ćw 13, [W9] ENERGETYKA - SEMESTR IV, MASZYNY I URZĄDZENIA ELEKTRYCZNE - LAB


POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

INSTYTUT MASZYN NAPĘDÓW I POMIARÓW

ELEKTRYCZNYCH

LABORATORIUM MASZYN I URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH

ĆWICZENIE NR 13

UKŁAD NAPĘDOWY Z SILNIKIEM INDUKCYJNYM
I FALOWNIKIEM NAPIĘCIA

Wydział:

W-9

Rok akademicki:

2009/2010

Rok studiów:

II

Skład grupy:

1. Jolanta Firla 173340

2. Maria Bartczyk 173366

3.Mateusz Kranc 173356

4.Piotr Sacha 173297

5.Barbara Zając 173344

6.Agnieszka Żuraw 173342

Data wykonania:

20.05.2010

Semestr:

4 - letni

Data oddania:

27.05.2010

Zaliczenie:

Uwagi:

  1. Cel i zakres ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z działaniem silnika klatkowego, sterowaniem jego prędkością przez zmianę częstotliwości napięcia oraz poznanie podstawowych zależności, które określają silnik klatkowy częstotliwościowo. Zadaniem było wyznaczenie charakterystyk silnika klatkowego zasilanego z falownika napięcia oraz zapoznanie się z przebiegami napięcia i prądu wyjściowego z falownika napięcia.

  1. Schemat stanowiska

0x01 graphic

Rys.1. Schemat układu z silnikiem indukcyjnym klatkowym zasilanym falownikiem z podłączonymi przyrządami do pomiarów.

  1. Spis przyrządów i obiektów badanych

Silnik INDUKCYJNY KLATKOWY typ Sg80L4F nr fabr. 944301

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

Silnik prądu stałego typ PKMa 21b/111 nr fabr. 210111

(w ćwiczeniu jako prądnica obciążająca)

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
(straty całego zestawu przy 0x01 graphic
)

0x01 graphic
- watomierz poboru mocy; klasa 0,5; zakresy U:100, 200, 400V; zakresy I: 2,5; 5A; il. działek: 100; pozycja pracy: pozioma; nr inwentarzowy: I-29 IVa 3340;

0x01 graphic
- woltomierz spadków napięcia prądu przemiennego; klasa 0,5; zakresy: 75, 150, 300, 600V; il. działek: 75; pozycja pracy: pozioma; nr inwentarzowy: I-29 IVa 1419;

0x01 graphic
- woltomierz spadków napięcia prądu przemiennego; klasa 0,5; zakresy: 75, 150, 300, 600V; il. działek: 75; pozycja pracy: pozioma; nr inwentarzowy: I-29 IVa 1276;

0x01 graphic
- woltomierz spadków napięcia prądu stałego; klasa 1; zakresy: 150, 300, 750V; il. dziełek: 75; pozycja pracy: pozioma; nr inwentarzowy: I-29 EW-02/01;

0x01 graphic
- amperomierz prądu przemiennego; klasa 0,5; zakresy: 2,5; 5A; il. działek: 50; pozycja pracy: pozioma; nr inwentarzowy: I-29 IVa 2987;

0x01 graphic
- amperomierz prądu przemiennego; klasa 0,5; zakresy: 3, 6A; il. działek: 60; pozycja pracy: pozioma; nr inwentarzowy: I-29 IVa 3169;

0x01 graphic
- amperomierz prądu stałego; klasa 1; zakresy: 0,75; 1,5; 3A; il. działek: 75; pozycja pracy: pozioma; nr inwentarzowy: I-29 IVa 509;

0x01 graphic
- amperomierz prądu stałego; klasa 0,5; zakresy: 7,5; 15, 30A; il. działek: 75; pozycja pracy: pozioma; nr inwentarzowy: I-29 IVa 284;

0x01 graphic
- miernik pomiaru prędkości obrotowej NT1; obr/min; klasa 0.05; nr inwentarzowy: I-29 IVa 2234;

0x01 graphic
- wskaźnik momentu obrotowego siły; klasa 1,5; zakres: 0,5 - 10Nm; nr inwentarzowy: I-29 T-959;

0x01 graphic
- falownik Lenze 8300 T-810.

  1. Wyznaczenie charakterystyk sterowania napędu

    1. Tabela

Tab.1. Tabela z wynikami pomiarów liczby obrotów oraz napięcia międzyfazowego dla zadanej częstotliwości falownika

Lp.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Hz

obr/min

V

rad/s

1

5,1

144

110

15,08

2

10,0

296

180

31,00

3

15,1

447

230

46,81

4

20,0

596

260

62,41

5

25,1

747

300

78,23

6

30,0

896

320

93,83

7

35,1

1046

350

109,54

8

40,0

1194

380

125,04

9

45,1

1345

410

140,85

10

50,0

1492

400

156,24

    1. Przykładowe obliczenia

Wartość pulsacji stojana 0x01 graphic
w tab. 1:

0x01 graphic

pomiar 1.:

0x01 graphic

    1. Wykres0x08 graphic

0x08 graphic

a

0x08 graphic
b

Rys. 2. Zależność napięcia wyjściowego międzyfazowego od zadanej częstotliwości0x08 graphic
:

a) punkty pomiarowe, b) linia trendu - krzywa

    1. Komentarz

W czasie pomiarów częstotliwość była zwiększana od 5 Hz do 50Hz. Pomiary zostały przeprowadzone 10 razy, co pozwoliło wyznaczyć charakterystykę napędu przy biegu jałowym. Wyniki pomiarów na wykresie można zobrazować jako krzywą wielomianową. Wraz ze wzrostem częstotliwości napięcie międzyfazowe wzrasta.

  1. Wyznaczenie charakterystyk mechanicznych napędu

    1. Tabele

Tab.2. Tabela z wynikami pomiarów dla częstotliwości stojana 50Hz

Lp.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Nm

V

A

W

V

A

A

V

A

obr/min

rad/s

%

1

9,6

215

3,8

680

390

3,7

0,75

184

6,8

1413

147,97

69,6

2

9,0

215

3,6

640

390

3,5

0,75

184

6,4

1418

148,49

69,6

3

8,0

215

3,3

570

390

3,3

0,75

188

5,7

1428

149,54

70,0

4

7,0

215

2,8

500

400

3,0

0,75

188

4,8

1440

150,80

70,4

5

6,0

215

2,5

430

400

2,80

0,75

192

4,0

1450

151,84

70,6

6

5,0

215

2,2

380

400

2,60

0,75

196

3,4

1459

152,79

67,0

7

4,0

215

1,9

320

400

2,55

0,75

196

2,6

1466

153,52

64,0

8

3,0

215

1,5

260

410

2,45

0,75

200

1,8

1474

154,36

59,4

9

2,0

215

1,2

200

410

2,45

0,75

200

0,9

1482

155,19

51,7

10

1,1

215

0,95

155

410

2,45

0,75

204

0,3

1489

155,93

36,9

Tab.3. Tabela z wynikami pomiarów dla częstotliwości stojana 30Hz

Lp.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Nm

V

A

W

V

A

A

V

A

obr/min

rad/s

%

1

9,6

215

2,6

450

310

3,7

0,75

96

7,1

823

86,18

61,3

2

9,0

215

2,45

420

300

3,5

0,75

100

6,6

829

86,81

62,0

3

7,8

215

2,20

380

310

3,3

0,75

100

5,7

840

87,96

60,2

4

7,0

215

2,00

350

310

3,2

0,75

104

5,1

848

88,80

59,2

5

6,0

215

1,80

300

310

3,1

0,75

108

4,2

857

89,74

59,8

6

5,0

215

1,60

270

310

3,0

0,75

112

3,4

866

90,69

56,0

7

4,0

220

1,50

250

310

3,0

0,75

112

2,7

872

91,32

48,7

8

3,0

220

1,20

210

320

3,1

0,75

116

1,8

879

92,05

43,8

9

2,0

220

1,10

190

320

3,2

0,75

116

1,0

885

92,68

32,5

10

1,0

220

0,95

160

320

3,4

0,75

120

0,2

891

93,31

19,4

Tab.4. Tabela z wynikami pomiarów częstotliwości stojana 50Hz - nawrót

Lp.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Nm

V

A

W

V

A

A

V

A

obr/min

rad/s

%

1

-10,0

215

3,8

700

390

3,7

0,75

176

7,2

-1408

-147,45

70,2

2

-9,0

215

3,4

610

390

3,4

0,75

180

6,3

-1423

-149,02

73,3

3

-8,0

215

3,0

530

390

3,1

0,75

184

5,3

-1435

-150,27

75,6

4

-6,8

215

2,7

470

400

2,9

0,75

188

4,5

-1444

-151,22

72,9

5

-6,0

215

2,4

410

400

2,7

0,75

192

3,8

-1453

-152,16

74,2

6

-5,0

215

2,0

350

400

2,6

0,75

196

3,0

-1463

-153,21

73,0

7

-4,0

215

1,7

300

410

2,5

0,75

200

2,2

-1471

-154,04

68,5

8

-3,0

215

1,4

240

410

2,4

0,75

204

1,4

-1478

-154,78

64,5

9

-2,0

215

1,1

180

410

2,4

0,75

208

0,5

-1486

-155,61

57,6

10

-1,6

215

1,0

170

410

2,45

0,75

208

0,3

-1488

-155,82

48,9

    1. Przykładowe obliczenia

0x01 graphic

tab. 3, pomiar 1.:

0x01 graphic

    1. 0x08 graphic
      Wykres

0x08 graphic

a

b

0x08 graphic

c

Rys. 3. Charakterystyki mechaniczne silnika klatkowego: a) dla częstotliwości 50Hz,

b) dla częstotliwości 30Hz, c) dla częstotliwości 50Hz dla nawrotu

    1. Komentarz

W badanym zakresie charakterystyki mechaniczne dla różnych częstotliwości są liniowe. Niewielkie odchylenia mogą wynikać z niedokładności urządzeń pomiarowych lub trochę błędnego odczytu. Dla częstotliwości 30Hz wykres zależności prędkości silnika od momentu jest przesunięty liniowo względem wykresu dla częstotliwości 50Hz. Dla niższej częstotliwości jest mniejsza prędkość. Dla danej częstotliwości (tutaj 50Hz) mierzone wielkości mają podobne wartości niezależnie od kierunku badania silnika. Wykresy odbite są względem środka układu współrzędnych.

  1. Wnioski

Wyznaczone w doświadczeniu charakterystyki silnika klatkowego sterowanego falownikiem napięcia (rys. 2) są zbliżone do znanych charakterystyk teoretycznych. Świadczy to o poprawnym działaniu urządzeń oraz dobrym wykonaniu ćwiczenia.

Na podstawie zależności napięcia wyjściowego międzyfazowego od częstotliwości (charakterystyka sterowania napędu) można zauważyć, że chcąc zwiększyć prędkość silnika musimy zwiększyć częstotliwość. Można to osiągnąć dzięki użyciu falownika, który umożliwia sterowanie częstotliwościowe silników klatkowych.

W charakterystyce sterowania napędu przy końcowych wartościach częstotliwości napięcie maleje, co widać na wykresie jako delikatny uskok na końcu.

Z drugiej części ćwiczenia wynika, że dla zmniejszania momentu prędkość silnika wzrasta, co jest zobrazowane na rys. 3. Jest to charakterystyczne dla silników klatkowych.

Sprawność silnika jest wyższa dla większej częstotliwości. Dla 50Hz wynosi około 40-70%, a dla 30Hz tylko 20-60%. Wraz ze spadkiem wartości momentu spada także sprawność silnika.

W ćwiczeniu była badana tylko jedna faza, więc można było zmierzyć jedynie wartość mocy wejścia na tą fazę. Aby obliczyć sprawność całego układu wartość mocy wejścia należy pomnożyć razy 3. Zmniejsza to dokładność otrzymanych wyników, ale pozwala poznać przybliżoną sprawność silnika.

Na załączonych wykresach (rys. 4, rys. 5, rys. 6, rys. 7) widoczne jest, że podczas powstawania momentu obrotowego przebiegi prądów i napięć są sinusoidalne ze stała amplitudą dla każdej częstotliwości. Napięcie bardziej oscyluje, a prąd układa się na wykresie mniej więcej jako „lekko poszarpana” linia. Prąd jest opóźniony w fazie względem napięcia.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
MiUT test ćw 5 Bembenek, WIMiR AGH, Semestr VI, Maszyny i Urządzenia Technologiczne (MiUT), Kolokwia
Strona tytułowa, [W9] ENERGETYKA - SEMESTR IV, KONWERSJA ENERGII - LAB
Kopia mechanika plynow N7, [W9] ENERGETYKA - SEMESTR IV, MECHANIKA PŁYNÓW - LAB, POPRZEDNIE LATA, N0
Sprawko N12, [W9] ENERGETYKA - SEMESTR IV, MECHANIKA PŁYNÓW - LAB, POPRZEDNIE LATA, laborki sitka (a
mechanika płynów N9 poprawne, [W9] ENERGETYKA - SEMESTR IV, MECHANIKA PŁYNÓW - LAB, POPRZEDNIE LATA,
cw. 1 systemy napędowe, PWr W9 Energetyka stopień inż, IV Semestr, Maszyny i urządzenia elektryczne,
sprawko 4, PWr W9 Energetyka stopień inż, IV Semestr, Maszyny i urządzenia elektryczne, Laboratorium
wstępn ćw 1, PWr W9 Energetyka stopień inż, IV Semestr, Podstawy automatyki - laboratorium, Podsatwy
MIUE koło 0 gr2, PWr W9 Energetyka stopień inż, IV Semestr, sprawka, maszyny i urz elektr, maszyny,
POLITECHNIKA WROCLAWSK1, PWr W9 Energetyka stopień inż, IV Semestr, sprawka, maszyny i urz elektr, m
MASZYNY ELEKTRYCZNE 1, PWr W9 Energetyka stopień inż, IV Semestr, sprawka, maszyny i urz elektr, ma
Metrologia ćw-1, PWr W9 Energetyka stopień inż, II Semestr, Podstawy metrologii i techniki eksperyme
Maszyny i urządzenia elektryczne cw 4
Program -Wykłady Technologia Maszyn, POLITECHNIKA POZNAŃSKA, LOGISTYKA, semestr IV, maszyny technolo
13-16, Mechatronika, Semestr IV, PKM, PKM egzamin
cw 1 nasze, Politechnika Łódzka Budownictwo, Semestr IV, Fizyka budowli II, Lab

więcej podobnych podstron