Wydział Fizyki i Techniki Jądrowej		Andrzej Stanisławczyk , Sebastian Wroński			Zespół
Rok 2		Temat : Silnik Asynchroniczny			Nr. ćwicz 4
Data wyk.	Data oddania	Zwrot do pop.	Data oddania	Ocena :	Podpis :

Dane znamionowe maszyn :

Silnik typ : SZUA a54a

P = 3 kW cosϕ = 0,8

Ust = 220/380 V Ist = 12,3/7,1 A

Uw = 62 V Iw = 34 A

n = 1430 obr/min rodzaj pracy : ciągła

prąd 3 ~ klasa izolacji A

Prądnica : PBB a34a

P = 2,8 kW n = 1440 obr/min

U = 115 V I = 1,3 A

temp pracy 35 ^OC rodzaj pracy : ciągła

Typ maszyny rozpoznajemy według następujących reguł :

S - silnik asynchroniczny

P - prądnica

B - obcowzbudna

U - wirnik uzwojony

J - wirnik klatkowy

Z - obudowa zamknięta

B - obudowa chroniona

C - okapturzona

Schemat układu pomiarowego :

Tabela pomiarów :

U1	I1	P1	Iw	n	U	I	P2	M	cos(fi)	n
V	A	kW	A	obr/min	V	A	kW	Nm
400	4,5	0,6	0	1500	5	0	0	3,8	0,192	0
400	5	1,6	<14	1460	110	10	1,1	10,41	0,461	0,687
400	5,5	2,2	17,5	1440	110	16	1,76	14,51	0,577	0,8
400	6,5	2,6	22	1420	110	20	2,2	17,39	0,577	0,846
400	7	3	26	1410	110	23	2,53	20,21	0,618	0,843
400	7	3,3	28	1400	115	24,5	2,82	22,39	0,680	0,854
400	8	4,1	36	1380	145	25	3,6	28,22	0,739	0,878

cos ϕ =

Otrzymane charakterystyki :

Tryby pracy maszyny :

• ciągła

• przerywana

• dorywcza

Budowa i zasada działania :

Trójfazowy silnik asynchroniczny składa się z nieruchomej części zwanej stojanem , oraz ruchomej części noszącej nazwę wirnika . Obie te części łącznie ze szczeliną powietrzną pomiędzy wirnikiem i stojanem zawierają obwód magnetyczny silnika . W celu zmniejszenia strat w żelazie obwód magnetyczny wirnika i stojana wykonane są z izolowanych miedzy sobą nakrzemionych blach o grubości ok. 0,5 mm . Na obwodzie rdzeni stojana i wirnika znajdują się żłobki , wewnątrz których umieszczone są uzwojenia , W żłobkach stojana umieszczone są cewki uzwojenia trójfazowego . Cewki te mogą być połączone w gwiazdę lub w trójkąt . Uzwojenie stojana zasilane jest z sieci trójfazowego prądu przemiennego . Wewnątrz żłobków na obwodzie wirnika silnika asynchronicznego pierścieniowego umieszczone jest uzwojenie trójfazowe połączone w gwiazdę . Początki tych uzwojeń dołączone są do trzech pierścieni ślizgowych osadzonych na wale . Do pierścieni tych za pośrednictwem szczotek przyłącza się opornik służący regulacji prędkości obrotowej lub opornik służący do rozruchu . W silnikach asynchronicznych klatkowych uzwojenie wirnika stanowi zwartą klatkę wykonaną z nie izolowanych prętów miedzianych lub aluminiowych . W zależności od kształtu przekroju prętów klatki silniki klatkowe dzielą się na klatkowe zwykłe , głebokożłobkowe i dwuklatkowe . W zależności od rodzaju klatki silniki te maj różne charakterystyki mechaniczne oraz różne momenty rozruchowe. Prąd przepływający przez poszczególne cewki uzwojenia wytwarza w każdej zmienny strumień magnetyczny . Ponieważ uzwojenie stojana zasilane jest prądem trójfazowym , wartość maksymalna prądu w poszczególnych fazach przesunięta jest o 120 ^O . Cewki uzwojenia stojana tez są przesunięte względem siebie o 120 ^O . Jeżeli zsumujemy strumienie pochodzące od poszczególnych cewek , otrzymamy strumień wypadkowy . Strumień ten , wiruje wewnątrz stojana i nosi nazwę wirującego pola magnetycznego . Prędkość wirowania pola magnetycznego zależy od liczby par biegunów silnika oraz od częstotliwości prądu zasilającego . Zmiana tych parametrów jest jedną z metod sterowania prędkością oraz rozruchem silnika asynchronicznego . Jeżeli przewody uzwojenia wirnika będą przenikane przez strumień wirującego pola magnetycznego , w przewodach tych zostanie wyindukowana siła elektromotoryczna , której wartość zależy od wartości indukcji magnetycznej , długości przewodów i szybkości przecinania ich przez wirujący strumień magnetyczny . Jeżeli obwód wirnika zostanie zamknięty ( w przypadku silnika pierścieniowego przez opornik rozruchowy ) to w obwodzie tym popłynie prąd . Ponieważ zgodnie z regułą lewej ręki na przewód z prądem działa starająca się przesunąć ten przewód w polu magnetycznym otrzymujemy moment obrotowy nadający ruch wirnikowi . Ponieważ warunkiem koniecznym dla indukowania się siły elektromotorycznej w przewodach wirnika jest przecinanie ich przez strumień magnetyczny , prędkość obrotowa pola wirującego musi się różnić od prędkości obrotowej wirnika , stąd nazwa - silnik asynchroniczny .

Rozruch silników asynchronicznych :

• rozruch bezpośredni

• rozruch z przełącznikiem gwiazda - trójkąt

• rozruch z dodatkowymi oporami czynnymi lub biernymi w obwodzie stojana

• rozruch z autotransformatorem rozruchowym

• rozruch przy pomocy oporników rozruchowych (tylko silniki pierścieniowe)

Rozruch bezpośredni :

Polega na bezpośrednim włączeniu uzwojenia stojana na pełne napięcie sieci . Jednakże powstaje wtedy duże uderzenie prądowe które wywołuje przy rozruchu silnika spadek napięcia w sieci . W przypadku gdy trzeba ten spadek napięcia wyeliminować ze względu na obowiązujące przepisy lub prace innych urządzeń stosuje się inne metody rozruchu .

Rozruch z przełącznikiem gwiazda - trójkąt :

Uzwojenie stojana silnika klatkowego , przeznaczonego normalnie do pracy w połączeniu w trójkąt , łączy się na czas rozruchy w gwiazdę i dopiero po osiągnięciu odpowiednio wysokiej prędkości obrotowej przełącza je na trójkąt . Rozruch z przełącznikiem gwiazda - trójkąt powoduje trzykrotne zmniejszenie prądu rozruchowego w porównaniu z rozruchem bezpośrednim , przy jednoczesnym trzykrotnym zmniejszeniu momentu silnika .

Rozruch z dodatkowym oporem w obwodzie stojana :

W obwód stojana włącza się dodatkową rezystancje lub reaktancje , Przy przepływie prądu rozruchowego powstaje spadek napięcia na oporniku wskutek czego napięcie fazowe na silniku zmniejsza się . Przy zmniejszeniu prądu rozruchowego do połowy występuje czterokrotne zmniejszenie momentu , co ogranicza zakres stosowania tej metody .

Rozruch z autotransformatorem rozruchowym :

Zastosowanie autotransformatora z zaczepami regulacyjnymi pozwala na stopniowe powiększanie napięcia w czasie rozruchu . Powoduje to jednak zmniejszenie momentu podobnie jak w metodzie poprzedniej .

Rozruch przy pomocy oporników rozruchowych ( tylko silniki pierścieniowe) :

Polega na włączeniu w obwód stojana dodatkowych oporników ograniczających prąd w uzwojeniach wirnika . Rozrusznik taki na ogół składa się z kilku stopni , które w miarę wzrostu prędkości wyłącza się (lub zwiera się) .

Regulowanie prędkości obrotowej :

• przez zmianę rezystancji w obwodzie twornika (silnik pierścieniowy)

• przez zmianę częstotliwości napięcia na stojanie

• przez zmianę liczby par biegunów

Prędkość obrotowa jest zależna od prędkości wirowania pola magnetycznego , a ta z kolei wyraża się wzorem :

gdzie : f - częstotliwość , p - liczna par biegunów .

Poprzez zmianę tych parametrów możemy regulować prędkość wirowania pola a tym samym prędkość obrotową silnika .

Zmianę kierunku wirowania dokonuje się przez zmianę kierunku wirowania pola wytworzonego przez stojan czyli przez zamianę kolejności faz .

---