Wydział Transportu PW Zakład Eksploatacji Systemów Trakcyjnych i Wyposażeń Elektrycznych w Transporcie				Laboratorium podstaw elektrotechniki
Grupa T8	Semestr 4	Data 25.14.03.2006r	Ze Zespół: 1. Zadroga Radosław 2.Wyderka Jacek 3. Okuń Kornel
Nr ćwiczenia 7		Te Temat: Badanie silników indukcyjnych

1. Charakterystyki biegu jałowego.

Hamulec jest nieczynny (suwak autotransformatora jest na pozycji 0); pomiary wykonujemy przy różnych, zwiększanych skokowo wartościach napięcia zasilacza trójfazowego.

2. Charakterystyki obciążeniowe.

Przełączamy zasilacz trójfazowy na pozycje zadana przez prowadzącego (B1) i już jej nie zmieniamy, zachowując tym samym w przybliżeniu stalą wartość napięcia. Zmieniamy położenie suwaka autotransformatora zwiększając stopniowo obciążenie silnika od 0 (stan jałowy) do największego.

3. Charakterystyki regulacyjne przy stałym momencie.

Wykonujemy pomiary zwiększając w sposób płynny częstotliwość napięcia na wyjściu przemiennika częstotliwości, przy silniku obciążonym stałą wartością momentu (dopóty zmieniamy położenie suwaka autotransformatora w każdym punkcie pomiarowym, aż uzyskamy zadaną wartość umownej masy m₀ ).

4. Wnioski.

Po zbadaniu charakterystyki silnika w stanie jałowym zaobserwowaliśmy, że prędkość obrotowa silnika zmienia się w niewielkim stopniu w stosunku do zmian napięcia zasilającego. Z obliczeń wynika ponadto, że straty mocy przy większych wartościach napięcia zasilającego są większe, z czego możemy wnioskować, że sprawność takiego silnika dla wysokich napięć będzie niższa niż dla napięć niższych.

Po zbadaniu silnika w stanie obciążonym dla wysokiego i niskiego napięcia zasilającego zaobserwowaliśmy, że choć prędkość obrotowa silnika w stanie jałowym dla obu wartości napięcia była podobna, to w przypadku zwiększania obciążenia prędkość obrotowa silnika zasilanego napięciem niższym malała znacznie szybciej niż dla wyższego napięcia. Można zatem wnioskować, że silnik zasilany wyższym napięciem miał większą moc, gdyż był w mniejszym stopniu podatny na obciążenia. Po dokonaniu obliczeń okazało się, że sprawność silnika zasilanego napięciem niższym była nieznacznie większa niż w momencie zasilania go wyższym napięciem, co więcej sprawność silnika rosła wraz ze zwiększaniem obciążenia. Jednak wzrost ten w miarę zwiększania obciążenia był coraz mniejszy. Ponieważ różnice w sprawności silnika przy małym i dużym obciążeniu były dość znaczne można zatem przypuszczać że w przypadku maszyn przemysłowych istotne jest odpowiednie dobranie napięcia zasilającego jak i obciążenia tak aby sprawność silnika była zadowalająca.

Na koniec porównywaliśmy charakterystyki silnika zasilanego napięciem trój i jednofazowym.

Z otrzymanych odczytów wynika że silnik jednofazowy pobiera większe ilości prądu, a mimo to jego prędkość obrotowa jest znacznie niższa. Straty mocy w przypadku zasilania jednofazowego są znacznie większe, a sprawność znacznie mniejsza niż w przypadku zasilania silnika napięciem trójfazowym.

Zatem jako silnik przemysłowy znacznie lepiej nadaje się silnik zasilany napięciem trójfazowym.

W pierwszej części ćwiczenia badaliśmy silnik indukcyjny trójfazowy klatkowy. Po wyznaczeniu charakterystyk biegu jałowego (I_H =0, I_H - prąd hamowania) przy silniku pracującym bez obciążenia, można zaobserwować z charakterystyki ΔP₀ = f (U₀), że przy napięciu do około 360V straty mocy podczas pracy bez obciążenia są małe i mają charakter prawie liniowy. Powyżej tego napięcia straty rosną w sposób wykładniczy.

Z analizy charakterystyki cosϕ = f (U₀) można stwierdzić, ze współczynnik mocy maleje nieliniowo wzdłuż krzywej przypominającej swym przebiegiem hiperbolę.

Prędkość obrotowa n przy mniejszych napięciach U₀ jest niewiele mniejsza od prędkości przy większych wartościach napięć, które przy biegu jałowym silnika ustalają się na około 1000 obr/min. Z charakterystyk I, I_cz, I_b = f (U₀) można zaobserwować, że składowa czynna prądu jest znacznie mniejsza od składowej biernej, a przebieg charakterystyki I_b = f (U₀) pokrywa się niemal z przebiegiem charakterystyki I = f (U₀).

Po wyznaczeniu charakterystyk roboczych można stwierdzić, ze zarówno moc P₁ = f (M)

jak również współczynnik mocy cosϕ = f (M) rosną liniowo. Prędkość obrotowa natomiast wraz ze wzrostem obciążenia liniowo maleje. Moc użytkowa silnika P_uz liniowo wzrasta, a także sprawność silnika η liniowo wzrasta wraz ze wzrostem obciążenia.

Przy wyznaczaniu charakterystyk mechanicznych (wartości napięć niższe od znamionowych) zauważono, że współczynnik mocy przyjmuje przebieg wzrastająco liniowy, lecz ze wzrostem obciążenia tempo jego wzrostu maleje. Przy stałym obciążeniu M = constans z charakterystyki n = f (U) odczytać można, że wraz ze wzrostem napięcia zasilającego prędkość obrotowa silnika rośnie nieliniowo, a następnie ustala się na pewnej wartości.

Porównanie parametrów silnika przy zasilaniu trójfazowym i jednofazowym wypadło na korzyść tego pierwszego, gdyż sprawność silnika przy zasilaniu trójfazowym jest większa od sprawności tego samego silnika przy zasilaniu jednofazowym.

W drugiej części ćwiczenia badano silnik indukcyjny jednofazowy. Z obliczeń wynika, że do łagodnego rozruchu takiego silnika należy zastosować kondensator o pojemności 176 μF, natomiast do spokojnej pracy silnika należy zastosować kondensator o pojemności 5 μF. Z wykresów wskazowych prądów wynika, że podczas zmiany wartości pojemności w uzwojeniu rozruchowym przy różnych napięciach zasilających silnik różnica w przesunięciu fazowym pomiędzy prądami I₁ i I₂ nie zmienia się dla tych samych wartości pojemności, a zmienia dla rożnych napięć.

---