background image

LABORATORIUM MASZYN I URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH

ĆWICZENIE NR 7

 

 

UKŁADY ROZRUCHOWE SILNIKÓW INDUKCYJNYCH 

KLATKOWYCH

 

Wydział

Mechaniczno-Energetyczny

Rok akademicki
2009/2010

Rok studiów
2

Skład grupy:

1.

Mateusz Kranc 173356

2.

Barbara Zając 173344

3.

Jolanta Firla 173340

4.

Maria Bartczyk 173366

5.

Piotr Sacha 173297

6.

Agnieszka Żuraw 173342

Data wykonania
06.04.2010

Semestr
4

 

Data oddania
20.05.2010

Zaliczenie

 

Uwagi:

 
 
 

 

 

 

 

 

 

background image

1.

Spis przyrządów i maszyn:

 

M - Silnik indukcyjny klatkowy typu SZEe24a nr fab. 538528

=

=

=

=

=

=

=

=

=

6

,

13

210

100

50

8

,

0

cos

min

1420

5

,

3

I

V

380

5

,

1

n

Rs

W

Pm

W

Pfe

Hz

f

obr

n

A

U

kW

P

n

tn

n

ϕ

 

V - Woltomierz prądu przemiennego,                          I-29-IVa 2171:

Klasa 0,5

Ilość działek 120

A – Amperomierz prądu stałego,                                   I29-IVa3469

Klasa 0,5

Zakres 2,5/5A

prądnica tachometryczna 

120V-1500obr/min

Przekładnik prądowy laboratoryjny typ JL3 KME IV-a-203

=2

Soft start SV1,5 

o mocy od 1,5 do 55 kW

Oscylograf pętnicowy T-386-3

 

background image

2.

Schemat układu pomiarowego

Rys. 1.

 Schemat pomiarowy do badania rozruchu silników indukcyjnych

3.

Wyniki pomiarów i obliczeń wraz z komentarzem i wykresem

3.1.

Rozruch bezpośredni

3.1.1.

Tabela

           Tab 1.  Wyniki pomiarów i obliczeń w rozruchu bezpośrednim

Lp.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

0,0

49

20,2

5,8

1,0

2

0,3

8

135,2

47

19,4

5,5

0,9

3

0,6

16

270,5

46

19,0

5,4

0,8

4

0,9

24

405,7

44

18,1

5,2

0,7

5

1,2

32

540,9

43

17,7

5,1

0,6

6

1,5

40

676,1

41

16,9

4,8

0,5

7

1,8

49

828,3

37

15,2

4,4

0,4

8

2,1

58

980,4

32

13,2

3,8

0,3

9

2,4

66

1115,6

27

11,1

3,2

0,3

10

2,7

76

1284,7

19

7,8

2,2

0,1

11

3

84

1419,9

10

4,1

1,2

0,0

12

3,3

87

1470,6

7

2,9

0,8

0,0

13

3,6

88

1487,5

5

2,1

0,6

0,0

14

3,9

88

1487,5

5

2,1

0,6

0,0

 

 

 

background image

3.1.2.

Wykres

 

Rys 1. Charakterystyka prędkości kątowej i natężenia prądu w funkcji czasu przy rozruchu bezpośrednim. a – prędkość 
            kątowa, b – natężenie prądu

 

3.1.3.

Przykładowe obliczenia

Prędkość synchroniczna

 

Stała oscylogramu prędkości

                

(1)

Gdzie:  - najwyższe wskazanie oscylogramu prędkości 

 

Wartość prędkości kątowej

(2)

Gdzie:  to wskazanie oscylogramu prędkości

 

Poślizg silnika

 

Stała oscylogramu prądu

(3)

Gdzie:  – wskazanie amperomierza ,  – przekładnia przekładnika prądowego ,  - najmniejsza wartość wychylenia 
wskazanego przez oscylogram 

 

Wartość prądu

(4)

Gdzie:  – wskazanie oscylogramu

 

Względna wartość prądu silnika

(5)

background image

Gdzie:  – wartość znamionowa prądu stojana 

 

 

3.1.4.

Komentarz

 

W rozruchu bezpośrednim silnik bardzo szybko osiąga prędkość maksymalną, ale występuje 

również bardzo wysoka wartość prądu na początku rozruchu.

 

background image

3.2.

Przełącznik gwiazda/trójkąt

3.2.1.

Tabela

 Tab 2. Wyniki pomiarów i obliczeń w rozruchu z przełącznikiem gwiazda/trójkąt

    Lp.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

0,0

13

5,4

1,5

1,0

2

0,3

3

50,7

13

5,4

1,5

1,0

3

0,6

5

84,5

13

5,4

1,5

0,9

4

0,9

7

118,3

13

5,4

1,5

0,9

5

1,2

9

152,1

13

5,4

1,5

0,9

6

1,5

11

185,9

13

5,4

1,5

0,9

7

1,8

13

219,7

13

5,4

1,5

0,9

8

2,1

15

253,6

13

5,4

1,5

0,8

9

2,4

16

270,5

13

5,4

1,5

0,8

10

2,7

18

304,3

13

5,4

1,5

0,8

11

3

19

321,2

13

5,4

1,5

0,8

12

3,3

21

355,0

13

5,4

1,5

0,8

13

3,6

23

388,8

13

5,4

1,5

0,7

14

3,9

25

422,6

13

5,4

1,5

0,7

15

4,2

27

456,4

13

5,4

1,5

0,7

16

4,5

29

490,2

13

5,4

1,5

0,7

17

4,8

31

524,0

13

5,4

1,5

0,6

18

5,1

33

557,8

12

4,9

1,4

0,6

19

5,4

35

591,6

12

4,9

1,4

0,6

20

5,7

37

625,4

12

4,9

1,4

0,6

21

6

39

659,2

12

4,9

1,4

0,6

22

6,3

41

693,0

12

4,9

1,4

0,5

23

6,6

43

726,8

12

4,9

1,4

0,5

24

6,9

46

777,6

11

4,5

1,3

0,5

25

7,2

48

811,4

11

4,5

1,3

0,5

26

7,5

50

845,2

11

4,5

1,3

0,4

27

7,8

52

879,0

11

4,5

1,3

0,4

28

8,1

54

912,8

11

4,5

1,3

0,4

29

8,4

57

963,5

10

4,1

1,2

0,4

30

8,7

59

997,3

10

4,1

1,2

0,3

31

9

61

1031,1

44

18,1

5,2

0,3

32

9,3

72

1217,0

22

9,1

2,6

0,2

33

9,6

81

1369,2

15

6,2

1,8

0,1

34

9,9

86

1453,7

9

3,7

1,1

0,0

35

10,2

88

1487,5

5

2,1

0,6

0,0

 

 

background image

3.2.2.

Wykres

 

Rys 3. Charakterystyka prędkości kątowej i natężenia prądu w funkcji czasu przy rozruchu gwiazda/trójkąt. a – prędkość  
           kątowa, b – natężenie prądu

 

 

3.2.3.

Przykładowe obliczenia

Analogiczne dla rozruchu bezpośredniego

3.2.4.

Komentarz

W przełączniku gwiazda/trójkąt widać wyraźnie dwa etapy rozpędzania silnika.  Na początku, przy 

połączeniu w gwiazdę natężenie prądu jest bardzo niskie, jednak w momencie przełączenia w trójkąt 
wydać wyrażny krótki skok natężenia.

 

background image

3.3.

Rozruch RD włączany symetrycznie

3.3.1.

Tabela

Tab 3. Wyniki pomiarów i obliczeń w rozruchu RD włączanym symetrycznie

Lp.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

2

33,8

21

8,7

2,5

1,0

2

0,3

3

50,7

21

8,7

2,5

1,0

3

0,6

5

84,5

21

8,7

2,5

0,9

4

0,9

6

101,4

21

8,7

2,5

0,9

5

1,2

8

135,2

21

8,7

2,5

0,9

6

1,5

10

169,0

21

8,7

2,5

0,9

7

1,8

11

185,9

21

8,7

2,5

0,9

8

2,1

13

219,7

21

8,7

2,5

0,9

9

2,4

14

236,6

20

8,2

2,4

0,8

10

2,7

16

270,5

20

8,2

2,4

0,8

11

3

17

287,4

20

8,2

2,4

0,8

12

3,3

18

304,3

20

8,2

2,4

0,8

13

3,6

20

338,1

20

8,2

2,4

0,8

14

3,9

22

371,9

20

8,2

2,4

0,8

15

4,2

24

405,7

20

8,2

2,4

0,7

16

4,5

26

439,5

20

8,2

2,4

0,7

17

4,8

28

473,3

20

8,2

2,4

0,7

18

5,1

30

507,1

20

8,2

2,4

0,7

19

5,4

31

524,0

20

8,2

2,4

0,6

20

5,7

33

557,8

20

8,2

2,4

0,6

21

6

35

591,6

20

8,2

2,4

0,6

22

6,3

37

625,4

20

8,2

2,4

0,6

23

6,6

39

659,2

20

8,2

2,4

0,6

24

6,9

41

693,0

19

7,8

2,2

0,5

25

7,2

42

709,9

19

7,8

2,2

0,5

26

7,5

44

743,8

19

7,8

2,2

0,5

27

7,8

46

777,6

19

7,8

2,2

0,5

28

8,1

48

811,4

19

7,8

2,2

0,5

29

8,4

50

845,2

18

7,4

2,1

0,4

30

8,7

51

862,1

18

7,4

2,1

0,4

31

9

53

895,9

18

7,4

2,1

0,4

32

9,3

55

929,7

18

7,4

2,1

0,4

33

9,6

57

963,5

17

7,0

2,0

0,4

34

9,9

59

997,3

17

7,0

2,0

0,3

35

10,2

62

1048,0

16

6,6

1,9

0,3

36

10,5

72

1217,0

30

12,4

3,5

0,2

37

10,8

80

1352,3

22

9,1

2,6

0,1

38

11,1

85

1436,8

14

5,8

1,6

0,0

39

11,4

87

1470,6

9

3,7

1,1

0,0

40

11,7

88

1487,5

6

2,5

0,7

0,0

41

12

88

1487,5

5

2,1

0,6

0,0

 

background image

 

background image

3.3.2.

Wykres

 

Rys 4. Charakterystyka prędkości kątowej i natężenia prądu w funkcji czasu przy rozruchu RD włączanym symetrycznie.  
           a – prędkość kątowa, b – natężenie prądu

 

 

3.3.3.

Przykładowe obliczenia

Analogiczne dla rozruchu bezpośredniego

3.3.4.

Komentarz

W rozruchu RD włączanym symetrycznie widać wyraźnie dwa etapy rozpędzania silnika, 

podobnie ja w przełączniku gwiazda/trójkąt. W rozruchu RD czas załączania i całkowite natężenie jest 
wyższe niż w przełączniku gwiazda/trójkąt, jednak natężenie skokowe przy przełączaniu jest niższe.

 

background image

3.4.

Rozruch soft-start

3.4.1.

Tabela

Tab 4. Wyniki pomiarów i obliczeń w rozruchu soft-start

Lp.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

0,0

16

6,6

1,9

1,0

2

0,3

0

0,0

20

8,2

2,4

1,0

3

0,6

0

0,0

21

8,7

2,5

1,0

4

0,9

0

0,0

23

9,5

2,7

1,0

5

1,2

1

16,9

25

10,3

2,9

1,0

6

1,5

2

33,8

26

10,7

3,1

1,0

7

1,8

3

50,7

27

11,1

3,2

1,0

8

2,1

4

67,6

28

11,5

3,3

1,0

9

2,4

6

101,4

29

11,9

3,4

0,9

10

2,7

9

152,1

30

12,4

3,5

0,9

11

3

11

185,9

31

12,8

3,6

0,9

12

3,3

13

219,7

31

12,8

3,6

0,9

13

3,6

16

270,5

31

12,8

3,6

0,8

14

3,9

19

321,2

31

12,8

3,6

0,8

15

4,2

22

371,9

32

13,2

3,8

0,8

16

4,5

26

439,5

32

13,2

3,8

0,7

17

4,8

31

524,0

32

13,2

3,8

0,6

18

5,1

35

591,6

32

13,2

3,8

0,6

19

5,4

40

676,1

32

13,2

3,8

0,5

20

5,7

46

777,6

31

12,8

3,6

0,5

21

6

50

845,2

29

11,9

3,4

0,4

22

6,3

57

963,5

27

11,1

3,2

0,4

23

6,6

62

1048,0

24

9,9

2,8

0,3

24

6,9

70

1183,2

20

8,2

2,4

0,2

25

7,2

76

1284,7

15

6,2

1,8

0,1

26

7,5

82

1386,1

10

4,1

1,2

0,1

27

7,8

85

1436,8

6

2,5

0,7

0,0

28

8,1

88

1487,5

5

2,1

0,6

0,0

29

8,4

88

1487,5

5

2,1

0,6

0,0

 

 

background image

3.4.2.

 Wykres

 

Rys 5. Charakterystyka prędkości kątowej i natężenia prądu w funkcji czasu przy rozruchu soft start. a – prędkość kątowa, 
            b – natężenie prądu

 

 

1.1.1.

Przykładowe obliczenia

Analogiczne dla rozruchu bezpośredniego

1.1.2.

Komentarz

Rozruch soft start jest w miarę szybki i nie występują w nim gwałtowne wzrosty prądu.

 

background image

3.5.

Wykres porównawczy

 

Rys 6. Charakterystyka porównawcza natężenia prądu w czasie. a – rozruch bezpośredni, b – przełącznik gwiazda/trójkąt, 
            c – przełącznik RD włączany symetrycznie, d – rozruch softstart

 

4.

Wnioski

Rozruchy dwustopniowe mają najdłużsy czas startu – powyżej 10s.

W rozruchu bezpośrednim, połączeniu gwiazda/trókąt oraz rozruchu RD występują wyraźne 

skokowe wzrosty natężenia, które mogą powodować uszkodzenia elementów silnika. Jest to bardzo 
niezalecane, szczególnie przy urządzeniach często włączanych i wyłączanych. 

Rozruch  soft  start  ma  bardzo  ładodny  przebieg  i  przez  długi  czas  ma  wysoki  współczynnik 

poślizgu,  by  potem  zaczął  gwałtowniej  rosnąć.  Oznacza  to,  że  silnik  zwiększa  swoją  prędkość 
obrotową powoli, nie powodując przeciążeń sieci i uszkodzeń elementów silnika.

Rozruch  bezpośredni  jest  zdecydowanie  najszybszy,  ale  ma  ona  także  bardzo  wysokie 

wartości natężenia ok 30A,  które szczególnie na początku gwałtownie wzrastają i mogą powodować 
przeciążenia sieci i uszkodzenia silnika.

Metoda gwiazda/trójkąt ma najniższe wartości natężenia – ok 5A jednak przy przełączaniu w 

trójkąt wydać wyraźny skokowy wzrost do prawie 20A.

Rozruch  RD  włączany  symetrzycznie  ma  bardzo  podobny  przebieg  do  rozruchu  gwiazda 

trójkąt. Jednak w rozruchu RD jest dłuższy czas startu i wyższe natężenie początkowe – ok 8A. Jedynia 
skok napięcia jest niższy do ok 12,5A .

Każda z metod ma swoje zalety i wady. Dobór metody dopasować do zastosowań danego 

silnika klatkowe i warunków w jakich ma pracować, szczególnie ilość włączeń w danym okresie czasu.