Cel ćwiczenia i opis metod pomiarowych
Zadaniem przeprowadzonego ćwiczenia było zapoznanie z metodą wyznaczenia charakterystyk elektromechanicznych silników indukcyjnych, bez konieczności używania do tego celu wyskalowanych urządzeń hamulcowych. Metoda ta jest pośrednia i zwana metodą strat poszczególnych.
W pierwszej częsci ćwiczenia przeprowadzono pomiary podczas biegu jałowego. W tym celu nieobciążony silnik zasilono napięciem regulowanym, zmniejszając jego wartość od U=1,2Un do takiej wartości, przy której prąd pobierany przez silnik zaczyna rosnąć, tj. do U≈0,3Un. Otrzymane wyniki pozwoliły na na wyznaczenie strat mechanicznych oraz strat w żelazie silnika, na ich podstawie wykreślono charaktreystyki: Iμ , IOW =f(U0) oraz cosϕ0, I0, P0 =f(U0).
Druga część ćwiczenia obejmowała stan zwarcia (zablokowany wirnik). Pomiary przeprowadzono dla dwóch różnych położeń wirnika począwszy od wartości napięcia, przy którym wartość prądu IZ=1,2In dokonano odczytów wartości napięć i mocy. Na podstawie otrzymanych wyników wykreślono zależności cosϕz , IZ, PZ =f(UZ).
Ostatnia część ćwiczenia obejmowała pomiary w stanie bezpośredniego obciążenia. W tym celu należało obciążenie silnika zasilanego napięciem znamionowym U=Un zmniejszyć do obciążenia, przy którym I=1,2In do biegu jałowego, na podstawie wyników wykreślono charakterystyki między prądem zasilającym a mocą dostarczaną I=f(P1).
Na podstawie otrzymanych charakterystyk wyliczono pozostałe zadane wielkości.
Układ pomiarowy
Tabele pomiarowe i przykłady obliczeń
3.1 Pomiar podczas biegu jałowego
Lp |
UOŚR |
IOŚR |
PO |
cosϕ0 |
ΔPobc |
ΔPO |
UO2 |
Iμ |
IOW |
|
[V] |
[A] |
[W] |
- |
[W] |
[W] |
[V] |
[A] |
[A] |
1 |
400,0 |
5,20 |
2060 |
0,57 |
77,06 |
1983,0 |
160000 |
4,27 |
2,97 |
2 |
380,0 |
4,67 |
1780 |
0,58 |
62,16 |
1718,0 |
144400 |
3,81 |
2,70 |
3 |
300,0 |
3,25 |
960 |
0,57 |
30,10 |
930,0 |
90000 |
2,67 |
1,85 |
4 |
250,0 |
2,60 |
650 |
0,57 |
19,27 |
631,0 |
62500 |
2,12 |
1,50 |
5 |
200,0 |
2,10 |
405 |
0,56 |
12,57 |
393,0 |
40000 |
1,74 |
1,17 |
6 |
150,0 |
1,67 |
220 |
0,51 |
7,95 |
212,0 |
22500 |
1,44 |
0,85 |
7 |
120,0 |
1,50 |
205 |
0,66 |
6,41 |
198,5 |
14400 |
1,13 |
0,99 |
8 |
100,0 |
1,50 |
194 |
0,75 |
6,41 |
188,1 |
10000 |
0,10 |
1,12 |
9 |
70,0 |
1,76 |
185 |
0,87 |
8,83 |
176,2 |
4900 |
0,90 |
1,53 |
Przykłady obliczeń:
-współczynnik mocy biegu jałowego
-straty obciążeniowe biegu jałowego
-straty jałowe
-skladowe prądu I0:
-składowa bierna (prąd magnesujący)
-składowa czynna
-napięcie biegu jałowego
Z otrzymanej charaktreystyki ΔP0=f(U0) odczytano wartość strat w rdzeniu ΔPFen =1350W oraz straty mechaniczne ΔPm.=200W.
3.2 Pomiar podczas stanu zwarcia
|
I położenie wirnika |
II położenie wirnika |
||||||||||
|
UZ |
IŚr |
P1 |
P2 |
P |
cosϕZ |
UZ |
IŚr |
P1 |
P2 |
P |
cosϕZ |
Lp |
[V] |
[A] |
[W] |
[W] |
[W] |
- |
[V] |
[A] |
[W] |
[W] |
[W] |
- |
1 |
102 |
9,8 |
190 |
460 |
650 |
0,37 |
97 |
9,7 |
250 |
880 |
1130 |
0,69 |
2 |
95 |
9 |
170 |
390 |
560 |
0,38 |
84 |
8,2 |
190 |
660 |
850 |
0,71 |
3 |
79 |
7,5 |
120 |
170 |
290 |
0,28 |
76 |
7,6 |
150 |
530 |
680 |
0,68 |
4 |
64 |
6,1 |
80 |
140 |
220 |
0,32 |
75 |
6,3 |
115 |
385 |
500 |
0,61 |
5 |
58 |
5,3 |
70 |
140 |
210 |
0,39 |
65 |
5,4 |
80 |
275 |
355 |
0,58 |
6 |
52 |
4,7 |
55 |
110 |
165 |
0,39 |
51 |
4,6 |
65 |
205 |
270 |
0,66 |
7 |
38 |
3,6 |
30 |
60 |
90 |
0,38 |
42 |
3,7 |
45 |
135 |
180 |
0,67 |
8 |
22 |
1,9 |
10 |
35 |
45 |
0,62 |
24 |
2,3 |
17,5 |
50 |
67,5 |
0,71 |
Przykłady obliczeń:
Na podstawie otrzymanej charakterystyki IZ=f(UZ) wyznaczono ΔUZ przydatne przy obliczeniu IZn oraz inne charakterystyczne wielkości:
-znamionowy prąd zwarcia
-krotność znamionowego prądu zwarcia
-znamionowa moc zwarcia (Un=U)
Moment obrotowy w stanie zwarcia Mzn , gdy U=Un , obliczono określając straty obciążeniowe w wirniku ΔPob2 , które dla znamionowego prądu zwarcia w przybliżeniu wynoszą :
-straty obciążeniowe podstawowe
-moment obrotowy w stanie zwarcia przy U=Un
-współczynnik mocy zwarcia
3.3 Pomiar podczas obciążenia bezpośredniego
Lp |
UŚR |
IŚR |
PI |
PII |
P |
cosϕ |
ΔPOb1 |
Uwagi
|
|
[V] |
[A] |
[W] |
[W] |
[W] |
- |
[W] |
|
1 |
380 |
8,9 |
1280 |
3280 |
4560 |
0,78 |
270,9 |
R1∗=1,14Ω |
2 |
380 |
7,9 |
1000 |
2920 |
3920 |
0,75 |
213,4 |
|
3 |
380 |
6,9 |
480 |
2520 |
3000 |
0,66 |
162,8 |
|
4 |
380 |
6,1 |
280 |
2040 |
2320 |
0,58 |
127,3 |
|
5 |
380 |
5,0 |
560 |
1140 |
1700 |
0,52 |
85,5 |
|
6 |
380 |
4,1 |
560 |
1500 |
2060 |
0,76 |
57,5 |
|
7 |
380 |
3,7 |
400 |
1300 |
1700 |
0,70 |
46,8 |
|
8 |
380 |
3,3 |
240 |
1160 |
1400 |
0,64 |
37,2 |
|
3.4 Obliczanie charakterystyk elektromechanicznych
Lp |
U |
I |
PI |
PII |
P1 |
ΔPOB1 |
η |
M |
ΔPd1 |
Pel |
P2 |
UWAGI
|
|
[V] |
[A] |
[W] |
[W] |
[W] |
[W] |
- |
[Nm] |
[W] |
[W] |
[W] |
|
1 |
380 |
8,9 |
1280 |
3280 |
4560 |
270,9 |
0,60 |
8,6 |
21,4 |
2917,7 |
2718 |
Podczas ćwiczenia nie dokonano pomiaru wartości poślizgu s, z którym związany jest ΔPOB2 co unimożliwiło uwzględnienie wpływu tej wielkości na P2 |
2 |
380 |
7,9 |
1000 |
2920 |
3920 |
213,4 |
0,55 |
6,8 |
16,9 |
2339,7 |
2141 |
|
3 |
380 |
6,9 |
480 |
2520 |
3000 |
162,8 |
0,42 |
4,1 |
12,9 |
1474,3 |
1274 |
|
4 |
380 |
6,1 |
280 |
2040 |
2320 |
127,3 |
0,27 |
2,0 |
10,1 |
832,6 |
633 |
|
5 |
380 |
5,0 |
560 |
1140 |
1700 |
85,5 |
0,03 |
0,2 |
6,8 |
257,7 |
58 |
|
6 |
380 |
4,1 |
560 |
1500 |
2060 |
57,5 |
0,22 |
1,4 |
4,5 |
648,0 |
448 |
|
7 |
380 |
3,7 |
400 |
1300 |
1700 |
46,8 |
0,06 |
0,3 |
3,7 |
299,5 |
99 |
|
8 |
380 |
3,3 |
240 |
1160 |
1400 |
37,2 |
-0,14 |
-0,6 |
2,9 |
9,9 |
-190 |
|
Przykłady obliczeń:
-straty dodatkowe w uzwojeniu stojana wynikające z nierównomiernego rozkładu gęstości prądu w przekroju przewodu
-moc elektromagnetyczna pola wirującego
-moc użyteczna na wale silnika
ΔPOb2***-nie uwzględniono w obliczenich (uzasadnienie we wnioskach)
-sprawnosć
-moment obrotowy na wale silnika
???????
4. Wykresy