Grzegorz Wiercioch Marcin Świetlicki |
ED 5.5 | 19.10.2010 |
---|
SPRAWOZDANIE
Badanie indukcyjnego silnika pierścieniowego.
1. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest nabycie umiejętności wykonywania podstawowych pomiarów przy badaniu indukcyjnego silnika pierścieniowego, poznanie zasadniczych charakterystyk i właściwości silnika.
2. Dane znamionowe silnika indukcyjnego i prądnicy hamowniczej.
Tab.2.1. Dane znamionowe.
Silnik indukcyjny | Prądnica hamownicza | |
---|---|---|
P | 3 | kW |
n | 1420 | obr/min |
U | 220/380 | V |
Urot | 80 | V |
I | 11,4/6,6 | A |
cosφ | 0,81 | |
Rs | 1,1 | Ω |
Rr | 0,066 | Ω |
Irot | 26 | A |
3. Sprawdzanie rezystancji izolacji.
Tab.3.1. Rezystancja izolacji.
Izolacja między: | R15 | R60 | R60/R15 |
---|---|---|---|
MΩ | MΩ | - | |
fazą U a stojanem | >50 | >50 | >0 |
fazą V a stojanem | >50 | >50 | >0 |
fazą W a stojanem | >50 | >50 | >0 |
fazami U i V | >50 | >50 | >0 |
fazami V i W | >50 | >50 | >0 |
fazami U i W | >50 | >50 | >0 |
K a stojanem | >50 | >50 | >0 |
L a stojanem | >50 | >50 | >0 |
M a stojanem | >50 | >50 | >0 |
5. Badanie silnika przy otwartych uzwojeniach wirnika.
Rys.5.1. Schemat układu do pomiaru przekładni i wyznaczania charakterystyki magnesowania..
Tab.5.1. Wyniki pomiarów i obliczeń z próby magnesowania.
Lp. | UUV | UUW | UVW | US | IU | IV | IW | IS | UKL | UKM | ULM | Ur0 | KU |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
V | V | V | V | A | A | A | A | V | V | V | V | V/V | |
1 | 420 | 420 | 420 | 420 | 4,1 | 4,1 | 4,1 | 4,1 | 88 | 88 | 88 | 88 | 4,77 |
2 | 380 | 380 | 380 | 380 | 3,4 | 3,4 | 3,4 | 3,4 | 80 | 80 | 80 | 80 | 4,75 |
3 | 340 | 340 | 340 | 340 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 72 | 72 | 72 | 72 | 4,72 |
4 | 300 | 300 | 300 | 300 | 2,4 | 2,4 | 2,4 | 2,4 | 64 | 64 | 64 | 64 | 4,69 |
5 | 260 | 260 | 260 | 260 | 1,9 | 1,9 | 1,9 | 1,9 | 57 | 57 | 57 | 57 | 4,56 |
6 | 220 | 220 | 220 | 220 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 47 | 47 | 47 | 47 | 4,68 |
7 | 180 | 180 | 180 | 180 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 38 | 38 | 38 | 38 | 4,74 |
8 | 140 | 140 | 140 | 140 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 30 | 30 | 30 | 30 | 4,67 |
9 | 100 | 100 | 100 | 100 | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 21 | 21 | 21 | 21 | 4,76 |
10 | 60 | 60 | 60 | 60 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 12 | 12 | 12 | 12 | 5,00 |
11 | 40 | 40 | 40 | 40 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 9 | 9 | 9 | 9 | 4,44 |
Przykłady obliczeń dla wiersza nr 1:
$$U_{S} = \frac{U_{\text{UV}} + U_{\text{UW}} + U_{\text{VW}}}{3} = \frac{420 + 420 + 420}{3} = 420V$$
$$I_{S} = \frac{I_{U} + I_{V} + I_{W}}{3} = \frac{4,1 + 4,1 + 4,1}{3} = 4,1A$$
$$U_{r0} = \frac{U_{\text{KL}} + U_{\text{KM}} + U_{\text{LM}}}{3} = \frac{88 + 88 + 88}{3} = 88V$$
$$K_{U} = \frac{U_{S}}{U_{r0}} = \frac{420}{88} = 4,77$$
Rys.5.2. Charakterystyka magnesowania IS = f(US) oraz KU = f(US).
Tab.5.2. Dane odczytane z wyznaczonych charakterystyk..
USN | ISN | KU | IμN | iμ |
---|---|---|---|---|
V | A | V/V | A | % |
380 | 6,6 | 4,75 | 3,4 | 51,5 |
6. Próba biegu jałowego.
Rys.6.1. Schemat układu pomiarowego do próby biegu jałowego silnika, do próby zwarcia i do pomiaru momentu rozruchowego.
Tab.6.1. Wyniki pomiarów i obliczeń z próby biegu jałowego.
Lp. | UUV | UUW | UVW | U0 | U02 | IU | IV | IW | I0 | P1 | P2 | Pin0 | cosφ0 | PWS | P0 | n0 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
V | V | V | V | V2 | A | A | A | A | W | W | W | - | W | W | obr/min | |
1 | 420 | 420 | 420 | 420 | 176400 | 4,2 | 4,2 | 4,2 | 4,2 | 984,6 | -738,5 | 246,2 | 0,081 | 58,2 | 187,9 | 1496 |
2 | 380 | 380 | 380 | 380 | 144400 | 3,4 | 3,4 | 3,4 | 3,4 | 707,7 | -492,3 | 215,4 | 0,096 | 38,1 | 177,2 | 1497 |
3 | 340 | 340 | 340 | 340 | 115600 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 538,5 | -369,2 | 169,2 | 0,103 | 25,9 | 143,4 | 1496 |
4 | 300 | 300 | 300 | 300 | 90000 | 2,4 | 2,4 | 2,4 | 2,4 | 400,0 | -276,9 | 123,1 | 0,099 | 19,0 | 104,1 | 1492 |
5 | 260 | 260 | 260 | 260 | 67600 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 307,7 | -184,6 | 123,1 | 0,137 | 13,2 | 109,9 | 1490 |
6 | 220 | 220 | 220 | 220 | 48400 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 215,4 | -123,1 | 92,3 | 0,151 | 8,4 | 83,9 | 1489 |
7 | 180 | 180 | 180 | 180 | 32400 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 153,8 | -61,5 | 92,3 | 0,228 | 5,6 | 86,7 | 1486 |
8 | 140 | 140 | 140 | 140 | 19600 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 92,3 | 30,8 | 123,1 | 0,508 | 3,3 | 119,8 | 1479 |
9 | 100 | 100 | 100 | 100 | 10000 | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 46,2 | 0,0 | 46,2 | 0,381 | 1,6 | 44,5 | 1461 |
10 | 60 | 60 | 60 | 60 | 3600 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 30,8 | 15,4 | 46,2 | 0,740 | 1,2 | 45,0 | 1418 |
11 | 40 | 40 | 40 | 40 | 1600 | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 15,4 | 15,4 | 30,8 | 0,634 | 1,6 | 29,2 | 1323 |
Przykłady obliczeń dla wiersza nr 11:
$$U_{0} = \frac{U_{\text{UV}} + U_{\text{UW}} + U_{\text{VW}}}{3} = \frac{40 + 40 + 40}{3} = 40V$$
$$I_{0} = \frac{I_{U} + I_{V} + I_{W}}{3} = \frac{0,7 + 0,7 + 0,7}{3} = 0,7A$$
Pin0 = P1 + P2 = 15, 4 + 15, 4 = 30, 8W
$$\cos\varphi_{0} = \frac{P_{in0}}{\sqrt{3} \bullet U_{0} \bullet I_{0}} = \frac{30,8}{\sqrt{3} \bullet 40 \bullet 0,7} = 0,634$$
PWS = 3 • RfS • I02 = 3 • 1, 1 • 0, 72 = 1, 6W
P0 = Pin0 − PWS = 30, 8 − 1, 6 = 29, 2W
Rys.6.2. Charakterystyka biegu jałowego I0 = f(U0), Pin0 = f(U0) i cosφ0 = f(U0).
Rys.6.3. Charakterystyka P0 = f(U02) oraz straty jałowe mechaniczne PmN i w żelazie PFeN.
Tab.6.2. Dane odczytane z wyznaczonych charakterystyk.
USN | ISN | I0N | cosφ0N | PFeN | PmN | i0N |
---|---|---|---|---|---|---|
V | A | A | - | W | W | % |
380 | 6,6 | 3,4 | 0,096 | 115 | 50 | 51,5 |
7. Próba zwarcia.
Układ pomiarowy taki sam jak w poprzednim punkcie.
Tab.7.1. Wyniki pomiarów i obliczeń z próby zwarcia.
n = | 20..25 | obr/min | If = IfN = | 0,73 | A | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Lp. | UUV | UUW | UVW | UK | IU | IV | IW | IK | P1 | P2 | PK | cosφK |
V | V | V | V | A | A | A | A | W | W | W | - | |
1 | 98 | 98 | 98 | 98 | 8,0 | 8,0 | 8,0 | 8,0 | 707,7 | 30,8 | 738,5 | 0,544 |
2 | 86 | 86 | 86 | 86 | 7,0 | 7,0 | 7,0 | 7,0 | 553,8 | 30,8 | 584,6 | 0,561 |
3 | 74 | 74 | 74 | 74 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 400,0 | 15,4 | 415,4 | 0,540 |
4 | 68 | 68 | 68 | 68 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 323,1 | 15,4 | 338,5 | 0,522 |
5 | 62 | 62 | 62 | 62 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 276,9 | 0,0 | 276,9 | 0,516 |
6 | 50 | 50 | 50 | 50 | 4,0 | 4,0 | 4,0 | 4,0 | 184,6 | 0,0 | 184,6 | 0,533 |
7 | 38 | 38 | 38 | 38 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 92,3 | 0,0 | 92,3 | 0,467 |
8 | 32 | 32 | 32 | 32 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 61,5 | 0,0 | 61,5 | 0,444 |
9 | 26 | 26 | 26 | 26 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 30,8 | 0,0 | 30,8 | 0,342 |
10 | 12 | 12 | 12 | 12 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,000 |
11 | 10 | 10 | 10 | 10 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,000 |
Przykłady obliczeń dla wiersza nr 1:
$$U_{K} = \frac{U_{\text{UV}} + U_{\text{UW}} + U_{\text{VW}}}{3} = \frac{98 + 98 + 98}{3} = 98V$$
$$I_{K} = \frac{I_{U} + I_{V} + I_{W}}{3} = \frac{8,0 + 8,0 + 8,0}{3} = 8,0A$$
PK = P1 + P2 = 707, 7 + 30, 8 = 738, 5W
$$\cos\varphi_{K} = \frac{P_{K}}{\sqrt{3} \bullet U_{K} \bullet I_{K}} = \frac{738,5}{\sqrt{3} \bullet 98 \bullet 8,0} = 0,544$$
Tab.7.2. Dane odczytane z wyznaczonych charakterystyk.
USN | ISN | UK'' | IK'' | UK' | IKN | UKN | iKN | cosφK | uK |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
V | A | V | A | V | A | V | - | - | % |
380 | 6,6 | 62 | 5 | 30 | 54,69 | 82 | 8,29 | 0,540 | 21,58 |
Rys.7.1. Charakterystyki Tl = f(UK), IK = f(UK), PK = f(UK) i cosφK = f(UK).
8. Pomiar momentu rozruchowego.
Układ pomiarowy taki sam jak w poprzednim punkcie.
Tab.8.1. Wyniki pomiarów i obliczeń z badania momentu rozruchowego.
US = | 80 | V | n = | 20..25 | obr/min | If = IfN = | 0,73 | A | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Lp. | IU | IV | IW | IK | P1 | P2 | PK | cosφK | Rad |
A | A | A | A | W | W | W | - | Ω | |
1 | 6,60 | 6,60 | 6,60 | 6,60 | 126,2 | 486,2 | 612,3 | 0,670 | 0,00 |
2 | 4,70 | 4,70 | 4,70 | 4,70 | 123,1 | 369,2 | 492,3 | 0,756 | 0,20 |
3 | 3,50 | 3,50 | 3,50 | 3,50 | 120,0 | 295,4 | 415,4 | 0,857 | 0,39 |
4 | 2,75 | 2,75 | 2,75 | 2,75 | 92,3 | 215,4 | 307,7 | 0,807 | 0,58 |
5 | 2,28 | 2,28 | 2,28 | 2,28 | 70,8 | 184,6 | 255,4 | 0,808 | 0,77 |
6 | 1,95 | 1,95 | 1,95 | 1,95 | 61,5 | 156,9 | 218,5 | 0,809 | 0,99 |
7 | 1,71 | 1,71 | 1,71 | 1,71 | 61,5 | 132,3 | 193,8 | 0,818 | 1,19 |
8 | 1,55 | 1,55 | 1,55 | 1,55 | 55,4 | 123,1 | 178,5 | 0,831 | 1,39 |
9 | 1,40 | 1,40 | 1,40 | 1,40 | 52,3 | 120,0 | 172,3 | 0,888 | 1,61 |
10 | 1,31 | 1,31 | 1,31 | 1,31 | 36,9 | 116,9 | 153,8 | 0,848 | 1,80 |
Przykłady obliczeń dla wiersza nr 1:
$$I_{K} = \frac{I_{U} + I_{V} + I_{W}}{3} = \frac{6,60 + 6,60 + 6,60}{3} = 6,60A$$
PK = P1 + P2 = 126, 2 + 486, 2 = 612, 3W
$$\cos\varphi_{K} = \frac{P_{K}}{\sqrt{3} \bullet U_{S} \bullet I_{K}} = \frac{612,3}{\sqrt{3} \bullet 80 \bullet 6,60} = 0,670$$
Tab.8.2. Dane odczytane z wyznaczonych charakterystyk.
Tl max | Rad | cosφK | PK | IK |
---|---|---|---|---|
Nm | Ω | - | W | A |
2,4 | 0 | 0,740 | 6,1 | 6,6 |
Rys.8.1. Charakterystyka Tl = f(Rad), PK = f(Rad), IK = f(Rad) i cosφK = f(UK).
9. Próba obciążenia.
Rys.9.1. Schemat układu do próby obciążenia i regulacji prędkości obrotowej.
Tab.9.1. Wyniki pomiarów i obliczeń z próby obciążenia.
US = UN = | 380 | V | If = IfN = | 0,73 | A | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Lp. | IU | IV | IW | IS | P1 | P2 | Pin | cosφ | Ua | Ia | Ui | Pi | P0H | P |
A | A | A | A | W | W | W | - | V | A | V | W | W | W | |
1 | 7,5 | 7,5 | 7,5 | 7,5 | 1277 | 2831 | 4108 | 0,832 | 220 | 13,6 | 238,9 | 3248 | 159,2 | 3408 |
2 | 6,6 | 6,6 | 6,6 | 6,6 | 1052 | 2523 | 3575 | 0,823 | 226 | 11,6 | 242,0 | 2807 | 162,5 | 2969 |
3 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 862 | 2308 | 3169 | 0,803 | 232 | 10,2 | 244,4 | 2493 | 165,1 | 2658 |
4 | 5,2 | 5,2 | 5,2 | 5,2 | 615 | 1954 | 2569 | 0,751 | 236 | 8,0 | 247,3 | 1979 | 168,3 | 2147 |
5 | 4,8 | 4,8 | 4,8 | 4,8 | 462 | 1785 | 2246 | 0,718 | 240 | 6,7 | 249,3 | 1670 | 170,3 | 1840 |
6 | 4,7 | 4,7 | 4,7 | 4,7 | 400 | 1692 | 2092 | 0,684 | 240 | 6,3 | 255,7 | 1611 | 177,4 | 1788 |
7 | 4,2 | 4,2 | 4,2 | 4,2 | 215 | 1508 | 1723 | 0,620 | 244 | 5,0 | 251,7 | 1258 | 173,0 | 1431 |
8 | 3,8 | 3,8 | 3,8 | 3,8 | 0 | 1292 | 1292 | 0,517 | 248 | 3,2 | 253,9 | 813 | 175,5 | 988 |
9 | 3,4 | 3,4 | 3,4 | 3,4 | -308 | 923 | 615 | 0,275 | 252 | 0,9 | 257,1 | 231 | 178,9 | 410 |
Przykłady obliczeń dla wiersza nr 9:
$$I_{S} = \frac{I_{U} + I_{V} + I_{W}}{3} = \frac{3,4 + 3,4 + 3,4}{3} = 3,4A$$
Pin = P1 + P2 = −308 + 923 = 615W
$$cos\varphi = \frac{P_{\text{in}}}{\sqrt{3} \bullet U_{S} \bullet I_{S}} = \frac{615}{\sqrt{3} \bullet 380 \bullet 3,4} = 0,275$$
Pi = Ui • Ia = 257, 1 • 0, 9 = 231W
P = P0H + Pi = 178, 9 + 231 = 410W
$$\eta = \frac{P}{P_{\text{in}}} = \frac{410}{615} = 0,67$$
$$T_{S} = \frac{30 \bullet P}{\pi \bullet n} = \frac{30 \bullet 410}{\pi \bullet 1483} = 2,64\text{Nm}$$
Rys.9.2. Charakterystyki IS = f(P), cosφ = f(P), η = f(P) przy próbie obciążenia.