POLITECHNIKA LUBELSKA			LABORATORIUM NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO
Imię i nazwisko: Paweł Pławski Jacek Maliszewski Paweł Mazurek Grzegorz Młynek				Grupa: ED 6.1	Rok akad. : 1996/97
Data: 03.03.97	Nr ćwiczenia: 15	Ocena:	Temat: :Badanie jednofazowego silnika asynchronicznego

Cel ćwiczenia:

Ćwiczenie ma na celu doświadczalne potwierdzenie teorii jednofazowego silnika asynchronicznego oraz pomiary jego charakterystyk.

2. Dane znamionowe:

a) badanego silnika: b) prądnicy hamowniczej:

Moc znamionowa: P_n = 1,1 kW Moc znamionowa: P_n = 1,5 kW

Prędkość obrotowa n_n = 1450 obr/min Napięcie znamionowe: U_n = 230 V

Napięcie znamionowe stojana: U_n = 220 V Prąd znamionowy stojana: I_n = 6,5 A

Prąd znamionowy: I_n = 10,8 A Prędkość obrotowa znamionowa n_n = 1450 obr/min

Znamionowy współczynnik mocy: cosϕ_n = 0,65

1. c) prądnicy tachometrycznej:

Napięcie znamionowe: U_n = 300 V

Prędkość obrotowa znamionowa n_n = 3000 obr/min

3. Próba biegu jałowego

Układ połączeń:

Wykaz przyrządów:

Watomierz ferrodynamiczny PL-EG-P3-281 kl.1

Woltomierz elektromagnetyczny PL-EG-P3-407 kl.1,5

Amperomierz elektromagnetyczny PL-EG-P3-456 kl.1

Autotransformator regulacyjny PL-EG-P.-718

Lp.	Uo	I0	αw	P	no	so	ΔPap	Po	cosϕo	ΔPu1	ΔP0
	[V]	[A]	dz.	[W]	1/min	---	[W]	[W]	---	[W]	[W]
	240	8,9	19	380	1450	0,03	6,24	373,76	0,175	95,0	278,76
	220	7,2	15	300	1450	0,03	5,24	294,76	0,186	62,2	232,56
	200	5,9	13	260	1450	0,03	4,34	255,66	0,217	41,8	213,86
	180	5,0	11	220	1450	0,03	3,51	216,49	0,240	30,0	186,49
	150	3,9	9	180	1450	0,03	2,44	177,56	0,303	18,3	159,26
	120	3,1	7,5	150	1440	0,04	1,56	148,44	0,399	11,6	136,84
	100	2,7	7	140	1430	0,046	1,08	138,92	0,514	8,8	130,12
	80	2,5	13	130	1430	0,046	0,69	129,31	0,646	7,5	121,81
	60	2,9	13,5	135	1400	0,066	0,39	134,61	0,774	10,1	124,51

Przykładowe obliczenia:

P=α_w*c=15dz*20W/dz=300 W

s_o=(n₁-n_o)/n₁=(1500-1450)/1500=0,03

ΔP_ap=U₀²*(1/R_v+1/R_wn)=220²_*(0,00003+0,00007)=5,24W

P_o=P- ΔP_ap=300-5,24=294,76W

ΔP_u1=I₀²*R_u=7.2²* 1,2 = 62,2W

ΔP₀=P₀-ΔP_u1=294,76- 62,2 = 232,56W

Charakterystyki biegu jałowego jednofazowego silnika asynchronicznego.

4. Próba zwarcia:

Do przeprowadzenia tej próby wykorzystujemy układ połączeń z próby biegu jałowego.

Lp.	Uz	Iz	αw	ΔPap	Pz	ΔPz	cosϕz
	[V]	[A]	dz.	[W]	[W]	[W]	---
	88	13	51	0,84	510	509,16	0,475
	81	12	45	0,71	450	449,29	0,462
	71	10	32	0,55	320	319,45	0,452
	59	8	21	0,38	210	209,62	0,448
	52	7	17	0,29	170	169,71	0,46
	45	6	12	0,22	120	119,78	0,457
	31	4	5,5	0,10	55	54,9	0,451
	15	2	1,5	0,02	15	14,98	0,449

Charakterystyki dla próby zwarcia:

5. Schemat zastępczy silnika i obliczenie jego parametrów:

R₁=Ru/2=1,2/2=0,6Ω

R₂^'=ΔPz/2Iz²- R₁=125/58,3-0,6=1,54Ω

X₁=X₂'==1,62Ω

ΔPż=ΔPo-ΔPm=220-110=110W

Schemat zastępczy jednofazowego silnika i jego parametry:

6. Próba obciążenia

Próbę obciążenia wykonujemy korzystając z układu pomiarowego do próby biegu jałowego.

Lp.	U	I	P1	M	n	s	P2	η	cosϕ	Iw	Ita	Uz	ΔPo	∑Rt	P20
	[V]	[A]	[W]	[Nm]	obr/s	---	[W]	---	---	[A]	[A]	[V]	[W]	[Ω]	[W]
	220	11	1700	7,27	1400	0,066	975	0,57	0,70	0,25	6,5	150	89	3,15	1064
	220	10,4	1550	6,88	1400	0,066	918	0,59	0,68	0,25	6	153	90	3,16	1008
	220	9,6	1340	6,71	1410	0,060	900	0,60	0,63	0,25	5	160	91	3,18	991
	220	8,9	1150	5,12	1420	0,053	668	0,58	0,58	0,25	4	167	92	3,2	760
	220	8,2	940	4,13	1430	0,047	525	0,56	0,52	0,25	3	175	93	3,22	618
	220	7,7	720	3,02	1440	0,040	360	0,50	0,42	0,25	2	180	95	3,26	455
	220	7,5	550	1,84	1450	0,033	184	0,33	0,33	0,25	1	184	96	3,38	280
	220	7,2	320	0,64	1450	0,033	0	0	0,20	0,25	0	190	97		97

Przykładowe obliczenia:

P₂=U_2**I_ta=184*1=184VA

P₂₀=P₂+ΔP₀=184+96=280VA

cosj =

Charakterystyki dla próby obciążenia asynchronicznego:

7. Pomiary momentu rozruchowego

Zasilanie fazy rozruchowej przez dodatkową reaktancję pojemnościową

Schemat pomiarowy:

Tabela pomiarowa:

Lp.	I	Ig	Ir	Ud	Zd	P1		Zg	Rg	Xg	ϕg	P2	Zr	Rr	Xr	ϕr	ϕr-ϕg	F	Mr	U1	Mr'
	[A]	[A]	[A]	[V]	Ω		[W]	Ω	Ω	Ω	°	[W]	Ω	Ω	Ω	°	°	[N]	[Nm]	[V]	[Nm]
	10	10	0	73	∞		330	7,4	3,3	6,62	64	0	∞	0	∞	---	---	1,5	2,52	74	0,285
	9,6	9	0,6	82	136,6		330	8,2	3,6	7,97	66	1	123,3	2,8	123,2	89	23	1,6	2,69	74	0,304
	9,1	7,9	1,2	90	75		330	9,4	5,3	7,76	56	10	61,7	6,9	61,3	84	28	1,6	2,69	74	0,304
	8,7	6,9	1,8	94	52,2		330	10,7	6,9	8,18	50	25	41,1	7,7	40,4	79	29	1,7	2,85	74	0,323
	8,4	6	2,4	105	43,7		330	12,3	9,2	8,16	42	45	30,8	7,8	29,8	75	33	2,0	3,36	74	0,380
	8,2	5,3	2,9	111	38,3		330	13,9	11,7	7,50	33	62	25,5	7,4	24,4	73	40	2,3	3,86	74	0,437
	8,2	4,8	3,4	116	34,1		330	15,4	14,3	5,71	22	87	21,8	7,5	20,5	70	48	2,8	4,70	74	0,532
	8,2	4,4	3,8	120	31,5		330	16,8	17,0	6,76	20	110	19,5	7,6	18,0	69	49	2,9	4,87	74	0,551
	8,2	4,0	4,2	123	29,3		330	18,5	20,6	9,06	14	130	17,6	7,4	16,0	65	51	2,8	4,70	74	0,532

Przykładowe obliczenia:

Z_d= X_cd=U_d/I_r=123/4,2=29,3Ω

Z_r=U₁/I_r=74/4,2=17,6Ω R_r=P₂/I_r²=013/17,64=7,4Ω

Z_g=U₁/I_g=74/4,0=18,5Ω R_g=P₁/ I_g²=330/16=20,6Ω

X_g=( z_g²- R²_g)^1/2=6,62Ω X_r=( z_r²- R²_r)^1/2=16,0Ω

ϕ_r=arctgX_r/R_r=24° Mr'=F*l=2,8*0,19 =0,532Nm

Mr= Mr'(Un/U₁)= 0,532*(220/74)²=4,70Nm

Charakterystyki dla pomiaru momentu rozruchowego.

M_r

8. Uwagi i wnioski:

Po wyznaczeniu mocy pobieranych przez mierniki można zauważyć, iż moc ta, jest niewielka.

Podczas próby obciążenia prądnica stanowiła jedyne obciążenie. Przy obliczaniu momentu obrotowego i mocy oddawanej przez silnik uwzględniliśmy moce strat występujące w prądnicy, a następnie dodaliśmy je do mocy wskazywanej przez prądnicę. Ten sposób otrzymałem autentyczną moc oddaną przez silnik.

Otrzymane wyniki i wykresy w ćwiczeniu potwierdziły teorię o silniku asynchronicznym.

- wartości odczytane z wykresu dla biegu jałowego przy napięciu znamionowym ( 220 V ): I₀ = 7 A, s₀ = 0.03 , cosϕ = 0.,2 , ΔP₀ = 220 W .

- W próbie zwarcia nie można odczytać parametrów stanu zwarcia dla napięcia znamionowego 220 V , ponieważ grozi to zniszczeniem maszyny (zniszczenie termiczne izolacji uzwojeń ). Prąd zwarcia osiąga wartość znamionową już przy jednej trzeciej wartości znamionowej napięcia.

- W próbie obciążenia obroty silnika mimo wzrostu prądu zasilania maleją co spowodowane jest hamującym działaniem prądnicy obciążającej .Siła hamująca rośnie wraz ze wzrostem prędkości obrotowej układu.

Wartości odczytane z wykresów przy momencie znamionowym (M_n = 7 Nm): I = 10,4A , P₁ = 1800W , P₂ = 850W , η = 0.58, cosϕ = 0.68

---