Badanie silnika indukcyjnego pierścieniowego - e, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, chomikuj, 4 sem (graviora), Badanie trójfazowego silnika indukcyjnego pierścieniowego (graviora)


Politechnika Poznańska

Instytut Elektrotechniki Przemysłowej

Laboratorium

Maszyn Elektrycznych

Rok akademicki:

1994/1995

Wydział: Elektryczny

Kierunek: Elektrotechnika

Specjalność: IWN

Rok studiów: 3, Semestr: 6

Ćwiczenie nr: 5

Temat : Badanie trójfazowego silnika

indukcyjnego pierścieniowego.

Wykonujący ćwiczenie:

1.Jacek Fąka

Data wykonania ćwiczenia:

11.05.1995

Data oddania sprawozdania: 18.05.1995

Zaliczenie:

Dane znamionowe badanej maszyny.

P = 3,3 kW, n N = 940 obr/min ,

stojan: UN = 380 V, IN = 9,5 A (przy połączeniu w trójkąt ) ,

wzbudzenie: UN = 95 V, IN = 25 A.

Wyznaczenie charakterystyki biegu jałowego. Wyznaczenie strat jałowych.

Schemat połączeń układu:

Tabela pomiarowa:

Lp.

U

n

IR

IS

IT

P1

P2

-

V

obr/min

A

A

A

W

W

1.

380

1000

5,8

5,8

6,0

1240

-960

2.

370

1000

5,7

5,8

6,0

1200

-920

3.

360

1000

5,3

5,4

5,6

1080

-800

4.

340

1000

4,6

4,8

4,9

880

-680

5.

320

1000

4,0

4,1

4,2

720

-520

6.

300

1000

3,6

3,7

3,8

600

-440

7.

280

1000

3,2

3,3

3,4

480

-360

8.

240

1000

2,6

2,7

2,8

360

-240

9.

200

1000

2,0

2,1

2,2

240

-160

10.

160

1000

1,6

1,7

1,7

160

-120

11.

120

1000

1,1

1,2

1,2

80

-40

1. Pomiar znamionowego napięcia wirnika. Wyznaczanie przekładni.

1.1. Schemat połączeń.

1.2. Tabela pomiarów

U1

U20

V

V

-

380

80

8.2

280

62

7.8

220

49

7.8

1.3. Wzory do obliczeń

0x08 graphic

0x08 graphic
 = k = ponieważ uzwojenie stojana połączone jest w trójkąt a

uzwojenie wirnika w gwiazdę.

Przekładnia silnika średniaśr = 7.9

2.2. Tabela pomiarów

Lp

U1

IU

IV

IW

I10

P

P

P10

cos

Q10

PCu

PFe

0x08 graphic
-

V

A

A

A

A

W

W

W

-

var

W

W

1

380

6.0

6.1

6.1

6.1

1320

-1000

320

0.079

4002.3

119.1

200.9

2

360

5.2

5.4

5.3

5.3

1080

-800

280

0.084

3293.1

89.9

190.1

3

340

4.5

4.6

4.6

4.6

920

-680

240

0.088

2698.4

67.7

172.3

4

320

4.0

4.1

4.1

4.1

760

-560

200

0.088

2263.6

53.8

146.2

5

300

3.6

3.7

3.6

3.6

640

-480

160

0.086

1863.7

41.5

118.5

6

280

3.2

3.3

3.3

3.3

520

-400

120

0.075

1595.9

34.8

85.2

7

240

2.5

2.6

2.6

2.6

360

-280

80

0.074

1077.8

21.6

58.4

8

200

2.0

2.1

2.1

2.1

240

-140

60

0.082

725.0

14.1

45.9

9

160

1.6

1.6

1.5

1.6

140

-100

40

0.090

441.6

8.2

31.8

10

120

1.2

1.2

1.1

1.2

80

-60

20

0.080

248.6

4.6

15.4

Wartości stałe:

n = 1000 obr/min

 = 104.7 1/s

Pm = 130 W

2.3. Wzory do obliczeń

I10 =

P10 = P + P

cos =

Q10 =

PCu10 = R1. I102 gdzie R1 - rezystancja uzwojenia stojana = 3.2

PFe = P10 - PCu10

3. Próba zwarcia pomiarowego.

3.1. Schemat połączeń

3.2. Tabela pomiarów

Lp.

U1z

IU

IV

IW

I1z

P

P

P1z

Mrp

cosz

Zz1

Rz1

Xz1

I1zn

Mrpn

-

V

A

A

A

A

W

W

W

kGm

-

A

Nm

1

172

10

10.3

10

10.1

1260

-200

1060

0.57

0.35

17.0

5.95

15.9

22.3

27.3

2

166

9.5

9.8

9.5

9.6

1160

-180

980

0.52

0.36

17.3

6.2

16.1

22.0

26.7

3

160

9.0

9.3

9.0

9.1

1060

-180

880

0.48

0.35

17.6

6.2

16.5

21.6

26.6

4

152

8.5

8.8

8.5

8.6

940

-160

780

0.44

0.34

17.7

6.0

16.6

21.5

27.0

5

143

8.0

8.3

8.0

8.1

840

-140

700

0.40

0.35

17.7

6.2

16.6

21.5

27.7

6

130

7.0

7.3

7.0

7.1

660

-120

540

0.32

0.34

18.3

6.2

17.2

20.8

26.8

7

116

6.0

6.3

6.0

6.1

500

-100

400

0.25

0.33

19.0

6.3

17.9

20.0

26.3

8

98

5.0

5.3

5.0

5.1

360

-80

280

0.18

0.32

19.2

6.1

18.2

19.8

26.5

9

80

4.0

4.3

4.0

4.1

240

-40

200

0.13

0.35

19.5

6.8

18.3

19.5

28.8

10

60

3.0

3.3

3.0

3.1

140

-20

120

0.09

0.37

19.4

7.2

18.0

19.6

35.4

3.3. Wzory do obliczeń

I1z =

P1z = P + P

cosz =

Z1z = R1z = Z1z. cosz X1z = Z1z. sinz

I1n = I1z

Mrpn = Mrp

4. Próba obciążenia bezpośredniego.

4.1. Schemat połączeń - jak w punkcie 3.1.

4.2. Tabele pomiarów.

Pomiary

Lp.

IU

IV

IW

I1

P

P

P1

M

M

n

-

A

A

A

A

W

W

W

Nm

kGm

obr/min

1

9.7

9.8

9.7

9.7

3440

680

4120

34

3.4

906

2

9.3

9.4

9.3

9.3

3280

600

3880

32

3.2

912

3

8.9

9.0

8.9

8.9

3120

520

3640

30

3.0

918

4

8.5

8.6

8.6

8.6

2960

440

3400

28

2.8

922

5

7.9

8.0

7.9

7.9

2680

240

2920

24

2.4

935

6

7.4

7.5

7.4

7.4

2480

80

2560

20

2.0

944

7

6.9

7.0

6.9

6.9

2200

-120

2080

16

1.6

955

8

6.5

6.6

6.5

6.5

2000

-320

1680

12

1.2

965

9

6.3

6.4

6.3

6.3

1800

-520

1280

8

0.8

974

10

6.1

6.1

6.1

6.1

1560

-760

800

4

0.4

984

11

6.1

6.1

6.1

6.1

1360

-1000

360

0

0

1000

Obliczenia:

Lp.

cos

s

Q1

PCu1

PCu2

P

P2

Mu

Mu

-

-

%

1/s

var

W

W

W

%

W

Nm

kGm

1

0.65

9.4

94.9

4852

301.1

228.3

859.4

79.4

3260.6

34.4

3.44

2

0.63

8.8

95.5

4754

276.8

197.1

803.9

79.3

3076.1

32.2

3.22

3

0.62

8.2



4596

253.5

174.8

758.3

79.2

2882.3

30.0

3.0

4

0.60

7.8

96.6

4528

236.7

152.9

719.6

78.8

2680.4

27.7

2.77

5

0.56

6.5

97.9

4308

199.7

112.4

642.1

78.0

2277.9

23.3

2.33

6

0.53

5.6

98.9

4130

175.2

88.3

593.5

76.8

1966.5

19.9

1.99

7

0.46

4.5

100

4032

152.4

57.8

540.2

74.0

1539.8

15.4

1.54

8

0.39

3.5

101.1

3939

135.2

36.9

502.1

70.0

1177.9

11.6

1.16

9

0.32

2.6

102

3928

127.0

23.3

480.3

62.5

799.7

7.8

0.78

10

0.20

1.6

103

3934

119.1

8.5

457.6

42.8

342.4

3.3

0.33

11

0.09

0

104.7

3999

119.1

1.7

320.8

10.9

39.2

0.4

0.04

Przyjmujemy stałe straty PFe = 200 W wyznaczone dla napięcia znamionowego.

Straty mechaniczne Pm = 130 W.

Un = 380 V

4.3. Wzory do obliczeń

I1 =

P1 = P  P

cos =

Q1 =

PCu1 = 3 . R1 . I1f2 PCu2 = 3 . R2 . I2f2

∑P = PCu1+ PFe+m+ PCu2+ Pd

Pd = 0.005 . Pn

 =

P2 = P1 - ∑P

Mu = [Nm]

5. Zależność momentu od poślizgu.

5.1. Schemat połączeń jest identyczny jak w punkcie 3.1. z tym że, maszyna

wiruje z określoną prędkością.

5.2. Tabela pomiarów

Lp.

n

IW

IV

IU

I

I(380)

M

M(380)

s

-

obr/min

A

A

A

A

A

Nm

Nm

%

1

1000

1.6

1.8

1.7

1.7

3.7

0.7

3.4

0

2

950

2.2

2.4

2.2

2.3

5.1

2.3

11.3

5

3

900

3.8

3.9

3.7

3.8

8.4

6.0

29.4

10

4

800

6.0

6.1

5.9

6.0

13.2

8.4

41.2

20

5

700

7.2

7.3

7.0

7.2

15.8

8.2

40.2

30

6

600

7.9

8.0

7.8

7.9

17.4

7.5

36.8

40

7

500

8.4

8.5

8.2

8.4

18.5

6.7

32.8

50

8

400

8.7

8.8

8.6

8.7

19.1

6.1

29.9

60

9

300

8.9

9.0

8.8

8.9

19.6

5.4

26.5

70

10

200

9.0

9.2

8.9

9.0

19.8

5.0

24.5

80

11

100

9.1

9.3

9.1

9.2

20.2

4.9

24.0

90

12

0

9.6

9.8

9.8

9.7

21.3

4.5

22.0

100

13

740

6.8

6.9

6.7

6.8

15.0

8.4

41.2

26

Mkr

Wartość stała:

Uz = 172 V

5.3. Wzory do obliczeń

I =

s =

I(380) =

M(380) =

6. Wyznaczanie impedancji dla składowej zgodnej i przeciwnej.

6.1. Tabela pomiarów

Lp

U

n

s

P

P

P

IU

IV

IW

I

Z

-

V

obr/min

%

W

W

W

A

A

A

A

1.

160

800

20

860

180

1040

5.6

5.7

5.5

5.6

28.6

Skł. zgodna

2.

160

800

20

-400

1100

700

9.5

9.6

9.6

9.6

16.7

Skł. przeciwna

6.2. Wzory do obliczeń

P = P+ P

0x08 graphic
I =

0x08 graphic
Z =

7. Praca prądnicowa maszyny.

7.1. Schemat układu jak w punkcie 3.1. lecz zmieniamy prędkość obrotów

powyżej prędkości synchronicznej.

7.2. Tabela pomiarów

Lp.

IU

IV

IW

I1

P

P

P1

Q1

M

cos

P

s

n

-

A

A

A

A

W

W

W

var

Nm

-

W

%

obr/min

1/s

%

1

7.2

7.1

7.0

7.1

2320

0

2320

4047

18

0.5

1791

5

950

99.5

77.2

2

6.0

6.1

6.0

6.0

1400

-920

480

3921

0.49

0.12

51.3

0

1000

104.7

10.7

3

6.5

6.6

6.6

6.6

800

-1680

-880

4256

-12

0.2

-1295

-3

1030

107.9

68.0

4

8.1

8.0

8.1

8.1

320

-2560

-2240

4838

-26

0.42

-2886

-6

1060

111

77.6

5

9.2

9.2

9.2

9.2

80

-3120

-3040

5244

-36

0.5

-4072

-8

1080

113.1

74.7

7.3. Wzory do obliczeń

I =

P1 = P P

cos =

0x08 graphic
P = M .

0x08 graphic
 =

8. Silnik asynchroniczny jako przetwornica częstotliwości.

8.1. Schemat połączeń

8.2. Tabela pomiarów

Lp.

n

U1

U2

f1

f2

-

obr/min

V

V

Hz

Hz

1

1000

380

0

50

0

2

500

308

39

50

25

3

300

380

56

50

35.5

4

150

380

68

50

43

5

0

380

80

50

50

6

-200

380

98

50

60

7

-400

380

112

50

70

8

-600

380

128

50

80

9

-800

380

144

50

90

10

-1000

380

160

50

100

9. Wyznaczenie parametrów schematu zastępczego oraz danych potrzebnych

do wykresu wektorowego.

9.1 Schemat zastępczy

9.2. Wzory do obliczeń

Dla parametru I1n odczytuję dla próby zwarcia:

Xz = 17.1 Rz = 6.2

Dane do obliczeń:

s = 0.094 I10 = 6.1A pm = 130W

Xr1 = Xr2' = 1/2 Xz = 8.6

R2' = R2st .  

R1 = = 2.2

U = I10. (R1. cos  X1. sin   V

E1 = U1f - U1 = 327 V

X = = 94.4

IFe = = 0.3 A

RFe = = 1090

U2' = = 54.9 V

10.Wnioski i uwagi.

Celem ćwiczenia byłobadanie silnika pierścieniowego jak równiez wyznaczenie parametrów schematu zastępczego oraz badanie maszyny przy pracy prądnicowej i jako przetwornik częstotliwości.

Z próby biegu jałowego wyznaczyliśmy elementy gałęzi poprzecznej schematu zastępczego oraz cos0. Przy biegu jałowym straty w żelazie są większe od strat w uzwojeniach. Przy idealnym biegu jałowym (w takich warunkach wykonywaliśmy pomiary) straty mechaniczne można pominąć ze względu na ich małą wartość.

Z próby zwarcia wyznaczyliśmy parametry gałęzi podłużnej schematu zastępczego. W stanie zwarcia maszyny poślizg s = 100%. Prąd wirnika ma wartość znacznie większą od prądu znamionowego ze względu na małą wartość R2 w stosunku do R2/s. Z tego względu wykonywaliśmy próbę przy obniżonym napięciu, tak aby nie przekroczyć wartości prądu znamionowego.

Przekładnię wyznaczaliśmy przy rozwartym wirniku zasilając stojan. W obliczeniach należało uwzględnić współczynnik 31/2 ze względu na sposób połączenia wirnika i stojana.

W próbie obciążenia zmienialiśmy moment obciążenia obserwując prędkość obrotową. Na czas rozruchu w obwód wirnika włączony jest rozrusznik, w celu ograniczenia prądu rozruchwego. W czasie normalnej pracy wirnik musi być zwarty. W przypadku gdy moment obciążenia jest mniejszy od znamionowego prędkość obrotowa jest większa od znamionowej. Ze wzrostem obciążenia prędkość obrotowa silnika maleje.

Zależność momentu od poślizgu wyznaczaliśmy przy obniżonym napięciu (U=172V). Na charakterystyce M(380) = f (s) i I(380) = f(s) zostały przedstawione wartości przeliczone odpowiednio w stosunku (UN/Uz)2 i (UN/ Uz).

Jeżeli nadamy silnikowi prędkość większą od synchronicznej pracuje on wtedy jak prądnica, tzn. oddaje moc do sieci.

Badany silnik może również pracować jako przetwornik częstotliwości.W zależności od kierunku wirowania możemy zmieniać częstotliwość od 0 do 100 Hz.

k . U1

U20

U1f

I1f

P1

P


Wyszukiwarka