1. Dane znamionowe.

badany silnik Un = 220/380 V In = 11,47/8,8 A Pn = 3kW nn = 1420 obr/min Inw = 28 A

prądnica hamownicza Un = 220 V In = 19,6 A Pn = 3,7kW nn = 1450 obr/min

2. Schemat układu pomiarowego.




3. Charakterystyki mechaniczne dla różnych wartości rezystancji dodatkowej w odwodzie wirnika.

U = 380V

L.p.	I1	P1	P2	P	ω	I2	U4	PH	M	ΔPo	Pm	η
		A	W	W	W	rad/s	A	V	W	N·m	W	W	-
Rd = 0
1	4,5	-1600	-120	-1720	160	-10	228	-2280	-11,8	206	-1890	0,91
2	4,0	-1300	50	-1250	158	-7,5	225	-1688	-8,5	203	-1350	0,93
3	3,6	-1030	290	-740	157	-5	220	-1100	-5,3	201	-827	0,89
4	3,4	-750	550	-200	156	-2,5	218	-545	-2,0	197	-313	0,64
5	3,4	-500	800	300	153	0	214	0	1,3	-192	192	0,64
6	3,8	-200	1100	900	152	2,5	209	523	4,5	-189	681	0,77
7	4,2	100	1400	1500	150	5	204	1020	7,8	-185	1167	0,78
8	4,9	390	1680	2070	148	7,5	200	1500	11,0	-176	1630	0,79
9	5,6	640	2000	2640	147	10	199	1999	13,9	-111	2036	0,77
Rd1 > 0
1	4,3	-1590	-110	-1700	170	-10	245	-2450	-11,7	242	-1985	0,86
2	3,9	-1300	50	-1250	166	-7,5	237	-1778	-8,4	229	-1402	0,89
3	3,5	-1050	260	-790	162	-5	232	-1160	-5,2	216	-845	0,93
4	3,3	-800	500	-300	157	-2,5	225	-563	-2,0	202	-312	0,96
5	3,3	-490	800	310	150	0	216	0	1,2	-184	184	0,59
6	3,6	-200	1100	900	147	2,5	205	513	4,4	-171	652	0,72
7	4,2	100	1370	1470	141	5	196	980	7,7	-159	1079	0,73
8	4,8	380	1690	2070	137	7,5	186	1395	10,9	-151	1497	0,72
9	5,5	600	2000	2600	131	10	178	1780	14,2	-142	1858	0,71
Rd2 >Rd1
1	4,4	-1500	-100	-1600	188	-10	270	-2700	-11,6	286	-2177	0,74
2	3,9	-1300	50	-1250	179	-7,5	260	-1950	-8,3	274	-1485	0,84
3	3,5	-1000	300	-700	170	-5	245	-1225	-5,1	245	-869	0,81
4	3,2	-750	400	-350	160	-2,5	230	-575	-2,0	206	-318	0,76
5	3,3	-450	800	350	150	0	213	0	1,2	-185	185	0,52
6	3,6	-180	1080	900	138	2,5	195	488	4,4	-153	604	0,67
7	4,1	100	1350	1450	126	5	177	885	7,6	-136	961	0,66
8	4,7	360	1640	2000	115	7,5	160	1200	10,8	-117	1247	0,62
9	5,4	600	1960	2560	105	10	143	1430	14,1	-103	1479	0,58

• wykres charakterystyki mechanicznej ω = f(M), dla rσżnych rezystancji

• 
  
  wykres charakterystyki ω = f(I₁), dla różnych rezystancji

- wykres charakterystyki η = f (M), dla rσżnych rezystancji




4. Charakterystyki mechaniczne dla różnych wartości napięcia zasilania.

Rd = 0

L.p.	I1	P1	P2	P	ω	I2	U4	PH	M	ΔPo	Pm	η
		A	W	W	W	rad/s	A	V	W	N·m	W	W	-
U = 380 V
1	4,5	-1600	-120	-1720	160	-10	228	-2280	-11,8	206	-1890	0,91
2	4,0	-1300	50	-1250	158	-7,5	225	-1688	-8,5	203	-1350	0,93
3	3,6	-1030	290	-740	157	-5	220	-1100	-5,3	201	-827	0,89
4	3,4	-750	550	-200	156	-2,5	218	-545	-2,0	197	-313	0,64
5	3,4	-500	800	300	153	0	214	0	1,3	-192	192	0,64
6	3,8	-200	1100	900	152	2,5	209	523	4,5	-189	681	0,77
7	4,2	100	1400	1500	150	5	204	1020	7,8	-185	1167	0,78
8	4,9	390	1680	2070	148	7,5	200	1500	11,0	-176	1630	0,79
9	5,6	640	2000	2640	147	10	199	1999	13,9	-111	2036	0,77
U = 266 V
1	4,8	-1300	-500	-1800	165	-10	235	-2350	-11,8	218	-1938	0,93
2	3,6	-950	-300	-1250	161	-7,5	230	-1725	-8,5	212	-1368	0,91
3	2,4	-650	-50	-700	158	-5	226	-1130	-5,3	202	-835	0,84
4	2,0	-400	100	-300	156	-2,5	222	-555	-2,0	198	-312	0,96
5	2,1	-100	400	300	148	0	215	0	1,2	-185	185	0,62
6	2,9	200	700	900	146	2,5	208	520	4,4	-173	658	0,73
7	4	450	1000	1450	144	5	201	1005	7,7	-169	1124	0,77
8	5,4	700	1350	2050	142	7,5	195	1463	11	-160	1555	0,76
9	6,9	900	1750	2650	138	10	186	1860	14,2	-153	1964	0,74
U = 190 V
1	6	-1150	-500	-1650	173	-10	246	-2460	-11,7	245	-2027	0,81
2	4,3	-800	-300	-1100	166	-7,5	236	-1770	-8,5	228	-1402	0,78
3	2,9	-600	-200	-800	163	-5	232	-1160	-5,2	216	-854	0,94
4	1,6	-300	0	-300	158	-2,5	225	-563	-2,0	204	-315	0,95
5	2,5	0	240	240	151	0	214	0	1,2	-174	174	0,73
6	3,3	300	600	600	143	2,5	200	500	4,4	-163	632	0,7
7	5,4	500	1000	1500	135	5	187	935	7,7	-150	1039	0,69
8	8,7	780	1500	2280	119	7,5	163	1223	10,9	-126	1299	0,57
9	10	680	1700	2380	111	10	150	1500	14,1	-111	1560	0,66

• wykres charakterystyki mechanicznej ω = f(M), dla rσżnych napięć

• 
  
  wykres charakterystyki ω = f(I₁), dla różnych napięć

• wykres charakterystyki η = f (M), dla rσżnych napięć

5. 
   Pomiar charakterystyk mechanicznych dla hamowania dynamicznego.

L.p.	ω	I2	U4	ΔPo	M
		rad/s	A	V	W	N·m
I1 =5 A Rd = 0,3R
1	7,5	5,5	15	3	-6,8
2	10,1	7	20	5	-8,7
3	17,6	9	33	8	-11,3
4	27,6	8	47	14	-10
5	44	6	66	28	-7,2
6	126	3	176	133	-2,9
I1 = 7,5A Rd = 0,3R
1	3,77	4	10	2	-4,7
2	7,5	7	15	3	-8,8
3	8,8	8	20	4	-10
4	10,1	10	23	5	-12,6
5	12,6	12	27	6	-15,2
6	15,8	14	32	6,5	-17,9
7	18,8	15	36	9	-19,2
8	37,7	14,5	64	23	-18,4
9	50,2	12	80	36	-15
10	82,9	8	121	72	-9,6
11	163,3	5	226	226	-5,2
I1 = 5A Rd = 0,75R
1	5,02	2,5	10	5	-2,3
2	15,1	5	25	6,5	-6,1
3	20,1	7	35	10	-8,7
4	32,7	9	51	19	-11,2
5	45,2	9,5	69	29	-11,8
6	67,8	8	100	53	-9,7
7	105,5	6	155	103	-6,9
8	145,7	5	204	167	-5,4

• 
  wykres charakterystyki ω = f(M), przy hamowaniu dynamicznym

6. Wyznaczenie charakterystyk dla hamowania przeciwwłączeniem.

L.p.	U1	I1	P1	P1	P	ω	U4	I2	ΔPo	M
		V	A	W	W	W	rad/s	V	A	W	N·m
1	380	3,4	-400	800	400	21,4	5	1,1	-17	1,98
2			3,5	-400	840	440	-5	10	-2,5	2	2,88
3			3,5	-350	880	530	-32,7	50	-3	18	3,38
4			3,5	-300	900	600	-72,9	105	-3,5	56	3,78
5			3,5	-280	950	670	-100,5	145	-4	96	4,29
6			3,6	-200	1000	800	-140,7	200	-4,5	159	4,79
7			3,6	-200	1000	800	-173,3	245	-5	245	5,14

• 
  wykres charakterystyki ω = f (M), dla hamowania przeciwwłączeniem

7. 
   Przykłady obliczeń .

8. Wnioski

W czasie ćwiczenia wyznaczone zostały charakterystyki silnika pierścieniowego przy różnych wartościach napięcia zasilającego i dla różnych wartości rezystancji w obwodzie wirnika.

W pkt.3 ćwiczenia badany był wpływ włączenia rezystancji dodatkowej na pracę silnika. Na podstawie wykresów charakterystyk ω = f(M) stwierdzamy, że wzrost rezystancji powoduje wzrost nachylenia charakterystyki oraz nie zmienia wartości prędkości synchronicznej. Ponadto na podstawie przebiegu krzywych możemy przypuszczać, że włączenie rezystancji dodatkowej nie wpływa na wartość momentu krytycznego, natomiast powoduje zmniejszenie wartości prędkości krytycznej (wykresy charakterystyk ze względu na możliwość utknięcia przy pracy silnikowej i ze względu na znaczne prędkości przy pracy prądnicowej nie zostały wyznaczone w tak szerokim zakresie jak wykresy przedstawiane w literaturze), pozwala to na taki dobór rezystancji włączanej w chwili rozruchu by moment maksymalny (krytyczny) występował dla prędkości bliskiej zeru (poślizg krytyczny zbliżony do 1). Na podstawie wykresów charakterystyk ω = f(I) możemy stwierdzić, że włączenie rezystancji dodatkowej wpływa na zakres w jakim zmienia się prędkość kątowa (jest to również widoczne na otrzymanych wcześniej charakterystykach). Najmniejszą zmiennością prędkości obrotowej przy zmianach obciążenia charakteryzuje się silnik bez dodatkowej rezystancji (pracujący na charakterystyce naturalnej). Na podstawie wykresów charakterystyk η = f(M) widzimy, że włączenie rezystancji dodatkowej zmniejsza sprawność maszyny, co jest spowodowane dodatkową stratą mocy na rezystorach zewnętrznych.

W pkt.4 ćwiczenia badany był wpływ obniżenia napięcia zasilającego na pracę silnika pierścieniowego. Na podstawie charakterystyk ω = f(M) stwierdzamy, Ώe obniżenie napięcia nie ma wpływu na wartość prędkości synchronicznej, natomiast powoduje zmniejszenie wartości momentu krytycznego. Na podstawie wykresu ω = f(I) stwierdzamy, że obniżenie napięcia powoduje zwiększenie zmienności prędkości kątowej przy zmianach obciążenia oraz powoduje zmniejszenie minimalnej wartości prądu, co jest spowodowane zmniejszeniem strat jałowych w chwili gdy maszyna nie przetwarza energii (ω = ω_s). Na podstawie wykresu sprawności maszyny w funkcji momentu stwierdzamy, że dla obniżonego napięcia maksimum sprawności przypada dla niższego obciążenia, może to być spowodowane zmniejszeniem strat jałowych maszyny związanych z wartością indukcji, która z kolei zależy od napięcie, zwiększanie obciążenia powoduje wzrost prądu (szybszy niż dla takiego samego obciążenia przy zasilaniu znamionowym napięciem) a więc i wzrost strat w uzwojeniach co prowadzi do zmniejszenia sprawności.

W pkt.5 wyznaczone zostały charakterystyki mechaniczne przy hamowaniu dynamicznym, ich przebieg jest zgodny z teoretycznymi to znaczy:

• prędkość synchroniczna wynosi 0,

• zwiększenie prądu powoduje wzrost momentu krytycznego przy zachowanej wartości poślizgu krytycznego,

• zwiększenie rezystancji powoduje zmianę poślizgu krytycznego przy zachowanej wartości momentu krytycznego,

W pkt.6 wyznaczona została charakterystyka silnika przy hamowaniu przeciwprądem. Otrzymany wykres w dużym zakresie jest linią prostą (przechodzi przez pkt:ω = ω_s, M =0 i ω = 0, M = M_r(ω=0)) przy dalszym wzroście prędkości maszyny napędowej charakterystyka zaczyna się zaginać co oznacza, że zbliżyliśmy się prędkości odpowiadającej momentowi krytycznemu. Duże nachylenie charakterystyki jest spowodowane dużą wartością rezystancji dodatkowej

1































---