POLITECHNIKA LUBELSKA

Wydział Elektryczny

LABORATORIUM

Maszyn Elektrycznych

Ćwiczenie nr : 7

Temat:

Badanie silnika synchronicznego

Zespół : Data wykonania

1.Banach Tomasz 06.03.2000

2.Brzozowski Tomasz

3.Czuryło Paweł

4.Szczygielski Grzegorz

1.Dane znamionowe silnika i maszyny pomocniczej.

a. Silnik synchroniczny.

Typ GBDu 22b

P_n = 4 kW cos  = 0,8

U_n = 400 V n_n = 3000 obr/min

I_n = 7,2 A R_F1F2 = 7,1 

I_w = 2 A R_fuzw = 1,59 

f = 50 Hz t = 75 ^oC

b.Prądnica prądu stałego.

Typ PZM b 54b

P_n = 7,5 kW n_n = 2850 obr/min

U_n = 220 V I_w = 0,714 A

I_n = 38,5 A

2.Próba obciążenia.

Rys.Schemat układu pomiarowego.

Spis przyrządów pomiarowych:

A₁ - amperomierz elektromagnetyczny, kl.1,5; 15A

A₂ - amperomierz elektromagnetyczny, kl.1,5; 15A

A₃ - amperomierz elektromagnetyczny, kl.1,5; 15A

A₄ - amperomierz elektromagnetyczny, kl.1,5; 8A

A₅ - amperomierz magnetoelektryczny, kl.1,5; 30A

A₆ - amperomierz magnetoelektryczny, kl.1,5; 8A

A₇- amperomierz magnetoelektryczny, kl.1,5; 8A

V₁ - woltomierz elektromagnetyczny, kl.1,5; 400A

V₀ - woltomierz magnetoelektryczny, kl.0,5; 300V

V₂ - woltomierz magnetoelektryczny, kl.0,5; 300V

V₃ - woltomierz magnetoelektryczny, kl.0,5; 300V

W₁ - watomierz ferrodynamiczny, kl.1 10A 400V

W₂ - watomierz ferrodynamiczny, kl.1 10A 400V

R₁ - rezystor do regulacji prądu wzbudzenia prądnicy

R_r - rezystor do zamknięcia obwodu wzbudzenia silnika

Atr₁ - autotransformator

Stroboskop SB05

I_w = I₅ = 2 A = const U₁ = 400 V

I1	I2	I3	I			P1	I7	U2	I6	P2p	Up	Ppo	Ppp	P2	cos 		δ	δ
A	A	A	A	dz	dz	W	A	V	A	W	V	W	W	W	-	-	°	Rad
0	0	0	0	-1,6	1,6	0	0,46	220	-4,0	-880	222,48	744,1	-6,06	141,96	0	0	2	0,0348
0,2	0,5	1	0,57	1	4,0	500	050	220	-2,0	-440	222,24	743,6	-3,52	300,08	1	0,6	4	0,0697
0,5	0,8	2,2	1,17	3,5	6,5	1000	0,54	220	0,5	110	221,34	743,2	1,03	854,23	1	0,85	6	0,1046
1	2,2	2,9	2,03	5,5	9,0	1450	0,57	220	2,2	484	221,73	742,8	4,98	1231,78	1	0,85	8	0,1396
2,1	2,8	3,5	2,80	7,5	11,5	1900	0,58	220	4,0	880	221,52	742,7	9,94	1632,64	0,987	0,86	10	0,1744
2,3	3,1	3,7	3,03	8	12,5	2050	0,59	220	5,0	1100	221,39	742,5	13,03	1855,53	0,975	0,9	12	0,2093
3,2	4,1	4,6	3,97	10	16,5	2650	0,59	220	7,5	1650	221,09	742,3	21,81	2414,11	0,967	0,91	15	0,2616
3,5	4,4	4,9	4,27	10,5	17,5	2800	0,59	220	8,0	1760	221,03	742,0	23,75	2525,75	0,952	0,9	17	0,2966
3,8	4,8	5,3	4,63	11,5	19,0	3050	0,60	220	9,0	1980	220,91	741,8	27,81	2749,61	0,935	0,9	22	0,3837
4,4	5,4	5,7	5,16	12,5	21,5	3400	0,61	220	10,0	2200	220,79	741, 7	32,10	2973,20	0,924	0,88	24	0,4187
4,6	5,6	6	5,40	13	23,0	3600	0,62	220	11,0	2420	220,67	741,5	36,64	3198,14	0,892	0,88	25	0,4361
5,1	6,2	6,5	5,93	14	25,0	3900	0,63	220	12,0	2640	220,57	741,3	41,42	3422,72	0,877	0,87	26	0,4536

Przykładowe obliczenia:

P₁ = c_w (_  _   W/dz (10dz + 16dz) = 2650 W

P_2p = U₂I₆ =1650 W

P₂ = P_2p + P_po + P_pp= 770 + 672 + 8,5 = 2414,11 W

Charakterystyki silnika synchronicznego pracującego przy stałym wzbudzeniu.

3.Wyznaczanie krzywych „V”.

P_n = 4kW

Lp.			P1	I1	I2	I3	I	U1	Iw=I5	δ	δ	cos 
		dz	dz	W	A	A	A	A	V	A	°	rad	-
1	-11	11	0	4	5,6	4,8	4,8	400	0	0	0	0
2	-2	2	0	0	0	0	0	400	2	0	0	0
3	6	-6	0	5,2	3,5	5,5	4,73	400	4	0	0	0
4	-4	24	2000	6,5	7,4	6,8	6,9	400	0	24	0,4186	0,418
5	1,5	18,5	2000	4	5,2	4,7	4,63	400	1	24	0,4186	0,625
6	7,5	12,5	2000	2,2	3,2	3,7	3,03	400	2	18	0,3140	0,953
7	12	8	2000	3,4	3,2	4,7	3,76	400	3	11	0,1918	0,767
8	16	4	2000	5,4	4,6	6,4	5,47	400	4	8	0,1396	0,527

P₁ = c_w (_  _  dz (1,5+ 18,5)=2000W

Krzywe „V” silnika synchronicznego.

Uwagi i wnioski:

Charakterystyka η=f(P₂) przechodzi przez początek układu współrzędnych, a jej kształt wynika z przebiegu zależności mocy P₁=f(P₂) i ze stosunku tych mocy.

Charakterystyka P₁=f(P₂) ze względu na straty obciążeniowe proporcjonalne do kwadratu prądu nie jest linią prostą.

Charakterystyka δ=f(P₂). Dla ustalenia kształtu tej krzywej można przyjąć dla uproszczenia, ze moc oddawana P₂ równa jest mocy wewnętrznej P_w. Ponieważ prędkość maszyny synchronicznej jest stała, więc moc P₂ w innej skali wyraża moment silnika.

Charakterystyka cosϕ=f(P₂). Dla mocy oddawanej P₂=0 współczynnik mocy ma charakter czynno - pojemnościowy. Przy wzroście kąta mocy wartość cosϕ wzrasta do jedności, a przy dalszym wzroście kąta cosϕ zmienia charakter na czynno - indukcyjny a wartość współczynnika mocy maleje.

Krzywe V są to charakterystyki I=f(I_w) przy zachowaniu stałej wartości mocy czynnej pobieranej przez silnik i przy stałej wartości napięcia sieci. Regulacja prądu wzbudzenia silnika w tych warunkach prowadzi do zmiany mocy biernej, czyli do zmiany współczynnika mocy pobieranej z sieci przez silnik.

2

cosϕ

P₁

η

I

δ

P₂

P₁=0P_n

P₁=0,5P_n

I_w

I

---