7.1 Charakterystyki biegu jałowego

Pomiary przeprowadzone podczas biegu jałowego silnika pozwalają m.in. na wyznaczenie strat mechanicznych oraz strat w żelazie silnika. Nieobciążony silnik należy zasilić napięciem regulowanym zmniejszając jego wartość do takiej wartości, przy której prąd pobierany przez silnik zaczyna rosnąć lub jego prędkość obrotowa wyraźnie zmaleje. Otrzymane wyniki zestawione są w tabeli

L.P	U1[V]	U2[V]	U3[V]	I[A]	cosφ	φ[˚]	n[obr/min]	rad	sinφ	U[V]	Po[W]	Icz[A]	Ib[A]	ΔPo[W]
1	71,25	70,625	71,6	0,192	0,49	61	964,2	1,064651	0,87462	71,15833	11,59501	0,09408	0,167927	9,493758
2	144	142,5	144	0,33	0,22	77	992,6	1,34390	0,97437	143,5	18,04415	0,0726	0,321542	11,83685
3	217,5	214	224	0,51	0,14	82	996,1	1,43117	0,990268	218,5	27,02076	0,0714	0,505037	12,19506
4	288	285	288	0,72	0,12	83	997	1,44862	0,992546	287	42,94806	0,0864	0,714633	13,39926
5	363	385	361,6	0,98	0,12	83	997,6	1,44862	0,992546	369,8667	75,33563	0,1176	0,972695	20,59283
6	434	427	433,6	1,4	0,12	83	998,4	1,44862	0,992546	431,5333	125,5658	0,168	1,389565	13,84584

Prąd biegu jałowego I ma dwie składowe: składową bierną Ib, , której przebieg jest taki jak prądu magnesującego rdzenia ze szczeliną powietrzną, oraz składową czynną Icz.

Składowa bierna Ib odpowiada za powstawanie wirującego pola magnetycznego, dlatego jest zwana prądem magnesującym, ma przy małych napięciach przebieg prostoliniowy wynikający z istniejącej w silniku szczeliny powietrznej; przy wyższych napięciach uwidacznia się nasycenie rdzenia magnetycznego.

Składowa czynna Icz ma minimum przy wartości napięcia U= 200V. Gwałtowny wzrost składowej Icz wynika z faktu, iż przy małych wartościach napięcia większość strat stanowią straty mechaniczne, niezależne od napięcia

Ekstrapolujemy liniowo wykres do przecięcia z osia rzędnych (U² = 0) i odczytujemy wartość strat mechanicznych

ΔPm = 8,39[W]

Po wykonaniu ćwiczenia doszliśmy do następujących wniosków:

1. Zmiana napięcia zasilania stojana powoduje zmianę charakterystyki momentu silnika.

2. Gdy napięcie zasilania jest niższe od znamionowego, a obciążenie silnika równe obciążeniu znamionowemu, następuje wzrost prądów w obwodzie silnika i w obwodzie stojana

3. W takiej sytuacji występuje wzrost strat mocy w uzwojeniach, dlatego nie dopuszczalna jest długotrwała praca przy obciążeniu znamionowym, ponieważ może dojść do uszkodzenia silnika, dlatego nie stosuje się metody zmian prędkości obrotowej za pomocą zmiany wartości napięcia

7.2 Charakterystyki obciążeniowe

L.P	U1[V]	U2[V]	U3[V]	I[A]	cosφ	n[obr/min]	m0[kg]	s[%]	P[W]	M[Nm]	Puż[W]	η	U[V]
1	217,5	214	224	0,51	0,14	996,1	0	0,0039	27,02076	0	0	0	218,5
2	216	214	217	0,51	0,29	985,6	0,05	0,0144	55,24578	0,1945	20,12842	0,364343	215,6667
3	215	213,5	215,6	0,52	0,38	975	0,1	0,025	73,47962	0,389	39,82388	0,541972	214,7
4	214,5	214	216	0,55	0,48	963,9	0,15	0,0361	98,23211	0,5835	59,05574	0,601186	214,8333
5	214,15	212,5	216	0,59	0,51	951,2	0,2	0,0488	111,6409	0,778	77,70353	0,696013	214,2167
6	215	212,8	216	0,63	0,62	938,5	0,25	0,0615	145,181	0,9725	95,83258	0,66009	214,6
7	214	212	215,2	0,69	0,68	924	0,3	0,076	173,6913	1,167	113,2223	0,651859	213,7333
8	215	212,5	215,2	0,8	0,73	898,8	0,37	0,1012	216,6944	1,4393	135,8325	0,626839	214,2333

Wartość prędkości synchronicznej badanego silnika wyliczyliśmy z wzoru;

Z uwagi na to że prędkości obrotowe silnika oscylowały wokół wartości 900 obrotów, wartość n₁ wyniosła 1000[obr/min].

Wnioski:

Podczas zwiększania obciążenia podawanego na trójfazowy silnik indukcyjny obroty spadały. Silnik przeciwdziałając oporom pobierał większy prąd. Regulowanie prędkości obrotowej poprzez podanie obciążenia nie jest dobrą metodą, gdyż mimo spadku obrotów silnik pobierał większy prąd. Podając za duży moment obrotowy można dopuścić do spalenia silnika z powodu zbyt dużego prądu płynącego przez stojan.

.

7.3 Praca trójfazowa i jednofazowa (przy obniżonym napięciu)

L.P	U1[V]	U2[V]	U3[V]	I[A]	cosφ	n[obr/min]	m0[kg]	s[%]	P[W]	M[Nm]	Puż[W]	η	U[V]
1	216	213,5	216	0,56	0,51	960,9	0,16	0,0391	106,4342	0,6224	62,79674	0,590005	215,1667
2	215	212,5	218	0,99	0,7	912,8	0,16	0,0872	149,1105	0,6224	59,65331	0,400061	215,1667

Różne wartości tych samych wielkości spowodowane są zmianą pracy silnika, a konkretnie zmianą w ilości faz zasilających silnik. Praca silnika przy zasilaniu jedną fazą powoduje jego obciążenie co w konsekwencji przekłada się na większy pobór prądu oraz zmniejszenie prędkości obrotowej. Jest to widoczne w powyższej tabeli wyników (wartości wyróżnione są wartościami różniącymi się). Obniżenie prędkości obrotowej ma w dalszym toku obliczeń bezpośredni wpływ na wyniki: P _uż oraz η.

Wnioski:

Wykonując to ćwiczenie mogliśmy zaobserwować, że w razie uszkodzenia którejkolwiek z faz silnik może ulec uszkodzeniu, w związku ze wzrostem natężenia prądu. Spada również efektywność takie silnika.