Łukasiewicz Andrzej A-51

Badanie trójfazowego silnika elektrycznego zasilanego przez falownik.

Falownik jest to urządzenie służące do bezstopniowej zmiany prędkości obrotowej silnika i uzyskania żądanego czasu rozruchu lub hamowania. Wzrost wymagań dotyczących sterowania i rozwój energoelektroniki spowodował wzrost zastosowania falowników w napędach wykorzystujących silniki elektryczne.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się możliwościami regulacji czasu rozruchu i hamowania za pomocą falownika oraz zmiany prędkości obrotowej silnika elektrycznego. Na podstawie przeprowadzonych badań mamy zaobserwować konsekwencje jakie powodują wprowadzane zmiany.

Schemat układu pomiarowego wykorzystanego w ćwiczeniu: 1-momentomierz, 2-enkoder, 3-hallotronowy przekładnik prądowy, 4-falownik, 5-urzadzenie pomiarowe Spider 8, 6-komputer z oprogramowaniem pomiarowym.

Dane pomiarowe:

Częstotliwość napięcia sieci zasilającej f ₁ = 25 [Hz]

Czas rozruchu t_r = 1,4 [s]

Czas hamowania t_h = 1,4 [s]

Znamionowa prędkość obrotowa silnika n = 945 [obr/moin]

Moc silnika M = 1,5 [kW]

Natężenie prądu I = 6,6 [A]

Obliczenia:

Liczbę par biegunów obliczamy korzystając ze wzoru

W danych podane jest jedynie n_znam dla silnika pracującego w warunkach znamionowych dlatego do wzoru wstawiamy n=1000 [obr/min] dla silnika pracującego bez obciążenia.

Znając liczbę biegunów możemy przejść do obliczania prędkości obrotowej silnika dla danej częstotliwości zasilania- w moim przypadku 25 Hz.

[obr/min]

Wartości otrzymane są po zastosowaniu odpowiedniego przelicznika.

Obroty silnika [obr/s]=0,4x [kHz]

Moment [Nm]= 144,1875x [mV]+0,12665

Prąd [A]= 8,9x[V]

Dane pomiarowe po przeliczeniu przedstawione za pomocą wykresów

Dla rozruchu:

Dla hamowania:

Wnioski:

Z załączonych wykresów widać, że największy moment jest potrzebny podczas rozruchu silnika, wówczas potrzebne są również znaczne wartkości prądu. Obroty silnika wzrastają, aż do osiągnięcia odpowiedniej wartości. Wówczas wartość momentu maleje. Gdyż nie potrzebne jest tak duża wartość do pokonania bezwładności układu. Wykres P=f(t) i n=f(t) ukazują moment potrzebny do napędzania wału i ilość obrotów. Podczas hamowania wartość ta maleje. Pod koniec nadany jest moment o wartości ujemnej służący do wyhamowania wału. Wartość prądu skutecznego zaś wzrasta, jest on potrzebny do wyhamowania wału w odpowiednio krótkim czasie.