Badanie silnika synchronicznego (2), Elektrotechnika, Rok 3, Maszyny elektryczne

Politechnika Świętokrzyska w Kielcach

Laboratorium maszyn elektrycznych

Ćwicenie

Temat:

Badanie silnika synchronicznego

Zespół:3

1)Szostek Andrzej

2)Szot Grzegorz

3)Glazar Łukasz

Data wykonania ćwiczenia:

30,03,2000 r.

Data oddania sprawozdania:

Ocena:

1.Parametry silnika synchronicznego Parametry prądnicy szer - boczn.

P_n=4 kW -moc znamionowa P_n=2,2 kW

U_n=400 V -napięcie znamionowe U_n=110 V

I_n=4,45 A -prąd znamionowy I_n=24,2 A

I_wzb=2,1 A -prąd wzbudzenia n_n=2850 obr/min

U_wzb=30 V -napięcie wzbudzenia I_wzb=0,66 A

cosf=0,8 -współczynnik mocy η=0,8

n_n=3000 obr/min - prędkość znam.

f_n= 50 Hz -częstotliwość sieci

η=0,73

2.Schemat obwodu.

0x08 graphic

3.Pomiar charakterystyk elektromechanicznych silnika

Tabela pomiarowa

Lp	I₁	I₂	I₃	P_A	P_B	P	M	I_wzb	I_st	U_st	P₁	P₂
	A	A	A	W	W	W	Nm	A	A	V	W	W
	0,75	0,5	0,65	160	200	360	0,024	0	1	6	6	7,5
	0,85	0,55	0,7	200	200	400	0,215	0,05	3	18	54	67.5
	1,05	0,8	0,9	240	280	520	0,617	0,1	5	31	155	193,75
	1,3	1,05	1,15	360	400	760	1,197	0,155	7	43	301	376,25
	1,7	1,4	1,5	480	480	960	1,93	0,225	9	54	486	607.5
	2,1	1,8	1,95	640	600	1240	2,84	0,275	11	65	715	893,75
	2,65	2,3	2,45	800	800	1600	3,98	0,350	13	77	1001	1251,25
	3,25	2,85	3,05	1040	920	1960	5,25	0,430	15	88	1320	1650

Przykładowe obliczenia

P_A,P_B - moce zmierzone przez odpowiednio watomierz: W1 i W2

P- całkowita moc pobrana przez silnik

P= P₁+P₂

P₁- moc wytworzona przez prądnicę

P₁=U_st*I_st

P₂-moc użyteczna na wale silnika

P₂= P₁/η

M- moment

M= P₂/ω

Charakterystyki

0x08 graphic

4.Pomiar charakterystyk kątowych silnika

Tabele pomiarowe

Lp	I_wzb	I₁	I₂	I₃	P₁	P₂	P	M	ϑ	I_wzb	I_st	U_st
	A	A	A	A	W	W	W	Nm	-	A	A	V
	Silnik synchroniczny									Prądnica pr.stałego
1	0	5	5	5	1200	-760	440	1,4	141	0	1	6
2	0	5,2	5,2	5,2	1240	-760	480	1,53	142	0,05	2,5	16
3	0	5,2	5,2	5,2	1280	-680	600	1,91	144	0,1	5	30
4	0	5,55	5,4	5,3	1240	-560	680	2,16	148	0,175	7,5	45
5	0	5,9	5,8	5,7	1680	-480	1200	3,82	154	0,220	10	60
6	0	6,8	6,6	6,6	2040	-400	1640	5,22	165	0,325	12,5	74
7	0	9	8,7	8,7	2560	-600	1960	6,24	185	0,350	13	76

Lp	I_wzb	I₁	I₂	I₃	P₁	P₂	P	M	ϑ	I_wzb	I_st	U_st
	A	A	A	A	W	W	W	Nm	-	A	A	V
	Silnik synchroniczny									Prądnica pr.stałego
1	1	3,3	2,8	3	400	-200	200	0,64	141	0	1	2
2	1	3,1	3	2,9	840	-280	560	1,78	144	0,1	5	32
3	1	3,3	3,2	3,1	1000	-160	840	2,67	147	0,175	8	48
4	1	3,7	3,6	3,5	1240	80	1320	4,2	152	0,275	12	66
5	1	4,8	4,7	4,6	1720	360	2080	6,62	162	0,450	15	90

Lp	I_wzb	I₁	I₂	I₃	P₁	P₂	P	M	ϑ	I_wzb	I_st	U_st
	A	A	A	A	W	W	W	Nm	-	A	A	V
	Silnik synchroniczny									Prądnica pr.stałego
1	2	0,7	0,5	0,5	200	120	320	1,01	143	0	1	6
2	2	1	0,75	0,9	280	240	520	1,65	144	0,12	5	32
3	2	1,4	1,1	1,2	440	500	940	2,99	146	0,175	8	48
4	2	2,3	2,1	2,2	760	640	1400	4,46	151	0,325	12	72
5	2	3,2	2,9	3,1	1080	880	1960	6,24	155	0,450	15	88

Przykładowe obliczenia

P₁,P₂ - moce zmierzone przez odpowiednio watomierz: W1 i W2

P- całkowita moc pobrana przez silnik

P= P₁+P₂

M- moment

M= P/ω

Charakterystyki

Charakterystyka P=f(ϑ 0x08 graphic

) przy I_wzb silnika =0 A ;U, f, I_f =const

0x08 graphic

Charakterystyka P=f(ϑ) przy I_wzb silnika =1 A ;U, f, I_f =const

0x08 graphic

Charakterystyka P=f(ϑ) przy I_wzb silnika =2 A ;U, f, I_f =const

0x08 graphic

5.Pomiar krzywych „V” silnika

Tabele pomiarowe

Lp	I_wzb	I₁	I₂	I₃	P₁	P₂	P	I_wzb	I_st	U_st
	A	A	A	A	W	W	W	A	A	V
	Silnik synchroniczny							Prądnica pr.stałego
1	0	5,1	5,2	5	1320	-640	680	0,12	5	32
2	0,9	3,1	3,1	3	880	-320	560	0,12	5	32
3	1,7	1,2	1	0,9	400	120	520	0,12	5	32
4	2,1	1	0,9	0,8	240	280	520	0,12	5	32
5	2,7	2	1,8	2,1	0	560	560	0,12	5	32
6	3,5	4	3,8	4,1	-360	1000	640	0,12	5	32
7	4,1	5,5	5,2	5,6	-600	1240	640	0,12	5	32
8	4,7	7	6,6	7,1	-860	1600	740	0,12	5	32

Lp	I_wzb	I₁	I₂	I₃	P₁	P₂	P	I_wzb	I_st	U_st
	A	A	A	A	W	W	W	A	A	V
	Silnik synchroniczny							Prądnica pr.stałego
1	0	5,8	5,8	5,8	1640	-440	1200	0,250	10	60
2	0,7	4	4	3,9	1280	-120	1160	0,250	10	60
3	1,4	2,4	2,2	2,2	840	240	1080	0,250	10	60
4	1,9	1,85	1,6	1,65	600	480	1080	0,250	10	60
5	2,7	2,6	2,3	2,5	240	840	1080	0,250	10	60
6	3,1	3,5	3,3	3,6	40	1080	1120	0,250	10	60
7	3,75	5	4,7	5,1	-200	1400	1200	0,250	10	60
8	4,65	7	6,7	7,2	-160	1840	1680	0,250	10	60

Charakterystyki

Charakterystyka I₁=f(I_wzb) przy U, f, P₂ =const

0x08 graphic

Charakterystyka I₁=f(I_wzb) przy U, f, P₂ =const

0x08 graphic

6.Wnioski

Podstawową zaletą silnika synchronicznego jest jego stała prędkość obrotowa. Posiada on jednak zasadniczą wadę : jego rozruch jest dość skomplikowany (nawet jeżeli ma on wbudowaną klatkę rozruchową. Dlatego też jest on stosowany tam, gdzie konieczne jest zachowanie dokładnej prędkości obrotowej. W innych przypadkach stosuje się silniki o prostszych konstrukcjach i łatwiejszym rozruchu.

Dodatkową zaletå silnika synchronicznego pracującego w pobliżu silników asynchronicznych jest jego praca przy przewzbudzeniu. Dostarcza on im bowiem nieużytecznej dla niego mocy biernej która wykorzystywana jest w silnikach asynchronicznych.

Pomiary charakterystyk częstotliwościowych jest niekompletny, ponieważ nie można zmierzyì ich w całości. Po przekroczeniu pewnej wartości obciążenia silnik wypada bowiem z synchronizmu.