl  m a  być  załączony  d o   sieci  trójfazow ej  o  d a ­

n ych:  U,  =   Uln ; f ,   = / i „ .   W   celu  o g ran iczen ia  p rą d u   rozruchow ego  silnika  do   w ar­

tości  / ,,(   =   1,5 Zx„  w łączono  d ław ik   o  induk cy jn o ści  L d  w  k a żd ą   fazę  uzw ojenia 

w irn ik a.

Należy  w yznaczyć:

1)  in d u k cy jn o ść  I.,,  d ław ik a;

2)  m o m en t  ro zru ch o w y   silnika.

in  /.n iiiiiilM  

t

  im ift/y n   a lP lł t r y c / iiy r h

M l