Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z budową i właściwościami silnika asynchronicznego jednofazowego oraz przeprowadzenie podstawowych badań silnika umożliwiających weryfikację danych podanych przez producenta.

1. Wyniki pomiarów:

a) Pomiar rezystancji uzwojeń:

	Uzwojenie główne
Lp.	U	I	Rg	Rg^*	UWAGI
	A	V	Ω	Ω
			10.32

b) Pomiar charakterystyk biegu jałowego:

Lp.	Uo	Io	Po	Uc	n	s	cosϕo	UWAGI
	V	A	W	V	obr/min	-	-
1	255	3.4	430	530	1481	0.0127	0.496	ns = 1500
2	234	2.25	275	500	1482	0.0120	0.522
3	205	1.2	165	450	1481	0.0133	0.671
4	185	0.84	134	405	1478	0.0147	0.862
5	154	0.74	110	372	1477	0.0153	0.965
6	145	0.72	102	340	1471	0.0193	0.977
7	126	0.72	84	285	1464	0.0240	0.926
8	104	0.69	68	245	1457	0.0287	0.947
9	92	0.66	56	220	1449	0.0340	0.922
10	71	0.61	42	168	1434	0.0440	0.969
11	58	0.58	32.8	121	1390	0.0733	0.975

c) Pomiar charakterystyk stanu zwarcia:

Lp.	Uz	Iz	Pz	cosϕz	Uc	Mr	UWAGI
	V	A	W	-	V	Nm
1	125	2.67	277.5	0.831	167	0.367	C = 10 μF
2	113	2.31	201.25	0.771	150	0.333
3	102	2.00	165.5	0.811	135	0.317
4	88	1.73	126.25	0.829	120	0.253
5	77	1.48	93.75	0.823	104	0.193
6	65	1.23	67.0	0.838	88	0.140
7	53	0.95	40.0	0.794	68	0.087
8	44	0.80	30.0	0.852	59	0.080
9	35	0.65	18.0	0.791	46.5	0.073
10	28	0.51	11.0	0.770	36.0	0.067
11	19	0.35	5.25	0.789	24.0	0.060

d) Pomiar momentu rozruchowego dla różnych pojemności włączonych w obwód uzwojenia dodatkowego:

		C1 =	10μF			C2 =	30 μF
Lp.	Uz	Iz	Uc	Mr	Uz	Iz	Uc	Mr	UWAGI
	V	A	V	Nm	V	A	V	Nm
1	125	2.67	167	0.367	106	2.59	165	0.800
2	113	2.31	150	0.333	98	2.33	152	0.667
3	102	2.00	135	0.317	91	2.11	141	0.603
4	88	1.73	120	0.253	89	1.82	123	0.500
5	77	1.48	104	0.193	67	1.50	104	0.317
6	65	1.23	88	0.140	56	1.25	87	0.267
7	53	0.95	68	0.087	45	0.99	67	0.183
8	44	0.80	59	0.080	31	0.65	46	0.133
9	35	0.65	46.5	0.073	22	0.50	33	0.117
10	28	0.51	36.0	0.067	16	0.30	20	0
11	19	0.35	24.0	0.060	-	-	-	-

e) Wyznaczenie charakterystyki obciążenia:

Lp.	U	I	P1	Uc	n	cosϕ	P2	η	M	UWAGI
	V	A	W	V	obr/min	-	W	-	Nm
1	220	2.60	540	400	1312	0.944	329.7	0.611	0.240
2	220	2.49	515	410	1328	0.940	312.9	0.608	0.225
3	220	2.42	500	412	1337	0.939	308.0	0.616	0.220
4	220	2.31	479	422	1352	0.943	283.2	0.591	0.200
5	220	2.21	448	426	1366	0.921	264.6	0.591	0.185
6	220	2.11	422	435	1382	0.909	238.8	0.566	0.165
7	220	2.01	381	448	1404	0.862	205.8	0.540	0.140
8	220	1.89	335	459	1428	0.806	149.5	0.446	0.100
9	220	1.83	320	458	1433	0.795	135.1	0.422	0.090
10	220	1.79	225	478	1482	0.571	23.3	0.104	0.015

f) Porównanie danych znamionowych z wartościami obliczonymi:

	Un	In	Pn	cosϕn	ηn	n	UWAGI
	V	A	W	-	-	obr/min
Dane znamionowe	220	2.20	250	0.870	0.590	1380
Dane obliczone	220	2.20	264	0.921	0.591	1366

g) Zestawienie danych dla różnych pojemności kondensatora obwodu dodatkowego:

C	Mrn	Irn	kr	Ucn	UWAGI
μF	Nm	A	-	V
10	1.14	4.7	2.2	294
30	3.45	5.4	2.5	342

M_rn - moment rozruchowy przy znamionowym napięciu zasilania, k_r - wsp. rozruchu,

I_rn, U_cn - prąd rozruchowy i napięcia na kondensatorze przy znamionowym napięciu zasilania.

h) Wzory i obliczenia:

- stan biegu jałowego:

- stan zwarcia:

- stan obciążenia:

2. Układ pomiarowy:

3. Wnioski:

Na podstawie otrzymanych drogą pomiarową wielkości dokonaliśmy porównania właściwości badanego silnika z parametrami znamionowymi podanymi przez wytwórcę (tabela 1f, strona 4). Można zauważyć, że przy prądzie silnika I_n = I = 2.20A moc odbierana na wale silnika różni się od mocy znamionowej o około 5.6%. Podobnie niewielkie różnice występują pomiędzy prędkością obrotową znamionową a prędkością zmierzoną (δn ≈ 1%), natomiast sprawność zmierzona i znamionowa silnika są identyczne. Różnica pomiędzy znamionowym współczynnikiem mocy a współczynnikiem wyznaczonym w pomiarach wynosi około 5.9%.

Możemy więc przyjąć, że badany silnik posiada parametry zgodne z danymi podanymi przez producenta. Na uzyskane różnice pomiędzy poszczególnymi wartościami wpływ może mieć wstępne nagrzanie silnika (wpływ temperatury na rezystancję uzwojeń i wynikających z niej strat mocy czynnej).

Z wyznaczonej charakterystyki biegu jałowego P_o = f(U_o) (wykres 4.1. b)możemy odczytać wielkość mocy start mechanicznych ΔP ≈ 20W co stanowi około 10% mocy pobieranej przez silnik przy napięciu znamionowym. Można również zauważyć, że współczynnik mocy (wykres 4.1. d) silnie maleje wraz ze wzrostem napięcia co świadczy o zwiększaniu się mocy biernej silnika.

Korzystając z wyznaczonych charakterystyk zwarcia możemy określić wielkość momentu rozruchowego M_rn oraz prądu rozruchu I_rn. Wielkość momentu M_rn wynosi ok. 1.14 Nm, natomiast prądu rozruchu osiąga wartość I_rn = 4.7 A (k_r = 2.2) dla kondensatora C = 10μF włączonego w obwód uzwojenia dodatkowego. Korzystając z przeprowadzonych pomiarów stanu zwarcia dla C = 30μF można zauważyć, że dla tej pojemności moment rozruchowy wzrasta około trzykrotnie (M_rn = 3.45 Nm) przy stosunkowo niewielkim wzroście prądu (I_rn = 5.4 A, k_r = 2.5). Możemy więc wnioskować, że korzystniej jest wykorzystywać silnik z dołączonym kondensatorem o pojemności 30μF, chociaż dość znacznie wzrasta napięcie na kondensatorze (zestawienie danych w tabeli 1g).

4. Wykresy:

4.1. Charakterystyki biegu jałowego:

a) Charakterystyka I_o = f(U_o):

a

b) Charakterystyka P_o = f(U_o):

c) Charakterystyka s = f(U_o):

d) Charakterystyka cosϕ_o = f(U_o):

4.2. Charakterystyki stanu zwarcia:

a) Charakterystyka I_z = f(U_z):

b) Charakterystyka P_z = f(U_z):

c) Charakterystyka cosϕ_z = f(U_z):

d) Charakterystyka M_r = f(U_z):

4.3. Charakterystyki M_r, I_z = f(U_z) dla różnych wartości pojemności włączonych w obwód uzwojenia dodatkowego:

a) Charakterystyka I_z = f(U_z, C): (C₁ = 10 μF, C₂ = 30 μF)

b) Charakterystyka M_r = f(U_z, C): (C₁ = 10 μF, C₂ = 30 μF)

4.4. Charakterystyki obciążenia:

a) Charakterystyka I = f(P₂):

b) Charakterystyka P₁ = f(P₂):

c) Charakterystyka n = f(P₂): (n [obr/min])

d) Charakterystyka cosϕ = f(P₂):

e) Charakterystyka η = f(P₂):

f) Charakterystyka M = f(P₂):

3