POLITECHNIKA LUBELSKA				LABORATORIUM NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO
Imię i nazwisko: Wiesław Rycerz, Grzegorz Duda, Andrzej Osiński.					Grupa: ED 6.4	Rok akad. : 1997/98
Data: 30.03.98	Nr ćwiczenia: 6	Ocena:	Temat: Wyznaczanie charakterystyk indukcyjnego silnika pierścieniowego.

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było zapoznanie się ze sposobami wyznaczania charakterystyk naturalnych, sztucznych, hamowania oraz przy obniżonym napięciu zasilania indukcyjnego silnika pierścieniowego.

2. Dane znamionowe badanego układu.

Silnik prądu stałego Silnik pierścieniowy:

P_n = 3,7 kW P_n = 3kW

U_n = 220 V U_n = 220/380 V

I_n = 19,6 A cosϕ=0,84

n_n = 1450 obr/min n_n = 1420 obr/min

I_wn = 0,58 A I_n = 6,8 A

3. Schemat pomiarowy oraz opis stanowiska.

Schemat pomiarowy.

Badany silnik S₁ sprzężony jest mechanicznie z pomocniczą maszyną obcowzbudną prądu stałego H₁. Maszyna H₁ wraz z maszyną obcowzbudną prądu stałego H₂ tworzy układ Leonarda. Takie rozwiązanie pozwala w prosty sposób regulować wartość przekazywanej energii oraz zmieniać kierunek jej przepływu. Umożliwia to uzyskiwanie punktów pracy badanego silnika S₁ w dowolnej ćwiartce układu współrzędnych ω, M.

4. Pomiar charakterystyki naturalnej ω = f (M_m).

Charakterystyki te wyznacza się dla znamionowego napięcia zasilania U₁ = U_n w obszarze poślizgów dodatnich i ujemnych maszyny S₁. Charakterystykę naturalną wyznacza się dla zwartych pierścieni maszyny S₁ (R3 = 0).

Tabela pomiarowa:

I1	I2	U2	U4	I3	I4	P2	P1	n	ω	ΔP0	ΔM0	Mm
[A]	[A]	[V]	[V]	[A]	[A]	[W]	[W]	[obr/min]	[rad/s]	[w]	[Nm]	[Nm]
6	-15	128	224	0,62	0,7	-1968	984	1280	134,04	146	1,089	-15,26
5,2	-12,5	128	224	0,6	0,67	1783,5	615	1280	134,04	146	1,089	-12,53
4,6	-10	124	222	0,6	0,65	1537,5	246	1240	129,85	140	1,078	-9,82
4,2	-7,5	124	220	0,6	0,63	1291,5	-246	1240	129,85	140	1,078	-7,09
3,8	-5	124	220	0,6	0,61	984	-369	1240	129,85	140	1,078	-4,37
3,6	-3	124	218	0,6	0,6	707,25	-553,5	1240	129,85	140	1,078	-2,19
3,6	-2	122	218	0,6	0,58	645,75	-676,5	1220	127,76	137	1,072	-1,11
3,6	-1	122	216	0,6	0,57	615	-799,5	1220	127,76	137	1,072	-0,02
3,6	-0,5	122	215	0,6	0,57	492	-799,5	1220	127,76	137	1,072	0,53
3,6	0	122	214	0,6	0,56	461,25	-830,25	1220	127,76	137	1,072	1,07
3,6	0,5	122	214	0,6	0,55	399,75	-922,5	1220	127,76	137	1,072	1,62
3,6	1	122	212	0,58	0,54	307,5	-984	1220	127,76	137	1,072	2,16
3,8	2	122	212	0,58	0,535	246	-1076,25	1220	127,76	137	1,072	3,25
3,9	3	120	210	0,58	0,53	123	-1168,5	1200	125,66	134	1,066	4,34
4,2	5	120	206	0,58	0,52	-92,25	-1414,5	1200	125,66	134	1,066	6,51
4,8	7,5	120	202	0,58	0,51	-369	-1722	1200	125,66	134	1,066	9,24
5,5	10	118	198	0,58	0,495	-615	-2029,5	1180	123,57	129	1,044	11,94
6,2	12,5	118	196	0,58	0,49	-861	-2337	1180	123,57	129	1,044	14,67
7	15	118	190	0,58	0,47	-1107	-2706	1180	123,57	129	1,044	17,39

Wzory, potrzebne do obliczeń:

Prędkość kołowa znamionowa:

Wartość współczynnika k wyznaczyć można z danych znamionowych maszyny H₁:

Moment na wale maszyny H₁:

Wartości strat jałowych ΔP₀ zostały odczytane z wykresu dołączonego do wykonywanego ćwiczenia.

Charakterystyka naturalna.

Charakterystyka ω = f (I₁).

5. Wyznaczanie charakterystyk dla hamowania przeciwłączeniem.

Dla hamowania przeciwwłączeniem maszyny S₁, maszyna H₁ ma pracować jako silnik, wymuszając kierunek wirowania wału przeciwny do kierunku prędkości synchronicznej ω₀ maszyny S₁.

Tabela pomiarowa:

U1	I1	I2	U2	U4	I3	I4	P2	P1	n	ω	ΔP0	ΔM0	Mm
[V]	[A]	[A]	[V]	[V]	[A]	[A]	[W]	[W]	[obr/min]	[rad/s]	[w]	[Nm]	[Nm]
380	3,5	-2	3	8	0,58	0	-369	922,5	30	3,14	2	0,637	-1,543
380	3,5	-3	30	56	0,58	0,135	-307,5	953,25	300	31,42	18	0,573	-2,697
380	3,6	-3,5	60	108	0,58	0,25	-276,75	984	600	62,83	47	0,748	-3,067
380	3,6	-4	92	164	0,58	0,41	-246	1014,75	920	96,34	90	0,934	-3,426
380	3,6	-4,5	108	192	0,58	0,5	-215,25	1045,5	1080	113,10	114	1,008	-3,897
380	3,6	-5	130	228	0,58	0,65	-184,5	1076,25	1300	136,14	150	1,102	-4,348
380	3,6	-5,2	140	248	0,58	0,75	-153,75	1107	1400	146,61	170	1,160	-4,508

Charakterystyka hamowania przeciwwłączeniem.

6. Charakterystyka mechaniczna przy obniżonym napięciu zasilania.

Tabela pomiarowa:

U1	I1	U2	I2	I3	U4	I4	P2	P1	ω	ΔP0	ΔM0	Mm	η
[V]	[A]	[V]	[A]	[A]	[V]	[A]	[W]	[W]	[rad/s]	[w]	[Nm]	[Nm]
400	3	4	-0,5	0,6	8	0	-830,25	1137,75	4,189	2	0,477	-0,068	0,993
400	3	40	-1	0,6	72	0,165	-861	1168,5	41,888	26	0,621	-0,469	0,915
400	3	86	-1,5	0,6	114	0,36	-861	1168,5	90,059	81	0,899	-0,736	0,737
400	3	112	-1,7	0,6	200	0,52	-891,75	1137,75	117,286	120	1,023	-0,830	0,512
400	3	122	-2	0,6	220	0,59	-891,75	1168,5	127,758	138	1,080	-1,100	0,501
400	3,1	136	-2,2	0,6	240	0,7	-922,5	1168,5	142,419	145	1,018	-1,380	0,411
400	3,1	142	-2,3	0,6	250	0,75	-922,5	1168,5	148,702	176	1,184	-1,323	0,285

Charakterystyka mechaniczna przy obniżonym napięciu zasilania.

Charakterystyka sprawności.

7. Wyznaczenie charakterystyki mechanicznej dla hamowania prądem stałym.

Badaną maszynę S₁ odłącza się od sieci trójfazowej przez otwarcie wyłącznika W₁, a do dwóch zacisków uzwojenia stojana tej maszyny przyłącza się źródło regulowanego napięcia stałego.

Tabela pomiarowa:

U2	I2	I3	U4	I4	n	ω	ΔP0	ΔM0	Mm
[V]	[A]	[A]	[V]	[A]	[obr/min]	[rad/s]	[w]	[Nm]	[Nm]
4	-2,7	0,6	9	0	40	4,189	2	0,477	-2,466
10	-5	0,6	20	0,03	100	10,472	5	0,477	-4,973
14	-7	0,6	24	0,06	140	14,661	7	0,477	-7,153
20	-9	0,6	40	0,09	200	20,944	10	0,477	-9,333
28	-11	0,6	56	0,14	280	29,322	15	0,512	-11,478
36	-12	0,6	72	0,17	360	37,699	23	0,610	-12,470
48	-11	0,6	88	0,21	480	50,265	35	0,696	-11,294
60	-10	0,6	108	0,26	600	62,832	47	0,748	-10,152
70	-9	0,6	128	0,3	700	73,304	60	0,819	-8,991
80	-8	0,6	144	0,35	800	83,776	74	0,883	-7,837
100	-7	0,6	180	0,46	1000	104,720	102	0,974	-6,656
114	-6,5	0,6	200	0,54	1140	119,381	122	1,022	-6,063
132	-6	0,6	232	0,67	1320	138,230	152	1,100	-5,440

Charakterystyka mechaniczna dla hamowania dynamicznego prądem stałym.

8. Wnioski.

Maszyna asynchroniczna współpracująca ze źródłami trójfazowego napięcia przemiennego może, w zależności od wartości poślizgu, znajdować się w czterech stanach pracy. Przy poślizgu 0<s<1 występuje praca silnikowa, przy s=1 jako transformator, s>1 występuje hamowanie przeciwprądem, s<0 jako prądnica oddając moc do źródła zasilania. Powyższe stany zostały w sposób praktyczny wykonane w trakcie ćwiczenia.

Rodzina charakterystyk mechanicznych silnika asynchronicznego przy regulacji napięcia zasilania wyznaczona w ćwiczeniu jest zbliżona do idealnych, błędy mogą wynikać klasy dokładności użytych w ćwiczeniu mierników. Charakterystyki mechaniczne dla hamowania dynamicznego prądem stałym oraz charakterystyki naturalne i sztuczne mają charakter zbliżony do rzeczywistych. Dokładny pomiar nie był także możliwy z powodu niedostatecznych zakresów mierników.

Przy wyznaczaniu charakterystyki naturalnej niemożliwe było przedstawienie charakterystyki sprawności z powodu prawdopodobnie źle odczytanej mocy pobieranej przez badaną maszynę, ponieważ dla niektórych punktów pomiaru sprawność znacznie przekraczała wartość 1.

---