Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z budową i sterowaniem układu napędowego z silnikiem indukcyjnym klatkowym i falownikiem napięcia MSI (z modulacją szerokości impulsów).

Poznanie własności ruchowych, charakterystyk sterowania i charakterystyk mechanicznych silnika indukcyjnego sterowanego z falownika napięcia MSI.

1. Schemat układu pomiarowego:

2. Tabele pomiarowe:

• Bieg jałowy (silnik obraca się w prawo)

U1	I1	M	n	f
V	A	Nm	obr/min	Hz
52,5	2,6	0,6	1492	50
49	3,5	0,6	1195	40
41	3,6	0,58	894	30
34	3,5	0,58	603	20
23,5	2,9	0,5	292	10
14,58	2,1	0,5	148	5

• Bieg jałowy (silnik obraca się w lewo)

U1	I1	M	n	f
V	A	Nm	obr/min	Hz
52	2,6	0,75	1488	50
49	3,55	0,6	1198	40
41	3,55	0,55	892	30
34,5	3,4	0,5	593	20
23,5	3	0,4	295	10
14	2	0,4	146	5

• Układ obciążony:

U1	I1	U1s	I1s	I2s	M	n	f
V	A	V	A	A	Nm	obr/min	Hz
52,5	2,6	48	1,1	62	2	1462	50
41	2,6	47	2,1	62	3,2	1475	50
41	2,8	45	3,9	62	5,2	1460	50
40,5	3,2	43	5,6	62	7	1443	50
40	3,8	40	7,5	61	10	1412	50
39	3,6	39	2	62	1,2	1118	40
38	3,3	37	1,9	61	3	1177	40
37,5	3,3	36	4,3	61	5	1165	40
37	3,5	33	5,9	61	7,2	1146	40
36	3,7	31	7,5	61	9	1130	40

3. Uwagi i wnioski:

Co przemawia za regulacją częstotliwościową prędkości ? Otóż spójrzmy na wzór na prędkość kątową silnika indukcyjnego, klatkowego:

, gdzie :

f_s - częstotliwość napięcia zasilania

p - liczba par biegunów

s - poślizg

Zmiana liczby par biegunów nastręcza nam problemy konstrukcyjne, a poza tym jest to regulacja skokowa. Zmiana poślizgu możliwa jest jedynie w przypadku silników pierścieniowych. Pozostaje nam więc regulacja prędkości za pomocą zmiany częstotliwości napięcia zasilania. Należy jednakże pamiętać, o jednoczesnej kontroli wartości napięcia zasilania. Dzięki falownikom napięcia możemy regulować prędkość kątową silników prądu zmiennego w szerokim zakresie. Prędkością tą regulować możemy praktycznie bez strat. Na parametry techniczne układu w głównej mierze wpływają własności falownika napięcia. Pozostaje jeszcze pytanie, dlaczego akurat silnik indukcyjny, klatkowy został wybrany do współpracy z falownikiem? Otóż w wielkim skrócie można przytoczyć jako argumenty dwie cechy silnika klatkowego:

• wyższy, niż w przypadku silnika pierścieniowego moment rozruchowy,

• tłumiące właściwości klatki, które to powodują ,że właściwości silnika są niezmienne wobec wyższych harmonicznych jak i obojętny wpływ mocy biernej na klatkę (mówiąc obrazowo, silnik klatkowy zachowuje się jak śmietnik, pobierając moc bierną i nie reagując zbytnio na wyższe harmoniczne tak niekorzystnie wpływające na prace silnika pierścieniowego).

Zmieniając częstotliwość wyjściową falownika i mierząc dla kolejnych nastawień napięcia zasilającego uzwojenie stojana silnika oraz prędkość obrotową mogliśmy zdjąć charakterystykę biegu jałowego sterowania silnika. Jak widać na rysunkach, zmiana kierunku wirowania silnika nie ma wpływu na kształt jego charakterystyk

W drugiej części ćwiczenia wyznaczyliśmy charakterystyki mechaniczne silnika dla dwóch wartości częstotliwości wyjściowej falownika napięcia ( 50Hz i 40Hz). Podczas tych pomiarów stosunek napięcia do częstotliwości powinien być i był w przybliżeniu stały.

---