POLITECHNIKA POZNAŃSKA Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej Zakład Mechatroniki i Maszyn Elektrycznych
Laboratorium Maszyn Elektrycznych Ćwiczenie nr 5 Temat: : Badanie 3-fazowego silnika indukcyjnego pierścieniowego – część II
Rok akademicki: 2010/2011 Wydział Elektryczny Studia dzienne inżynierskie Nr grupy: E-4 - 1- 1
Uwagi:

1. Wiadomości teoretyczne

Silnik indukcyjny pierścieniowy jest maszyną prądu przemiennego, w której żłobkach wirnika umieszczone jest uzwojenie o liczbie faz i biegunów takiej samej ja w stojanie. Końcówki połączonego w gwiazdę uzwojenia wirnika przyłączone są do pierścieni ślizgowych wirujących razem z wirnikiem i stąd przez szczotki wyprowadzone do tabliczki zaciskowej. Istnieje zatem możliwość włączenia w obwód wirnika zewnętrznej impedancji.

Prędkość obrotowa pierwszej harmonicznej indukcji pola magnetycznego wirującego, wytworzonego w stojanie wynosi:

$$n_{1} = \frac{60 \bullet f_{1}}{p}$$

gdzie: - f₁ – częstotliwość napięcia zasilającego

- p – liczba par biegunów stojana

Tabliczka znamionowa badanego silnika:

- P_N=3,3kW - P_N=0,9

- s_N=940 obr/min - s=0,1

- cosφ=0,654

- stojan połączony w trójkąt: 380V/ 9,5A

- wirnik połączony w gwiazdę: 95V / 25A

1. Wyznaczanie parametrów schematu zastępczego

   1. Pomiar rezystancji uzwojeń prądem stałym R_1st, R_2st

Pomiar rezystancji wykonaliśmy metodą techniczną prądem stałym mierząc prąd i napięcie. Z obliczeń otrzymałem wartości rezystancji.

	Napięcie [V]	Prąd [A]	Rezystancja [Ω]
Wirnik	1,2	5,5	0,22
Wirnik ze szczotkami	1,65	5	0,33
Stojan	5	1,6	3,125

R_1st=0,33Ω R_2st=3,125Ω

1. Próba zwarcia pomiarowego – wyznaczenie Z_Z,R_Z,X_Z,R₂’,X_r1,X_r2

Podczas próby zwarcia wirnik został unieruchomiony. Natomiast układ połączyliśmy według poniższego schematu.

U [V]	I [A]	P1 [W]	P2 [W]	T [kgm]
170	9,4	-280	1200	0,365

ZZ [Ω]	RZ [Ω]	XZ [Ω]	R2’ [Ω]	Xr1[Ω]	Xr2[Ω]
31,32	10,34	29,56	9,16	14,78	14,78

Obliczenia:

1. Próba idealnego biegu jałowego – wyznaczenie X_μ,R_Fe

U [V]	I [A]	P1 [W]	P2 [W]	T [kgm]
400	5,8	-960	1200	0,05

Xμ [Ω]	RFe [Ω]
93,5	1773,40

Obliczenia:

1. Wyznaczenie przekładni napięciowej

Wykonaliśmy pomiaru napięcia stojana oraz wirnika. Z racji połączenia stojana w trójkąt a wirnika w gwiazdę współczynnik k=$\sqrt{3}$.

U_stojana=375V U_wirnika=76V_­

Przekładnia wynosi

1. Wyznaczenie charakterystyk momentu elektromagnetycznego T=f(n) dla różnych stanów pracy

   1. Brak dodatkowej rezystancji R=0Ω

L.p.	n [obr/min]	T [kgm]
1	314	0,48
2	180	0,48
3	78	0,48
4	103	0,42
5	193	0,43
6	308	0,48
7	395	0,525
8	503	0,6
9	604	0,65
10	693	0,67
11	795	0,615
12	910	0,28
13	961	0
14	1005	0,19
15	1108	0,8
16	1208	1,25
17	1355	1,4

1. Dodatkowa rezystancja R=0,45Ω

L.p.	n [obr/min]	T [kgm]
1	279	0,8
2	164	0,8
3	58	0,8
4	29	0,78
5	35	0,7
6	104	0,66
7	206	0,63
8	312	0,58
9	422	0,53
10	531	0,45
11	617	0,37
12	713	0,255
13	818	0,105
14	886	0
15	953	0
16	1035	0,14
17	1115	0,295
18	1198	0,46
19	1315	0,68
20	1395	0,81

1. Wykres wektorowy

P = 900 [W] i s = 0,1

Obliczenia:

9. (wartość odczytana z wykresu)

12. (wartość odczytana z wykresu)

1. Wnioski

Celem wykonywanego ćwiczenia było badanie 3-fazowego silnika indukcyjnego pierścieniowego. Pierwszym naszym zadaniem podczas wykonywania ćwiczenia był pomiar rezystancji uzwojeń prądem stałym metodą techniczną. Pomiary wykonaliśmy dla stojana, wirnika oraz wirnika ze szczotkami. Następnie poddaliśmy silnik próbie zwarcia pomiarowego w celu wyznaczenia parametrów Z_Z,R_Z,X_Z,R₂’,X_r1,X_r2. Podczas próby biegu jałowego wyznaczyliśmy parametry X_μ, R_Fe. Kolejny naszym zadaniem było wyznaczenie przekładni napięciowej poprzez pomiar napięcia na wirniku oraz stojanie. Dla naszego silnika przekładnia wyniosła 8,55.

Pod koniec zajęć wykonywaliśmy charakterystykę momentu elektromagnetycznego bez dodatkowej rezystancji, oraz z dodatkową rezystancją równą 0,45Ω. Jak możemy zauważyć z charakterystyk podczas pracy silnika z dodatkowym obciążeniem zwiększa się moment krytyczny, a także moment rozruchowy z pracy hamulcowej do pracy silnikowej. Przy pracy z dodatkową rezystancją dla prędkości synchronicznej moment wynosi 0.

W ramach sprawozdania wykreśliłem również wykres fazorowy silnika wykorzystując obliczone parametry schematu zastępczego oraz, a w punkcie 4 przedstawiłem niezbędne obliczenia.