Wstęp teoretyczny:

Maszyna asynchroniczna jest maszyną prądu przemiennego, której wirnik, by wytworzyć moment elektromagnetyczny, musi się obracać z inną prędkością niż pole wytworzone przez prądy stojana. Podstawowymi cżeściami maszyny asynchronicznej są stojan i wirnik. Podstawowymi maszynami asynchronicznymi są silnik asynchroniczny piersieniowy oraz klatkowy.

W wirniku silnika asynchronicznego klatkowego uzwojenie wykonane jest najczęsciej w postaci odlewu z aluminium. Żłobki spakietowanego rdzenia wirnika zalewa się aluminium, które tworzy również elementy wentylatora oraz pierścienie zawierające pojedyncze pręty klatki. Klatkę wirnika można było tak zaprezentować powytrawienu za pomocą kwasu rdzenia wykonanego z blach prądnicowych izolowanych od siebie.

Silnik trójfazowy asynchroniczny indukcyjny klatkowy należy do najprostszych i najtańszych silników. Zalety te powodują, że jest on często stosowany do napędów maszyn i urządzeń. Ich zastosowanie poszerzyło się wraz z rozpowszechnieniem przekształtników energoelektronicznych. Moce budowanych silników asynchronicznych obejmują zakres od kilku kilowatów do kilku megawatów. Do zasilania silników stosuje się napięcie od 100 do 6000V.

Podstawą działania silnika indukcyjnego jest wirujące pole magnetyczne. Pole takie otrzymujemy zasilając uzwojenie stojana symetrycznym napięciem trójfazowym. Pole to wiruje z prędkością obrotową równą:

lub kątową

gdzie:

f₁ – częstotliwość sieci zasilającej;

p_b – liczba par biegunów (stała konstrukcyjna).

Pole wirujące przecinając pręty wirnika indukuje w nich siłę elektromotoryczną. Wyidukowane napięcie powoduje przepływ prądów w zamkniętym obwodzie klatki. Wzajemne oddziaływanie strumienia wirującego i prądów wirnika powoduje powstanie momentu elektromagnetycznego.

Warunkiem powstania momentu elektromagnetycznego jest, aby prędkość obrotowa wirnika była mniejsza od prędkości pola wirującego. Względną różnicę prędkości pola wirującego i prędkości obrotowej wirnika nazywamy poślizgiem s i określamy go wzorem:

gdzie: n - prędkość obrotowa silnika (wirnika).

Schemat pomiarowy:

Opracowanie wyników:

lp.	f [Hz]	U [V]	n [obr/min]	Ip [A]
1	15	140	450	0
2	15	138	450	3,6
3	15	137	445	4,2
4	15	135	440	4,6
5	15	132	435	8,6
6	15	131	416	11
7	15	131	405	14
8	25	213	730	0
9	25	210	730	1
10	25	208	720	4,6
11	25	207	710	8,4
12	25	206	700	12,6
13	25	205	700	13,2
14	25	204	690	14,6
15	40	313	1165	0
16	40	310	1158	2,4
17	40	308	1150	4
18	40	306	1144	6
19	40	305	1140	8,2
20	40	303	1130	11,4
21	40	301	1124	13,8
22	50	380	1480	0
23	50	378	1475	2
24	50	377	1473	5
25	50	375	1460	6,8
26	50	374	1450	11,8
27	50	373	1445	12,4
28	50	371	1440	14,4
tabela4,3 Wyniki pomiarów charakterystyki mechanicznej silnika klatkowego
lp.	f [Hz]	w [1/s]	M [Nm]	C [Vs]
1	15	47,10	0,00	1,63
2	15	47,10	5,87
3	15	46,58	6,85
4	15	46,05	7,50
5	15	45,53	14,02
6	15	43,54	17,93
7	15	42,39	22,82
8	25	76,41	0,00
9	25	76,41	1,63
10	25	75,36	7,50
11	25	74,31	13,69
12	25	73,27	20,54
13	25	73,27	21,52
14	25	72,22	23,80
15	40	121,94	0,00
16	40	121,20	3,91
17	40	120,37	6,52
18	40	119,74	9,78
19	40	119,32	13,37
20	40	118,27	18,58
21	40	117,65	22,49
22	50	154,91	0,00
23	50	154,38	3,26
24	50	154,17	8,15
25	50	152,81	11,08
26	50	151,77	19,23
27	50	151,24	20,21
28	50	150,72	23,47
Tabela 4,6:Charakterystyka mechaniczna silnika klatkowego sterowanego częstotliwościowo

Parametry silnika oraz prądnicy:

Silnik Prądnica

Pn=5,5 kW Pn=4,5 kW Ifu=0,54 A

In=12,2/7,05 A Ian= 19,6 A Re= 0,9 ᾨ

Un=380/660 V Uan= 230 V

n=1440 obr/min n= 1450 obr/min

Wskazanie oscyloskopu:

Przykładowe obliczenia: